老舊填埋場生態(tài)修復(fù)方案初探

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:背景

目前，我國老舊填埋場和非正規(guī)填埋場的處理量每年約3500萬噸，其中存量垃圾達(dá)到80億噸，占用土地達(dá)到5.5億平方米。根據(jù)“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃數(shù)據(jù)，“十三五”期間，生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)總投資約2518.4億元，其中用于存量垃圾投資為241.4億元，計(jì)劃實(shí)施存量垃圾治理項(xiàng)目803個(gè)。

根據(jù)2017年住建部非正規(guī)垃圾堆放點(diǎn)排查整治信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，全國非正規(guī)堆放點(diǎn)達(dá)27276個(gè)，數(shù)量非常巨大，如果按三分之一的堆放點(diǎn)需要治理、平均每個(gè)堆放點(diǎn)的治理費(fèi)用3000萬元進(jìn)行估算，僅非正規(guī)填埋場治理的投資規(guī)模至少可達(dá)3000億元。

目前存在的問題

我國老舊生活垃圾填埋場大多矗立在各類城市的城郊，建設(shè)于上世紀(jì)末或本世紀(jì)初，由于受當(dāng)時(shí)知識(shí)水平、技術(shù)條件、建設(shè)水準(zhǔn)、規(guī)范要求、思想認(rèn)識(shí)以及資金投入等因素的限制，垃圾填埋場普遍存在著以下問題：1、未做底部防滲處理或防滲處理效果較差，導(dǎo)致大部分的填埋場重金屬或其他有毒有害物質(zhì)污染地下水；2、在工程建設(shè)或管理上未做雨污分流措施或分流不徹底，產(chǎn)生大量滲濾液，造成污水無法及時(shí)處理，污水調(diào)蓄池存在池水滿溢的風(fēng)險(xiǎn)；3、垃圾填埋行為不規(guī)范，堆體形狀較為隨意，往往沒有考慮到堆體的穩(wěn)定性，存在滑坡、潰壩的事故隱患；4、沼氣收集系統(tǒng)沒有或不能發(fā)揮實(shí)際作用，導(dǎo)致自燃、爆炸等的事故時(shí)有發(fā)生；5、堆體內(nèi)水位較高，使垃圾之間的摩擦力降低，對(duì)堆體的穩(wěn)定性造成影響；6、濃縮后的滲濾液或未處理的滲濾液進(jìn)行回灌，又加重垃圾堆體塌方等的事故隱患。以上種種問題，既有前期環(huán)評(píng)、可研、設(shè)計(jì)等的原因（其中不少生活垃圾填埋場可能根本未經(jīng)歷環(huán)評(píng)、可研、設(shè)計(jì)階段），更多的是后期運(yùn)營、管理上的原因，目前多數(shù)運(yùn)營單位（或人員）環(huán)保意識(shí)淡薄，只是把垃圾填埋場簡單的當(dāng)作傾倒場或堆放場，對(duì)事故責(zé)任、環(huán)境污染、填埋庫容、建設(shè)資金等根本就不關(guān)心。

隨著當(dāng)前習(xí)總書記“綠水青山就是金山銀山”理論的深入人心，各地對(duì)現(xiàn)有老舊生活垃圾填埋場的生態(tài)整治，以及對(duì)現(xiàn)有垃圾填埋場環(huán)境面貌改造提升方案也逐步提上各地議事日程，從各地實(shí)踐的總體來說，大致可分為兩類：一類是已到設(shè)計(jì)使用年限，且填埋量基本達(dá)到設(shè)計(jì)容量的，對(duì)于這類填埋場主要采用生態(tài)修復(fù)的手段，防止它們繼續(xù)對(duì)環(huán)境造成污染，整治后作為自然景觀或公共綠地；另一類是填埋量遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，或當(dāng)?shù)匾蚋鞣N原因，對(duì)垃圾填埋仍有處理需求，但一時(shí)不能找到合適地方的，可以通過工程手段，改造、挖潛增加填埋庫容，繼續(xù)為地方垃圾處理工作做出貢獻(xiàn)。上述整治改造提升工程很大程度上需要由專業(yè)運(yùn)營或建設(shè)單位參與，近幾年我們也有幸參與多座垃圾填埋場的環(huán)境整治工作，本文僅就老舊填埋場的生態(tài)修復(fù)改造問題，作者結(jié)合自己的現(xiàn)場實(shí)踐，并就考慮后提出一些看法請(qǐng)大家指正：

一、垃圾填埋場的生態(tài)改造，首先需要進(jìn)行系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)，也就是要根據(jù)規(guī)劃和需求，來因地制宜的研究、確定老舊垃圾填埋場治理后的基本用途。可能的用途方式主要包括以下幾種形式：一是場地污染控制，二是庫區(qū)擴(kuò)容改造，三是封場生態(tài)整治，四是循環(huán)園區(qū)建設(shè)，五是場地綜合利用。只有明確了今后期的用途，才能在后期的設(shè)計(jì)和施工中

二、老舊垃圾填埋場絕大部分的底部防滲都存在防滲層破損的問題，從而導(dǎo)致滲濾液泄漏，造成地下水局部污染，而且很多甚至未采取任何底部防滲措施，所以生態(tài)修復(fù)時(shí)必須對(duì)地下水進(jìn)行防滲阻隔處理。防滲阻隔有水平防滲和垂直防滲兩種，而老、舊垃圾填埋場因場地面積及已造成污染的原因，適合采用垂直防滲的措施。目前常用垂直防滲阻隔處理的技術(shù)主要有：

①灌漿帷幕垂直防滲：即利用射流作用切割摻攪地層，改變?cè)貙拥慕Y(jié)構(gòu)和組成，同時(shí)灌入水泥漿或混合漿形成凝結(jié)體，借以達(dá)到加固地基和防滲的目的。其滲透系數(shù)為 K=1×10 -6 ~1×10 -7 cm/s，基本符合垃圾填埋場的需要。

②深層攪拌法垂直防滲：它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液或粉體強(qiáng)制攪拌），利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)的防滲地基。其滲透系數(shù)為 K=1×10 -6 cm/s。

③工程開挖或造槽法防滲墻：工程開挖方法施工的防滲墻是通過土方工程將土層挖出，然后在挖好的溝槽中建立防滲墻。

造槽法：造槽法建造地下防滲墻方法較多，國內(nèi)外常用的有：沖擊鉆機(jī)造槽、抓斗挖槽、輪銑造槽、回轉(zhuǎn)式造槽、射水法造槽、鋸槽法造槽、多頭鉆式造槽、斗式造槽等。這些方法適用于不同的工程地質(zhì)條件，建造地下防滲墻的施工方法及材料種類繁多。其滲透系數(shù)為 K=1×10 -5 ~1×10 -6 cm/s，

④GCL土墊塑性混凝土防滲墻：這是在工程開挖法防滲墻的基礎(chǔ)上，再垂直鋪設(shè)一層彭潤土防滲層GCL布，又在混凝土防滲墻施工中添加彭潤土等，以提高其防滲效果。其滲透系數(shù)為 K=1×10 -6 ~1×10 -7 cm/s。

⑤垂直塑料薄膜防滲墻：利用裝備水力沖割和刀具破碎土體的專用機(jī)械，在壩基、壩體中順壩軸線方向形成一條連續(xù)的寬 30~80 mm 厚的槽孔并鋪設(shè)塑膜形成防滲體系，滲透系數(shù)為 K=1×10 -11 ~1×10 -15 cm/s，阻止壩基、壩體的滲流以確保滲透穩(wěn)定。最后回填松散干凈的粉質(zhì)壤土而完成作業(yè)，以滿足滲透穩(wěn)定、防止土壤鹽堿化為基準(zhǔn)，可設(shè)計(jì)成懸掛式和封閉式兩種防滲體系。

具體采用何種防滲措施，可根據(jù)垃圾堆體周邊不透水層深度、不透水層上部各地質(zhì)構(gòu)造層特征、垃圾堆體周邊地面設(shè)施情況以及地下水污染程度、當(dāng)?shù)貙?duì)地下水的水質(zhì)要求等因素，并經(jīng)經(jīng)濟(jì)性比較后確定技術(shù)手段。如某些技術(shù)措施防滲系數(shù)不能達(dá)到要求，可通過加厚防滲層厚度、添加防滲材料（水泥、膨潤土等）等方法來改善。

三、垃圾填埋場堆體的穩(wěn)定性差，是常見的老、舊垃圾填埋場另一個(gè)大問題，造成此類問題有以下幾種情況：一是垃圾日常填埋作業(yè)時(shí)未能壓實(shí)，因此堆體松垮或存在空洞；二是垃圾堆高時(shí)不注意邊坡防護(hù)，或因填埋處理量過大，庫容無法滿足時(shí)，一味堆高導(dǎo)致坡度過大。其解決辦法可采取工程技術(shù)措施，主要有以下幾點(diǎn)：一是工程開工進(jìn)場后，首先使用重型機(jī)械（如垃圾壓實(shí)機(jī)、大型挖掘機(jī)、重型推土機(jī)等）在堆體上反復(fù)碾壓，盡可能將松垮的堆體壓實(shí)，減少空洞。壓實(shí)密度要確保大于0.8t/m3；二是堆體整形時(shí)必須控制好邊坡比，控制在小于或等于1：3，同時(shí)嚴(yán)禁垃圾堆高時(shí)不注意邊坡防護(hù)；三是同時(shí)保證每五到六米做一個(gè)檢修維護(hù)平臺(tái)；四是每一平臺(tái)及堆體頂部在整形完成時(shí)均應(yīng)摻土壓實(shí)，從而確保后面防滲及綠化層上去后不會(huì)出現(xiàn)坍塌和滑坡。堆體整形時(shí)，多余的垃圾方量應(yīng)當(dāng)外運(yùn)處理，如果實(shí)在無法找到消納場所，可抬高垃圾防護(hù)壩的高度，將多余的垃圾方量在坡腳反堆，以保證安全的邊坡比。

四、垃圾堆體內(nèi)部的沼氣處理是填埋場改造的另一個(gè)重要內(nèi)容，為避免沼氣聚集引發(fā)的自燃、爆炸，因此采用合理、有效的沼氣導(dǎo)排方式，是填埋場生態(tài)修復(fù)必不可少的措施。進(jìn)行沼氣導(dǎo)排的主要方式，一是在堆體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)氣石籠和導(dǎo)排盲溝，工程施工時(shí)如確定使用原有的導(dǎo)氣井，應(yīng)首先確認(rèn)該井的排氣通暢，同時(shí)相鄰的兩個(gè)導(dǎo)氣井之間應(yīng)設(shè)置盲管進(jìn)行連接。新建的導(dǎo)氣井盡可能采用機(jī)鉆的方式進(jìn)行，實(shí)在因場地、道路等原因，大型鉆機(jī)無法進(jìn)場而采用大開挖形式進(jìn)行時(shí)，應(yīng)注意加強(qiáng)沼氣、內(nèi)部坍塌等問題的安全措施及安全預(yù)案，此外還應(yīng)考慮開挖后惡臭氣體對(duì)周邊環(huán)境的影響。無論是原有的或新建的導(dǎo)氣石籠都需采取鋼筋籠加碎石的形式進(jìn)行防護(hù)，盲管溝也應(yīng)內(nèi)襯碎石加以保護(hù)。導(dǎo)氣石籠的碎石等級(jí)可考慮為50毫米，而盲溝保護(hù)的碎石則以15-30毫米為宜。所有碎石均采用不良級(jí)配碎石（下同）。二是在堆體上部摻土壓實(shí)后，應(yīng)采用碎石層或防水網(wǎng)格作為導(dǎo)氣層，如部分地區(qū)碎石來源困難，不能全面積鋪設(shè)碎石層時(shí)，可考慮使用雙層防水網(wǎng)格作為導(dǎo)氣層，也可將碎石按網(wǎng)狀形式鋪設(shè)，以減少碎石用量。碎石層一般在30-50厘米，不應(yīng)小于30厘米，等級(jí)則以30-50毫米為佳。收集后的沼氣一般采用燃燒的方式進(jìn)行處理，如果沼氣量叫少，也可采用兩級(jí)洗滌處理。

五、垃圾堆體內(nèi)普遍的高水位，使污水導(dǎo)排也成為較為頭痛的一個(gè)問題，國內(nèi)南方地區(qū)普遍多雨，而大部分填埋場缺少雨污分流措施，造成污水產(chǎn)生量過大，偏偏這些老舊垃圾填埋場又都存在滲濾液處理量設(shè)計(jì)偏小的缺陷，所以運(yùn)營時(shí)往往無法將產(chǎn)生的滲濾液排出，再加上回灌的濃廢水，造成堆體內(nèi)水位長時(shí)間保持在高位，這對(duì)堆體的穩(wěn)定造成極大的安全隱患。因此，在生態(tài)修復(fù)過程中，應(yīng)通過敷設(shè)滲濾液導(dǎo)排盲管以及壓實(shí)等方式、方法，將堆體內(nèi)的污水引導(dǎo)出來，將堆體的日常水位保持在相對(duì)低位（堆體內(nèi)適量的水位有助垃圾的腐熟、分解），從而保證堆體的安全穩(wěn)定。垃圾堆體內(nèi)部的滲濾液導(dǎo)排盲管可考慮與沼氣導(dǎo)排盲管共用同一組管道，此時(shí)管道采用高密度聚乙烯實(shí)壁管，上半部開孔為花管狀，外襯20-40毫米的碎石作為保護(hù)。盲管溝尺寸一般為80X80厘米，實(shí)壁管則以250或300口徑較為適合。

六、垃圾堆體上部的防滲覆蓋層主要由土工膜、土工布、防水格柵等組成，因相關(guān)介紹已經(jīng)較為詳細(xì)，本文就不展開細(xì)述。但填埋場生態(tài)修復(fù)的雨污分流除了防滲覆蓋外，還應(yīng)注意雨水的導(dǎo)排，除了填埋場周邊設(shè)置的截洪溝外，堆體頂部、各檢修平臺(tái)及上下相鄰平臺(tái)間均應(yīng)設(shè)置導(dǎo)排溝方便將雨水迅速排出。

本文認(rèn)為，老舊填埋場的最大隱患在于地下水的防滲，因?yàn)榉罎B出現(xiàn)問題，一是涉及的污染面廣、影響較大，二是問題點(diǎn)難找到、且修復(fù)的難度也很大；同時(shí)沼氣收集處置，臭氣防治和沼氣爆炸隱患等問題是填埋場生態(tài)修復(fù)的重中之重。

工程實(shí)際案例

筆者曾親身經(jīng)歷某老垃圾填埋場的生態(tài)修復(fù)工程，該項(xiàng)目建于九十年代末期，占地五十余畝，屬于山谷型填埋場，修復(fù)前共填埋各類垃圾約55萬立方米。該項(xiàng)目在建設(shè)時(shí)未考慮庫底防滲，因此在水質(zhì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)地下水已被污染，我司項(xiàng)目接手后，首先根據(jù)區(qū)域規(guī)劃，確定整治改造目的：場地污染控制，生態(tài)恢復(fù)。為此，我們首先對(duì)其填埋場地下水文地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)勘查，并對(duì)當(dāng)時(shí)填埋作業(yè)情況進(jìn)行深入調(diào)查研究，確定了采用灌漿帷幕垂直防滲技術(shù)的措施，原計(jì)劃繞場地一周，后發(fā)現(xiàn)因該地塊不透水層位于地下16米處，施工費(fèi)用遠(yuǎn)超預(yù)算，后經(jīng)論證，帷幕灌漿改為地下水上水位處，繞場地約1/4圈，該工程結(jié)束后半年，地下水檢測(cè)指標(biāo)明顯好轉(zhuǎn)，從而證明優(yōu)化后的垂直防滲措施效果依舊明顯。該項(xiàng)目垃圾堆體高度約23米，我們?cè)O(shè)置為四個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)間間隔約5米，并在每個(gè)平臺(tái)上及上、下兩個(gè)平臺(tái)間設(shè)置導(dǎo)洪溝，對(duì)雨水進(jìn)行導(dǎo)排。堆體整形時(shí)共挖掘垃圾方量約6萬余方，使整個(gè)堆體按照3：1的坡比進(jìn)行修整。原填埋場運(yùn)行時(shí)零星設(shè)置了8個(gè)沼氣井，我方修復(fù)時(shí)重新規(guī)劃為18個(gè)沼氣井，并在各沼氣井之間敷設(shè)盲溝，采用ф180的HDPE管材，外周邊襯50的級(jí)配碎石。所有沼氣井在堆體內(nèi)管道以鋼筋石籠加碎石進(jìn)行保護(hù)，出頂部防滲層后統(tǒng)一鏈接，以引風(fēng)機(jī)加火炬進(jìn)行燃燒處理。頂部防滲層完成后上鋪85厘米的雜土和營養(yǎng)土，綠化采用草皮加灌木形式。滲濾液按照100噸的規(guī)模，采取預(yù)處理加兩級(jí)反滲透膜的工藝，項(xiàng)目完工至今已有年余，堆體整體形態(tài)保持良好，滲濾液處理也一直穩(wěn)定，項(xiàng)目結(jié)果得到業(yè)主的一致好評(píng)。

原標(biāo)題:老舊填埋場生態(tài)修復(fù)方案初探