垃圾填埋場的設(shè)計(jì)與防滲處理技術(shù)研究

郭志恒

摘要：衛(wèi)生填埋法是城市處理生活垃圾最常用的方法，我國建造與運(yùn)用垃圾填埋場已經(jīng)有很多年，雖然我們已經(jīng)積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但仍有很多亟待解決的技術(shù)性問題。多數(shù)垃圾填埋場還存有二次污染環(huán)境的問題。本文主要論述了垃圾填埋場存有的問題和防滲技術(shù)的研究現(xiàn)狀、垃圾填埋場設(shè)計(jì)方法、滲濾液的相關(guān)處理技術(shù)、鉆孔樁施工。

關(guān)鍵詞：垃圾填埋場 防滲處理技術(shù) 鉆孔樁施工

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提升，我國城市所產(chǎn)生的垃圾量不斷增加，城市垃圾已達(dá)上億噸，一些城市垃圾遍地，阻礙著城市的發(fā)展和城市市容市貌。

2 垃圾填埋場存有的問題和防滲技術(shù)的研究現(xiàn)狀

我國城市垃圾處理水平還較低，多數(shù)城市都運(yùn)用自然填溝或露天堆放等簡單方式處理城市垃圾，一些河流的沿岸地區(qū)也成了垃圾堆放場。這些處理方法給河流、土壤、大氣、地下室都帶來嚴(yán)重影響及危害，目前，很多城市缺乏無害化處理垃圾的設(shè)施設(shè)備，雖然一些城市有無害化處理設(shè)備設(shè)施，但運(yùn)營管理方面還不夠完善，尤其是填埋場滲濾液未進(jìn)行必要的凈化處理與收集處理，已致使部分地區(qū)地下水源受到污染。運(yùn)用簡易填埋方式或集中堆放城市垃圾，因?yàn)闆]有較好壓縮機(jī)械，部分填埋場沒達(dá)到使用年限就開始填滿封場。填埋場存有的問題可以列為幾點(diǎn)：衛(wèi)生填埋場設(shè)計(jì)存有缺陷，環(huán)保措施和滲濾液的處理設(shè)備不到位，實(shí)際處理效果較差，缺少收集處理沼氣的設(shè)施設(shè)備；一些城市運(yùn)用自然塌陷區(qū)或自然溝壑處理生活垃圾，簡易填埋場沒有設(shè)置防滲層，也沒有收集滲濾液，將滲濾液排出的系統(tǒng)，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境；早期建設(shè)的衛(wèi)生填埋場因?yàn)橘Y金投入不足，防滲措施簡單、設(shè)備簡陋，導(dǎo)致二次污染。針對填埋垃圾過程中產(chǎn)生的較多具有污染危害的滲濾液，盡管我國已發(fā)展了厭氧處理法、好氧生物處理法等，但填埋和收集滲濾液時(shí)依然有滲漏問題出現(xiàn)，滲濾液防滲是避免地下水被污染的重要一步。由于滲濾液的濃度較高，滲漏會持續(xù)較長時(shí)間，逐漸會成為地下水的重要污染源，地下水如果受污染將難以恢復(fù)。處理固體廢棄物一定要合理選擇處理地址，再科學(xué)地設(shè)計(jì)防滲系統(tǒng)，按照場地水文地址與工程地址情況，防滲處理填埋場。常見的防滲處理是在填埋場四周和場地構(gòu)建防滲系統(tǒng)，同時(shí)，利用水平或垂直防滲設(shè)施?，F(xiàn)階段，我國常用的方法是鋪設(shè)水平防滲層與帷幕灌漿方法。運(yùn)用帷幕灌漿法建筑垂直的防滲帷幕過程中，選擇合適漿材非常重要。

3 垃圾填埋場設(shè)計(jì)方法

正常情況下，垃圾填埋場由覆蓋系統(tǒng)、襯墊系統(tǒng)、滲濾液收集系統(tǒng)、氣體收集和處理系統(tǒng)、滲濾液排放系統(tǒng)組成。要充分發(fā)揮填埋場處理垃圾作用，有效控制氣液體污染，一定要合理設(shè)計(jì)填埋場各個(gè)組成系統(tǒng)。覆蓋系統(tǒng)就是在填埋場填滿后，對填埋場進(jìn)行的覆蓋封頂，給填埋場封底就是為了使填埋場封閉，減少地面降水與地表徑流滲入到填埋場中，進(jìn)而把填埋場場內(nèi)可能受到的滲漏污染降到最低。建立最終的覆蓋系統(tǒng)是發(fā)揮填埋場“防”功能的重要舉措。站在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面考慮，設(shè)計(jì)覆蓋系統(tǒng)時(shí)需要全面考慮所覆蓋的土厚度給周圍植物生長帶來的影響。封頂系統(tǒng)需要布置排除垃圾分解氣與集氣層收集器的出口，全面考慮覆蓋位置、覆蓋的土材料、邊坡最高覆蓋高度、改善系統(tǒng)性能程度及覆蓋后的管理工作；襯墊系統(tǒng)就是在填埋場四壁及底部設(shè)置防滲襯墊，設(shè)計(jì)防滲襯墊首先要選取合適的排水材料與防滲材料，然后進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化布置。實(shí)際工程中，填埋場底部防滲材料主要有壓實(shí)粘土、天然粘土層、粘土墊及土工膜，這些材料都具有低滲透性的特性。防滲層就是將各種防滲材料有效組合到一起。我國填埋場底部防滲主要有水平防滲與垂直防滲兩種，水平防滲指在填埋場的側(cè)壁及底部設(shè)置防滲墊層，垂直防滲是在滲濾液的滲漏路徑上做阻止，具體是在滲漏路徑上做垂直帷幕的灌注漿液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少滲漏量的目的。因?yàn)槲覈F(xiàn)階段的填埋場的底部防滲工程多運(yùn)用水平防滲與垂直防滲結(jié)合的工藝；填埋場設(shè)計(jì)氣體收集和排放系統(tǒng)是為有效地控制疏導(dǎo)填埋的氣體，防止填埋氣體在填埋場場內(nèi)發(fā)生淤積或在場外發(fā)生遷移，進(jìn)而避免沼氣爆炸，與此同時(shí)，可以運(yùn)用回收沼氣發(fā)電，讓填埋氣體得到充分利用，能夠在防止空氣增加有害成分的同時(shí)，提升填埋場經(jīng)濟(jì)效益；填埋場內(nèi)滲濾液是經(jīng)過填埋場對固體廢棄物擠壓及場內(nèi)降水滲流而產(chǎn)生的，滲濾液是有污染危害的液體，如果滲濾液沒有經(jīng)過處理排入地下水里，會使地下水受到嚴(yán)重污染，對滲濾液數(shù)量產(chǎn)生影響的因素有地下水侵入、降水量、封頂系統(tǒng)設(shè)計(jì)、固體廢棄物數(shù)量。設(shè)計(jì)滲濾液的收集與排放系統(tǒng)是為了把填埋場里的滲濾液有效收集到一起，并運(yùn)用儲蓄池或污水管把其送到污水處理站。滲濾液收集系統(tǒng)主要有集水槽、集水坑、多孔集水管、排水層、提升管、調(diào)蓄池及潛水泵組成，當(dāng)滲濾液可以直接排進(jìn)污水管時(shí)，可以不設(shè)置調(diào)蓄池，這些收集系統(tǒng)組成部分都需要根據(jù)填埋場的使用初期具有大量滲濾液產(chǎn)生來設(shè)計(jì)，進(jìn)而確保系統(tǒng)投入使用后能夠長時(shí)間保持良好流通能力。為降低地下水受污染概率，收集與排放系統(tǒng)要確保復(fù)合襯墊上的滲濾液較薄，通常低于30cm。

4 滲濾液的相關(guān)處理技術(shù)

設(shè)計(jì)填埋場的防滲工程前必須先分析計(jì)算填埋場垃圾的滲濾液滲漏量，計(jì)算滲漏量對評價(jià)防滲襯墊及防滲方案有效性具有重要作用。設(shè)計(jì)填埋場過程中，必須按照防滲層初始設(shè)計(jì)方案考察防滲襯墊滲濾液的滲漏情況，進(jìn)而修正設(shè)計(jì)方案，提出防滲層的施工建議。現(xiàn)階段，我國估算人工防滲層滲漏方法還不夠科學(xué)，設(shè)計(jì)垃圾堆埋場前常常未進(jìn)行相關(guān)滲漏分析，進(jìn)而不能真實(shí)反映滲濾液實(shí)際滲漏情況。下面主要介紹利用土工膜、壓實(shí)黏土及粘土墊作為防滲材料的滲漏情況，進(jìn)而運(yùn)用估算滲漏量的方法，提出防滲層的優(yōu)化方案及減小滲漏量的方法。計(jì)算經(jīng)過防滲襯墊滲漏量時(shí)，要先估算滲濾液滲透值，如果運(yùn)用土工膜作為防滲材料，土工膜上層材料滲透系數(shù)確定，就能夠得知土工膜滲濾液水頭和供水速率的關(guān)系。運(yùn)用壓實(shí)黏土作為防滲襯墊材料時(shí)，其滲漏量可以運(yùn)用達(dá)西定律計(jì)算而獲得，滲濾液經(jīng)過壓實(shí)的粘土層時(shí)，粘土和污染物的例子及分子會發(fā)生離子交換、化學(xué)物理作用，污染物會沿著粘土層的深度方向漸漸衰減，大大降低滲漏液的污染物含量。所以，壓實(shí)黏土可以凈化滲濾液，建立實(shí)際防滲系統(tǒng)時(shí)要把壓實(shí)粘土和土工膜材料充分組合在一起，構(gòu)成符合的防滲襯墊，進(jìn)而提升控制污染物滲漏的效果。

5 鉆孔樁施工

鉆孔灌注樁是一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樁的耐久性受混凝土受到的侵蝕作用影響，鉆孔樁穿過垃圾涂層，使垃圾滲濾液和膨潤土泥漿間交換例子，進(jìn)而形成大量有害泥漿，這些有害泥漿利用鉆孔向其他土體滲漏。地下水中的污染物含量和鉆樁數(shù)量、泥漿參數(shù)、單柱泥漿的損失量及鉆孔滲濾液高度有緊密聯(lián)系，要想減少滲漏液給地下水帶來的污染，必須減少泥漿和滲濾液間的離子交換量，縮短滲濾時(shí)間，降低泥漿液滲透損失量。進(jìn)行鉆孔樁施工過程時(shí)，可以運(yùn)用全鋼護(hù)筒進(jìn)行支護(hù)，防止?jié){液流失，降低漿液對環(huán)境的污染。

6 結(jié)束語

我國對城市垃圾填埋場的研究工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還處于起步階段，很多研究成果還需要工程實(shí)踐來檢驗(yàn)，環(huán)境工作者和工程技術(shù)人員還需要通力合作，因地制宜地對垃圾填埋場工程進(jìn)行研究與試驗(yàn)，進(jìn)而在國家政策與環(huán)境保護(hù)法規(guī)的支撐下，優(yōu)化垃圾填埋場設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而給城市營造良好生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]金福喜，徐志，羅滔.城市垃圾填埋場污泥對堆體邊坡穩(wěn)定的影響研究[J].廣東建材，2013（11）.

[2]靖向黨，彭第，謝俊革，于波.垃圾填埋場防滲漿材及其阻滯規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[J].長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（02）.

[3]龔文峰，馬英英.城市垃圾填埋場對水土生態(tài)環(huán)境的影響分析[J].工程與建設(shè)，2014（03）.