北京市垃圾卫生填埋场全密闭工艺水气导排系统研究

张 杰，司 冉

（北京环境卫生工程集团有限公司，北京 110101）

北京市垃圾卫生填埋场自2010年开始实行全密闭填埋工艺作业，全密闭填埋工艺作业实施最大限度杜绝臭气散逸和实现雨污分流，为填埋场的可持续发展和建设环境友好型设施打下坚实的基础。全密闭填埋工艺的实施极大消除了填埋场对周边环境的影响，但是在填埋场堆体整体运行中也出现了最关键的问题，即填埋场堆体水气导排问题，水气导排的畅通直接影响堆体安全的稳定性。笔者结合填埋场多年实际运行经验，本着以动力导排为主、重力导排为辅相结合的方式，对堆体内水气进行导排，建立科学性、延续性、控制性水气导排系统。

1 水气重力导排系统建立

新期建设完后的填埋场要利用刚刚填埋导流层的优势埋设拉拔式收集气井（新期建设填埋场未埋设拉拔式收集气井是根据填埋场技术规范标准按照打井方式进行安置），拉拔式收集气井为外径630 mm、壁厚10 mm圆环状铁管，埋设拉拔式收集气井的时间是至少在导流层填埋垃圾2 m高度后实施。设置拉拔式收集气井之间的距离考虑2点，一是抽气半径在25 m左右，二是间距的大小是否影响正常的填埋作业需求。因此，拉拔式收集气井间距适宜在50 m。拉拔式收集气井内结构为PE90花管在气井中间，剩余空间用级配鹅卵石填充，石子要求碳酸钙含量不得小于10%，井内花管随着拉拔高度随时进行连接。

拉拔式收集气井随着每层填埋高度进行竖向拉拔，形成竖向导排至场底，在每层垃圾填埋作业平台之间用带有坡度的导排石笼建立横向连接，通过横向导排至拉拔式收集气井，最终导排至场底，这样形成一种以竖向为主干线，横向为支干线的网格状立体式重力水气导排系统，水通过自身重力向下流，气往上走最后进行收集的效果。利用拉拔式收集气井设置的水气重力导排系统最关键的问题是在运行中必须精心进行日常维护，与日常垃圾填埋作业进行有效的结合，根据年度垃圾填埋方案对其中的拉拔式收集气井有选择性地进行抽气，使井内处于一种流动状态，延长其使用寿命。另外，需要每日对拉拔式收集气井的产气质量进行监测，通过数据分析对拉拔式收集气井进行阶段性养井。

2 水气动力导排系统建立

水气动力导排系统实际上是把水和气的导排由被动型变为主动型，通过空压打气排水抽气的原理方式在填埋堆体上打井进行导排。

依据北京市生活垃圾卫生填埋场运行管理规范要求，在填埋场垃圾填埋厚度大于6 m或垃圾总填埋容量大于50万m3（最好是填埋场第一平台达到设计标高）时打水气动力导排井。水气动力导排井不同于拉拔式收集气井，其内部结构所用的材料均为PE管材，不可以进行拉拔，所以考虑填埋场整体运行成本，水气动力导排井的位置要遵循不废弃的总原则，一是最好在平台路内侧2～3 m的位置，二是在填埋堆体里选择区域，这个区域选择的条件是依据填埋场整体填埋方案而定，至少要在2～3 a内不填埋垃圾。

水气动力导排井设置的位置不用考虑后期填埋作业的因素，另外我国垃圾成分的复杂性和高含水率，使得垃圾的产气速率和产气量与西方国家有很大不同，所以对水气动力导排井进行加密工程，提高填埋气的收集率，将水气动力导排井的间距缩短为30 m。

水气动力导排井的结构为钻探直径800 mm的圆柱状气井，气井的深度依据堆体高程而定，钻井深度要距离导流层至少2 m的位置，井内设置¢160 mm排水花管和¢90 mm导气收集PE花管，在¢160 mm排水花管内设置空压排水系统装置，最后在¢800 mm的圆柱状气井四周填石子形成扩散层。在距离水平面1 m的位置对水气导排井上口进行密闭式回填，确保气密性。水气动力导排井属于主动型集气井，每天排水1～5 t，每口气井产量约为20 m3/h，既能收集填埋气同时又能降低垃圾堆体整体水位。

水气动力导排系统最关键的问题是在运行中必须精心地进行日常维护，及时抽气，使井内处于一种平压或负压状态，延长其使用寿命。另外，需要每日对气井的产气质量进行监测，通过数据分析后对气井进行阶段性养井。

3 结论

水气导排是填埋堆体中至关重要的环节之一，是填埋堆体沉降和边坡稳定的坚实保障，所以为保证填埋堆体稳定、安全运行，需要坚持3个原则：一是坚持以动力导排为主、重力导排为辅的原则，雨季必要时建立临时水导排系统。二是坚持全过程管理和精细化管控原则，对水气导排系统每天进行精心监测、维护，建立维护团队，确保系统安全、有效不间断运行。三是坚持循环经济理念，大力提高水气资源化利用模式，产生更大的环境效益和经济效益。