甘肃礼县城市生活垃圾处置研究

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摘 要：城市垃圾的处理，无论对于发达国家还是发展中国家都是个普遍存在而又亟待解决的问题。城市生活垃圾处理的策略应结合城市发展环境、垃圾处理现状条件、垃圾总量、垃圾成分、垃圾处理技术水平、经济承受能力等多种因素综合考虑。礼县经济比较落后，对生活垃圾的处理长期处于落后状态，垃圾填埋处置措施选择填埋法较为适合，可以减少环境的污染，降低处置成本，有利于填埋场的处置管理，并可为我国西部经济较为落后的小型城市生活垃圾处理提供参考。

关键词：城市垃圾 礼县 填埋法

中图分类号：X799 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-03

城市生活垃圾是人们生活中产生的综合废弃物。在收集运输和处理处置过程中，其本身含有的和产生的有害成分会对大气、土壤和水体造成污染。不仅严重影响城市环境质量，而且威胁人们的身体健康。同时，随着城市人口的增加、城市规模的扩大和居民生活水平的提高，城市垃圾的不适当堆放，已经产生了世界范围内的人类健康和环境问题，对其进行有效控制和处理处置，成为各国广泛关注的问题之一[1-4]。文章以甘肃陇南礼县的垃圾处理为例，系统地开展小城市生活垃圾处理技术研究，具有十分重要的学术和现实意义。

礼县位于甘肃省东南部，隶属陇南市，总人口49.54万人，其中城区人口4.2万人，垃圾处理的好坏直接影响城市环境、居民的身心健康和生活质量。近年来，随着礼县县城人口的增长、人民生活水平的提高、消费结构的变化，生活垃圾的产生量逐年增长。

1 生活垃圾生产量

礼县城区2012年人口约为4.2万人，依据《礼县县城总体规划》及相关基础资料，规划至2021年人口为6.0万人。生活垃圾日产生量现状约为41.5 t/d，城区生活垃圾的年产量的增长速度为3%，10年间城区生活垃圾的平均产生量为50.1 t/d，处理垃圾总量18.3×104 t。

2 垃圾填埋处置措施

2.1 垃圾收集

对城市主、次干道过往行人产生垃圾采用道路两边设置果皮箱的方法进行收集；对城市商业区、居民聚居区生活垃圾采用塑料袋袋装，定时、定点集中收集；简易垃圾箱和城市边缘地带或零散居民点进行定点不定时的集中收集（图1）。

2.2 垃圾卫生填埋场处理

2.2.1 填埋场规模

根据日处理生活垃圾量和生活垃圾压实累计量确定填埋场规模，累计时间以10年为标准，规模小，既可以节约资金，又可以随着技术的进步进行较短周期的更新，礼县县城垃圾场的规模为45248 m2（约合68亩）。

2.2.2 处置方法选取

对城市生活垃圾的处理方法很多，有露天堆放法、堆肥法、生物降解法、焚烧法和填埋法等。其中露天堆放法尤为污染环境、影响人类健康，此方法已为大家所放弃[5-6]。现在使用较多的是后4 种方法[7-8]，其中，堆肥法处置后所产生的肥料由于肥效差，不为农民欢迎；生物降解法成本高且只能处理有机可降解垃圾；焚烧法成本高且只能处理可燃成分，灰烬及不可燃部分还须填埋处置，焚烧过程中易造成二次污染，大多数城市不常使用此法。目前，普遍采用的是填埋法，其优点是：（1）处置彻底，不论废物是有机的还是无机的，是可燃的还是不可燃的，均可不加分选地放在一起填埋；（2）处置成本低廉，其成本是焚烧法的1/15～1/8，堆肥法的1/5～1/3。

2.2.3 工艺流程

根据以上垃圾填埋方法的对比、城市生活垃圾卫生填埋技术标准、规范的要求等，礼县城区生活垃圾填埋方法选用填埋法。其固体废弃物的处置工艺为倾卸、推平、压实、覆土和再压实等操作过程[9-10]（图2）。

2.2.4 填埋作业方式

垃圾填埋分单元操作，考虑到每日处理的垃圾量和推土机的有效作业距离，以一日作业量为一个作业单元。每日平均生活垃圾填埋量为50.1 t/d，压实容积为58.9 m3，作业单元长10 m，平均每日进展宽度2.36 m。作业法采用平面分层法，完成一个单元（一日垃圾）的填埋，即垃圾压实高度达2.5 m（ L×W×H=10 m×2.36 m×2.5 m=59.0 m3），覆盖土0.2 m。雨天可在垃圾层上铺设碎石土，便于作业（图2）。

2.2.5 压实、覆盖、消毒

垃圾填埋场的压实可以有效的增加填埋场的容纳能力，延长填埋场的使用年限，减少填埋场的沉降量，增加堆积物边坡的稳定性，是填埋场作业中很重要的工序。填埋场垃圾的推覆采用TY160推土机进行推铺，并进行碾压作业。填埋作业面为10～15 °斜坡面，填埋时，推土机往下推，每次摊铺垃圾厚度0.4～0.45 m（垃圾容重按0.6 t/m3计），并来回碾压5～8次，每次压实的范围必须有1/3覆盖上次的压痕，压实后的垃圾厚度为0.3 m。每日填埋完毕，摊铺0.2 m厚的覆盖土，为防止填埋场的鼠类和鸟类的繁衍和蝇、蛆孳生，必须要做到当日垃圾进行喷洒药水或石灰进行消毒。

2.2.6 垃圾填筑边坡

垃圾堆埋高度应低于25 m，堆埋边坡按分层错台的形式，每层垃圾（加上日覆盖土层厚度0.2 m）堆埋厚度2.7 m；边坡1∶3，每级留2 m宽的平台，每三级留5 m宽的平台（图3）。

2.2.7 填埋过程的封场及轻质垃圾的防飞散措施

因垃圾中含有细粒及轻质物体，在遇有风天气会随风飘扬，因此必须考虑大风对垃圾填埋时及已填埋垃圾堆的影响。在垃圾填埋至顶部时为防止大风吹走已填埋的垃圾，必须要边填埋边进行封场作业。封场覆盖层主要采取以下措施：在0.2 m厚的日覆盖土上铺一层0.3 m厚的碎石排气层，上面再铺一层0.35 m厚的防渗粘土层，其次再铺一层0.3 m厚的粗砂排水层，最上层是0.7 m厚的营养土植被层（包括20 cm厚的营养植被层和50cm厚的覆盖支持土层），最后在营养土层上铺设一层土工格栅，土工格栅的抗老化年限可达70年，在土工格网中间种植浅根植物，既可以绿化环境又能够保持水土，防止大风吹走覆盖土层。

为防止垃圾填埋作业过程中轻质垃圾的飞扬，在填埋工艺上应做到当日垃圾当日覆盖，在工程措施上考虑在作业面周围设置一道临时移动式防护围栏，随着作业面的不同而不断移动临时防护围栏的位置，从而保证作业面上的垃圾不到处飞扬，并且由垃圾处理场派专人对防护围栏上的轻质垃圾进行及时清理、及时掩埋。

3 填埋区场地整平

3.1 库底整平

为了防止渗沥液对场区周围地表水和地下水的污染，垃圾填埋场库区必须采取严格的防渗措施。为保证库底防渗层的质量，便于场区垃圾渗沥液的收集顺畅，整个填埋库区的场地需进行平整。

场地平整时尽量利用天然地形，对沟谷底部进行回填或削平处理，使其中线形成自沟谷上游至下游大于5%的坡度，在垂直于沟谷中线的方向形成自沟谷两边至沟谷中线3%的坡度。沟谷底部整平后应进行压实处理，压实系数不小于0.93。

3.2 库底侧壁整平

沟谷边坡整平时，在满足最大坡度不大于1∶1的情况下，尽量利用天然地形，当自然边坡坡度大于1∶1时，应将其整平为坡度1∶1边坡，当自然边坡坡度小于等于1∶1时，只对边坡表层的腐植土进行开挖清除处理，清除厚度不小于0.3 m。

4 渗沥液的收集与处理

4.1 渗沥液产生量计算

4.2 渗沥液的收集

垃圾渗沥液的收集系统应能有效的导排垃圾渗沥液，避免垃圾堆体内积水，以利于垃圾填埋物的压实与填埋后的稳定。垃圾渗沥液的收集系统包括渗沥液导流层、渗沥液收集管和导气竖井等。

4.2.1 渗沥液导流层

本场地不具备自然防渗的要求，设计采用人工防渗。填埋场库底防渗采用“HDPE膜+压实土壤的复合防渗结构层”，库区土质侧壁采用“HDPE膜单层防渗结构层”，库区基岩侧壁采用“HDPE膜+GCL的复合防渗结构层”。在防渗层结构中的300 mm厚卵石层为渗沥液导流层，卵石粒径为15～35 mm。

4.2.2 渗沥液收集管

渗沥液收集管按整平后的场地沿北―南方向布置在场区中部，其坡度与沟谷底部平整坡度一致。

渗沥液收集管布设于渗沥液导流层的盲沟之中，渗沥液收集管为D355HDPE管，与竖向导气井一起构成渗沥液收集的管网系统，渗沥液汇总后排入污水调节池中。

4.2.3 竖向导气井

为了便于渗沥液的收集与导排，平面上布置了竖向导气井，竖井为直径1.0 m，间隙5 cm的钢筋网，内衬土工布，用碎石填充。石笼中间布置D250HDPE垂直排液导气花管，其作用是对气体产生向上和对渗沥液产生向下的导排作用。

主钢筋骨架与每层垃圾填埋高度（包括日覆盖土）2.7 m相同，随填埋高度向上逐层接高。

垃圾填埋过程中，产生的渗沥液经竖向导气井下渗到库底导流层，通过渗沥液收集管进入污水调节池，而垃圾产生的填埋气向上排至管口点燃排放，若填埋气的产量及质量均达到可利用价值时回收利用。

4.2.4 渗沥液的处理

根据礼县县城污水处理现状及县城经济状况，单独建立污水处理，投资较大，处理成本较高，而礼县的蒸发量远远大于降雨量，并且经过理论计算，在不利条件下垃圾产生的渗沥液也较少，仅为371.61 m3/d，因此本工程对渗沥液处理采用回喷法，即将污水调节池中的渗沥液用潜污泵喷洒于填埋垃圾堆体上进行蒸发处理。用此种方法既处理了垃圾渗沥液、加速了垃圾堆体的稳定化过程，又减少了工程投资。

5 结语

（1）礼县城区生活垃圾处理采用卫生填埋的工艺是符合我国垃圾处理无害化、减容化、资源化的技术政策。

（2）本垃圾处理场充分利用沟谷荒地，交通方便，远离居民区，是较为理想的垃圾处理场场址。

（3）对本垃圾填埋场进行防渗是必须的，采用人工材料进行防渗经济合理，效果最好。

（4）采用回喷净化系统进行垃圾渗沥液处理的方案，工艺简单，技术可靠，运行方便，经济合理。

（5）垃圾填埋气在本次设计中只进行导排的处置方式。在通过产气检测，数据积累后，填埋气的产量及质量均达到可利用价值时，可考虑采用建立填埋气利用系统达到资源回收的目的。

（6）垃圾处理场的建设不仅有效地利用了国土，而且对改善礼县的投资环境起到了积极的作用。

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