山谷型卫生填埋场雨污分流设计与运营改进

摘要:本文分析了通常的山谷型卫生填埋场雨污分流设计中存在的不足，并针对这些不足提出了改进措施。通过改变垃圾坝设计、分期建设垃圾坝，为分流的雨水构建排水通道，并配合以专业的填埋作业管理，可以有效提高雨污分流效率，大大降低渗滤液产生量，从而节约渗滤液处理厂运营成本和建设成本。

关键词：生活垃圾；山谷型卫生填埋场；雨污分流；垃圾坝

Abstract: this paper analyzes the usual valley type sanitary landfill polluted the rain of the shortcomings of the existing in the design, and in the light of these disadvantages improving measures are put forward. By changing the dam design, installment construction waste garbage dam, for the shunt rain building drainage channels, and cooperate with professional landfill operations management, can effectively improve the efficiency of the sewerage, greatly reduce leachate quantity, thus saving leachate treatment plant operating costs and the cost of construction.

Keywords: life waste; The valley type sanitary landfill; The sewerage rain; Garbage dam

中图分类号: R124.3文献标识码：A文章编号：

对城市生活垃圾而言，通常处理方法有三种：卫生填埋、焚烧以及堆肥。卫生填埋处理垃圾成本低，而且卫生填埋是垃圾的最终处置方法，而无论是焚烧还是堆肥，对垃圾进行处理后，还有部分残渣需要运到填埋场进行最终处置。因此填埋是世界上大多数国家和地区普遍采用的垃圾处理方法。目前，我国每年无害化处理的城市生活垃圾中，填埋处理量占全部处理量的70%以上[1][2]。在现阶段，填埋场不仅是我国生活垃圾处理的主要手段，也是其它处理方式的必不可少的配套设施。

根据场址地形条件不同，卫生填埋场可分为山谷型、平原型和坡地型。山谷型填埋区一般选址为三面环山，一面开口，地势较为开阔的良好的山谷地形，在开口处构筑垃圾坝就可形成填埋库区基础[3]。山谷型填埋场库区构建容易，单位库容投资较低、雨污分流及渗滤液收集较容易，成为各地建设填埋场的首选，国内70%以上的填埋场属于山谷型填埋场。本文就提高山谷型填埋场的雨污分流效率进行探讨。

一、存在的问题

渗滤液的收集和处理是卫生填埋场运营的重要内容，并构成填埋场重要的运营成本。减少渗滤液的产生量，不仅可以降低渗滤液的处理成本，从而降低填埋场的运营成本，而且渗滤液处理厂的设计处理能力也可以降低，渗滤液调节池库容也可以相应减小，从而节约建设成本。生活垃圾填埋场渗滤液的来源包括降水、地下水侵入、垃圾本身水分以及垃圾分解产生的水分等，其中降水是主要来源[4]。因此，在填埋场的设计和运营过程中，雨污分流是非常重要的工作内容。

填埋场一般都设置独立的雨水导排系统，满足雨污分流、场外汇水和场内未作业区域的汇水直接排放的要求，尽量减少雨水侵入垃圾堆体。雨水导排系统包括截洪沟、溢洪道、排水沟、导流渠、导流坝、垃圾坝等工程[4][5]。

通常的山谷型填埋场的雨污分流措施有：在填埋库区边界设置环库截洪沟，截留场外雨水。场内分区设置收集管道，落入未填埋垃圾的区域的雨水由于未受污染，可作为雨水直接排放，落入填埋垃圾区域的雨水则作为渗滤液收集处理。在填埋库区内边坡上一定高程利用防渗系统锚固平台建设边坡截洪沟，将雨水截流排出[5][6]，见图1。

在这样的设计条件下，场外的雨水汇入环库截洪沟排出，坡面①范围内的雨水汇入边坡截洪沟排出，坡面②范围内的雨水分别汇入场底③④⑤区域。场底③④⑤三个区域可以分别独立收集汇集到该区域的雨水或渗滤液，在没有填埋垃圾的时候，这三个区域收集的雨水可以直接排出，填埋垃圾以后，这个区域的雨水就变成了渗滤液，需要处理后排放。

这样的设计存在一个问题，就是随着垃圾填满整个场底，垃圾面高程逐渐升高，这些雨污分流措施除环库截洪沟外都会陆续失效，落入填埋场区域的雨水都将变成渗滤液。在填埋垃圾面达到垃圾坝高程之前，即使垃圾面进行了及时的临时覆盖，能够使雨水不接触垃圾，但是由于缺乏排水通道，雨水无法排出，只能向下渗透通过场底渗滤液收集管收集。

当垃圾填满整个场底③④⑤区域后，②③④⑤四个区域汇集的雨水由于没有排水通道，无法继续雨污分流，都将变成渗滤液。当垃圾填埋到边坡截洪沟高度以后，边坡截洪沟被垃圾覆盖，坡面①范围内的雨水也无法继续分流，也会变成渗滤液。至此，所有落入填埋库区范围内的雨水都将变成渗滤液。

三、改进措施

可见，缺少能够长期发挥作用的排水通道是造成雨污分流效率低的主要原因。通过改变垃圾坝的设计结构并分期建设，可以实现为雨水提供排水通道，再配合以专业的填埋作业管理，可实现最大限度地雨污分流。

1、工程措施

设计时，在垃圾坝与山体之间留一段缺口，这个缺口可以作为排放落入填埋库区雨水的通道。建设期，垃圾坝分期建设。垃圾坝一期工程中，该缺口处只建设坝基，并使其高程低于坝前场底高程，在此处坝基上构筑排水通道，用于排水。如图2、图3。

由于该通道处在填埋场最低处，填埋场内汇集的雨水可以自流排出。当坝前垃圾面高程上升到超过该通道一定高度后（3米左右），启动垃圾坝二期工程，将该通道位置的垃圾坝建设至接近坝前垃圾面高程，并重新构筑新的排水通道。如此逐渐实施垃圾坝分期工程，直至达到坝主体相同高度。

2、管理措施

为实现该设计的雨污分流效果，必须配合以专业的填埋场作业管理。具体措施包括：

（1）填埋整坡。填埋垃圾的时候，从填埋库区的上游开始填埋，并且将垃圾修整压实形成坡向垃圾坝的坡度，方便自流排水。

（2）临时覆盖。一个作业单元进行填埋作业时，其余垃圾面均用临时覆盖材料（如0.5毫米厚的LDPE膜）覆盖。在填埋垃圾面低于边坡截洪沟的时候，将临时覆盖材料向上延伸覆盖坡面②，并与边坡截洪沟连接。在填埋垃圾面高于边坡截洪沟之后，将临时覆盖材料向上延伸覆盖坡面①，并与环库截洪沟连接。覆盖材料采用顺坡自然搭接。这样，落在填埋作业面上的雨水下渗成为渗滤液，落在其它区域的雨水就由于没有接触到垃圾而未被污染，可以沿临时覆盖材料表面自流汇集到垃圾坝的排水通道排出。

（3）制定作业计划。将填埋场划分为若干个区，每个区再划分为若干个作业单元，确定各区各单元的作业先后顺序。当一个作业单元达到计划填埋高度后，立即进行临时覆盖，并将下一个作业单元的临时覆盖材料移开，作为新的作业单元。各个单元、各个区之间如此轮流填埋作业，直至填埋达到设计高程。

3、雨污分流效果

经过这样的改进，雨污分流设施随着填埋的进行不断重新构建，能够长期发挥作用。

（1）在填埋垃圾面低于边坡截洪沟的时候，坡面①范围内的雨水汇入边坡截洪沟排出，坡面②范围内的雨水汇集到场底。落入以及汇入场底填埋作业面的雨水将作为渗滤液收集处理，汇集到其他区域的雨水将沿着临时覆盖材料由垃圾坝排水通道自流排出；

（2）在填埋垃圾面高于边坡截洪沟之后，边坡截洪沟失效，坡面①范围内的雨水汇集到场底，大部分由垃圾坝排水通道自流排出，小部分汇集到作业面成为渗滤液；

（3）当填埋垃圾面达到垃圾坝顶之后，朝向垃圾坝方向的垃圾面开始收坡，坡面雨水自流排入排水通道排出；

（4）当填埋垃圾面达到环库截洪沟之后，就开始整体收坡，坡面雨水汇入环库区截洪沟排出。

从填埋场开始启用到最终封场，都能实现高效率的雨污分流，使侵入垃圾场的雨水量基本控制在填埋作业面范围内汇集的雨水，极大地减少渗滤液产生量。

四、效益分析

以中山市为例，年均降水量约为1700毫米，假设填埋场面积5万m2，则填埋库区每年汇集的雨水量约为8.5万m3。通过该设计和管理改进，日常作业面控制在2000 m2以下，相当于将填埋场汇水面积减小到日常作业面，则有4.8万m2面积上的雨水可以直接排出，即填埋场全场汇水面积内96%的雨水可以排出，年减少渗滤液8.16万m3。按渗滤液处理费20元/m3计算（执行GB16889-2008一级排放标准），则一年可节省163.2万元。同时可以降低渗滤液处理厂的处理能力，节约建设成本。

增加的费用是采购临时覆盖材料费用。以0.5mm厚的LDPE膜为例，使用量根据填埋场占地面积另加50%的边坡面积、搭接面积和损耗计算，总用量为7.5万m2，按市场价25元/m2计，临时覆盖材料费用约为187.5万元，大致相当于一年节省的费用。

可见，经过改进后，有较好的环境效益和经济效益。

五、结论与建议

1、通过改进设计和分期建设垃圾坝，为分流的雨水提供排水通道，并配合适当的填埋作业方式，可以有效提高雨污分流效率，减少渗滤液产生量，节约渗滤液处理费，从而降低填埋场运营成本；

2、为实现高效的雨污分流，对运营管理水平提出更高的要求；

3、目前大部分的填埋场都是由政府财政投资建设。由于投资管理体制的原因，将垃圾坝在十几年甚至几十年内分期建设，在填埋场的建设资金的安排、工程验收、结算等方面均存在困难。通过改革建设投资体制，由社会资金参与建设和运营，则能够充分发挥社会资金灵活性的优势，实现填埋场高效建设和运营。

参考文献：

[1] 中国环境保护产业协会城市生活垃圾处理委员会.我国城市生活垃圾处理行业2008年发展综述[J]. 中国环保产业,2009.6:17 -23.

[2] 张益.我国城市生活垃圾处理现状及对策[J].建设科技,2010(15):38-41.

[3] 中华人民共和国建设部.城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准(建标[2001]101号).

[4] 中华人民共和国建设部.生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJ17-2004).

[5] 钱学德,郭志平,施建勇等.现代卫生填埋场的设计与施工[M].北京,中国建筑工业出版社,2001.

[6] 杜佳靖,王峰青.山谷型垃圾填埋场设计探讨[J].环境卫生工程,2005,13(13):53-54.

作者简介：曹占峰（1979—），男，就职于中山市环境卫生管理处，环境工程硕士，工程师，主要从事生活垃圾处理工作

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