CN114319455A - 一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，采用综合化处理，需要先将不规则的“山”体一一摊开再层层推平、压实、覆土，然后覆盖土工膜，装上渗沥液处理设备和废气导排火炬，还要进行环境处理、复绿、地底防渗，对垃圾填埋场进行了综合治理，施工科学、防渗效果好、垃圾的“三废”的排放与治理方法科学且可回收，能够实现生态复绿，保护了环境也美化了环境。
Description
技术领域
本发明属于垃圾填埋领域，具体涉及一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺。
背景技术
垃圾填埋场是将垃圾最后填埋或者堆放的地方，近几十年来人们在生产量方面大幅度增长的同时，垃圾量也在大幅增长，原来预估能使用50年的大型垃圾填埋场现在用了30年也已经堆积如山，而且根据现场调查，我国城市约80%的生活垃圾填埋场属于简易填埋场，垃圾成堆、污水横流，恶臭熏天，特别是有些城市，当初规划的垃圾填埋场离城市太近，随着城市的扩建，垃圾填埋场就成为城市的一颗毒瘤，由于地处城市边缘，离市中心不算太远，恶臭随风四散，附近的居民更是一年四季连窗户都不敢开，面对这种情况，各城市也做过很多努力，专业除臭效果不好，如果封场投资巨大，土工复合材料及卵石、沙石、粘土等材料取材困难，运输费用高，而且要做好“三废”的科学排放与治理，又要做环境修复，都是很难攻克的难题。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，施工科学、防渗效果好、垃圾的“三废”的排放与治理方法科学且可回收，能够实现生态复绿，保护了环境也美化了环境。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，包括以下步骤
一、堆体整形（将垃圾山移到施工的地点）
步骤（1）测量原有垃圾堆体的垃圾方量，核实图纸中的垃圾方量，绘制垃圾堆体方量平衡图；
步骤（2）依照绘制的垃圾堆体方量平衡图中的挖方区与填方区，编制详细的垃圾堆体倒运方案；
步骤（3）依照倒运方案划分的工作区域，施工机械进场施工：
a、环场道路所在区域垃圾倒运至需填方处，挤淤后换填山皮石1.5m至换填高程；
b、盘山道路依照环场道路标准施工，同时修倒运垃圾用的施工通道；
c、将挖方区域的垃圾倒运至填方区域后，分层碾压至设计要求的密实度；
d、挖填的同时对垃圾堆体进行整形工作，尽可能少的对原垃圾堆体的扰动，并喷洒除臭剂除臭；
e、施工中对烟火严格管控，堆体整形期间，甲烷，沼气等可燃气体浓度一直处于危险值，施工车辆全部都要安装防火帽，施工人员严禁烟火，移动式有毒有害气体监测仪实时监测；
二、封场
步骤（4）堆体整形结束后，采用旋挖的方式，在新的垃圾山体上钻导气井与渗沥液提升井：
a、导气井钻孔孔径1.0m，导气井采用DN200HDPE钻孔花管包裹土工布，钻孔内下直径1m的钢筋笼，花管与钢筋笼之间用粒径50mm的砾石填充；
b、渗沥液提升井钻孔孔径1.2m，渗沥液提升井采用DN600HDPE钻孔花管，底部1.5m长为实壁管，管内填500mm厚中粗砂，管壁包裹单面土工复合排水网，钻孔内下直径1.2m的钢筋笼，花管与钢筋笼之间用粒径80mm的砾石填充；
步骤（5）钻井结束后对山体进行第一次覆盖，盖6mm厚土工复合排水网一层，接缝采用缝合的方式连接；
步骤（6）在土工复合排水网上做导气支管与导气主管，将导气主管留到将建焚烧火炬一侧；
步骤（7）覆土，覆盖300mm厚黏土，并压实；
步骤（8）覆盖双糙面1.5mm厚高密度聚乙烯土工膜，土工膜采用双焊缝热风焊焊接；
步骤（9）覆盖第二层6mm厚土工复合排水网；
步骤（10）在山体上铺设渗沥液倒排管道，绿化水管道；
步骤（11）山体覆盖800mm厚种植土，在种植土上种绿植；
步骤（12）环场道路与盘山道路结构层施工；
步骤（13）山体安装预制横向与纵向的混凝土排水沟，以及山脚下环场排水沟；
三、“三废”处理
步骤（14）废气处理：通过抽气将山体内的废气抽出，沿导气主管输送到焚烧火炬处，进行焚烧，其热量进行回收利用，监测焚烧后气体排放是否符合环保标准；
步骤（15）废水排放：将山体内的渗滤液抽出，采用“MBR（A/O+外置式）+NF***”处理工艺，确保出水水质达到标准；
步骤（16）对原垃圾场下方的土壤进行修复：采用固化/稳定化技术+热脱附技术将土壤里的重金属和有机物处理掉，检测结果符合规定；土壤修复后的场地可用作居住用地与商业用地；
四、垂直防渗处理
步骤（17）沿步骤（13）建好的山体***打桩，深度一直延伸到风化岩石层；
步骤（18）挖地下连续墙的沟槽，其深度一直延伸到风化岩石层下2m；
步骤（19）在沟槽外侧布设探头；
步骤（20）往沟槽里灌注水泥-膨润土。
作为本发明的一种改进，步骤（3）所述垃圾倒运至需填方处，采用压路机进行挤淤，所述压路机的碾轮表面设有尖凸块（羊角碾），羊角碾可以有效的粉碎垃圾中的塑料袋，挤压出多余空气，提高压实度。
作为本发明的一种改进，步骤（3）施工过程中所有施工人员需要带防毒面具。
作为本发明的一种改进，步骤（15）所述“MBR（A/O+外置式）+NF***”包括依次连接的调节池、过滤器、第一厌氧池、第一反硝化脱氮塔、第二厌氧池、第二反硝化脱氮塔、冷却塔、超滤膜装置、纳滤膜装置、反渗透膜装置、监控装置。
作为本发明的一种改进，步骤（15）所述固化/稳定化技术是将被污染的土壤的挖上来进行破碎、搅拌，向搅拌器内添加确定量的水、药剂，搅拌后运输至洁净土壤地进行覆盖养护，可将土壤重金属污染去除。按照HJ/T299—2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法进行验收，重金属浸出浓度低于地下水Ⅲ类水质指标限值即为合格，合格的土壤将作为路基材料，应用于路基建设。
作为本发明的一种改进，步骤（15）所述热脱附技术是将被污染的土壤挖掘后，进行破碎和筛分，尺寸小于5cm，污染土进入暂存区暂存，在其中与处理后的干净土壤混合，调节含水率小于25%后进入合金回转干燥器；处理完毕的土壤经加湿器降温后回填或作为土壤水分调理剂与污染土壤混合，经此处理后土壤里的有机物污染可被有效治理。
作为本发明的一种改进，步骤（20）所述水泥-膨润土由下述原料按质量份数制备而成：水100份、水泥30-40份、膨润土60-70份、纯碱0.6-0.8份、缓凝剂0.1-0.2份、防腐剂0.1-0.2份。
作为本发明的一种改进，步骤（18）所述沟槽两侧壁上方设有导墙。
作为本发明的一种改进，步骤（18）所述沟槽采用PC360挖掘机反铲倒退施工。
本发明的有益效果为：
（1）施工工艺科学，工期短，处理效果好，保护了生态环境；
（2）垃圾的“三废”的排放与治理方法科学且可回收；
（3）封场后的山体可以种绿植，能够实现生态复绿，美化了环境；
（4）在两层复合排水网之间设有高密度聚乙烯土工膜，土工膜采用双焊缝热风焊焊接，上面还有300mm厚黏土压实，可以防止土工膜下坠、破裂，地表水不易进入垃圾填埋层，防渗效果更好；
（5）山上有绿植，还有环场道路与盘山道路，景色秀美，与附近的地貌风光几乎融为一体；
（6）从“山”顶到“山”脚还修有完备的排水沟，能够防止雨水蓄积；
（7）以水泥-膨润土制成的垂直防渗墙，具有抗渗防水、抗变形能力强、弹性模量低、抗剪强度较高的优点，防止渗滤液往外扩散，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
以辽宁省锦州市XX垃圾处理厂填埋场为例，从上世纪90年代开始，整个城市的生活垃圾全部运到这里填埋，最后堆成了这座占地3万多平方米、高90米的“垃圾山”，这个“垃圾山”离市中心不到4千米，恶臭随风四散，有时市中心都能闻到臭味，急需处理。
垃圾填埋场处于两山之间的山谷里，所在区域地质情况如下：场地自上而下分别为：杂填土、含砾粉质黏土层、全风化花岗片麻岩、强风化花岗片麻岩、中风化花岗片麻岩。
根据勘察报告，场地全风化花岗麻片岩、强风化花岗片麻岩、中风化花岗片麻岩属于弱微透水层。
本工程采用综合化处理，需要先将不规则的“山”体一一摊开再层层推平、压实、覆土，然后覆盖土工膜，装上渗沥液处理设备和废气导排火炬，还要进行环境处理、复绿、地底防渗，涉及的面比较多，因此本发明采用新的施工工艺，包括以下步骤：
一、原有垃圾堆体复测：重新测量填埋场垃圾方量，核实图纸中的垃圾方量，绘制垃圾堆体方量平衡图。
二、依照绘制的垃圾堆体方量平衡图中的挖方区与填方区，编制详细的垃圾堆体倒运方案。
三、依照倒运方案划分的工作区域，施工机械进场施工。
1、环场道路所在区域垃圾倒运至需填方处，换填山皮石1.5m后，个别区域渗沥液量大，地质环境恶劣，采用抛石挤淤后再填筑山皮石至换填高程。
2、盘山道路依照环场道路标准施工，同时修倒运垃圾用的施工通道。
3、将挖方区域的垃圾倒运至填方区域后，分层碾压至设计要求的密实度，压实机械采用专用的垃圾压实机。
4、挖填的同时对垃圾堆体进行整形工作，尽可能较少对原垃圾堆体的扰动，并喷洒除臭剂除臭。
5、施工中对烟火要严格管控，堆体整形期间，甲烷，沼气等可燃气体浓度一直处于危险值，施工车辆全部都要安装防火帽，施工人员严禁烟火，移动式有毒有害气体监测仪实时监测。
6、施工过程中做好防尘防毒、施工现场的卫生工作，采取综合措施，佩戴防毒面具，现场配备氧气瓶，地下施工人员每隔1小时出地面换气15分钟。
四、堆体整形结束后，采用旋挖的方式，在山体上钻导气井与渗沥液提升井。
1、导气井钻孔孔径1.0m，导气井采用DN200HDPE钻孔花管包裹土工布，钻孔内下直径1m的钢筋笼，花管与钢筋笼之间用粒径50mm的砾石填充；导气井打到地面高度即可；
2、渗沥液提升井钻孔孔径1.2m，渗沥液提升井采用DN600HDPE钻孔花管，底部1.5m长为实壁管，管内填500mm厚中粗砂，管壁包裹单面土工复合排水网，钻孔内下直径1.2m的钢筋笼，花管与钢筋笼之间用粒径80mm的砾石填充，渗沥液提升井一直往下打到岩石层，这样***有一圈帷幕墙能够阻挡渗滤液往外溢出，往下被岩石层挡住，渗滤液被堵在一个“圆盆”内，然后将井里的渗滤液抽出即可。
五、钻井结束后对山体进行第一次覆盖，盖6mm厚土工复合排水网一层，接缝采用缝合的方式连接。
六、在土工复合排水网上做导气支管与导气主管，将导气主管留到将建焚烧火炬一侧。
七、覆土，覆盖300mm厚黏土，并压实。
八、覆盖双糙面1.5mm厚高密度聚乙烯土工膜，土工膜采用双焊缝热风焊焊接。
九、覆盖第二层6mm厚土工复合排水网。
十、在山体上铺设渗沥液倒排管道，绿化水管道。
十一、山体覆盖800mm厚种植土。
十二、环场道路与盘山道路结构层施工。
十三、山体安装预制混凝土排水沟，横向与纵向，以及山脚下环场排水沟。
十四、垂直防渗工程（可以与三废处理工程同时进行）
采取水泥-膨润土墙与垂直帷幕灌浆相结合的方式进行防渗治理。水泥-膨润土墙厚度为800mm，水泥-膨润土墙进入底部全风化岩石帷幕灌浆防渗层不小于2米，防渗墙最大深度约15米，防渗墙的渗透系数小于1×l0-7cm/s。
确定水泥-膨润土墙的材料组成种类为：水、水泥、膨润土、纯碱、缓凝剂、防腐剂等，按质量份数是：水100份、水泥30-40份、膨润土60-70份、纯碱0.6-0.8份、缓凝剂0.1-0.2份、防腐剂0.1-0.2份，最终掺量配比根据现场试验来确定。
水泥-膨润土墙采用抓槽机+双轮铣成槽、泥浆护壁、水下灌注混凝土工艺，具体的施工工艺流程是：测量放线-导墙施工-制备泥浆-墙成槽施工-灌注水泥膨润土-槽套铣接头施工-废浆、废水处理-质量检测，由于水泥-膨润土墙（800mm厚）施工处于软土地基上，故在水泥-膨润土墙施工前先进行导墙两侧槽壁加固。其中导墙起着锁口、成槽导向、储存泥浆稳定液、维护上部土体稳定和防止土体坍落、槽段分幅定位和承担临时施工荷载等作用，导墙深度为2200mm，采用PC360反铲挖掘机开挖，人工修坡，两侧槽壁浇筑混凝土；墙成槽施工岩层以上采用液压抓斗成槽,抓斗式成槽机带自动测斜仪和纠偏装置，进入风化岩层后，采用双轮铣进行入岩钻进，其深度一直延伸到风化岩石层下2m；然后往槽内灌注水泥膨润土，采用跳跃法工法，相邻槽段灰浆初凝达到一定强度后方可进行开挖。相邻槽段搭接宽度不小于20cm，在两个一期槽中间进行二期槽成槽施工时，铣掉一期槽端头的部分水泥—膨润土，二期槽水泥—膨润土浇筑后与一期槽结合形成一道水密性较好的接头；也可采用接头管形式连接；转角处需按丁字墙处理，端部槽段宽度不小于2.8m，成墙后28d进行检测。
帷幕灌浆施工工艺：
在垃圾山体整形以后，在上部浇筑辅助砼盖板，提高灌浆效果，垂直帷幕灌浆设计为双排孔，排距、孔间距为1.5米，施工时先施工下游排，再施工上游排。帷幕灌浆先布置先导孔，先导孔在一序孔中选取，其间距不小于15米，或按总孔数10%布置，按照分序加密的原则进行，先灌一序孔，再灌二序孔，最后灌三序孔，钻孔时控制孔的间距、深度和全孔斜度，钻孔合格后，采用大流量压力水脉动方式进行孔壁冲洗与裂隙冲洗，冲洗后立即连续进行灌浆作业，全孔灌浆结束验收合格后，对灌浆孔进行封孔。
帷幕灌浆采用的灌浆材料为水泥-膨润土，水泥编号不低于425号，帷幕灌浆压力为0.5-1MPa，帷幕灌浆孔深至少进入中风化片麻岩，孔深要求终孔段透水率q≤1Lu，平均孔深约40米，具体孔距、排距、深度需根据现场灌浆实验确定。
帷幕灌浆分段进行，第一段长2-3米，栽孔口管（第一段长视山表岩体破碎情况确定），第二段、第三段、第四段长度均为5米，以后每段2米，直到有连续两段透水率不大于1Lu。
本发明在浇筑后的水泥—膨润土防渗墙外侧布设探头，监控有没有渗滤液外流。
十五“三废”处理
废气处理：通过抽气将山体内的废气抽出，沿导气主管输送到焚烧火炬处，进行焚烧，其热量进行回收利用，监测焚烧后气体排放是否符合环保标准；
废水排放：将山体内的渗滤液抽出，采用“MBR（A/O+外置式）+NF***”处理工艺，确保出水水质达到GB16889-2008标准；达到良好的环境效益和社会效益，所述“MBR（A/O+外置式）+NF***”包括依次连接的调节池、过滤器、第一厌氧池、第一反硝化脱氮塔、第二厌氧池、第二反硝化脱氮塔、冷却塔、超滤膜装置、纳滤膜装置、反渗透膜装置、监控装置。
土壤修复：采用固化/稳定化技术+热脱附技术将土壤里的重金属和有机物处理掉，其中固化/稳定化技术是将被污染的土壤的挖上来进行破碎、搅拌，向搅拌器内添加确定量的水、药剂，搅拌后运输至洁净土壤地进行覆盖养护，可将土壤重金属污染去除。按照HJ/T299—2007固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法进行验收，重金属浸出浓度低于地下水Ⅲ类水质指标限值即为合格，合格的土壤将作为路基材料，应用于路基建设。
热脱附技术是将被污染的土壤挖掘后，进行破碎和筛分，尺寸小于5cm，污染土进入暂存区暂存，在其中与处理后的干净土壤混合，调节含水率小于25%后进入合金回转干燥器；处理完毕的土壤经加湿器降温后回填或作为土壤水分调理剂与污染土壤混合，经此处理后土壤里的有机物污染可被有效治理。
本发明所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，适用于城市生活垃圾填埋场的处理，以前的垃圾山变成了现在的青山，没有如何异味，站在“山”顶放眼四望，天高地阔，长草覆野，成为了城市一景，本发明工艺科学先进，可以处理任何地方的垃圾填埋场，值得推广。
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：包括以下步骤
一、堆体整形
步骤（1）测量原有垃圾堆体的垃圾方量，核实图纸中的垃圾方量，绘制垃圾堆体方量平衡图；
步骤（2）依照绘制的垃圾堆体方量平衡图中的挖方区与填方区，编制详细的垃圾堆体倒运方案；
步骤（3）依照倒运方案划分的工作区域，施工机械进场施工：
a、环场道路所在区域垃圾倒运至需填方处，挤淤后换填山皮石1.5m至换填高程；
b、盘山道路依照环场道路标准施工，同时修倒运垃圾用的施工通道；
c、将挖方区域的垃圾倒运至填方区域后，分层碾压至设计要求的密实度；
d、挖填的同时对垃圾堆体进行整形工作，尽可能少的对原垃圾堆体的扰动，并喷洒除臭剂除臭；
e、施工中对烟火严格管控，堆体整形期间，甲烷，沼气这种可燃气体浓度一直处于危险值，施工车辆全部都要安装防火帽，施工人员严禁烟火，移动式有毒有害气体监测仪实时监测；
二、封场
步骤（4）堆体整形结束后，采用旋挖的方式，在垃圾山体上钻导气井与渗沥液提升井：
a、导气井钻孔孔径1.0m，导气井采用DN200HDPE钻孔花管包裹土工布，钻孔内下直径1m的钢筋笼，花管与钢筋笼之间用粒径50mm的砾石填充；
b、渗沥液提升井钻孔孔径1.2m，渗沥液提升井采用DN600HDPE钻孔花管，底部1.5m长为实壁管，管内填500mm厚中粗砂，管壁包裹单面土工复合排水网，钻孔内下直径1.2m的钢筋笼，花管与钢筋笼之间用粒径80mm的砾石填充；
步骤（5）钻井结束后对山体进行第一次覆盖，盖6mm厚土工复合排水网一层，接缝采用缝合的方式连接；
步骤（6）在土工复合排水网上做导气支管与导气主管，将导气主管留到将建焚烧火炬一侧；
步骤（7）覆土，覆盖300mm厚黏土，并压实；
步骤（8）覆盖双糙面1.5mm厚高密度聚乙烯土工膜，土工膜采用双焊缝热风焊焊接；
步骤（9）覆盖第二层6mm厚土工复合排水网；
步骤（10）在山体上铺设渗沥液倒排管道、绿化水管道；
步骤（11）山体覆盖800mm厚种植土，在种植土上种绿植；
步骤（12）环场道路与盘山道路结构层施工；
步骤（13）山体安装预制横向与纵向的混凝土排水沟，以及山脚下环场排水沟；
三、“三废”处理
步骤（14）废气处理：通过抽气将山体内的废气抽出，沿导气主管输送到焚烧火炬处，进行焚烧，其热量进行回收利用，监测焚烧后气体排放是否符合环保标准；
步骤（15）废水排放：将山体内的渗滤液抽出，采用“MBR（A/O+外置式）+NF***”处理工艺，确保出水水质达到标准；
步骤（16）对原垃圾场下方的土壤进行修复：采用固化/稳定化技术+热脱附技术将土壤里的重金属和有机物处理掉，检测结果符合规定；土壤修复后的场地可用作居住用地与商业用地；
四、垂直防渗处理
步骤（17）沿步骤（13）建好的山体***打桩，深度一直延伸到风化岩石层；
步骤（18）挖地下连续墙的沟槽，其深度一直延伸到风化岩石层下2m；
步骤（19）在沟槽外侧布设探头；
步骤（20）往沟槽里灌注水泥-膨润土。
2.根据权利要求1所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：步骤（3）所述垃圾倒运至需填方处，采用压路机进行挤淤，所述压路机的碾轮表面设有尖刺。
3.根据权利要求1所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：步骤（3）施工过程中所有施工人员需要带防毒面具。
4.根据权利要求1所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：步骤（15）所述“MBR（A/O+外置式）+NF***”包括依次连接的调节池、过滤器、第一厌氧池、第一反硝化脱氮塔、第二厌氧池、第二反硝化脱氮塔、冷却塔、超滤膜装置、纳滤膜装置、反渗透膜装置、监控装置。
5.根据权利要求1所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：步骤（15）所述固化/稳定化技术是将被污染的土壤的挖上来进行破碎、搅拌，向搅拌器内添加确定量的水、药剂，搅拌后运输至洁净土壤地进行覆盖养护，能够将土壤重金属污染去除。
6.根据权利要求5所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：步骤（15）所述热脱附技术是将被污染的土壤挖掘后，进行破碎和筛分，尺寸小于5cm，污染土进入暂存区暂存，在其中与处理后的干净土壤混合，调节含水率小于25%后进入合金回转干燥器；处理完毕的土壤经加湿器降温后回填或作为土壤水分调理剂与污染土壤混合，经此处理后土壤里的有机物污染被有效治理。
7.根据权利要求1所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：步骤（20）所述水泥-膨润土由下述原料按质量份数制备而成：水100份、水泥30-40份、膨润土60-70份、纯碱0.6-0.8份、缓凝剂0.1-0.2份、防腐剂0.1-0.2份。
8.根据权利要求1所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：步骤（18）所述沟槽两侧壁上方设有导墙。
9.根据权利要求1所述的一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺，其特征在于：步骤（18）所述沟槽采用PC360挖掘机反铲倒退施工。
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