CN111515214A - 基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统及作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统及作业方法，包括危险废物刚性填埋库区、卸料提升平台、检修夹层、作业塔式起重机和雨棚；根据不同山谷地形特点，阶梯式危险废物刚性填埋系统设有多个设计标高不同的危险废物刚性填埋库区；危险废物刚性填埋库区由若干个填埋单元组成，作业塔式起重机基础位于填埋库区内部，作业塔式起重机作业半径覆盖整个填埋库区，每个填埋库区都配置有卸料提升平台，卸料提升平台处在作业塔式起重机作业半径内。本发明既给出了山谷地形条件下危险废物刚性填埋库区的设计方案，又提出了适合山谷地形特点的危险废物吊运作业方案，解决现有刚性填埋技术对选址的限制性因素。

Description

基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统及作业方法

技术领域

本发明属于危险废物安全填埋处置领域，具体涉及一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统及作业方法。

背景技术

危险废物刚性填埋场概念起源于日本，译名为遮断型填埋场，意思是彻底阻断危险废物及其渗滤液与土壤、地下水等自然环境的接触，出自日本标准《产业废物最终处置场技术标准》。该标准对遮断型填埋场的混凝土强度、壁厚、单元面积及单元体积都做了详细的规定。2019年9月，生态环境部发布了《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2019)，正式从设计角度对刚性填埋场的结构主体设计、防渗等级、防渗防腐材料、挡雨及目视检漏功能进行了明确规定。其中，大部分关键设计参数均参照了日本《产业废物最终处置场技术标准》。

然而，我国危险废物填埋场与日本的遮断型填埋场在规模、功能性方面都存在较大差距。首先，我国危险废物的种类、产量远比日本更多、更复杂；其次，我国危险废物主要采用集中处置方式，危险废物填埋场往往具有规模效应。目前，在我国江苏省已有2～3个建成投运的标准化危险废物刚性填埋场，浙江省在建标准化刚性填埋场2个，上述填埋场的共同点是选址不能满足危险废物柔性填埋场的选址要求，均地处高地下水位、围海造田、滩涂、高压缩性淤泥等不良地质条件地带。另外，这些选址还存在一个共同特点，即地势较为平坦。

随着《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2019)的发布，刚性填埋场的废物入场要求远低于柔性填埋场，许多特殊的危险废物只能进入到刚性填埋场处置，对于许多地区来说这意味着适合于当地危险废物种类、产量的刚性填埋场建设将成为不可焚烧危险废物安全处置的最终保障。不过，如上所述，因刚性填埋场固有的结构形式，在我国广袤的山区、丘陵地区，刚性填埋场的选址与建设将面临较大的困难，这主要体现在结构设计和作业方式等方面。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，解决现有刚性填埋技术对选址的限制性因素。

为此，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，包括危险废物刚性填埋库区、卸料提升平台、检修夹层、作业塔式起重机和雨棚；根据不同山谷地形特点，阶梯式危险废物刚性填埋系统设有多个设计标高不同的危险废物刚性填埋库区；危险废物刚性填埋库区由若干个填埋单元组成，每个填埋单元设置水平防渗结构、挡墙防渗结构与渗滤液收集管，渗滤液收集管的走管线路主要处在检修夹层中；检修夹层为架空层，位于危险废物刚性填埋库区下方；作业塔式起重机基础位于填埋库区内部，作业塔式起重机作业半径覆盖整个填埋库区，每个填埋库区都配置有卸料提升平台，卸料提升平台处在作业塔式起重机作业半径内。

进一步地，多个刚性填埋库区根据山谷地形特点选择不同的设计标高，以梯田形式错层排布。

进一步地，所述的危险废物刚性填埋库区按照危险废物的类别、相容性特点进行了区域划分。

进一步地，刚性填埋库区内部由若干个填埋单元组成，

进一步地，填埋单元设置有钢筋混凝土挡墙及底板，底板由四周向中心的渗滤液出口找坡，混凝土采用抗渗混凝土。

进一步地，所述的卸料提升平台位于填埋库区以外，临时堆放危险废物吨袋供作业塔式起重机吊取。

进一步地，所述的检修夹层为钢筋砼框架结构架空层，用于工作人员进入检修填埋库区底板及渗滤液收集管的渗漏。

进一步地，所述的玻璃钢雨棚覆盖单个填埋单元顶部，雨棚顶设置吊环便于作业时被吊起，非作业时常闭以防止雨水进入填埋单元。

进一步地，渗滤液收集管分为填埋单元底部收集竖管和底板下方的收集管，收集干管设置在检修夹层中，收集竖管连接于填埋单元底部渗滤液出口和收集干管之间。

进一步地，两种防渗系统均采用聚脲涂料。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述填埋系统的阶梯式危险废物刚性填埋作业方法，包括以下步骤：

1)经过预处理或未经预处理的危险废物由吨袋包装并运输至填埋库区以外的卸料提升平台处临时堆放，位于作业塔式起重机操控室的工作人员用塔式起重机吊移目标填埋单元的玻璃钢雨棚，然后从卸料提升平台吊取危险废物吨袋填埋至目标填埋单元中；作业结束后，塔式起重机吊起玻璃钢雨棚覆盖该填埋单元；

2)检修人员每日进入检修夹层检查填埋库区底板与渗滤液收集管道的渗漏情况，渗漏位置需要及时维修；

3)当每个填埋单元的危险废物填埋至设计封场标高后，采用HDPE防渗膜+抗渗混凝土的组合进行封场；

4)当已填埋的废物需要取出资源化利用时，操作人员采用塔式起重机从相应的填埋单元中精准吊取危险废物吨袋，移动至库区外部的卸料提升平台或直接码放在运输车辆上。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

1、从结构安全角度和设计难度方面看，危险废物刚性填埋场因其固有的钢筋砼结构形式而更适合于平原地形。本发明提出的基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统及作业方法，既给出了山谷地形条件下危险废物刚性填埋库区的设计方案，又提出了适合山谷地形特点的危险废物吊运作业方案。

2、根据山谷地形特点，本发明采用塔式起重机作为危险废物作业吊运工具。在危险废物刚性填埋场建设期间，塔式起重机可作为施工机械，建设完成后又可作为填埋场作业机械，同时满足了建设施工和运营作业的要求，降低了不必要的投资。

3、危险废物刚性填埋库区独立填埋单元的设计有利于不同、类别、性质的危险废物分区分格填埋并记录，既能降低不相容危险废物混合填埋后进一步反应的风险，又能减少将来废物回取的工作量。

4、根据山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋库区特点，在各填埋单元顶部设置配属单元自身的可开启玻璃钢雨棚，不仅基本上完全阻隔了大气降水进入填埋库区，大幅度降低了渗滤液产生量；而且，玻璃钢雨棚具有独立、轻便和经济的优点，能够和塔式起重机相匹配，操作灵活、方便，当填埋单元封场后其雨棚可移至另一单元继续使用，节省了工程投资。

5、危险废物采用吨袋包装，然后由作业塔式起重机吊装精确定位码放至相应的填埋单元。吨袋与塔式起重机结合的方式，一方面便于自动化码放操作，另一方面也便于将来吊取利用，实现了填埋废物的可回取式性。

6、抗渗混凝土+聚脲涂料的组合防渗系统大幅度降低了渗滤液的渗漏风险，底部收集管的布置与架空检修夹层的设计完全阻隔了渗滤液对土壤地下水的污染风险。

7、危险废物刚性填埋场工程造价显著高于柔性填埋场。不过，因其可回取的特性，刚性填埋单元在其使设计使用周期内可以反复填埋、回取，从而也有一定的经济性。

附图说明

图1为不同标高刚性填埋库区平面布置示意图。

图2为填埋单元平面布置及分区填埋示意图。

图3为填埋单元玻璃钢雨棚示意图。

图4为塔式起重机吊运作业示意图。

图5为填埋单元防渗(防腐)结构示意图。

具体实施方式

参照附图。本发明提供的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，包括危险废物刚性填埋库区1、卸料提升平台2、检修夹层3、作业塔式起重机4和可开启的玻璃钢雨棚5。根据不同山谷地形特点，阶梯式危险废物刚性填埋系统有多个设计标高不同的危险废物刚性填埋库区，在本实施例中有3个标高不同的危险废物刚性填埋库区，分别进一步标识为A、B、C；各个危险废物刚性填埋库区1由若干个填埋单元10组成，每个填埋单元由钢筋混凝土挡墙11及底板12、水平防渗(防腐)系统、挡墙防渗(防腐)系统与渗滤液收集管组成，渗滤液收集管分为填埋单元底部收集竖管151和底板下部的水平收集干管152；检修夹层3为钢筋混凝土结构架空层，位于刚性填埋库区1下方；作业塔式起重机基础40位于填埋库区内部，作业塔式起重机4安装在作业塔式起重机基础40上，其作业半径覆盖整个填埋库区1；玻璃钢雨棚5为单个填埋单元10的雨棚，可以仅是正在使用且还没有封场的填埋单元10被配置玻璃钢雨棚5，玻璃钢雨棚5覆盖于该填埋单元10上。

所述的阶梯式危险废物刚性填埋系统的多个刚性填埋库区A、B、C根据山谷地形特点选择不同的设计标高，以梯田形式错层排布。

所述的危险废物刚性填埋库区按照危险废物的类别、相容性等特点进行了区域划分。填埋作业时需要按照废物种类、特性分区填埋。填埋单元最好是矩形单元，按列或按行排列，比如呈矩阵式排列设置，不仅更便于施工建筑，同时也便于管理，并且，最好是各区域按照一列或数列、一行或数行的填埋单元来划分，更加便于管理和门式起重机4的吊运填埋工作，以本实施例为例，危险废物刚性填埋库区1共分为防渗区域、废盐类、含砷废物、其它废物四个填埋区域，四个填埋区域分别占用2列或3列的填埋单元10。

填埋单元底板12由四周向处于中心的渗滤液出口13找坡，混凝土采用抗渗混凝土。填埋单元10内部设置有水平防渗(防腐)结构141和挡墙防渗(防腐)结构142，上述两种防渗结构均采用聚脲涂料，分别涂覆在填埋单元的钢筋混凝土挡墙11及底板12上，挡墙防渗(防腐)结构142的厚度1.5mm，水平防渗(防腐)结构141的厚度2mm，在水平防渗(防腐)结构141的表面还可进一步铺设排水网143。若不具备条件，所述防渗结构也可采用防渗膜和土工布组合结构。

所述的卸料提升平台2位于填埋库区1以外，每个填埋库区1均配置有卸料提升平台2，用于临时堆放危险废物吨袋供作业塔式起重机4吊取。作业塔式起重机4的起升高度需满足其覆盖半径内标高最高的填埋单元10的吊运作业需求，所述卸料提升平台2位于作业塔式起重机4的工作半径内。

所述塔式起重机4是在危险废物刚性填埋场建设期间，作为施工机械的塔式起重机，在危险废物刚性填埋场建设建成之后，不必拆除，直接作为危险废物刚性填埋场的作业塔式起重机。

所述的检修夹层3为钢筋砼框架结构架空层，用于工作人员进入检修填埋库区底板及渗滤液收集管的渗漏。渗滤液收集管分为填埋单元底部收集竖管151和底板下方的水平收集干管152，收集干管152设置在检修夹层3中，收集竖管151连接于填埋单元底部渗滤液出口13和收集干管152之间，渗滤液在管道中采用重力流。收集干管可以按区域划分，同一个填埋区域采用同一根收集干管，不同填埋区域采用不同的收集干管，这样既有助于简化管路，同时又能有针对性地处理渗滤液。在这种设置结构下，上述的按行或按列设置不同的填埋区域还有助于渗滤液收集管路设置和管路简化及管路检修。

所述的玻璃钢雨棚5覆盖每个填埋单元10顶部，雨棚顶设置吊环50便于作业时被作业塔式起重机4吊起，非作业时常闭以防止雨水进入填埋单元10。

本发明的填埋系统的作业方法包括以下步骤：

1)经过预处理或未经预处理的危险废物由吨袋包装并运输至填埋库区以外的卸料提升平台2处临时堆放，位于作业塔式起重机操控室的工作人员用塔式起重机4吊移目标填埋单元10的玻璃钢雨棚5，将其暂时搁放在卸料提升平台2，然后从卸料提升平台2吊取危险废物吨袋填埋至目标填埋单元10中。作业结束后，塔式起重机4吊起玻璃钢雨棚5覆盖该填埋单元10。

2)检修人员每日进入检修夹层3检查填埋库区的填埋单元底板与渗滤液收集管道的渗漏情况，渗漏位置需要及时维修。

3)当每个填埋单元10的危险废物填埋至设计封场标高后，采用HDPE防渗膜+抗渗混凝土的组合进行封场。

4)当已填埋的废物需要取出资源化利用时，操作人员采用塔式起重机4从相应的填埋单元10中精准吊取危险废物吨袋，移动至库区外部的卸料提升平台2或直接码放在运输车辆上。

以上所述仅为发明的具体实施案例，本发明的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，包括危险废物刚性填埋库区、卸料提升平台、检修夹层、作业塔式起重机和雨棚；根据不同山谷地形特点，阶梯式危险废物刚性填埋系统设有多个设计标高不同的危险废物刚性填埋库区；危险废物刚性填埋库区由若干个填埋单元组成，每个填埋单元设置水平防渗结构、挡墙防渗结构与渗滤液收集管，渗滤液收集管的走管线路主要处在检修夹层中；检修夹层为架空层，位于危险废物刚性填埋库区下方；作业塔式起重机基础位于填埋库区内部，作业塔式起重机作业半径覆盖整个填埋库区，每个填埋库区都配置有卸料提升平台，卸料提升平台处在作业塔式起重机作业半径内。

2.如权利要求1所述的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，多个刚性填埋库区根据山谷地形特点选择不同的设计标高，以梯田形式错层排布。

3.如权利要求1所述的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，所述的危险废物刚性填埋库区按照危险废物的类别、相容性特点进行了区域划分。

4.如权利要求1所述的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，刚性填埋库区内部由若干个填埋单元组成。

5.如权利要求1所述的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，填埋单元设置有钢筋混凝土挡墙及底板，底板由四周向中心的渗滤液出口找坡，混凝土采用抗渗混凝土。

6.如权利要求1所述的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，所述的卸料提升平台位于填埋库区以外，临时堆放危险废物吨袋供作业塔式起重机吊取。

7.如权利要求1所述的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，所述的检修夹层为钢筋砼框架结构架空层，用于工作人员进入检修填埋库区底板及渗滤液收集管的渗漏。

8.如权利要求1所述的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，所述的玻璃钢雨棚覆盖单个填埋单元顶部，雨棚顶设置吊环便于作业时被吊起，非作业时常闭以防止雨水进入填埋单元。

9.如权利要求1所述的一种基于山谷地形的阶梯式危险废物刚性填埋系统，其特征在于，渗滤液收集管分为填埋单元底部收集竖管和底板下方的收集管，收集干管设置在检修夹层中，收集竖管连接于填埋单元底部渗滤液出口和收集干管之间。

10.一种利用如权利要求1所述的填埋系统的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)经过预处理或未经预处理的危险废物由吨袋包装并运输至填埋库区以外的卸料提升平台处临时堆放，位于作业塔式起重机操控室的工作人员用塔式起重机吊移目标填埋单元的玻璃钢雨棚，然后从卸料提升平台吊取危险废物吨袋填埋至目标填埋单元中；作业结束后，塔式起重机吊起玻璃钢雨棚覆盖该填埋单元；

2)检修人员每日进入检修夹层检查填埋库区底板与渗滤液收集管道的渗漏情况，渗漏位置需要及时维修；

3)当每个填埋单元的危险废物填埋至设计封场标高后，采用HDPE防渗膜+抗渗混凝土的组合进行封场；

4)当已填埋的废物需要取出资源化利用时，操作人员采用塔式起重机从相应的填埋单元中精准吊取危险废物吨袋，移动至库区外部的卸料提升平台或直接码放在运输车辆上。

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