垃圾卫生填埋中的渗透问题及其对策

垃圾卫生填埋中的渗透问题及其对策垃圾卫生填埋中的渗透问题及其对策随着我国经济的高速发展，人们的物质生活水平的提高，各种不同的垃圾大量产生，进行垃圾处理研究显得非常必要，其中，垃圾卫生填埋是国内外广泛采用的一种固体废弃物处理技术。在上世纪80年代中期，人们就开始研究垃圾填埋处置技术，特别是近十年来，其研究日新月异。主要研究的内容是：垃圾填埋场的场地选择，城市垃圾的成分分析及其工程性质，垃圾填埋场分层覆盖粘性土层的工程性质，垃圾填埋场的结构优化设什，渗流理论及防渗技术研究，垃圾坝的设计及稳定性计算，渗滤液的运移模型研究，垃圾填埋场的渗滤液对地下水和地表水的污染及处理等，这些相关研究取得了很多研究成果，这些成果为垃圾场研究及设计打下了坚实的基础。在垃圾卫生填埋场的防渗方面，土工合成材料粘土垫(GeosyntheticLiner简称GCL)是一种新型的复合土工合成材料，具有极好的防渗隔气功能。将GCL引入垃圾填埋场中可以增大垃圾填埋场的容积，提高垃圾填埋场密封系统的防渗隔气性能。1填埋场防渗工程技术污染物(包括废弃物、浸出液和气体)的泄漏会引起环境污染，环境污染区域主要相关于垃圾填埋场下卧层的渗透特性，以及防渗结构布置和防渗材料特性。解决的办法就是作好防渗措施，既要防止污染物外渗，也要防止外水内渗(会增加浸出液量、导致堆体重量增加、下滑阻力增加，从而失稳等)。防渗结构包括底层防渗层和各级覆盖层，为人工构筑的防渗体系，涉及防渗结构功能和防渗材料性能等问题。在垃圾填埋场中要合理地使用防渗材料，并做好工程处理，以达到更好的防渗功能，目前我国采用的方法有帷幕灌浆垂直防渗和铺设水平防渗衬层两种。垂直防渗在我国的山谷型填埋场采用较多，在地质条件较好的基岩上设置截污坝及帷幕灌浆垂直防渗措施。卫生填埋是通过防渗结构，最大限度地将垃圾体及垃圾产生的渗滤液和周围环境隔离开，不影响人类健康和自然环境，为此，必须做好垃圾填埋场的封场，使入渗水尽量减少，减少渗滤液的产生；填埋场底应布置有效的防渗衬垫和渗滤液收集导排衬垫，以收集渗滤液，并加以检测和排走，美国EPA对垃圾处置制订了专门法规《资源保护和回收法规》(ResourceConservationandRecoveryAct，RCRA)，要求防渗结构在垃圾坑封顶后的使用寿命应不小于30年，并将垃圾区分为两大类：危险性废料(见法规中标题C，40CFR2644)和城市固体废料(见法规中标题D，40CFR257和258)，对垃圾填埋场的防渗结构均提出了具体要求；早期的防渗衬垫几乎都以压实粘土作填埋场底防渗层(CCL)，要求土料的渗透系数k≥1×10-7cm/s。这类材料在应用合适时虽然也可达到预期的防渗要求，但它们有以下严重缺点：a.垫层厚度要求为0.6～1.8m，占用了填埋场的有效容量；b.粘土与渗滤液有相互作用，容易导致粘土结构疏松或产生裂缝。为此，上述法规中的C，40CFR的条款规定：对危险废弃物填埋场，用土工膜作为主防渗层，比用压实性粘土减少渗流量的环保要求要好。上述法规中C，40CFR对危险废弃物填埋场双层衬垫规定了以下技术要求。a.上层防渗垫层上的渗滤液最大深度应小于30cm，目的是减小水头，减小由于土工膜等防渗层破坏产生的渗漏量。b.渗滤液导排层(上层)和渗漏检测层(下层)要求使用30cm厚的粒料透水层或相当的土工排水材料，粒料的渗透系数要求k≥10-2cm/s，并能经受垃圾和渗滤液的化学作用。c.渗滤液收集层上面必须有防止排水层被淤堵的粒料或其它材料滤层。d.如果用天然土建造双层系统垫层，在透水层中应设置多孔管，以收集渗滤液。管材应有足够强度和抗化学腐蚀性能，能承受预期的垃圾荷载。上述法规中D，40CFR对城市固体废料作如下规定。a.防渗衬垫上的渗滤液最大液体水头30cm。b.单层衬垫布设渗漏检测层，单层衬垫用土工膜，置于压实性粘土层或者GCL衬垫上。c.膜的原材料为高密度聚乙烯(HDPE)，厚度为1.5mm，膜与下部压实粘土要求接触紧密。d.压实粘土层厚度应为60cm，其渗透系数k＜1×10-7cm/s。目前我国填埋场的水平防渗方法采用的垫层有四种：HDPE和粘土复合衬层；膨润土防渗衬层；粘土防渗衬层；沥青混凝土衬层。2卫生填埋场防渗工程湖北应城市垃圾处理场地为山谷型填埋场。根据现场钻探及试验资料，地基土除局部人工填土外，均为第四系上更新统冲洪积层，和中更新统冲洪积层，下伏基岩为上第三系粘土岩。场区地下水主要为上层滞水，存于岗地坳谷土层中，中更新统粘土下覆第三系粘土岩为相对隔水层，渗透系数10-6～10-7m/s。场地地形高差18m，地貌类型较单一，地层结构较简单，主要持力层分布连续，厚度较稳定，物理力学性质较均匀，力学强度较高。勘察揭示，勘察深度范围内无采空区无岩溶，地面无塌陷，无滑坡及泥石流等