上海躍昕環(huán)?？萍加邢薰?萬(wàn)俊

在生活垃圾填埋場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中，垃圾堆體內(nèi)部有機(jī)物自然發(fā)酵產(chǎn)生填埋氣，產(chǎn)生的氣體在堆體中流動(dòng)時(shí)，通常為飽和狀態(tài)。但通過(guò)氣體收集系統(tǒng)進(jìn)行收集時(shí)，水汽溫度會(huì)逐漸冷卻，在管道中產(chǎn)生凝結(jié)水，即填埋氣的冷凝水。

上海老港固廢基地沼氣綜合利用項(xiàng)目主要承擔(dān)老港廢棄物處置基地生活垃圾填埋場(chǎng)中厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的填埋氣，嚴(yán)格按照《生活垃圾填埋場(chǎng)填埋氣體收集處理及利用工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和基地公司的要求，對(duì)填埋氣進(jìn)行有組織收集及合規(guī)劃處理工作。本項(xiàng)目通過(guò)與生活垃圾填埋場(chǎng)作業(yè)人員緊密配合，對(duì)未作業(yè)面采取HDPE1.0mm土工膜長(zhǎng)期覆蓋、對(duì)正在進(jìn)行的作業(yè)面采取HDPE0.5mm土工膜臨時(shí)覆蓋的方式，通過(guò)交叉作業(yè)的方式，避免產(chǎn)生的填埋氣無(wú)組織散逸至空氣中，導(dǎo)致周邊區(qū)域環(huán)境惡臭、溫室效應(yīng)加劇等問(wèn)題。

一般情況下，填埋氣在生活垃圾填埋場(chǎng)填埋過(guò)程中就已產(chǎn)生，所以填埋氣采集應(yīng)在填埋過(guò)程中就開(kāi)始實(shí)施。通常收集填埋氣的方式主要有兩種：

（1）對(duì)于分層堆放的生活垃圾填埋場(chǎng)，可采用水平收集系統(tǒng)，但要注意收集管道的敷設(shè)不可影響垃圾的填埋作業(yè)。本項(xiàng)目填埋氣收集采用膜下水平收集的方式，通過(guò)在填埋場(chǎng)上敷設(shè)收集各分支管道，以抽氣設(shè)備負(fù)壓抽取的形式，將填埋氣引至生物質(zhì)天然氣提純裝置預(yù)處理系統(tǒng)中，進(jìn)行下道工序處理。

填埋氣在完成由填埋場(chǎng)輸送至提純處理設(shè)備區(qū)間，因管道施工敷設(shè)條件的局限性，僅可采取露天敷設(shè)，且管道呈U字形段施工較多。冷凝水匯集于氣體收集系統(tǒng)中的低凹點(diǎn)，可阻礙傳至抽氣設(shè)備的真空，影響填埋氣體收集系統(tǒng)的運(yùn)行。因此填埋氣冷凝水的控制、收集對(duì)于填埋氣收集系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。填埋氣冷凝井可以促進(jìn)氣體收集管道中隨氣流一起流動(dòng)的冷凝液形成液滴，并將冷凝水以一定方式從氣體中分離出來(lái)，匯集于固定地方，從而防止氣體收集管道的堵塞。

（2）對(duì)于已建成封場(chǎng)的生活垃圾填埋場(chǎng)，可采用表面收集或豎井收集的方式，但垃圾填埋深度大于20m時(shí)，應(yīng)采用表面收集與豎井收集相結(jié)合的方式。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，不利于使用豎井收集的方式，不過(guò)多闡述豎井收集的詳細(xì)方法。

一、原收集系統(tǒng)的概述

因上海老港綜合生活垃圾填埋場(chǎng)運(yùn)行時(shí)間在前，填埋氣收集系統(tǒng)施工完成在后，考慮收集管道在敷設(shè)階段中的施工條件，以及與填埋作業(yè)存在交叉施工面的問(wèn)題，在不影響填埋作業(yè)的情況下，將無(wú)組織散逸的填埋氣收集利用。經(jīng)行業(yè)專(zhuān)家和設(shè)計(jì)單位共同協(xié)商確認(rèn)，本項(xiàng)目收集系統(tǒng)采用常規(guī)模式下的膜下水平收集方式，通過(guò)在填埋庫(kù)區(qū)表層以縱橫交錯(cuò)的方式，敷設(shè)分布收集各分支管道，管徑由小往大的依次改變，連接至庫(kù)邊收集主管道內(nèi)，再通過(guò)抽真空的方法來(lái)控制氣體的流動(dòng)方向，使填埋氣有組織收集、無(wú)害化處置。圖1所示為填埋氣收集系統(tǒng)平面布置圖；圖2所示為冷凝水管道過(guò)路段示意圖；圖3所示為冷凝水管道過(guò)路段立面圖。

圖1 收集系統(tǒng)平面布置圖

圖2 冷凝水導(dǎo)排平面圖

圖3 冷凝水導(dǎo)排立面圖

二、事故案例

收集系統(tǒng)于2017年11月份開(kāi)始進(jìn)入調(diào)試階段，填埋氣平均收集量為10萬(wàn)Nm3/d，供于生物質(zhì)天然氣提純裝置轉(zhuǎn)換使用及火炬應(yīng)急燃燒。初期收集系統(tǒng)使用平穩(wěn)，主收集管道內(nèi)負(fù)壓穩(wěn)定在-3KPa以內(nèi)、管道無(wú)積水或少量積水。截止使用至2018年1月份，主收集管道內(nèi)負(fù)壓由原先-3KPa緩慢降至-22KPa，抽氣設(shè)備持續(xù)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，填埋庫(kù)區(qū)上收集各分支管道可明顯聽(tīng)見(jiàn)“嘩嘩”的水流聲。針對(duì)該異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)，立即展開(kāi)調(diào)查分析，情況如下：

分析1：收集管道在三個(gè)月的投入時(shí)間，少量冷凝水無(wú)法隨填埋氣進(jìn)入冷凝水收集排放裝置內(nèi)集中處理，堆積于收集管道U字形內(nèi)。冷凝水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的日積月累，由少量變?yōu)榇罅浚率故占艿纼?nèi)負(fù)壓由原先-3KPa降至-22KPa，造成填埋氣抽氣設(shè)備持續(xù)性超負(fù)載運(yùn)行；同時(shí)因氣中含水量過(guò)多，致使生物質(zhì)天然氣提純裝置脫硫系統(tǒng)中氧化鐵和活性炭泡水失效、凝固板結(jié)等連鎖反應(yīng)，引起沼氣壓縮機(jī)出口至脫硫系統(tǒng)進(jìn)口填埋氣流通不順暢，壓力超高；

分析2：填埋氣日處理量過(guò)高，雖達(dá)到異味控制的目標(biāo)，但填埋場(chǎng)產(chǎn)氣速率緩慢，填埋氣供應(yīng)不足，故而導(dǎo)致該現(xiàn)象的發(fā)生；

分析3：填埋場(chǎng)產(chǎn)氣速率充足，收集管網(wǎng)各閥開(kāi)度較小，氣體流通受阻較多，故而導(dǎo)致該現(xiàn)象的發(fā)生；

經(jīng)調(diào)查，采用排除試驗(yàn)的方式，最終確認(rèn)問(wèn)題根源為分析1，收集各分支管道內(nèi)部均有或多或少的冷凝水積水現(xiàn)象。

最初收集系統(tǒng)關(guān)于冷凝水收集處置的設(shè)想為收集管道敷設(shè)采用由高至低的方式放坡，填埋氣在收集管道內(nèi)通過(guò)冷凝反應(yīng)后的冷凝水，可通過(guò)自流和抽氣設(shè)備自有的一定負(fù)壓的方式流至冷凝水收集排放裝置中，排放至滲瀝液調(diào)節(jié)池。

經(jīng)實(shí)踐證明，填埋庫(kù)區(qū)上部各分支管道堵塞嚴(yán)重、積水量過(guò)多，未按照原設(shè)計(jì)方案中的冷凝水回流處置流程處理。主要問(wèn)題有以下兩方面：

（1）填埋作業(yè)期間，生活垃圾運(yùn)輸車(chē)輛及倒撥用挖機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在庫(kù)區(qū)上通行，對(duì)堆體完成由上往下的一個(gè)不均勻的壓實(shí)力，導(dǎo)致堆體表面凹凸不平面，冷凝水無(wú)法自流至冷凝水收集排放裝置中，故而導(dǎo)致填埋氣收集管道受堵嚴(yán)重，抽氣設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）生活垃圾經(jīng)倒撥挖機(jī)按一定比例填埋放坡后，垃圾堆體本身未經(jīng)夯實(shí)，存在一定的不密實(shí)性，再由一定時(shí)間的自然沉降，引起堆體表面凹凸不平，冷凝水無(wú)法自流至冷凝水收集排放裝置中，故而導(dǎo)致填埋氣收集管道受堵嚴(yán)重，抽氣設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、整改方案

針對(duì)該事件，公司組織現(xiàn)場(chǎng)人員、行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家和相關(guān)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員共同參與研究分析，依據(jù)生活垃圾填埋場(chǎng)堆體一直處于填埋作業(yè)狀態(tài)和生活垃圾本身存在的不均勻沉降的性質(zhì)，最終決定采用收集各分支管道局部凹凸面管底墊高和分段引流相結(jié)合的方式，將收集各分支管道內(nèi)冷凝水去除。詳細(xì)做法如下：

（1）管道墊高：受垃圾堆體標(biāo)高不一致的影響，無(wú)法做到絕對(duì)的坡度將收集各分支管道內(nèi)的冷凝液流至冷凝水收集排放裝置中。通過(guò)外在的助力形式，使用堆體HDPE膜的壓石塊將低液位收集管道的高度高于氣流的方向，再加上抽氣設(shè)備自帶的一部分吸引力，可實(shí)現(xiàn)冷凝液的集中處置，且不影響收集系統(tǒng)的正常使用。

（2）分段引流：因垃圾堆體表面各處的標(biāo)高存在一定程度的高低差，無(wú)法統(tǒng)一設(shè)置一條合理的冷凝水收集排放裝置，需要在多個(gè)面獨(dú)立完成部分區(qū)域的冷凝液收集工作。前期冷凝液的收集方式與a方案一致，后期再將N個(gè)a統(tǒng)一匯總至一條冷凝水收集排放裝置中，實(shí)施分區(qū)域冷凝水去除。

經(jīng)改善后的收集管道的正常運(yùn)行，氣溫的多次冷熱交替后，負(fù)壓未出現(xiàn)明顯的變化，說(shuō)明該方案的設(shè)計(jì)和施工是合理的。實(shí)踐證明，這種冷凝水去除方式可行有效。

四、結(jié)論與建議

建議：冷凝水的去除方法需結(jié)合自身填埋場(chǎng)的實(shí)際情況，不可盲目截取。

（1）不同的生活垃圾填埋場(chǎng)所碰到的冷凝水去除的情況不同，需靈活采用不同的處理方式，可大大降低冷凝水的阻礙問(wèn)題，確保抽氣設(shè)備在正常的工況下運(yùn)行；冷凝水進(jìn)入合規(guī)的處理點(diǎn)，嚴(yán)格按照現(xiàn)行環(huán)保條例處置。

（2）生產(chǎn)過(guò)程中，加強(qiáng)員工對(duì)生活垃圾填埋場(chǎng)的巡檢工作，定期對(duì)每位員工進(jìn)行理論知識(shí)和應(yīng)急處理方法的培訓(xùn)，培養(yǎng)員工及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理及時(shí)記錄的好習(xí)慣，理論與實(shí)踐的結(jié)合才能更好地完成本職工作。

五、結(jié)論

實(shí)踐證明，采用管道底部墊高與分段引流相結(jié)合的方法，可以很好地去除收集管道中冷凝液積存問(wèn)題，為以后生活垃圾填埋場(chǎng)填埋氣中冷凝水的設(shè)計(jì)與施工提供了借鑒，具有很好的參考價(jià)值。