垃圾填埋场渗滤液污染防治的五个环节

本帖最后由 蒙静 于 2009-10-9 15:07 编辑

1 垃圾渗滤液的产生
  垃圾渗滤液主要来源于大气降水、垃圾含水、垃圾分解水和地下径流水。防治垃圾渗滤液的污染首先要从源头抓起，包括对渗滤液水质和水量的控制。
  水质控制主要依靠积极推行垃圾分类和加强对进场垃圾的管理，严禁废电池、灯管、医疗垃圾、工业垃圾等有毒、有害垃圾进场，以降低垃圾渗滤液中的重金属和其他有毒物质浓度。水量的控制是指减少垃圾渗滤液的产生量，可以通过以下几种方法来控制：( l ）在北方地区或其他蒸发条件较好的地区，可以回喷垃圾渗滤液，加快垃圾填埋场的稳定化进程；( 2 ）强化截洪沟的设计和管理，提高环流截洪沟和场内分区截洪沟对地表水的截流率；( 3 ）提高作业管理水平，作好分区作业和清污分流工作，做到及时覆土或用人工衬层材料覆盖，保证作业覆土和最终覆土质量，有条件的地方宜采用人工合成材料（如HnPE 膜）作为最终封场材料；( 4 ）加强防止地下水径流人侵的设计和研究，应根据水文地质资料，在地下水径流处设置混凝土心墙或帷幕灌浆，截断地下水径流通道，防止地下水人侵。2 垃圾渗滤液的收集和导出
  防止渗滤液渗漏系统是“堵”，渗滤液集排水系统则是“疏”，只有疏堵结合，才能有效防止渗滤液渗漏。渗滤液在填埋场内的蓄积是有一定的限度的，任何防渗材料都无法保证渗滤液长时间绝对不产生渗漏。尽量收集、尽早导出垃圾渗滤液，可以防止渗滤液在库区内积累，减轻填埋场防渗层的压力。美国环保局规定：垃圾填埋场衬层上饱和渗滤液最大高度不得超过30 cm 。
  我国对此虽没有具体要求，但实践已证明高效的集排水系统对渗滤液污染防治相当重要。杭州市天子岭废弃物处理总场是我国首座按规范设计的山谷式垃圾填埋场，其防渗措施是利用天然弱透水地质构成的独立水文系设置垂直帷幕灌浆设施，运行10 多a 来，没有对地下水造成污染。其防渗成功的重要原因之一就是垃圾填埋场底部的渗滤液能被有效地收集和导出，使场内的持水高度始终低于周边山体的地下水水位，垃圾渗滤液无法向周边地下水渗透，有效地防止了渗滤液对地下水的污染。
  一般来说，垃圾填埋场渗滤液的集排水的效果取决于系统预防堵塞的能力，取决于正确的排水位置和选用能承受渗滤液侵蚀的合适材料。在设置集排水系统时，应充分考虑以下几方面的内容：( l ）正确选择集排水设施的材质，能耐腐蚀，防止堵塞，确保其长期有效运行；( 2 ）导水层应有适当的坡度，有利于渗滤液导向集水池；( 3 ）排水管和集水井的设计计算准确，科学设置其尺寸、数量、类型和位置，并有适当的余量，能承担起多雨、暴雨季节的抗冲击负荷；( 4 ）抽水水泵应设有备用泵，在工作水泵损坏或暴雨时能通过启用备用泵及时将渗滤液导出；( 5 ）调蓄池应严格按照国家建设标准的防洪规范设计，以防止特大暴雨季节渗滤液外溢污染环境；( 6 ）采用人工衬里防渗的垃圾填埋场，由于场底铺设衬垫密闭性好，垃圾体中气包水增多，持水能力增强，渗滤液下渗到场底收集系统的阻力增大。因此必须增加导水竖井和横管，增大导气的强度，促进气水分离，增强集排水系统的排水能力。
  3 垃圾渗滤液的防渗
  据统计，1977 年，美国的18 500 个填埋场中，大约一半由于渗滤液渗漏而对水体产生了不
  同程度的污染川；国内兰州东盆地雁滩水源因垃圾渗滤液污染而废弃，西盆地马滩水源部分水井也因此而报废L2 ］。因此，如何防止垃圾渗滤液渗漏是垃圾填埋场设计中的一个主要的问题。防止渗滤液渗漏，必须有合理而有效的防渗系统。成功的防渗系统主要解决以下3 个间题：选址，防渗方式的选择及防渗层的设置和维护。
  3 . 1 场址的选择
  填埋场的选址是通过对场地的地形、地貌、工程地质、水文地质、植被、水文、气象、交通运输、覆土资源和人口分布等情况对比，进行技术、经济和环境的综合比较，选出最佳场地。合理的选址应遵循两条原则：一是从防治污染角度考虑的安全原则；二是从经济角度考虑的经济合理原则。水文和工程地质条件较好的填埋场，既能降低环境污染，又能减少工程建设投资。选址首先要做好工程地质和水文地质勘测工作。从已发生的填埋场安全事故来看，最多的是渗滤液对地下水造成的污染，而导致地下水污染事故的最直接原因就是对填埋场和周边地区的工程地质和水文地质情况缺乏正确的了解和科学的研究，没有采取相应有效的防渗措施。因此，填埋场工程地质和水文地质情况是决定填埋场选址的最重要因素。一般来说，选择填埋场较好的工程地质条件要求是：应选在渗透性弱的松散岩层或坚硬岩层的基础上，天然地层的渗透系数最好在k < ro 一‘cm / s 以下，并有一定的厚度。填埋场较好的水文地质条件要求是：场地基础应位于地下水（潜水或承压水）最高丰水位lm 以上，位于地下水主要补给区之外；场地应位于地下水的强径流带之外。
  3 , 2 防渗方式的选择
  防渗衬垫是填埋场防止渗滤液渗漏的最关键部位。根据填埋场的水文地质类型和条件，其防渗方式可分为天然防渗和人工防渗两种。
  3 . 2 . 1 天然防渗根据我国目前的经济实力，填埋场选址时一般尽量考虑采用自然勃土层或地下自然岩层天然防渗。天然防渗对水文地质的要求：填埋场底和周边铺设的土壤衬底是由高勃土性土壤和粉砂淤泥的压实土壤组成，各个部位的土层须保持均匀，厚度大于Zm ，其渗透系数从10 一’cm / s 。对于山谷式填埋场，应尽可能利用填埋场弱透水层形成一个独立的地下水文单元，并在山谷口设置帷幕灌浆垂直防渗，使填埋场形成
  相对独立的整体，防止垃圾渗滤液渗漏。3 . 2 . 2 人工防渗人工防渗是指在填埋场地质情况达不到天然防渗的要求时，采用人工衬里作为填埋场衬底防渗材料。据有关资料介绍，如果采用人工衬垫系统即使施工质量只能达到较差水平或一般水平，其防渗能力仍相当于优质的天然衬垫（如勃土），所以人工衬垫系统具有更高的安全性、可靠性。人工防渗可分为单层和双层衬里防渗。美国于1982 年开始采用单层土工膜衬垫，1987 年后则普遍采用带有双层渗滤液收集系统的双层复合衬垫系统t ”。而我国直到1997 年才开始在深圳下坪垃圾填埋场使用单层高密度聚乙烯( HDPE ）人工衬垫防渗系统。目前我国部分城市垃圾填埋场，如杭州市第二垃圾填埋场、广州兴丰填埋场等已陆续开始使用双层人工防渗系统。3 . 3 防渗层的设置和维护
  不论何种防渗方式，都需要正确的施工方法和精心的维护，才能使防渗层防止渗滤液的渗漏达到最好的效果。以勃土为防渗材料时，要考虑到土壤的防腐性和应付水分急剧变化的能力，因此勃土衬层在投人使用时要进行平整压实。坡面部分衬层必要时可用土或其他复合材料如氨基甲酸乙醋树脂等进行养护。
  以人工防渗层为防渗材料时，首先要选择合适的材料。人工衬里材料的合格标准为：渗透率k < 10 一’。m / s ，具有抗化学腐蚀性、一定的抗拉强度和抗折强度，以及一定的延伸性能和抗老化性能。同时，配套科学的施工方法：防渗材料铺设前，要平整压实场地，防止勃土衬层中有尖状硬物；防渗材料的接口要顺着填埋场地基的坡度，上游侧应在上面；坡面上防渗材料应压实或锚固，以防由于自重和垃圾的质量而被大方位拉动；衬层在斜面的施工坡度以小于l , 1 . 5 为宜；对于山谷式填埋场如果地形条件没有合适的坡度，应采用橡胶、沥青等吸附方法固定人工衬层；作业时，为了防止作业机械对衬层的损坏，衬层上面一般用细沙或土，侧向用废旧轮胎等材料作为缓冲层。
  4 垃圾渗滤液的处理
  与具备有效的垃圾渗滤液收集和渗漏防止系统相比，有效的渗滤液处理设施对污染防治更为直接。垃圾渗滤液收集后得不到有效处理，必将对地下水和地表水造成严重的环境污染。由于垃圾渗滤液具有水质变化大、有机物浓
  
  度高、氨氮浓度高、微生物营养失调等特点，其处理一直是国内外垃圾填埋场的难题‘4 , 51 。垃圾渗滤液的处理方法一般可以分为综合处理法和单独处理法。综合处理法是将渗滤液排人城市污水管网与城市污水合并处理，由于渗滤液对城市污水厂的负荷冲击较大，必须控制好渗滤液进人城市污水处理厂的比例【 6 , 7 〕 ，或进行必要的预处理；单独处理法包括回灌法、物化法、生化法等。回灌法具有投资节省、操作方便、运行费用低、能加快填埋场的稳定化进程等优点，但污水处理不彻底、不适应降雨量大的南方城市；物化法的处理效果受水量、水质影响小，出水水质稳定，但处理费用昂贵，适宜于处理“老”填埋场垃圾渗滤液；生化法包括好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者结合的处理方法，其优点是处理效果好、运行费用低，适宜于处理生化性较好的垃圾渗滤液，是目前应用最多、最为有效的处理方法。目前我国渗滤液的处理存在的一些问题：( l ）渗滤液的处理难度远大于城市污水的处理，不能简单地对城市污水处理的工艺稍加修改就套用。比如，在处理渗滤液的第一道工艺中采用城市污水处理中常用的水解酸化就不适用，因为渗滤液进人污水厂之前已在调蓄池内经过较长时间的厌氧发酵。（2 ）由于渗滤液水质水量有时间和地域性变化，适应于某一填埋场或某一地区的渗滤液处理方法往往不是通用技术，需要因地制宜采用不同的技术，甚至需要因时制宜采用不同的技术。例如，南方填埋场渗滤液的有效处理技术未必适应北方填埋场的渗滤液处理；同一填埋场前几年有效的处理技术未必在填埋场“老化”以后也适应。（3 ）由于渗滤液氨氮浓度很高，对氨氮的有效处理是渗滤液处理的一个重要特点，特别是对于老填埋场，在选取工艺参数时应主要考虑氨氮浓度。同时，由于渗滤液本身存在缺磷富氮、氨氮和BODS 比例不协调的特点，渗滤液若采用一般的好氧活性污泥处理工艺，污泥中微生物的培养和驯化及其培养后的维持有一定的难度，可以在渗滤液中投人适量的鸡粪或猪粪，以调节渗滤液的营养成分。（4 ）由于渗滤液成分复杂，在选择处理工艺时必须先测定垃圾渗滤液的各种成分，分析其特点，采取相应的对策。应通过不同方法的优化组合与灵活运用得到有效的处理方法。并通过小试和中试，取得可靠的优化工艺参数，以获得理想效果。（5 ）有些填埋场由于
  缺乏专业技术人员，使渗滤液处理厂的运行效果不佳，造成了能源的浪费，增加了污水处理的运行成本。
  5 垃圾渗滤液的污染监测
  垃圾填埋场污染控制的最后一个环节是对填埋场地下水的监测，在现代化的环境管理中，环境监测越来越重要。通过对地下水水位的监测，可以知道填埋场场内外地下水的运动情况；通过对地下水水质的监测，可以知道填埋场的防渗系统的截污效果。只有通过真实可靠的监测报告，才能发现问题，以便及时的解决间题。但迄今为止，我国国内还没有一个填埋场具有完整的、全面的、持续的渗滤液监测资料。究其原因，主要有：( l ）环境监测意识薄弱，缺少监测技术人员，缺少必要的监测仪器；( 2 ）国家有关地下水监测的标准和规范不详细，可操作性不强。6 总结与建议
  6 . 1 垃圾填埋场渗滤液的污染防治应该从渗滤液的产生、收集、渗漏、处理和监测五个环节严格控制。在设计、建设、运营管理上，环环相扣，层层把关。
  6 . 2 垃圾填埋场作为环境保护项目，应有长远眼光、超前意识，经济条件允许的地方应采用人工防渗，条件不够的地方可以通过贷款等办法创造条件，尽量提高防渗水平，提高设计和建设标准，防止先污染后治理。
  6 . 3 我国垃圾填埋场的建设和研究尚处于探索阶段，特别是人工防渗的研究刚起步，要注意借鉴国外先进的技术和经验，提高垃圾填埋场的技术和管理水平。

嘿嘿