周海燕，蘭思杰，趙由才

（1.上海老港廢棄物處置有限公司，上海 201302；2.同濟(jì)大學(xué)，上海 200092）

1 工程概述

上海老港綜合填埋場(chǎng)位于老港基地東部圍墾的儲(chǔ)備用地內(nèi)，占地面積約5.45 km2。其中，考慮彈性規(guī)劃、滾動(dòng)實(shí)施的操作性，先期建設(shè)綜合填埋場(chǎng)一期，預(yù)算總投資約11.3億元。工程總占地面積102.1 hm2，包括綜合填埋場(chǎng)、滲瀝液處理廠及配套工程等，填埋庫(kù)區(qū)總?cè)莘e1.648×107m3，最大處理規(guī)模5 000 t/d，平均3 795 t/d，其中生活垃圾2 664 t/d、飛灰231 t/d、污泥864 t/d。綜合填埋場(chǎng)采用分類(lèi)填埋工藝，設(shè)計(jì)不同庫(kù)區(qū)，包括飛灰處理場(chǎng)地、城市剩余污泥應(yīng)急處理場(chǎng)地和其他垃圾處理場(chǎng)地，分別填埋老港再生能源利用中心穩(wěn)定化處理后的飛灰、干化污泥、生活垃圾等廢棄物，設(shè)計(jì)使用年限分別為 13、9、16 a。

綜合填埋場(chǎng)中涉及生活垃圾、污泥及飛灰3種不同性質(zhì)的填埋物，其中，生活垃圾和污泥填埋工藝流程直接借鑒老港一至四期填埋場(chǎng)的相關(guān)填埋運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)填埋，筆者重點(diǎn)針對(duì)污泥分區(qū)單獨(dú)填埋進(jìn)行了跟蹤研究。

2 污泥的基本性質(zhì)

2.1 填埋用污泥的泥質(zhì)要求

GB/T 23485—2009城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)中規(guī)定了污泥進(jìn)入填埋場(chǎng)的理化性質(zhì)要求，如表1所示。

表1 填埋用污泥的泥質(zhì)要求

2.2 進(jìn)綜合填埋場(chǎng)的污泥性質(zhì)

綜合填埋場(chǎng)填埋的污泥主要為來(lái)自白龍港污水處理廠的含水率約為60%的污泥，該廠產(chǎn)生的市政污泥是生活污水生化處理后的產(chǎn)物，由大量無(wú)機(jī)顆粒、細(xì)菌菌體、有機(jī)物殘?jiān)?、膠體污泥等組成的復(fù)雜的非均質(zhì)體。主要特性是含水率高（可高達(dá)99%以上），有機(jī)物含量高，并且顆粒較細(xì)，密度較小，呈膠狀液態(tài)的濃稠物。由于是大量微生物的團(tuán)聚體，大量水分以細(xì)胞水的形式存在，一般條件下難以通過(guò)機(jī)械方式進(jìn)行固液分離。現(xiàn)行污泥填埋標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23485—2009要求污泥進(jìn)入填埋場(chǎng)的含水率低于60%，橫向剪切強(qiáng)度大于25 kN/m2。因此普遍在添加驅(qū)水劑后采用板框壓濾或者帶式壓濾的高壓機(jī)械脫水方式對(duì)污泥進(jìn)行處理獲得脫水干污泥。

進(jìn)入填埋場(chǎng)的脫水污泥外部為土黃色，內(nèi)部仍為黑色，其基本性質(zhì)如表2所示。經(jīng)板框壓濾后，其抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等均能滿足污泥填埋的相關(guān)要求，但是由于板框壓濾過(guò)程中添加的驅(qū)水劑含有大量的石灰等堿性物質(zhì)，提高了干污泥的pH使污泥中的氨氣揮發(fā)至空氣中，部分揮發(fā)性有機(jī)物也散逸到空氣中，尤其是在運(yùn)輸過(guò)程中，大量污泥處于一個(gè)密閉環(huán)境中，在箱體內(nèi)積聚了大量的惡臭氣體，在卸料的短時(shí)過(guò)程中集中產(chǎn)生大量的惡臭。因此運(yùn)輸、填埋作業(yè)中干污泥具有較強(qiáng)的氨臭味，需要在卸料、填埋過(guò)程中采用本源噴灑除臭結(jié)合作業(yè)面覆蓋控制惡臭。

表2 干污泥基本性質(zhì)

3 污泥填埋場(chǎng)運(yùn)營(yíng)實(shí)際狀況分析

3.1 污泥填埋作業(yè)實(shí)際情況

綜合填埋場(chǎng)污泥的填埋作業(yè)基本按照設(shè)計(jì)情況進(jìn)行，填埋現(xiàn)場(chǎng)如圖1所示。晴天時(shí)，污泥填埋各環(huán)節(jié)包括污泥卸料、抓運(yùn)、碾壓、攤鋪、修坡和平整、日覆蓋等，均按設(shè)計(jì)要求按質(zhì)按量完成，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

圖1 污泥填埋作業(yè)流程現(xiàn)場(chǎng)照片（2013年10月至2014年3月）

目前污泥填埋作業(yè)存在的主要問(wèn)題是進(jìn)場(chǎng)污泥質(zhì)量和惡劣氣候條件下的填埋作業(yè)。

1）設(shè)計(jì)方案中，綜合填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)接收的污泥主要來(lái)自白龍港生活污水處理廠經(jīng)過(guò)脫水壓榨后的含水率60%污泥，但是受條件限制，部分厭氧發(fā)酵和堆肥處理不完全的污泥同樣在五期填埋場(chǎng)以填埋的方式進(jìn)行最終處置，而這部分污泥往往不符合GB/T 23485—2009中污泥進(jìn)入填埋場(chǎng)的理化性質(zhì)要求，主要問(wèn)題在于其含水率較高和抗壓強(qiáng)度較低，這部分污泥在小雨天氣下吸水漿化速度快，極易受外力擠壓變形，路基箱出現(xiàn)在污泥中小幅度上下擺動(dòng)的現(xiàn)象，說(shuō)明其力學(xué)性質(zhì)并不適宜直接填埋。

2）雨天氣候條件下會(huì)對(duì)填埋污泥作業(yè)產(chǎn)生極大的影響，脫水污泥的抗壓強(qiáng)度會(huì)隨其含水率的增長(zhǎng)急劇變化。如圖2所示，測(cè)試了白龍港脫水污泥不同含水率下抗壓強(qiáng)度的變化值，發(fā)現(xiàn)一旦含水率大于65%，則其抗壓強(qiáng)度逼近50 kPa的限值，對(duì)正常填埋造成影響。如圖3所示，將白龍港含水率低于60%的脫水干污泥泥餅浸泡在水中，其抗壓強(qiáng)度包括原樣抗壓強(qiáng)度和重塑后樣品的抗壓強(qiáng)度均隨著浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)逐步下降（填埋場(chǎng)作業(yè)污泥在運(yùn)輸、卸料、抓運(yùn)、攤鋪碾壓過(guò)程中外部形態(tài)受到破壞，其力學(xué)性質(zhì)和重塑后污泥樣品相接近），10 d后依然高于GB/T 23485—2009標(biāo)準(zhǔn)。這說(shuō)明在添加固化劑后經(jīng)板框壓榨得到的泥餅狀態(tài)下的脫水污泥在雨天條件下含水率上升較慢，抗壓強(qiáng)度降低有限，基本符合填埋設(shè)計(jì)要求。但是一旦脫水污泥的泥餅的外部形態(tài)受到破壞，污泥的比表面積會(huì)迅速增大，進(jìn)而造成漿化的現(xiàn)象，而固化不完全的污泥更容易受到雨水浸泡膨脹的影響，提高填埋作業(yè)難度和危險(xiǎn)性。而目前污泥日填埋量壓力較大，導(dǎo)致部分填埋作業(yè)在惡劣條件下仍須進(jìn)行，產(chǎn)生了較大的安全生產(chǎn)隱患。

圖2 干污泥抗壓強(qiáng)度隨含水率的變化關(guān)系

圖3 干污泥泥餅（重塑前后）抗壓強(qiáng)度隨浸泡時(shí)間的變化關(guān)系

3.2 污泥填埋場(chǎng)作業(yè)惡臭控制實(shí)際情況

綜合填埋場(chǎng)內(nèi)污泥填埋作業(yè)中的惡臭控制措施按設(shè)計(jì)方案正常施行，在污泥填埋作業(yè)期間利用風(fēng)炮和噴霧裝置對(duì)作業(yè)面和場(chǎng)界區(qū)域進(jìn)行除臭劑的定期噴灑，場(chǎng)界區(qū)域外惡臭氣味得以極大改善，作業(yè)范圍內(nèi)氨氣濃度不會(huì)對(duì)施工人員造成直接損害。日覆蓋工作按時(shí)完成，污泥暴露面及時(shí)得以最小化。污泥填埋作業(yè)的惡臭控制符合設(shè)計(jì)要求。

但是在污泥卸料瞬時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣惡臭，除臭劑無(wú)法完全消除惡臭在短時(shí)間內(nèi)大量散逸；日覆蓋作業(yè)完成后區(qū)域以及中間覆蓋完成后的區(qū)域填埋氣通過(guò)導(dǎo)氣石籠向堆體外散發(fā)尚得不到及時(shí)收集，雖然惡臭氣體控制在填埋場(chǎng)的個(gè)別點(diǎn)位，但是由于得不到及時(shí)收集和處理，會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于惡臭無(wú)組織排放的效應(yīng)。可以考慮在后續(xù)運(yùn)營(yíng)方案中增加惡臭控制的方案，增添惡臭源頭控制設(shè)施并改進(jìn)堆場(chǎng)內(nèi)惡臭氣體收集措施。

3.3 污泥填埋作業(yè)道路、車(chē)輛與操作人員的安全與衛(wèi)生實(shí)際情況

設(shè)計(jì)方案中對(duì)于污泥填埋作業(yè)的進(jìn)場(chǎng)道路、車(chē)輛和操作人員主要借鑒以往生活垃圾填埋作業(yè)的要求，但是由于污泥性質(zhì)與生活垃圾存在本質(zhì)的不同，因此在污泥填埋實(shí)際作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生了不同以往的問(wèn)題。

土方運(yùn)輸車(chē)中的脫水污泥在進(jìn)場(chǎng)過(guò)程中，在路基箱接縫、路面坑洼、坡度較大區(qū)域，車(chē)體頂部密封措施較差，部分污泥抖落在道路表面。污泥性質(zhì)與土壤相似，塊狀的污泥在碾壓下會(huì)填補(bǔ)路基箱的減速條紋之間的溝壑，附著在車(chē)輛輪胎表面和履帶表面造成車(chē)輛打滑，在雨天這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重。同時(shí)干污泥在壓榨脫水過(guò)程中添加了大量的石灰等堿性藥劑，因此pH呈堿性，會(huì)對(duì)車(chē)輛和路基箱表面造成腐蝕，大大縮減車(chē)輛和路基箱的使用壽命。

市政污泥本質(zhì)上屬于微生物聚體，壓榨脫水大幅度對(duì)污水廠剩余污泥進(jìn)行了減量和穩(wěn)定化處理，但是其依然具有部分的微生物特性，吸入人體會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生較大的危害，其操作人員較以往填埋作業(yè)工人需進(jìn)一步加強(qiáng)安全防護(hù)措施。

4 結(jié)論

1） 脫水干污泥符合GB/T 23485—2009的要求，其含水率低于60%，抗壓強(qiáng)度高于50 kPa，在正常條件下能安全完成污泥填埋作業(yè)；必須對(duì)進(jìn)場(chǎng)污泥進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，穩(wěn)定化不完全的污泥泥質(zhì)不符合進(jìn)場(chǎng)要求，抗壓強(qiáng)度過(guò)低會(huì)造成路基箱小幅下陷、污泥漿化的現(xiàn)象，對(duì)填埋作業(yè)造成一定的影響。

2）在惡劣天氣下填埋作業(yè)受阻，散裝干污泥在雨水淋洗和浸泡下漿化，其含水率提高、抗壓強(qiáng)度下降，增加了填埋作業(yè)的施工難度和危險(xiǎn)程度，存在安全隱患；所以在有條件的地區(qū)，應(yīng)考慮停止作業(yè)或空氣膜等封閉式作業(yè)的可行性。

3） 填埋作業(yè)過(guò)程中要加強(qiáng)作業(yè)暴露面控制，除臭劑按時(shí)噴灑，日覆蓋措施及時(shí)到位，日覆蓋和中間覆蓋完成后由導(dǎo)氣石籠排放出的填埋氣帶有惡臭，應(yīng)及時(shí)收集處理。

4）污泥在運(yùn)輸、卸料、抓運(yùn)等過(guò)程中部分散落在進(jìn)場(chǎng)道路和路基箱表面，車(chē)輛的車(chē)體、輪胎和履帶表面也附著有大量的污泥，造成車(chē)輛行駛過(guò)程中打滑的現(xiàn)象，在雨天天氣下較為嚴(yán)重，同時(shí)具有腐蝕性污泥清理不及時(shí)會(huì)對(duì)路基箱和車(chē)輛造成損害，縮短其使用壽命。