陈必鸣 厉昌余
(1. 广州市城市管理技术研究中心,广东广州 510170;2. 广州市无害化处理中心,广东广州 510163)
非正规垃圾填埋场,就是不符合国家相关政策法规,不满足生活垃圾卫生填埋场建设标准的简易填埋场。据不完全统计,由于历史原因,我国规模性的非正规垃圾填埋场曾达到数千座[1],对周边环境持续造成污染。近年来,由于环保意识的提高,全国各地纷纷开展非正规垃圾填埋场的治理,在我国《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》中亦提出“对因历史原因形成的非正规生活垃圾堆放点、不达标生活垃圾处理设施以及库容饱和的填埋场进行治理,使其达到标准规范要求”。本文以广东省某镇级非正规垃圾填埋场整治工程为例,提出非正规垃圾填埋场治理的工作要点。
广东省某镇级非正规垃圾填埋场于2001 年兴建,至2015 年停止进垃圾,占地面积约3.3 万m2,填埋近44 万m3生活垃圾及工业垃圾,未设置场底防渗和渗沥液收集处理等污染防治设施,属于简易填埋场。尽管该填埋场位于当地饮用水水源下游位置,不属于敏感区域,但场内未经处理的渗沥液与地表水顺流至南北两侧的水塘,可能对周边的地表水、地下水和土壤造成一定程度的污染,存在较大的环保安全隐患,需要尽快进行全面的整治。
非正规垃圾填埋场整治技术主要有搬迁法、生化稳定法和就地封场法。
搬迁法是将非正规垃圾填埋场的垃圾全部挖出,转运到按规范标准建设的垃圾处理设施进行无害化处理。搬迁法见效明显,整治彻底,能最大限度地减少垃圾对周边的污染,也受到非正规垃圾填埋场周边居民欢迎。但该方法投资大,搬迁过程中需做好各种污染防治措施及施工方案,防止二次污染以及爆炸、火灾、滑坡等事故的发生,实际搬迁过程也容易受到接纳场所处理能力的限制,综合经济成本较高。
生化稳定法是通过在非正规垃圾填埋场堆体中埋设注气井,对垃圾堆体进行强制通风好氧发酵的工艺方案。生化稳定法可使场内垃圾由厌氧发酵转入好氧发酵状态,堆体中的有机物在适宜的温度和含氧量条件下快速降解,从而使垃圾堆体最快达到稳定化[2]。此方法的优点是安全可靠,垃圾降解速度快,稳定化时间短;缺点是技术工艺较复杂,对设备的管理与操作要求较高,运行费用高。
就地封场法是按照国家相关的标准和规范对现有的非正规垃圾填埋场进行封场,通过对垃圾堆体进行必要的整形和覆盖,修筑平台,构建边坡、排洪渠和雨水边沟,对渗沥液进行收集和处理,并建设填埋气体疏导设施或集中收集处理系统,最终达到消除垃圾堆体的安全隐患,有效控制填埋气体及渗沥液对周边环境污染的目的[3]。就地封场法是国内外治理非正规垃圾填埋场普遍采用的方式,其具有安全系数高、见效快、生态恢复完全等优点;缺点是施工操作复杂,投资较大。
非正规垃圾填埋场常见治理技术见表1。
表1 非正规垃圾填埋场常见治理技术
针对某镇级非正规垃圾填埋场治理,从适用范围、处理规模、环保效果等角度分析,结合项目实际,采用就地封场整治方案。
某镇级非正规垃圾填埋场封场工程主要建设内容有垃圾堆体整形工程、封场覆盖系统工程、垃圾挡坝工程渗沥液收集与处理工程、填埋气体导排工程、排水及防洪工程、绿化工程、环保和安全监测系统工程等。
由于现状堆体坡度不能满足封场坡度要求,垃圾层结构不稳定,必须对现状堆体进行外观整形,放缓坡度。按照垃圾堆体顶面坡度不小于5%、边坡坡度不大于1∶3 要求进行设计[4]。
封场覆盖的目的主要是阻隔雨水进入填埋场垃圾堆体,减少渗沥液产生量,并防止填埋场气体无规律逸出,恢复垃圾填埋区域的生态系统。覆盖系统是垃圾填埋场的主要构建系统,主要由排气层、防渗层、排水层、植被层组成。防渗层是覆盖系统的核心,本项目从实际出发,采用1.5 mm 厚HDPE 土工膜外加600 g/m2的土工布作为复合防渗层。
由于原简易垃圾填埋场主要依靠西南面山体作为拦挡倾倒垃圾,西面和北面没有构建挡坝进行有效拦截,未能形成有效库区,将直接影响垃圾堆体稳定以及渗沥液导排系统设置。在进行封场工程时,需要沿渗沥液流向的西面和北面构筑土坝作为垃圾挡坝,形成封闭的填埋区,确保垃圾堆体稳定及渗沥液有效导排。土坝高5~8 m,边坡坡度为1∶2,坝顶宽度3 m。坝体采用分层压实,压实度不小于97%,并设置排水沟。
由于非正规垃圾填埋场在建设时没有设置渗沥液收集与导排设施,因此在进行封场工程时,必须重新在堆体持水线以下适当位置设置渗沥液收集导排管,在现状渗沥液流向的坡脚最底处设置渗沥液导排盲沟。导排管与导排盲沟相连,收集库区内的渗沥液。导排盲沟设置成梯形,盲沟内铺设φ315HDPE 开孔花管,周围空隙铺设级配碎石。渗沥液经导排盲沟收集后,输送至库区下游设置的调节池内。渗沥液经移动式渗沥液处理设施处理后达标排放。
垃圾中有机物在微生物作用下分解产生以CO2和CH4为主的气体,根据估算,该填埋场每天产气量约为3.2 万m3。填埋气产生量较少,可采用被动导排气体方式分散排放。导气井采用钻孔方式延伸至堆体深度不少于2/3 处,间距不大于30 m,并开挖水平导气盲沟与之相连。导气井共设置43 座,井口高度高于堆体封场后的表面1.5 m。
在填埋库区外设置截洪沟,把四周山体汇集的雨水向填埋区外排放。在封场覆盖面设置排水沟,使堆体表面的雨水尽可能快地排走,并设置环场排水沟,将地表水导排至填埋库区北侧水体。防洪标准按50 年一遇洪水水位设计,100 年一遇洪水水位校核,综合径流系数取0.45,并将填埋场区划分为若干个汇水区域,总流量为2 200 L/s,管沟过流能力为2 450 L/s,满足相关要求。
非正规垃圾填埋场对环境的污染主要是地下水的污染,因此在封场后,应持续对填埋场和周边地下水进行跟踪监测,设置地下水监测井,包括在地下水流向的上游和下游设置本底井和污染监测井,监测指标包括pH 值、溶解性总固体、高锰酸盐指数、氨氮、氯化物、汞、六价铬、总大肠菌数等。监测井的深度要低于填埋堆体深度,并将填埋场治理前后的水样监测数据作对比,分析治理效果。
如果发现污染加重的情况,应立即采取帷幕灌浆或设置柔性垂直防渗系统等应急工程措施,阻隔受污染的地下水往下游扩散,并抽取受污染的地下水进行处理,达标后排放。
填埋场封场后,在排水层上覆盖一层300 mm厚黏土后,再覆盖一层300 mm 厚的耕植土层,在耕植土层上进行绿化种植,以加强巩固表土,防止水土流失。绿化植物应以草本植物为主,如马尼拉草等,不宜种植乔木等植物。
非正规垃圾填埋场整治是一项系统工程,需要生态环境、城市管理、城乡建设等多部门联动,健全工作机制,层层抓好责任落实。在选择治理方法时,需因地制宜、有的放矢地选用相关技术措施,并重点抓好污染源控制与治理工作,以确保整治成效。