非衛(wèi)生垃圾填埋場滲濾液污染防治對策研究

宋啟龍，王會敏

(華北有色工程勘察院有限公司，河北石家莊050000)

社會的進步，科技的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量和環(huán)境的要求也越來越高，隨之而來的生活垃圾問題也日趨嚴重［1］。我國垃圾年產(chǎn)量約為1.2億 t，衛(wèi)生填埋的垃圾約占70%，還有近30%的垃圾以堆肥、焚燒、非衛(wèi)生填埋等方式處理［2］。而非衛(wèi)生填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液會直接含水層污染地下水。垃圾滲濾液流動慢、質(zhì)量濃度高，且持續(xù)時間長，危害大［3］。非衛(wèi)生填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液COD質(zhì)量濃度自然衰減到規(guī)定的生活垃圾污染控制排放標準往往需要幾十年［4］。

筆者通過WHI UnSat Suite軟件HELP模塊計算不同填埋條件下滲濾液滲漏量，利用GMS模擬了在垃圾場中心布置抽水孔條件下，污染物濃度變化規(guī)律，為非衛(wèi)生垃圾填埋場的污染防治提供依據(jù)。灌溉開采層。第二含水層分布深度為45～52 m，巖性為細砂。第一含水層之上分布有厚度11 m弱透水層，水位埋深2～3 m。兩含水層之間分布有厚20 m的粉土和粉質(zhì)粘土弱透水層。

圖1 垃圾場地貌圖

1 垃圾場現(xiàn)狀

該垃圾場是為一未經(jīng)任何防滲措施處置的非衛(wèi)生垃圾填埋場，堆放深度9 m，對當?shù)鼐用裆婕暗叵滤嬖谳^大污染風險。在當?shù)卮迕竦膹娏乙笠淹Ｖ菇邮绽?/p>

垃圾場所處位置地形平坦，由西北向東南微傾斜。垃圾場南部與區(qū)域地下水流向基本一致，由西北流向東南。北部、西部和東部因開采，水位略低于垃圾場所在位置，局部地下水流場由垃圾場向四周流動。圖1為垃圾場地貌圖。

垃圾場所在地55 m以淺分布有兩個含水層，第一含水層深度為11～25 m，巖性主要為細砂和部分粉砂，是當?shù)刂饕?/p>

2 垃圾場滲漏量控制

對于非衛(wèi)生垃圾場而言，垃圾滲濾液通過包氣帶直接進入地下含水層，對當?shù)氐叵滤h(huán)境造成嚴重威脅。因此，合理有效的控制滲濾液滲漏量具有十分重要的意義。

WHI UnSat Suite為一維飽和－非飽和帶水流動及污染物遷移的軟件［5］。其中的HELP模塊可用于垃圾填埋場地滲濾液滲漏量預測。通過該軟件預測了現(xiàn)狀條件、假定衛(wèi)生填埋條件及只在表層覆蓋防滲措施條件下垃圾場十年內(nèi)滲漏液滲漏量。

2.1 垃圾場現(xiàn)狀條件下滲濾液滲漏量

根據(jù)垃圾場條件及周邊地區(qū)氣象資料，模擬計算了垃圾場現(xiàn)狀條件下滲濾液滲漏量。圖2為垃圾停止填埋后十年間垃圾滲濾液滲漏量。

圖2 停止填埋后無防滲措施情況下10 a內(nèi)滲濾液滲漏量

2.2 假定衛(wèi)生填埋條件下滲濾液滲漏量

根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》［6］，將9 m后的垃圾分成三層，每層3 m進行垃圾和粘土互層填埋。表1為填埋各層相關(guān)參數(shù)。圖3為衛(wèi)生填埋條件下十年間滲濾液滲漏量。

表1 各層相關(guān)參數(shù)［7］

圖3 假定衛(wèi)生填埋情況下10 a內(nèi)滲濾液滲漏量

2.3 簡單表層覆蓋條件下滲濾液滲漏量

在垃圾層上部覆蓋如表2所示的介質(zhì)條件下，滲濾液滲漏量如圖4。對應覆蓋層參數(shù)同表1。

表2 簡單地表防滲各層厚度［7］

圖4 簡單地表防滲措施后滲濾液滲漏量

通過不同條件下滲濾液滲漏量進行對比，現(xiàn)狀條件下該垃圾場垃圾滲濾液年平均滲漏量是衛(wèi)生填埋條件下的2.8×104倍;當在垃圾表層采取簡單補救覆蓋防滲措施后，其垃圾滲濾液的滲漏量較現(xiàn)狀減少50%，但是仍然會對地下水造成污染。

2.4 HDPE覆蓋條件下滲濾液滲漏量

簡單的地表防滲措施仍會導致大量滲濾液進入含水層，在上述簡單防滲基礎(chǔ)上，在排水層下面增鋪HDPE土工膜，可以有效控制滲濾液滲漏量。圖5為表層鋪設(shè)HDPE膜后滲濾液滲漏量。

圖5 HDPE地表防滲措施下滲濾液滲漏量

從圖5可以看出，在地表增鋪HDPE土工膜后，垃圾底層滲濾液滲漏量約為16.1 m3/a，較現(xiàn)狀條件下減少了99%。

3 抽水條件下滲濾液污染物遷移控制

通過GMS軟件模擬了在垃圾場中心布置抽水孔條件下污染物遷移特征。選取Cl－為模擬指標反映污染物濃度變化規(guī)律。圖6、圖7分別為抽水和不抽水條件下Cl－濃度隨時間變化曲線。

圖6 不抽水條件下Cl－濃度隨時間變化曲線

通過對比分析，Cl－濃度有84 mg/L上升至90 mg/L，上升速度明顯。抽水條件下，Cl－濃度呈下降趨勢，由84 mg/L降至80.1 mg/L，可以有效控制污染物的遷移。

圖7 抽水(2 000 m3/d)條件下Cl－濃度隨時間變化曲線

4 結(jié)語

控制非衛(wèi)生垃圾填埋場滲濾液滲漏量及污染物的遷移，可以有效防治滲濾液對周圍地下水環(huán)境造成的破壞。

(1)在非衛(wèi)生垃圾場頂部采用簡單粘土覆蓋，可將滲濾液滲漏量減少50%，增鋪HDPE土工膜后可減少99%。

(2)假定衛(wèi)生填埋條件下，滲濾液滲漏量僅為現(xiàn)狀條件3.6×10－3倍。垃圾填埋場應當嚴格執(zhí)行衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范，禁止非衛(wèi)生填埋。

(3)抽水條件下(Q=2 000 m3/d)，Cl－濃度呈下降趨勢，由84 mg/L降至80.1 mg/L，可以有效控制污染物的遷移。

［1］薛紅琴，速寶玉，盛金昌，等.垃圾填埋場滲濾液的防滲措施和地下水的污染防護［J］.安全與環(huán)境學報.2002，2(4):19－21.

［2］趙宗升，劉鴻亮，李炳偉，等.垃圾填埋場滲濾液污染的控制技術(shù)［J］.中國給水排水.2000，16(6):20－23.

［3］侯文俊，余健，孫江.垃圾滲濾液處理技術(shù)的新進展［J］.中國給水排水.2003，19(11):22－24.

［4］Stegmann R，Ehrig HJ.Leachate production and quality－ results of landfill processes and operation［C］//Stegmann R，Sardinia＇89 － 2nd International Landfill Symposium.Cagliari，Italy，1989.1 － 16.

［5］丁素玲.非飽和帶溶質(zhì)運移模擬軟件(WHI UnSat Suite)簡介［J］.中國科技信息.2011，5(5):83 －84.

［6］國家建設(shè)部.CJJ 17－2004.生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社.2004.

［7］宋啟龍，靳孟貴，解世勇，等.周口北郊垃圾填埋場滲濾液的滲漏量及COD變化模擬分析［J］.地質(zhì)科技情報.2012，6(31):157－160.