重庆黑石子垃圾场调节池清淤改造设计与实施

姚 洁 靳俊平 潘晓峰 郝丽华 李 妍 戚 瑞

(中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300074)

重庆黑石子垃圾场调节池清淤改造设计与实施

姚 洁 靳俊平 潘晓峰 郝丽华 李 妍 戚 瑞

(中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300074)

重庆黑石子垃圾填埋场调节池池体由于防渗系统遭到损坏，需要对调节池进行清淤和池体改造，经方案比选后确定采用吸污泵绞吸工艺进行清淤，池体改造设计则采用钢筋混凝土结构+HDPE膜调节池，池体为钢筋混凝土结构，池内壁及底部铺设2.0 mm厚HDPE土工膜，满足设计要求。

垃圾填埋场，调节池，污泥，清淤，池体改造

1 工程概况

重庆黑石子垃圾处理场工程位于重庆市江北区黑石子村，规划处理江北区、渝北区和北部新区城市生活垃圾。该垃圾填埋场于2005年年底建成，2006年年初投入运行。

本工程的调节池位于填埋区垃圾坝下游，原调节池池体采用就地开挖，下游修筑截污坝形成，原调节池设计池容4.4万m3。原调节池防渗采用在调节池底和四周铺设土工布、GCL膨润土毯和HDPE土工膜作为池体防渗系统。

2 设计背景

黑石子垃圾处理场投入运行以来，地下水一直较丰富，尤其调节池所在地处于场址下游，位于地下水汇集点，对池体内壁和底部形成很大的压力。

填埋场渗沥液是一种组成复杂的高浓度有机废水[1]，含有大量的有机物及泥沙等物质，该调节池自投入运行以来尚未进行过清淤工作，在调节池表面和池底形成大量的污泥，池表的污泥在水面上形成厚厚的一层漂浮物。初步估计，调节池内沉积污泥达到约1.5万m3，在池底形成厚厚的污泥层。

3 调节池清淤工程方案比选及实施

3.1 调节池清淤工程方案比选

常用的清淤方式有人力清淤、机械清淤和吸污泵绞吸三种方式，现比较如下：

1)人力清淤。本方案是在调节池上部清水排出后，将施工人员吊入池内，利用人工开挖装载污泥到吊斗内提升到调节池外的离心脱水机中。该清淤方案效果明显，处理费用相对低。但是在清淤过程中工人操作劳动强度大，工作环境恶劣，施工进度慢。且由于池底沼气浓度大氧气含量低，即使在佩戴防毒面具及呼吸机等设备时施工人员也容易出现安全事故。

2)机械清淤。本方案是在调节池上部清水排出后，将装载机等机械吊入池内，利用装载机开挖装载污泥到吊斗内提升到调节池外的离心脱水机中。该清淤方案处理费用最低。但是车辆直接放置在池底，易破坏池底部的防渗系统，造成污泥大量外泄。而且当污泥深度较大时，装载机易陷入污泥及行进困难的问题。

3)吸污泵绞吸。吸污泵绞吸的工艺流程是：通过连接10个以上的气垫船而形成清淤泵的水上移动平台，并采用人工移动的方式变换清淤区域；气垫船上设置扬程约为40 m的绞吸泵，通过配置的管道将污泥抽吸到储泥设备中；最后通过螺杆泵将污泥输送进脱水机，并配置专用絮凝剂进行脱水，形成含水率约为80%的污泥。清淤方式比选见表1。

表1 清淤方式比选

结合本项目实地和池体内污水和污泥特性情况，调节池底存在沼气，工作环境恶劣，机械设备难以进入的特点，综合比较上述三种方式，采用吸污泵清淤方式机械化程度高，工作连续性好，不易发生安全事故，是调节池清淤的首选方案。

3.2 清淤工程实施方案

1)污泥绞吸。为便于清淤施工过程中工人正常工作、清淤泵的移动和输送管道的固定，且要满足不损坏渗滤膜的要求，可采取将多个气垫船并联连接的方式形成一个浮动工作平台。气垫船上设置扬程约40 m，提升量约100 m3/h的无堵塞式清淤泵抽吸污泥，通过人工移动的方式不停变换抽吸区域。吸污泵与储泥罐之间采用管径约为100 m的工程塑料管道连接，管道采用快速接头，便于在吸污泵移动的过程中增加或减少管道长度。

2)清淤污泥处理。本工程预计总清除污泥量约15 000 m3，污泥含水率参照初沉池污泥含固率，约为3%，经过离心脱水后污泥含水率约为80%；离心脱水后的污泥量约为2 250 m3。

为满足进入填埋场处理的要求，污泥在填埋之前应进行稳定化处理，使污泥含水率进一步降至40%以下，方可满足填埋要求。为进一步降低污泥含水率，可采用晾晒或石灰调理方式处理污泥，也可添加水泥或者粉煤灰对污泥进行改性。

晾晒方式简单易行，处理费用最低，但是重庆降水量丰沛，露天晾晒的污泥被雨水渗入后难以干化或者干化时间较长，因此晾晒方式不适合本项目。污泥添加石灰调理后可起到良好的干化稳定化效果，但是石灰调理后的污泥pH值高达12，对填埋区内相关设施设备腐蚀较强，因此也不太适合本项目。

水泥或粉煤灰对污泥改性操作性较强，应用广泛，在短期内可实现污泥干化稳定化，稳定周期一般在一周左右，费用适中，是较为理想的污泥处置方案。本工程推荐采用水泥、粉煤灰干化处理污泥，干化污泥运输到长生桥垃圾场填埋区填埋处置。

3.3 运行期调节池清淤方案

垃圾渗沥液成分复杂，且填埋场排出的渗沥液一般含有大量杂质和泥沙，泥沙杂质淤积后易堵塞调节池外排管道，为避免清淤后的调节池再次造成污泥累积，需对调节池前段采取必要的截淤措施。根据本工程实际情况，在调节池前端增设隔渣沉砂池。隔渣沉砂池前设置一台机械格栅XGS-500，栅距为7 mm，池体后端设置平流沉砂池。格栅渣量按照0.1 m3/d计。平流沉砂池停留时间为30 s，池体平面尺寸为7.5×1.2，池深2 m，沉砂池分两格设置，采用重力沉砂。沉砂池与调节池连接处应设置水封井，栅渣及池砂须定期清理及维护避免污泥累积。

4 池体改造方案比选及设计

4.1 池体改造方案比选

现有调节池设计采用就地开挖，在调节池底和四周铺设土工布、GCL膨润土毯和HDPE土工膜等作为池体柔性防渗系统，长期运行防渗系统的老化会形成污水泄漏的安全隐患；同时，在清淤作业过程中清淤设施极易对池体防渗系统造成损坏，池体耐用性较差等多种问题。为彻底解决以上问题，本次调节池改造设计采用钢筋混凝土结构+HDPE膜调节池，其优点：1)池体采用钢筋混凝土结构经久耐用，安全稳定性高；2)通过钢筋混凝土池体分格后，加盖实施难度小；3)采用钢筋混凝土池体，在池体前端加设沉砂池，能大大缩小清淤作业工程量和清淤费用。

4.2 调节池改造设计

调节池为蓄水构筑物，对结构防水性能有较高的要求，采用钢筋混凝土结构，混凝土中需加入一定比例的抗渗抗裂的外加剂(替代水泥)，用于提高混凝土的密实度、抗渗性及抗腐蚀能力；同时，还可补偿混凝土的收缩变形。池内外表面涂防腐涂料。

基础设计：以强风化基岩作为基础持力层，采用筏板基础。

池体为菱形，平面尺寸为88 m×72 m，池深7.5 m，池壁厚度初定为500 mm，底板厚度为700 mm。池体抗渗等级为P6。由于池体较大，需设伸缩缝，并在缝内设止水带。池体采用C30混凝土，垫层混凝土采用C15。

由于混凝土结构防渗难以满足要求，池内壁及底部必须铺设HDPE土工膜，2.0 mm HDPE土工膜铺设面积为8 616 m2，为便于在混凝土池面锚固HDPE土工膜，在池底及池壁每2 m距离预埋HDPE“E”连接锁，连接锁长度1 440 m。

5 结语

1)通过吸污泵绞吸污泥可以快速有效将调节池污泥输送至临时污泥脱水站，污泥添加合理配置的絮凝剂后通过离心脱水机脱水后含水率可降至80%左右，脱水后的污泥采用水泥、粉煤灰干化处理污泥，使污泥含水率进一步降至40%以下，干化污泥运输到长生桥垃圾场填埋区填埋处置。2)本工程结合自身的实际情况，为避免清淤后的调节池继续淤积杂质和泥沙再次造成污泥累积，在调节池前端增设隔渣沉砂池。隔渣沉砂池前设置一台机械格栅，池体后端设置平流沉砂池。3)调节池结构方案选定为钢筋混凝土+HDPE土工膜防渗结构，针对现状地形不规则的特点，结合周边建、构筑物的位置关系，舍弃了原调节池东北侧一拐角处池体，将调节池平面调整为一较为规整的菱形形状，满足库容及设计要求。

[1] 栾智慧，王树国.垃圾卫生填埋实用技术[M].北京：化学工业出版社，2004.

The dredging transformation design and implementation of Chongqing Heishizi refuse landfill regulation pool

Yao Jie Jin Junping Pan Xiaofeng Hao Lihua Li Yan Qi Rui

(ChinaMunicipalEngineeringChinaNorthDesign&ResearchInstituteLimitedCompany,Tianjin300074,China)

The Chongqing Heishizi refuse landfill regulation pool due to the seepage control system was damaged, need to make dredging and pool body transformation to regulating pool, through the scheme comparison determined using the sewage sucking pump cutter suction process to dredging, the pool body design and transformation using reinforced concrete structure + HDPE membrane regulation pool, the pool body as the reinforced concrete structure, the pool inner wall and bottom laying of 2.0 mm thick HDPE geomembrane, meet the design requirements.

refuse landfill, regulation pool, sludge, dredging, pool transformation

2015-04-08

姚 洁(1982- )，男，工程师

1009-6825(2015)17-0205-02

X705

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