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垃圾填埋場(chǎng)滲濾液污染控制技術(shù)的探討
垃圾填埋是當(dāng)前使用zui廣的垃圾處理方式之一，而垃圾填埋處理后產(chǎn)生的垃圾滲濾液具有數(shù)量大、污染強(qiáng)度嚴(yán)重等特點(diǎn)，對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液污染控制技術(shù)展開探討具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液污染控制技術(shù)展開了探討，對(duì)垃圾滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。
關(guān)鍵詞：垃圾填埋；滲濾液；污染控制技術(shù)
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，產(chǎn)生的生活垃圾數(shù)量也不斷增多。當(dāng)前，垃圾填埋場(chǎng)處理生活垃圾是應(yīng)用zui廣的生活垃圾處理方式之一。在垃圾填埋場(chǎng)中，滲濾液是生活垃圾填埋處理后產(chǎn)生的一種高濃度有機(jī)廢水，具有污染物濃度高，成分復(fù)雜，水質(zhì)和水量波動(dòng)性大等特點(diǎn)。若處理不當(dāng)，則會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此，研究垃圾填埋場(chǎng)滲濾液污染控制技術(shù)是當(dāng)前的一個(gè)重要課題。
1雨污分流系統(tǒng)
降雨是決定滲濾液產(chǎn)生量的zui主要因素，因此要zui大限度地把降雨阻截在垃圾堆體以外，即實(shí)現(xiàn)雨污分流，使雨水和污水通過各自獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行收集和排放，從而阻止降雨向垃圾的浸入。
1.1非填埋區(qū)的雨污分流
根據(jù)場(chǎng)址所在地的地理位置和地形地貌的不同，填埋場(chǎng)大致可分為山谷型和平地型，其中山谷型填埋場(chǎng)控制降水入滲的困難和挑戰(zhàn)更多。山谷型填埋場(chǎng)通常在填埋區(qū)四周設(shè)置排洪溝，以收集分水嶺與填埋區(qū)邊界之間區(qū)域的降水，同時(shí)兼做封場(chǎng)后堆體表面的排水溝，排洪溝斷面尺寸應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度、匯水面積和場(chǎng)地坡降經(jīng)計(jì)算確定。
對(duì)于周圍地表土壤松散，地下徑流深度較大的填埋場(chǎng)，可以采用垂直防滲墻與排水溝相結(jié)合的方式截取順坡向的地下徑流。平地型填埋場(chǎng)既可以設(shè)置排水溝主動(dòng)收集降雨后排放，也可以利用場(chǎng)地坡度自然排放。填埋場(chǎng)雨水收集系統(tǒng)與滲濾液收集系統(tǒng)應(yīng)各自獨(dú)立，以降低滲濾液處理負(fù)荷。
1.2填埋區(qū)的雨污分流
1.2.1填埋階段
在填埋場(chǎng)運(yùn)行初期，有大面積的未填埋區(qū)域，為了防止該區(qū)域產(chǎn)生的徑流雨水與填埋區(qū)域產(chǎn)生的滲濾液混合后增加后續(xù)的處理成本，應(yīng)對(duì)未填埋區(qū)域產(chǎn)生的雨水單獨(dú)收集并排放。通常的做法是分別設(shè)置雨水收集系統(tǒng)和滲濾液收集系統(tǒng)，不但增加了工程投資，而且兩個(gè)系統(tǒng)在不同單元的封堵和解堵操作比較麻煩，稍有不慎可能破壞防滲結(jié)構(gòu)，還會(huì)出現(xiàn)雨水和滲濾液混排的情況。
為了解決上述問題，每個(gè)單元可以只設(shè)置滲濾液收集系統(tǒng)，單元之間用垃圾壩進(jìn)行分隔，滲濾液干管引出填埋區(qū)后設(shè)兩個(gè)分支，分別設(shè)置雨水閥和污水閥，并接至填埋區(qū)外的雨水收集系統(tǒng)和滲濾液收集系統(tǒng)。根據(jù)填埋階段的不同分別開啟相應(yīng)閥門，實(shí)現(xiàn)雨水和滲濾液的分別收集。所有操作在填埋區(qū)外進(jìn)行，不會(huì)對(duì)防滲結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，也不會(huì)產(chǎn)生雨水和滲濾液混排的情況。可以用潛污泵將收集到的滲濾液回噴至填埋場(chǎng)區(qū)進(jìn)行蒸發(fā)減量處理，同時(shí)可以加速填埋場(chǎng)的穩(wěn)定化。
1.2.2封場(chǎng)階段
封場(chǎng)的目的是利用zui終覆蓋系統(tǒng)阻截降水的入滲以減少垃圾滲濾液的產(chǎn)生，同時(shí)排出填埋氣體，zui終覆蓋系統(tǒng)通常由植被恢復(fù)層、保護(hù)層、排水層、防滲層、導(dǎo)氣層組成。堆體表面的降水一部分發(fā)生徑流，由設(shè)置在堆體表面的導(dǎo)流渠進(jìn)行收集和排放，另一部分則滲入覆蓋系統(tǒng)，經(jīng)排水層收集后沿邊坡排出，zui終都匯集到非填埋區(qū)的雨水收集系統(tǒng)。為了使雨水能夠順暢地從覆蓋系統(tǒng)中排出，可用防滲材料在堆體坡腳處設(shè)置錨固溝，將排水材料和HDPE開孔管填充其中，并沿堆體坡腳形成排水通道（見圖1），將滲入覆蓋系統(tǒng)的雨水統(tǒng)一收集后排放。土工復(fù)合排水網(wǎng)常被用來替代傳統(tǒng)的礫石，作為邊坡覆蓋系統(tǒng)中的排水層，增加透水性的同時(shí)能夠改善邊坡的穩(wěn)定性。
圖1封場(chǎng)覆蓋階段防滲材料在堆體坡腳處的做法
2防滲系統(tǒng)
防滲系統(tǒng)承擔(dān)著填埋場(chǎng)運(yùn)行期間的滲濾液導(dǎo)排任務(wù)，是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，根據(jù)天然基礎(chǔ)層和地質(zhì)情況的不同，防滲系統(tǒng)可分為天然粘土防滲襯層、單層人工合成材料防滲襯層和雙層人工合成材料防滲襯層。目前廣泛應(yīng)用于城市垃圾填埋場(chǎng)的雙層人工合成材料防滲襯層有主次兩層滲濾液排水層，分別起到滲濾液收集和滲漏檢測(cè)的作用，同時(shí)能夠防止地下水的入滲。
2.1主排水層
主排水層由透水材料（砂土或礫石）或者土工合成排水材料組成，其作用是降低主排水層上部的滲濾液水頭，并將產(chǎn)生的滲濾液輸送到位于該層底部的滲濾液收集溝中。主排水層上部是反濾層，反濾層材料的選擇要考慮兩個(gè)因素，一是要長(zhǎng)期保持高透水性，二是要防止被上游的細(xì)土粒堵塞，兩者既相互又相互制約，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)上游土粒的特征尺寸來確定反濾層材料的滲透系數(shù)、孔隙率等參數(shù)；主排水層的下部是上人工合成襯層，通常由兩層土工膜包裹HDPE防滲膜構(gòu)成，襯層鋪設(shè)時(shí)應(yīng)做成一系列坡型的折面，在每組折面的zui低點(diǎn)設(shè)置滲濾液收集溝（見圖2），收集溝邊界以土工布作為反濾層，溝內(nèi)由外裹土工布的HDPE開孔管和礫石填充，滲濾液經(jīng)HDPD管統(tǒng)一收集后排至填埋區(qū)外的滲濾液調(diào)節(jié)池。
圖2滲濾液收集溝
2.2輔助排水層
由于鋪設(shè)期間的不規(guī)范操作、填埋過程中的銳物刺穿，以及地基的不均勻沉降等多種因素可能導(dǎo)致防滲膜的破損和開裂，因此，需設(shè)置輔助排水層來檢測(cè)主排水層是否完好，以及收集透過主排水層的滲濾液，并將其排入填埋區(qū)外的滲濾液監(jiān)測(cè)井中。
如果在滲濾液監(jiān)測(cè)井中測(cè)得的滲濾液量小于規(guī)定的臨界滲漏量，說明主排水層防滲系統(tǒng)是安全的，即使大于臨界滲漏量，如果在填埋場(chǎng)下游的地下水監(jiān)測(cè)中未發(fā)現(xiàn)污染物質(zhì)，說明輔助排水層防滲系統(tǒng)是安全的，這也是雙層人工合成材料防滲襯層的優(yōu)勢(shì)所在。輔助排水層的上部和下部分別為上人工合成襯層和下人工合成襯層，為了防止外部水分從堆體坡腳處滲入排水層，上下人工合成襯層在填埋區(qū)邊界處應(yīng)進(jìn)行連接，并向上錨固，形式有3種，見圖3。
圖3上下人工合成襯層連接方式
3“三維”空間滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)
隨著填埋場(chǎng)堆體負(fù)荷和運(yùn)行時(shí)間的增加，堆體底部的防滲系統(tǒng)通常會(huì)發(fā)生淤堵，加之日覆蓋層和中間覆蓋層的存在引起局部滲濾液滯留和水位雍高，都會(huì)顯著影響堆體的穩(wěn)定性和滲濾液的收集排放。因此，除了堆體底部的防滲系統(tǒng)，還應(yīng)設(shè)置水平導(dǎo)流層、導(dǎo)流盲溝、滲濾液抽排豎井等堆體內(nèi)部的滲濾液控制設(shè)施，從而建立起“三維”空間的滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)。
水平導(dǎo)流層的作用是將局部滯留的滲濾液沿水平方向排出，實(shí)際工程中可利用土工復(fù)合排水網(wǎng)作為導(dǎo)排材料，在垂直方向按一定間距鋪設(shè)于日覆蓋或中間覆蓋材料的上部；導(dǎo)流盲溝的作用與水平導(dǎo)流層相同，溝內(nèi)由包裹土工布的礫石填充，主溝和支溝在水平方向連接成網(wǎng)狀，各層盲溝在邊坡處相互連通，形成滲濾液的滲流通道；抽排豎井由穿孔管、碎石層和反濾層組成，具有使用壽命長(zhǎng)、不易淤堵、可兼做抽氣井等優(yōu)點(diǎn)，排水效果受堆體滲透系數(shù)、中間覆蓋層、打井深度和井間距等多種因素影響。
4地下水導(dǎo)排系統(tǒng)
在地下水位較高的地區(qū)，為了防止地下水浸入垃圾堆體，以及危害基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，應(yīng)設(shè)置地下水導(dǎo)排系統(tǒng)。常見的地下水導(dǎo)排系統(tǒng)有以下幾種方式，
一是通過設(shè)置帷幕灌漿垂直防滲系統(tǒng)來限制地下水的橫向流動(dòng)，從而在一定程度上實(shí)現(xiàn)地下水位的降低；二是設(shè)置地下水導(dǎo)排盲溝，通過計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合理的盲溝尺寸、間距和埋深，還應(yīng)具備一定的防淤堵能力；三是采用井點(diǎn)降水，沿庫區(qū)邊界按一定間距布設(shè)井點(diǎn)管，井點(diǎn)管底部設(shè)置濾水管插入透水層，上部接軟管與集水總管進(jìn)行連接，然后通過真空泵將集水管內(nèi)的水抽出，從而達(dá)到降低地下水位的效果。三種方式的適用條件和導(dǎo)排效果不盡相同，還需要結(jié)合工程實(shí)際經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后進(jìn)行選擇。
5結(jié)語
綜上所述，垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜，污染性*，因此，必須采取嚴(yán)格控制垃圾滲濾液對(duì)環(huán)境造成的污染。在垃圾填埋場(chǎng)中施工中，要應(yīng)用合理的污染控制技術(shù)，合理設(shè)計(jì)垃圾滲濾液處理的工藝流程、開發(fā)新型的滲濾液處理系統(tǒng)，從而避免垃圾滲濾液對(duì)環(huán)境造成二次污染，促進(jìn)垃圾填埋場(chǎng)的技術(shù)發(fā)展。