生态封场技术在非正规垃圾堆放场治理中的应用

文_王磊

北京高能时代环境技术股份有限公司

非正规垃圾堆放场是我国早期形成的未经过正规建设的垃圾堆放场地，据不完全统计，截止2017 年，全国非正规垃圾堆放点登记入册的达2.7万座。由于非正规垃圾堆放场不满足生活垃圾卫生堆放场的建设要求，会对周边环境造成污染。《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》特别提出“要加大存量治理力度，要求对因历史原因形成的非正规垃圾堆放点、不达标的生活垃圾堆放场进行治理，使其达到标准规范。” 因此，对由于历史原因形成的大量非正规垃圾堆放场的治理迫在眉睫。

1 堆放场概况

1.1 基本概况

该非正规垃圾堆放场位于江苏省江阴市，占地面积约4.5万m2，原为废弃的采石场，20 世纪90 年代，采石坑内开始乱堆乱放生活垃圾，生活垃圾堆存量超过40 万m3。

1.2 地质情况

根据堆放场环境地质调查报告，该场地处于一低山的腰部，顶部为生活垃圾及污水，底部为完整基岩。场地南侧、西侧、北侧皆为含泥质砂岩，泥质含量较高，富水性及渗透性弱；东侧未见基岩，为第四系填土层和冲湖积层，富水性及渗透性较弱。该场地形似一西北-东南向展布的土石坝，南侧、西侧、北侧基岩和第四系构成天然坝体，东侧为土石坝口子，第四系粉粘构成拦挡坝体。

2 治理技术研究

2.1 治理原则

非正规垃圾堆放场治理，要在环境评估的基础上，结合堆放点位置、垃圾规模、现有设施状况、水文地质条件、周边环境条件及修复后用途等情况，因地制宜制订治理方案。

2.2 比选确定治理方案

目前，国内针对非正规垃圾堆放场的治理通常采用生态封场技术、好氧修复技术、开挖筛分技术，各治理技术比选见表1。

表1 各治理技术综合比选表

非正规垃圾堆放场的治理技术需结合场地的水文地质条件及场地后期利用要求，同时考虑施工周期、施工难度及二次污染控制等因素综合确定。

通过环境地质调查报告显示，本非正规垃圾堆放场地质条件较好，未对周边环境造成污染，仅在场地东侧存在扩散的可能性，因此综合考虑场地后期准备建设绿地公园且工程投资受限等诸多因素，最终确定采用生态封场技术进行治理。

3 生态封场技术方案

3.1 积存污水抽排

非正规垃圾堆放场原为采石场，坑塘局部区域积存了大量污水，首先采用曝气方式降低污水的化学需氧量和氨氮浓度，然后将污水抽排至临时调节池内，对污水进行絮凝沉淀及高级氧化预处理后输送至污水处理厂进行最终处置。

3.2 东侧垂直阻隔

场地周边防渗性能较好，除东侧为第四系粉粘层外，其余各处均有天然屏障层，污染物存在向东侧迁移扩散的可能性，为避免东侧区域地下水受到污染，在东侧采取垂直阻隔措施防止污染物迁移。根据地质条件，采用高压旋喷桩的垂直阻隔技术，通过单排高压旋喷桩形成垂直防渗墙，防渗墙长度120m，平均深度17m，桩径70cm，桩间距50cm，桩端进入底部相对不透水层2m。

3.3 堆体加固整形

坑塘顶部污水抽排后，该区域存在一定厚度的淤泥，采用原位固化技术对淤泥区域进行加固处理，通过机械搅拌方式将加固药剂与淤泥均匀混合，发生系列物理化学反应后，淤泥区域强度将大幅提高，以满足堆体整形施工。采用客土对低洼区域进行堆体整形回填，将场地顶部填至比周边标高略高的位置，堆体整形完成后顶面坡度控制在2%～5%之间，保证封场后雨水导排顺畅。

3.4 封场覆盖系统

根据生活垃圾卫生填埋场封场技术规范要求，填埋场封场必须构筑封场覆盖系统，系统结构由垃圾堆体至顶部依次为排气层、防渗层、排水层、绿化土层。

排气层是为了排出生活垃圾内有机质降解产生的气体，要有较高的渗透性，同时又不能被排气层上下的细粒材料堵塞，堆放场封场覆盖后，气体可以在自然压力作用下被动排出，也可通过外置风机主动抽排，本工程采用6.0mm 土工复合排气网作为排气层。

防渗层是封场覆盖系统中最重要的部分，其作用是阻止雨水入渗至垃圾堆体内变成渗滤液，还能阻止填埋气体逸出至大气中污染环境。防渗层应考虑到结构的耐久性、保持自身结构有效性的能力、施工便捷性、质量可控性、抗穿刺、剪切的能力，在卫生填埋场封场工程中，土工膜已经得到广泛应用，本工程采用1.0mm 双糙面HDPE 土工膜作为防渗层，膜上铺设400g/m2聚酯土工布作为保护层。

排水层对于边坡稳定的影响是极为重要的，穿过绿化土层的雨水必须通过排水层及时从顶部排走，排水层排水性能的好坏对边坡稳定安全系数的起很大的作用，排水层设置于绿化土层下面和防渗层的上面，本工程采用7.0mm 土工复合排水网作为排水层。

绿化土层可以保护覆盖系统中下面各层免受干湿交替和冻融的影响而导致某些覆盖材料破裂损坏，同时可以将垃圾和掘地动物以及植物根系隔离开来，本项目采用50cm 绿化土层，土层分层压实，压实度不小于80%。

综上，封场覆盖系统结构为生活垃圾堆体+6.0mm 土工复合排气网（排气层）+1.0mm 双糙面HDPE 土工膜（防渗层）+400g/m2聚酯土工布（保护层）+7.0mm 土工复合排水网（排水层）+50cm 绿化土层。

3.5 渗滤液导排系统

垃圾堆体坡脚采用渗滤液盲沟形式收集四周坡脚处的渗滤液，渗滤液通过HDPE 管道自流至渗滤液收集井内，通过潜污泵抽排至渗滤液调节池，调节池内渗滤液经过预处理后输送至周边污水处理厂进行最终处置。

坡脚渗滤液导排盲沟为矩形断面，长为0.8m，宽为0.8m，盲沟内铺设HDPE 渗滤液导排花管，然后以40 ～100mm 碎石填充，盲沟外包裹200g/m2过滤土工布起反滤作用。调节池为钢筋混凝土调节池，调节池容积为100m3。

3.6 填埋气导排系统

利用填埋气体自身压力和垃圾堆体渗透性，填埋气采用被动导排措施，建设5 口填埋气体导气井，贯穿整个垃圾堆体的上下，导气井平均深度10m，每口井间距为50m，气体导排管为HDPE 管材，开孔率不小于2%。导气井与垃圾堆体覆盖层的交叉处，采取管穿膜焊接方式，避免雨水的渗入。通过气体收集主管将导气井串接，填埋气输送至汽水分离器，去除水分杂质，通过过滤塔对填埋气进行处理后排空。

3.7 雨水导排系统

根据垃圾堆放场地形情况，场区四周设置雨水导排系统，排水沟采用矩形断面形式，根据流量计算，并考虑一定安全系数，排水沟尺寸为上底宽0.6m，深0.8m，浆砌片石结构，排水沟各段顺接。

3.8 生态恢复系统

堆放场生态封场后的一段时间内仍会继续沉降，不宜进行大体量的景观绿化设计，以免影破坏覆盖层。本工程只考虑近期生态修复，所用的植物类型为浅根系灌木和草本植物，并应与周边环境相协调。生态封场初期种植浅根植物狗牙根、蜈蚣草等，对NH3、H2S 等有一定抗性。待生活垃圾堆体内有机物完全分解稳定并经有关部门监测确认后，场地可规划用作公园等设施用地。

4 结论

通过对非正规垃圾堆放场生态封场、好氧修复及开挖筛分等技术综合比较，在场地地质条件较好、周边无环境敏感点、且治理费用有限的情况下，建议采取生态封场技术对非正规垃圾堆放场进行治理，通过“积存污水抽排+东侧垂直阻隔+堆体加固整形+封场覆盖系统+渗滤液导排系统+填埋气导排系统+雨水导排系统+生态恢复系统”工艺方案能够达到治理效果，场地治理完成后恢复为绿地公园，对当地周边环境有积极的影响作用。