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露天垃圾填埋区封场覆盖工程监理工程师控制要点概述
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垃圾填埋场封场与生态恢复设计
垃圾填埋场封场与生态恢复设计
2008 年第3 期[ ]0 引言卫生填埋是目前及今后相当长的时期内我国城市生活垃圾( MSW) 处理的主要方式, 但其运行后, 对周围的大气、水体等环境将产生一定影响。为了减轻对环境的破坏和对公众健康构成的威胁, 填埋场达到使用年限后应被永久地封闭与覆盖,以隔绝污染源。笔者以温州市杨府山垃圾填埋场封场与生态恢复设计为例, 从封场覆盖、渗沥液收集导排处理、生态恢复和园林造景等方面进行了分析和探讨, 以期为同类项目的建设提供借鉴和参考。设计拟采用就地封场、生态恢复手段治理垃圾填埋场, 该方法是将垃圾堆体修坡整形后, 沿填埋堆体边界修筑垂直防渗墙, 再在堆体顶部铺设人工材料覆盖结构, 连同场底的弱透水层形成垃圾堆体的一个封闭空间, 采用渗沥液导排盲沟和抽气井收集渗沥液和填埋沼气, 从而消除垃圾场对周边环境的影响及安全隐患。项目建设分阶段实施, 第一阶段为终场处置, 主要进行渗沥液、沼气的治理和区内生态恢复, 封闭式管理; 第二阶段为园林造景, 在垃圾堆体稳定后进行园林种植和景观设置, 建成后对外开放。1 设计理念复苏———激活。通过生态恢复和景观设计, 使城市中这片被边缘化的废弃土地重新激活, 回归土地的价值并被赋予新的特征。遵循生态性原则和经济性原则, 强调人与自然的共生, 充分利用场地条件, 减少工程造价, 并考虑公园经营管理中的经济问题。2 总体布局总平面布置分以下2 个阶段实施: 第一阶段为垃圾堆体治理, 按功能分成3 个区。封场区: 垃圾堆体形状塑造为山形;综合处理区: 包括渗沥液处理间、填埋气体抽气机房、喷灌泵池, 温室、苗圃等; 管理区: 包括管理用房和社会停车场。第二阶段为园林造景, 全园划分为8 个功能区域, 分别为: 入口区、大瀑布景观区、康体健身区、儿童活动区、老人活动区、眺望区、引鸟区、园物管理区。3 封场设计3.1 堆体整形与场地平整目前, 温州市杨府山垃圾场垃圾堆体的自然坡度一般在1: 1.2～1: 1.5 之间, 堆填顶标高大部分在25.00 m 左右。为了保证封场后坡体的稳定性, 在填埋场封场之前, 根据封场规划对垃圾堆体进行整形, 以满足坡体的稳定、封场覆盖层的铺设和封场后园林造景的要求。场区内杂填土的高程为5.76 m, 5.76 m 以上主要成分是垃圾。因此确定场地清整高程为5.5 m, 5.5 m 以上的部分全部进入垂直防渗墙以内区域。在山体塑型时结合园林造景形成主次配峰, 堆体边坡为1: 3, 每5 m 高差设置2 m 宽台阶, 山体最高点主山29.5 m, 次高点次山27.5 m, 配山25.5 m。在靠近污水处理厂的一侧, 进行挡墙处理, 挡墙高6 m。山体边坡局部以山石维护。堆体整形过程中垃圾挖方量约为45 万m3, 垃圾填方量约为45 万m3。垃圾堆体开挖采用斜面分层自上而下作业, 这样不易形成甲烷气体聚集的封闭或半封闭空间, 防止填埋气体突然膨胀引发爆炸, 也可避免陡坡发生滑坡事故。整形时分层压实垃圾, 压实密度大于800 kg/m3, 提高堆体抗剪强度, 减少堆体的不均匀沉降, 增加堆体稳定性, 为封场覆盖系统提供稳定的工作面和支撑面。3.2 封场覆盖填埋场铺设封场覆盖系统, 防止地表水进入填埋区, 同时控制填埋气体向上迁移, 收集填埋气体, 防止填埋气体无组织释放。封场覆盖系统结构层由垃圾堆体表面至顶面顺序为: 排气层、防渗层、排水层、植被层。具体依次为: 300 mm 厚Φ20 ～50 mm 筛分后的建筑垃圾; 600 g/m2 无纺土工布;6.3 mmGCL 膨润土垫; 1.5 mm 双糙面LLDPE 土工膜; 7.5 mm土工网复合土工织物排水层; 500 mm 覆盖土层; 500 mm 植韩志威王领全姚洁刘东阳( 中国市政工程华北设计研究院天津300074)垃圾填埋场封场与生态恢复设计【摘要】以温州市杨府山垃圾填埋场封场与生态恢复设计为例, 从封场覆盖、渗沥液收集导排处理、生态恢复和园林造景等方面进行了分析和探讨, 以期为同类项目的建设提供借鉴和参考。【关键词】垃圾填埋场生活垃圾生态恢复收稿日期: 环保前线202008 年第3 期[ ]被土层。3.3 填埋场防渗处理防渗设计采用垂直防渗与天然隔水层相结合的防渗措施。场地的地下水主要为地表潜水和承压水, 潜水主要富含于粉砂层, 并且和瓯江有水力联系, 承压水主要富含于含粘土粉砂层。由于淤泥质粘土厚度较大且具有良好的隔水性, 因此水文勘察判断承压水未被污染, 帷幕的阻隔对象为潜水层。垂直防渗采用高压喷射注浆。帷幕深度穿透粉砂层, 并深入淤泥质粘土层中, 设计确定帷幕的有效桩长为19 m, 局部22 m。旋转喷射注浆钻孔间距为0.5 m, 成桩直径为0.6 m, 两根桩之间咬合距离为0.1 m, 钻孔两排布置, 增加防渗效果。3.4 气体收集导排与处理填埋气体的收集导排采用垂直花管与封场覆盖层内的粗大料建筑垃圾层相结合的方式导排填埋气体。垃圾堆体钻孔排气, 钻孔深度10 ～30 m, 钻孔孔径为300 mm, 钻孔后放置外包200 g/m2 无纺土工布的塑料盲管( DN200) 作为堆体沼气垂直排放井, 周围放置砂砾石填充。垂直导气石笼按照等边三角设置, 每个导气石笼间距为50 m。在垃圾堆体顶部铺设300 mm 厚Φ20～50 mm 筛分后的建筑垃圾作为水平导气层, 在各导气石笼之间铺设600 mm×800 mm 碎石导气盲沟作为横向的导气盲沟, 将各个独立的垂直集气井连接起来, 形成水平方向的气体收集层。沼气垂直排放井与封场层内的导气层横向收集管形成纵、横两个方向的气体通道。填埋场的垂直防渗墙和封场覆盖层共同形成一个封闭的空间, 阻止了填埋气体的横向迁移, 在抽气机作用下封场层内的导气层形成负压, 填埋气体集中收集经气液分离器、集气罐送到气体焚烧装置, 最终燃烧排放处理。3.5 渗沥液收集导排3.5.1 渗沥液量测算垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用, 同时在降水和地下水的渗流作用下产生了一种高浓度的有机或无机成份的液体, 即垃圾渗沥液。填埋区封闭以后, 自然水和堆体的接触被隔绝, 在一段时间内渗沥液产量呈下降趋势, 之后趋于稳定。填埋场内的渗沥液产量主要来自垃圾自身降解产生的渗沥液Lw, 水量输出主要是渗沥液外排量Ls 和随沼气散失的冷凝水Le , 即:Lw=Ls+Le封场后填埋场内垃圾的含水率降低, 在封场8 a 后垃圾含水率降到30%以下。温州市生活垃圾含水率变化幅度较大, 一般在40% ～60% 之间, 因此封场前垃圾的平均含水率为50% , 封场8 a 以后含水率变为30% , 该工程垃圾总量约为120 万m3, 则8 年损失的水量为24 万m3, 即Lw= 24 万m3,考虑渗沥液收集系统收集率较低以及随沼气散失的水份Le ,估算渗沥液外排量Ls≈8.4 万m3, 确定渗沥液的平均每日收集量约为30 m3。3.5.2 渗沥液的收集现代卫生填埋方式、防渗膜、渗沥液收集系统和渗沥液贮存设施, 用于拦截、收集、控制和处理渗沥液。垃圾堆体周围沿着垂直防渗墙设置渗沥液收集盲沟。主渗沥液收集盲沟采用de315×18.6 HDPE 管道, 在管道底部铺设土工布作为隔离层, 在管道四周设置16～32 粒径卵石反滤层。次导排盲沟采用DN100 塑料盲管外包裹200 g/m2 土工布, 并在管道外侧设置碎石反滤层。渗沥液收集盲沟汇集到封场区域西南部后, 经污水提升井送至渗沥液污水储存池。3.5.3 渗沥液储存调节池调节池尺寸5 m×5 m×4 m, 容积100 m3, 采用封闭式钢筋砼结构, 池体内侧涂刷LM 防腐防水涂料1 mm 厚。池体加盖板, 减少臭气的排放。3.5.4 渗沥液回灌渗沥液通过循环喷洒回灌, 降低渗沥液的污染物浓度, 并因喷洒过程中挥发等作用减少渗沥液的产生量, 对水量和水质起稳定化的作用。回灌还能增加垃圾堆体的含水率, 从而提高垃圾堆体的降解效率。回灌采用表面回灌法, 通过潜污泵加压将渗沥液通过de100 HDPE 回灌总管输送至填埋场顶部, 然后总管再穿过封场层土工膜进入导气层, 导气层中预先铺设一定数量的盲沟,沟内填充砾石, 内置穿孔的de80 HDPE 支管, 支管通过三通与总管连接。回灌的渗沥液沿着支管在导气层内漫流出去, 水平或竖直渗透至填埋场各个区域。3.6 渗沥液处理3.6.1 渗沥液处理程规模渗沥液产量为30 m3/d。全部进行垃圾堆体回灌处理, 考虑回灌的渗沥液与垃圾反应, 确定最终污水处理量为25 m3/d。3.6.2 渗沥液进、出水水质填埋场封场后由于没有新鲜垃圾的进入, 经过长时间的厌氧分解, 渗沥液中的污染物浓度呈衰减趋势, 有机污染物的浓度逐渐降低, 可生化性越来越差,BOD/COD 值降至0.1 以下; 根据国内填埋场封场后监测所得数据, 封场后COD 浓度迅速下降, 在封场后的第8 年, COD浓度低于100 mg/L, 并仍然呈下降趋势。BOD5 在封场后下降更加明显, 在封场后第5 年, 已基本稳定, 浓度较低。渗沥液中的氨氮在封场后也呈现下降趋势, 在个别时段有增加的波动。在封场初期, 氨氮浓度较高, 封场后较长时间内基本保持在1 500～2 000 mg/l 左右; 此后迅速下降, 在封场后的第8 年,低于100 mg/L。随着渗沥液pH 值的升高, 渗沥液中重金属含量逐渐降低。渗沥液中总悬浮物浓度在20～200 mg/L, 波动很大, 说明填埋场封场对悬浮物的影响很小。进水水质指标综合考虑封场后3 年内渗沥液各指标的浓度。垃圾渗沥液出水水质执行《污水排入城市下水道水质标准》( CJ 3082- 99) 。渗沥液设计进、出水水质见表1。表1 渗滤液设计进、出水水质3.6.3 渗沥液处理工艺方案渗沥液处理工艺流程见图1。主要建( 构) 筑物设计参数见表2。3.7 绿化喷灌系统自动喷灌弥补了自然降水在数量上的不足与时空上的不均, 保证了草木生长所需的水分, 具有节水、节能、省工和灌水环保前线212008 年第3 期[ ]质量高等优点。喷灌系统由灌水器( 喷头、滴头等) 、管网、加压泵站、水源和控制设备组成。该工程采用埋藏升降式旋转草坪喷头。喷头的组合形式采用正三角形。喷头间距: R=10 m。同一轮灌组喷图1 渗沥液处理工艺流程环保前线表2 主要建( 构) 筑物设计参数222008 年第3 期[ ]头均可在加压喷水时自动弹出地面, 而灌水停止时又缩入地面, 不会影响园林景观和草坪上的机械作业。喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深, 土壤的允许喷灌强度是影响喷头选型的主要因素之一。各类土壤的允许喷灌强度的参考值见表3。表3 各类土壤的允许喷灌强度参考值3.8 环境监测填埋场封场覆盖以后, 定时监测分析渗沥液和填埋气的产量与成分, 每日监控封场区沼气, 预防沼气燃烧或爆炸。场区的地下水监测委托当地环保部门进行。4 生态恢复与园林造景4.1 终场生态恢复生态是指有生命的, 适合生存的状态。根据福尔曼( Forman, Richard T.T.) 提出的城市景观格局理论, 公园绿地是城市生态系统中具有战略意义的物种栖息地斑块。4.1.1 垃圾堆山山体塑型, 主次配峰, 山体最高点主山24 m, 次高点次山22 m, 配山20 m。4.1.2 终场覆土厚度及土壤改良终场覆土厚度设计为1.0 m, 充分满足植物生长要求。土壤改良施用氮肥或堆肥, 同时采用垃圾筛出的腐质土, 并适当翻松覆土层表层, 酌情添加有机质以改善其物理特性。4.1.3 植被栽植计划第一阶段: 主要栽植草坪、观赏地被、花卉及花灌木。通过地表植被的涵养, 恢复基地的生态属性。第二阶段: 根据堆体稳定性观测, 大部分垃圾稳定化后进行乔、灌、花、草等层次丰富、色彩丰富的景观种植搭配。两个阶段以垃圾降解完成为界。4.1.4 耐性树种的筛选由于温州地区多台风, 因此选择抗风性强、抗贫瘠、抗有害气体、根系发达、材质坚韧的常绿树种。栽植选择采用乔、灌搭配, 密林栽植等方式, 选择相关品种, 如广玉兰、香樟、大叶榕、合欢、大叶紫薇、垂柳、榉树等。4.1.5 引鸟设计通过筑巢引鸟, 在面邻瓯江的东侧山顶一侧, 悬挂1 000 个设有语音引鸟器和自动喂鸟装置的新型鸟巢, 定期进行人工维护, 同时在该区域广泛栽植鸟嗜植物, 并进行流淌浅溪结合水生植物的引鸟水景设计。4.1.6 雨水回收系统公园西侧、东侧入口均建有雨水池, 与山体周边排水沟相贯通, 收集场地雨水, 经过净化后成为景观用水, 并广泛用于绿化浇水。4.2 景观规划设计4.2.1 景观结构布局整体景观布局结构划分为: 1 轴、1 环、4 段落、8 节点。1 轴系连接西侧主入口与东侧次入口之间的景观轴线; 1 环系沿山下主环路布置一个连续的休闲环带; 4 个特色段落空间系水之广场、云之广场、花之广场、雾之广场; 8节点系主入口广场、童趣园、大瀑布、眺望亭、知春台、鸟语亭、雾喷泉、膜亭景观节点。4.2.2 交通流程设计全园划分了3 级路网, 公园主路3.5 m, 次路2 m, 小路1.5～1.2 m。路网与周边城市结构相对接, 主次入口均设计了停车场, 而且考虑未来的发展, 对停车场面积进行了预留。游园路串接了若干驻停空间, 满足游人登山休息。4.2.3 免水冲泡沫生态公厕在东、西2 个入口附近布置2个生态公厕, 以方便游人使用。生态公厕的特点是不用水冲,无须定期收集排泄物, 排泄物被粉碎后, 通过微生物降解, 转化为无害的微量二氧化碳和水, 通过固定的排风口排放, 同时厌氧菌还能进行杀菌除臭处理。4.2.4 灯光照明设计在夜晚通过灯光照明使公园景观产生明暗对比的效果。结合公园各景点的需要, 分别设置景观灯、庭院灯、地灯、草坪灯、射灯等, 灯源色彩为红黄暖色系列。在山体的道路、停留空间设置太阳能灯具。5 技术经济指标主要技术经济指标详见表4。表4 主要技术经济指标6 结语温州市杨府山垃圾填埋场终场生态恢复及景观规划设计, 对改善区域生态环境, 提升城市形象起着十分重要的作用。该案以景观化的符号、场景、实物和空间将人、城市、自然融为一体, 表达了人与环境的和谐, 它将成为温州市新的地标。■参考文献[1 ] 陶如钧, 王翌.丽水市务岭根垃圾填埋场工程设计[J].中国给水排水, ) : 49- 52.环保前线23
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