浓缩液回灌对垃圾填埋体水位及稳定性的影响

第2期詹良通，等：浓缩液回灌对垃圾填埋体水位及稳定性的影响127pumpingwellsareproposedtoimplementthedrawdownwork，andif45wellsareusedandpumpingisconducfedfor3mouths，theleachatelevelwilldecreaseby3m，whichmeetsthesafetyrequirement．Keywords：concentratedliquid；leachatereeirculation；landfill；leachatelevel；stability中国2008年修订的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889--2008)E1]提高了生活垃圾填埋场污水排放标准，填埋场渗滤液处理后须满足二级污水排放要求，《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(试行)》[23推荐采用纳滤和反渗透作为渗滤液的深度处理工艺。这2种工艺产生的浓缩液具有污染物浓度高、难处理的特点，现有处理方法包括蒸馏、固化、焚烧、回灌等。其中浓缩液回灌处理是在渗滤液回灌的基础上发展起来的，能有效降低浓缩液中污染物浓度，同时加速填埋体生物降解的稳定化过程[34]，是一种较为先进的处理方法。欧美发达国家从20世纪90年代开始了浓缩液回灌工艺研究及工程应用，例如，德国从1986年开始尝试浓缩液回灌填埋场，目前约有15座填埋场采用浓缩液回灌工艺。1997年哥伦比亚．DonaJuana填埋场实施渗滤液回灌时填埋体发生了失稳事故[5“]，实施回灌工程时垃圾填埋体的稳定性开始得到重视[618]，中国许多垃圾填埋场渗滤液水位较高，填埋体存在安全隐患凹]。因此在实施浓缩液回灌之前，必须评估回灌对垃圾填埋体稳定的影响。成都长安垃圾填埋场渗滤液反渗透处理工艺日产260t浓缩液，拟在填埋场回灌处理。由于垃圾填埋体内现状渗滤液水位较高，浓缩液回灌可能会导致水位进一步上升，威胁垃圾填埋体稳定安全，故开展该填埋场回灌工程的安全性及可行性评估工作。首先进行该填埋场工程地质与水文地质勘查，然后利用GMS软件进行垃圾填埋体非饱和一饱和三维渗流分析，模拟和预测了浓缩液回灌前后填埋体内渗滤液水位变化；基于渗流分析结果，利用Slope／W软件分析了浓缩液回灌对垃圾填埋体稳定性的影响，并提出回灌工程安全稳定控制措施。羽1场地工程地质与水文地质条件如图1所示，成都长安填埋场为山谷型填埋场，场底地形为U形山谷，谷底峡口设置高约30m的浆砌石垃圾坝，坝顶高程为598m，坝底设置有垂直防渗帷幕，深度18m。该填埋场典型填埋剖面及场底地质剖面如图2所示，垃圾填埋体自下游垃圾坝起始直到上游680m高程，形成了一个约80m高的垃圾填埋体边坡，其中630～650m和650～680m两个高程间陡坡坡度分别为1：0．9、1：1．6。现场勘察时680m高程平台仍在填埋作业。现场钻探表明填埋体物质组成主要为城市生活垃圾，地表下约o～4m内垃圾较为干燥，降解程度低；4m以下垃圾降解程度较高。场底主要分布第四系坡积土，谷坡处厚度为0．3～2．5m，谷底处厚度为1．5～5．2m。坡积土下覆土层为侏罗系蓬莱镇组泥质类岩石，渗透系数介于1．0X10_8～1．0X10～m／s，形成相对隔水层。图1现状地形示意圈根据现场水位监测结果，该填埋场内渗滤液水位较高，现状渗滤液水位线如图2所示，上游680m高程平台局部水位埋深只有1～3m，陡坡处水位埋深大，在650m高程处及610m高程下游坡体发现有渗滤液溢出。1“l“Wl5州1水’i，州·离mt图2典型地质剖面圈2现场渗滤液回灌试验訾嚣篙桑訾翟嚣嚣言耋喜草誓蒿孚为了研究回灌．--I行性，笔者在680m高程平台为6．0m×6．0m，深度约为1．8m。试验过程中回上开展回灌试验。由于当时渗滤液处理厂还未建灌塘内渗滤液水位高度维持在1．o～1．8m，当渗滤万方数据土木建筑与环境工程第34卷液入渗导致塘内水位下降至1．0m即补充渗滤液至1．8m高度。每日补充到回灌塘内的渗滤液总量即为日回灌量，同时在回灌塘周边布设水位监测井监测周边水位上升情况。其中2个回灌塘的日回灌量时程曲线见图3，可见初期日回灌量大，4d后日回灌量趋于稳定值，介于28～30m3／d。El回灌量稳定值反映了浅部垃圾的渗透性，由Green-Ampt公式估算垃圾体饱和渗透系数K。约为7．5×10～m／s。图3日回灌量变化曲线3回灌前后填埋体中水位模拟与预测填埋体中渗滤液水位模拟与预测采用GMS(GroundwaterModelingSystem)软件中Femwater模块，Femwater是三维饱和一非饱和多孔介质中渗流分析有限元软件，它拥有强大的前后处理功能，能方便的利用地形及地层信息生成三维数值模型。渗流分析中暂不考虑垃圾体及渗滤液自身压