魏新平　劉興榮　孔令峰　董耀剛　楊世勇

摘 要：城市垃圾的處理，無論對于發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都是個普遍存在而又亟待解決的問題。城市生活垃圾處理的策略應(yīng)結(jié)合城市發(fā)展環(huán)境、垃圾處理現(xiàn)狀條件、垃圾總量、垃圾成分、垃圾處理技術(shù)水平、經(jīng)濟承受能力等多種因素綜合考慮。禮縣經(jīng)濟比較落后，對生活垃圾的處理長期處于落后狀態(tài)，垃圾填埋處置措施選擇填埋法較為適合，可以減少環(huán)境的污染，降低處置成本，有利于填埋場的處置管理，并可為我國西部經(jīng)濟較為落后的小型城市生活垃圾處理提供參考。

關(guān)鍵詞：城市垃圾 禮縣 填埋法

中圖分類號：X799 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-03

城市生活垃圾是人們生活中產(chǎn)生的綜合廢棄物。在收集運輸和處理處置過程中，其本身含有的和產(chǎn)生的有害成分會對大氣、土壤和水體造成污染。不僅嚴重影響城市環(huán)境質(zhì)量，而且威脅人們的身體健康。同時，隨著城市人口的增加、城市規(guī)模的擴大和居民生活水平的提高，城市垃圾的不適當堆放，已經(jīng)產(chǎn)生了世界范圍內(nèi)的人類健康和環(huán)境問題，對其進行有效控制和處理處置，成為各國廣泛關(guān)注的問題之一[1-4]。文章以甘肅隴南禮縣的垃圾處理為例，系統(tǒng)地開展小城市生活垃圾處理技術(shù)研究，具有十分重要的學(xué)術(shù)和現(xiàn)實意義。

禮縣位于甘肅省東南部，隸屬隴南市，總?cè)丝?9.54萬人，其中城區(qū)人口4.2萬人，垃圾處理的好壞直接影響城市環(huán)境、居民的身心健康和生活質(zhì)量。近年來，隨著禮縣縣城人口的增長、人民生活水平的提高、消費結(jié)構(gòu)的變化，生活垃圾的產(chǎn)生量逐年增長。

1 生活垃圾生產(chǎn)量

禮縣城區(qū)2012年人口約為4.2萬人，依據(jù)《禮縣縣城總體規(guī)劃》及相關(guān)基礎(chǔ)資料，規(guī)劃至2021年人口為6.0萬人。生活垃圾日產(chǎn)生量現(xiàn)狀約為41.5 t/d，城區(qū)生活垃圾的年產(chǎn)量的增長速度為3%，10年間城區(qū)生活垃圾的平均產(chǎn)生量為50.1 t/d，處理垃圾總量18.3×104 t。

2 垃圾填埋處置措施

2.1 垃圾收集

對城市主、次干道過往行人產(chǎn)生垃圾采用道路兩邊設(shè)置果皮箱的方法進行收集；對城市商業(yè)區(qū)、居民聚居區(qū)生活垃圾采用塑料袋袋裝，定時、定點集中收集；簡易垃圾箱和城市邊緣地帶或零散居民點進行定點不定時的集中收集（圖1）。

2.2 垃圾衛(wèi)生填埋場處理

2.2.1 填埋場規(guī)模

根據(jù)日處理生活垃圾量和生活垃圾壓實累計量確定填埋場規(guī)模，累計時間以10年為標準，規(guī)模小，既可以節(jié)約資金，又可以隨著技術(shù)的進步進行較短周期的更新，禮縣縣城垃圾場的規(guī)模為45248 m2（約合68畝）。

2.2.2 處置方法選取

對城市生活垃圾的處理方法很多，有露天堆放法、堆肥法、生物降解法、焚燒法和填埋法等。其中露天堆放法尤為污染環(huán)境、影響人類健康，此方法已為大家所放棄[5-6]。現(xiàn)在使用較多的是后4 種方法[7-8]，其中，堆肥法處置后所產(chǎn)生的肥料由于肥效差，不為農(nóng)民歡迎；生物降解法成本高且只能處理有機可降解垃圾；焚燒法成本高且只能處理可燃成分，灰燼及不可燃部分還須填埋處置，焚燒過程中易造成二次污染，大多數(shù)城市不常使用此法。目前，普遍采用的是填埋法，其優(yōu)點是：（1）處置徹底，不論廢物是有機的還是無機的，是可燃的還是不可燃的，均可不加分選地放在一起填埋；（2）處置成本低廉，其成本是焚燒法的1/15～1/8，堆肥法的1/5～1/3。

2.2.3 工藝流程

根據(jù)以上垃圾填埋方法的對比、城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)標準、規(guī)范的要求等，禮縣城區(qū)生活垃圾填埋方法選用填埋法。其固體廢棄物的處置工藝為傾卸、推平、壓實、覆土和再壓實等操作過程[9-10]（圖2）。

2.2.4 填埋作業(yè)方式

垃圾填埋分單元操作，考慮到每日處理的垃圾量和推土機的有效作業(yè)距離，以一日作業(yè)量為一個作業(yè)單元。每日平均生活垃圾填埋量為50.1 t/d，壓實容積為58.9 m3，作業(yè)單元長10 m，平均每日進展寬度2.36 m。作業(yè)法采用平面分層法，完成一個單元（一日垃圾）的填埋，即垃圾壓實高度達2.5 m（ L×W×H=10 m×2.36 m×2.5 m=59.0 m3），覆蓋土0.2 m。雨天可在垃圾層上鋪設(shè)碎石土，便于作業(yè)（圖2）。

2.2.5 壓實、覆蓋、消毒

垃圾填埋場的壓實可以有效的增加填埋場的容納能力，延長填埋場的使用年限，減少填埋場的沉降量，增加堆積物邊坡的穩(wěn)定性，是填埋場作業(yè)中很重要的工序。填埋場垃圾的推覆采用TY160推土機進行推鋪，并進行碾壓作業(yè)。填埋作業(yè)面為10～15 °斜坡面，填埋時，推土機往下推，每次攤鋪垃圾厚度0.4～0.45 m（垃圾容重按0.6 t/m3計），并來回碾壓5～8次，每次壓實的范圍必須有1/3覆蓋上次的壓痕，壓實后的垃圾厚度為0.3 m。每日填埋完畢，攤鋪0.2 m厚的覆蓋土，為防止填埋場的鼠類和鳥類的繁衍和蠅、蛆孳生，必須要做到當日垃圾進行噴灑藥水或石灰進行消毒。

2.2.6 垃圾填筑邊坡

垃圾堆埋高度應(yīng)低于25 m，堆埋邊坡按分層錯臺的形式，每層垃圾（加上日覆蓋土層厚度0.2 m）堆埋厚度2.7 m；邊坡1∶3，每級留2 m寬的平臺，每三級留5 m寬的平臺（圖3）。

2.2.7 填埋過程的封場及輕質(zhì)垃圾的防飛散措施

因垃圾中含有細粒及輕質(zhì)物體，在遇有風天氣會隨風飄揚，因此必須考慮大風對垃圾填埋時及已填埋垃圾堆的影響。在垃圾填埋至頂部時為防止大風吹走已填埋的垃圾，必須要邊填埋邊進行封場作業(yè)。封場覆蓋層主要采取以下措施：在0.2 m厚的日覆蓋土上鋪一層0.3 m厚的碎石排氣層，上面再鋪一層0.35 m厚的防滲粘土層，其次再鋪一層0.3 m厚的粗砂排水層，最上層是0.7 m厚的營養(yǎng)土植被層（包括20 cm厚的營養(yǎng)植被層和50cm厚的覆蓋支持土層），最后在營養(yǎng)土層上鋪設(shè)一層土工格柵，土工格柵的抗老化年限可達70年，在土工格網(wǎng)中間種植淺根植物，既可以綠化環(huán)境又能夠保持水土，防止大風吹走覆蓋土層。

為防止垃圾填埋作業(yè)過程中輕質(zhì)垃圾的飛揚，在填埋工藝上應(yīng)做到當日垃圾當日覆蓋，在工程措施上考慮在作業(yè)面周圍設(shè)置一道臨時移動式防護圍欄，隨著作業(yè)面的不同而不斷移動臨時防護圍欄的位置，從而保證作業(yè)面上的垃圾不到處飛揚，并且由垃圾處理場派專人對防護圍欄上的輕質(zhì)垃圾進行及時清理、及時掩埋。

3 填埋區(qū)場地整平

3.1 庫底整平

為了防止?jié)B瀝液對場區(qū)周圍地表水和地下水的污染，垃圾填埋場庫區(qū)必須采取嚴格的防滲措施。為保證庫底防滲層的質(zhì)量，便于場區(qū)垃圾滲瀝液的收集順暢，整個填埋庫區(qū)的場地需進行平整。

場地平整時盡量利用天然地形，對溝谷底部進行回填或削平處理，使其中線形成自溝谷上游至下游大于5%的坡度，在垂直于溝谷中線的方向形成自溝谷兩邊至溝谷中線3%的坡度。溝谷底部整平后應(yīng)進行壓實處理，壓實系數(shù)不小于0.93。

3.2 庫底側(cè)壁整平

溝谷邊坡整平時，在滿足最大坡度不大于1∶1的情況下，盡量利用天然地形，當自然邊坡坡度大于1∶1時，應(yīng)將其整平為坡度1∶1邊坡，當自然邊坡坡度小于等于1∶1時，只對邊坡表層的腐植土進行開挖清除處理，清除厚度不小于0.3 m。

4 滲瀝液的收集與處理

4.1 滲瀝液產(chǎn)生量計算

4.2 滲瀝液的收集

垃圾滲瀝液的收集系統(tǒng)應(yīng)能有效的導(dǎo)排垃圾滲瀝液，避免垃圾堆體內(nèi)積水，以利于垃圾填埋物的壓實與填埋后的穩(wěn)定。垃圾滲瀝液的收集系統(tǒng)包括滲瀝液導(dǎo)流層、滲瀝液收集管和導(dǎo)氣豎井等。

4.2.1 滲瀝液導(dǎo)流層

本場地不具備自然防滲的要求，設(shè)計采用人工防滲。填埋場庫底防滲采用“HDPE膜+壓實土壤的復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)層”，庫區(qū)土質(zhì)側(cè)壁采用“HDPE膜單層防滲結(jié)構(gòu)層”，庫區(qū)基巖側(cè)壁采用“HDPE膜+GCL的復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)層”。在防滲層結(jié)構(gòu)中的300 mm厚卵石層為滲瀝液導(dǎo)流層，卵石粒徑為15～35 mm。

4.2.2 滲瀝液收集管

滲瀝液收集管按整平后的場地沿北—南方向布置在場區(qū)中部，其坡度與溝谷底部平整坡度一致。

滲瀝液收集管布設(shè)于滲瀝液導(dǎo)流層的盲溝之中，滲瀝液收集管為D355HDPE管，與豎向?qū)饩黄饦?gòu)成滲瀝液收集的管網(wǎng)系統(tǒng)，滲瀝液匯總后排入污水調(diào)節(jié)池中。

4.2.3 豎向?qū)饩?/p>

為了便于滲瀝液的收集與導(dǎo)排，平面上布置了豎向?qū)饩?，豎井為直徑1.0 m，間隙5 cm的鋼筋網(wǎng)，內(nèi)襯土工布，用碎石填充。石籠中間布置D250HDPE垂直排液導(dǎo)氣花管，其作用是對氣體產(chǎn)生向上和對滲瀝液產(chǎn)生向下的導(dǎo)排作用。

主鋼筋骨架與每層垃圾填埋高度（包括日覆蓋土）2.7 m相同，隨填埋高度向上逐層接高。

垃圾填埋過程中，產(chǎn)生的滲瀝液經(jīng)豎向?qū)饩聺B到庫底導(dǎo)流層，通過滲瀝液收集管進入污水調(diào)節(jié)池，而垃圾產(chǎn)生的填埋氣向上排至管口點燃排放，若填埋氣的產(chǎn)量及質(zhì)量均達到可利用價值時回收利用。

4.2.4 滲瀝液的處理

根據(jù)禮縣縣城污水處理現(xiàn)狀及縣城經(jīng)濟狀況，單獨建立污水處理，投資較大，處理成本較高，而禮縣的蒸發(fā)量遠遠大于降雨量，并且經(jīng)過理論計算，在不利條件下垃圾產(chǎn)生的滲瀝液也較少，僅為371.61 m3/d，因此本工程對滲瀝液處理采用回噴法，即將污水調(diào)節(jié)池中的滲瀝液用潛污泵噴灑于填埋垃圾堆體上進行蒸發(fā)處理。用此種方法既處理了垃圾滲瀝液、加速了垃圾堆體的穩(wěn)定化過程，又減少了工程投資。

5 結(jié)語

（1）禮縣城區(qū)生活垃圾處理采用衛(wèi)生填埋的工藝是符合我國垃圾處理無害化、減容化、資源化的技術(shù)政策。

（2）本垃圾處理場充分利用溝谷荒地，交通方便，遠離居民區(qū)，是較為理想的垃圾處理場場址。

（3）對本垃圾填埋場進行防滲是必須的，采用人工材料進行防滲經(jīng)濟合理，效果最好。

（4）采用回噴凈化系統(tǒng)進行垃圾滲瀝液處理的方案，工藝簡單，技術(shù)可靠，運行方便，經(jīng)濟合理。

（5）垃圾填埋氣在本次設(shè)計中只進行導(dǎo)排的處置方式。在通過產(chǎn)氣檢測，數(shù)據(jù)積累后，填埋氣的產(chǎn)量及質(zhì)量均達到可利用價值時，可考慮采用建立填埋氣利用系統(tǒng)達到資源回收的目的。

（6）垃圾處理場的建設(shè)不僅有效地利用了國土，而且對改善禮縣的投資環(huán)境起到了積極的作用。

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