现代生活垃圾卫生填埋场的研究现状及存在的问题_李志斌

13AbbasZareen,MoghddamAzadehPartovi,SteenariBritt-Marie.ReleaseofSaltsfromMunicipalSolidWasteCombustionResidues.WasteManagement,2003.23(4):291～305.14章骅,何品晶,李国建,武田信生.生产垃圾焚烧飞灰中的二恶英分析.同济大学学报,2004.32.(12):1655～1659.15尹洪刚.国外生活垃圾焚烧技术在我国的实践.第二届全国环境化学学术报告会论文集.2004.6-45～6-51.作者通讯处何品晶200092上海市四平路1239号同济大学环境科学与工程学院电话(021)6598610465981383E-mailsolidwaste@mail.tongji.edu.cn2004-11-15收稿现代生活垃圾卫生填埋场的研究现状及存在的问题李志斌徐超卢耀如叶观宝(同济大学地下建筑与工程系,上海200092)摘要现代生活垃圾卫生填埋场是处理生活垃圾的一个最有效、最安全的方法,国内外学者针对与垃圾填埋场相关的岩土工程问题已经做了大量的研究工作,但是仍然有很多问题没有引起足够的关注。在此总结国内外学者研究现状的基础上提出了需要进一步研究的一系列问题,并在初步研究的基础上提出了一些预防建议。关键词生活垃圾卫生填埋场岩土工程问题研究现状1引言我国现有城镇居民超过4亿,年产生活垃圾超过1.5亿t,目前最常用的处理方法为堆肥、焚烧和填埋。前两种方法在我国应用非常广泛,但是它们对环境的污染是非常严重的;我国也有很多城镇采用填埋方法处理生活垃圾,但是由于资金和技术手段的限制,绝大多数填埋场只是进行简单的填埋处理,不具备必要的环境保护设施,因此对环境仍然具有非常恶劣的影响。随着人类环保意识的增强,兴建生活垃圾卫生填埋场的呼声也越来越高。现代的生活垃圾卫生填埋场包括复合衬垫系统、渗滤液收集和处理系统、气体收集系统和封盖系统等几大组成部分,可以有效地隔绝垃圾体和周围环境,使之对环境的影响降到最低,图1为现代生活垃圾卫生填埋场简图。从现代生活垃圾卫生填埋场设计施工的角度出发,针对垃圾填埋场可能遇到岩土工程问题的几个方面,包括垃圾体的物理力学性质、衬垫系统和封盖系统的设计与施工、填埋场的沉降、稳定性和监测,在总结了国内外学者研究现状的基础上,提出了需要注意或需要解决的岩土工程问题,为垃圾填埋场的设计和相关研究提供了参考。图1现代生活垃圾卫生填埋场简图[1]2国内外学者的研究现状2.1垃圾体的物理力学性质垃圾体的物理力学性质是分析垃圾体沉降和稳定性的前提和基础,因此关于这方面的研究显得非常重要。国外的研究工作开展较早,资料也较多;而国内对垃圾体性质的研究起步较晚,有关垃圾体物理力学性质指标的资料极其匮乏。钱学德总结了国外对于垃圾体物理力学性质的研究成果,他所总结的各项指标见表1。浙江大学的陈云敏、张振营等在杭州天子岭生活垃圾填埋场进行了6个孔位的静力触探试验,并利用钻机钻取原状土样42桶进行室内试验,所得到的垃圾体的物理力学性质指标见表2。60环境工程2005年8月第23卷第4期DOI:10.13205/j.hjgc.2005.04.020表1发达国家垃圾体的物理力学性质指标[2]天然重度kN·m-3含水量%孔隙率渗透系数×10-4m·s-1持水率%凋蔫湿度%ckPaφ°修正主压缩系数修正次压缩系数9.4～11.810～350.4～0.529.2～11.022.4～55.08.4～17.00～2324～410.17～0.360.03～0.10表2杭州天子岭生活垃圾填埋场的垃圾体的物理力学性质指标[3,4]室内试验静力触探天然重度kN·m-3干重度kN·m-3含水量%孔隙比有机质含量%密度cukPaccukPackPaφ°7.8～13.47.0～8.460～1101.0～3.520～402.0～2.48～206～186.2～15.517.0～17.52.2衬垫和封盖系统位于垃圾填埋场底部和四周的衬垫系统是一种水力隔离措施,用来将生活垃圾和周围环境隔开以避免其污染周围的土地和地下水。为了达到这一目的,衬垫系统必须具有渗透性低、与所填垃圾长期兼容、吸附力高和传输系数低的特点。填埋场的衬垫系统通常包括过滤层、排水层(包括渗滤液收集系统)、保护层和防渗层等。其中防渗层的功能就是通过铺设渗透性低的材料来防止渗滤液迁移到填埋场之外的环境中,同时也防止外部的地下水进入填埋场中。根据其铺设方向不同,可将场地防渗分为垂直防渗和水平防渗两种。水平防渗系统是在填埋场底部铺设防渗衬垫,将渗滤液封闭于填埋场中进行有控的导出,防止渗滤液向周围渗透污染地下水,同时也有阻止地下水流入填埋场。现代的生活垃圾卫生填埋场最经常采用的是双层复合衬垫防渗系