非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)治理修復(fù)工程分析

文_龍智勇 周洋 王妙 白月飛 李成 中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

1 項(xiàng)目背景

湖南省湘陰縣附山垸生活垃圾填埋場(chǎng)屬于非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)，位于湖南省岳陽市湘陰縣靜河鄉(xiāng)清湖村濱江路東側(cè)，占地面積約5萬m2。填埋場(chǎng)西面緊鄰湘江邊，距離湘江約20m，中間隔一防洪堤；東面緊鄰洋沙湖距離湘江約35m，南面為農(nóng)田。該填埋場(chǎng)所在位置在2005年以前為農(nóng)田及池塘，2005年開始堆放生活垃圾，期間未進(jìn)行任何環(huán)保防滲等措施。根據(jù)勘察報(bào)告，截至2018年5月已堆放近5萬m2的生活垃圾，垃圾堆放量為37.56萬m3。

2 污染現(xiàn)狀與污染程度分析

2.1 污染現(xiàn)狀

由于場(chǎng)地?zé)o任何防滲、封存等措施，導(dǎo)致填埋場(chǎng)周邊出現(xiàn)明顯惡臭，排水溝水體呈現(xiàn)黑色。根據(jù)人員訪談和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，填埋場(chǎng)北側(cè)區(qū)域垃圾堆體上已建設(shè)湘天混凝土生產(chǎn)廠房，填埋場(chǎng)入口至填埋場(chǎng)中心已鋪設(shè)一條礫石道路，除西南側(cè)新垃圾堆體仍然裸露在外，其余主體垃圾堆體上已經(jīng)覆土壓實(shí)。場(chǎng)地目前已被圍墻遮擋圍住。但是仍有附近居民偷偷傾倒垃圾，造成黏土覆蓋不徹底，形成垃圾裸露，滋生蚊蟲蒼蠅。

2.2 污染程度分析

2.2.1 場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果

據(jù)《場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.1-2014）、《生活垃填埋場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)要求》（GB/T18772-2017）等對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地調(diào)查并取樣分析。根據(jù)樣品檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析：

①場(chǎng)地污染區(qū)域主要為填埋場(chǎng)外西側(cè)區(qū)域，土壤中的As、氯仿和四氯化碳等污染物超過我國(guó)《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選指導(dǎo)值》（三次征求意見稿）的工業(yè)用地土壤篩選值，尤其是氯仿檢出超標(biāo)范圍較廣。土壤樣品中有3個(gè)點(diǎn)位As超出當(dāng)?shù)乇尘爸?，氯仿最大超?biāo)倍數(shù)為1.02倍。四氯化碳超標(biāo)倍數(shù)范圍在0.03～0.35。

②地下水監(jiān)測(cè)區(qū)域?yàn)樘盥駡?chǎng)垃圾堆體邊界西南側(cè)及南側(cè)區(qū)域。從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，重金屬、VOC、SVOC等污染物檢測(cè)指標(biāo)均不超標(biāo)。地下水的氨氮、總大腸桿菌群、溶解性固體等水質(zhì)指標(biāo)超過我國(guó)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中氨氮含量在MW3超標(biāo)0.105倍；除MW6點(diǎn)位外，其余點(diǎn)位總大腸菌群均超標(biāo)，超標(biāo)范圍介于1.67～22.67倍；溶解性固體在所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中均超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)介于2.64～3.72倍。

③垃圾堆體西側(cè)的溝渠和池塘部分點(diǎn)位的COD、氨氮、總氮等水質(zhì)指標(biāo)超出《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。填埋場(chǎng)周邊的洋沙湖、湘江段上中下游的總氮超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

④場(chǎng)地底泥檢出的污染物重金屬Cu、Cr、Pb、Cd、Zn、Ni、Hg、As，總石油烴的濃度均低于標(biāo)準(zhǔn)限值，未出現(xiàn)超標(biāo)污染物及超標(biāo)點(diǎn)位。

⑤空氣監(jiān)測(cè)因子中，硫化氫、二氧化碳及甲硫醇未檢出，甲烷、氨氣、臭氣濃度均有檢出，通過與引用的標(biāo)準(zhǔn)限值比較，空氣監(jiān)測(cè)因子檢出濃度均未超標(biāo)。

2.2.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

目前湘陰縣附山垸垃圾填埋場(chǎng)頂部及側(cè)壁覆蓋紅色色黏土并壓實(shí)，填埋場(chǎng)內(nèi)整體區(qū)域紅棕色覆土下為生活垃圾，含少量建筑垃圾，垃圾堆體下側(cè)土層從上到下依次為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層、粉質(zhì)黏土層、中砂層；場(chǎng)地邊界西側(cè)區(qū)域地表填土下側(cè)土層從上到下依次為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層、粉質(zhì)黏土層、中砂層。場(chǎng)地周邊區(qū)域填土下的地下水主要接受大氣降水、湘江及洋沙湖補(bǔ)給，且地下水與兩側(cè)河道可能存在一定的相互補(bǔ)給關(guān)系，同時(shí)受季節(jié)及雨季影響，地下水水位波動(dòng)較明顯。

3 治理方案

3.1 一般處理方案

本項(xiàng)目治理對(duì)象為非正規(guī)填埋場(chǎng)，主要污染因素為滲濾液外溢、垃圾裸露、臭氣污染等。針對(duì)該種非正規(guī)的填埋場(chǎng)一般處理方法有垃圾清挖篩分分類處理和原位封場(chǎng)修復(fù)兩種。

3.1.1 垃圾清挖篩分分類處理

垃圾篩分治理技術(shù)屬異位治理技術(shù)，其特點(diǎn)是徹底消除污染場(chǎng)地的污染源，垃圾篩分治理技術(shù)原理是考慮到非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)中陳腐垃圾多為混合垃圾，經(jīng)過填埋后的垃圾物理組分主要為塑料、織物、木竹、灰土、磚瓦等，而生物反應(yīng)降解后的大量的有機(jī)污染物，存留在灰土中。

3.1.2 原位封場(chǎng)修復(fù)

采用高壓旋噴樁或水泥攪拌樁或柔性垂直土工布等技術(shù)建造止水帷幕，將垃圾填埋場(chǎng)與外部地層的水力聯(lián)系隔斷，用于治理存在地下水側(cè)向侵入可能的垃圾填埋場(chǎng)，防治滲濾液側(cè)向滲漏。通過設(shè)置滲濾液及填埋氣導(dǎo)排井，將垃圾堆體中的滲濾液和填埋氣導(dǎo)排處理經(jīng)處理后外排。填埋場(chǎng)頂部封場(chǎng)綠化。

因此，本項(xiàng)目采用“柔性垂直土工膜帷幕+封場(chǎng)綠化”的方式進(jìn)行處置。既可以解決垃圾滲濾液和填埋氣污染問題，也不會(huì)增加湘陰縣境內(nèi)現(xiàn)運(yùn)行的生活垃圾填埋場(chǎng)填埋負(fù)荷，同時(shí)減少了施工過程中的二次污染問題。施工成本較低，在湘陰縣政府可承受范圍內(nèi)。

3.2 工程方案

3.2.1 垂直防滲

在填埋場(chǎng)四周，通過將3mm厚高密度聚乙烯（HDPE）膜垂向插入相對(duì)不透水層中，并插入到相對(duì)不透水層以下1.0m以上，土工膜側(cè)面配有獨(dú)特的鏈接鎖扣（內(nèi)部插入止水條），并在底部灌充1m高性能密封材料，共同構(gòu)成垂直防滲防滲系統(tǒng)。根據(jù)地勘報(bào)告中滲透系數(shù)檢測(cè)結(jié)果，本設(shè)計(jì)以淤泥質(zhì)黏土（滲透系數(shù)1.42×10-7cm/s）作為場(chǎng)地防滲層，并與柔性防滲膜相連接。

3.2.2 滲濾液導(dǎo)排與處理

根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范》（GB51220-2017）6.1.2條，本項(xiàng)目屬于非規(guī)范填埋場(chǎng)治理修復(fù)項(xiàng)目，底部未設(shè)置任何防滲及滲濾液導(dǎo)排設(shè)施。因此，在填埋場(chǎng)四周設(shè)置柔性垂直防滲，并在填埋場(chǎng)內(nèi)部設(shè)置滲濾液抽排設(shè)施。在填埋場(chǎng)頂部設(shè)置37口集氣導(dǎo)液井，利用氣動(dòng)壓縮泵將填埋場(chǎng)內(nèi)部滲濾液導(dǎo)排出來。同時(shí)在填埋場(chǎng)四周設(shè)置滲濾液導(dǎo)排盲溝，溝內(nèi)鋪設(shè)DN315HDPE導(dǎo)排管，將匯入盲溝中的滲濾液導(dǎo)排出來。通過兩種途徑協(xié)同導(dǎo)排實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目填埋場(chǎng)中滲濾液的導(dǎo)排。滲濾液導(dǎo)排出來后進(jìn)入一體化處理設(shè)備處理后外排進(jìn)入市政污水管道，最后進(jìn)入市政污水廠處理廠進(jìn)一步達(dá)標(biāo)處理后外排。

3.2.3 填埋氣導(dǎo)排與處理

考慮到附山垸原生活垃圾填埋場(chǎng)填埋總量較少（約37.56萬m3），生活垃圾堆體的高度并不太高（平均垃圾填埋厚度小于10m），內(nèi)部所填垃圾中主要成分為生活垃圾（衣物、塑料、玻璃等）、建筑垃圾夾5%～10%的粘性土，其中0.0～2.8m填埋深度中主要為粘性土夾約20%的碎石、碎磚、砼塊等建筑垃圾，有臭味，堆填年限不超過10年，密實(shí)程度不均勻，未完成自重固結(jié)，呈濕、松散狀態(tài)，因此單位面積的產(chǎn)氣量相對(duì)較少。根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范》（GB50869-2013）第11.1.3條“填埋場(chǎng)不具備填埋氣體利用條件時(shí)，應(yīng)采用火炬燃燒處理，并宜采用能夠有效減少甲烷產(chǎn)生和排放的填埋工藝”，因此本項(xiàng)目采用主動(dòng)導(dǎo)排方式，將導(dǎo)氣井中的沼氣通過抽氣設(shè)備抽排出來，通過火炬燃燒后排放。

3.2.4 封場(chǎng)綠化

按照《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范》（GB50869-2013）的要求，本設(shè)計(jì)最終填埋完成面最大坡度按1∶3考慮。填埋庫從攔渣壩壩頂35m標(biāo)高開始，坡面以1∶3坡度向上，一直達(dá)到38m標(biāo)高，然后按5%以上的坡度由中間坡向兩側(cè)，形成魚背狀，便于排水。根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范》（GB51220-2017）的要求，填埋場(chǎng)封場(chǎng)必須構(gòu)筑封場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)。封場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由垃圾堆體表面至頂部表面依次分為：排氣層、防滲層、排水層、綠化土層。

3.2.5 輔助設(shè)施

配置監(jiān)測(cè)井、圍欄、標(biāo)識(shí)標(biāo)牌等。

4 治理效果

本項(xiàng)目于2018年11月完成設(shè)計(jì)，2018年12月開始施工，2019年8月竣工驗(yàn)收。項(xiàng)目實(shí)施完成后，填埋場(chǎng)周邊農(nóng)田地表水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，周邊再無垃圾裸露和填埋氣體污染問題，極大改善了周邊環(huán)境。同時(shí)填埋場(chǎng)封場(chǎng)綠化后，不僅解決了單純黏土填埋造成的水土流失問題，也增加了地區(qū)綠色景觀。

5 結(jié)語

采用原位封場(chǎng)修復(fù)技術(shù)，在填埋場(chǎng)周邊設(shè)置柔性垂直止水帷幕，阻斷了垃圾滲濾液向堆體外滲透垃圾滲濾液。通過滲濾液導(dǎo)排井抽排垃圾堆體中的滲濾液，最終實(shí)現(xiàn)滲濾液的規(guī)范治理，解決外溢污染周邊環(huán)境的問題。

通過填埋氣導(dǎo)排焚燒，解決垃圾堆體中填埋氣體污染問題。通過封場(chǎng)綠化，實(shí)現(xiàn)填埋場(chǎng)封場(chǎng)，解決垃圾裸露和水土流失等問題。本項(xiàng)目的成功實(shí)施，為我國(guó)非正規(guī)填埋場(chǎng)治理設(shè)計(jì)提供了借鑒。