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        垃圾填埋場滲濾液污染控制技術的探討
        點擊次數:1173 發布時間:2017-09-22

        垃圾填埋是當前使用zui廣的垃圾處理方式之一,而垃圾填埋處理后產生的垃圾滲濾液具有數量大、污染強度嚴重等特點,對垃圾填埋場滲濾液污染控制技術展開探討具有重要的現實意義。本文對垃圾填埋場的滲濾液污染控制技術展開了探討,對垃圾滲濾液處理系統進行了介紹。

        垃圾滲濾液處理

        關鍵詞:垃圾填埋;滲濾液;污染控制技術

        隨著我國社會經濟的快速發展,人們的物質生活水平不斷提高,產生的生活垃圾數量也不斷增多。當前,垃圾填埋場處理生活垃圾是應用zui廣的生活垃圾處理方式之一。在垃圾填埋場中,滲濾液是生活垃圾填埋處理后產生的一種高濃度有機廢水,具有污染物濃度高,成分復雜,水質和水量波動性大等特點。若處理不當,則會對環境造成嚴重的污染。因此,研究垃圾填埋場滲濾液污染控制技術是當前的一個重要課題。

        1雨污分流系統

        降雨是決定滲濾液產生量的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,即實現雨污分流,使雨水和污水通過各自獨立的系統進行收集和排放,從而阻止降雨向垃圾的浸入。

        1.1非填埋區的雨污分流

        根據場址所在地的地理位置和地形地貌的不同,填埋場大致可分為山谷型和平地型,其中山谷型填埋場控制降水入滲的困難和挑戰更多。山谷型填埋場通常在填埋區四周設置排洪溝,以收集分水嶺與填埋區邊界之間區域的降水,同時兼做封場后堆體表面的排水溝,排洪溝斷面尺寸應根據當地的暴雨強度、匯水面積和場地坡降經計算確定。

        對于周圍地表土壤松散,地下徑流深度較大的填埋場,可以采用垂直防滲墻與排水溝相結合的方式截取順坡向的地下徑流。平地型填埋場既可以設置排水溝主動收集降雨后排放,也可以利用場地坡度自然排放。填埋場雨水收集系統與滲濾液收集系統應各自獨立,以降低滲濾液處理負荷。

        1.2填埋區的雨污分流

        1.2.1填埋階段

        在填埋場運行初期,有大面積的未填埋區域,為了防止該區域產生的徑流雨水與填埋區域產生的滲濾液混合后增加后續的處理成本,應對未填埋區域產生的雨水單獨收集并排放。通常的做法是分別設置雨水收集系統和滲濾液收集系統,不但增加了工程投資,而且兩個系統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構,還會出現雨水和滲濾液混排的情況。

        為了解決上述問題,每個單元可以只設置滲濾液收集系統,單元之間用垃圾壩進行分隔,滲濾液干管引出填埋區后設兩個分支,分別設置雨水閥和污水閥,并接至填埋區外的雨水收集系統和滲濾液收集系統。根據填埋階段的不同分別開啟相應閥門,實現雨水和滲濾液的分別收集。所有操作在填埋區外進行,不會對防滲結構產生破壞,也不會產生雨水和滲濾液混排的情況??梢杂脻撐郾脤⑹占降臐B濾液回噴至填埋場區進行蒸發減量處理,同時可以加速填埋場的穩定化。

        1.2.2封場階段

        封場的目的是利用zui終覆蓋系統阻截降水的入滲以減少垃圾滲濾液的產生,同時排出填埋氣體,zui終覆蓋系統通常由植被恢復層、保護層、排水層、防滲層、導氣層組成。堆體表面的降水一部分發生徑流,由設置在堆體表面的導流渠進行收集和排放,另一部分則滲入覆蓋系統,經排水層收集后沿邊坡排出,zui終都匯集到非填埋區的雨水收集系統。為了使雨水能夠順暢地從覆蓋系統中排出,可用防滲材料在堆體坡腳處設置錨固溝,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),將滲入覆蓋系統的雨水統一收集后排放。土工復合排水網常被用來替代傳統的礫石,作為邊坡覆蓋系統中的排水層,增加透水性的同時能夠改善邊坡的穩定性。

        垃圾滲濾液處理

        圖1封場覆蓋階段防滲材料在堆體坡腳處的做法

        2防滲系統

        防滲系統承擔著填埋場運行期間的滲濾液導排任務,是填埋場設計中至關重要的一個環節,根據天然基礎層和地質情況的不同,防滲系統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。目前廣泛應用于城市垃圾填埋場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的作用,同時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因素,一是要長期保持高透水性,二是要防止被上游的細土粒堵塞,兩者既相互又相互制約,設計中應根據上游土粒的特征尺寸來確定反濾層材料的滲透系數、孔隙率等參數;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防滲膜構成,襯層鋪設時應做成一系列坡型的折面,在每組折面的zui低點設置滲濾液收集溝(見圖2),收集溝邊界以土工布作為反濾層,溝內由外裹土工布的HDPE開孔管和礫石填充,滲濾液經HDPD管統一收集后排至填埋區外的滲濾液調節池。

        垃圾滲濾液處理

        圖2滲濾液收集溝

        2.2輔助排水層

        由于鋪設期間的不規范操作、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致防滲膜的破損和開裂,因此,需設置輔助排水層來檢測主排水層是否完好,以及收集透過主排水層的滲濾液,并將其排入填埋區外的滲濾液監測井中。

        如果在滲濾液監測井中測得的滲濾液量小于規定的臨界滲漏量,說明主排水層防滲系統是安全的,即使大于臨界滲漏量,如果在填埋場下游的地下水監測中未發現污染物質,說明輔助排水層防滲系統是安全的,這也是雙層人工合成材料防滲襯層的優勢所在。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邊界處應進行連接,并向上錨固,形式有3種,見圖3。

        垃圾滲濾液處理

        圖3上下人工合成襯層連接方式

        3“三維”空間滲濾液導排系統

        隨著填埋場堆體負荷和運行時間的增加,堆體底部的防滲系統通常會發生淤堵,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,都會顯著影響堆體的穩定性和滲濾液的收集排放。因此,除了堆體底部的防滲系統,還應設置水平導流層、導流盲溝、滲濾液抽排豎井等堆體內部的滲濾液控制設施,從而建立起“三維”空間的滲濾液導排系統。

        水平導流層的作用是將局部滯留的滲濾液沿水平方向排出,實際工程中可利用土工復合排水網作為導排材料,在垂直方向按一定間距鋪設于日覆蓋或中間覆蓋材料的上部;導流盲溝的作用與水平導流層相同,溝內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、不易淤堵、可兼做抽氣井等優點,排水效果受堆體滲透系數、中間覆蓋層、打井深度和井間距等多種因素影響。

        4地下水導排系統

        在地下水位較高的地區,為了防止地下水浸入垃圾堆體,以及危害基礎的穩定性,應設置地下水導排系統。常見的地下水導排系統有以下幾種方式,

        一是通過設置帷幕灌漿垂直防滲系統來限制地下水的橫向流動,從而在一定程度上實現地下水位的降低;二是設置地下水導排盲溝,通過計算和現場試驗確定合理的盲溝尺寸、間距和埋深,還應具備一定的防淤堵能力;三是采用井點降水,沿庫區邊界按一定間距布設井點管,井點管底部設置濾水管插入透水層,上部接軟管與集水總管進行連接,然后通過真空泵將集水管內的水抽出,從而達到降低地下水位的效果。三種方式的適用條件和導排效果不盡相同,還需要結合工程實際經技術經濟比較后進行選擇。

        5結語

        綜上所述,垃圾滲濾液水質復雜,污染性*,因此,必須采取嚴格控制垃圾滲濾液對環境造成的污染。在垃圾填埋場中施工中,要應用合理的污染控制技術,合理設計垃圾滲濾液處理的工藝流程、開發新型的滲濾液處理系統,從而避免垃圾滲濾液對環境造成二次污染,促進垃圾填埋場的技術發展。

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