長沙縣城市生活垃圾衛生填埋場工程實例
1 工程概述
長沙縣固體廢棄物處置場位于長沙縣安沙鎮漢山村唐家沖一帶的山間谷地，緊臨107國道，距城區32km，交通便利，占地面積15ha，填埋量為246萬m3，按110t/d垃圾量的增長比例推算，設計使用年限為30～35a。
場區所在地屬中亞熱帶向北亞熱帶過渡的大陸性季風濕潤氣候。平均氣溫17.2℃，境內雨水充足，降雨量集中在春季，3～5月最大，占全年降雨量的40%以上，11～2月最少，占全年降雨量的16%，年均降水量1358.3mm，年平均相對濕度81%，平均風速2.0m/s，最大風速20m/s，主導風向為西北偏北風，夏季多南風和西北風。
場區位于構造侵蝕丘陵地貌之東西向溝谷中，北、西、南三向溝頂為地表分水嶺，溝谷寬度80～140m，兩側山坡北陡南緩，山坡坡度10～20°，南面山坡植被發育，北面山坡雜草叢生，僅稀疏分布少量樹木。西向馬鞍形分水嶺埡口高程127m，為白沙河的源頭。場區總體地勢為北高南低，西高東低。
該工程地質條件類型為土體和巖體。土體主要為黏土體，多為耕作層，厚度為1～3m屬弱透水層，下伏砂性土1～3m。巖體主要為燕山期二云母二長花崗巖，上部為強風化層，厚度1.3～8.0m，中風化層厚度為0.3～12.4m；其下部為微風化花崗巖[1]。
場區水文地質條件簡單，地下水類型有松散巖類孔隙水和花崗巖裂隙水兩大類。松散巖類孔隙水主要分布在溝谷底部和兩側山坡，含水層厚度為1～3m，含貧乏的孔隙潛水，地下水位埋深0～2m，地下水接受大氣降水及花崗巖裂隙水補給，沿沖溝向下游排泄。
花崗巖裂隙水，含水層巖性為構造裂隙發育，含貧乏的裂隙水。
2 工程主要設計內容
垃圾填埋設計采用改良型厭氧衛生填埋工藝，主要有攔污大壩工程、帷幕防滲灌漿工程、導滲排氣工程、污水處理工程、截洪溝工程和封場工程等。
2.1攔污大壩
為了有效增加填埋場庫容量，充分增大項目投資效益，根據場地自然地形，填埋場整體呈單邊開口式谷地地形，攔污壩建造線路選擇在東邊谷口位置，壩軸線北側點在 95m高程附近南北坐標38414700線上，南側點選擇在盡量與95.0m等高線有較大交角，并與南北坐標38414650線相交附近。
攔污壩整體為漿砌石雙斜面壩體，如圖1所示。考慮到基礎長期受滲濾液浸泡，故設置在強風化巖中下部，壩體建設總長度為185.7m，壩體最大建設高度 20.5m，壩頂寬2.0m，上游壩坡坡度為1︰0.15，起坡點從高程91.00m起，其上為垂直段。下游壩坡坡度1︰0.6，用料石砌筑成階梯形，起坡點從93.0m高程起，其上為垂直段。壩體上游設置與壩體齊平的鋼筋混凝土防滲面板，厚度為0.7m，保護層厚度為0.05m，壩體設置6條橫縫，同時防滲面板中間部位再增設1條橫縫，采用1道橡膠止水片，止水片嵌入壩基基巖0.5m。
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圖1 攔污壩側面圖(m)
2.2帷幕防滲灌漿
垃圾填埋場的防滲方案，大體可分為水平防滲和垂直防滲兩大類。水平防滲是在填埋場的場地內建造黏土防滲襯墊或合成橡膠人工襯墊工程，一般而言，工程大投資多，焊接技術要求高，在水平襯墊上填埋垃圾后，若有破漏難以發現。通過分析工程地質地貌條件，該工程采用垂直灌漿帷幕，在3個部位采取了防滲措施。主要部位在地下水匯集出口處，即攔污壩的壩基(如圖2所示)，利用灌漿壓力將地下水出口處的巖石裂隙充填封閉，使壩上游污染的地下水阻集于帷幕前，通過導滲管網將污水排入污水池，使滲濾液不致通過地下向下游滲漏。攔污壩帷幕灌漿水平長度186m，采用兩排帷幕，排距2m，孔距1m，同時兩排中間加一排固結孔，孔深進入基巖7～8m，上游排深入微風化基巖3～5m，下游排深入微風化基巖1～3m，上、下游排灌漿鉆孔交錯布置，設計鉆孔283個，最大孔深為21m，鉆孔工程量6720m。南面山體分水嶺灌漿阻水幕孔原設計采用單排孔，孔距2m，經試驗段自檢效果不很理想。設計方最后提出進行加排加密試驗比較，注漿效果明顯，且加排效果比加密效果好，因此，一致通過采用兩排鉆孔灌漿(如圖3所示)，孔距2m，排距0.8m，共布孔383個，檢查孔為注漿長度的10%，鉆灌總孔深超過9000m。西面馬鞍形埡口分水嶺設計兩排灌漿孔，排距0.8m，孔距2m，加上最后檢測孔，共計注漿總長度858m。
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圖2攔污壩帷幕灌漿剖面圖(m)
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圖3雙排幕檢查孔布置(m)
2.3排滲導氣工程
為了及時排出垃圾體內的滲濾液，專門設置了盲溝和豎向石籠相結合的工程措施，有組織地排出垃圾體內滲濾液。庫區內由西向東設置1條縱向盲溝，盲溝寬度為2.50m，深度為1.0m，底部鋪土工布，盲溝內填粒徑為40～80mm的鵝卵石，上面再鋪土工布，并覆蓋0.10m厚粗沙。溝底坡度為4%，坡向滲濾液處理廠。盲溝內設置1條直徑為600mm的滲濾液收集管，管材為多孔鋼筋混凝土管，開孔間距縱向@70，橫向@50每延米開孔率為280cm2且不得超管周長2/5。孔口大小為10mm且錯排布置。沿縱向盲溝每間隔50m設置橫向排污盲溝，橫向坡度3%，形成一個魚骨刺形排列的高透水性碎石排污溝，溝內設置1根DN200軟式透水管。垂直石籠底部與場底縱橫盲溝相接，石籠隨著垃圾填埋高度上升建造，當垃圾填埋到1個大臺階 (垂直高度25m)，在其面上再設1組盲溝與隨垃圾填埋而升高的石籠相接，形成1個縱橫相連，上下相接的排滲導氣網。填埋場內氣體采用就地燃燒方式處理，不進行有組織收集和處理。
2.4滲濾液處理工程
該污水處理工程采用吹脫—兼氧—厭氧—好氧—砂濾相結合工藝，工程設計處理能力為100t/d。處理出水通過專用管道排入本地的北山河。出水要求達到《生活垃圾滲濾液排放限值》(GB1689-1997)二級標準。其具體工藝流程如圖4所示。
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圖4滲濾液處理工藝流程圖
2.4.1吹脫池
該池的大小為8m×3m×4m，設計水力停留時間為0.5h，設自動加藥機1套，通過加入氫氧化鈣溶液調節滲濾液pH值至8.0左右，向滲濾液中鼓風，使一部分氨氮揮發到大氣中，從而減少生物處理過程中除氮的負荷。
2.4.2調節池
該池設計大小為50m×30m×5m，停留時間為60d。主要作用：1)調節水量，保證處理工藝進水相對穩定；2)調節水質，對原水進行適當的調節，以免對處理設施負荷沖擊過大；3)降解污染物質，提高廢水可生化性，為后續處理降低難度。
2.4.3UBF反應器
采用UBF(UASB+AF)復合厭氧反應器，反應器設置2個，單池大小為!3.8×8m，間歇進水，設計平均停留時間為43h。池體為A3板焊接而成，常溫下發酵，采用穿孔管進水，反應器上部安裝1.5m高的半軟性填料，頂部設鋸齒狀出水堰和三相分離器。
2.4.4SBR反應池
反應器由4個獨立的鋼筋混凝土池體構成，單池有效容積為6m×5m×3.5m，采用微孔鼓風曝氣，旋轉式自動潷水器排水。設計12h為1個周期，其中，進水3h(進水時開啟曝氣)，曝氣反應7h，沉淀1.5h，潷水0.5h。
2.4.5過濾池
該池為10m×3m×3m的鋼筋混凝土池體，用爐渣作為濾料，過濾層高度為2m。
2.5截洪溝工程
為減少填埋庫區內大氣降水滲入垃圾體內，在庫區修筑2道全封閉雨水截洪溝，其標高分別為96m和125m。截洪溝采用漿砌石塊，水泥砂漿抹面，每隔20m設伸縮縫1道，縫寬20mm，溝底伸縮縫采用瀝青麻絲填縫，溝壁伸縮縫采用木板瀝青填縫。整溝有5‰的跑水坡度，其中，北面截洪溝雨水排入填埋庫區下的水塘，入塘前設置沉砂池。南向截洪溝排水排至外排水系統，明溝與外排水檢查井連接前設沉砂池，沉砂池與檢查井用D600鋼筋混凝土管連接。截洪溝過水能力按 “十年一遇”最大降水進行設計，“三十年一遇”最大降水進行校核。當垃圾覆蓋截洪溝時加設鋼筋混凝土蓋板，并與滲濾液排出系統相連接起排除滲濾液的作用。在96m和125m截洪溝間設3個垂直于山坡的陡槽，供排除作業面上的匯水之用。陡槽隨垃圾填埋的升高加設蓋板并覆設反濾層。
2.6封場工程
場地封場是有效保護填埋工作環境，保障垃圾填埋后填埋場的安全腐熟，使垃圾填埋場有效恢復的必然手段[2]。填埋場最終覆蓋系統主要組成有：植物層、保護層、排水層、防滲層、氣體收集層、基礎層等6層。采用的終場覆蓋材料為壓實黏土、土工膜、土工合成黏土層三者[3]。這3種材料聯合使用以達到最好的經濟效益和環境效益。
封場后還必須對其進行維護，包括場地維護和污染治理的繼續運行和監測。具體為：滲濾液處理系統運行和監測、滲濾液調節池臭氣處理系統運行和監測、填埋氣體導排系統運行和監測、地表地下水監測、地面沉降監測、場地維護等等。
3結語
在設計中針對當地的氣候條件和地質地貌特征，因地制宜，優化設計，旨在提高工程經濟性及實用性。該工程是解決和保護城市環境質量的公益性項目，對改善縣城環境質量，保障市民健康，促進縣城的文明建設和工農業發展具有重要意義。
參考文獻：
[1]劉建明，易慧，李移民，等.城市固體廢棄物處置場防滲灌漿設計的優化[J].西部探礦工程，2006(7)：47-48.
[2]許靜，李書亮.庫爾勒市城市生活垃圾衛生填埋場工程設計[J].環境衛生工程，2006，14(3)：6-8.
[3]李思，盧文玲.最新危險廢物鑒別與處理及處罰整治措施技術規范貫徹實施手冊[M].北京：中國環境科學出版社，2007：241-242.
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