基于飞灰卫生填埋垃圾填埋场改造实践.docx

基于飞灰卫生填埋垃圾填埋场改造实践.docx

《基于飞灰卫生填埋垃圾填埋场改造实践.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于飞灰卫生填埋垃圾填埋场改造实践.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于飞灰卫生填埋垃圾填埋场改造实践

摘要：

指出了生活垃圾焚烧产生的飞灰，经稳定化处置后进入填埋库的作法，不能满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的要求，经过对比新旧标准的差异，对常熟市南湖生活垃圾填埋场进行了防渗系统改造、增加分坝区和渗滤液导排系统，达到了新标准关于飞灰卫生填埋的要求。

关键词：

飞灰处置；卫生填埋；工程改造

中图分类号:

X799.1文献标识码：

A文章编号：

16749944

（2013）12019103

1引言

垃圾焚烧处理是实现垃圾无害化、减量化和资源化的最有效的手段之一\[1\],是当前国际上生活垃圾处理较先进的技术，也是目前我国发达地区城市生活垃圾的主要处置方式。

生活垃圾焚烧处置后会产生一定量的飞灰，由于飞灰富集了生活垃圾焚烧过程中所产生的各种重金属以及有机有毒物，世界各国均将其列为危险废弃物范围，我国相应的技术政策也将飞灰作为危险废弃物予以管理和处理'[2\]。

以往，在具体的处理方式上，主要按照《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2001）要求，将飞灰经过稳定化处置后进入危险废物填埋库的方法。

2008年4月，我国发布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）代替原有的垃圾填埋场的建设标准，提出了经过一定处理、符合标准要求的生活垃圾焚烧飞灰等废物可以进入生活垃圾填埋场，这对我国的生活垃圾焚烧设施建设将有很大的促进作用，同时也对飞灰的稳定化处置及垃圾填埋库的建设提出了新的要求。

由于目前我国各城市普遍存在危险废物集中处置设施缺失和固体废物填埋场难以建设的困难，生活垃圾焚烧产生的飞灰量又较大，因此各地区均需要采用合适的工程手段解决飞灰的填埋问题。

如何利用现有条件进行工程改造，使其符合飞灰卫生填埋标准，是我们面临的紧迫和现实的问题。

2工程概况

常熟市南湖生活垃圾焚烧发电厂2006年建成投产，其产生的飞灰均按《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2001）要求，经过稳定化处置后进入危险废物填埋库。

后因库满，新（扩）建危险废物填埋库有难度，常熟市又按《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）标准建成了南湖生活垃圾填埋场三期工程。

要实施（GB16889-2008）标准，达到对飞灰稳定化处置后单独分区填埋的要求，必须对各相关标准予以研究，找出异同，然后进行工程改造，以适应新标准的要求。

2.1新旧标准对填埋场建设的要求差异

南湖生活垃圾填埋场三期扩建工程是按照《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）标准予以设计、施工，项目已于2008年底竣工验收。

要将已建好的常熟南湖生活垃圾卫生填埋场三期作为飞灰的卫生填埋场，必须使其符合新标准的各项要求。

对照《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）标准与《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889—2008）,找出并分析二者之间的差异，按新标准要求做好改造，是解决常熟飞灰改由原实施的安全填埋转为卫生填埋的重要工作。

《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）与《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）对填埋场要求的不同点列于表lo

2.2原填埋库（三期）概况及特点

常熟南湖生活垃圾卫生填埋场三期扩建工程位于垃圾焚烧厂西侧，工程已于2008年底竣工验收，并投入运行，主要作为垃圾焚烧厂的备用场。

工程总库容量为43.7万m3,共分5个填埋库区，每个库区底标高（黄海高程系）和库容如表2所示。

库区采用垂直防渗+水平防渗结构。

垂直防渗采用深层水泥搅拌桩，桩底深入库区底部隔水层以下，水平防渗采用单层复合防渗结构。

防渗结构层如图1所示。

三期工程具有以下特点。

（1） 填埋库区底部基础层为4层粉质粘土夹粉土层，部分为5层粉细砂层，其渗透系数均大于10-5cm/so

（2） 采用深层搅拌桩施工后，库区地下水位降低在-7.Om以下。

三期扩建工程实施前，地勘资料表明，场址位于常熟市西南的南湖荡南岸，为砖瓦厂取土坑区和南湖河道围填而成。

场地主要由大、小不等鱼塘及取土坑构成，鱼塘水深1.5〜2.5m，地形稍有起伏，地面高程0.5〜1.4m，地下水流向为S10°W向。

工程地质条件及评价根据勘察资料，场地内在20.50m深度范围内共分布有8个工程地质层，自上而下分述如下。

①素填土；②淤泥质粉质粘土；③粉质粘土；④粉质粘土；⑤粉质粘土夹粉土：

平均厚度1.43m；中压缩性土；⑥粉细砂；⑦粉质粘土；⑧粉质粘土。

三期扩建工程场地地基土层分为8个工程地质层，其水文地质及工程地质评价如下：

1层素填土：

以粘性土为主，属透水层，平均厚度0.82m；2层淤泥质粉质粘土：

平均厚度4.21m,高压缩性土,工程特性差，Kv=3.26X10-7cm/s,KH=3.46X10-7cm/s,属相对隔水层；3层粉质粘土：

平均厚度0.78m,工程性能较好，Kv=5.20X10-7cm/s,KH=7.54X10-7cm/s,属相对隔水层；4层粉质粘土：

平均厚度2.68m,中压缩性土,工程特性良好,Kv=6.98X10-7cm/s,KH=8.40X10-7cm/s,属相对隔水层；5层粉质粘土夹粉土：

平均厚度1.43m；中压缩性土，Kv=l.37X10-5cm/s,KH=2.01X10-5cm/s,属弱承压含水层；6层粉细砂：

灰黄一黄色，饱和，中密，含云母碎屑，分选性中等，工程性能中等，Kv=4.15X10-3cm/s,KH=5.86X10-3cm/s,属承压含水层；7层粉质粘土：

厚度平均6.95m,局部为粉土层，工程特性较差，属相对隔水层；8层粉质粘土：

厚度大于1.40m,工程特性较好，属相对隔水层。

根据以上地质条件，制定相应的工程改造方案。

3填埋库的工程改造

以上对已建的垃圾填埋场与新标准要求所作的差异分析得知，二者之间主要体现在对防渗系统、分区坝、渗滤液导排系统等方面要求的差异，本次改建即围绕上述几方面为重点对其中的4号库区予以展开。

3.1防渗系统改造

防渗系统填埋场防渗处理在三期中防渗系统工程按《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）设计，防渗采用单层复合防渗结构。

本次技改，4#库区需同时满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）。

原设计中，4#库区基础层为（4）层粉质粘土夹粉土层和（5）层粉细砂层，其饱和渗透系数均大于10-5cm/s,按《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）要求，需采用双层人工合成材料衬层。

飞灰填理场处理的首要问题，是防止填埋场附近地下水及地表水受到渗沥液的污染，在合理选址的基础上必须考虑防渗系统的设计。

根据场址的工程地质和水文地质情况，对填埋场底部进行防渗处理，其目的一方面是防止渗沥液浸入地下，污染地下水；另一方面是防止地下水浸入填埋场，造成渗沥液水量的大幅度上升。

防渗处理要因地制宜选择不同的防渗方式，其中水平防渗为填埋场设计需主要考虑的问题之一。

水平防渗方式主要采用以下两种方法：

①天然防渗：

天然防渗系统主要在场地的土壤、水文地质条件允许的情况下才能采用；②天然和人工防渗相结合防渗：

如果场地部分满足天然防渗条件，可采用以上两种方式相结合。

防渗衬里是由土工布、无纺布、过滤层、高密度聚乙烯等多种材料复合而成，具有很好的防渗性、耐腐性、（绕）曲性。

根据规范要求，结合三期扩建工程实施的4#单元坑防渗结构特点，本技改工程防渗系统采用人工双层复合防渗结构。

防渗结构层（从上到下）如下。

（1） 缓冲层：

采用300mm厚的袋装飞灰。

（2） 渗沥液收集导排系统：

底部采用300mm厚碎石导渗层，反滤层采用160g/m2机织土工布。

（3） 膜上保护层：

为800g/m2长丝聚酯无纺土工布。

（4） 主防渗层：

坡面选用平模挤出工艺生产的1.5mm厚单糙面HDPE土工膜，糙面朝下铺设。

平面选用平模挤出工艺生产的1.5mm厚光面HDPE土工膜。

（5） 膜下保护层：

为600g/m2长丝聚酯无纺土工布+200g/m2长丝聚酯无纺土工布，200g/m2长丝聚酯无纺土工布已铺设。

（6） 渗沥液检测层：

底部为300mm厚碎石层，坡面为复合土工排水网，三期扩建工程已铺设。

（7） 次防渗层：

选用平模挤出工艺生产的1.5mm厚HDPE土工膜，三期扩建工程已铺设。

（8） 防渗保护层：

＞0.75m厚粘土层，饱和渗透系数不大于10-7cm/so三期扩建工程已建设。

（9） 地下水导排：

为间隔20m的碎石盲沟。

三期扩建工程已建设。

（10） 基础层：

为4层粉质粘土夹粉土层和5层粉细砂层。

构造如图2所示。

3.2分区坝结构

根据规范要求，飞灰进入生活垃圾卫生填埋场需分区填埋处置。

三期扩建工程共分5个填埋库区，库区采用Im高的粘土坝分隔，以减少渗沥液产量。

本改造工程需建设高度为3m,顶标高为-0.8m（黄海高程）的分区结构物，以分隔飞灰填埋坑和生活垃圾填埋坑。

分区结构物采用挡土墙。

挡土墙主要有以下几种类型：

重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙等。

本工程的适用方案选择如表3所示。

由以上对比可知：

重力式挡土墙技术简单、应用广泛、造价低，但其体积较大，占用库容大；悬臂式和扶壁式挡土墙虽占用库容小，但其施工复杂，需将原工程铺设的防渗系统切割出工作面后，方可施工，且造价较高。

锚杆式挡土墙技术复杂，适用于高度较大的挡土墙。

本次改造工程中，飞灰填埋区分区挡土墙高度约为3m,结合现场实际情况，推荐采用重力式挡土墙作为分区结构物的形式，重力式挡土墙材质采用粘土。

3.3渗滤液导排系统

在填埋单元坑填埋过程中，难以阻止雨水进入飞灰堆层，当降水使飞灰完全饱和后，继续降雨必然会产生渗沥液,这是场区渗沥液的主要来源。

本工程排水系统分地下水排水系统、膜下水排水系统和渗沥液排水系统。

设计情况如下：

地下水排水系统主要为库区底部的地下水导排盲沟；膜下水排水系统可利用三期扩建工程建设的渗沥液导流层改造成膜下水导流层，渗沥液泵井改造成膜下水渗漏检测井；渗沥液排水系统在坑底主防渗层上铺设碎石导水层，顶面铺盖一层土工布作为过滤层，渗沥液最终通过穿孔HDPE管排至渗沥液收集井；在渗沥液收集井中设有移动式潜污泵，提升送至污水储存罐。

4结语

整个常熟三期垃圾填埋库4号坑的改造工程历时4个月，投入改造资金400万元，工程经有关部门检验合格通过验收，现已投入正常使用。

《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889—2008）为飞灰的处置开辟了新的出路，同时也对飞灰的处置及垃圾填埋库的建设提出了更高的要求。

在按原标准建设的垃圾填埋场基础上进行工程改造，能够解决目前我国各城市对危险废物集中处置设施和一般固体废物填埋场都面临难以建设，又必须面对大量飞灰需处理的现实问题。

常熟市按照（GB16889—2008）标准的要求，改造原有的填埋场的渗滤系统，设置分区坝结构和渗滤液导排系统，有效解决了当地飞灰处置的问题，可为其他各地类似情况的解决提供有益的借鉴。

参考文献：

[1] 时璟丽，张成.垃圾焚烧发电技术在我国的应用及发展趋势[J].可再生能源,2005

（2）：

63〜65.

[2] 赵光杰，李海滨，赵增立.垃圾焚烧飞灰基本特性研究[J].燃料化学学报,2005（4）：

184-185.

[3] 国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.GB18598-2001危险废物填埋污染控制标准[S].北京：

国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局，2001.

[4] 中华人民共和国建设部.CJJ17-2004生活垃圾卫生填