充氣膜結構密閉作業設施在垃圾衛生填埋場的應用

2010年國內首列充氣膜結構密閉作業設施在北京安定垃圾衛生填埋場建成并運行。它實現了垃圾填埋作業的全面密閉，設施內部的惡臭氣體進行收集處理裝置后達標排放，為垃圾填埋場的控臭提供了一個新的思路。

一、北京安定填埋場充氣膜結構密閉作業設施的基本情況

設施主要由4個部分組成，分別是：空氣支撐膜結構系統、氣體組織及處理系統、自控系統、環境安全監測系統。結構尺寸為：L(長)×W（寬）×H（高）=200米×100米×30米，封閉區域總面積20000平方米，壓力控制范圍200～300Pa，結構抗雪荷載≥97.5kg/m2，抗風能力≥480N/m2。設施有效填埋量80000立方米，運行周期90-100天，移動周期20天。

二、充氣膜結構密閉作業設施的應用

（一）充氣膜結構密閉作業設施應用要點

1.填埋作業區整體規劃設計

20000平方米的維和面積對于小型填埋場和作業區域較小的危險廢物處置場而言可以實現全面的密閉，而不需要移動。對于大型填埋場而言僅能實現對填埋作業區域進行封閉，為此需要將整個填埋區規劃為若干個標準單元，設施具備快速移動性能，可根據填埋情況在不同的的標準單元之間進行移動，最終完成對填埋作業全部密閉。

工藝流程示意圖如圖2所示。

2.填埋作業區雨水收集系統的建立

對填埋作業區的封閉，可有效防止降雨對作業的影響。此外，通過對封閉區域的雨水收集、利用，可以有效減少垃圾滲瀝液的產生。為此在設施移動完成后，應建立一套雨水收集系統，包括排水邊溝、集水井和水泵，見圖3。

3.密閉空間內填埋作業

密閉空間內填埋作業可以完全按照常規的填埋作業規范來進行，堆體高度按10米設計，分兩步完成，每步5米分層填埋。為了保證堆體密實度（≥90%）的要求，宜采用上推法填埋作業。空間內部提前規劃好內部交通組織路線，確保車輛能夠快速進出，并保證司機視線良好。堆體到達設計高度后，必須按規范進行邊坡整修和堆體膜覆蓋。堆體膜覆蓋的作用有兩個，其一確保下次移動時膜結構放氣后膜體落在堆體上時不會造成劃傷，其二可以確保設施移動后垃圾堆體處于封閉狀態，實現垃圾填埋不露天的整體構想。

（二）密閉空間內作業安全

充氣膜結構密閉作業設施內部是一個類有限空間作業環境。類有限空間作業環境的定義，在于其本身是一個大空間的有限空間，以安定垃圾衛生填埋場充氣膜結構密閉作業設施為例，其封閉空間約500000立方米，空間內換氣頻率為3小時/次，這與常規的有限空間差異很大。

密閉空間內作業安全隱患來自于兩個方面，即工人的勞動環境安全和設施本身的運行安全。

1.工人的勞動環境安全

設施內部安全預警及有害物質報警系統的報警值按照GBZ 1-2010《工業企業設計衛生標準》中6.1.6.3及GBZ2.1《工作場所有害因素職業接觸限值第1部分：化學有害因素》設計，從1年的運行效果看，盡管設施本身可以達到標準要求，但工人身體感覺與露天作業相比仍有一定差距。尤其是在夏季，內部監測溫度高于環境溫度2℃，濕度持續在90%以上。為此需要從勞保方面對設施內部作業進行特別設計。主要包含以下內容：

勞保用品：防毒面具、便攜式吸氧裝置、對講機；

勞動強度：連續工作時間2小時、日工作時間6小時、每2周輪崗一次；

勞動補貼：10元/天。

2.設施本身的運行安全

設施運行的安全隱患主要有：外力破壞引起膜體大面積破壞而導致整體結構破壞、空間內部硫化氫氣體局部聚集引起火災。從安定垃圾衛生填埋場運行的情況看，發生上述安全事故的可能性很小。在運行中應做好以下工作：上崗人員培訓；選擇車況好的機械和運輸車輛進入密閉空間作業；配備專職安全員；做好應急預案。

（三）充氣膜結構密閉作業設施氣體排放

氣體排放按照GB14554-93《惡臭污染物排放標準》執行，1年的運行監測表明設施實際運行完全可以達到標準要求，它的存在不但有效地實現了垃圾填埋場控臭目的，而且從心理上降低了周圍居民的反感情緒。

（四）充氣膜結構密閉作業設施投資與運行成本

充氣膜結構密閉作業設施投資約1500元/平方米，使用壽命為10年，從圍合封閉的角度看，投資遠低于傳統結構形式的投資。

設施運行成本5-20元/噸，在運行成本中移動費用約占30%左右，隨著運行團隊經驗的積累，成本仍有一定下降空間。

設施運行帶來的垃圾滲瀝液減少間接地降低了垃圾處理成本，以安定垃圾衛生填埋場為例，按北京地區平均降水量測算，可以減少垃圾滲瀝液10000～12000噸/年。

截至目前，安定垃圾衛生填埋場充氣膜結構密閉作業設施建成已有一年，作為國內首次對垃圾填埋作業全面封閉的嘗試，它帶給我們的思索是多方面的。筆者認為充氣膜結構密閉作業設施會在未來垃圾填埋作業工藝占有一席之地。

（責任編輯：黃荔）