|
绿色产业与技术
请使用800×600
Greener Beijing Logo
|
一个平原建造垃圾填埋场的典型设计 1. 概 述 通常人们在为垃圾填埋场寻找场址时总是寄希望于能找到一块地理环境、地质条件具佳且能形成一定量库容的山坳地形。但笔者经研究认为：平原地形其实更有利于建造垃圾填埋场，而且能够实现真正意义上的“卫生填埋”。 现行生活垃圾的“卫生填埋”（即分层覆土填埋）虽比垃圾裸露堆放有所改进，但距理想中的卫生填埋还相距甚远。鉴于现行填埋工艺的局限性，几乎不可能做到杜绝垃圾渗沥液的外溢，同时也使高效率地收集填埋气（即沼气）变的异常困难。 本人提出的垃圾填埋新工艺可使环境效益和经济效益都有大幅度提高。新工艺分两步实施：首先构筑单体垃圾仓，依次分仓填埋，填满即行封闭，其后围合所有垃圾仓最终形成整体填埋场。 以下例举一填高20米垃圾填埋场的初步设计，详述本填埋工艺流程，并在详述过程中展开讨论。 2．垃圾填埋场示例 以图（D-4）为例：某一平面呈矩形的垃圾填埋场长502米，宽296米，占地约14.86万平方米（合223亩），当场内垃圾填埋至18.6米（不包括1.4米封场覆土）后容量约242万立方米，按日填埋垃圾500立方米计，该垃圾填埋场的使用年限约为13.3年。 本工艺可分为两个实施阶段：第一阶段为“分仓填埋阶段”，第二阶段为“围合成型阶段”，详述如下。 2．1．分仓填埋阶段 分仓填埋阶段是垃圾填埋工程的最主要阶段，它包括垃圾填埋场的整个使用年限和全部垃圾填埋量。 2．1．1．地下排水管 地下排水管道应先期施工，排水井及横向排水管设计见图（D-3）、图（D-6）。为确保地基稳定，必须先挖沟排管，并夯实沟槽回填土，再建造垃圾仓。地下排水管有两个作用：在分仓填埋阶段用于加速排出填埋场区内地表径流水；在填埋场围合成型后排出由封场顶面汇集而下的大气降水，见图（D-4）。 2．1．2．垃圾仓构造 垃圾仓的围仓构造由抗侧应力环和防水围衬组成，如图（D-1）所示，抗侧应力环由若干钢筋圆环和置于圆环内侧的竖向架立钢筋焊接构成一节围仓体，在垃圾填埋上升过程中逐节向上叠加，并用铅丝连接固定。钢筋和铅丝均应涂沥青防锈。在抗侧应力环上粘帖电阻应变片可实测钢筋环所受拉应力，积累相当数据后就能够合理确定钢筋直径和分布间距。 防水围衬被置于抗侧应力环与垃圾之间，当垃圾填埋至设计高度后覆盖厚约10厘米粘土和防水塑料布，这时整个垃圾仓呈全封闭状态，仓内垃圾不会对环境造成污染同时也免遭雨水入侵。 为使“围合成型阶段”能够迅速完成，在“分仓填埋阶段”中应对单仓垃圾实行超高填埋，超高量按以下方法计算：首先计算出垃圾填埋场的垃圾总填埋量，而后分摊至各垃圾仓计算出单仓垃圾填埋高度。注意，此时一定要核对一下地基容许承载力是否仍能满足要求。 2．1．3．杜绝垃圾渗沥液 垃圾中的有机物在腐熟过程中会产生渗沥液，但产量并不多，而填埋垃圾中的大量空隙和无机物一般足以消纳这些渗沥液，并尚有富余──可以滞纳少量大气降水。因此可以断言：大量垃圾渗沥液的产生其实是由外来因素诱发而成，如：地表径流水和大气降水。故笔者认为：外溢的垃圾渗沥液实际上是由上述外来水经垃圾填埋场“过滤”后产生的渗出液，若能有效的控制外来水的入侵，垃圾渗沥液的产量就会随之减少，直至杜绝外溢。 在平原地区建造的垃圾填埋场只要绕填埋场一周挖一道排水沟就可轻而易举地断绝地表径流水的入侵，可是建在山坳中的垃圾填埋场却很难做到这一点。以苏州七子山垃圾填埋场为例：虽然在山坡上修建了三道截洪沟，但效果并不理想，因为库区山坡上岩石风化较严重，裂隙甚多，大量径流水不是按原设计想象从坡面流入截洪沟而后再排出填埋场，而是从截洪沟底部以下渗入垃圾填埋场。 要完全杜绝大气降水对垃圾填埋作业面的入侵是很难做到的，可是通过大幅度缩小暴露在外的填埋作业面来减少雨水入侵则是可以办到的。在日填埋总量不变的情况下缩小填埋作业面，实际上就意味着使该区域内的填埋垃圾迅速上升，而急速增厚的填埋垃圾恰恰足以滞纳短期降雨，这就是本工艺为什么必须首先建造各单体垃圾仓的目的所在。以本设计为例：按日填埋垃圾500立方米（压实体积）计，一个直径20米、超高填埋至23米的垃圾仓仅需15天即可填满。故可以认为：一般中、小雨均可正常进行填埋作业，大雨或大暴雨则可考虑暂停作业，临时遮盖作业面。 另外，应根据季节变化来调整填埋策略：旱季垃圾较为干燥，宜将此垃圾填埋在垃圾仓下半部分；而夏季垃圾瓜果类有机物增多，且正处于多雨季节，因此应将雨季垃圾填埋在垃圾仓的上半部分，利用下半仓较干燥垃圾来滞纳雨季垃圾可能产生的渗沥液。因此在雨季到来之前，适当预留若干未填满的半仓垃圾，以供填埋雨季垃圾是非常策略的。 以最不利情况考虑：即使有个别垃圾仓底部有较高含水量的垃圾，而导致渗沥液外溢，也并不可怕，因为外溢的渗沥液毕竟是有限的，只要迅速填满后封仓，若干时辰后即可中止。因为没有外来水的补充，垃圾渗沥液是不可能长时间流不完的。 然而反观现在的垃圾填埋场：因为是不封闭的（或者说封闭效果极差的），填埋场内的垃圾不断得到大气降水的补充，故凡遇降雨必有垃圾渗沥液溢出，总是源源不断，无休无止。 2．1．4．填埋气收集 本工艺采取强制抽取填埋气工艺，每一个垃圾仓中心设置一个集气箱，构造如图（D-2）。集气箱上部插入抽气管接至仓外真空泵上，通过抽气管道上的真空表就可以知道仓内气压值。控制气压值在容许范围内是确保垃圾仓安全稳定的一个重要环节。原生垃圾在填埋后先好氧发酵，其后再转入厌氧发酵，而厌氧发酵是一个能够持续数十年的漫长过程，应用现代计算机自动控制技术对众多垃圾仓进行实时监控显然是一种最佳选择。 据有关资料[3]报道：一吨含39％有机物的生活垃圾可以产生约90立方米的沼气。而现行填埋工艺大都不回收沼气，即使回收也仅占到总量的很少部分，大量沼气自由排放，不仅污染了环境而且浪费了资源。本工艺由于实行了分仓全封闭填埋和强制抽气工艺，沼气收集率可以达到90％以上，其环境效益和经济效益是显而易见的。 2．1．5．垃圾运输 塔吊可用于垃圾的垂直运输，选择较重型的可一次提升较多垃圾，有助于提高输送效率。此外，当垃圾仓填满后，塔吊应具备能够将垃圾仓顶部的压实机械一次吊下的能力。 如果填埋经压缩过的生活垃圾，是否可取消填埋作业面上压实机械？尚有待于在实践中进一步探索。 塔吊运输比汽车爬坡运输节省能耗。而且汽车不用爬坡后，机械磨损将大大减少，延长了使用寿命。 2．1．6．垃圾仓的分布 当所有垃圾仓填满垃圾后其分布状况如图（D-3）。相邻垃圾仓的间距越小，垃圾仓的超高填埋量越少，有利于“围合成型阶段”工程迅速完成。但间距过小会使两仓相碰，不利于回收抗侧应力环。因此，当第一个垃圾仓成型后应观察仓体上部的横向偏移量，以此来确定相邻垃圾仓的合理间距。 2．2． 围合成型阶段 围合成型阶段是将各仓超填部分垃圾从仓顶抛填入相邻垃圾仓空间和护坡部位，以最终形成整体垃圾填埋场，在此期间不再接受外来垃圾入场。围合成型阶段为大敞开作业，对雨水入侵已无任何防范措施，所以必须在进入旱季后方可进行，实施时应组织较多人力（或机械）抛填垃圾和垒筑护坡，速战速决，务必赶在雨季到来之前全部完工。 2．2．1．填埋场护坡 见图（D-5）底层护坡为防止人为损坏采用浆砌片石砌筑，其余为灰土袋护坡，灰土袋采用聚丙烯编织袋装灰土（掺灰4％～8％）叠筑，外露面可喷洒沥青防止雨水入侵。 2．2．2．围合成型 在向各垃圾仓相邻空间抛填垃圾前，拆除所有垃圾仓的最底层抗侧应力环及防水围衬，而后抛填垃圾和垒筑护坡同步进行。当抛填垃圾上升至第二层抗侧应力环时，拆除第二层抗侧应力环和防水围衬……，如此往复循环，直至下抛与上填垃圾同处在相同高程面为止。如果计算无误的话，此时垃圾作业面正好处在设计填埋高程。这时整体垃圾填埋场已经形成，而抗侧应力环已全部回收，防水围衬及仓顶防水布也可视损坏情况部分回收。 终场覆土前应全面碾压填埋作业面，然后实施垃圾填埋场顶面封层，依次为：覆盖粘土厚0.4米、敷设防渗衬垫、设置条形排水网络、覆盖耕植土厚1米和绿化。 2．2．3．排水系统 为确保成型后的垃圾填埋场免遭雨水入侵，对填埋场顶面排水系统应进行精心设计和施工，使该排水系统不仅能够排出地表径流水，还能够导出渗入土壤的“地下水”。 图（D-6） 垃圾填埋后的沉降稳定将取决于垃圾的腐熟稳定，这需要一个相当长的时间才能完成。因此，常年置于垃圾填埋场中的竖向排水管必须具有足够长的套接长度来适应垃圾的沉降。 3．填埋场土地的再利用 填埋场封场后可用于：绿化植树、建公园、建运动场及耕作农作物等。由于垃圾填埋后的沉降将伴随垃圾的分解、熟化持续很长时间，所以保护填埋场顶面排水系统的完好无损显得十分重要。故原则上不允许在填埋场区搞建筑，也不允许跑汽车，因而也不必修筑“上山”公路。进出填埋场的上下交通可依赖工作仓中的电梯和步行梯，见图图（D-3）、图（D-4）。管理用房可位于工作仓上部。另外，为安全起见，工作仓与沼气储气罐之间应有一段安全间距。 4．结束语 生活垃圾要真正做到卫生填埋，必须进行分仓封闭。只有封闭了才有可能阻断垃圾对环境造成的各种污染。也只有封闭后，人们才能有效地对垃圾进行各种生化处理。 抗侧应力环是实现分仓填埋的关键，现已申请国家实用新型专利，专利申请号：98 2 24015.5 。 附图：
参考文献： 1.
中华人民共和国建设部.城市生活垃圾卫生填埋技术规范 CJJ17－88 联系：
E-mail: zwjzwj@21cn.com |
