垃圾滲濾液減量化措施研究

賈冠科

(太原大眾機(jī)械廠基建工程公司，山西太原 030024)

0 引言

垃圾滲濾液是城市垃圾在其運(yùn)輸、處理、處置過程中，因其自身所含水分，并受外部水文因素綜合作用而產(chǎn)生的性質(zhì)復(fù)雜、處理難度大的高濃度有害污水。垃圾在填埋后的厭氧發(fā)酵、地表水浸濾、地下水浸泡等作用都會(huì)促使?jié)B濾液產(chǎn)生［1］。填埋場在運(yùn)行與封場后的很長時(shí)期內(nèi)都會(huì)產(chǎn)生滲濾液［2］。對(duì)于垃圾滲濾液的污染控制，包括其水質(zhì)凈化與水量消減，對(duì)于垃圾處理都具有積極的意義。本文主要對(duì)滲濾液的減量問題進(jìn)行研究。

垃圾滲濾液產(chǎn)生的來源及其影響因素，主要包括內(nèi)源因素和外源因素。在填埋場內(nèi)控制滲濾液產(chǎn)量的關(guān)鍵是限制降水入滲。垃圾滲濾液的減量應(yīng)該從以下幾方面開展工作:

1)通過垃圾分類在產(chǎn)生源對(duì)滲濾液進(jìn)行控制;

2)在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站、綜合處理廠對(duì)滲濾液進(jìn)行控制;

3)在填埋場內(nèi)利用雨污分流系統(tǒng)對(duì)降水進(jìn)行控制;

4)垃圾場內(nèi)污水處理工藝對(duì)滲濾液總量的消減;

5)回灌蒸發(fā)對(duì)滲濾液總量的消減;

6)其他減量方法，如濕地蒸發(fā)、強(qiáng)化蒸發(fā)工藝對(duì)滲濾液的減量。

1 垃圾進(jìn)入處理場之前的減量化

在生活垃圾進(jìn)入垃圾處理廠或處置場之前，對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行減量化控制，可以稱為滲濾液的“源頭減量”。

1．1 垃圾分類回收和預(yù)處理

生活垃圾的含水率主要是由其中的廚余等有機(jī)物造成的，另外紙張、棉絮等吸水性物質(zhì)也會(huì)在進(jìn)入填埋場之后對(duì)滲濾液的產(chǎn)量有影響，因此，在垃圾貯存、清運(yùn)工作環(huán)節(jié)開展垃圾分類收集，同時(shí)注意給予完善的分類清運(yùn)車輛配套，有利于垃圾滲濾液的源頭減量。一般而言，廚余以及紙類物質(zhì)含量高時(shí)，垃圾含水率也高。

通過垃圾源頭管理，在垃圾集裝點(diǎn)或回收中心，采用人工分選或機(jī)械分選工藝，對(duì)有機(jī)物和紙張進(jìn)行分選、干燥，減少產(chǎn)生滲濾液的可能。另一方面，將城市垃圾中有害的部分，包括電池、藥品、含汞器物等分離除去，可以降低滲濾液中重金屬和其他有毒有害物質(zhì)的濃度。

1．2 壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)中的滲濾液控制

壓縮又稱為“壓實(shí)”，是一種普遍采用的固體廢棄物預(yù)處理方法，是指用機(jī)械方法增加固體廢物聚集程度，增大容重減少表觀體積，對(duì)廢物實(shí)行減容化。壓縮對(duì)于垃圾處理具有預(yù)穩(wěn)定的作用。

我國生活垃圾一般為混合固體，甚至有時(shí)是固液混合體。生活垃圾中的易腐垃圾的含水率較高(50%～90%)，當(dāng)其接受壓縮時(shí)，極易產(chǎn)生滲濾液。

垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站壓縮過程產(chǎn)生的滲濾液、沖洗廢水等排入城市污水管網(wǎng)或河道水體，容易造成城市污水處理廠負(fù)荷沖擊。但從滲濾液減量的角度出發(fā)，轉(zhuǎn)運(yùn)站中的滲濾液排放，減少了進(jìn)入垃圾填埋場的滲濾液總量。

目前，國內(nèi)外廣泛采用的生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝可分為“水平壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)”和“垂直壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)”等幾種。對(duì)于水平壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站，裝箱過程中產(chǎn)生的滲濾液會(huì)從箱體滴漏出來。壓縮后，滲濾液被壓濾滲出，出滲量大約占垃圾量的5%～15%，在夏季和雨季較多。此處的壓濾液產(chǎn)量小，產(chǎn)生時(shí)間是間斷的，污染物濃度變化幅度大。豎直壓縮容器底部的密封結(jié)構(gòu)使得滲濾液不會(huì)溢出，可運(yùn)至處置場處理，但是對(duì)箱體會(huì)造成腐蝕。

2 垃圾填埋場內(nèi)滲濾液的減量化

2．1 上游與周邊地表水的控制

地表水入滲是垃圾場滲濾液的主要來源，對(duì)地表水入滲的有效控制是垃圾填埋場滲濾液減量的首要控制措施。

垃圾填埋場分為平原型、山谷型兩大類。對(duì)于平原型垃圾填埋場，一般不存在嚴(yán)重的上游與周邊地表水問題。對(duì)于山谷型填埋場，又可以分為山頂型、半山型兩類，當(dāng)填埋場的場頂標(biāo)高與山谷頂部相接時(shí)，周邊地表水侵入場內(nèi)的可能性較小，只對(duì)上游匯集的洪水進(jìn)行隔離、導(dǎo)排即可;當(dāng)廠址所在山谷的自然深度較大(深度大于40 m)，而所建設(shè)的填埋場場頂標(biāo)高低于山谷總深度時(shí)，周圍山坡上的降雨或地表徑流能夠匯入填埋場庫區(qū)內(nèi)，通常，這種場外匯水面積產(chǎn)生的雨水匯集量將大大多于填埋庫區(qū)的頂口面積，此時(shí)必須設(shè)置足夠的地表水排出構(gòu)筑物。對(duì)垃圾場周邊地表水的控制措施一般包括對(duì)降雨的阻隔，對(duì)暴雨的預(yù)防，對(duì)地表徑流的引導(dǎo)排除，對(duì)上升泉等地表水的隔離。對(duì)場區(qū)周圍地表水的控制就是避免區(qū)域地表徑流進(jìn)入場內(nèi)，從而避免滲濾液產(chǎn)量的增加。為了控制地表水入滲，應(yīng)該在垃圾填埋場建設(shè)之初就作好控制地表水的整體規(guī)劃。

在整體規(guī)劃之前，首先必須對(duì)垃圾填埋場的上游、支流、邊坡等的流域情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研。填埋場周圍的地表水排水路線對(duì)填埋場的整體運(yùn)行是至關(guān)重要的。當(dāng)垃圾填埋場的地址位于河道地形內(nèi)時(shí)，可能屬于天然地表水的原有排水線路，必須設(shè)計(jì)對(duì)上游河道內(nèi)洪水的攔截措施，防止上游洪水進(jìn)入填埋區(qū)內(nèi)。也可建造溢洪道、導(dǎo)流壩。與上游與周邊地表水的控制相關(guān)的工程措施主要包括:攔洪壩、泄洪暗管、洪水提升泵站、排水井、截洪溝等。在填埋場施工階段，可采用分區(qū)施工、分期施工的方法減少裸露工程面積，在垃圾填埋場投入生產(chǎn)運(yùn)行之后，宜采用分區(qū)填埋、分區(qū)封場的工作方法，減少開放作業(yè)面的面積。這些措施都是以垃圾滲濾液的減量化為最終目的的。

2．2 場內(nèi)雨污分流

垃圾填埋場內(nèi)的雨污分流是近年來的熱點(diǎn)話題?？茖W(xué)和嚴(yán)格地設(shè)計(jì)雨污分流系統(tǒng)，對(duì)垃圾填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)外的未受垃圾污染的雨水和滲濾液進(jìn)行分別收集，一方面可以減少滲濾液的產(chǎn)生量，降低滲濾液處理成本;另一方面，可以避免由于山溝、丘陵地帶的垃圾填埋場內(nèi)因暴雨形成的強(qiáng)大水流對(duì)填埋場造成沖刷。

填埋場內(nèi)部雨污分流的基本原理是:在垃圾填埋場內(nèi)設(shè)置的阻止填埋區(qū)匯水面積內(nèi)的雨水進(jìn)入填埋垃圾體的方法和措施，以及對(duì)環(huán)場邊坡匯水、上游洪水的排出?？茖W(xué)和嚴(yán)格地設(shè)計(jì)雨污分流系統(tǒng)，對(duì)垃圾填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)外的未受垃圾污染的雨水和滲濾液進(jìn)行分別收集，具有重要的意義。在運(yùn)行中應(yīng)盡可能使?jié)B濾液自由排出［3］。雨污分流效果的優(yōu)劣甚至?xí)苯雨P(guān)系到垃圾填埋場運(yùn)行的成敗。

國內(nèi)已建的垃圾填埋場一般都采取了常規(guī)的雨污分流措施，主要有:

1)設(shè)置攔洪壩、分區(qū)壩、垃圾壩，控制或杜絕雨水匯入;

2)設(shè)置永久性截洪溝、臨時(shí)性截洪溝，攔截雨水;

3)設(shè)置泄洪暗渠(管)、雨水排出管、滲濾液收集管，控制雨水與滲濾液的流動(dòng)狀態(tài);

4)設(shè)置每日覆蓋、降雨臨時(shí)覆蓋(覆土覆蓋輔助以土工膜臨時(shí)覆蓋)、分層覆蓋、中間覆蓋、封場覆蓋，減少雨水滲入量;

5)有時(shí)還可以在場底建造臨時(shí)小土壩或場內(nèi)臨時(shí)移動(dòng)式排水溝。

場內(nèi)雨水阻截與排放系統(tǒng)又分為填埋場封場前與封場后兩個(gè)部分。可以采用“以路分區(qū)”的做法，將一個(gè)大填埋區(qū)分割成為若干個(gè)小分區(qū)，利于對(duì)雨水的分塊控制。“路堤結(jié)合”填埋工藝能較好地解決北方填埋場雨季填埋中存在的問題。要保證所收集的雨水不受污染。非作業(yè)區(qū)的覆蓋土經(jīng)過壓實(shí)后能夠形成一層防滲良好的致密層，能對(duì)雨水起到隔絕作用。可以利用“膜覆蓋”協(xié)助雨污分流。在垃圾填埋過程中，膜覆蓋可分為兩大類:中間覆蓋、日覆蓋?？梢岳谩岸洋w造型”協(xié)助雨污分流。

2．3 建設(shè)垃圾場排水構(gòu)筑物時(shí)需注意的問題

攔洪壩是很常見的阻水構(gòu)筑物，但需注意加固、防滲的問題。例如對(duì)攔洪壩上游側(cè)的坡面需進(jìn)行防滲處理，對(duì)攔洪壩上游坡腳必須進(jìn)行加固處理，可采用粘土、HDPE防滲膜、漿砌石等多層防滲措施。

泄洪暗管可以將攔洪壩上游積聚的洪水排出，但暗管的橫斷面積一定要足夠大，以利于運(yùn)行期的清理，暗管的拐角、連接一定要順暢。暗管的進(jìn)水口一定要設(shè)置充分的雜物攔截措施(格柵、沉砂池等構(gòu)筑物)。當(dāng)自然地形不允許建造泄洪暗管時(shí)，可考慮在攔洪壩旁邊建造洪水提升泵站。用大型水泵將匯集在攔洪壩前的積水提升至場外排水渠的高度。但是洪水提升泵站的建設(shè)有很多制約因素。例如:易與場地邊坡的防滲結(jié)構(gòu)沖突，不易尋找到堅(jiān)固的地質(zhì)條件用于安放大型水泵，另外由于不同地區(qū)大氣降水量是極不均勻的［4］，大型水泵可能面臨常年閑置的危險(xiǎn)。排水井有時(shí)也被用于排出填埋場內(nèi)的積水。杭州垃圾衛(wèi)生填埋場在場內(nèi)設(shè)有標(biāo)高不同的多個(gè)排水井，用于排出中間層的垃圾堆體表面雨水。

環(huán)場截洪溝是大量用于垃圾場上游與周邊地表水的主要排水構(gòu)筑物，一般是指環(huán)繞在垃圾填埋場場頂周圍1 m～3 m遠(yuǎn)外側(cè)的用于阻截上游與場頂外周邊雨水(洪水)的工程系統(tǒng)。即使是對(duì)于小型的村鎮(zhèn)級(jí)的簡易垃圾填埋場，環(huán)場截洪溝也是不可少的，對(duì)于大型垃圾填埋場，截洪溝更是多種多樣，可采用分期設(shè)置截洪溝的方法［5］。

3 結(jié)語

垃圾滲濾液減量化，有利于降低垃圾場的滲濾液處理成本，并對(duì)垃圾場起到保護(hù)作用。

通過對(duì)生活垃圾在進(jìn)入垃圾處理廠或處置場之前實(shí)施源頭減量措施，包括垃圾分類回收和預(yù)處理、垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)中的滲濾液控制，可以實(shí)現(xiàn)垃圾進(jìn)入處理場之前的減量化。通過在垃圾填埋場內(nèi)實(shí)施工程措施，對(duì)上游與周邊地表水進(jìn)行有效控制，對(duì)庫區(qū)內(nèi)面積采取場內(nèi)雨污分流措施，科學(xué)建設(shè)排水構(gòu)筑物，可實(shí)現(xiàn)垃圾填埋場內(nèi)滲濾液的減量化。

［1］王宗平，陶 濤，金儒霖．垃圾滲瀝液處理研究進(jìn)展［J］．環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1999，7(3):32-39．

［2］周北海，王 琪，董 路．垃圾填埋場構(gòu)造對(duì)滲濾液成分的影響研究［J］．環(huán)境科學(xué)研究，2000，13(3):6-8．

［3］張澄博，孔德坊．成都長安垃圾填埋場滲濾液水頭預(yù)測［J］．地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，1998，9(2):41-44．

［4］曾憲坤．垃圾填埋場滲瀝液調(diào)節(jié)池的浮蓋設(shè)計(jì)與施工［J］．有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2006，27(6):56-59．

［5］張德洲．截洪溝設(shè)置對(duì)寧波大岙垃圾填埋場滲濾液產(chǎn)量的影響［J］．環(huán)境保護(hù)，2004(9):19-22．