西安市某大型废弃物综合处置场设计及建设案例分析

张洋，任子曦，郭堤，3

（1. 延安大学石油工程与环境工程学院，陕西延安 716000；2. 西安市固体废弃物处置中心，陕西西安 710000；3. 延安市农业固体废弃物资源化利用重点实验室，陕西延安 716000）

伴随着我国经济飞速发展，产生的固体废物不断增多，固体废物处理问题日益显现[1]。为了响应《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》中提出的“实现垃圾的减量化、资源化和无害化”理念，建设固体废物综合处置场，完善生活垃圾等固体废弃物的末端处理系统十分必要[2]。

目前西安市主城区仅有江村沟生活垃圾填埋场1 座生活垃圾终端处置设施，该场自1994 年6 月投入使用以来，日垃圾收运量成倍增长，已由最初设计的1 260 t/d 增长到10 056 t/d（2018 年统计数据），远超设计填埋量，该场已于2020 年2 月封闭停止接收垃圾。因此，为解决全市生活垃圾焚烧后固体残余物和焚烧能力之外原生垃圾的安全处置，西安市政府启动了市固体废弃物综合处置场项目。

本项目的建设目标是完善生活垃圾末端处置系统，促进城市生态系统良性循环，服务于大西安总体战略发展规划。具体目标包括提高西安市生活垃圾的处理能力，改善环境面貌；论证飞灰、炉渣和生活垃圾的处理规模，并对拟选建设场址进行论证，提出切实可行、技术成熟可靠、符合西安市实际的建设方案；编制投资估算，并对建设项目的环境、经济及社会效益进行全面分析及评价，以期塑造良好的人居环境，保证西安市社会、经济、环境的持续稳定发展。

1 处理规模预测及确定

1.1 规模预测

本工程原生垃圾量预测采用“人均指标法”进行预测，基准年为2018 年。在进行预测前，需要对人口规模进行预测，具体预测方法如下。

据我国生活垃圾产生的变化规律和西安市的垃圾产生量统计数据可以预测：西安市的垃圾产生量仍会逐步增加，但是增长率会趋于稳定。由于在2019 年末部分焚烧厂已经开始投入运行，因此，根据2019 全年江村沟垃圾填埋场日进场量统计结合焚烧厂（2019 年11 月至2020 年5 月）垃圾进场量可得出西安市主城区常住居民人均生活垃圾日产量，同时根据各区县填埋场进场统计量可计算各区县常住人口人均生活垃圾日产量。按照统计数据推算并取整，设计主城区常住居民人均生活垃圾产量取1.20 kg/d，各区县常住居民人均生活垃圾产量取1.0 kg/d；旅游人口人均生活垃圾产量平均值取0.5 kg/d。

由于西安市已于2019 年9 月1 日开始实施垃圾分类，考虑垃圾减量化率至2030 年达到15%，最终得到垃圾产生量预测见表1。

表1 西安市生活垃圾产生量预测表

根据预测表1 可知，到2034 年，西安市生活垃圾最大日产生量约为14 792 t/d，未来十五年（2020—2034 年）日平均产生量为13 448 t/d[3，4]。

1.2 规模确定

1.2.1 飞灰填埋规模

根据5 座生活垃圾无害化处理厂总规模为12 750 t/d，飞灰产生量约占5%左右，即637.5 t/d。考虑一定的安全系数，将飞灰填埋规模按650 t/d 计取[3，4]。

1.2.2 应急堆放规模

本建设项目的应急填埋区主要消纳原生生活垃圾，用于处理全西安市5 座焚烧发电厂检修期及处理能力之外的原生生活垃圾的应急填埋。根据表1 的测算数据可知，在常规情况下，未来九年（2021—2029年）生活垃圾平均日填埋规模为1 451 t/d。考虑一定的富余，本场一期生活垃圾平均应急处理规模为1 500 t/d。

2 填埋场工程设计

2.1 垃圾坝设计

一期工程共设置4 座垃圾坝，飞灰填埋一区二区之间、飞灰填埋区西北侧和应急堆放区中间各设置1 座垃圾坝，应急堆放区下游设置1 座垃圾坝，均为土石坝。

2.2 地下水导排系统

填埋库区在主防渗层以下，设置了地下水导排系统，采用地下水导排主盲沟与支盲沟结合的方式来收集和导排地下水[5]。导排盲沟结构图，见图1。主要作用是：一是降低库底的地下水位，便于施工期间防渗结构层的施工；二是减轻再运行后地下水对防渗结构层的上挤压，防止结构层被地下水破坏；三是便于日常的地下水取样监测。

图1 地下水导排盲沟结构图

2.3 防渗系统

根据本填埋场的填埋物类别及该场址的特殊性，本填埋场防渗系统为双层防渗结构，采用复合防渗（GCL+HDPE 膜）设置防渗结构，并在两层防渗系统之间设置收集层，如产生渗沥液时，通过主防渗层的渗沥液被主次防渗层之间的收集层收集、导出，大大减少了防渗系统发生渗漏的可能性，当主防渗层遭受外来应力有破坏的危险时，收集层对破坏有一定的缓冲作用，从而保证了次防渗系统的安全性和完整性。双层防渗结构再防渗方面起到了很好的互补作用，保证了填埋场的高强度防渗功能，有效防止对地下水和地表水的污染[6]，见图2。

图2 填埋场防渗结构图

2.4 渗沥液导排系统

渗沥液导排系统是由渗沥液导流层和各种导渗盲沟等共同组成。渗沥液导排系统的设计与雨污分流相结合。渗滤液导排盲沟在场底的位置如图3 所示。

图3 填埋场场底结构图

2.5 调节池建设型式

渗沥液的产生量主要来源于大气降水，由于降雨量的季节变化，渗沥液的产生量也随季节波动。为了保证渗沥液处理站有稳定的进水水质和进水流量，填埋场应设立渗沥液调节池，来缓解渗沥液产生的水质和水量变化。

本项目的渗虑液处理厂位于库区最下游，由于地处沟壑，为节省占地，渗滤液调节池拟采用钢筋混凝土结构，池体内壁采用玻璃钢防腐，根据各填埋分区所需调节池容积进行分隔，主要功能是来收集渗虑液并缓解渗沥液产生的水质和水量变化。

2.6 地表水导排系统

由于飞灰填埋后遇水会产生渗虑液，为尽可能避免渗沥液产生，本填埋场设置了独立的地表水导排系统，把降到库区外的雨水收集后向场外排放；将库区积水收集后集中向外排放，设置了永久性的截洪沟和排水沟。

根据本工程地形特点及分区功能，环库区终场锚固平台外修建环场截洪沟，用以收集库区地表水，最终汇入下游沟谷；进场道路路堤坡脚处设置矩形排水沟，用以收集路堤坡面及外侧地表水；调节池和处理站所处矩形区域外侧周边设置矩形排水沟，用以收集此区域内地表水。防洪标准参照《生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》（建标124—2009）有关设计规定，本填埋场防洪标准按50 年一遇洪水设计，按100 年一遇洪水校核。

3 存在的问题及解决措施

本项目属于近几年国内新建最大的固体废弃物填埋场项目之一。其项目具有占地及规模体量大，建设要求高，功能配套全等特点。本项目对西安市发展的重要性决定其建设标准必须为高标准水平。本项目在设计之初就贯彻了前期设计需紧密结合填埋运营作业的设计理念。从适应一年四季不同季节气候特点的设计要求到日常安全环保监测的数字化信息化系统的配备均是该设计理念的具体体现。

针对本项目的建设和运营过程中存在的风险管控问题，主要包括外部影响及风险、设计技术风险和建设管理风险等方面，可以采取一系列的措施来规避、降低或转移风险。

在外部影响及风险方面，可以通过进行社会稳定风险分析和评估工作来规避风险，并在工程施工及项目投产运行中严格执行环保措施，加强企业生产管理，降低或避免噪声、废水、废渣等对周围环境的破坏。

在设计技术风险方面，可以采取一些策略来规避或减轻风险，如在前期设计中考虑地质结构因素，在设计过程中考虑气候因素，以及进行环境污染的防治等。

在建设管理风险方面，可以采取一些措施来转移或降低风险，如签订合同规定相关的风险责任，选择适当的管理者和加强团队建设等。

总之，项目管理方需要全面评估各种风险，制定相应的风险管控计划，并采取有效的措施来避免事故的发生，确保项目的顺利实施。

4 项目试运营的管理要求

4.1 垃圾进场计量与检验

为保证西安市固体废弃物综合处置场的进场垃圾符合国家标准和填埋要求，特别制定了垃圾进场计量与检验管理制度。据了解，该处置场仅接收符合标准的生活垃圾，不接受工业垃圾、医疗废物、危险废物、放射性废物等有毒有害废物，确保环境卫生和填埋效果。此外，该处置场飞灰填埋一区已经投入试运营，采用专用密封袋密封，并对不同焚烧厂产生的飞灰分别采用不同颜色的袋子，并统一尺寸规格。进场后，飞灰应先运送至临时堆场，按来源不同分别码放。在进行垃圾填埋前，还需要进行垃圾进场计量与检验[7]。填埋场须对进场的飞灰进行检测，确保符合《生活垃圾填埋污染物控制标准》（GB 16889）6.3 条的要求。检测满足标准要求后，再将飞灰运送至飞灰填埋库区进行填埋处理。

综上所述，西安市固体废弃物综合处置场的垃圾进场计量与检验采取了一系列严格的管理制度和规定流程，以确保填埋效果和工程的可持续发展。

4.2 飞灰填埋作业及覆盖

飞灰固化后采用吨袋密闭封装，填埋时吨袋不打开，经计量后进入填埋作业区，按作业顺序进行吊装、码放和覆盖[11]，工艺流程如图4。

图4 飞灰填埋作业工艺流程图

根据设计要求和实际条件，填埋作业前应根据规划进行作业单元分区，以若干作业单元为作业区域修筑分隔坝，确保填埋作业的连续性。同时，卸料平台应根据垃圾日进场量、运输车流量及气候条件等实际情况确定数量、面积及位置，其中每个卸料点需配置现场指挥员、挂钩卸车员、脱钩堆放员、挖掘机驾驶员各1 名，挖掘机1 辆，爬梯1 副，所有人员须听从指挥员指令进行吊卸作业。在堆高作业时，每层吨袋应错位堆放，上层吨袋堆放至下层4 个吨袋交角处，每层堆放吨袋与四周边坡应预留1 袋以上安全距离。填埋作业时要注意严禁雨雪天进行作业，并应做好覆盖和雨水导排工作。日覆盖时应采用中粗砂填缝密实，并对上顶面整平，保证排水通畅，然后进行日覆盖；中间覆盖时应对堆放吨袋预整平，保障排水通畅，覆盖材料选用HDPE 膜[8]。

在填埋前，应根据设计要求和实际情况制定填埋作业规划，并进行作业单元分区和绘制填埋作业单元顺序图，以若干作业单元为作业区域修筑分隔坝。卸料平台的设置很重要，应在每日作业前布置就绪，宽度为10 m，长度为120～150 m，同时设置两处卸料平台，交替进行填埋作业，保障填埋作业的连续性。吊卸作业也十分重要，需要配备现场指挥员、挂钩卸车员、脱钩堆放员、挖掘机驾驶员及爬梯等人员。填埋覆盖工程分为日覆盖和中间覆盖。在进行填埋工作时，应特别注意安全措施，并遵守相关环保法律法规，做好垃圾分类、转运等工作，以确保填埋过程的顺利进行。

5 结论与展望

本文对于西安市拟规划的城市固废填埋场的工程建设项目势进行了详细阐述。随着生活垃圾处置技术的不断发展，焚烧处理将成为主要方式。同时，填埋场也将逐步承担更多种类固体废弃物的处理任务，例如焚烧飞灰、炉渣、原生垃圾应急填埋以及危险废物的处置等。因此，未来城市固废填埋场的设计、标准以及运营管理都需要进行相应调整和优化。目前，焚烧飞灰的填埋处置是城市固废填埋场研究的重点问题，国家环保部门已经发布了《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范（试行）》作为环境管理标准。未来，城市固废填埋场的技术水平将会不断提高，设计、建设及运营管理也将更加成熟。最后，本文旨在对西安市固体废弃物综合处置场进行分析的基础上，为未来更多类似项目的建设提供有用的经验，并为国家出台相关技术规范标准提供借鉴和参考。