摘要：结合三峡库区小型垃圾填埋场设计工程，对山谷型小型垃圾填埋场的设计进行了研究和探讨。通过对山谷型小型填埋场特点的分析研究，着重介绍了场底平整、雨水导排和防渗系统、渗滤液和填埋气收集导排系统、渗滤液处理系统、终场覆盖系统等工程部分的设计。
关键词：小型垃圾填埋场；雨水导排和水平防渗；填埋气体收集排放；渗滤液处理；终场覆盖
近年来，随着人口的增长和经济的发展，我国的垃圾处理问题显得尤为突出，迫切需要建设相应的垃圾处理设施。填埋作为垃圾处理的最终方式，因其处理成本低.更适合我国的国情，在我国得到了广泛的应用，尤其是在一些风景区和水源保护区，通过建设现代垃圾卫生填埋场，可以有效地控制二次污染，达到对风景区和水源保护区生态环境的保护。
考虑到经济方面的因素，目前我国填埋场建设有向大型化发展的趋势。但对一些风景区和水源保护区来说，由于地形复杂、垃圾产生地相距较远、交通等基础设施不完善，所以不适合对垃圾进行集中大规模处理，只能建设小型垃圾填埋场，且一般都建在山谷中。我们结合归州镇垃圾填埋场工程设计.研究采用人工防渗的现代卫生填埋方式.建设经济技术合理的山谷型小型垃圾填埋场。
1山谷型小型垃圾填埋场特点和现状
山谷型小型垃圾填埋场一般有以下共同特点：场地为独立的水文地质单元，地下水流至谷口向外排泄；在场区下游狭窄处建垃圾挡坝，形成填埋库区；在库区外设置环库截洪沟，拦截场外雨水，排入场区下游；渗滤液收集后汇入下游的调节池，作集中处理；相对于其他形式小型填埋场来说，可以节约土地，容量大，投资少，经济指标较优。
受经济、规模等因素的影响.目前我国山谷型小型垃圾填埋场的建设基本上仍采用自然防渗的方式.技术水平较低，渗滤液处理难以达到排放标准，对周围环境和水源存在潜在威胁。由于填埋场地形、地质条件不同，必须根据山谷型小型垃圾填埋场自身的特点，设计和建设符合卫生标准的山谷型小型垃圾填埋场。
2山谷型小型垃圾填埋场设计研究
现代卫生填埋场必须能保证对渗滤液和填埋气体进行有效的控制，这是填埋场工程设计是否可靠的决定性因素。因此，现代卫生填埋场工程设计的主要技术部分有：场址选择和场底平整、雨水导排和防渗系统、渗滤液和填埋气收集导排系统、渗滤液处理系统和终场覆盖系统等。
2.1场址选择和场底平整
山谷型小型垃圾填埋场的场址选择除满足独立的小水文地质单元、谷口狭小等条件外，还要考虑交通位置、道路建设等因素。尽量使填埋场建设在距离城镇适当位置的原有道路附近.减小垃圾清运距离和进场道路建设工程量，这对小型垃圾填埋场来说尤为重要。
目前我国山谷型垃圾填埋场场底平整的一般做法是按原有山谷地形对场底进行简单的压实平整。但是，当山谷的原始坡度比较陡时，若只对场底进行简单的压实处理，则由于防渗膜的内摩擦角小、垃圾堆体和中间覆盖层抗剪强度低，会引起垃圾堆体的滑移或底部防渗层系统的剪切破坏。因此，对原始坡度较陡的山谷型小型垃圾填埋场，可设计成阶梯型场底，即沿着填埋场谷底方向平整出一段缓坡、一段陡坡相结合的阶梯型场底。这样可以降低垃圾堆积体填埋单元的局部坡度，减小垃圾堆积体内部和堆积体与场底之间的水平方向上的剪应力，从而阻止堆积体水平方向上的位移，防止堆积体的不稳定和防渗层的破坏，保障填埋场运转期间及封场后的安全。阶梯型场底平整结构如图1所示。

图1阶梯型场底平整结构图
2.2雨水导排和防渗系统
山谷型小型垃圾填埋场的降雨汇水，除了填埋库区面积外，通常还有比库区面积大得多的场外汇水面积。通过设置环库截洪沟，可以防止场外雨水进入填埋库区，并及时排放掉库区表面径流，减少渗滤液产生量。当填埋场所在山谷地形较陡时.可通过逐渐增大截洪沟断面和设置跌水等措施.确保截洪沟能有效地截流场外雨水。场外雨水经截洪沟截流后汇入填埋库区下游自然冲沟。
山谷型小型垃圾填埋场防渗系统主要由填埋库区防渗层和地下水导排层组成，以尽量减少垃圾渗滤液的渗漏量，防止地下水进入填埋场内，造成二次污染。对山谷型小型垃圾填埋场来说，一般采用单复合衬里的防渗结构即可，地下水可由地下水导排沟排出。
2.3渗滤液和填埋气收集、导排系统
山谷型小型垃圾填埋场由于具有良好的自然地形，且渗滤液量较少，只要沿填埋场谷底开挖一条渗滤液收集主盲沟，在两边开挖支盲沟，盲沟内铺设HDPE穿孔管，就能有效地收集和导排渗滤液。
在垃圾填埋过程中，垃圾填埋气体是主要的降解产物之一。填埋气体在垃圾堆体中的无控制迁移，不仅可造成大气污染，而且可能引起火灾和爆炸事故。目前，大中型垃圾填埋场一般通过设置横向和竖向导气石笼来达到对填埋气体的排放和控制。山谷型小型填埋场由于规模小，产气量少，可考虑采用水平导气管和边坡石笼相结合的填埋气体排放控制方式。
2.4渗滤液处理系统
垃圾渗滤液具有水质水量变化大、有机污染物浓度大、氨氮含量高和部分COD难以生物降解等特点，目前还没有经济有效的处理工艺，一般采用以生化处理为主，生化与物化、土地处理法相结合的处理工艺。山谷型小型垃圾填埋场渗滤液产生量小，单独处理成本高，合理的做法是将渗滤液经调节池预处理后，直接排入或回灌后排入污水处理厂和城市污水一并处理，从而降低渗滤液处理成本。

---

2.5终场覆盖系统
垃圾填埋场封场后，一般要30-50a才能完全稳定，达到无害化。当垃圾填埋场达到使用寿命时，需进行终场覆盖，以减小渗滤液产生量，进行填埋场生态恢复和土地回用。对于山谷型小型填埋场来说，由于填埋库区面积较小，土地回用价值不大，终场覆盖主要起到减少渗滤液产生量和对填埋场进行生态恢复的作用。为减少投资，通常采用单层防渗系统。
3归州镇垃圾填埋场工程设计
3.1工程规模
归州镇位于长江西陵峡北岸，依山而建，东距三峡大坝37km，属三峡风景区。根据对归州镇生活垃圾成分进行的分类调查，分析得出了归州镇生活垃圾中的无机物成分占60％以上，而有机物含量仅为20％，垃圾热值小于3500kJ/kg，远低于焚烧处理时所需热值5000kJ/kg的要求，所以归州镇的生活垃圾不宜进行堆肥或者焚烧处置此外，若要对归州镇和附近区域垃圾进行集中处理，建设大中型填埋场，则需新建道路、码头，新购垃圾运输船只、车辆等，增大垃圾处理设施的建设投资。因此，只能建设小型垃圾填埋场
归州镇垃圾填埋场建于归州镇东部的自然冲沟内，属低山区.地形、地貌相对较复杂，地面坡角一般在20°左右，局部较陡。填埋场库区面积约1.3×104m2，总库容约为16.8×104m3，使用年限为18a。
3.2工程设计
归州镇垃圾填埋场自然场底表面覆盖层渗透系数仅为3.5×10-3cm/s，下伏基岩层的渗透系数为3×10-5cm/s，且场地底层结构主要由粘土质砂和石细砂岩、砂质泥岩互层组成，远不能满足渗透系数小于1×10-7cm/s的自然防渗要求，必须进行人工水平防渗。
考虑到填埋场原始坡度较陡，设计采用阶梯型场底，一方面可以有效地保证填埋场的安全运行；另一方面，使填埋场场底保持一个比较陡的整体坡度，减少场地平整开挖量，降低土石方工程量，节约工程投资和建设成本。填埋场水平防渗衬层采用高密度聚乙烯膜(HDPE)人工合成衬层；填埋场边坡防渗以袋装土作为支持层，其上铺设HDPE防渗膜，在边坡顶部开挖防渗膜锚固沟锚固；此外，垃圾坝内侧也铺设防渗膜，从而使填埋场形成一个独立的封闭单元，保证填埋场产生的渗滤液得以有效地控制。防渗层结构如图2所示。

图2场底防渗层结构图
填埋场采用水平导气系统，由设置在水平导气沟内的导气管（100mmHDPE穿孔管）和边坡导气石笼组成，水平导气沟设置在中问覆盖层及最终覆盖层下。水平导气管按50m左右间距设置，在边坡处与石笼相连。边坡导气石笼由铁丝网围成半径500mm半圆形，内设DN100HDPE穿孔管，填以级配碎石形成。填埋气体通过水平导气管导排至边坡导气石笼，石笼顶部设置带钢制自动点火燃烧装置的导气管，将导出的填埋气焚烧处理。
渗滤液调节池和填埋库区落差较大，对渗滤液进行回灌处理的运行费用较高，不宜采用回灌；填埋场位置较高，渗滤液可自流至污水处理厂。因此，设计将渗滤液收集于调节池中，利用调节池初步沉淀、好氧和厌氧生物处理对渗滤液进行预处理，然后自流排放至污水处理厂和城市污水混合后进行最终处理。这样既可节省渗滤液单独处理的一次性投资，又可减少渗滤液处理的日常运行费用.便于统一管理。
填埋场终场覆盖采用单层防渗系统，覆盖层由下至上依次为：300mm导气层，其中铺设水平导气管；500mm压实贫瘠土覆土层，可防止植物根系穿透防渗层而导致渗水；300mm营养土层，以种植草皮或浅根植物。
4结论和建议
采用水平防渗的山谷型小型垃圾填埋场，其单位建设投资成本和运行成本都要比大中型垃圾填埋场高。因此，在进行山谷型小型垃圾填埋场设计时，要充分利用填埋场原有地形和地质结构，减少填埋场建设工程量；尽量使渗滤液自流至污水处理厂，和城市污水一起处理，减少投资费用和运行成本；合理确定填埋场编制人员和填埋机械设备数量。在保证填埋场建设和运行安全的前提下，尽量降低填埋场的投资费用和运行成本是山谷型小型垃圾填埋场建设的关键。