陽山縣生活垃圾衛生填埋場工程設計

付 強

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海 200092）

1 工程概況

陽山縣位于廣東省清遠市中部，南嶺山脈南麓。陽山縣生活垃圾衛生填埋場位于陽山縣陽城鎮北部，260省道西側，距離縣城中心約7 km。工程總占地面積約21.9 hm2，填埋規模150 t/d，總庫容為142.1×104m3，有效庫容136.2×104m3，屬于Ⅳ類Ⅳ級處理規模填埋場。

整個填埋場可分為填埋庫區、滲瀝液處理區和管理區。填埋庫區位于填埋場的中部，總占地約8.52 hm2。庫區內通過分隔土堤被劃分為2個填埋作業單元。庫區道路南端與現狀進場道路連接，沿庫區西側經過垃圾擋壩頂部和滲瀝液調節池北側，最終接入滲瀝液處理站。滲瀝液處理區布置于填埋庫區的北側，主要包括滲瀝液調節池、滲瀝液處理車間、輔助用房、消防水池等設施，占地約1.77 hm2。管理區位于整個場區的最高處，且緊靠場外道路，占地約3 000 m2，包括綜合樓、機修車間、變配電間、地磅、洗車臺和停車場。此外，場區總出入口分設生產車輛出入口和管理出入口，可有效實現對不同物流的安全管理。

2 填埋場工程設計主要內容

2.1 庫區基層構建

庫區現狀為南北走向的溝谷，溝底長約300 m。場區地層結構較簡單，巖土層力學性質較好，地基承載力可滿足要求，無需進行地基處理。

庫區最高標高為169 m，最低標高為131 m，庫底設置導排主盲溝，平均坡度為10%；庫底最低點位于垃圾擋壩前沿，以便收集的地下水匯集至該處后，通過重力流方式穿過垃圾擋壩導排至庫外。除主盲溝形成較大的排水坡度外，沿溝谷兩側依勢構建不小于2%的排水坡度，確保地下水和滲瀝液導排通暢。鋪設水平防滲層前對填埋庫區場地進行清基平整，去除垂直深度10 cm內的樹根、瓦礫、石子、混凝土顆粒、鋼筋頭、玻璃渣等有可能損傷人工防滲層材料的雜物。庫區邊坡以適度開挖表層土為主，坡度控制在不大于1:1.5，豎向每隔10～15 m設置4 m寬的錨固平臺。

2.2 垃圾擋壩

為充分利用現狀地形構建填埋庫區，增加填埋庫容，延長服務年限，在山谷下游谷口處構建垃圾擋壩。垃圾壩體采用加筋土石混合材料壩，軸線長度為199.57 m，壩體最大建設高度32 m，壩頂總寬度9 m，路面寬度4 m，兩側分設3 m和2 m的路肩，兼做錨固溝和排水溝。修筑壩體的土石采用庫區構建開挖的土石料，滿足最大干密度為20 kN/m2，壓實度應不低于0.93。垃圾壩體內、外坡坡度均為1:1.5，靠庫區側自壩頂處以1:3的填埋坡度堆高填埋。外坡面采用草皮護坡。

2.3 防滲系統

防滲系統是生活垃圾衛生填埋場工程的核心部分，庫區地質主要為粉砂巖、泥質粉砂巖、泥質砂巖，滲透系數大于天然防滲土質的要求，不具備天然防滲條件，必須采取人工防滲的方式。

本工程采用人工復合水平防滲系統，庫底采用2.0 mm光面HDPE土工膜+GCL土工聚合黏土襯墊的防滲結構，膜上保護層采用600 g/m2無紡土工布，膜下保護層為300 mm壓實黏土；邊坡采用2.0 mm雙毛面HDPE土工膜，不設置GCL，膜上鋪設6.3 mm土工復合排水網，同時作為邊坡滲瀝液導排層和防滲膜上保護層，膜下保護層為600 g/m2無紡土工布。

2.4 地下水導排系統

地下水導排系統采用碎石導流層+盲溝的方式，通過碎石盲溝收集地下水并導排至庫區北側垃圾壩下的收集坑，經排放管穿壩重力輸送至下游水體，進入地表水系統排出場外。

導流層：碎石導流層在300 mm厚黏土保護層下部，滿鋪厚300 mm、粒徑為20～40 mm的碎石，上部鋪設400 g/m2無紡土工布，下部鋪設200 g/m2輕質有紡土工布。

盲溝：設置于導流層下部。由于本工程庫區底部呈狹長型，且坡度較大，故不設置支盲溝，僅設置1條主盲溝。主盲溝尺寸為2 000 mm×600 mm，內置De 250 mm穿孔HDPE管。

2.5 滲瀝液導排系統

2.5.1 滲瀝液產生量計算

填埋庫區滲瀝液是由生活垃圾分解后產生的液體與外來水分（包括降水、地表水、地下水）滲入所形成的內流水。其產生通常決定于水分來源、填埋場表面狀況、垃圾特性、填埋庫區操作運行方式5個主要因素［1-2］。

參照CJJ 150—2010生活垃圾滲瀝液處理技術規范，本工程滲瀝液產生量采用滲出系數法進行計算，同時考慮了垃圾自持水的影響，計算公式如下：

式中：Q為滲瀝液產生量（m3）；Q1為降雨產生的滲瀝液（m3/d）；Q2為垃圾持水及降解產生的滲瀝液（m3/d）；q為多年平均月降雨量（mm）；A1為正在填埋作業區面積（m2）；C1為正在填埋作業區降水轉化為滲瀝液系數，宜取0.5～0.8，設計取0.7；A2為中間覆蓋區面積（m2）；C2為中間覆蓋區降水轉化為滲瀝液系數，宜取0.4～0.6，設計取0.4；A3為終場覆蓋區面積（m2）；C3為終場覆蓋區降水轉化為滲瀝液系數，宜取0.1～0.2，設計取0.1；M為原生生活垃圾日填埋垃圾量（t/d）；b為垃圾持水量產生滲瀝液占垃圾填埋量比例，設計取0.15。

根據上述公式計算得本工程垃圾滲瀝液產生量為89.6 m3/d。

2.5.2 滲瀝液導排系統

滲瀝液收集導排系統由導流層、盲溝、集水坑和提升泵房組成。

導排層：庫底滲瀝液導排層采用500 mm厚碎石（粒徑20～30 mm，CaCO3含量≤10%，滲透系數≥1×10-3cm/s），上部鋪設200 g/m2輕質有紡土工布作為反濾層。邊坡導排層采用6.3 mm土工復合排水網。

盲溝和集水坑：庫區底部設置1條尺寸為2 000 mm×300 mm的滲瀝液導排盲溝，內部鋪設1根De 315 mm HDPE穿孔管，管外填充碎石。集水坑位于盲溝與垃圾壩底的交匯處，平面尺寸12 m×10 m，深300 mm。

提升泵房：集水坑收集的滲瀝液最終通過滲瀝液提升泵提升至庫區下游的滲瀝液調節池，提升泵房內采用1臺斜管泵，主要參數：Q=20 m3/h，H=32 m，功率3 kW。滲瀝液自提升泵房至調節池的輸送管線采用De 110 mm HDPE輸送管。

2.5.3 滲瀝液調節池

調節池容積按照經驗公式計算，以最大3 d降雨量進行校核，計算調節容量為15 860 m3?？紤]到實際進場生活垃圾含水率的變化以及其他不利因素，調節池設計容積為17 000 m3。池底和邊坡參照填埋庫區設計防滲系統。

調節池位于垃圾擋壩下游，緊鄰垃圾擋壩和滲瀝液處理站構建，占地面積約0.66 hm2，有效水深平均為12.0 m，池底縱坡約2%，四周邊坡坡比為1:1.5。

調節池上部采用2.0 mm HDPE膜作為覆蓋材料，膜四周沿池頂處設置錨固溝，膜上設置導氣管將調節池厭氧產生的氣體收集后燃燒排放。為保證膜蓋的穩定性，防止大風天氣下對膜的損壞，以及浮動膜上升后因多余材料產生褶皺而引起的膜損壞現象，設計采用在覆蓋膜上壓平衡管的作法，平衡管采用4 m長的De 250 mm HDPE膜套筒制作，筒內灌滿細沙（或灌水）后封堵兩端，然后用鏈條（或其他柔性連接物）相互連接后安裝在預定位置。

2.6 滲瀝液處理系統

2.6.1 水質和水量

根據陽山縣生活垃圾組分、氣候情況，并參考廣東省多個垃圾填埋場滲瀝液水質范圍，結合本工程設計填埋工藝特點，確定了滲瀝液設計進水水質，如表1所示。

表1 滲瀝液進水水質

設計出水水質需達到GB 16889—2008生活垃圾填埋場污染控制標準表2中的污染物排放限值。

根據2.5.1節計算，本工程原生垃圾滲瀝液產生量為89.6 m3/d，生活污水和沖洗廢水量約10 m3/d，因此滲瀝液處理規模確定為100 m3/d。

2.6.2 處理工藝

本工程采用預處理+機械蒸汽壓縮蒸發（MVC） +反滲透系統（RO） 的主體工藝，工藝流程如圖1所示。

圖2 滲瀝液處理工藝流程

MVC工藝的處理過程完全是物理化學分離過程，滲瀝液經預處理去除大部分SS及細小的纖維后進入后續高效自動控制低能耗MVC蒸發裝置，在蒸發裝置內利用閃蒸原理，把滲瀝液原液的水蒸發，蒸汽經冷凝后變成蒸餾水排出，出水為脫鹽蒸餾水，可作為生產、綠化用水。

由于MVC利用的是熱泵蒸發的原理實現水與污染物的分離，在分離的過程中，部分低沸點的、小分子的物質隨著水蒸氣進入凝結水中，所以MVC出水氨氮較高，COD不能達標，因此后續采用RO工藝進行進一步分離，實現出水達標排放。

2.7 地表水導排系統

庫區地表水導排系統按50 a一遇的降水設計，100 a一遇校核。地表水截洪溝沿庫區周邊的道路及錨固溝布置，圍繞庫區呈環狀，并分設2個出水口向下游排放。截洪溝為砂漿砌塊石砌筑，斷面尺寸1.0 m×1.0 m，出水口處設計沉砂池和跌水井，減緩地表水流對下游護岸的沖刷。

2.8 填埋氣導排系統

隨著填埋垃圾量的增大，庫區產生的填埋氣采用豎向導氣井進行收集。豎向收集井采用導氣石籠結構，縱橫間距按40～50 m布置，導氣石籠直徑為800 mm，石籠結構由外向內分別是：Φ8鋼筋網、網孔60 mm×100 mm，粒徑32～100 mm的碎石，中心為De 150 mm的多孔HDPE管、圓周方向均勻開孔6Φ15 mm、表面軸向開孔間距100 mm。導氣石籠和導氣管底部高出單元地基0.5 m，隨著垃圾填埋高度的上升同步建造。

豎向導氣井通過水平收集支管連接，最終由水平收集干管接入填埋氣主動抽排和燃燒裝置，該裝置通過自動感應收集管內的可燃氣體濃度，到一定濃度時自動點火，及時排除填埋氣體并燃燒，以脫除填埋氣體中的臭味，防止大氣污染并保證填埋作業安全。

3 結束語

依據“因地制宜，經濟適用，環?？煽俊钡脑瓌t，本工程針對場址和區域特點，對填埋場各功能分區進行了合理布置，對工程設計做了最大優化。防滲系統采用2.0 mm HDPE土工膜+GCL的復合防滲結構，可以保證良好的防滲效果。垃圾滲瀝液采用MVC+RO的處理工藝，出水水質能夠達到GB 16889—2008污染物排放限值。

［1］錢學德，郭志平，施建勇，等.現代衛生填埋場的設計與施工［M］.北京：中國建筑出版社，2001.

［2］何品晶，邵立明.固體廢物管理［M］.北京：高等教育出版社，2004.