HDPE環(huán)保防滲土工膜在垃圾填埋場(chǎng)系統(tǒng)施工方案

時(shí)間：2016-01-25作者：山東浩陽(yáng)新型工程材料股份有限公司瀏覽：193

垃圾填埋場(chǎng)簡(jiǎn)介

? ? ? ?隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平日益提高,城市人口的不斷增長(zhǎng)，城市生活垃圾越來越多，為了防止垃圾對(duì)環(huán)境造成污染，必須對(duì)垃圾進(jìn)行處理。長(zhǎng)期以來生活垃圾處理絕大多數(shù)采用簡(jiǎn)單填埋，而垃圾的成分十分復(fù)雜，填埋后經(jīng)過缺氧、發(fā)酵等反應(yīng)，產(chǎn)生的滲瀝液是成分較復(fù)雜較難處理的污水。一個(gè)未經(jīng)無害化處理的垃圾場(chǎng)，成為一個(gè)長(zhǎng)期的污染源，嚴(yán)重污染地下水。垃圾產(chǎn)生的有害氣體直接排放，污染空氣，嚴(yán)重影響周圍環(huán)境。垃圾中產(chǎn)生的沼氣由于未經(jīng)疏導(dǎo)處理，橫空遷移，當(dāng)濃度達(dá)到5-15%，致使垃圾造成zifen，這種現(xiàn)象在為數(shù)不少的垃圾填埋場(chǎng)都曾發(fā)生過。

? ? ? ?近年來,國(guó)家重視對(duì)環(huán)境的保護(hù)工作,一些新的垃圾處理工藝被廣泛采用, 現(xiàn)在應(yīng)用較多,效果較好的處理方式是衛(wèi)生土地填埋處理。衛(wèi)生土地填埋除了對(duì)填埋場(chǎng)的基礎(chǔ)進(jìn)行了人工的防滲處理以外,還有一整套的收集垃圾滲瀝液和廢氣的系統(tǒng),來排放或回收利用垃圾產(chǎn)生的廢液、廢氣。如圖

一、 場(chǎng)地的選擇

場(chǎng)地的選擇是衛(wèi)生土地填埋場(chǎng)全面設(shè)計(jì)規(guī)劃的一步，通常要遵循兩條原則：一是場(chǎng)地能滿足防止污染的需要，二是經(jīng)濟(jì)合理。一般要考慮以下諸方面的因素：

1、垃圾：根據(jù)垃圾的來源、種類、性質(zhì)和數(shù)量確定場(chǎng)地的規(guī)模；

2、地形：要便于施工，避開洼地，泄水能力要強(qiáng)，可處置至少二十年填埋的廢物量；

3、土壤：要***覆蓋土壤，土壤*壓實(shí)，防滲能力強(qiáng)；

4、水文：地下水位應(yīng)盡量低，距較下層填埋物至少1.5m；

5、氣候：能蒸發(fā)大雨降水，避開高寒區(qū)；

6、噪音：運(yùn)輸及操作設(shè)備噪音不影響附近居民的工作和休息；

7、交通：要方便，具有能夠在各種氣候下運(yùn)輸?shù)娜旌蚬罚?

8、距離與方位：運(yùn)輸距離適宜，位于城市的下風(fēng)向；

9、土地征用：要*征得，比較經(jīng)濟(jì)；

10、開發(fā)：便于開發(fā)利用。

二、 場(chǎng)地設(shè)計(jì)

衛(wèi)生土地填埋場(chǎng)地的設(shè)計(jì)包括場(chǎng)地的面積和容量確定、地下水的保護(hù)措施及降解氣體的控制等。

場(chǎng)地面積和容量

填埋場(chǎng)的面積和容量應(yīng)與城市的人口數(shù)量、垃圾的產(chǎn)率、廢物填埋的高度,垃圾量與覆蓋材料量及填埋后的壓實(shí)密度有關(guān)。通常覆土和填埋垃圾之比為1：4或1：3，填埋后廢物的壓實(shí)密度為500-700kg/m3，場(chǎng)地的容量至少使用20年。

每年填埋的廢物體積可按下式計(jì)算：

V=365×WP/D+C

式中：V—一年填埋的垃圾體積，m3；

W—垃圾的產(chǎn)率，kg/（人·d）；

P—城市人口數(shù)量，人；

D—填埋后廢物的壓實(shí)密度，kg/m3；

C—覆土體積，m3；

? ? ?如已知填埋高度為H,則每年所須土地面積為：

A=V/H

土地填埋場(chǎng)的實(shí)際占地面積確定以后，還要考慮場(chǎng)地周圍土地的使用，要注意保留適當(dāng)?shù)木彌_區(qū)，并根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定場(chǎng)地的邊界。填埋場(chǎng)地的容量也要根據(jù)當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃，留有充分的余地。

三、 地下水的保護(hù)系統(tǒng)

1、浸出液的生成

填埋場(chǎng)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的浸出液，其數(shù)量及性質(zhì)與許多因素有關(guān)。浸出液的主要來源如下：

（1）降水：降水包括降水和降雪，它是浸出液產(chǎn)生主要來源。影響浸出液產(chǎn)生數(shù)量的降雨特性有降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨頻率、降雨持續(xù)時(shí)間等。降雪和浸出液生成量的關(guān)系受雪量、升華量、融雪量等影響。在積雪地帶，還與融雪時(shí)期或融雪速度的有關(guān)。一般，降雪量的十分之一相當(dāng)于等量的降雨量。確切數(shù)量可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料確定。

（2）地表徑流：地表徑流是指來自場(chǎng)地表面上坡方向的徑流水，對(duì)浸出液的產(chǎn)生數(shù)量也影響較大。具體數(shù)量取決于填埋場(chǎng)地周圍的地勢(shì)、覆土材料的種類及滲透性能、場(chǎng)地的植被情況及有無排水設(shè)施等。

（3）地下水：如果填埋場(chǎng)地的底部在地下水位以下，地下水就可能滲入填埋場(chǎng)內(nèi)，浸出液的數(shù)量和性質(zhì)與地下水同垃圾的接觸量、接觸時(shí)間及流動(dòng)方向有關(guān)。如果在設(shè)施施工中采取防滲措施，即可避免地下水的滲入。

（4）垃圾含水：除垃圾自身含水外，垃圾中的**組分經(jīng)厭氧分解會(huì)產(chǎn)生水分，其產(chǎn)生量與垃圾的組成、PH、溫度和菌種等因素有關(guān)。

? 此外，浸出液量還與填埋操作方式有關(guān)。例如與污泥混合填埋時(shí)，不管污泥的種類及保水能力如何，通過一定程度的壓實(shí)，污泥中總有相當(dāng)量的水分變成浸出液而流出。

2、浸出液的產(chǎn)生量可根據(jù)填埋場(chǎng)水的收支平衡關(guān)系來確定。下圖為土地填埋場(chǎng)水的平衡示意圖。由圖可以看出，作為輸入的流入水，有降雨、地表徑流流入水、地下涌出水及廢物含水和分解水；作為輸出的流水有地表徑流流出水、蒸發(fā)散失水、地下滲出水和浸瀝液。

浸瀝液的產(chǎn)生量的計(jì)算常用的有兩種，一種是經(jīng)驗(yàn)公式：

Q=（1/1000）·C·I·A

式中：Q—日平均浸出液量，m3/d；

C—流出系數(shù)，%；

I—平均降雨量，mm/d;

A—填埋場(chǎng)集水面積，m2。

流出系數(shù)（C）與填埋場(chǎng)表面特性、植被、坡度等因素有關(guān)，一般為0.2—0.8。

另一種是計(jì)算公式：

Q=10-3·In·[(d·λ·Ss+ Sa) ·Kr+(1-λ)·Ss/D]·1/N

式中：Q——日平均浸出液量，m3/d；

In——幾年概率日平均降雨量，mm/d；

Ss——場(chǎng)地周圍集水區(qū)面積，m2；

Sa——填埋場(chǎng)地面積，m2；

λ——表面流出率（0.2—0.8）；

d——場(chǎng)地外地表徑流流入率；

Kr——流出系數(shù)，Kr =10-2（0.002 In2+0.16 In+21）；

D——集水區(qū)中心到集水管的平均時(shí)間，d；

1/N——降水頻率。

四、 填埋場(chǎng)地基應(yīng)符合下列規(guī)定

1、場(chǎng)底地基應(yīng)是具有承載能力的自然土層或經(jīng)過碾壓、夯實(shí)的平穩(wěn)層，且不應(yīng)因填埋垃圾的沉陷而使場(chǎng)底變形、斷裂。

2、場(chǎng)底應(yīng)有縱、橫向坡度；縱橫坡度宜在2％以上，以利于滲瀝液的導(dǎo)流。

3、粘土表面經(jīng)碾壓后，方可在其上貼鋪人工襯里。

4、鋪設(shè)人工襯里材料應(yīng)焊接牢固，達(dá)到強(qiáng)度要求，局部不應(yīng)產(chǎn)生下沉拉斷現(xiàn)象。在大坡度斜面鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)設(shè)錨定平臺(tái)。

五、 填埋場(chǎng)形式

管道鋪設(shè)前要做人工水平防滲處理. 人工水平防滲工藝是采用高密度聚乙烯（HDPE）防滲膜把整個(gè)垃圾填埋場(chǎng)鋪設(shè)焊接，形成一個(gè)水平的防滲系統(tǒng)。

人工水平防滲示意圖

1、平原型

一般指在平地上挖坑或利用原有的廢舊坑，如磚瓦廠等。特點(diǎn)為地形較簡(jiǎn)單，場(chǎng)地開闊，由于地下水位高，坑淺，一般不**過幾米深，垃圾主要往上填埋，可高出地面幾十米。如保定市西康莊垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，是典型的北方平原地帶利用廢舊磚瓦廠形成的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，填埋場(chǎng)場(chǎng)地平坦、邊坡平直，基本成標(biāo)準(zhǔn)的矩形狀。這樣的地形，對(duì)HDPE膜的鋪設(shè)工作較為有利，對(duì)材料的損耗也較少。

2、溝壑型

利用自然沖刷而形成的溝壑狀填埋場(chǎng)，其地形復(fù)雜，邊坡陡峭，施工難度大。如洛陽(yáng)市盤龍冢垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，該場(chǎng)大部分的邊坡基本上成垂直陡壁式的邊坡，且邊坡上部沒有足夠空間作為錨固平臺(tái)。在鋪設(shè)時(shí)若按照常規(guī)方法顯然不能解決問題，只能把膜面縱向一分為二、減輕其重量，然后把膜片用繩子從坡腳一片片地拉至坡**，才能達(dá)到鋪設(shè)目的，焊接時(shí)同樣用安全繩把人和機(jī)械懸在半空中進(jìn)行操作，錨固需視地形采取特殊措施。

3、山谷型

多在原生的山谷中，或利用廢舊采石場(chǎng)，工程量大，邊坡多分級(jí)設(shè)平臺(tái)，施工復(fù)雜。如泉州市室仔前垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，是典型的南方山地溝谷自然形狀的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，該場(chǎng)一期工程在標(biāo)高125米以下；二期工程在標(biāo)高125米至145米之間，地形環(huán)境比較復(fù)雜、坡面陡、彎曲多變，對(duì)人工水平防滲HDPE膜的安裝提出了嚴(yán)格的要求。比如HDPE膜的裁剪需要相當(dāng)高的技術(shù)處理，否則，大量的損耗將增加投資。

六、 滲出液收集系統(tǒng)

在防滲層上設(shè)滲出液收集系統(tǒng)，主要由HDPE花管構(gòu)成。在實(shí)際的工程中常用的有三種鋪設(shè)方式。

2、滲層上設(shè)集液盲溝，HDPE花管鋪設(shè)在集液盲溝內(nèi)。這種方法的收集效果很好，對(duì)滲出液的收集比較徹底。但他的施工方式比較煩瑣，工程造價(jià)也相對(duì)較高，在現(xiàn)在的工程中除了一些投資較大的大型垃圾處理場(chǎng)以外，應(yīng)用的相對(duì)較少。PE管在溝內(nèi)要做必要的保護(hù)措施，防止?jié)B出液中的固體垃圾堵塞花管的孔洞，影響收集效果。一般的處理方案有二：

（1） 是用礫石由下到上按粒徑由細(xì)到粗排列;.p 填充到溝內(nèi)保護(hù)花管。

（2）用無紡?fù)凉げ几采w在花管的表面，來保護(hù)花管。

? 2、在沙礫排水層中鋪設(shè)HDPE花管。這種方法的收集效果較好，而且施工相對(duì)簡(jiǎn)單，在進(jìn)行防滲層施工時(shí)就可以進(jìn)行鋪設(shè)。由于花管所處的位置本身就在PE膜的保護(hù)層內(nèi)的，所以對(duì)HDPE花管的保護(hù)一般采用無紡?fù)凉げ及ü軄韺?shí)現(xiàn)的。

3、在防滲層的保護(hù)層上直接鋪設(shè)花管。一般需要做水泥基礎(chǔ)層，來固定花管。這種鋪設(shè)方法的收集效果較差，但施工很方便，工程造價(jià)較低，一般用于一些小型的垃圾填埋處理場(chǎng)。

七、 垃圾填埋運(yùn)作

填埋場(chǎng)道路應(yīng)能全天候通行，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ 22）的規(guī)定。填埋作業(yè)區(qū)道路宜有防民、防陷設(shè)施。

填埋作業(yè)應(yīng)按地形、地質(zhì)情況采用一種或兩種以上的作業(yè)法，包括平面作業(yè)法、斜坡作業(yè)法、溝填法等。

填埋應(yīng)實(shí)行單元、分層作業(yè)，每一單元及作業(yè)平臺(tái)的大小應(yīng)按設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、垃圾量、運(yùn)輸?shù)葘?shí)際條件而定。填埋作業(yè)應(yīng)**傾卸、攤鋪、壓實(shí)。應(yīng)以一日為一小單元或每班次為一小單元，宜每日一覆蓋。

作業(yè)單元應(yīng)采用分層壓實(shí)方法，垃圾壓實(shí)密度應(yīng)大于600kg／m3。

單元每層垃圾厚度依填埋作業(yè)設(shè)備的壓實(shí)性能及垃圾的可壓縮性確定，宜為2～3m，較厚不得**過6m。

每層垃圾壓實(shí)后，應(yīng)采用粘土或人工襯層材料進(jìn)行覆蓋，粘土覆蓋層厚度應(yīng)為20～30cm。

八、 填埋場(chǎng)的排氣系統(tǒng)

1、垂直排放形式

（1） 垂直式收集井:是目前通常采用的收集形式.砌筑豎井通常設(shè)計(jì)為直徑在0.6～1.2m之間,長(zhǎng)3m;井內(nèi)為多孔管,直徑在150～200mm范圍。管材采用耐腐蝕和耐久性的HDPE花管,其**部用蓋板密封。

（2） 對(duì)一些投資較低的填埋場(chǎng)也可以采用石籠排氣法。石籠是制作一個(gè)圓形金屬框架，在石籠中心位置豎PE花管，籠與管之間填充礫石。垂直式收集井的作用半徑為40～50 m,井間距則在80～100 m.收集井的定位要使其影響區(qū)域相互交迭,如果豎井建在正六邊形的角上,可以得到滿分交迭,其影響區(qū)域則可覆蓋整個(gè)填埋場(chǎng)。

? ?2、自然排氣法應(yīng)在地平面的水平方向上設(shè)置間距不大于50m的垂直導(dǎo)氣管，管口應(yīng)高出場(chǎng)地表面100cm以上。采用火炬法點(diǎn)燃時(shí)，應(yīng)高空處理。

3、收集的廢氣如需回收利用，應(yīng)設(shè)匯流中轉(zhuǎn)器。它能單獨(dú)有效地管理和控制該區(qū)域內(nèi)的填埋場(chǎng)氣的收集。每個(gè)匯流中轉(zhuǎn)器控制5個(gè)收集井，匯流5個(gè)收集井的氣體直接輸送至收集站，從而使整個(gè)收集系統(tǒng)較易控制和調(diào)節(jié)。各匯流中轉(zhuǎn)器也可以是互相連通的，以便在事故或檢修時(shí)互為備用。通常把匯流中轉(zhuǎn)器設(shè)計(jì)成8個(gè)接差頭，5個(gè)作為填埋場(chǎng)氣入口，一個(gè)大的作為出口，一個(gè)與其它的匯流中轉(zhuǎn)器相連，一個(gè)作為備用。

? ?4、收集管和輸氣管:為了區(qū)別,把收集井到匯流中轉(zhuǎn)器之間的管道稱為收集管,把匯流中轉(zhuǎn)器到收集站之間的管道稱為輸氣管.為減少阻力和各管道之間阻力的不平衡的影響,氣流速度采用低值.管徑由流量和流速確定。

九、 填埋場(chǎng)的封場(chǎng)

填埋場(chǎng)封場(chǎng)覆蓋層結(jié)構(gòu)示意圖

填埋場(chǎng)封場(chǎng)后的土地使用必須符合下列規(guī)定：

填埋場(chǎng)填埋達(dá)到設(shè)計(jì)封場(chǎng)條件要求時(shí)，確需關(guān)閉的，必須經(jīng)所在地縣級(jí)以上地方人民**環(huán)境保護(hù)、環(huán)境衛(wèi)生行政主管部門核準(zhǔn)、鑒定。填埋場(chǎng)土地達(dá)到安全期后方能使用，在使用前必須做場(chǎng)地鑒定和使用規(guī)劃。未經(jīng)地質(zhì)、建筑、環(huán)境專業(yè)技術(shù)鑒定之前，填埋場(chǎng)地嚴(yán)禁做建（構(gòu)）筑物用地。封場(chǎng)工作應(yīng)按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，并應(yīng)在專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督指導(dǎo)下進(jìn)行。填埋場(chǎng)最后封場(chǎng)應(yīng)在填埋物上覆蓋粘土或人工合成材料。粘土的滲透系數(shù)應(yīng)小于 1.0 X 10-7cm／s，厚度為20～30cm；其上再覆蓋20～30crn的自然土，并均勻壓實(shí)。填埋場(chǎng)封場(chǎng)后應(yīng)覆蓋植被。根據(jù)種植植物的根系深淺而確定。覆蓋營(yíng)養(yǎng)土層厚度，不應(yīng)小于20cm，總覆土應(yīng)在80cm以上。填埋場(chǎng)封場(chǎng)應(yīng)充分考慮堆體的穩(wěn)定性和可操作性。封場(chǎng)坡度直為5％。封場(chǎng)應(yīng)考慮地表水徑流、排水防滲、覆蓋層滲透性和填埋氣體對(duì)覆蓋層的**托力等因素，使較終覆蓋層安全長(zhǎng)效。

十、 填埋場(chǎng)管道性能

1、耐酸、耐堿、耐腐蝕的特性。發(fā)酵的垃圾和垃圾滲瀝液成分十分復(fù)雜，有很強(qiáng)的腐蝕性，多是由強(qiáng)酸或強(qiáng)堿組成的，收集系統(tǒng)的管道必須有很強(qiáng)的耐酸堿腐蝕的特性，否則管道被其腐蝕后，影響收集效果。

2、使用壽命長(zhǎng)、抗老化。垃圾場(chǎng)填埋完畢封**以后，就不再打開了，要求管道必須有很強(qiáng)的抗老化性能，有很長(zhǎng)的使用壽命。保證管路系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間正常使用。如果管路老化速度快，對(duì)管路的維修，更換難度很大，增加工程投資。

3、有很強(qiáng)的抗外部荷載能力。一個(gè)垃圾處理場(chǎng)的垃圾填埋量都是以萬噸計(jì)算的，如此多的外部荷載，決定了管道要有較高的抗荷載能力及環(huán)剛度，保證管道不被壓斷、變形。

4、要具有良好的柔韌性，抗沉降性能。在垃圾自身重力的影響下，管路基礎(chǔ)可能會(huì)發(fā)生不均勻沉降和錯(cuò)位，要求管道對(duì)這種沉降和錯(cuò)位有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。

5、管路內(nèi)壁光滑，不結(jié)垢。滲瀝液的成分復(fù)雜，并伴有許多固體懸浮顆粒，管路的內(nèi)壁必須光滑，不結(jié)垢，以免污物沉積在管壁上，堵塞管道。

6、要求具有優(yōu)良的耐溫性。垃圾場(chǎng)內(nèi)部時(shí)刻發(fā)生生化反應(yīng)，會(huì)放出大量的熱量，溫度可達(dá)40--50℃，要求管路能夠長(zhǎng)時(shí)間在這個(gè)溫度下工作而不縮短壽命。

7、要求管路有很強(qiáng)的耐磨性。滲瀝液中有許多的雜質(zhì)，管道必須有很強(qiáng)的抗摩擦性能。


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