阿蘇衛垃圾衛生填埋場全密閉填埋工藝研究

衛生填埋是從簡易的垃圾堆放和填地處理發展起來的，具有工藝簡單、投資較省、運行費用較低、技術可靠等優點，在較長時期內仍將是我國廣泛采用的一種垃圾處理方式。但是，填埋場在使用過程中及封場后相當長時間內會產生大量填埋釋放物（滲濾液和填埋氣體），它們對環境的即時和潛在危害很大[1]。隨著人們物質文化生活水平的日益提高，公眾的環保意識不斷增強，對填埋場產生的二次污染問題也越來越關注，特別是臭味問題已成為社會關注的焦點。衛生填埋應是不產生二次污染的垃圾最終處置方法，由于國內垃圾衛生填埋技術發展比較晚，在填埋工藝和污染控制方面還有待進一步完善。近年來，北京城市生活垃圾產生量持續上升，使得阿蘇衛垃圾衛生填埋場（以下簡稱阿蘇衛填埋場）處于連續超負荷運行狀態，傳統的填埋工藝已不能滿足環境污染控制要求。為此，借助工程化手段，在原有中期覆蓋基礎上增加HDPE膜覆蓋，并布設膜下氣、水收集導排管路，可最大限度杜絕臭氣散逸，實現雨污分流。

一、傳統填埋工藝

（一）分區分單元填埋

衛生填埋作業是按照分區、分單元原則進行的，即將填埋區分成若干區域，每個分區由若干單元組成，一個區域填埋垃圾時，其它區域處于中間覆蓋狀態或無填埋作業狀態。根據現場條件、設備條件和作業條件，確定每一單元的大小，一般以每日作業量為一單元。填埋單元作業工序為卸車、分層攤鋪、壓實、覆蓋、再壓實，并做到當日垃圾當日覆蓋。垃圾每層壓實厚度為30cm—40cm，每一單元厚度為2m—4m，黃土覆蓋層厚度為20cm—30cm。每一作業區填埋至設計高程后，暫時不再繼續填埋垃圾時，使用黃土或HDPE膜進行中間覆蓋，黃土覆蓋層厚度宜大于30cm，平面排水坡度不小于3％。

（二）路堤結合填埋

阿蘇衛填埋場在分區分單元填埋的基礎上，結合自身地形特征，形成了路堤結合填埋作業模式，即“垃圾作基、筑堤為路、兼做平臺”[2]，利用含水量小的旱季垃圾修筑成環庫圍堤和分區堤壩，將整個填埋區劃分成7個作業庫區，如圖1所示。按庫區順序依次進行填埋作業，每一作業庫區填埋至設計高程后，進行中期覆蓋，并配置填埋氣和滲瀝液收集導排設施，同時將填埋作業移至下一作業庫區。待所有庫區填滿至設計高程后，由推土機、壓實機進行分層攤鋪壓實，形成一層平臺，整個垃圾堆體共設四層平臺。通過路堤將作業區與非作業區隔離，可雨污分流，減少垃圾滲瀝液產生量。

（三）存在的問題

傳統填埋工藝在實際操作和污染控制方面主要存在著以下問題：

1.填埋作業面積大，垃圾暴露面難以控制。阿蘇衛填埋場設計日處理能力為2000噸，而實際日填埋量約為3000噸，最高日進量達到8000噸，大大超過設計能力，造成填埋作業周期長、作業面積大，日覆蓋工作任務繁重，垃圾暴露面比較難控制。

2.黃土覆蓋效果不理想，垃圾滲瀝液產生量大。采用黃土作為覆蓋材料，增加了作業庫區內雨污分流難度，雨水容易進入垃圾堆體，導致滲瀝液產生量增加。大量使用稀缺的黃土，浪費了填埋庫容，也不利于滲瀝液均勻下滲，易造成垃圾堆體內滲瀝液處在高水位，影響邊坡穩定性。

3.臭源點比較分散，臭味控制難度大。填埋場臭氣來源主要是作業區暴露的垃圾和積存的滲瀝液產生的臭氣以及通過垃圾堆體表面散逸的填埋氣。填埋作業過程中，盡管廣泛使用HDPE膜作為中期覆蓋材料或臨時覆蓋材料，但是由于覆蓋不全面、嚴密性不高，臭氣的無組織排放得不到有效控制。

二、全密閉填埋工藝

（一）填埋區規劃

以分區分單元填埋為原則，在路堤結合填埋工藝的基礎上，填埋區仍劃分成7個作業分區，每個分區大小為80m×L（L為不定值）。如圖2所示，利用滲瀝液導排盲溝將每個作業分區分隔成若干填埋單元，每個填埋單元可填埋垃圾7～10天。

（二）填埋單元構建

每層平臺設計高度為10m，考慮到垃圾由于降解及各種載荷作用產生的沉降，每層平臺分三次填埋作業完成，每次填埋作業高度為4m。先用旱季垃圾分段完成環庫圍堤及分區堤壩的修筑，堤高4m，頂寬20m，邊坡1∶2.5，并在頂面覆蓋一定厚度的黃土進行碾壓，敷設填埋氣管路后用1.5mm厚的HDPE膜進行封包。在環庫圍堤內側和分區堤壩一側鋪設8m寬的鋼板路基箱作為車輛通行道路，路基箱下鋪設500g/m2的土工布以保護下面的HDPE膜。垃圾堆體邊坡（即環庫圍堤外側邊坡）自下而上布設滲導排管、土工復合排水網、邊坡滲導排管（不開孔）、建筑渣土層、GCL層、滲排水材料、450mm覆蓋土層、150mm營養土層、綠化層。

環庫圍堤和分區堤壩共同形成作業分區，分區內表面覆蓋有1.5mm厚的HDPE膜。如圖3所示，A型盲溝設置在分區四周，以截留分區內所填埋垃圾產生的滲瀝液；B型盲溝沿東西方向（即分區堤壩方向）設置，以聯通各個填埋單元；C型盲溝沿南北方向設置，將作業分區分隔成間距約為30m的填埋單元。如圖4所示，盲溝為預制梯形鋼架結構，高1m，上寬0.5m，下寬1.5m，外面鐵絲包裹，內置DN200的HDPE開孔管，并填充16mm～32mm的碎石，吊裝后采用HDPE膜包封，與原表面覆蓋HDPE膜進行焊接固定。如圖5所示，三種盲溝匯總后經穿堤導排盲溝（DN200的HDPE實管）導入道路外側的導排井，最終與巡視道路外的導排盲溝銜接，從而將作業分區內產生的滲瀝液送至滲瀝液處理設施處理后達標排放。

（三）全密閉填埋作業

全密閉填埋作業流程如圖6所示，在填埋單元內填埋生活垃圾，盲溝內側包封的HDPE膜需提前破開，以保證滲瀝液的導排，日覆蓋材料采用0.5mm厚的HDPE膜，采用臨時壓載方式將HDPE膜固定在分區道路和已完成填埋單元的膜上。當填埋單元達到4m標高時，首先在頂面布設一條截面為400mm×400mm的導氣石籠，內置DN90的導氣管，與坡腳DN160的導氣主管連接。然后采用1.5mm厚的HDPE膜對整個填埋單元進行覆蓋封包，上端錨固在分區道路和已完成填埋單元膜上，下端焊接在C型盲溝上。依次類推，完成作業分區內其它填埋單元的填埋作業。

一個作業分區填滿垃圾后，進入下一分區進行填埋作業。同時，在已完成填埋作業分區上構建新的填埋單元，分段修筑環庫圍堤及分區堤壩，環庫圍堤修筑方向逐漸向內側收縮，分區堤壩空間位置相對不變。經過三次填埋作業達到理論高度12m后，在1.5mm厚的HDPE覆蓋膜上設置間距為60m的垂直導氣抽水井，貫穿三層作業膜，外層穿膜處做密封處理。沒有進行填埋作業的分區或填埋單元，雨水在膜表面匯集，通過明渠自然排放或采用水泵進行抽排。

（四）填埋氣處理

使用HDPE膜對垃圾堆體進行全密閉，每個作業分區均成為一個相對獨立的“厭氧生物反應器”。由于空間密閉效果好，垃圾在降解過程中產生大量填埋氣，垃圾堆體邊坡速排籠收集網、HDPE膜下導氣石籠、垂直導氣抽水井和輸送管路共同構成填埋區填埋氣收集系統，將負壓收集到的填埋氣送至發電廠或火炬系統進行處理。對于濃度達不到處理要求的填埋氣，送入除臭塔處理后達標排放。

三、結論

采用全密閉填埋工藝，填埋區規劃及填埋單元劃分更加科學，可實現精細化填埋作業，完善了阿蘇衛填埋場全方位污染防控體系。一方面，填埋作業面積得到有效控制，加上每天進行膜覆蓋，垃圾暴露面大大減少；另一方面，采用HDPE膜密閉垃圾堆體，滲瀝液產生量明顯減少，填埋氣散逸問題得到有效解決。同時，鑒于該工藝沒有應用先例，在實際填埋作業中，還需進一步驗證并完善一些主要工藝參數，以提高其工程應用水平。

參考文獻

[1]陳家軍，張俊麗等.垃圾填埋二次污染的危害與防治[J].安全與環境科學報，2002，2（3）:27-30.

[2]王進安，黃仁華等.北方大型垃圾填埋場“路堤結合”填埋工藝[J].環境衛生工程，2004，12（2）：95-97.

[3]于銘，龐立習.HDPE膜作為生活垃圾衛生填埋場臨時覆蓋材料的優越性探討[J].環境衛生工程，2010，18（4）:58-61.

[4]GB16889-2008.生活垃圾填埋場污染控制標準[S].北京：中國環境科學出版社，2008.

（責任編輯：文雪峰）