生態封場技術在非正規垃圾堆放場治理中的應用

文_王磊

北京高能時代環境技術股份有限公司

非正規垃圾堆放場是我國早期形成的未經過正規建設的垃圾堆放場地，據不完全統計，截止2017 年，全國非正規垃圾堆放點登記入冊的達2.7萬座。由于非正規垃圾堆放場不滿足生活垃圾衛生堆放場的建設要求，會對周邊環境造成污染。《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》特別提出“要加大存量治理力度，要求對因歷史原因形成的非正規垃圾堆放點、不達標的生活垃圾堆放場進行治理，使其達到標準規范。” 因此，對由于歷史原因形成的大量非正規垃圾堆放場的治理迫在眉睫。

1 堆放場概況

1.1 基本概況

該非正規垃圾堆放場位于江蘇省江陰市，占地面積約4.5萬m2，原為廢棄的采石場，20 世紀90 年代，采石坑內開始亂堆亂放生活垃圾，生活垃圾堆存量超過40 萬m3。

1.2 地質情況

根據堆放場環境地質調查報告，該場地處于一低山的腰部，頂部為生活垃圾及污水，底部為完整基巖。場地南側、西側、北側皆為含泥質砂巖，泥質含量較高，富水性及滲透性弱；東側未見基巖，為第四系填土層和沖湖積層，富水性及滲透性較弱。該場地形似一西北-東南向展布的土石壩，南側、西側、北側基巖和第四系構成天然壩體，東側為土石壩口子，第四系粉粘構成攔擋壩體。

2 治理技術研究

2.1 治理原則

非正規垃圾堆放場治理，要在環境評估的基礎上，結合堆放點位置、垃圾規模、現有設施狀況、水文地質條件、周邊環境條件及修復后用途等情況，因地制宜制訂治理方案。

2.2 比選確定治理方案

目前，國內針對非正規垃圾堆放場的治理通常采用生態封場技術、好氧修復技術、開挖篩分技術，各治理技術比選見表1。

表1 各治理技術綜合比選表

非正規垃圾堆放場的治理技術需結合場地的水文地質條件及場地后期利用要求，同時考慮施工周期、施工難度及二次污染控制等因素綜合確定。

通過環境地質調查報告顯示，本非正規垃圾堆放場地質條件較好，未對周邊環境造成污染，僅在場地東側存在擴散的可能性，因此綜合考慮場地后期準備建設綠地公園且工程投資受限等諸多因素，最終確定采用生態封場技術進行治理。

3 生態封場技術方案

3.1 積存污水抽排

非正規垃圾堆放場原為采石場，坑塘局部區域積存了大量污水，首先采用曝氣方式降低污水的化學需氧量和氨氮濃度，然后將污水抽排至臨時調節池內，對污水進行絮凝沉淀及高級氧化預處理后輸送至污水處理廠進行最終處置。

3.2 東側垂直阻隔

場地周邊防滲性能較好，除東側為第四系粉粘層外，其余各處均有天然屏障層，污染物存在向東側遷移擴散的可能性，為避免東側區域地下水受到污染，在東側采取垂直阻隔措施防止污染物遷移。根據地質條件，采用高壓旋噴樁的垂直阻隔技術，通過單排高壓旋噴樁形成垂直防滲墻，防滲墻長度120m，平均深度17m，樁徑70cm，樁間距50cm，樁端進入底部相對不透水層2m。

3.3 堆體加固整形

坑塘頂部污水抽排后，該區域存在一定厚度的淤泥，采用原位固化技術對淤泥區域進行加固處理，通過機械攪拌方式將加固藥劑與淤泥均勻混合，發生系列物理化學反應后，淤泥區域強度將大幅提高，以滿足堆體整形施工。采用客土對低洼區域進行堆體整形回填，將場地頂部填至比周邊標高略高的位置，堆體整形完成后頂面坡度控制在2%～5%之間，保證封場后雨水導排順暢。

3.4 封場覆蓋系統

根據生活垃圾衛生填埋場封場技術規范要求，填埋場封場必須構筑封場覆蓋系統，系統結構由垃圾堆體至頂部依次為排氣層、防滲層、排水層、綠化土層。

排氣層是為了排出生活垃圾內有機質降解產生的氣體，要有較高的滲透性，同時又不能被排氣層上下的細粒材料堵塞，堆放場封場覆蓋后，氣體可以在自然壓力作用下被動排出，也可通過外置風機主動抽排，本工程采用6.0mm 土工復合排氣網作為排氣層。

防滲層是封場覆蓋系統中最重要的部分，其作用是阻止雨水入滲至垃圾堆體內變成滲濾液，還能阻止填埋氣體逸出至大氣中污染環境。防滲層應考慮到結構的耐久性、保持自身結構有效性的能力、施工便捷性、質量可控性、抗穿刺、剪切的能力，在衛生填埋場封場工程中，土工膜已經得到廣泛應用，本工程采用1.0mm 雙糙面HDPE 土工膜作為防滲層，膜上鋪設400g/m2聚酯土工布作為保護層。

排水層對于邊坡穩定的影響是極為重要的，穿過綠化土層的雨水必須通過排水層及時從頂部排走，排水層排水性能的好壞對邊坡穩定安全系數的起很大的作用，排水層設置于綠化土層下面和防滲層的上面，本工程采用7.0mm 土工復合排水網作為排水層。

綠化土層可以保護覆蓋系統中下面各層免受干濕交替和凍融的影響而導致某些覆蓋材料破裂損壞，同時可以將垃圾和掘地動物以及植物根系隔離開來，本項目采用50cm 綠化土層，土層分層壓實，壓實度不小于80%。

綜上，封場覆蓋系統結構為生活垃圾堆體+6.0mm 土工復合排氣網（排氣層）+1.0mm 雙糙面HDPE 土工膜（防滲層）+400g/m2聚酯土工布（保護層）+7.0mm 土工復合排水網（排水層）+50cm 綠化土層。

3.5 滲濾液導排系統

垃圾堆體坡腳采用滲濾液盲溝形式收集四周坡腳處的滲濾液，滲濾液通過HDPE 管道自流至滲濾液收集井內，通過潛污泵抽排至滲濾液調節池，調節池內滲濾液經過預處理后輸送至周邊污水處理廠進行最終處置。

坡腳滲濾液導排盲溝為矩形斷面，長為0.8m，寬為0.8m，盲溝內鋪設HDPE 滲濾液導排花管，然后以40 ～100mm 碎石填充，盲溝外包裹200g/m2過濾土工布起反濾作用。調節池為鋼筋混凝土調節池，調節池容積為100m3。

3.6 填埋氣導排系統

利用填埋氣體自身壓力和垃圾堆體滲透性，填埋氣采用被動導排措施，建設5 口填埋氣體導氣井，貫穿整個垃圾堆體的上下，導氣井平均深度10m，每口井間距為50m，氣體導排管為HDPE 管材，開孔率不小于2%。導氣井與垃圾堆體覆蓋層的交叉處，采取管穿膜焊接方式，避免雨水的滲入。通過氣體收集主管將導氣井串接，填埋氣輸送至汽水分離器，去除水分雜質，通過過濾塔對填埋氣進行處理后排空。

3.7 雨水導排系統

根據垃圾堆放場地形情況，場區四周設置雨水導排系統，排水溝采用矩形斷面形式，根據流量計算，并考慮一定安全系數，排水溝尺寸為上底寬0.6m，深0.8m，漿砌片石結構，排水溝各段順接。

3.8 生態恢復系統

堆放場生態封場后的一段時間內仍會繼續沉降，不宜進行大體量的景觀綠化設計，以免影破壞覆蓋層。本工程只考慮近期生態修復，所用的植物類型為淺根系灌木和草本植物，并應與周邊環境相協調。生態封場初期種植淺根植物狗牙根、蜈蚣草等，對NH3、H2S 等有一定抗性。待生活垃圾堆體內有機物完全分解穩定并經有關部門監測確認后，場地可規劃用作公園等設施用地。

4 結論

通過對非正規垃圾堆放場生態封場、好氧修復及開挖篩分等技術綜合比較，在場地地質條件較好、周邊無環境敏感點、且治理費用有限的情況下，建議采取生態封場技術對非正規垃圾堆放場進行治理，通過“積存污水抽排+東側垂直阻隔+堆體加固整形+封場覆蓋系統+滲濾液導排系統+填埋氣導排系統+雨水導排系統+生態恢復系統”工藝方案能夠達到治理效果，場地治理完成后恢復為綠地公園，對當地周邊環境有積極的影響作用。