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        北京市垃圾衛(wèi)生填埋場全密閉工藝水氣導排系統(tǒng)研究

        2014-04-03 14:14:55杰,司
        環(huán)境衛(wèi)生工程 2014年6期
        關(guān)鍵詞:抽氣堆體氣動力

        張 杰,司 冉

        (北京環(huán)境衛(wèi)生工程集團有限公司,北京 110101)

        北京市垃圾衛(wèi)生填埋場自2010年開始實行全密閉填埋工藝作業(yè),全密閉填埋工藝作業(yè)實施最大限度杜絕臭氣散逸和實現(xiàn)雨污分流,為填埋場的可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)環(huán)境友好型設(shè)施打下堅實的基礎(chǔ)。全密閉填埋工藝的實施極大消除了填埋場對周邊環(huán)境的影響,但是在填埋場堆體整體運行中也出現(xiàn)了最關(guān)鍵的問題,即填埋場堆體水氣導排問題,水氣導排的暢通直接影響堆體安全的穩(wěn)定性。筆者結(jié)合填埋場多年實際運行經(jīng)驗,本著以動力導排為主、重力導排為輔相結(jié)合的方式,對堆體內(nèi)水氣進行導排,建立科學性、延續(xù)性、控制性水氣導排系統(tǒng)。

        1 水氣重力導排系統(tǒng)建立

        新期建設(shè)完后的填埋場要利用剛剛填埋導流層的優(yōu)勢埋設(shè)拉拔式收集氣井(新期建設(shè)填埋場未埋設(shè)拉拔式收集氣井是根據(jù)填埋場技術(shù)規(guī)范標準按照打井方式進行安置),拉拔式收集氣井為外徑630 mm、壁厚10 mm圓環(huán)狀鐵管,埋設(shè)拉拔式收集氣井的時間是至少在導流層填埋垃圾2 m高度后實施。設(shè)置拉拔式收集氣井之間的距離考慮2點,一是抽氣半徑在25 m左右,二是間距的大小是否影響正常的填埋作業(yè)需求。因此,拉拔式收集氣井間距適宜在50 m。拉拔式收集氣井內(nèi)結(jié)構(gòu)為PE90花管在氣井中間,剩余空間用級配鵝卵石填充,石子要求碳酸鈣含量不得小于10%,井內(nèi)花管隨著拉拔高度隨時進行連接。

        拉拔式收集氣井隨著每層填埋高度進行豎向拉拔,形成豎向?qū)胖翀龅祝诿繉永盥褡鳂I(yè)平臺之間用帶有坡度的導排石籠建立橫向連接,通過橫向?qū)胖晾问绞占瘹饩罱K導排至場底,這樣形成一種以豎向為主干線,橫向為支干線的網(wǎng)格狀立體式重力水氣導排系統(tǒng),水通過自身重力向下流,氣往上走最后進行收集的效果。利用拉拔式收集氣井設(shè)置的水氣重力導排系統(tǒng)最關(guān)鍵的問題是在運行中必須精心進行日常維護,與日常垃圾填埋作業(yè)進行有效的結(jié)合,根據(jù)年度垃圾填埋方案對其中的拉拔式收集氣井有選擇性地進行抽氣,使井內(nèi)處于一種流動狀態(tài),延長其使用壽命。另外,需要每日對拉拔式收集氣井的產(chǎn)氣質(zhì)量進行監(jiān)測,通過數(shù)據(jù)分析對拉拔式收集氣井進行階段性養(yǎng)井。

        2 水氣動力導排系統(tǒng)建立

        水氣動力導排系統(tǒng)實際上是把水和氣的導排由被動型變?yōu)橹鲃有?,通過空壓打氣排水抽氣的原理方式在填埋堆體上打井進行導排。

        依據(jù)北京市生活垃圾衛(wèi)生填埋場運行管理規(guī)范要求,在填埋場垃圾填埋厚度大于6 m或垃圾總填埋容量大于50萬m3(最好是填埋場第一平臺達到設(shè)計標高)時打水氣動力導排井。水氣動力導排井不同于拉拔式收集氣井,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)所用的材料均為PE管材,不可以進行拉拔,所以考慮填埋場整體運行成本,水氣動力導排井的位置要遵循不廢棄的總原則,一是最好在平臺路內(nèi)側(cè)2~3 m的位置,二是在填埋堆體里選擇區(qū)域,這個區(qū)域選擇的條件是依據(jù)填埋場整體填埋方案而定,至少要在2~3 a內(nèi)不填埋垃圾。

        水氣動力導排井設(shè)置的位置不用考慮后期填埋作業(yè)的因素,另外我國垃圾成分的復雜性和高含水率,使得垃圾的產(chǎn)氣速率和產(chǎn)氣量與西方國家有很大不同,所以對水氣動力導排井進行加密工程,提高填埋氣的收集率,將水氣動力導排井的間距縮短為30 m。

        水氣動力導排井的結(jié)構(gòu)為鉆探直徑800 mm的圓柱狀氣井,氣井的深度依據(jù)堆體高程而定,鉆井深度要距離導流層至少2 m的位置,井內(nèi)設(shè)置¢160 mm排水花管和¢90 mm導氣收集PE花管,在¢160 mm排水花管內(nèi)設(shè)置空壓排水系統(tǒng)裝置,最后在¢800 mm的圓柱狀氣井四周填石子形成擴散層。在距離水平面1 m的位置對水氣導排井上口進行密閉式回填,確保氣密性。水氣動力導排井屬于主動型集氣井,每天排水1~5 t,每口氣井產(chǎn)量約為20 m3/h,既能收集填埋氣同時又能降低垃圾堆體整體水位。

        水氣動力導排系統(tǒng)最關(guān)鍵的問題是在運行中必須精心地進行日常維護,及時抽氣,使井內(nèi)處于一種平壓或負壓狀態(tài),延長其使用壽命。另外,需要每日對氣井的產(chǎn)氣質(zhì)量進行監(jiān)測,通過數(shù)據(jù)分析后對氣井進行階段性養(yǎng)井。

        3 結(jié)論

        水氣導排是填埋堆體中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一,是填埋堆體沉降和邊坡穩(wěn)定的堅實保障,所以為保證填埋堆體穩(wěn)定、安全運行,需要堅持3個原則:一是堅持以動力導排為主、重力導排為輔的原則,雨季必要時建立臨時水導排系統(tǒng)。二是堅持全過程管理和精細化管控原則,對水氣導排系統(tǒng)每天進行精心監(jiān)測、維護,建立維護團隊,確保系統(tǒng)安全、有效不間斷運行。三是堅持循環(huán)經(jīng)濟理念,大力提高水氣資源化利用模式,產(chǎn)生更大的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

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