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山区小城镇生活垃圾卫生填埋场项目咨询评估应注意的若干问题

时间:2016-01-15 11:07:45     点击:587

在目前乃至今后较长的时间内,卫生填埋都将是小城镇生活垃圾处理的主要方式。本文根据相关新标准、规范提出的新要求,通过对近年来本溪市山区小城镇生活垃圾填埋场建设项目咨询评估的工作总结,就场址选择、建设规模、填埋物库容量及其分区、工程技术措施等方面发现的若干问题进行了分析与探讨,以期为提高同类工程项目的投资决策服务水平有所借鉴。

一、关于建设场址的选择

随着小城镇经济和社会的迅速发展,生活垃圾卫生填埋场的建设步伐也不断加快。但在本溪市的工程项目建设过程中,不重视或不能以科学态度对待场址选择的行为还仍然比较普遍,以致造成建设工期延迟、投资过大、土地和设施浪费的现象,甚至出现严重的二次污染。因此,必须改进现有工作方式,即对拟建场项目的选址应当由建设、规划、环保、环卫、国土管理、水利、卫生监督、地质勘察等有关部门和专业设计单位的技术人员来共同完成,并且严格按照以下规定、要求和步骤进行工作:

1.场址选择必须避开《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》(建标149-2010)第十二条规定的区域或地区、符合第十三条的要求,以保证设施安全,避免填埋场的气味、蚊蝇对周围人畜居住栖息地和环境的影响,防止对河流、湖泊或因填埋库区上游汇水面积过大、洪水破坏造成二次污染,并从经济角度考虑具有合理的较长使用年限。

2.填埋场址除了应当满足承载建(构)筑物、还应当综合考虑实际地形、地貌、植被、气象、工程地质、水文地质、填埋物数量和性质、场址周围居住人群情况、服务区域人口分布、当地政府和民众意见、交通道路、运输距离、给排水、供电、土地利用价值及征地费用、覆盖土源、土石料供应、施工条件等因素,按照(建标149-2010)标准第十四条的规定步骤,进行场址初选、场址预选和场址确定。

填埋场作为生活垃圾的消纳场地,既有保护环境的作用,也容易引发社会稳定风险。由于垃圾填埋占用土地面积较大、影响因素和制约条件也较多,故其场址选择已经越来越困难,在本溪市的部分的乡(镇)甚至找不出合适的建设用地。形成这种状况主要有以下原因:

首先,该市的小城镇均处于山地丘陵地带,填埋场地只能选择在集约化居民生活区周边的山谷之中,但其附近的可用之地大多数都是已经承包给个人的林地、果树或边坡地。致使垃圾卫生填埋场的建设往往会受到所在地村民的强烈反对,而由于地方财力不足、上级财政划拨资金有限,在防范措施和补偿费用方面,政府与村民之间又很难达成一致。

其次,位于山谷中的填埋场地的地形和地势都比较复杂,并且垃圾运输成本相对较高;同时,虽然场地地基承载力较强,填埋物影响地下水的可能性也较小,但大多数地层岩性中的粘土层均较薄,甚至基岩裸露。一方面使得土方工程和防渗层铺设的难度加大;另一方面,也不利于对生活垃圾的压实覆盖处理,从而容易形成填埋物二次环境污染的风险隐患。

基于以上情况,在山区小城镇垃圾填埋场选址的咨询评估中,应当坚持如下原则:

一是按照既要防止环境污染、又要维护群众合法权益的原则,摒弃为了赶进度、争资金而采取简单或草率比较几个备选场址的作法,排除建设单位的制约,根据当地的生态环境特征、风俗习惯、文化背景、社会和经济的实际状况,认真解决好公众参与、用地补偿、污染防治等问题,避免因征地和措施不落实引起公众反对而被迫更换场址的现象发生。

二是按照服务区域半径至少20~30km、最大可达到50km、在同一服务区域40km运距范围内不应设置两座填埋场的原则,打破村、乡(镇)的行政区划限制选择场址。这样不仅有利于节约土地资源和运行管理,又有利于避免大面积的环境污染隐患,还可以通过建设一个生活垃圾卫生填埋场来满足几个地域发展的实际需要。

二、关于建设规模、库容量及库容分区

小城镇是指县城以下的行政建制镇,包括农村集镇、大型工矿居民点、农场居民点、村级或其它集约化居民点等。小城镇生活垃圾卫生填埋场所受纳的填埋物应当是居民日常生活产生的废弃物,以及街道清扫、商业、集市贸易市场、机关、学校、厂矿单位等产生的废弃物。填埋物中严禁混入危险废物和放射性废物。从填埋场合理的经济使用年限角度考虑,不接收渣土、建筑垃圾等。

小城镇的生活垃圾产生量取决于其人口规模、居民生活水平及消费习惯、能源结构、气候条件、地理环境等诸多因素的综合影响。从总体上看,随着农村城镇化进程的不断加快,将会有越来越多的农村人口向小城镇集聚,也使得昔日分散在广大乡村中的生活废弃物日趋集中;同时,小城镇人口规模逐步扩大拉动商品消费量的急剧增加,也必然会导致生活垃圾产生量的随之增长。

根据现行的有关标准规定,小城镇生活垃圾卫生填埋场的正常使用年限应为10年(特殊情况下不应低于8年);在合理使用年限内,填埋场的日处理量与其库容量之间存在着相互对应关系,所以可将填埋场的建设规模与日处理能力合并考虑,并根据填埋场服务区域人口、生活垃圾产生量及其发展趋势的预测来确定建设规模。由于13处理规模较小而所建填埋场总库容量太大、日处理规模较大而所建填埋场总库容量太小都会造成投资浪费与资产闲置,因此,在咨询评估过程中应当注意如下问题:

一是对于生活垃圾产生量的预测,目前普遍采用经验数值估算法,即:按照所服务区域的人口数量、人均垃圾日产生量直接测算出生活垃圾产生量。人均垃圾日产生量可根据对本溪市若干个镇(乡)近年来生活垃圾的统计资料分析求得。但服务区域范围却较难界定,如果仅从服务半径为50km的距离考虑,受山区道路条件的限制而运输费用又过高;如果仅从运输费用的角度考虑,服务区域的人口数量又较少而生活垃圾产生量则过低。故此,在确定填埋场的建设规模时,必须详细分析在一定范围内的现状人口、规划人口(包括常住人口和流动人口)的数量及其分布特征,并结合生活垃圾产生量的相关因素分析,找出人口数量、生活垃圾产生量、运输距离及其相关费用之间的平衡点,合理确定建设规模。

二是填埋场的库容量由设计年限内的生活垃圾实体总量、覆盖土总量、渗沥液和填埋气导排设施的体量所构成。由于一次性建设填埋场会造成投资浪费(如有许多土建构筑面和防渗设施,是在填埋场投入运行若干年以后才使用的),但如果仅建设其部分区域,既会难以竣工结算,也会面临续建工程资金将来无法落实的问题。所以,为了减少初期投资、防渗材料损耗、渗滤液产生量和资产闲置,可将填埋场的库区工程进行一次性规划设计分期实施。分期建设库容及相应的使用年限,应当本着以满足近期需要为主、为远期发展留有余地的原则,根据垃圾填埋量、渗滤液产生量、填埋作业和雨污分流要求、工程建设费用、场址实际条件等因素做出技术经济方面的比较论证后确定,一般首期建设的填埋分区的库容量使用年限可按3-5年来考虑。

三、关于工程技术措施

卫生填埋是指对选定的生活垃圾存储场地予以防渗处理后,将生活垃圾进行分层堆放、压缩、覆盖,经过一定时间的物理、化学和生物作用使其逐渐趋向稳定,再对填埋场地加以重新利用的工程技术。该方法具有消纳生活垃圾能力大、单位投资和运行费用低、管理过程比较简单等优点。但是如果技术措施不当,生活垃圾所含或产生的有害成分将会通过多种途径污染生态和环境系统。例如,在适宜温度和湿度下被微生物分解,释放出大量的甲烷、二氧化碳和微量的硫化氢、氢气、氮气、氨气、一氧化碳等会危害周围大气环境;在地表径流和雨水的冲淋、渗透作用下溶解出的有害成分,会通过孔隙迁移到土壤或伴随地表径流进入水体中,致使土壤被毒化或水体富营养化而造成植物、水生物的死亡等。因此,在咨询评估中,要重点注意以下环节:

1.防渗处理

填埋场的场底必须进行防渗处理。防渗处理的主要作用是将填埋场与外界环境之间相互隔离,防止渗滤液污染地下水、地表水;同时,阻止填埋场外地表水、地下水进入到填埋体内,以减少渗滤液产生量。目前,本溪市小城镇生活垃圾卫生填埋场的防渗设计,普遍采用现行规范推荐的以高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作为防渗衬里材料的人工水平防渗结构形式。但有些设计单位只是简单地套用,使得防渗措施或者不够安全、或者过度设计而造成浪费。因此,在咨询评估中,要根据不同场址的地形、地貌、工程地质条件等实际情况,对规范推荐防渗结构设计方案进行适当的调整。例如:对于以粘土和粉质粘土为主的填埋场地,当土层较厚时,可采用厚度1.5mm的HDPE土工膜作为人工防渗层的衬里;而土层较薄时,就应当采用厚度2.0mm的HDPE土工膜作为人工防渗层的衬里。对于以碎石土为主或局部基岩裸露、边坡较陡的填埋场地,应当采用厚度6mm的钠基膨润土衬垫(GCU)替代自然土层,作为HDPE土工膜的保护层。

防渗层的能否稳定直接关系到防渗效果的可靠性和防渗层的使用寿命。地形高差大、边坡陡峭的填埋场地,防渗层的稳定主要取决于库区边坡的稳定,通过填方工程来减缓边坡的坡度,可以增加边坡的稳定,但这种方式会减少库容。此时,可采用将较陡处的滑动体挖除再增加支护,以及锚杆加固或者喷浆找平裸露岩石、易崩塌的边坡等方法,对不够稳定的边坡进行适当处理;此外,在边坡及垃圾填埋高度确定的情况下,还可以通过控制边坡长度来增加防渗层的稳定,边坡陡则其长度短,边坡缓则其长度长。

此外,目前填埋场场底平整的通行做法是按照原有地形和不小于2%的纵、横坡度进行压实。但当原有地形坡度较大、堆体达到临界高度时,由于防渗膜的内摩擦角小,在堆体荷载所产生的附加应力有可能导致地基产生不均匀沉降的情况下,也就有可能会引起堆体的滑移和基底防渗膜的过度拉伸而造成防渗层系统的剪切破坏。为防止发生这种现象,建议对地形原始坡度比较大的填埋场,可设计成阶梯型场底,即:顺沿地形的坡度方向平整出一段缓坡、一段陡坡,通过缓坡与陡坡的结合方式来构造填埋场的场底形状。

2.地下水导排

按照现行规范要求,当填埋场地的地下最高水位不能保持在防渗层1米以下时,应设置地下水导排系统,以防止因地下水导排不畅而产生浮力破坏防渗层。对这项规定同样不能盲目照搬。由于本溪市区填埋场地的地下水主要是降水形成的表层潜水和少量岩石裂隙水,通常仅能在填埋场地下游处见到稳定的水位且水量较小,对防渗层的影响作用并非很大。在已建成的填埋场中,多数地下水导排系统都收集不到地下水。为避免造成投资浪费,建议应当以水文地质勘查报告为依据,简化地下水导排系统设计,一般只要在垃圾坝前的一定区域铺设地下水导排系统就可能够满足实际要求。但如果出现填埋场地中存在泉眼、或者库区边界以外汇水面积较大而又不能及时排走下渗雨水的情况,就需要另当别论。

3.渗滤液导排

渗滤液导排系统铺设在防渗层之上,以将生活垃圾产生的渗滤液收集到处理构筑物中。随着填埋物的逐渐增多,导排系统荷载也越来越大,荷载分布或基础沉降的不均性,都可能会引起渗滤液管道产生变形或破坏。另外,长期运行所产生的沉积物,也可能会造成系统堵塞。实践证明,简单设计渗滤液导排系统是不能保证正常运行要求的。建议根据不同情况采用以下措施:增加渗滤液收集干管和穿坝管的数量,并使穿坝管与场内收集干管有一定的跌差;在适当位置设置渗滤液沉淀井;利用填埋气体导气井收集渗滤液;在适当的填埋高度处增加渗滤液水平收集盲沟等。

4.渗滤液处理

生活垃圾渗滤液是成分极其复杂且性质又不稳定的有机废水,具有浓度高、可生化性差、腐蚀性较强、处理效率低而单位投资和处理成本却又较大的特点。我国现有的生活垃圾卫生填埋场,要么渗滤液处理真正连续稳定运行达到二级排放标准的很少;要么采用渗滤液回灌填埋场的方式,更有外运甚至偷排河道的现象。

现行的《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》(建标149-2010)规定:渗沥液处理应优先考虑用于填埋场回灌和排入城镇污水处理厂进行处理;但当渗沥液中总汞、总镉、总铬、六价铬、总砷和总铅等重金属污染物浓度超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889)表2规定的浓度限值时,不得送往污水处理厂进行处理。

用于回灌的渗沥液,以及由于金属污染物浓度超标而不得送往污水处理厂进行处理的渗沥液,就相当于或者就是对渗沥液的不处理。因此,为实现渗沥液的无害化排放,根据小城镇生活垃圾卫生填埋场的使用规模较小、渗滤液产量相对较少的实际情况,建议采用移动式处理设备(如可移动的反渗透处理设备),由专业公司负责处理和收取处理费的方式。

综上所述,对本溪市山区小城镇垃圾卫生填埋场建设项目的咨询评估,决不能盲目照搬相关标准、规范和既定模式,而应当紧密结合具体情况,按照因地制宜、技术可行、安全可靠、经济合理的原则进行分析论证,确保取得“建得起、能运行”的实际效果,以充分发挥投资的环境效益和社会效益,促进小城镇生活垃圾无害化处理事业的健康发展。