垃圾填埋场污泥坑污泥土工管袋脱水应用

土工管袋是以聚丙烯（PP）或聚酯（PET）等材料编织成的具有过滤功能的袋状土工容器 [1-2]。高含水率的泥浆通过添加一定比例混凝剂和絮凝剂，使颗粒物凝结，并充填于土工管袋中，水分透过管袋孔隙析 出，泥浆在自身重力和充填压力作用下排水固结，从而减少污泥体积。 土工管袋应用于污泥脱水，具有快速、简便、投资和运行费用低等优点[3]。 土工管袋已成熟运用于河湖疏浚淤泥脱水、地基加固、围海造陆、填筑 堤坝、污泥填埋等工程领域 [4-7]。但是土工管袋应用于治理垃圾填埋场填埋的市政污泥形成的污泥塘案例很少。

本文介绍土工管袋在苏州某垃圾填埋场污泥坑治理工程中，处理约 2.0×104m3 高含水率污泥的应用。

1 工程概况

该污泥坑位于苏州某垃圾填埋场内，占地面积约 2×104m2 ，多年以 来填埋高含水率的市政污泥几十万吨，并短期接收生活垃圾焚烧厂无法处理的垃圾渗沥液。污泥坑内包含市政污泥、污水、垃圾等，总容积约40×104m3 ，自上而下分层明显，分别为表层垃圾（8.6×104m3 ）、上清液（8.7×104m3 ）、泥水结合层（2.0×104m3 ）、流塑污泥层（13.4×104m3） 和软塑污泥层（7.4×104m3 ）。该项目采取的表层垃圾清理＋上清液抽排＋泥水结合层脱水＋污泥原位固化的治理路线，并在固化后场地构建生活垃圾填埋库区，作为生活垃圾卫生填埋场。其中，泥水结合层采用 土工管袋脱水处理工艺。

2 设计规模

本工程处理对象为泥水结合层， 含水率95% 以 上，SS含量在5000 ～ 20000mg/L 之间，设计规模为 2.0×104m3。

3 主要工艺设计

3.1 土工管袋脱水工艺流程

土工管袋脱水系统包括脱水平台、污泥泵送系统、药剂混合与输送 系统、取样检测系统、土工管袋、脱水回收系统（图 1）。

泥浆泵将污泥坑中的泥水混合物泵送至输送管道中，混凝剂与絮凝剂混合系统将药剂混合均匀，分别向泥水混合物输送管道中添加混凝剂与絮凝剂，并通过设置的“蛇形”管道，增加泥水混合物与混凝剂、絮凝剂的反应时间，将泥水混合物中的颗粒絮凝成团，最后充填至土工管袋中，污泥完成排水固结，外排水通过脱水平台四周设置的排水沟收集至指定处理场所。

3.2 土工管袋选型

土工管袋数量 N 根据下式计算（忽略脱水前后密度的变化）：

3.3 土工管袋布置

地基形状对土工管袋充填特性有较大的影响，土工管袋周长越长、 允许拉力越小，则地基形状的影响越大，在实际工程中考虑地基非平整性的影响是很有必要的 [8]。

本项目土工管袋脱水平台考虑为低充填压力情况下的平整刚性地 基 [9]，需要设置专用场地。场地总长度按照两端护坡宽度＋两端排水沟宽度＋土工管袋长度 × 土工管袋竖向布置条数设置，总宽度按照两侧护坡宽度＋两侧排水沟宽度＋土工管袋宽度 × 土工管袋横向布置条数设置。同时需要考虑加药系统和污泥输送系统的场地布置。

土工管袋脱水平台在场地四周设置护坡以防止污泥或排出物对周边环境的潜在危害 [10]。土工管袋脱水平台为混凝土结构，平台上铺设一 层 HDPE 土工膜作为衬垫，并在 HDPE 土工膜上下设置土工布保护层， 四周进行妥善锚固，用以防止污水及其他渗流物渗透到周围的土壤里造成环境的污染 [11]。另外还需要在场地中布设一层导排层，一般采用砾石或者排水网，它能够将土工管袋底面排出的污水尽快的收集起来通过 管道排放到内部排水沟里。为防止土工管袋充填过程中发生滑动侧翻， 脱水平台宽度方向坡度必须保持为零。

本项目设置平台总长度为 50m，宽 45m，排水沟宽 0.5m，沟底按 1.0% 设计坡度，坡向污水收集池。具体布置如图 2。

4 工程应用效果

土工管袋在运行过程中，定期取进土工管袋和出水样品，送第三方 有资质检测机构检测 SS 等指标。污泥脱水完毕后，进行土工管袋破袋， 检测停留于土工管袋内污泥含水率、pH、有机质等指标。

从图 3 可以看出，1 号土工管袋 SS 平均去除率为 95.31%±2.81%，2 号土工管袋 SS 平均去除率为 96.18%±2.00%，3 号土工管袋 SS 平均去除率为 95.86%±1.55%，三条土工管袋 SS 平均去除率为 95.78%±0.44%。

三条管袋脱水完成后， 停留于管袋中的污泥平均含水率为82.84%±0.81%，pH 为 8.14±0.10，有机质为 32.67%±0.17%（图 4- 图 6）。

5 结语

土工管袋处理污泥塘泥水混合物具有所需设备少，工艺简单，处理快速，运行维护简单，投资少等优点，对于应急处理项目有很大优势。 本项目土工管袋系统处理 2.0×104m3 泥水混合物，从建设到全部处理完毕，仅一个月时间，同时不影响其他工程施工。外排水大幅度去除了 SS，COD、NH3-N 和 TP 等指标去除效果明显，水质指标满足填埋场渗沥液处理站接收标准。 另外，在实际项目设计中，还需要考虑脱水平台承载力，土工管袋材质及孔径，絮凝剂和混凝剂的添加比例，泥水混合物输送泵的选型， 输送管道的管径，泥水混合物在管道中流速和在“蛇形”弯管处的停留 时间，以及充填次数，运行中土工管袋表面清扫维护等。