張 良，羅成明，張 龍，李 晶

(北京市勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100000)

1 引言

非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)是指未經(jīng)土地用地、規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)等方面審批，并未按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)的垃圾堆放點(diǎn)[1]，其內(nèi)部的邊坡和底部沒有按照環(huán)境保護(hù)要求敷設(shè)隔檔垃圾淋濾液與地下水聯(lián)系的襯層[2]，其對環(huán)境污染程度很高。我國的生活垃圾主要以填埋為主，非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)分布范圍較廣，由于在建設(shè)規(guī)范和環(huán)境保護(hù)等方面未能達(dá)到衛(wèi)生填埋的標(biāo)準(zhǔn)，且我國的生活垃圾末端處置設(shè)施建設(shè)滯后，使得堆放點(diǎn)周邊的土壤地下水質(zhì)量、空氣質(zhì)量和人體健康等收到嚴(yán)重威脅。因此，非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)亟待整治已是刻不容緩的任務(wù)[3，4]。

2006年，針對非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)問題，北京市開展了對應(yīng)的治理和改造利用研究，率先為我國非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)的治理積累了重要的經(jīng)驗(yàn)和成果[5]。在同一階段，國家發(fā)展改革委與住房城鄉(xiāng)建設(shè)部也就全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)滯后問題，聯(lián)合制定了“十二五”和“十三五”期間的城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃，計(jì)劃對超過800個(gè)的不達(dá)標(biāo)生活垃圾處理設(shè)施、非正規(guī)生活垃圾堆放點(diǎn)以及庫容飽和的填埋場進(jìn)行整治，使其達(dá)到現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求[6]。

某垃圾場場地位于福建省福州市某地，占地面積約17.5畝，于1992年投入使用，2017年停止填埋，填埋年限達(dá)25年，填埋物主要為陳腐生活垃圾，包含一定數(shù)量的建筑及裝修垃圾，目前該場地的垃圾容量早已進(jìn)入過飽和狀態(tài)。由于該堆放點(diǎn)早期規(guī)劃建設(shè)并沒有防滲、地表水導(dǎo)排與雨污分流系統(tǒng)，以及缺乏后期的填埋氣導(dǎo)排、收集系統(tǒng)及滲濾液處置設(shè)施，導(dǎo)致在南方雨季極易發(fā)生滲濾液橫流污染周邊地下水和地表水，且裸露的垃圾堆易滋生蚊蠅及產(chǎn)生惡臭，隨著填埋年限的增加，垃圾堆體過高，隨時(shí)有滑坡坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響周邊環(huán)境及群眾的身體健康[7]。

在此背景下，本文以該非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)整治工程為例，通過對垃圾分選、衛(wèi)生填埋、封場綠化和雨污分流等工程進(jìn)行分析，總結(jié)其工程開展過程中的要點(diǎn)，并為類似的非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)整治工程提供參考。

2 項(xiàng)目工藝

2.1 垃圾成分分析

根據(jù)勘察結(jié)果，場地現(xiàn)狀垃圾堆放總量約為13.95萬實(shí)方，重量約為16.74萬t。填埋垃圾各項(xiàng)組分中，占比最大的是腐殖土，平均值為49.5%；其次是塑料，平均值41.3%；第三是骨料，平均值為4.3%。含量較少的組分是橡膠、紡織、竹木、玻璃和金屬。具體見表1。

表1 填埋垃圾成分分析

2.2 治理目標(biāo)及篩分工藝設(shè)計(jì)

2.2.1 治理目標(biāo)

本工程的總體處置目標(biāo)是垃圾堆體清理至場地原狀土，場地內(nèi)污染物基本實(shí)現(xiàn)無害化治理。其中垃圾篩分后得到的篩下物腐殖土和骨料，采取衛(wèi)生填埋處理方式；篩上輕質(zhì)物密閉打包后暫存到臨時(shí)堆存場地，做好封場防滲覆蓋措施，待將來送入焚燒發(fā)電廠處置；玻璃和金屬等統(tǒng)一收集運(yùn)送至專門的回收公司。

2.2.2 篩分工藝設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目工藝流程如圖1所示，采用“料口倉——振動預(yù)篩分和人工揀選臺——一級滾筒篩——二級滾筒篩——磁選和人工揀選臺——風(fēng)選——輕質(zhì)物打包”的篩分工藝，設(shè)計(jì)處理量為1200 m3/d，其中振動預(yù)篩分和人工揀選臺主要是分揀大件的垃圾，如石塊、玻璃等；考慮到本項(xiàng)目垃圾堆體濕度較大，因此采用孔徑在2～4 cm的兩級滾筒篩分模式，充分保證腐殖土與塑料的剝離；經(jīng)磁選系統(tǒng)選出的鐵質(zhì)金屬由回收公司再生利用；風(fēng)選機(jī)用來分離出塑料和紡織物等，經(jīng)壓縮打包后暫存。另外，在垃圾篩選過程中會產(chǎn)生臭氣和粉塵污染，實(shí)際采用了生物藥劑通過噴淋系統(tǒng)進(jìn)行除臭和降塵。

圖1 陳腐垃圾分選工藝流程

3 項(xiàng)目開展

本項(xiàng)目在正式工作運(yùn)行中可分為4個(gè)主要工程：垃圾分選工程、衛(wèi)生填埋工程、封場綠化工程和雨污分流工程，以下主要分析項(xiàng)目運(yùn)行中主要技術(shù)措施及工程要點(diǎn)。

3.1 垃圾分選工程

垃圾分選工程中需要密切關(guān)注垃圾的含水率值，以及做好物料臨時(shí)堆存區(qū)底部防滲措施。該項(xiàng)目場地地處南方，氣候潮濕且在5～8月份為雨季，項(xiàng)目開展中現(xiàn)場取樣送檢，實(shí)測垃圾含水率高達(dá)45%，而一般垃圾含水率超過35%則需要采取翻曬處理措施。本項(xiàng)目實(shí)際中雖采取了翻曬的措施，但因場地狹小、天氣多變等因素，晾曬不充分，因此陳腐垃圾篩分處理量從1200 m3/d設(shè)計(jì)值仍然降低到約1000 m3/d，導(dǎo)致工程周期變長，且篩下物和篩上物中各自混雜腐殖土或塑料等成分。針對垃圾分選后得到的篩下物腐殖土和骨料，篩上物塑料等，通過機(jī)械設(shè)備運(yùn)送到場地中指定地點(diǎn)進(jìn)行暫存，為防止降雨淋濾產(chǎn)生滲濾液污染周邊環(huán)境，需要預(yù)先做好底部防滲措施，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求是將原土整平夯實(shí)后，其上鋪設(shè)一層300 g/m2的無紡?fù)凉げ?，再鋪設(shè)一層1.5 mm厚HDPE土工膜(簡稱“一布一膜”)。在鋪設(shè)防滲系統(tǒng)及堆存物料中，避免出現(xiàn)尖銳石塊刺穿土工膜和土工膜拉扯斷裂的情況。

3.2 衛(wèi)生填埋工程

3.2.1 基坑防滲

就地封場治理為當(dāng)前國內(nèi)外處理簡易或非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)的普遍方法，其主要工程措施：一是通過對垃圾堆體進(jìn)行必要的整形；二是做好雨污分流及底部防滲措施；三是對垃圾堆體進(jìn)行最終覆蓋及植被恢復(fù)，有效減少滲瀝液產(chǎn)生量及滲瀝液對周邊環(huán)境的污染，達(dá)到改善景觀、生態(tài)恢復(fù)的目的。

通常防滲層膜下采用750 mm 厚、滲透系數(shù)小于1.0×10-7m/s 的壓實(shí)黏土作為保護(hù)層，但該施工成本較高，占用大量庫容，且通過分析前期工程孔內(nèi)壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，表明場區(qū)內(nèi)天然基礎(chǔ)不滿足直接作為防滲襯層的條件，需要采用人工水平防滲，因此基坑底和邊坡均采用復(fù)合襯層結(jié)構(gòu)，其層次從下至上為：膜下保護(hù)層、主防滲層、膜上保護(hù)層、渣礫滲濾液導(dǎo)排層、反濾層。

所以該非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)采用1.5 mm厚的HDPE膜代替黏土防滲層作為主防滲層。為了保證防滲結(jié)構(gòu)的環(huán)境安全性和規(guī)范要求，在HDPE膜上、下保護(hù)層使用300 g/m2的無紡?fù)凉げ?，具備了性價(jià)比高和應(yīng)用廣泛性的特點(diǎn)。場底滲瀝液導(dǎo)流層則采用粒徑為20～40 mm 的碎石，鋪設(shè)厚度為300 mm，一方面起導(dǎo)排滲瀝液的作用，另一方面可有效地保護(hù)其下的防滲系統(tǒng)不受破壞。反濾層采用200 g/m2的土工濾網(wǎng)，成本也較為低廉。

綜上所述，該垃圾填埋場基坑防滲結(jié)構(gòu)如圖2所示。在實(shí)際施工作業(yè)中，防滲系統(tǒng)的材料選擇和作業(yè)工序固然重要，但土工膜的搭接順序和焊接質(zhì)量也是重點(diǎn)管控對象，若是出現(xiàn)搭接寬度不夠或局部漏焊、錯(cuò)焊的問題，應(yīng)做到及時(shí)整改，規(guī)避后續(xù)回填后仍然存在滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 回填堆體底部滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)布置與底部防滲斷面示意

3.2.2 腐殖土堆體氣體導(dǎo)排

填埋的腐殖土在封場過程中仍然會產(chǎn)生以甲烷和二氧化碳為主要成分的氣體，若不及時(shí)進(jìn)行導(dǎo)排，聚集在垃圾堆體內(nèi)的填埋氣體可能會引起火災(zāi)、爆炸等事故。為了收集填埋場內(nèi)的填埋氣體，每隔30m設(shè)置一個(gè)氣體收集井，共設(shè)置8個(gè)導(dǎo)氣井；導(dǎo)氣井中心多孔管采用高密度聚乙烯等高強(qiáng)度耐腐蝕的管材(圖3)。

作業(yè)中需要注意的是，導(dǎo)氣鋼筋籠直徑為600 mm，外裹土工布，井深6 m，若是在填埋過程中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)氣鋼筋籠受到損壞，則建議重新打井。導(dǎo)氣籠內(nèi)安放DN200mm的PE集氣花管，四周填充粒徑20～40 mm 的碎石，井頭均露出堆體表面，并在井頭處安置DN25取樣球閥。

3.3 封場綠化工程

參考《生活垃圾衛(wèi)生填埋場封場技術(shù)規(guī)程》(CJJ 112—2007)，規(guī)范中明確要求填埋場封場必須建立完善的封場覆蓋系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由垃圾堆體表面至頂表面順序應(yīng)為：排氣層、防滲層、排水層、植被層[8]，并對各結(jié)構(gòu)層的材料和技術(shù)參數(shù)提出了具體要求。而國外填埋場封場覆蓋系統(tǒng)基本上包括基礎(chǔ)層、阻隔層(也稱防滲層)、排水層、營養(yǎng)層、植被層等5個(gè)部分，與我國封場技術(shù)規(guī)程相比, 除缺少排氣層外，從表2[9]覆蓋層的設(shè)置、結(jié)構(gòu)層材料、取值范圍和技術(shù)要求數(shù)值可以看出，國外的部分指標(biāo)技術(shù)要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國的封場技術(shù)規(guī)程要求。

表2 國外填埋場封場覆蓋系統(tǒng)

通過充分的比選和論證，本工程采用從上至下主要分為綠化土層、排水層、膜上保護(hù)層、主防滲層、膜下保護(hù)層、排氣導(dǎo)滲層的結(jié)構(gòu)形式，可參見圖2。另外與基底防滲層相比較，頂部防滲層區(qū)別在于主要多增加了一層排水層和綠化覆土，排水層用于導(dǎo)排雨水防止綠化覆土被沖塌，另外為防止治理后場地土壤流失和保障治理效果，在污染土壤治理完成后，對其進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，在復(fù)合排水網(wǎng)上回填50 cm厚的種植土，并種草籽，進(jìn)行綠化。

在實(shí)際對回填堆體進(jìn)行封場覆蓋作業(yè)時(shí)，除了膜搭接程序外還需要重點(diǎn)管控兩個(gè)要點(diǎn)：一是對堆體進(jìn)行整形[10]，邊坡充分壓實(shí)，底部與地面呈45°緩坡，防止自然沉降塌陷，本工程在作業(yè)中就出現(xiàn)坡度較陡導(dǎo)致底部排水溝被擠壓變形的情況；二是實(shí)際綠化覆土約100 cm厚度，防止出現(xiàn)覆蓋層太薄，而機(jī)械設(shè)備在頂部作業(yè)對覆蓋層的碾壓破壞情形。

3.4 雨污分流工程

目前現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范比如《生活垃圾衛(wèi)生填埋場防滲系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ 113—2007)、《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》(CJJ 17—2004)、《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(建標(biāo)124—2009)、《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889—2008)都明確指出生活垃圾填埋場雨水導(dǎo)排系統(tǒng)應(yīng)滿足雨污分流的要求，但對雨污分流的方式未做具體說明。

本工程場地位于山谷處，坡度走向?yàn)橛杀毕蚰?，為了減少進(jìn)入垃圾堆體的雨水量和防止垃圾堆體被沖刷，并最大限度地降低滲瀝液的產(chǎn)生量，在實(shí)地踏勘和場地平整后，在基坑四周及坑底合理布局雨污分流措施[11]。以回填基坑西側(cè)截洪溝為例(圖4)，待修建好錨固溝后，在其上采用凹形斷面形式截洪溝，斷面尺寸40 cm×40 cm，截洪溝底部鋪設(shè)12 cm厚C15混凝土作為墊層，兩側(cè)采用磚砌并M7.5水泥砂漿抹面、勾縫的形式，最終堆體和里面雨水排入該永久截洪溝內(nèi)。另外，在前文中講述到在基坑回填過程中預(yù)先做好坑底滲濾液導(dǎo)排層(或?qū)琶?，故在雨污分流工程中，采用在基坑底部暗埋一條滲濾液導(dǎo)排管，將基坑底部滲濾液導(dǎo)排層與回填堆體南側(cè)收集井連通。

圖4 回填堆體西側(cè)截洪溝結(jié)構(gòu)

4 討論與建議

該項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行過程中遇到的主要問題可以總結(jié)為三個(gè)方面：一是總體布局不當(dāng)，本項(xiàng)目在開展過程中，一直存在臨時(shí)物料堆存場地不足的情況，嚴(yán)重制約工程進(jìn)度，究其原因是項(xiàng)目場地整體布局錯(cuò)亂，未充分利用項(xiàng)目所征用地，建議在項(xiàng)目開展前充分論證項(xiàng)目場地布局可行性，并預(yù)測可能發(fā)生的意外情況；二是設(shè)計(jì)方未考慮當(dāng)?shù)貥O端降雨氣候數(shù)據(jù)，施工圖紙中原截洪溝斷面尺寸設(shè)計(jì)值較小，難以滿足強(qiáng)降雨天氣下的雨水導(dǎo)排效果，建議在類似項(xiàng)目設(shè)計(jì)上充分結(jié)合當(dāng)?shù)亟涤陻?shù)據(jù)并計(jì)算，保障雨污分流達(dá)到實(shí)際效果；三是施工作業(yè)考慮不周，如流經(jīng)廠區(qū)的山泉水暗埋管道埋設(shè)在臨時(shí)物料堆存場地下端，若作業(yè)過程中底部防滲層有斷裂或者穿刺情況，一旦降雨產(chǎn)生的滲濾液則存在入滲到水體中，進(jìn)而污染周邊水環(huán)境，建議在垃圾場封場雨污分流的措施上，同時(shí)做好施工作業(yè)過程中雨污分流措施，如可挖明渠或者暗埋管使山泉水繞場區(qū)四周流通。

5 結(jié)論

針對我國現(xiàn)有的非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)數(shù)量大、處理設(shè)施滯后的問題，以福州市某非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)整治項(xiàng)目的實(shí)際竣工驗(yàn)收工程為例，主要介紹垃圾分選、衛(wèi)生填埋、封場綠化和雨污分流等工程內(nèi)容，重點(diǎn)闡述了各項(xiàng)工程中的技術(shù)要點(diǎn)，如：垃圾分選工程中關(guān)注垃圾含水率，一般垃圾含水率超過35%則需要采取翻曬處理措施，并做好臨時(shí)堆體底部“一布一膜”的防滲措施；衛(wèi)生填埋工程中重點(diǎn)管控土工膜的搭接順序和焊接質(zhì)量；封場綠化工程中對堆體進(jìn)行整形，邊坡充分壓實(shí)，底部與地面呈45°緩坡，實(shí)際綠化覆土約100 cm厚度，都是施工作業(yè)中應(yīng)關(guān)注的細(xì)節(jié)；雨污分流的工作原則是減少進(jìn)入垃圾堆體的雨水量和防止垃圾堆體被沖刷，并最大限度地降低滲瀝液的產(chǎn)生量。結(jié)合CJJ 112—2007生活垃圾衛(wèi)生填埋場封場技術(shù)規(guī)程，以期就本項(xiàng)目因地制宜制定的非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)治理方案具有可操作性和復(fù)制性，解決全國的非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)存量大、處理設(shè)施滯后等實(shí)際問題。