简易填埋场渗沥液减量化对策

徐献忠，扶焱明，唐素琴

（杭州市固体废弃物处理有限公司，浙江杭州310022）

简易填埋场渗沥液减量化对策

徐献忠，扶焱明，唐素琴

（杭州市固体废弃物处理有限公司，浙江杭州310022）

介绍了浙江省上虞市章镇垃圾填埋场渗沥液减量化工程的对策：渗沥液产生量控制措施；渗沥液污染来源及控制措施；渗沥液有效收集和存储措施，彻底解决了渗沥液对周边的生态环境污染。

简易垃圾填埋场；渗沥液；控制；收集；存储

1 工程概况

1．1 项目背景

浙江省上虞市章镇八洞村垃圾填埋场场址属于低山丘地貌，微地貌单元细分为斜坡和坳谷。整个场区南、西、北3面环山，东面为谷口，场地最高位于南端，海拔高程为85.0 m，北侧山体，海拔高程最高为60.0 m，西侧山体，海拔高程最高为50.0 m，场地最低位于东端谷底，海拔高程为8.10 m，斜坡地形坡度12°～44°，山坡植被发育，填埋库区面积约10 hm2，库底面积约1.6 hm2，库底南端坳口已建有1处垃圾土石坝，东北山坡上有1条简易公路用于运送垃圾。

目前垃圾填埋场实际使用堆放垃圾占地0.93 hm2，垃圾自库底谷尾向谷口堆放，垃圾堆体呈长方体，东西长约105 m，南北长约90 m。已堆放垃圾总量约4.0多万m3，垃圾填埋高度4～5 m不等，边坡1∶0.8～1∶1.5。由于当时建设条件的限制，填埋场设计和建设过程中未考虑填埋库区污染的防渗系统，也缺乏完整有效的垃圾渗沥液和填埋气体的导排系统，垃圾渗沥液未经处理直接排入下游农田，一定程度上污染了周边的生态环境。

1.2 工程设计的主要内容

为从根源上杜绝垃圾渗沥液对周边生态环境的污染，工程设计时遵循了以下原则：垃圾渗沥液产生量控制最小化原则、垃圾渗沥液污染控制最小化原则、垃圾渗沥液有效收集和存储原则。工程建设内容如下。

1）垃圾渗沥液产生量控制最小化：封场库区外截洪沟系统、封场库区表面雨水导排系统。

2）垃圾渗沥液污染控制最小化：垃圾土石坝防渗系统、土石坝坡脚处帷幕灌浆系统。

3）垃圾渗沥液有效收集和存储：库区渗沥液收集系统、土石坝下游调节池存储系统。

2 工程设计

2.1 垃圾渗沥液产生量控制

填埋场渗沥液产生量的计算：渗沥液调节池容量应按多年逐月平均降雨量产生的渗沥液量、垃圾体本身产生渗沥液量以及渗沥液处理规模确定。

设计按上虞市多年平均逐月降雨量进行来水量（渗沥液水量）和出水量（渗沥液处理量，150 m3/d）的平衡计算，得出渗沥液调节量19 500 m3。

垃圾体本身产生渗沥液60 m3/d，每月产生渗沥液1 800 m3。

2.1.1 场外截洪沟

在填埋场封场区周边依据地形设置截洪沟，拦截外部径流进入填埋场区。一般截洪沟为永久性设施，山沟式填埋场截洪沟排水量应按其汇水面积进行水文计算确定，根据本工程实际地形，场外截洪系统分南北线环库永久截洪沟。

1）洪峰流量（Qp）的确定：小城镇垃圾填埋场处理规模小，汇水面积小，一般选用公路科学研究所经验公式：Qp=KFn［1］。

式中：K为相应于设计频率的径流模数，按《给水排水设计手册》第7册城镇防洪第2版157页表4-63查取（设计重现期25 a，上虞市K取22），n为面积参数，F＜1 km2时，n＝1。

2）截洪沟流速（V）的确定：V＝1/nR2/3i1/2［2］。

式中：n为沟管壁粗糙系数；R为水力半径，m；i为水力坡度。

3）设计流量公式：Q=AV。

式中：Q为河或管的泄水能力，m3/s；A为过水断面面积，m2；V为沟或管内的平均流速，m/s。

按上述公式计算得截洪沟水力计算要素表1。

表1 环库截洪沟水力计算结果

2.1.2 场内封场及排水设施

在基本满足国内规范的前提下，对封场覆盖层进行简化设计，上虞市章镇［3］八洞村垃圾场封场工程的覆盖结构层从上至下为：①20 cm厚营养土及绿化植被层；②40 cm厚覆盖土层；③复合土工排水网；④1.0 mmHDPE防渗膜；⑤30 cm厚膜下防渗黏土保护层；⑥250 g/m2无纺土工布（涤纶长丝）；⑦d＝30～50 mm、厚30 cm的碎石排气层；⑧碾压平整后的垃圾层。

填埋场封场后，为避免雨水冲刷坡面覆盖植被和黏土层，于各平台及坡面设置了排水沟，纵横交错互相连通，形成整个填埋场封场后的坡面排水系统，坡面径流经排水沟截住后，统一排往库外水系，坡面排水纵沟横断面为矩形，纵沟沿坡面布置，采用轻型C20钢筋混凝土预制沟，沟断面为矩形，净断面尺寸为0.4 m×0.4 m，每节长为1.0 m，两节间采用1∶2水泥砂浆填塞。

2.2 垃圾渗沥液污染控制

通过对场区排水系统设计，有效地阻止了场外地表水的侵入，减少了垃圾渗沥液污染的产生，但场区地下水的侵入、进入填埋场的垃圾自身所含的水分、已填埋垃圾由于微生物作用，在降解过程中产生的水分也将产生部分垃圾渗沥液，如不采取有效的拦截措施，此部分垃圾渗沥液将对下游农田及周边的生态环境产生极大污染。为阻止垃圾渗沥液向下游扩散，工程设计有垃圾坝坡面水平防渗系统和垃圾坝坡脚处防渗帷幕灌浆系统。

2.2.1 垃圾坝坡面水平防渗系统［4］

为了防止库区内垃圾堆体内渗沥液通过土石坝向外泄，拦挡坝内侧面由下至上铺设1层600 g/m2无纺土工布、6 mmGCL钠基膨润土、1.5 mm HDPE防渗膜、600 g/m2无纺土工布进行防渗。防渗层顶部由C20素砼锚固于坝顶，底部嵌入C20素砼压盖，并浇筑二期C20素砼锚固。

2.2.2 防渗帷幕灌浆系统

由于上虞市章镇八洞村垃圾填埋场库区场底及边坡未采用人工水平防渗及垃圾坝址处未设置垂直防渗，垃圾场产生的渗沥液不断向外渗漏，如此间息不断将很大程度地对周围水体造成污染。要对其进行整治，必须阻断垃圾场范围内渗沥液与场外水体的水力联系，针对本工程的特性，在垃圾坝下游坡脚处设置1道垂直防渗墙，以阻断与外界的水力联系。

本设计采用固结黏土浆液配方，固结黏土浆液成本较低，有良好的分散性和抗沉降稳定性、流变性（即有良好的可注性能），同时黏土浆液固化后，有很好的抗腐蚀性。

1）本工程设计单排帷幕灌浆孔，孔距2.5 m，开孔直径91～110 mm，终孔直径75～91 mm，灌浆分2个序列施工，单号孔为1序孔，双号孔为2序孔。

2）灌浆方式及段长：采用下行式灌浆，第一灌浆段长3.0 m，以下各灌浆段长5.0 m。

3）灌浆压力；每孔第一、第二灌浆段为0.2～0.3 MPa，第三灌浆段为0.4～0.5 MPa，以下各段为0.6～0.9 MPa，在不产生严重串浆、冒浆情况下用较高压力；若出现地表冒浆、串浆或耗浆过大，再采用加大浆液浓度或增加水玻璃用量的措施。

4）灌浆材料：优质干黏土、425#硅酸盐水泥、水玻璃。

5）浆液配合比：m（优质干黏土）：m（425#硅酸盐水泥）＝1∶1～1∶3，水玻璃用量（体积）为浆液体积的1%。

6）灌浆结束标准［5］：①按设计灌浆压力，灌浆段基本已不再吸浆或单位时间吸浆量小于0.4 L/min，再持续60 min；②灌浆结束后，单孔灌浆后扫孔进行压水试验，要求透水率q≤1 L/（min·MPa·m）；或灌浆孔之间检查孔压水试验透水率q≤1.5 L/（min·MPa·m）。如达不到上述要求，则需进行补注。

2.3 垃圾渗沥液有效收集和存储

由于本填埋场在建设时未设置防渗系统，不可避免地对周围环境、地下水造成了不同程度地污染，封场后，填埋场内与场外的水力联系发生隔断，场外已被污染的地下水随着污染源的隔断，将慢慢被稀释，并最终恢复未受污染时的水质。

场内地下水由于设置了垂直防渗系统，形成了一个独立的水文地质单元，垃圾场内的渗沥液可通过收集管进行统一收集、处理。

2.3.1 渗沥液的收集［6］

通过在土石坝拦坝坝脚处埋设渗沥液收集碎石盲沟，封场后的垃圾渗沥液由于与外界隔断，无法向四周扩散，因此，在垃圾体内水分上升到一定高度后，只有沿着可通行的通道流向四周的碎石收集盲沟。盲沟内埋设DN400 mmHDPE渗沥液收集花管，碎石盲沟与垃圾体接触面设置250 g/m2无纺布反滤，以免堵塞管道。

由于封场后渗沥液产生量较小，为有效地排放库内的渗沥液，需在土石坝内埋设HDPE管，管道设计坡度大于5%，渗沥液排放管与收集盲沟系统相连，渗沥液将收集在库区土石坝下游污水调节池。

2.3.2 渗沥液的存储

工程调蓄池采用土工膜防渗的结构形式。调蓄池形状呈矩形，调蓄池为半挖半填式，两侧山坡为1.0∶1.5，上游结合垃圾坝坝坡，下游修筑碾压土堤，土堤上、下游边坡为1.0∶2.0。

2.3.3 调节池加盖

调节池浮盖膜采用20 mmHDPE光面膜，池内封闭体内产生的气体通过浮盖膜下安装的集气管收集集中排放引导至沼气处理系统。

根据封场后的垃圾渗沥液产生量较小这一情况，为节约投资，本封场工程不另外兴建污水处理厂，填埋库区产生的渗沥液排放到该污水池后停留10～15 d，经厌氧处理，使其COD浓度下降50%～60%，以减少纳管的污染物负荷，厌氧处理后的渗沥液统一运往市政污水管网进入城市污水厂处理。

3 结论

1）填埋场填埋作业期间：填埋场区分填埋作业区、中间覆盖区、封场区，此期间清污部分分流，渗沥液调节量19 500 m3。

2）填埋场封场后：整个库区雨水全部分流到库区外，渗沥液仅是垃圾体本身产生，每月渗沥液产生量1 800 m3。

3）防渗帷幕灌浆实施后，垃圾体产生渗沥液通过收集管进入下游调节池，厌氧处理后的渗沥液统一运往市政污水管网进入城市污水厂处理。从而实现渗沥液污染物的零排放。

通过对垃圾渗沥液产生量最小化控制、垃圾渗沥液污染最小化控制、垃圾渗沥液有效收集和存储的工程设计措施的实施，能有效解决现有生活垃圾非卫生填埋场产生垃圾渗沥液对周围地下水体、地表水体、土壤等造成严重污染，最终实现生活垃圾填埋场的无害化处理。

［1］中国市政工程东北设计研究院.给水排水设计手册（第7册）：城镇防洪［M］.2版.北京：中国建筑工业出版社，2000.

［2］刘伯莹，姚祖康.公路设计工程师手册［M］.北京：人民交通出版社，2002.［3］CJJ 112─2007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，2007.

［4］CJJ 113─2007生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2007.

［5］水利部水工程技术咨询中心.水工建筑物水泥灌浆施工技术规范［S］.北京：水利电力出版社出版，1994.

［6］钱学德，郭志平，施建勇，等.现代生活垃圾卫生填埋场的设计与施工［M］.北京：中国建筑工业出版社，2001.

Countermeasures for Leachate Reduction in Dumping-type Waste Landfill Sites

Xu Xianzhong,Fu Yanming,Tang Suqin
（Hangzhou Solid Waste Treatment Co.,Ltd,HangzhouZhejiang310022）

Some countermeasures for waste leachate reduction in Zhang Town Waste Landfill Site of Shangyu,Hangzhou were introduced.For example,measures for controlling leachate output,pollution sources and control,collection and storage.It completely resolved leachate pollution to circumjacent ecological environment.

dumping-type waste landfill site；leachate；control；collection；storage

X33

B

1005－8206（2010）03－0026－03

徐献忠（1973─），1998年毕业于福州大学土木系水利水电建筑工程专业，主要从事固体废物处理工程咨询设计工作，曾参加了浙江省嘉兴市老填埋场封场设计；台州市黄岩区废弃物处理场，衢州市、岱山县、龙游县、文成县生活垃圾卫生填埋场工程多项工程的项目建议书、可行性研究报告编制、施工图设计和项目实施等工作。

（责任编辑：郑雯）

2010-03-04