垃圾填埋场雨污分流分层快速导排技术

摘要：娄底城市生活垃圾卫生填埋场占地面积33.06hm2，位于石灰岩地质带，降雨强度大，年降雨日占42.3%，对垃圾库防渗与雨污水处置提出了新的课题。在分析、鉴别垃圾场水分来源的基础上，根据不同水分特点分别对待，实现了交叉污染小、减量化、隔离疏导分流，做到了防堵结合及有序调控。
关键词：垃圾填埋场；雨污分流；防渗层
娄底市城市生活垃圾卫生填埋场为三面环山的谷地，西南方为开口，有一小水渠通向低地自然水体，内有废弃煤矿、硫铁矿；地下水分布有老窿泉、泉眼、承压涌水(钻)泉、落水漏斗，地表水体有山塘、水库。有石灰岩出露地及溶洞、断裂带；洞内流塑粘土充填或半充填。地形地貌复杂，对不良地质及地下水进行的研究表明该场地满足地基要求。
该场地的工程气象条件如下。气温：最高40.1℃，最低-12.1℃，平均17.1℃；降水：最大1860.7mm/a，最小919.5mm/a，平均1322mm/a；最大小时降雨：69.6mm/h；总汇水面积：75万m2；年蒸发量：最大1784.4mm/a，最小1396.6mm/a，平均1455mm/a；相对湿度：平均77%；风速：最大16m/s，最小1.4m/s。水质；pH值≤5，偏酸，类型为SO2--Ca2+型，生物不能在水中生存，对钢结构有弱腐蚀性。
1防渗层施工
垃圾填埋运行时压实度为600～800kg/m3，平面排水坡度2%，接口坡1：3。每日填埋后用粘土等低渗透性材料覆盖，斜面用塑料防雨薄膜铺盖。作业完成逢大雨时，应在垃圾层上设防雨薄膜。每做完一级垃圾库区防渗层，在上沿设置锚固沟将土工布、土工膜边缘扎紧，浇灌混凝土固定。
2渗沥液竖向分层导排管装置
2.1降低渗沥液主导排管的标高以排干渗流层积液
场内库区上游主导流收集管一般设计为DN600～800×40的HDPE管，钻孔排纵距200mm，孔径18mm；设计位置高于库坝中的导排管500mm。由于有300～500mm厚碎石层，主导排管安装在碎石层之上，导致渗沥液积聚，使垃圾场库底长期处于300～500mm深的积液之中，浸蚀防渗膜。防渗层在漫长的溶蚀中将被穿透，从而污染地下水。本方法将主导排管降低至防渗膜同等标高后，碎石层中的渗沥液能及时排出，消除了积水现象。
2.2分层扇形放射状支管加快排液速度
在渗流层底部，均匀设置6道DN300×20的HDPE管，管壁钻孔，管口外端包扎土工布，里端与库坝中出水导排管连通，周围覆盖粒径2～10cm的碎石固定位置，可将汇集于排水口周围的渗沥液分层迅速排除，不需浸泡渗透至库底后排除。该扇形放射支管每隔2～4m高分层设置一段(与垃圾作业层高同步)。
2.3设置竖管分层导流渗沥液
竖管为管径DN800×40的HDPE管，钻孔20排，排距120mm，孔径18mm，安放在导排管转折点上，可随垃圾层的堆高分层将渗沥液快速排入导排管，液体不致在库坝处滞留。露出场底的开孔在垃圾填埋未掩盖时，用碎石围绕，设斜角阻水圈，阻止表层雨水直接进入。
2.4渗沥液收集
按设计制作收集池。因实现了雨水和渗沥液分流，使渗沥液大量减少，对渗沥液的处理可用槽罐车抽吸运入城市污水处理厂处理。枯水季节无雨时，可用于向垃圾层喷洒回灌。
3设置集雨快速导流卧涵
3.1集雨快速导排
在渗沥液导排管(垃圾坝段)上皮标高位置埋设雨水导流水平管(DN600×30，HDPE管，不钻孔)，坡度大于1%，穿过库坝，上端伸出垃圾坝体边坡顶线，下端接入场外集雨沉淀池。在垃圾库坝内侧边坡上卧置蜂窝集雨导排管。该管采用DN600×30HDPE管，下卧位45°圆心角范围不开孔，其余部位开孔14排，孔径50mm，纵距100mm。安装时用C20混凝土浆铺底找坡，土工布包扎围合。蜂窝集雨导排管与导流水平管锐角相交焊接接口，内腔连通。当垃圾填埋平面位置不到库坝或待下层封土压实而上层填埋面未接近库坝时，雨水汇集于库坝处，可通过低处蜂窝孔快速排出垃圾库内表层积水，使表层水不致渗入垃圾层内，可大大降低污水浓度。该管在垃圾填埋到位时，管周用防渗膜作密封处理，防止垃圾渗沥液进入。
3.2雨水收集沉淀池
在库外修建混凝土雨水收集沉淀池，将池底、池壁封底防渗。该雨水收集池内的水来自垃圾库场内，有轻微污染，经加药沉淀后抽样检验，达到二级排放标准后直接排至自然水体；也可排入生物湿地进一步过滤净化，减小污水处理费用。
4排洪沟
场内预留填埋高程段边坡集雨的锚固沟兼排洪沟。该沟以库底为基准，每提高10m设一圈，每圈大致沿山坡等高线，排水坡度1%～3%，与场区运输道路毗邻设置。锚固沟加混凝土固定土工布与防渗膜上口边缘，预留300mm深用于排洪。垃圾坝中设排洪管DN600×40，上口连通排洪沟，下口导排至场外水渠(截洪渠)。
5截洪渠
沿场地征地边缘环周设置明渠。水流断面800mm×600mm，坡度3%～5%。在山谷、溪口、流水处，应按集雨防渗要求开设引水支渠，将雨水引入沟中。截洪渠的集雨可直接排入场外地表水系统，也可与锚固沟排洪管汇合排放(图1)。

1-渗沥液竖向导流装置总成及导排系统；2-集雨导流装置总成及导排系统；3-垃圾库坝；4-防渗层锚固沟及排洪沟；5-库底及防渗层、地下水导排系统；6-库底渗流层(碎石)；7-垃圾填埋作业层(封土、斜坡覆盖薄膜)；8-排入渗沥液收集方向；9-排入场内集雨沉淀池或生物湿地净化田方向；10-场内预留第二、三级单元填埋高程段集雨排洪管；11-截洪渠(沿征地界线通长修建，坡度2%～3%)；12-排入场外下游水渠、自然水体；13-第二级高程段预留单元垃圾库侧壁边坡；14-碎石封堵阻水圈；15-排气管，接气体收集系统管
图1垃圾填埋场雨污分流竖向分层导排原理图