小城镇垃圾填埋场设计浅议

谢光宏 刘峰 黄玉娟

中图分类号： R124 文献标识码： A 文章编号：

小城镇一般指建制镇和集镇，是农村一定区域经济、文化和生活服务中心。随着近年来我国农村经济和社会的发展，特别是农村城镇化的进程明显加快，越来越多的农村人口集聚到新建的中心村和小城镇，这也使得昔日分散在广大乡村的垃圾等也随人口集聚而日益集中化。而我国农村生活垃圾的处理主要采取简单填埋、临时堆放焚烧、随意倾倒三种处理方式，这三种处理方式对农村自然环境和人民群众的身体健康都将产生不利影响。

小城镇生活垃圾的处理处置随着城镇化进程的加快而逐渐被政府所重视。2010年的中央1号文件强调“稳步推进农村环境综合整治”，“搞好垃圾、污水处理，改善农村人居环境”，因此，国家加大对小城镇建设的扶持，为小城镇生活垃圾处理场的建设提供了契机。

由于垃圾填埋处理具有操作设备简单、适应性和灵活性强特点，所以填埋处理作为生活垃圾最终处置手段一直占有重要地位，从我国生活垃圾特性和城镇经济发展水平分析，在相当长的时期内，卫生填埋仍然是我国生活垃圾处理的首要方式。因此，本文将重点介绍小城镇生活垃圾填埋场（规模一般小于100吨/日）的设计。

1、垃圾产生量预测

在设计过程中，首先需要先确定镇区的生活垃圾产生量，从而确定工程的建设规模。一般常用的垃圾产生量预测方法有：人均产生量法、线性回归法、灰色理论法与移动平均法。其中，线性回归法、灰色理论法与移动平均法三种方法是依据往年垃圾产生量的变化情况进行预测。但由于小城镇垃圾产生量的历史统计资料不完整，不适宜采用这三种方法。人均产生量法是基于人口和经验数值，是目前对于基础数据不完整时通常采用的预测方法。因此在工程设计中采用人均产生量法进行预测。其公式为：

Q=P×M×10

式中：Q——垃圾产生量，吨/日；

P——规划人口数，万人；

M——人均垃圾日产生量。千克/人·日。

根据我国住房和城乡建设部的统计资料，我国镇级社区生活垃圾人均产生量为0.5～1.0千克/人·日。

2、填埋场场底标高设计

填埋场场底标高设计应满足以下原则：a、场底纵向和横向的坡度均在2%以上，满足渗沥液导排要求；b、满足围堤边坡及日后垃圾堆体稳定性要求；c、最大限度减少工程投资。

如果填埋区所在地地下水位较高，场底开挖过大，处于地下水位之下，必将增加场地的施工费用。因此，在工程设计中应最大限度减少开挖。在保证库底防渗层对于地基承载力的要求，适当挖深后作为填埋库区基底。

3、填埋场的防渗设计

防渗方式的选择，可根据国家最新颁布实施的《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》（建标149-2010）的规定选择自然防渗或人工防渗方案。

在卫生填埋场，填埋库区底部自然粘性土层厚度不小于2米、边坡粘性土层厚度大于0.5米、且粘性土渗透系数不大于1.0×10-5时，一般选用自然防渗防渗

在不具备自然防渗条件的填埋场采用人工防渗，在库区及边坡设置防渗层，采用厚度1mm高密度聚乙烯（HDPE）土工膜或6mm膨润土垫（GCL）。库底膜上下铺设的土质保护层厚度不宜小于0.3m。库底膜上隔离层土工布不应大于200g/m2，边坡隔离层土工布不宜大于300g/m2。地质条件合适时也可采用垂直帷幕灌浆防渗。

高密度聚乙烯土工膜的选择方面。根据根据美国联邦环保局的调查，渗漏现象的发生，10%是由于材料的性质以及被尖物刺穿、顶破作用，90%是由于土工膜焊接处的渗漏，而土工膜焊接量的多少与材料的幅宽密切相关，以5.0m和6.8m宽的不同材料对比，前者需要X/5-1个焊缝，后者需要X/6.8-1个焊缝，前者的焊缝数量至少要比后者多36%，意味着渗漏可能性要高36%，因此，宜选用宽幅的HDPE 膜。在工程设计上HDPE膜选用宽幅HDPE膜（幅宽≥6.5米）。

4、垃圾填埋高度设计

增加填埋高度可以有效地增加填埋区库容，减小单位库容的投资费用。通过完善的库底防渗措施，在可能允许的范围内，填埋高度应尽可能高。然而，垃圾最终填埋高度还必须受到以下一些条件的约束，主要包括：

a、是否能够实现堆高爬坡作业。为保证足够的垃圾库容，垃圾堆高后可采用类似盘山道路的方法爬高作业，每高一层次的堆体应在下一层平面的基础上，向内退让一定的距离，同时保持一定的坡面坡度（不小于1:3）。若不能实现堆高爬坡作业，则垃圾堆体也将达不到填埋高度。

b、是否能够保证基础稳定性。根据工程设计，可以假定垃圾填埋高度，并结合场地地勘进行土工计算，验算库区的整体稳定和库底防渗膜的强度。当堆体达到临界高度时，由于天然地基的承载力低于堆体作用在地基上的附加应力，将会引起地层的剪切破坏，导致地基失稳。另外由于堆体所产生的附加应力，将导致地基的不均匀沉降，由此引起基底防渗膜的拉伸，若超过其最大延伸率即造成膜的破坏。

设计上可根据填埋场岩土勘察报告，计算库底承载力、围堤边坡稳定性、垃圾堆体稳定性和库底整体及差异沉降是否能满足要求。

5、填埋单元划分

为了减少以减少一次性投资、防渗材料的损耗和减少渗滤液的产生量，工程设计上应对填埋库区划分填埋单元，以实施填埋库区的分期建设和分区投入使用。

首先在分期建设方面，应根据《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》（建标149-2010）的规定：“总库容量较大的填埋场，填埋区级防渗工程宜分区、分阶段建设。一期防渗层按3～5年考虑”。一期的填埋区应按3～5年来考虑。

在填埋区的分区方面，应着重考虑以下几个方面：a、应便于垃圾车辆和作业机械进出和填埋作业；b、应考虑填埋作业期间雨污分流的需要。填埋单元划分不宜过小，否则将导致土建费用增加，也不宜过大，否则库区内初期渗滤液产生量大。

6、填埋场渗滤液处理

垃圾填埋场渗滤液处理一般按照以下几种方式进行。

a、循环喷洒处理

b、蒸发处理

c、汇入城市污水处理厂合并处理

d、建设污水处理站进行独立处理

由于垃圾渗沥液是高浓度有机污水，处理难度大。单独建设渗沥液处理站进行处理达标后直接排放，单位投资较大，处理成本较高，大多数小城镇技术经济条件难以承受。因此，渗沥液处理应优先考虑回灌和与污水处理厂相结合。在气候条件满足的地区应优先选择回灌，回灌可以改善渗沥液的水质，并能使垃圾堆体早日稳定。当渗沥液中总汞、总镉、总铬、六价铬、总砷和总铅等重金属污染物被度超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）表2规定浓度限值时，则不得送往污水处理厂进行处理。

7、其他方面设计

a、监测井的设置

监测井是对填埋场周围地下水进行监测的设施，监测数据直接反映出填埋场对地下水污染程度。由于小城镇生活垃圾填埋场的规模偏小，根据《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》（建标149-2010）规定，其环境监测井的个数共设2座，上下游各一座，其位置视场址条件确定，宜布置在距防渗边界10~50m之间。

b、防火隔离带及防飞散网设置

根据《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》（建标149-2010）规定，在小城镇生活垃圾填埋场中，防火隔离带和防飞散设施可根据当地的条件确定是否设置。为节约用地，一般不专设防火隔离带。但从安全性考虑，填埋场周边应设置防飞散的护栏。

综合上述，小城镇生活垃圾填埋场工程的设计与日处理规模大于100吨的生活垃圾填埋场的设计在防渗、渗滤液处理及附属工程设计上有所不同。其原因在于，规模大的填埋场执行《生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》（建标124-2009），其建设标准是参照了发达国家类似项目的建设标准制定，要求相对较高，附属设施齐全，而我国大多数小城镇垃圾产量少、经济水平不高，如按该建设标准建设，小城镇垃圾处理项目投资大、运行成本高，无法实现投资效益和环境效益.不具备可操作性。因此，在小城镇填埋场的设计工作中，应充分考虑小城镇自身的特点，在满足国家保护环境、节约资源、节约投资、节约土地、劳动安全、消防、卫生等有关政策和相关行业规定、并遵循因地制宜、技术可行、安全可靠、经济合理的原则进行设计。做到经济合理、简单实用，确保“建得起、能运行”，发挥项目投资效益和环境效益。