非正规垃圾填埋场治理修复工程分析

文_龙智勇 周洋 王妙 白月飞 李成 中机国际工程设计研究院有限责任公司

1 项目背景

湖南省湘阴县附山垸生活垃圾填埋场属于非正规垃圾填埋场，位于湖南省岳阳市湘阴县静河乡清湖村滨江路东侧，占地面积约5万m2。填埋场西面紧邻湘江边，距离湘江约20m，中间隔一防洪堤；东面紧邻洋沙湖距离湘江约35m，南面为农田。该填埋场所在位置在2005年以前为农田及池塘，2005年开始堆放生活垃圾，期间未进行任何环保防渗等措施。根据勘察报告，截至2018年5月已堆放近5万m2的生活垃圾，垃圾堆放量为37.56万m3。

2 污染现状与污染程度分析

2.1 污染现状

由于场地无任何防渗、封存等措施，导致填埋场周边出现明显恶臭，排水沟水体呈现黑色。根据人员访谈和现场踏勘，填埋场北侧区域垃圾堆体上已建设湘天混凝土生产厂房，填埋场入口至填埋场中心已铺设一条砾石道路，除西南侧新垃圾堆体仍然裸露在外，其余主体垃圾堆体上已经覆土压实。场地目前已被围墙遮挡围住。但是仍有附近居民偷偷倾倒垃圾，造成黏土覆盖不彻底，形成垃圾裸露，滋生蚊虫苍蝇。

2.2 污染程度分析

2.2.1 场地调查结果

据《场地环境调查技术导则》（HJ25.1-2014）、《生活垃填埋场环境监测技术要求》（GB/T18772-2017）等对填埋场进行场地调查并取样分析。根据样品检测结果统计分析：

①场地污染区域主要为填埋场外西侧区域，土壤中的As、氯仿和四氯化碳等污染物超过我国《建设用地土壤污染风险筛选指导值》（三次征求意见稿）的工业用地土壤筛选值，尤其是氯仿检出超标范围较广。土壤样品中有3个点位As超出当地背景值，氯仿最大超标倍数为1.02倍。四氯化碳超标倍数范围在0.03～0.35。

②地下水监测区域为填埋场垃圾堆体边界西南侧及南侧区域。从监测数据来看，重金属、VOC、SVOC等污染物检测指标均不超标。地下水的氨氮、总大肠杆菌群、溶解性固体等水质指标超过我国《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）的三级标准，其中氨氮含量在MW3超标0.105倍；除MW6点位外，其余点位总大肠菌群均超标，超标范围介于1.67～22.67倍；溶解性固体在所有监测点位中均超标，超标倍数介于2.64～3.72倍。

③垃圾堆体西侧的沟渠和池塘部分点位的COD、氨氮、总氮等水质指标超出《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准。填埋场周边的洋沙湖、湘江段上中下游的总氮超过《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准。

④场地底泥检出的污染物重金属Cu、Cr、Pb、Cd、Zn、Ni、Hg、As，总石油烃的浓度均低于标准限值，未出现超标污染物及超标点位。

⑤空气监测因子中，硫化氢、二氧化碳及甲硫醇未检出，甲烷、氨气、臭气浓度均有检出，通过与引用的标准限值比较，空气监测因子检出浓度均未超标。

2.2.2 风险分析

目前湘阴县附山垸垃圾填埋场顶部及侧壁覆盖红色色黏土并压实，填埋场内整体区域红棕色覆土下为生活垃圾，含少量建筑垃圾，垃圾堆体下侧土层从上到下依次为淤泥质粉质黏土层、粉质黏土层、中砂层；场地边界西侧区域地表填土下侧土层从上到下依次为淤泥质粉质黏土层、粉质黏土层、中砂层。场地周边区域填土下的地下水主要接受大气降水、湘江及洋沙湖补给，且地下水与两侧河道可能存在一定的相互补给关系，同时受季节及雨季影响，地下水水位波动较明显。

3 治理方案

3.1 一般处理方案

本项目治理对象为非正规填埋场，主要污染因素为渗滤液外溢、垃圾裸露、臭气污染等。针对该种非正规的填埋场一般处理方法有垃圾清挖筛分分类处理和原位封场修复两种。

3.1.1 垃圾清挖筛分分类处理

垃圾筛分治理技术属异位治理技术，其特点是彻底消除污染场地的污染源，垃圾筛分治理技术原理是考虑到非正规垃圾填埋场中陈腐垃圾多为混合垃圾，经过填埋后的垃圾物理组分主要为塑料、织物、木竹、灰土、砖瓦等，而生物反应降解后的大量的有机污染物，存留在灰土中。

3.1.2 原位封场修复

采用高压旋喷桩或水泥搅拌桩或柔性垂直土工布等技术建造止水帷幕，将垃圾填埋场与外部地层的水力联系隔断，用于治理存在地下水侧向侵入可能的垃圾填埋场，防治渗滤液侧向渗漏。通过设置渗滤液及填埋气导排井，将垃圾堆体中的渗滤液和填埋气导排处理经处理后外排。填埋场顶部封场绿化。

因此，本项目采用“柔性垂直土工膜帷幕+封场绿化”的方式进行处置。既可以解决垃圾渗滤液和填埋气污染问题，也不会增加湘阴县境内现运行的生活垃圾填埋场填埋负荷，同时减少了施工过程中的二次污染问题。施工成本较低，在湘阴县政府可承受范围内。

3.2 工程方案

3.2.1 垂直防渗

在填埋场四周，通过将3mm厚高密度聚乙烯（HDPE）膜垂向插入相对不透水层中，并插入到相对不透水层以下1.0m以上，土工膜侧面配有独特的链接锁扣（内部插入止水条），并在底部灌充1m高性能密封材料，共同构成垂直防渗防渗系统。根据地勘报告中渗透系数检测结果，本设计以淤泥质黏土（渗透系数1.42×10-7cm/s）作为场地防渗层，并与柔性防渗膜相连接。

3.2.2 渗滤液导排与处理

根据《生活垃圾卫生填埋场封场技术规范》（GB51220-2017）6.1.2条，本项目属于非规范填埋场治理修复项目，底部未设置任何防渗及渗滤液导排设施。因此，在填埋场四周设置柔性垂直防渗，并在填埋场内部设置渗滤液抽排设施。在填埋场顶部设置37口集气导液井，利用气动压缩泵将填埋场内部渗滤液导排出来。同时在填埋场四周设置渗滤液导排盲沟，沟内铺设DN315HDPE导排管，将汇入盲沟中的渗滤液导排出来。通过两种途径协同导排实现本项目填埋场中渗滤液的导排。渗滤液导排出来后进入一体化处理设备处理后外排进入市政污水管道，最后进入市政污水厂处理厂进一步达标处理后外排。

3.2.3 填埋气导排与处理

考虑到附山垸原生活垃圾填埋场填埋总量较少（约37.56万m3），生活垃圾堆体的高度并不太高（平均垃圾填埋厚度小于10m），内部所填垃圾中主要成分为生活垃圾（衣物、塑料、玻璃等）、建筑垃圾夹5%～10%的粘性土，其中0.0～2.8m填埋深度中主要为粘性土夹约20%的碎石、碎砖、砼块等建筑垃圾，有臭味，堆填年限不超过10年，密实程度不均匀，未完成自重固结，呈湿、松散状态，因此单位面积的产气量相对较少。根据《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》（GB50869-2013）第11.1.3条“填埋场不具备填埋气体利用条件时，应采用火炬燃烧处理，并宜采用能够有效减少甲烷产生和排放的填埋工艺”，因此本项目采用主动导排方式，将导气井中的沼气通过抽气设备抽排出来，通过火炬燃烧后排放。

3.2.4 封场绿化

按照《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》（GB50869-2013）的要求，本设计最终填埋完成面最大坡度按1∶3考虑。填埋库从拦渣坝坝顶35m标高开始，坡面以1∶3坡度向上，一直达到38m标高，然后按5%以上的坡度由中间坡向两侧，形成鱼背状，便于排水。根据《生活垃圾卫生填埋场封场技术规范》（GB51220-2017）的要求，填埋场封场必须构筑封场覆盖系统。封场覆盖系统结构由垃圾堆体表面至顶部表面依次分为：排气层、防渗层、排水层、绿化土层。

3.2.5 辅助设施

配置监测井、围栏、标识标牌等。

4 治理效果

本项目于2018年11月完成设计，2018年12月开始施工，2019年8月竣工验收。项目实施完成后，填埋场周边农田地表水水质达标，周边再无垃圾裸露和填埋气体污染问题，极大改善了周边环境。同时填埋场封场绿化后，不仅解决了单纯黏土填埋造成的水土流失问题，也增加了地区绿色景观。

5 结语

采用原位封场修复技术，在填埋场周边设置柔性垂直止水帷幕，阻断了垃圾渗滤液向堆体外渗透垃圾渗滤液。通过渗滤液导排井抽排垃圾堆体中的渗滤液，最终实现渗滤液的规范治理，解决外溢污染周边环境的问题。

通过填埋气导排焚烧，解决垃圾堆体中填埋气体污染问题。通过封场绿化，实现填埋场封场，解决垃圾裸露和水土流失等问题。本项目的成功实施，为我国非正规填埋场治理设计提供了借鉴。