张益:老旧填埋场治理顶层设计和技术要点

老旧填埋场治理的实施方案主要包括整形、覆盖、治水、导气、阻隔、绿化、监测等内容,其中治水、导气和监测等是中长期的工作。如需要进行场地开发利用或因其它原因需要进行异位治理时,实施方案中还将根据需要增加好氧、开挖、筛分、外运、修复、评估、开发等内容。具体的方案选择应根据垃圾堆体的面积、高度、形状、环境影响状况、安全性、原有设施情况、土地利用规划等因素,经技术经济比较后确定。

一、治理工程的投资规模

填埋场作为我国末端处理方式,一直在城乡生活垃圾处置中发挥着不可或缺的重要作用,但同时也存在着许多短板和痛点,特别是近年来逐步进入成熟期的老旧填埋场和大量简易的非正规填埋场的综合治理问题。

老旧填埋场和非正规填埋场不仅存在恶臭扰民、温室效应、甲烷爆炸等主要由填埋气体引发的污染与安全隐患,而且其占地面积大、渗滤液污染重、土地利用价值低、堆体稳定性差等突出问题也亟待解决。另外,填埋堆体自然降解过程缓慢,潜在的污染可能持续50年以上,这个漫长的降解过程严重制约了场的有效治理和高效利用。

我国老旧填埋场和非正规填埋场的处理量每年约3500万吨,其中存量垃圾达到80亿吨,占用土地达到5.5亿平方米。根据“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划数据,“十三五”期间,生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2518.4亿元,其中用于存量垃圾投资为241.4亿元,计划实施存量垃圾治理项目803个。

根据2017年住建部非正规垃圾堆放点排查整治信息系统数据,全国非正规堆放点达27276个,数量非常巨大,如果按三分之一的堆放点需要治理、平均每个堆放点的治理费用3000万元进行估算,仅非正规填埋场治理的投资规模至少可达3000亿元。

二、实施方案的顶层设计

开展老旧填埋场治理首先要对其进行系统的顶层设计,也就是要根据规划和需求来因地制宜的研究确定老旧填埋场治理后的基本用途,可能的用途方式主要包括7种形式:一是污染控制,二是扩容改造,三是封场整治,四是飞灰填埋,五是园区建设,六是主题公园,七是场地利用。不同的用途方式将决定不同的技术路径和治理方案。

在上述7种形式中,前6种主要为原位治理形式,第7种主要为异位治理形式,在比较和选择老旧填埋场的治理方案时,需要综合比较堆体陈旧垃圾出路、土地属性和规划要求、场址土地利用价值、二次污染控制难易、工程投资大小、治理工期长短等因素,选择异位治理形式时尤其应十分谨慎。

通常来说,老旧填埋场治理需开展环境检测、场地调查、风险评估、专业规划、可研编制、工程设计、项目建设、运营管理、监测监管等阶段,每个阶段都很重要,目前都有政策、标准等作为开展的依据或支撑,相应的技术路线也都已比较成熟,在国内外也有很多成功案例可供借鉴。

就核心的老旧填埋场治理的实施方案来说,主要包括以下7个部分的基本内容:一是整形、二是覆盖、三是治水、四是导气、五是阻隔、六是绿化、七是监测等,其中治水、导气和监测等都是中长期的工作。如需要进行场地开发利用或因其它原因需要进行异位治理时,实施方案中还将根据需要增加好氧、开挖、筛分、外运、修复、评估、开发等内容。

实施方案的选择,应根据填埋区垃圾堆体的面积、高度、形状、环境影响状况、安全性、原有设施情况、土地利用规划等因素,经技术经济比较后确定。

三、整形方案的技术要点

整形方案的技术要点一是坡度适宜,二是堆体稳定,三是土方平衡。

坡度适宜:整形后的垃圾堆体边坡坡度不宜大于1:3,当边坡高度大于10米时应设置边坡台阶,平台宽度不宜小于3米。另外,堆体顶部应留有从中间向四周的坡度,并考虑沉降因素防止形成倒坡。

堆体稳定:设计整形方案必须进行堆体稳定性验算,为确保堆体和边坡的稳定安全,必要时可采取适当的加固和防护措施。

土方平衡:在满足边坡坡度和堆体稳定的条件下,整形方案应尽量减少边坡的挖方量和填方量,且做到土方量的基本平衡。

四、覆盖方案的技术要点

覆盖系统由里到外通常由排气层、防渗层、排水层、绿化土层组成。

排气层:可选择连续排气层或网状排气盲沟,对于产气量较大的垃圾堆体可选择连续排气层,对于产气量较小或已覆盖土层的垃圾堆体可选择网状排气盲沟。

防渗层:可选用人工防渗材料,也可选用天然黏土。

排水层:可选择碎石结构或复合土工排水网,堆体顶部可选用碎石结构,堆体边坡宜选用复合土工排水网。

绿化土层:由上部营养土层和下部普通土层组成,总厚度不宜小于500厘米,其中营养土层厚度不宜小于150厘米。

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垃圾填埋场覆盖后

五、治水方案的技术要点

治水方案的技术要点一是拦得住,二是排得出,三是能达标。

拦得住:在填埋场周边应设置截洪沟,在堆体顶面及边坡应设置表面雨水沟,不满足要求或已受损的应改建,没有的应新建。

排得出:如垃圾堆体渗滤液水位过高,或场底渗滤液导排不畅通,可在垃圾堆体上设置垂直导排井抽排渗滤液。

能达标:对原有渗滤液处理设施有效利用,对有缺陷的处理设施提标改造,对无法提标改造的设施实施重建,并根据渗滤液水质变化调整运行参数,以确保水质达标排放。

六、导气方案的技术要点

导气方案的技术要点一是导排利用,二是安全排放。

导排利用:应设置填埋气体导排设施,可根据堆体情况和特点选择采用垂直导排井、水平导排盲沟或井沟混合导排系统,具备条件时应优先考虑对填埋气体进行利用。

安全排放:对于无气体利用设施、主动导排收集的填埋气体应经火炬燃烧后排放。在填埋气体集中处理和利用设备停运后,应检查导排井或盲沟确认无甲烷气体产生时方可封闭。

七、阻隔方案的技术要点

当发现下述3种情况之一时,应在垃圾堆体周边或局部区域实施垂直防渗措施,一是填埋场周边存在填埋气体地下迁移现象,二是填埋区场底防渗层破损较严重,三是填埋区水位接近或超过场底防渗层。

垂直防渗方案应根据垃圾堆体周边地下不透水层深度、不透水层上部各地质构造层特性以及垃圾堆体周边地面设施情况等因素经技术经济比较后确定。

当垃圾堆体周边10米范围内有建筑物,且填埋气体存在地下迁移可能时,在建筑物与垃圾堆体之间应设置地下连续墙。

当垃圾堆体周边10米范围内无建筑物,或填埋气体没有地下迁移可能时,可选择搅拌桩或高压喷浆等垂直防渗方案。

八、绿化方案的技术要点

封场绿化和植被恢复方案,应根据当地气候、经济、周围景观、植物生长特点、封场后土地利用规划等情况确定。

用作营养土层的有机质含量、水分、通气性、盐碱性等宜符合所选植物种植的土壤要求,必要时可进行人工配制。

封场绿化应选择抗逆性强、适应垃圾填埋场环境条件、生长稳定的植物,垃圾堆体上宜选浅根植物,边坡上宜选用有护坡作用且防冲刷能力强的植物。

花灌木应选择花期长、生长健壮、繁茂和便于维护管理的品种,绿篱植物和观叶灌木应选择萌芽力强、枝叶繁茂、耐修剪的品种,地被植物应选择生长强势、覆盖率高、病虫害少、绿色期长和耐修剪的种类。

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悉尼公园前身是工业遗留和填埋场

九、监测方案的技术要点

填埋场封场后应对地下水、地表水、场区大气和填埋场水位进行定期监测,监测频次不宜小于每年2次,各项监测指标不宜少于2项。同时应对垃圾堆体沉降进行定期观测,封场后3年内,每月观测一次,封场3年后每半年观测一次,直至堆体稳定。

封场后设有渗滤液处理设施的,应对渗滤液排放主要污染物和排放水量进行连续监测。封场后直接排入城市污水或厂的,应对排放水量进行连续监测,对主要污染物浓度进行定期监测。

封场后填埋气体直接排入大气的,应定期监测填埋气体的成分。封场前垃圾堆体边界外存在地下填埋气体迁移现象的,在气体迁移的一侧应设置填埋气体迁移监测井。垃圾堆体边界外附近建筑物室内和填埋气体处理利用车间内应设置甲烷的监测设施,填埋气体抽气设备进气管上应设置含氧量监测设施。

当发生裂缝、沟坎、凹坑、空洞等不均匀沉降时,应及时进行填补修复,以避免堆体上存水、漏水和漏气现象发生。

十、好氧方案的技术要点

原位好氧技术是通过在垃圾堆体内布设通风管网,用鼓风机向垃圾堆体内送入空气,同时抽出二氧化碳等气体,并对垃圾堆体内的温度与气体进行监控,以营造良好的有氧反应环境,从而加速有机物降解,消除有害物质再生,使提高或利用原有填埋空间成为可能。

原位好氧生态修复技术可比传统的厌氧降解法提高降解速度30倍以上,治理周期可缩短至1-3年,同时可大幅减少温室气体的产生。

目前老旧填埋场的原位好氧生态修复技术,在国内外已经得到一定的推广和应用,且不少项目取得了较好的预期效果。

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