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垃圾填埋场渗滤液污染控制技术的探讨
点击次数:867 发布时间:2017-09-22

垃圾填埋是当前使用zui广的垃圾处理方式之一,而垃圾填埋处理后产生的垃圾渗滤液具有数量大、污染强度严重等特点,对垃圾填埋场渗滤液污染控制技术展开探讨具有重要的现实意义。本文对垃圾填埋场的渗滤液污染控制技术展开了探讨,对垃圾渗滤液处理系统进行了介绍。

垃圾渗滤液处理

关键词:垃圾填埋;渗滤液;污染控制技术

随着我国社会经济的快速发展,人们的物质生活水平不断提高,产生的生活垃圾数量也不断增多。当前,垃圾填埋场处理生活垃圾是应用zui广的生活垃圾处理方式之一。在垃圾填埋场中,渗滤液是生活垃圾填埋处理后产生的一种高浓度有机废水,具有污染物浓度高,成分复杂,水质和水量波动性大等特点。若处理不当,则会对环境造成严重的污染。因此,研究垃圾填埋场渗滤液污染控制技术是当前的一个重要课题。

1雨污分流系统

降雨是决定渗滤液产生量的zui主要因素,因此要zui大限度地把降雨阻截在垃圾堆体以外,即实现雨污分流,使雨水和污水通过各自独立的系统进行收集和排放,从而阻止降雨向垃圾的浸入。

1.1非填埋区的雨污分流

根据场址所在地的地理位置和地形地貌的不同,填埋场大致可分为山谷型和平地型,其中山谷型填埋场控制降水入渗的困难和挑战更多。山谷型填埋场通常在填埋区四周设置排洪沟,以收集分水岭与填埋区边界之间区域的降水,同时兼做封场后堆体表面的排水沟,排洪沟断面尺寸应根据当地的暴雨强度、汇水面积和场地坡降经计算确定。

对于周围地表土壤松散,地下径流深度较大的填埋场,可以采用垂直防渗墙与排水沟相结合的方式截取顺坡向的地下径流。平地型填埋场既可以设置排水沟主动收集降雨后排放,也可以利用场地坡度自然排放。填埋场雨水收集系统与渗滤液收集系统应各自独立,以降低渗滤液处理负荷。

1.2填埋区的雨污分流

1.2.1填埋阶段

在填埋场运行初期,有大面积的未填埋区域,为了防止该区域产生的径流雨水与填埋区域产生的渗滤液混合后增加后续的处理成本,应对未填埋区域产生的雨水单独收集并排放。通常的做法是分别设置雨水收集系统和渗滤液收集系统,不但增加了工程投资,而且两个系统在不同单元的封堵和解堵操作比较麻烦,稍有不慎可能破坏防渗结构,还会出现雨水和渗滤液混排的情况。

为了解决上述问题,每个单元可以只设置渗滤液收集系统,单元之间用垃圾坝进行分隔,渗滤液干管引出填埋区后设两个分支,分别设置雨水阀和污水阀,并接至填埋区外的雨水收集系统和渗滤液收集系统。根据填埋阶段的不同分别开启相应阀门,实现雨水和渗滤液的分别收集。所有操作在填埋区外进行,不会对防渗结构产生破坏,也不会产生雨水和渗滤液混排的情况。可以用潜污泵将收集到的渗滤液回喷至填埋场区进行蒸发减量处理,同时可以加速填埋场的稳定化。

1.2.2封场阶段

封场的目的是利用zui终覆盖系统阻截降水的入渗以减少垃圾渗滤液的产生,同时排出填埋气体,zui终覆盖系统通常由植被恢复层、保护层、排水层、防渗层、导气层组成。堆体表面的降水一部分发生径流,由设置在堆体表面的导流渠进行收集和排放,另一部分则渗入覆盖系统,经排水层收集后沿边坡排出,zui终都汇集到非填埋区的雨水收集系统。为了使雨水能够顺畅地从覆盖系统中排出,可用防渗材料在堆体坡脚处设置锚固沟,将排水材料和HDPE开孔管填充其中,并沿堆体坡脚形成排水通道(见图1),将渗入覆盖系统的雨水统一收集后排放。土工复合排水网常被用来替代传统的砾石,作为边坡覆盖系统中的排水层,增加透水性的同时能够改善边坡的稳定性。

垃圾渗滤液处理

图1封场覆盖阶段防渗材料在堆体坡脚处的做法

2防渗系统

防渗系统承担着填埋场运行期间的渗滤液导排任务,是填埋场设计中至关重要的一个环节,根据天然基础层和地质情况的不同,防渗系统可分为天然粘土防渗衬层、单层人工合成材料防渗衬层和双层人工合成材料防渗衬层。目前广泛应用于城市垃圾填埋场的双层人工合成材料防渗衬层有主次两层渗滤液排水层,分别起到渗滤液收集和渗漏检测的作用,同时能够防止地下水的入渗。

2.1主排水层

主排水层由透水材料(砂土或砾石)或者土工合成排水材料组成,其作用是降低主排水层上部的渗滤液水头,并将产生的渗滤液输送到位于该层底部的渗滤液收集沟中。主排水层上部是反滤层,反滤层材料的选择要考虑两个因素,一是要长期保持高透水性,二是要防止被上游的细土粒堵塞,两者既相互又相互制约,设计中应根据上游土粒的特征尺寸来确定反滤层材料的渗透系数、孔隙率等参数;主排水层的下部是上人工合成衬层,通常由两层土工膜包裹HDPE防渗膜构成,衬层铺设时应做成一系列坡型的折面,在每组折面的zui低点设置渗滤液收集沟(见图2),收集沟边界以土工布作为反滤层,沟内由外裹土工布的HDPE开孔管和砾石填充,渗滤液经HDPD管统一收集后排至填埋区外的渗滤液调节池。

垃圾渗滤液处理

图2渗滤液收集沟

2.2辅助排水层

由于铺设期间的不规范操作、填埋过程中的锐物刺穿,以及地基的不均匀沉降等多种因素可能导致防渗膜的破损和开裂,因此,需设置辅助排水层来检测主排水层是否完好,以及收集透过主排水层的渗滤液,并将其排入填埋区外的渗滤液监测井中。

如果在渗滤液监测井中测得的渗滤液量小于规定的临界渗漏量,说明主排水层防渗系统是安全的,即使大于临界渗漏量,如果在填埋场下游的地下水监测中未发现污染物质,说明辅助排水层防渗系统是安全的,这也是双层人工合成材料防渗衬层的优势所在。辅助排水层的上部和下部分别为上人工合成衬层和下人工合成衬层,为了防止外部水分从堆体坡脚处渗入排水层,上下人工合成衬层在填埋区边界处应进行连接,并向上锚固,形式有3种,见图3。

垃圾渗滤液处理

图3上下人工合成衬层连接方式

3“三维”空间渗滤液导排系统

随着填埋场堆体负荷和运行时间的增加,堆体底部的防渗系统通常会发生淤堵,加之日覆盖层和中间覆盖层的存在引起局部渗滤液滞留和水位雍高,都会显著影响堆体的稳定性和渗滤液的收集排放。因此,除了堆体底部的防渗系统,还应设置水平导流层、导流盲沟、渗滤液抽排竖井等堆体内部的渗滤液控制设施,从而建立起“三维”空间的渗滤液导排系统。

水平导流层的作用是将局部滞留的渗滤液沿水平方向排出,实际工程中可利用土工复合排水网作为导排材料,在垂直方向按一定间距铺设于日覆盖或中间覆盖材料的上部;导流盲沟的作用与水平导流层相同,沟内由包裹土工布的砾石填充,主沟和支沟在水平方向连接成网状,各层盲沟在边坡处相互连通,形成渗滤液的渗流通道;抽排竖井由穿孔管、碎石层和反滤层组成,具有使用寿命长、不易淤堵、可兼做抽气井等优点,排水效果受堆体渗透系数、中间覆盖层、打井深度和井间距等多种因素影响。

4地下水导排系统

在地下水位较高的地区,为了防止地下水浸入垃圾堆体,以及危害基础的稳定性,应设置地下水导排系统。常见的地下水导排系统有以下几种方式,

一是通过设置帷幕灌浆垂直防渗系统来限制地下水的横向流动,从而在一定程度上实现地下水位的降低;二是设置地下水导排盲沟,通过计算和现场试验确定合理的盲沟尺寸、间距和埋深,还应具备一定的防淤堵能力;三是采用井点降水,沿库区边界按一定间距布设井点管,井点管底部设置滤水管插入透水层,上部接软管与集水总管进行连接,然后通过真空泵将集水管内的水抽出,从而达到降低地下水位的效果。三种方式的适用条件和导排效果不尽相同,还需要结合工程实际经技术经济比较后进行选择。

5结语

综上所述,垃圾渗滤液水质复杂,污染性极强,因此,必须采取严格控制垃圾渗滤液对环境造成的污染。在垃圾填埋场中施工中,要应用合理的污染控制技术,合理设计垃圾渗滤液处理的工艺流程、开发新型的渗滤液处理系统,从而避免垃圾渗滤液对环境造成二次污染,促进垃圾填埋场的技术发展。

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