垃圾渗滤液处理措施范文

导语：如何才能写好一篇垃圾渗滤液处理措施，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1 项目基本情况

某个生活垃圾填埋场位于浦城县。垃圾填埋场总库容约63.27万m3,设计使用年限为15年,日处理规模确定为130t/d;填埋场采用“改良型厌氧卫生填埋处理工艺”对城市生活垃圾进行无害化处理。浦城县是重点林业县,乡镇居民多以木材为燃料,因此,生活垃圾中煤渣成分较少,而以果皮、塑料袋、厨余垃圾为主。

填埋场操作顺序的总体规划为按单元依次逐层推进,层层压实,依次类推直至最终填埋标高。卫生填埋处理场的防渗处理包括水平防渗和垂直防渗两种方式,由于该填埋库区内不具备天然防渗的条件,为了保障人工衬层的安全性,采取环保型高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作水平防渗工艺,同时采用复合防渗系统;渗滤液导流层位于场底,主要是有利于产生的渗滤液迅速汇集到主支盲沟中。

2 渗滤液污染特性

该项目处理对象为垃圾填埋场产生的渗滤液,渗滤液的水质受填埋垃圾的成分、规模、降水量和气候等因素的影响,通常而言,具有如下特点。

(1)渗滤液水质变化大:渗滤液的水质变化幅度很大,它不仅体现在同一年内各个季节水质差别很大,浓度变幅可高达几倍,并且随着填埋年限的增加,水质特征也在不断发生变化,如渗滤液的碳氮比、可生化性随着填埋年限的增加而降低。通常在填埋初期,氨氮浓度较低,用生物脱氮就可去除渗滤液中的氨氮,但随着填埋年限的增加,氨氮浓度不断增加,COD不断下降,最好采用物化法处理。

(2)有机物浓度高:垃圾渗滤液中的CODcr和BOD5浓度最高可达几万mg/L,与城市污水相比,浓度非常高。高浓度的垃圾渗滤液主要是在酸性发酵阶段产生,pH值略低于7,低分子脂肪酸的COD占总量的80%以上,BOD5与COD比值为0.5~0.6,随着填埋场填埋年限的增加,BOD5与COD比值将逐渐降低。

3 渗滤液的处理工艺

渗滤液的水质较为复杂,含有多种有毒有害的无机物和有机物,且还含有较高色度。以氧化沟为主的生化处理工艺,不适合处理高浓度有机物和高氨氮含量的垃圾场渗滤液,不能有效去除污水中难生物降解的有机物和氨氮,同时对色度的去除率较低,脱氮效率也不高,氨氮出水的稳定性较差,不能建立稳定的硝化反硝化功能。因此建议增加预处理工序,采取高级氧化技术进行预处理,推荐FEO技术,该技术是利用微电解以及催化氧化的原理来达到脱色、分解大分子难生物降解有机物的目的,可有效去除重金属。同时,将氧化沟改为A/O工艺,由兼氧段、好氧段组成,A池在利用原水中碳源进行反硝化的同时,也起一定的水解作用将不易降解的大分子物质水解为小分子物质,利于好氧的降解,提高COD的去除效果。

该填埋场使用:“渗沥液调节池FEO预处理A/O+MBR纳滤+反渗透消毒排放”的工序;浓缩液使用:“浓缩液储池一体化设备臭氧反应池搅拌澄清池活性炭过滤消毒排放”。工艺流程详见图1所示。

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关键词：城市生活垃圾；渗滤液；减量化

垃圾渗滤液是城市垃圾在其运输、处理、处置过程中，因其自身所含水分，并受外部水文因素综合作用而产生的性质复杂、处理难度大的高浓度有害污水。垃圾在填埋后的厌氧发酵、地表水浸滤、地下水浸泡等作用都会促使渗滤液产生。填埋场在运行与封场后的很长时期内都会产生渗滤液。对于垃圾渗滤液的污染控制，包括其水质净化与水量消减，对于垃圾处理都具有积极的意义。本文主要对渗滤液的减量问题进行研究。

1 垃圾进入处理场之前的减量化

在生活垃圾进入垃圾处理厂或处置场之前，对垃圾渗滤液进行减量化控制，可以称为渗滤液的“源头减量”。

1.1 垃圾分类回收和预处理

生活垃圾的含水率主要是由其中的厨余等有机物造成的，另外纸张、棉絮等吸水性物质也会在进入填埋场之后对渗滤液的产量有影响，因此，在垃圾贮存、清运工作环节开展垃圾分类收集，同时注意给予完善的分类清运车辆配套，有利于垃圾渗滤液的源头减量。一般而言，厨余以及纸类物质含量高时，垃圾含水率也高。

通过垃圾源头管理，在垃圾集装点或回收中心，采用人工分选或机械分选工艺，对有机物和纸张进行分选、干燥，减少产生渗滤液的可能。另一方面，将城市垃圾中有害的部分，包括电池、药品、含汞器物等分离除去，可以降低渗滤液中重金属和其他有毒有害物质的浓度。

1.2 压缩转运中的渗滤液控制

压缩又称为“压实”，是一种普遍采用的固体废弃物预处理方法，是指用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重减少表观体积，对废物实行减容化。压缩对于垃圾处理具有预稳定的作用。

我国生活垃圾一般为混合固体，甚至有时是固液混合体。生活垃圾中的易腐垃圾的含水率较高（50% ～ 90%） ，当其接受压缩时，极易产生渗滤液。

垃圾转运站压缩过程产生的渗滤液、冲洗废水等排入城市污水管网或河道水体，容易造成城市污水处理厂负荷冲击。但从渗滤液减量的角度出发，转运站中的渗滤液排放，减少了进入垃圾填埋场的渗滤液总量。

目前，国内外广泛采用的生活垃圾压缩转运工艺可分为“水平压缩转运”和“垂直压缩转运”等几种。对于水平压缩转运站，装箱过程中产生的渗滤液会从箱体滴漏出来。压缩后，渗滤液被压滤渗出，出渗量大约占垃圾量的 5% ～ 15%，在夏季和雨季较多。此处的压滤液产量小，产生时间是间断的，污染物浓度变化幅度大。竖直压缩容器底部的密封结构使得渗滤液不会溢出，可运至处置场处理，但是对箱体会造成腐蚀。

2 垃圾填埋场内渗滤液的减量化

2.1 上游与周边地表水的控制

地表水入渗是垃圾场渗滤液的主要来源，对地表水入渗的有效控制是垃圾填埋场渗滤液减量的首要控制措施。

垃圾填埋场分为平原型、山谷型两大类。对于平原型垃圾填埋场，一般不存在严重的上游与周边地表水问题。对于山谷型填埋场，又可以分为山顶型、半山型两类，当填埋场的场顶标高与山谷顶部相接时，周边地表水侵入场内的可能性较小，只对上游汇集的洪水进行隔离、导排即可； 当厂址所在山谷的自然深度较大（深度大于 40 m） ，而所建设的填埋场场顶标高低于山谷总深度时，周围山坡上的降雨或地表径流能够汇入填埋场库区内，通常，这种场外汇水面积产生的雨水汇集量将大大多于填埋库区的顶口面积，此时必须设置足够的地表水排出构筑物。对垃圾场周边地表水的控制措施一般包括对降雨的阻隔，对暴雨的预防，对地表径流的引导排除，对上升泉等地表水的隔离。对场区周围地表水的控制就是避免区域地表径流进入场内，从而避免渗滤液产量的增加。为了控制地表水入渗，应该在垃圾填埋场建设之初就作好控制地表水的整体规划。

在整体规划之前，首先必须对垃圾填埋场的上游、支流、边坡等的流域情况进行详细调研。填埋场周围的地表水排水路线对填埋场的整体运行是至关重要的。当垃圾填埋场的地址位于河道地形内时，可能属于天然地表水的原有排水线路，必须设计对上游河道内洪水的拦截措施，防止上游洪水进入填埋区内。也可建造溢洪道、导流坝。与上游与周边地表水的控制相关的工程措施主要包括： 拦洪坝、泄洪暗管、洪水提升泵站、排水井、截洪沟等。在填埋场施工阶段，可采用分区施工、分期施工的方法减少工程面积，在垃圾填埋场投入生产运行之后，宜采用分区填埋、分区封场的工作方法，减少开放作业面的面积。这些措施都是以垃圾渗滤液的减量化为最终目的的。

2.2 场内雨污分流

垃圾填埋场内的雨污分流是近年来的热点话题。科学和严格地设计雨污分流系统，对垃圾填埋作业区内外的未受垃圾污染的雨水和渗滤液进行分别收集，一方面可以减少渗滤液的产生量，降低渗滤液处理成本； 另一方面，可以避免由于山沟、丘陵地带的垃圾填埋场内因暴雨形成的强大水流对填埋场造成冲刷。

填埋场内部雨污分流的基本原理是： 在垃圾填埋场内设置的阻止填埋区汇水面积内的雨水进入填埋垃圾体的方法和措施，以及对环场边坡汇水、上游洪水的排出。科学和严格地设计雨污分流系统，对垃圾填埋作业区内外的未受垃圾污染的雨水和渗滤液进行分别收集，具有重要的意义。在运行中应尽可能使渗滤液自由排出。雨污分流效果的优劣甚至会直接关系到垃圾填埋场运行的成败。

场内雨水阻截与排放系统又分为填埋场封场前与封场后两个部分。可以采用“以路分区”的做法，将一个大填埋区分割成为若干个小分区，利于对雨水的分块控制。“路堤结合”填埋工艺能较好地解决北方填埋场雨季填埋中存在的问题。要保证所收集的雨水不受污染。非作业区的覆盖土经过压实后能够形成一层防渗良好的致密层，能对雨水起到隔绝作用。可以利用“膜覆盖”协助雨污分流。在垃圾填埋过程中，膜覆盖可分为两大类： 中间覆盖、日覆盖。可以利用“堆体造型”协助雨污分流。

2.3 建设垃圾场排水构筑物时需注意的问题

拦洪坝是很常见的阻水构筑物，但需注意加固、防渗的问题。例如对拦洪坝上游侧的坡面需进行防渗处理，对拦洪坝上游坡脚必须进行加固处理，可采用粘土、HDPE 防渗膜、浆砌石等多层防渗措施。

泄洪暗管可以将拦洪坝上游积聚的洪水排出，但暗管的横断面积一定要足够大，以利于运行期的清理，暗管的拐角、连接一定要顺畅。暗管的进水口一定要设置充分的杂物拦截措施（格栅、沉砂池等构筑物） 。当自然地形不允许建造泄洪暗管时，可考虑在拦洪坝旁边建造洪水提升泵站。用大型水泵将汇集在拦洪坝前的积水提升至场外排水渠的高度。但是洪水提升泵站的建设有很多制约因素。例如： 易与场地边坡的防渗结构冲突，不易寻找到坚固的地质条件用于安放大型水泵，另外由于不同地区大气降水量是极不均匀的，大型水泵可能面临常年闲置的危险。排水井有时也被用于排出填埋场内的积水。杭州垃圾卫生填埋场在场内设有标高不同的多个排水井，用于排出中间层的垃圾堆体表面雨水。

环场截洪沟是大量用于垃圾场上游与周边地表水的主要排水构筑物，一般是指环绕在垃圾填埋场场顶周围 1 m ～ 3 m 远外侧的用于阻截上游与场顶外周边雨水（洪水） 的工程系统。即使是对于小型的村镇级的简易垃圾填埋场，环场截洪沟也是不可少的，对于大型垃圾填埋场，截洪沟更是多种多样，可采用分期设置截洪沟的方法。

3 结语

垃圾渗滤液减量化，有利于降低垃圾场的渗滤液处理成本，并对垃圾场起到保护作用。通过对生活垃圾在进入垃圾处理厂或处置场之前实施源头减量措施，包括垃圾分类回收和预处理、垃圾压缩转运中的渗滤液控制，可以实现垃圾进入处理场之前的减量化。通过在垃圾填埋场内实施工程措施，对上游与周边地表水进行有效控制，对库区内面积采取场内雨污分流措施，科学建设排水构筑物，可实现垃圾填埋场内渗滤液的减量化。

参考文献

[1]王宗平.垃圾渗沥液处理研究进展[J].环境科学进展，1999，7（3）.

[2]周北海.垃圾填埋场构造对渗滤液成分的影响研究[J]. 环境科学研究，2000，13（3）.

[3]张澄博.成都长安垃圾填埋场渗滤液水头预测J].地质灾害与环境保护，1998，9（2）.

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【关键词】城市生活垃圾；卫生填埋； 处理技术

一、卫生填埋处理技术概况

卫生填埋作为生活垃圾的最终处理方法，目前仍然是我国大多数城市解决生活垃圾出路的主要方法。特点是费用低、方法简单，在选定的处置场内，采用防渗、铺平、压实、覆盖处理垃圾并对填埋场沼气、渗滤液进行处理。经科学的选址、严格的场地保护处理，对渗滤液和填埋气体进行控制。卫生填埋场具有处理和终止处置生活垃圾的双重功能，采用焚烧处理的残渣和堆肥处理中的不可堆肥部分都需要卫生填埋处置。作为生活垃圾的最终处理方法，是大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法。填埋场的一个主要问题是渗滤液的污染控制。渗滤液是垃圾在填埋过程中由于垃圾中有机物分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水，通过淋溶作用形成的污水。水质则随垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方式等因素的影响而显著变化。所以做好卫生填埋处理技术的处理也是很重要的。

二、卫生填埋处理技术类型

卫生填埋一般可分为五种类型：

（一）普通厌氧填埋：工程设施简单，填埋作业简便，但不符合卫生标准；发达国家已没有这类填埋场，国内有早期建设的还有在使用。

（二）厌氧卫生填埋：无排渗导气系统，卫生标准较低；发达国家已不使用，国内原有垃圾填埋场大部分属该类型；

（三）改良型厌氧卫生填埋：卫生标准高，填埋作业简便，国外生活垃圾填埋场一般采用这种形式；国内新建填埋场如杭州天子岭、深圳下坪、南昌麦园、福州红庙岭和贵阳高雁等填埋场均按建设部技术标准《城市生活垃圾卫生填埋场技术标准》CJJ17-2001、《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》CJ/T3037-1995和《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-1997等进行设计、施工和运行管理；

（四）准好氧型卫生填埋：根据有关资料表明，本类型渗滤液有机物浓度略低于改良型卫生填埋，腐熟速度较快，但通气管路多，作业繁琐，比较少用；

（五）好氧型卫生填埋：卫生条件好，垃圾腐熟快，但通气管路多，且需设鼓风机鼓风，不仅作业复杂而且技术上尚处于未成熟阶段。我国包头有类似型式的填埋场建设尝试，该类填埋场适宜在少雨、干旱地区使用，可省去渗滤液处理系统。

三、填埋气与渗漏液的处理技术

（一）填埋气的收集技术

1、竖井收集系统。早期的填埋气主要用竖井收集系统，具体做法是在填埋场填埋作业后不久，通过挖掘机械或人工打井的方式建造竖井系统。

2、表面收集系统。填埋场在表面覆盖完成以后，便可进行表面收集系统的安装。整个系统是由排气管编织而成的收集网，填埋气通过排气细管输送到系统的几个中央采气点进行收集。

3、水平收集系统。水平式收集系统是在垃圾填埋到一定高度后，在填理场内铺设水平收集主管，然后，将水平气管收集到的气体汇集到主收集管。

（二）填埋气的应用

1、直接燃烧。对填埋气进行加工处理后，可以直接供给工业及温室用户，其中以供暖或工业生产为用途的热效率最高。填埋气的经济效益取决于填埋场到用户的距离及发生源的连续性。

2、发电。主要由填埋气收集燃烧系统和发电系统组成，填埋气经收集后，经加压输送至内燃发机组，燃烧转化成电能传输出去。

（三）渗滤液的处理现状

渗滤液水质复杂，这给渗滤液的处理处置带来了很大的困难，目前国内外还没有非常完善的处理工艺，对渗滤液的主要处理途径是：

1、与城市污水合并处理。将垃圾渗滤液就近引入城市污水处理厂，与城市污水合并进行处理。

2、渗滤液回灌技术处理。用适当的方法，将在填埋场底部收集到的滤渗液从其覆盖表面或覆盖层下部重新灌入填埋场。

3、渗滤液处理厂处理。目前，用于垃圾渗滤液处理的方法主要有生物法和物理化学法。

（四）渗滤液处理时需要注意的问题

1、垃圾渗滤液的成分复杂、水质水量变化大、污染物浓度高、处理难度大。主要的处理方法有生物处理法、物理化学处理法和土地处理法。单独采用一种方法处理垃圾渗滤液难以满足排放要求，因此必须采用多种方法的组合工艺。

2、以循环回灌法为预处理，再把渗滤液输送至城市污水处理厂进行合并处理是适合我国的渗滤液处理方法。但必须考虑到填埋场和污水处理厂的距离及污水厂对渗滤液的接纳能力。如单独处理，则建议采用物理化学处理法进行深度处理。

三、分析垃圾填埋存在的一些问题

（一）二次污染相对严重

例如垃圾渗出液在没有严格的防渗措施时会污染地下水及土壤，同时垃圾堆放产生的臭气严重影响场地周边的空气质量，另外，垃圾发酵产生的甲烷气体既是火灾及爆炸隐患，排放到大气中又会产生温室效应。近年来有的城市已经认识到这一问题，建立了一批具有较高水平的卫生填埋厂，较好地解决了二次污染问题，但建设投资大，运行费用（包括规范的填埋、渗出液处理及甲烷收集利用等）高。最关键的是填埋场处理能力有限，服务期满后仍需投资建设新的填埋场，进一步占用土地资源。

（二）环境污染相对严重

由于生活垃圾中有机物含量和含水率往往高达50～60%，导致渗滤液产量大、浓度高，渗滤液处理达标排放或能够送城市污水处理厂处理后达标排放的填埋场较少，地下水污染地表水的污染事故不断出现。垃圾所散发的毒、臭气体向周围漫散，形成空中、周边、地下立体污染，而且易引起甲烷爆炸事故，由此对人、畜、生态环境酿成悲剧的事例，屡见不鲜。虽然，在许多发达国家和我国一些较发达城市建设了不少“卫生填埋场”，减少了一些污染，但由于技术和管理上的不完善而造成的环境污染问题依然很多，不能从根本上解决问题。

（三）设计理念比较落后，

科技水平低，土地填埋利用率不高，占用了大量土地资源；大部分生活垃圾填埋场缺乏有效的基础和边坡防渗措施；填埋处理方式的技术要求比较高，如果达不到一定的技术要求，可能出现如下险情：一是垃圾在填埋过程中产生的气体在垃圾层中大量积聚，压力增大到一定程度，在瞬间突破覆盖层，冲击膨胀可能发生物理爆炸；二是垃圾填埋防渗措施不当，可能引起垃圾渗滤液渗漏，污染地下水源、土壤、植被，危及动物甚至人畜健康；三是填埋区周围群众反映强烈，生活垃圾在降解过程中产生大量甲烷、二氧化碳和挥发性有机物恶臭气味，形成“致癌、致畸、致突变”的潜在危害；四是垃圾没有经过分拣，其中有利用价值的物资作为废物填埋，加大了垃圾的产生量。

四、结束语

我国城市垃圾无机物多、有机物少的成分特点更适合采用卫生填埋处理技术[x]由于垃圾中无机物含量高，填埋后比较稳定，产生的臭味气体少，不会造成大气质量恶化；渗滤液相对较少。卫生填埋处理技术设备简单，运行成本低，就我国目前的经济发展状况是可行的。

参考文献：

[1]《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008

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关键词：垃圾填埋场；常见问题；治理；二次污染；植被恢复

中图分类号：X70 文献标识码：A

随着城市经济的不断发展和人们生活水平的提高，每天源源不断产生的大量生活垃圾，已日益成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。目前，垃圾填埋是最常见的垃圾处理方法，具有投资少、处理费用低、处理量大、操作简便等特点，已经在世界上许多国家得到广泛应用。据统计，我国80%以上的生活垃圾仍采用露天堆放和直接填埋的简易填埋法。但填埋也存在着诸多问题，不仅污染环境、产生对环境有较大污染的有害气体，对周边居民的身体健康造成直接威胁，还可能存在较大的安全隐患。因此，对存在问题的垃圾填埋场进行治理及生态恢复，是社会发展过程中必须解决的紧迫问题，值得我们深入研讨。

1 生活垃圾填埋场常见问题分析

当前，我国80%以上生活垃圾填埋场基本采用堆放方式。其中，大多数生活垃圾填埋场处于运行时间过长、管理不善、未做封场覆盖、垃圾渗滤液已对周边环境造成污染的局面。常见的问题有：

（1）由于长时间的堆放，十分容易滋生蚊虫，散发臭气，污染环境，并且有机物在厌氧条件下分解，往往会产生对环境有污染的有害气体，如CH4、H2S、CO2等，特别是CH4气体浓度含量达到一定程度时容易发生爆炸、火灾；

（2）生活垃圾在分解过程中产生的渗滤液，对周围环境和地下水造成严重的威胁；

（3）随着垃圾堆体的升高，填埋场也会出现大的安全隐患。

2治理目标

在治理的过程中，必须减少生活垃圾在分解过程中会产生的渗滤液，同时使地表水迅速排走而不渗到垃圾堆体中，还要控制垃圾分解产出气体的扩散，做好生活垃圾与人群、植物等外界环境的隔离建设工作。

3 垃圾处理场简介

某垃圾处理场处理场占地约10hm2，垃圾堆体呈不规则多边形，近似圆形，垃圾堆体平均厚度20多米，最大厚度达35米以上。到目前为止该场已累计接纳生活垃圾200多万吨。该场自1986年建成投入使用后，除作为垃圾堆放场使用外，还接纳少量粪便和几万吨市政污泥。该场场底没有按标准进行防渗处理，属于简易垃圾填埋场。

4治理方案的制定

我国对生活垃圾填埋场的治理广泛采用就地封场治理、异地卫生填埋、筛分后异地处理3种方式。

4.1就地封场治理

这是目前处理垃圾填埋场普遍应用的办法。通过对垃圾堆体进行必要的整形，修筑平台、便道、边坡排水渠与雨水边沟，对渗滤液进行定向收集导排，然后对垃圾堆体进行最终覆盖及植被恢复，并建设填埋气体集中收集处理系统，最终达到消除垃圾堆体的安全隐患及产生的臭味，有效减少渗滤液产生量，有效控制处理填埋气体及渗滤液对周边环境的污染，改善景观达到生态恢复的目的。

该方案具有施工工期短、见效快、费用低，操作比较容易，建成后可避免对周围环境造成污染，土地资源可得到开发利用等优点。缺点是渗滤液污染虽然可以得到有效控制，但短期内还会有少量渗滤液渗入地下，污染地下水。

4.2异地卫生填埋

该方法是将堆存的垃圾清运至标准的卫生填埋场进行卫生填埋，以达到彻底消除垃圾填埋场污染的目的。前提条件是，该地区必须具有按国家标准规范建设的垃圾卫生填埋场，并同时具有足够的接纳处理能力。

异地卫生填埋方案可彻底解决垃圾填埋场的污染问题，原场址可得到再次开发利用。缺点是清运及处理成本高，运输过程中可能造成二次污染，仍需再占用新的土地资源。

4.3筛分后异地处理

将现存垃圾进行筛选，筛上物转运至生活垃圾焚烧发电厂，筛下物堆肥或就地填埋。如需处理已堆存的200万吨陈腐垃圾，尚需增加筛分处理设施及相关设备，将需要较长的处理周期和较高的运行费用。该方案垃圾资源化、减量化效果明显，但由于垃圾堆体中含有大量的建筑垃圾，灰土含量较高，筛选困难，可利用成分少，大量筛下物仍需要填埋处理。

4.4治理方案的确定

由于异地卫生填埋和筛分后异地处理都需要具有一定接纳处理能力的卫生填埋场为依托，且目前标准的垃圾卫生填埋场除接纳每天产生的新鲜垃圾外，无富余能力接纳陈垃圾，大大制约了这2种方案的实施。因此，结合实际情况，并经可研报告的充分论证，该垃圾处理场综合整治工程最终采用了就地封场治理方案。

根据该场的实际情况制订适宜的设计方案并采取必要的工程技术处理手段。

（1）对垃圾堆体进行整形、压实和覆盖，消除安全隐患；

（2）封场覆盖系统的确定；

（3）控制垃圾渗渗液对地下水的污染；

（4）集中收集处理填埋气体，消除臭味；

（5）恢复植被，改善景观；

（6）建立封场后的监控体系。

5垃圾堆体整形

垃圾堆体整形应在勘察分析并制订针对场内发生火灾、爆炸、垃圾堆体崩塌等填埋场安全隐患的前提下进行，其目的是消除填埋作业中不规范运行所带来的安全隐患，尽量减少不均匀沉降，为封场覆盖系统提供稳定的工作面积和支撑面。堆体整形时，要求垃圾分层压实密度应大于800kg/m3，垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。同时，CJJ112—2007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程规定，设置台阶式收坡时，台阶宽度不宜小于2m，高差不宜大于5m。

台阶和高差的要求，规范从堆体稳定性等方面已做了充分的考虑，但从实际工程案例看，笔者认为，台阶和高差的设定，要充分考虑施工作业机具的运行、封场后期养管、堆体排水沟设置、堆体占地面积、堆体现有库容量与整形后堆体容积之间相互关系等因素，建议台阶宽度2-4m、高差5-10m为宜，台阶间边坡不宜大于1∶3，垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。

目前，该垃圾处理场道路和排水系统不完善，填埋厚度差异较大，坡度较陡，垃圾摊铺面积较大，如按现状封场覆盖则浪费土地资源，存在不安全因素，且极不经济。

因此，制订堆体整形方案时，制订了在保证堆体稳定、施工便利、便于堆体排水沟设置等因素的前提下，反复测算堆体现有库容量与整形后堆体容积之间的关系，用较小的占地面积消纳现存的全部垃圾，以便环场道路和雨水边沟等设施的设置，并取得了较好的效果。

6覆盖层结构的确定

CJJ112-2007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程要求填埋场封场必须建立完善的封场覆盖系统，其结构由垃圾堆体表面至顶表面顺序应为：排气层、防渗层、排水层、植被层，并对各结构层的材料和技术参数提出了具体要求。

通过对丹麦、比利时、意大利、德国、荷兰、美国、加拿大等欧美国家填埋场终场覆盖系统的分析总结，表1给出了以上各国对覆盖结构层的设置、结构层材料、取值范围和技术要求。

从表1可以看出，欧美国家填埋场封场覆盖系统基本上包括基础层、阻隔层（也称防渗层）、排水层、营养层、植被层5部分。与我国封场技术规程相比，除缺少排气层外，个别指标的技术要求要远远高于我国的封场技术规程要求。

通过充分的比选和论证，本工程防渗层决定选用1.0mm厚的HDPE膜，封场覆盖系统结构层确定为基础层+防渗层（HDPE）+排水层+覆盖支持土层+植被层（包括植被土和植被）的结构形式。

7垃圾渗滤液污染防控措施

垃圾渗滤液污染防控措施应在充分分析影响垃圾渗滤液产生量的因素前提下制订。影响渗滤液产生量的因素比较复杂，主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、地表径流和水分蒸发等。

针对本垃圾处理场不存在地下水的侵入，也无地表水流入的特点，制订了严格控制降水渗入垃圾堆体（即产生量控制），及时将垃圾堆体内已有渗滤液导出，逐步将垃圾渗滤液水头降到最低，从而达到控制和消除垃圾渗沥液污染目标的防控技术路线。

根据确定的防控技术路线，制订的垃圾渗滤液产生量控制措施如下：

（1）对垃圾堆体进行整形，以利垃圾堆体封场后雨水径流；

（2）封场时，在堆体上设立畅通的雨水导排系统，及时将降水排出；

（3）铺设防渗层，降低封场覆盖层的渗透系数；

（4）在垃圾堆体四周修筑环场道路和雨水边沟，将垃圾堆体和周围环境隔离，防止雨水和洪水浸泡垃圾堆体。

由于垃圾堆体底部的渗滤液水头最高，堆体底部的垃圾含水率最高，应在垃圾堆体周边底部设置渗滤液导排盲沟。

渗滤液导排盲沟最后汇集到渗滤液储池，用吸污车将渗滤液送至附近标准垃圾填埋场的渗滤液处理站。

8填埋气体收集处理系统

填埋气体导排系统按有无抽取设备分为主动导排系统和被动导排系统。被动导排系统一般用于小型垃圾填埋场或对填埋气体扩散要求不高的填埋场。该系统受大气压力等条件影响较大，稳定性较差。该系统虽然能将填埋气体导出，但不能长期维持足够的压力进入处理系统。

主动导排系统与被动导排系统相比能更有效地控制和收集填埋气体，多用于对周围环境要求较高及建设填埋气体回收利用设施的填埋场。可以有效提高收集率并加速填埋堆体的稳定化速度。所以垃圾填埋场封场治理宜优先选用主动导排收集系统对填埋气体进行集中收集处理。

通常情况下，垃圾填埋场的填埋气体导排井的设置比较简单或根本没有，治理时应重新设置竖型导气井。对于规模较小或使用时间较长的填埋场的填埋气体，一般采用火炬点燃消除污染。火炬分为敞开式火炬和封闭式火炬。封闭式火炬投资高，敞开式火炬投资低，运行维护费用低，管理与维护简单。所以本工程填埋气处理采用了开放式火炬系统。

9植被恢复

植被层是封场覆盖的重要组成部分，是封场覆盖的最后一个环节，也是最重要的环节之一。植被层应由植被土和植被组成，以保护填埋场覆盖层免受风霜雨雪的侵害。同时，植被层为填埋场最终的生态恢复层，它能美化周边环境，防止雨水冲蚀土壤，利于雨水径流的收集及导排。

结合填埋场特定的环境条件，参考相关工程实例，本工程建议植被恢复选定栽植草坪。这不仅因为草坪具有保护、改善、美化环境的功能，更主要的是草坪覆盖成效快，对填埋场主体影响最小。

填埋场植被层草地为斜坡植草，所需草种应具备抵抗不良环境；根系发达，生长迅速，在短期内覆盖地面，抵御杂草；具有多年生习性，可靠匍匐枝、地下茎、根蘖、分根等繁殖，固土能力强；还具有抗旱性强、生命力旺盛、耐盐碱能力强、抗病虫能力强、管理粗放等特点。

由于植被生长的地域性要求，制订植被恢复方案时，建议设计部门与当地园林绿化相关单位咨询后再作出选择。

10封场覆盖后的监控养护措施

垃圾堆体稳定化是一个漫长的过程，一般需要几十年，所以需要密切监控垃圾堆体的生化反应状况，及时发现问题并采取必要的措施。

结语

尽管垃圾填埋在抑制垃圾污染上发挥着不可替代的作用，但是也不能忽视垃圾填埋场存在的安全隐患和垃圾堆体对周围环境的污染问题。因此，必须针对垃圾填埋场实际情况，因地制宜的制定治理措施，以有效减轻其对环境的负面影响。同时还有在管理上加强监管，提高管理水平，积极开展适合垃圾填埋场的污染治理与植被恢复工程。

参考文献

篇5

关键词：垃圾卫生填埋;防渗设计;渗滤液

引言

长久以来，城市生活垃圾只是简单的堆放在一片空地上，形成一个垃圾堆。这些未经处理的露天垃圾堆很快就成为传病昆虫（老鼠、苍蝇等）的滋生场所。除了对公众健康产生威胁外，这些垃圾堆也很不雅观，它们的存在会破坏景观、污染水体，有时还会引发火灾。露天倾倒垃圾在美国已不再是合法的行为。

然而，目前大多数城市生活垃圾仍然采用土场处理，但采用的是卫生填埋垃圾处理，而不仅仅是露天堆放。20世纪30年代初，美国开始对传统填埋法进行改良，提出一套系统化、机械化的科学填埋法，称卫生填埋法。卫生填埋是“利用工程手段，采取有效技术措施，防止渗沥液及有害气体对水体和大气的污染，并将垃圾压缩减容至最小，填埋占地面积也最小。在每天操作结束后，每隔一定时间用土覆盖，使整个过程对公共卫生安全及环境污染无危害的一种土地处理垃圾方法。该技术在20世纪90年代达到成熟阶段，这也是我国当前最主要的垃圾处理方式，占80％以上[1]。

但是该处理方法也产生了一系列的问题，尤其是渗滤液和填埋气体的处理问题，如果不谨慎处理好，极可能造成环境的二次污染，严重时可能引起填埋场的爆炸等。

1 卫生填埋场的防渗设计原理

根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）,填埋场必须防止对地下水的污染，在进行设计时我们首先要考虑选择具有自然防渗条件的场地作为处理场址，当在不具备自然防渗条件的填埋场时，必须进行人工防渗。

对“自然防渗”填埋场的要求是天然粘土类衬里的渗透系数[2]不应大于1.0×10-7cm/s，场底及四周衬里厚度不应小于2m。当填埋场不具备粘土类衬里或改良土衬里防渗要求时，宜采取自然和人工给合的防渗技术措施。

人工防渗是采用防渗材料将填埋场库区进行场底及边坡铺盖，使填埋库区形成一个封闭水系，并以防渗材料阻隔渗滤液的渗漏。水平防渗适用于场底不存在不透水层或不透水层很深以及防渗要求很高的填埋场。

目前防渗材料主要有两种形式，即天然防渗材料和人工防渗材料。

1)、天然衬层防渗。天然衬层防渗系统主要在场地的土壤、水文地质条件允许的情况下才能采用。天然防渗系统要满足以下要求：

a.填埋场底部和周边天然材料的渗透系数不大于10-7cm/s，如为天然粘土,粘土厚度不小于2米。

b.除低渗透性外，天然土壤衬里还应满足有关的土壤标准。比如要求土壤30%能通过200号筛子，液体限度大于30%，塑性大于1.5，pH＜7。

c.天然衬里要与渗透出的垃圾渗滤液相容，渗透性不应因与渗滤液接触而增加。

另外采用天然粘土防渗的填埋场，还要求填埋场区以下的基岩岩体完整，无断裂带和裂隙存在（即不存在快速渗漏的通道）。

2)、人工衬层防渗。这种方式的采用是当所选场址的水文地质条件不能满足填埋场渗透性要求时，为确保场地及周围水域不受污染而采取的保护措施。通过采取工程措施，保证渗滤液不渗漏到地基中，或者把渗滤液渗漏量控制到极少量，减少污染。

目前国内的衬层应用中已推广采用了多种人造防渗材料。常用的主要有高密度聚乙烯膜、钠基膨润土等。

高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗层：

HDPE土工膜是一种高性能防渗材料。HDPE土工膜能随一定的拉力的伸长变形，适应一定的地基不均匀沉降；具有较好的抗微生物侵蚀和抗化学腐蚀性能；对外界环境中的温度、湿度及紫外线的影响适应力强，使用寿命可达50年左右。目前，在国内外许多垃圾填埋场中都采用这种土工膜作防渗层。常用HDPE土工膜厚度1.0～2.5mm，渗透系数均小于10-13cm/s量级。

HDPE膜的密度[3]为0.940～0.965g/cm3,具有良好的机械强度、耐热性和延伸率，其抗拉强度可达22～45Mpa，断裂伸长率可达200%～900%，熔解温度为120～135℃。此外由于HDPE膜含有一定量的碳量，使其具有良好的抗紫外线能力。国内北京六里屯、天津双口、新疆昌吉、江西九江、福建泉州等填埋场均采用此种防渗材料。

钠基膨润土防渗层：

这是一种以钠基膨润土为原料，经进一步深加工而制成的防水板材。将其铺设于场底，可形成一种防渗性能连续的防渗层，起到阻止渗滤液外渗的作用。目前国内生产的有二种规格：普通A型和特殊B型。A型板厚5mm，B型板厚1～5mm，两者的渗透系数均能达到10-9cm/s量级，填埋场多采用B型。国内北京阿苏卫和厦门垃圾填埋场采用此种板材作防渗层，积累了一定经验。

人工防渗的防渗材料的选择

目前水平防渗在国内的垃圾填埋场中普遍采用，若结构设计合理，防渗效果较好。采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜作防渗材料，具有下列优点：

(1)防渗效果可靠，其渗透系数小于10-13cm/s，较膨润土板防渗性能高四个数量级；

(2)施工铺设比较容易实施，适合本场址的丘陵冲蚀地形；

(3)其拉伸强度、断裂伸长率、抗刺穿能力等材料性能均优于其它防渗材料；

(4)接缝采用热熔焊机双缝连接，接缝强度高；

(5)保存及运输均很方便；

(6)通过控制土工膜焊接与铺设施工质量，可有效地控制渗漏污水的量。

2 渗滤液的成分

垃圾渗滤液是城市生活垃圾卫生填埋后产生的二次污染，是由垃圾分解后产生的内源水与外来水分所形成的液体。它成分复杂繁多，而且不同运行年限的垃圾渗滤液污染物成分有很大差异。主要有以下几个特点：

(1)有机污染物浓度高

渗滤液中含有主要有机物77种，其中芳烃29种，烷烃烯烃类18种，酸类8种，脂类5种，醇、酚类6种，酮醛类4种，酰胺类2种，其他有机物5种。77种有机物中，有可疑致癌物质1种、辅致癌物质5种，被列入我国环境优先污染物“黑名单”的有5种以上。上述77种有机物仅占渗滤液中COD的10%左右。

一般而言，垃圾渗滤液总的有机物可分为三类，即：a.低分子量的脂肪酸类；b.腐殖质类高分子的碳水化合物；c.中等分子量的黄腐酸类物质。

对相对不稳定的填埋过程而言，大约有90%的可溶性的有机碳是短链的可挥发性脂肪酸，其次是黄腐酸类；而相对稳定的填埋过程，易降解的挥发性脂肪酸随垃圾的填埋时间而减少，难生物降解的黄腐酸类的比重则增加。

(2) 氨氮浓度高

由于目前多采用厌氧填埋，氨氮在垃圾进入产甲烷阶段后不断上升，达到峰值后再缓慢下降。氨氮含量过高要求进行脱氮处理，但过低的C/N不但对常规生物过程有较强的抑制作用，而且由于有机碳源的缺乏难以进行有效的反硝化。

(3) 磷含量偏低

垃圾渗滤液中的含磷量通常较低，尤其是溶解性的磷酸盐含量更低。

(4)金属离子含量较高

渗滤液中含有多种金属离子，其含量与所填埋的垃圾组分及时间密切相关。对生活垃圾工业垃圾混合填埋的填埋场来说，重金属离子的溶出量会明显增加。

(5)总溶解性固体含量较高

这些溶解性固体通常随填埋时间的延长而变化，在0.5～2.5年间达到高峰值，同时含有高含量的Na、K、Cl、SO42-等无机类溶解性盐和铁、镁等。此后，随填埋时间的增加含量逐渐下降，直至达到最终稳定。

(6)色度较高

渗滤液具有较高的色度，其外观多呈淡茶色、深褐色或黑色，有极重的垃圾腐败臭味。

(7) 水质随填埋时间的变化较大

填埋时间在5年以下的渗滤液pH值较低，BOD5及CODCr浓度较高，且BOD5/CODCr的比值较高，同时各类重金属离子的浓度也较高。填埋时间5年以上的渗滤液pH值接近中性，BOD5及CODCr浓度下降，BOD5/CODCr的比值较低，而NH3-N浓度较高，重金属离子的浓度则下降。

3 渗滤液的处理方法

垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。

物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法。生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。

由于渗滤液的水质成分复杂，且水质变化较大，单一的处理方法很难使其达标，所以，一般情况下，多采用组合工艺处理。

4 实例分析

本文以西部某县城垃圾填埋场的防渗工程为例，该县由于不具有天然的防渗条件，所以采用人工防渗。防渗材料选用密度聚乙烯（HDPE）土工膜。

边坡防渗结构：

该场地两侧边坡坡度为1:3，对于边坡原则上采用去除表层耕植土拍平后做支承层，在处理好的边坡上铺设一层1.5mmHDPE土工膜，土工膜上再铺设一层600g/m2无纺布，运行中袋装土保护。

场底防渗结构：

场地清整后，场底铺设基础层（700mm厚换填黄土压实）、750mm压实土壤防渗层(渗透系数≤1×10-9m/s)作为膜下保护层，然后依次铺设1.5mmHDPE复合土工膜，600g/m2无纺土工布。该工程场底防渗面积约30800m2。

渗滤液属于高浓度污水，主要特点可归纳为：成分复杂，污染物浓度高且变化无规律，可生化性低，含盐量高，并含有较高浓度的氨氮，产生量季节性变化较大，雨季是产生渗滤液高峰期。该工程采用UASB+MBR[5]渗滤液处理工艺，该组合工艺，具有处理效率高，出水水质好，设备紧凑，占地面积小，流程简单，易实现自动控制，运行管理方便等优点。

结论

1)填埋场的设计必须要注意防止渗滤液的泄漏，避免对环境造成二次污染。在设计时首先应考虑具有天然防渗条件的场址，如果不具有这样的条件，就必需采用人工防渗。在人工防渗设计时，考虑到填埋场的防渗要求，最好选用水平防渗设计，该设计防渗效果好，能有效防止渗滤液的泄漏，而且对天然条件要求不高。

防渗材料的选择也是防渗的关键，设计时根据填埋场的要求，选用合适的防渗材料。

2) 渗滤液的水质成分复杂，且水质变化较大，单一的处理方法很难使其达标。一般情况下，多采用组合工艺处理。

参考文献：

[1] 中国林业网.我国生活垃圾填埋处理状况评述[M].2008(08)

[2] 《生活垃圾卫生填埋技术规范》[M].（CJJ17-2004）

[3] HDPE土工膜生产厂家宽若官网

[4] 《生活垃圾填埋污染控制标准》[M].（GB16889-2008）

篇6

关键词: MBR技术；垃圾渗滤液；MBR；反应器；出水水质

Abstract: The city life waste leachate complicated composition, great harm, if not handled properly will cause severe environmental pollution. MBR technology is developed in recent years to a kind of high efficient municipal landfill leachate treatment new technology, the MBR technology processing, outlet water meet the requirements, the application prospect are very wide. This paper MBR technology in city life landfill leachate treatment of the application, this paper expounds some specific requirements, aims to further promote the MBR technology application.

Keywords: MBR technology; Landfill leachate treatment; MBR; Reactor; Effluent water

中图分类号： R124.3 文献标识码：A 文章编号：

随着城市化进程的不断加快，城市人口快速增长，城市生活垃圾量也在不断增大。城市生活垃圾处理方式主要有垃圾焚烧、填埋、堆肥以及综合利用等，其中，垃圾填埋以其运行费用相对较低、管理相对方便、技术较为成熟等优点成为我国现阶段主要的垃圾处理方式。垃圾填埋过程中产生的渗滤液是公认污染严重、难于处理、性质复杂的高浓度污染废水。如果处理不当就直接排放，将对环境造成严重污染，因此垃圾渗滤液的有效处理已成为目前环境保护领域的难点之一。MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效垃圾渗滤液处理新工艺，反应器体积小，生化反应效率高，出水中无菌体和悬浮物，在垃圾渗滤液处理方面已得到广泛应用。但是MBR技术的应用时间并不长，为了更好的了解MBR技术，本文就MBR技术在城市生活垃圾渗滤液处理中的应用过程中的相关问题进行研究。

1进水COD浓度的确定

渗滤液的特点是具有较高浓度的COD和氨氮，埋龄比较短的垃圾填埋场其进水氨氮值一般在300～1000mg/L之间，而埋龄较长的填埋场其进水氨氮值可达2000～3000mg/L。按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2008)的要求，处理后的渗滤液TN值至少应达到40mg/L以下，因此要求生物处理系统应具有良好的去除氨氮的功能。

进水COD浓度是确定MBR系统好氧区容积的主要参数之一，合理确定进水COD浓度对渗滤液处理系统的设计至关重要。要满足硝化及反硝化的要求，BOD5与氨氮之比一般宜大于3～4，浓度较高的渗滤液其B/C比一般可达0.5，按此推算COD与氨氮之比一般应大于6～8。如果进水渗滤液COD与氨氮值满足上述要求，可以按进水COD值计算好氧池容积及污泥产量。如果进水COD值较低，而氨氮值较高，不满足上述要求，则说明碳源缺失，应向系统中补充碳源，并以补充碳源后的COD值进行计算。

2水温

硝化反应的适宜温度范围是30～35℃，温度不但影响硝化菌的比增长速率，而且影响硝化菌的活性。在5～35℃范围内，硝化反应速率随温度的升高而加快。当温度＜5℃时，硝化菌的生命活动几乎停止。反硝化反应的最佳温度是35～45℃，温度越低，选取合理的计算温度不但可以减少工程投资，而且也可以降低运行成本，减少不必要的浪费。。，由于渗滤液处理项目进水浓度高、水力停留时间长以及采取了其他一些工程措施，使处理系统生物池内水温有较大幅度的提高。影响生化反应温度的因素分析:

①MBR生物反应器为高负荷生化反应器，生化降解过程中，有机物、氨氮氧化的部分化学能转化为热能，温度有所升高。

②动力设备风机、水泵运行过程中机械能转化为热能也使温度升高5℃以上，根据热平衡计算，超滤出水比生化进水温度要高10℃左右。

③超滤混合液回流到生化池的循环过程使液体维持相对稳定的温度。

④填埋场的调节池水力停留时间较长，而且大多数没有采取保温措施，致使冬季尤其是北方地区的渗滤液进水温度较低。但由于渗滤液为高浓度有机废水，生物处理过程中水力停留时间比较长，一般可达4～5d，虽然进水温度较低，但由于流量较小，对生物池的温度影响甚微。同时由于采用较大的回流比(一般可达1000%～1500%)，致使生物池中水温受进水温度的影响很小，系统中可维持较高的温度。

虽然出水可以带走一部分热量，但由于流量较小，同样不会使生物池水温明显下降。

⑤渗滤液处理一般采用射流曝气，要求有效水深较深，通常生物池的有效水深为4～6m，而渗滤液处理系统生物池有效水深采用6～8m，从而使水面面积减小，生物反应池中热量散失较少，有利于生物池保持较高的温度。

综合上述几项因素，生物池实际运行的温度一般维持在25～35℃，在夏季温度会更高，可达40℃以上，而温度过高同样对生物处理系统不利，为保证正常运行，需设置循环冷却水系统，确保池内水温≤40℃。综合考虑，设计时一般按照不低于25℃进行计算。

我市生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理工程按照《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2008)表二及广东省《水污染排放限值标准》（DB44/26-2001）第二时段一级排放标准、且浓缩液不允许回灌的要求进行设计和建设，渗滤液处理规模为1000m3/d,其中一期340 m3/d，采用MBR处理工艺，生物池内水温常年不低于30℃，夏季水温高达40℃，目前已经运行一年多时间，出水水质完全达到排放标准的要求。

3混合液污泥浓度

篇7

关键词：浓缩液、回灌、蒸发、高级氧化、膜蒸馏

中图分类号：C35文献标识码： A

随着经济发展和社会进步，我国的垃圾产生量也在逐年增加，垃圾处理的方式主要有垃圾焚烧、卫生填埋、堆肥[1]。其中，卫生填埋以其运行费用低、管理相对简便、处理量大及适应性强，成为我国垃圾处理采用的主要方式[2]。

渗沥液是指垃圾在填埋和堆放过程中，由于垃圾中有机物的分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下水，通过淋溶作用形成的污水[3]。垃圾填埋场产生的渗滤液是一种含高浓度氨氮和难降解有机物、重金属等成份复杂的废水。

随着人们对垃圾渗滤液处理日益重视，国家标准也越来越严格，2008 年7 月起正式实施的《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889- 2008）明确了垃圾渗滤液中总氮、氨氮、重金属等污染控制指标，并提高了新建和现有填埋场的渗滤液污染物排放限值等要求[4]，对传统的处理技术提出挑战。

目前，国内外处理工艺主要以MBR、RO、NF为代表的膜处理技术为主，采用NF/RO，为了保证为保证膜工艺运行周期及出水水质，膜的回收率通75%~85%，即会产生15%~25%浓缩液。不经处理直接排放的浓缩液很容易造成二次污染，是膜处理技术应用过程中亟待解决的问题。

1.浓缩液的产生及特点

浓缩液主要是膜截留下来的高浓度污染物，反渗透膜可有效截流包括一价盐在内的小分子物质，故反渗透出水可以达到很高的排放标准，但其浓缩液盐分含量很高。纳滤膜具有选择透过性，一价盐(铵盐和硝酸盐、亚硝酸盐)均无法被纳滤膜截流，纳滤出水达标保障性不及反渗透膜，但是其浓缩液中含盐量较低[5]。

浓缩液的主要特点：1）有机物浓度高。根据 NF 或 RO 膜分离的选择透过性原理，水能够顺利通过膜，其他成分部分或完全被截留，有机物含量较高； 2）可生化性差。膜滤浓缩液是垃圾渗滤液经过生物降解后，再通过膜处理得出的残液，主要为不易降生物降解的物质。 3）成分复杂，垃圾渗滤液本身的复杂特性决定其膜滤浓缩液同样具有复杂特性。

2.浓缩液的处理方法

目前，针对浓缩液的处理方法主要有：回灌、膜蒸馏、蒸发、高级氧化。

2.1回灌

所谓回灌就是把垃圾填埋场本身看做生物滤床，浓缩液注入到堆体上端，贯

穿堆体而流出。在这个过程中，垃圾堆体里活跃的微生物发挥生化降解作用，结

合物理作用等实现污染物的降解。对渗滤液回灌处理屡见报道，且见应用于实际。

研究和实际工作都表明，渗滤液的回灌处理能够加速填埋场稳定化进程，促进有

机物降解，缩短产沼时间等。同时降解过程还有减容作用，使得场区内有效库容

增大[6]。

蒋宝军等[7]试验了重庆市某垃圾填埋场经碟管式反渗透处理后浓缩液的回灌影响。试验表明在技术上采用回灌处理浓缩液是可行的，通过回灌能有效去除 COD和 NH3-N，去除率分别为81.6%和70%。水力负荷对浓缩液回灌去除 COD 有较大影响，当水力负荷为32.38mL/(L・d)时，COD去除率为94%，而当水力负荷上升到202.36 mL/(L・d)时，去除率下降到70%。

刘研萍等[6]对浓缩液回灌进行实验的结果表明亦证明回灌是处理浓缩液的有效手段。厌氧填埋条件下，回灌实现了81.6%的COD去除率，82.5%的BOD

5去除率和60%~70%的NH3-N去除率。在最佳水力负荷32.38 mL/(L・d)下，达到了 85%以上的COD去除率。对浓缩液pH进行调节后再回灌的研究发现，pH为9时，COD去除率最高，pH为11时，NH3-N去除率最高。

2.2膜蒸馏

膜蒸馏（Membrane Distillation，MD）的原理结合蒸馏的原理和膜的特性，疏水膜两侧的蒸气压力差作为传质驱动力，推动水蒸气从压力高即温度高的一侧通过疏水性膜到达压力低的一侧而冷凝，实现水相和溶液的分离[8]。

膜蒸馏过程几乎在常压下进行，设备简单，可以处理极高浓度的水溶液。由

于膜蒸馏过程的传质推动力为蒸气压差，因此只需维持膜两侧的温差即可，没有

必要耗费很大能量把溶液加热到沸点，便于就地取材，利用廉价能源推动膜蒸馏

过程发生。生产过程中产生的余热就是很好的廉价热源。

2.3蒸发技术

蒸发是将挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程，通过加热溶液使水沸

腾气化，不断去除气化的水蒸气。浓缩液蒸发处理时，水分从浓缩液中沸腾而出，

污染物残留在浓缩液中[9]。重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性都比水弱，

因此会留在浓缩液中，部分挥发性烃、有机酸和氨等污染物与水蒸气最终存在于

冷凝液中。蒸发处理工艺把浓缩液处理到不足原液体积的2%~10%[10]。

浸没燃烧、负压蒸发、机械压缩蒸发是常见的蒸发方式。

浸没燃烧蒸发(Submerged combustion evaporation，SCE)就是把燃烧产生的高温烟气浸没在液体中，烟气以气泡形式在液体中上升，剧烈的混合与搅动实现充分的热量传递[11]。

岳东北等[12]对垃圾渗滤液的反渗透浓缩液采用蒸发法开展了试验研究。结果表明，当浓缩液的pH在酸性范围内时，提高pH使得冷凝液中NH3-N的浓度增大，COD 浓度减小。研究蒸发的不同阶段物质逸出情况时发现，蒸发初期以有机物挥发为主，蒸发后期则以NH3-N挥发为主。

采用这个工艺处理某卫生填埋场的垃圾渗滤液的RO浓缩液，利用填埋气（LandfillGas，LFG）作为燃料，岳东北等[13]发现经过两级SCE处理，进水COD 从12000 mg/L降低到出水的低于230 mg/L，TDS也有大幅的下降。系统对RO浓缩液的浓缩倍数最高可达10倍。这种方法充分利用了填埋场内的 LFG，消除环境污染同时提高能源利用率。然而这种方法对 NH3-N 没有去除效果。

膜滤浓缩液中的氯离子浓度很高，蒸发过程中温度大于70℃时，氯离子即会对金属材料产生强烈的腐蚀作用。为了解决常压高温蒸发所引起的设备腐蚀问题，采用负压蒸发的方法来处理含高浓度氯离子的废水。负压蒸发利用水在负压条件下沸点降低的规律，既避免氯离子对金属的腐蚀（< 70℃），又保证了蒸发速率。

机械蒸发(Mechanical Vaporize Compression，MVC)是通过机械方式压缩蒸汽使其温度升高，蒸汽升高之后用作热源加热蒸发浓缩液。浓缩液受热后一部分液体气化形成蒸汽。形成的蒸汽受到机械压缩后充当新的热源。原先的热源由于热量散失导致温度降低，逐渐形成蒸馏水。形成蒸馏水的冷凝过程热量传递给新一批的浓缩液水样。这个循环过程充分实现能量利用，降低了系统能耗。但是，此技术需要注意的地方在于 Ca2+和Mg2+在蒸发过程中存在结垢倾向，应采取缓垢和除垢的措施。设备接触部分还要充分考虑设备选材问题防止设备腐蚀。

2.4高级氧化工艺

高级氧化工艺(Advanced Oxidation Processes，AOPs)由 Glaze 等人提出，以产生羟基自由基(・OH)产生与否进行判断。高级氧化工艺中一般都含有氧化剂，部分含有催化剂，或光、热、辐射等其它条件作为辅助强化产生・OH 的能力。・OH

具有强氧化能力，且与有机物反应时无选择性。・OH与有机物发生反应后，大分子物质转化为小分子物质，复杂物质转化为简单物质，有毒物质转化为低毒物质。但是，高级氧化技术也存在氧化不彻底的缺点，需要进一步的絮凝沉淀，使得实际工程运行费用增加。

王东梅等[14]用Fenton氧化-絮凝-吸附法处理垃圾渗滤液浓缩液，实验结果表明：Fenton氧化-絮凝-吸附法对垃圾渗滤液反渗透浓缩液有较好的处理效果，对TOC的去除率为95.9％，UV254的去除率为97.1％，色度的去除率为99.6％。

徐K士等[15]采用UV-Fenton工艺对垃圾渗滤液的纳滤浓缩液进行处理，结果表明，UV-Fenton工艺能有效去除浓缩液中的有机污染物。TOC去除率随着H2O2和FeSO4・7H2O投加量的增加而升高，该工艺对pH具有缓冲性，在初始pH为2.0-6.0时，TOC去除率受pH的影响较小；随着初始温度从20℃升至60℃，TOC去除率小幅下降。

3.结论

对比膜滤浓缩液主要的四种处理方法，回灌存在地下水污染的潜在风险。导流措施不到位时，垃圾堆体内可能形成短流，导致堆体内含水率增加。此外高盐度的浓缩液加剧了盐积累问题。盐积累使得渗滤液电导率升高，膜产水率下降，甚至出现由电导率增高而导致膜过滤失效的问题。这些是采用回灌方式处理需要考虑的问题，目前多地已明确规定浓缩液禁止回灌。

膜蒸馏法则存在膜法处理中的共同问题，例如温度极化和浓度极化造成传质推动力下降和膜污染等。并且目前膜蒸馏处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液的研究尚未见报道。

蒸发工艺在实际运行过程中都会碰到设备结垢及腐蚀问题，并且纯物理过程无法完全保证出水达标，需要联合其他工艺。目前，蒸发工艺在渗滤液的处理领域已有成功应用。浓缩液中离子含量高，设备结垢问题在所难免，如果妥善解决这一问题，蒸发处理工艺不失为一种经济可行的方法。

高级氧化技术在化学氧化过程中多数有机物被分解成二氧化碳，高价态的盐和重金属得到了完全固定，解决了整个系统盐平衡的问题，系统水回收率高，抗负荷冲击能力强。但工艺链长，处理技术比较复杂，间接增加了运行管理上的难度，并且需要加入具有很强氧化性的氧化剂及絮凝剂、混凝剂，产生的污泥造成二次污染。高级氧化技术在很大程度上提高浓缩液的可生化性，可与生化处理联合，降低运行费用，达到标准排放。

参考文献

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篇8

关键词：渗滤液；MBR+NF+RO工艺；技术对比

Abstract: Landfill leachate is a kind of high wastewater with concentration of organic, which is complex composited and rich in various of pollutants, it is difficult to meet the outflow requirement by ordinary sewage treatment process. Currently, domestic engineering usually used a series of combined process to ensure the water quality standards. The article combined with the actual situation of the engineering and technical comparison, and select the MBR (two A/O+ultrafiltration)+NF+RO process to treat the leachate, And a further analysis is given to clarify the characteristics and treatment effects of this process.

Keyword: leachate；MBR+NF+RO process; technical comparison

中图分类号：R124文献标识码： A 文章编号：

1 项目概述

该生活垃圾卫生填埋场位于陕西省中北部某市，为山谷型填埋场。填埋场的建设规模为Ⅲ类，占地面积510亩，总库容量485万m3，日处理垃圾量为315t。其中，垃圾渗滤液设计规模为60m3/d，本工程渗滤液的有机污染物浓度相当高，设计进水为调节池出水，出水水质如表一所示：

表1 项目设计进水水质指标

2 工艺选择分析

根据要求，本项目建设的出水水质需要达到《生活垃圾填埋污染控制标准》

（GB16889-2008）中表2标准的要求。其水质指标如表二所示：

表1 项目设计出水水质要求

2.1 工艺比较

2.1.1 渗滤液处理工艺

由于渗滤液较高的污染物浓度和复杂的组成成分，单一的处理工艺不可能满足渗滤液处理的要求。目前，常用一系列的工艺组合对渗滤液进行处理采用保证系统处理出水水质的达标。

（1）完全膜分离技术

在实际的工程应用中，对垃圾渗滤液进行简单的预处理后完全通过膜系统对其进行污染物的浓缩分离，形成一部分的水质较好的清液，目前使用较多的主要有DTRO工艺。

但由于膜系统运行过程中的影响因素很多，包括进水的水质浓度、进水的温度、含盐量、运行管理的水平等，所以完全膜分离技术难以保证系统的稳定运行。尤其是在冬季水温较低的情况下，膜通量会下降很大，会影响系统的运行。

其次，由于膜系统进水浓度较高，其运行压力也非常的高，一般都在60bar以上，较高的会达到100bar以上；同时由于膜分离对氨氮等小分子物质难以取得较好的截留效果，所以完全膜分离技术的出水氨氮浓度要稳定达标还需要结合一些其他措施[2]。

（2）膜生物反应器+膜深度处理技术

在目前垃圾渗滤液处理行业中，膜生物反应器+膜深度处理技术已经成为一级排放标准下的主流工艺，目前运用较多的主要有MBR+NF/RO工艺。

MBR（包括生化系统和超滤膜系统）与纳滤系统、反渗透系统的不同工艺组合，可以使渗滤液处理出水水质达到一些较高的排放标准要求。MBR工艺通过超滤膜对生物菌体的完全截留保证生化系统能具有相当高的污泥浓度，实现水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，保证了各种世代周期较长的微生物能在系统内大量繁殖。这种数量巨大、生物相繁多的生物反应器可以保证对各种复杂水质成分污水的处理效果，同时具有较强的抗冲击负荷能力[3]。

对MBR+NF/RO和DTRO工艺进行技术比较，可以得出：

表3 工艺技术比选表

MBR+NF/RO工艺在整体的性能、实用性、普遍性方面比DTRO要高出许多。

2.2 渗滤液处理工艺的选择

根据比较和分析并结合渗滤液的水质特点，确定本工程选用膜生物反应器+膜深度处理的主体工艺。

（1） 生化工艺

根据不同污水的水质特点，MBR工艺中生化部分可以选择多种工艺形式。对处理对象以有机污染物为主而不存在氨氮去除任务的废水，常采用传统活性污泥法或生物接触氧化法作为生化处理工艺，对于污染物浓度高的废水还可以采用厌氧工艺进行前处理。

而对于垃圾渗滤液这种氨氮和总氮浓度较高的废水，必须采用硝化/反硝化为主的生物脱氮工艺。为保证在反硝化过程中能充分利用污水中原有有机碳源，再结合本工程渗滤液水质情况，确定采用前置反硝化+一段硝化（A/O）的生化工艺。

（2） 膜深度处理工艺

膜深度处理工艺主要是纳滤处理工艺、反渗透处理工艺及两者的组合，根据本工程的出水水质要求和系统整体清液回收率要求，本工程选择以纳滤与反渗透工艺组合。

3 工艺流程及特点

3.1 工艺流程图

设计采用膜生物反应器+纳滤+反渗透的主体工艺，其主要流程如下：

3.2 工艺特点

3.2.1 MBR生化反应器的应用

外置式膜生化反应器由于其污泥浓度高、泥龄长等特点，使膜生化反应器具有极强的生物脱氮能力和有机污染物的降解能力，且反应器容积较小，有效降低了占地面积和土建投资；

3.2.2 纳滤(NF)的运用

由于设计外置式膜生化反应器为两级脱氮，生物脱氮率超过99%，超滤出水总氮已经达标，因此设计采用纳滤(NF)对超滤出水进行深度处理，去除难生化降解的有机物。纳滤(NF)的清液产率可达85%[4]。采用纳滤(NF)系统作为深度处理工艺具有如下优点：

节约运行成本，由于反渗透(RO)操作压力一般在30-60bar，而纳滤(NF)的实际操作压力在3-10bar左右，纳滤(NF)所需的膜渗透驱动力要小得多，这意味着能耗较低，因此，纳滤(NF)的运行成本比反渗透(RO)低的多[5]；

3.2.3 反渗透(RO)的使用

当生物脱氮不完全时，由于反渗透(RO)分离级别高，对一价盐离子均作截超越管线一级反硝化池 一级硝化池 管式超滤系统 纳滤系统 60m3/d MBR系统 袋式过滤器 60m3/d 60m3/d 板式换热器 冷却塔 射流曝气 43.2m3/d 图1 系统工艺流程图 出水储槽 54m3/d 达标排放 反渗透系统 43.2m3/d 污泥运至指定地点 污泥脱水 浓缩液储槽 6m3/d 填埋区浅层回灌 10.8m3/d 二级硝化池 二级反硝化池 射流曝气

留，反渗透(RO)作为保障总氮达标的第二道“防线”可保证出水总氮达标。

3.2 工艺处理效果

根据国内内实际工程经验，对各工艺段污染物去除效果如下：

表3 污染物处理情况

由上表可知，系统最终混合产品水将优于《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）的要求，稳定达标。

4 结语

①该系统可以不间断运行，超滤膜的使用寿命超过5年以上，反渗透膜的使用寿命在3年以上，NF系统的回收率不低于90%，反渗透系统的回收率不低于80%。工程费用合理，操作运行简单。因此，该工艺具有良好的环境效益和经济效益，适合在垃圾渗滤液中应用。

②渗滤液二次污染问题依然凸显，如何无害化渗滤液系统产生的泥饼是我们要深入思考的问题。

参考文献：

[1]黄春. R+NF+RO在垃圾渗滤液处理中的应用[J].低温建筑技术，2010(4).

[2]林，陆晓峰等.膜生物反应器中膜过滤特征及膜污染机理的研究[J].环境科学，2006（12）.

[3]张金钟，潘爱军等.提高污水处理厂活性污泥抗冲击性[J].中国高新技术企业，2010（27）.

篇9

关键词：垃圾填埋；生态环境；治理途径

垃圾是人们进行生产和生活的主要产物，如果没能及时对其进行处理或是处置不合理必定造成环境的污染。进行垃圾处理的时候，能够采取许多方式，比如，焚烧、堆肥以及填埋等方式，其中，垃圾填埋是当前时期运用最多的处理方式，而此类方式对环境产生的污染也最严重，下面将进行具体的分析。

一、垃圾填埋的生态环境问题分析

垃圾填埋方式由于处理量多和操作简便的优势已经成为了垃圾处理的主要方法。但对垃圾进行填埋之后会形成很多有害气体和渗滤液，对四周生态环境产生了非常大的污染，并会威胁和损害周围人民群众的健康。一般情况下，填埋方式形成的生态环境问题为如下几点:

1.填埋方式形成有害气体垃圾填埋就是把各种垃圾进行集中后，大部分有机垃圾就会经过微生物厌氧降解作用将垃圾转换成气态，但垃圾填埋形成的气体通常为甲烷与二氧化碳气体。此类气体会对

生态环境产生不良影响，不良影响一般有如下几类:第一，使温室效应更加严重化。目前，已知的温室气体构成中，二氧化碳气体、甲烷气体和一氧化氮气体为主要的温室气体。因此，垃圾填埋所形成的甲烷气体和二氧化碳气体会加重温室效应；第二，污染大气。垃圾填埋形成的气体很大程度污染了周围的空气质量，对周围生活的人民群众的身体健康产生了严重威胁；第三，一定程度破坏了四周的植被。因填埋场形成的有害气体对植被四周的氧气有不小的损害，导致垃圾填埋场周围的植被遭到很大的负面影响，最终造成四周植被生长缓慢，严重的还会导致植被不能正常的进行生长；第三，对地下水产生的影响。有机垃圾通常具备挥发性，则难免会挥发到周围的地下水中，进而很大程度的污染地下水资源，对水资源周围人们的身体健康产生很大的影响。

2.垃圾填埋形成的渗滤液的危害

垃圾填埋产生的渗滤液即使垃圾自身含有的水分或是其他水分，例如，降雨和融雪产生的水，消除垃圾和覆土的饱和持水量之外，经过垃圾层和覆土层后产生的高浓度废水。具体来讲，垃圾填埋的渗透液通常是因为降水，也是由于垃圾本身就存在的水分，还有就是垃圾遭到降解产生的水分。垃圾填埋产生的渗透液，一方面对周围的水源产生很大影响，另一方面对周围土壤和植被产生很大的破坏。另外，此类垃圾填埋渗透液所产生的污染和破坏非常持久，受到污染和破坏的环境通常很难得到有效的恢复。

3.垃圾填埋形成其他类型的不良影响

垃圾填埋不仅会造成以上两类不良影响之外，还极易形成其他类型的影响:首先，垃圾填埋要占用一定范围的土地；其次，极易形成沉降问题。因把垃圾进行填埋后，垃圾就会进行持续的降解，且进行填埋的过程中，为将垃圾均匀压缩，因此，长期的稳定化之后，地面就会发生沉降问题，其不但很大程度对四周的生态环境产生影响，还会提升生态环境的恢复难度；最后，进行垃圾填埋之后，因垃圾讲解会产生甲烷等可燃气体，或者垃圾中本身就存在易燃物和爆炸物，则会形成火灾与爆炸风险。

二、垃圾填埋污染的治理方式

针对垃圾填埋对环境产生的各类不良影响，为保证经济和环境可持续发展，应用科学有效的应对方案对治理和恢复填埋场四周环境具备非常重要的意义。以下为治理垃圾填埋污染的主要方式：

1.提升治理技术以减少垃圾渗滤液产生的污染

对于垃圾填埋场形成渗滤液产生的污染，需通过防渗处理工艺对渗滤液进行治理，能够很大程度上降低垃圾渗滤液产生的污染，其中处理技术的优化是垃圾渗滤液治理的主要部分。为了减少垃圾渗滤液量，把垃圾渗滤液进行回灌是相对科学的方式，此类方式可以提高微生物活性，提升降解的速度，最终提升垃圾稳定化速度。另外，把渗滤液和生产生活污水实行整合治理同样属于一类切实有效的方式，但此类治理方式需渗滤液水质和生产生活污水的规模彼此对应，防止由于渗滤液并入形成的其他污染。由此可见，优化渗滤液治理技术对减轻污染有很大的作用。

2.设立导排气体系以降低垃圾填埋产生的气体

垃圾填埋的时间对气体形成量有直接的影响，填埋的时间更短，产生的气体就更多，而垃圾填埋时间更多，产生的气体就更少。相关研究可以看出，垃圾填埋产生的气体对四周的植被有直接的影响。所以，需尽可能降低填埋垃圾产生的气体，以确保周围植被的正常生长，那么，建立导排气体系就变得非常关键。

3.对已关闭的填埋场四周植被进行恢复

为切实减轻填埋场对四周生态环境产生的影响，有效施行垃圾污染治理的长远发展政策，对已关闭的填埋场四周植被进行恢复，保证周围植被生长已经迫在眉睫。做好这方面的工作，不仅能够缓解垃圾填埋产生的环境污染，还可以切实改善填埋场四周的环境。尽管当前能够借助已经关闭的处理场提升农业、林业以及其他领域的发展，可进行再利用之前，恢复工作依然不可或缺。因此，应用此类治理方案就非常重要，对处理场四周的植被进行恢复，能够改善周围的生态，还可以获得人们的理解与支持。

总结：

总而言之，垃圾填埋对生态环境产生很大的污染，其不仅对环境产生影响，对填埋场周围人民群众的身心健康也产生严重的威胁和损害。所以，需提高对垃圾填埋的重视程度，应用多途径和措施治理垃圾填埋产生的污染，进而保护生态环境，最终实现经济发展和生态环境的和谐发展。

参考文献：

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篇10

关键词:填埋场;防渗;HDPE膜

填埋库区的垃圾渗滤液是一种高浓度的有机污水,这种未经处理的污水若不采取严格的防渗措施,一旦通过地层向外泄漏,势必给周围地表水及地下水造成极其严重的污染,它不仅会恶化生态环境,而且将直接危害到人类的健康。在我国,某些正在运行的垃圾处理场由于防渗工程措施不力,已出现了因库区渗漏而造成周围环境污染的事故。现今,人们环保理念及国家环保法规标准的不断提高,都要求填埋场能采取安全、稳妥的防渗工程措施,以确保最大限度的防止渗滤液外泄。因此,防渗工程是垃圾填埋场的核心,是建设成败的关键。

1 防渗标准

防渗工程的目的,就是采用天然的或人工的防渗层,切断填埋库区内渗滤液向外泄漏的通道,彻底杜绝渗滤液的外渗,同时防止地下水向填埋库区的渗入,确保垃圾填埋场安全可靠的运行,减少渗滤液产生量,避免造成二次污染。

防渗层的防渗标准:根据现行国家标准《生活垃圾卫生填埋防渗系统工程技术规范》(CJJ13-2007)、《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)、《垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》(CJ/T234)中的有关规定。

2 防渗工艺

根据所选场址的水文地质类型,填埋场的防渗方式可分为自然防渗、人工防渗以及复合防渗三种。

2.1 自然防渗:是指利用填埋场底部和周边足够数量的高粘性压实土壤层作为防渗层,要求各个部位的土层保持均匀,厚度至少2m,渗透系数10-7cm/s,渗透性不因与渗滤液接触而增加。自然防渗已达不到现行的防渗标准,因此,只能做为辅助防渗层。

2.2 人工防渗:人工防渗主要有以下两种形式:

2.2.1 水平防渗:水平防渗指采用人工衬层将填埋场基底与垃圾堆体完全隔离,以防止渗滤液外渗,最常见的有以下几种工艺:

a、天然粘土防渗层

如果在填埋场附近有足够数量的低渗透性粘土,可以采用人工回填夯实粘土形成防渗层。

b、钠基膨润土软衬(GCL)防渗层

这是一种以钠基膨润土为原料,经深加工而制成的防水软衬。将其铺设于库底,可形成一种防渗性能好的连续的柔性防渗层,起到阻止渗滤液外渗的作用。膨润土在自然界经历数千万年,稳定性极强,一经铺设,长期有次。膨润土遇水后立即膨胀,最后形成一层不透水的胶状物。它还可以自动封闭填补缝隙,防渗效果较为理想。目前国内生产的规格为4000g/m2~6000g/m2,渗透系数能达到10-9cm/s量级。

c、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜防渗层

这是一种高性能防渗材料,能随一定的拉力伸长变形,适应地基不均匀沉降,具有较好的抗微生物侵蚀和抗化学腐蚀性能。对外界环境中的温度、温度及紫外线的影响适应性强,使用寿命可达到50年左右。目前,在国外许多垃圾填埋中都采用这种土工膜作防渗层,其渗透系数小于10-13cm/s数量级。

2.2.2 垂直防渗

所谓垂直防渗,是指通过垂直库底方向、沿库底周边敷设于岩土中的防渗幕墙,使幕墙与库底以下的天然隔水层相连,使得库底以下形成一个相对独立的封闭的水系,从而阻止渗滤液外渗。其适应条件是:要求填埋场库底在地下水承压水位2m之上,必须连续存在不透水层。垂直防渗幕墙可以通过帷幕灌浆工艺来实施。通过灌注压入浆液(水泥浆+膨润土或其它化学浆液),使浆液填充岩石裂隙,胶结成符合防渗标准的地下幕墙。

垂直防渗填埋场的地下水由于防渗垂直幕墙的阻拦,不能按原来的渗流路线排泄,随着水位升高到场底以下和垃圾渗滤液混合,一并排入渗滤液调节池,由此造成清污合流,增加渗滤液处理站的负荷。一般填埋场垂直防渗,渗滤液水量是水平防渗的2-3倍,而且其防渗可靠性值得怀疑,宜慎重采用。

2.3 复合防渗

为了使填埋场的建设既符合有关标准,又经济易行,许多填埋场根据场址条件采取了自然防渗和人工防渗相结合的方式。在以下几种情况下常采用复合防渗。

2.3.1 当填埋场的底部粘土满足防渗要求时,而侧向基础达不到要求时,底部采取自然防渗,侧向采取人工防渗。

2.3.2 当填埋场的底部粘土都能满足要求时,为了进一步保障人工衬层的安全性,采取以人工衬层为主、天然衬层为辅的双层防渗系统。

2.3.3 当填埋场的底部粘土不能满足防渗要求时,可以多种人工防渗相结合的复合防渗,这种情况下,防渗层的连续性显得尤为重要。

3 工程中的应用

3.1 工程概况

厦门市东部固废处理中心卫生填埋场为山谷型填埋场,占地56公顷,总库容2006万立方米,一期库容729万立方米,日处理垃圾2400吨。场区属闽东南丘陵地形,地貌形态有山岭、丘陵及谷地,场区中部已建成一小型水库-郭厝水库,东北侧山体外约4公里为曾溪水库,南侧山体外约6公里为岩后水库。

场区内所分布的地层有:地表主要分布为耕土、局部分布有素填土,其下为粉质粘土及凝灰熔岩的风化带地层―凝灰熔岩残积土、强风化凝灰熔岩、中风化凝灰熔岩、微风化凝灰熔岩。

场区内地下水主要赋存于基岩的裂隙中,基岩裂隙水一般具承压性,在基岩裂隙组成的网状通道中补排,地下水较为丰富。

3.2 防渗方案比选

根据本工程填埋库区的工程、水文地质勘察报告,对库区防渗方案分析比较如下:

3.2.1 根据填埋库区的工程、水文地质勘察报告,填埋库区内不具备天然防渗条件,因此本填埋库区不适于考虑自然防渗处理。

3.2.2 钠基膨润土卷材因为具有稳定性强,能自动膨胀弥合填补缝隙的特点,所以防渗效果较为理想。但从实际使用情况来看,其对施工的要求较严格,施工季节、局部排水不畅对防渗质量影响较大,特别是在不规则的地形上铺设,施工难度更大。此外,卷材在运输储存过程中要求严格,不能与水接触,且材料抗拉强度较低,故本工程不宜采用以其作为主防渗层。

3.2.3 若采用人工夯实粘土作防渗层,需要对场区地层进行详细勘察,查明粘土层的厚度,均匀性及渗透系数,然后对粘土进行测试,以选出能夯实达到防渗标准的优质粘土(土块最大尺寸不超过2mm,不得含有石块、尖锐物等杂质,液限指数25%~30%,塑限指数10%~15%),然后对粘土进行分层夯实,密实度不小于95%,夯实粘土层厚度不小于2m,施工难度大,且质量难以控制,综合造价将超过100元/m2。因此,经综合考虑,不采用人工粘土防渗层。

3.2.4 垂直防渗由于将造成清污合流,增加渗滤液处理站的负荷,其渗滤液水量是水平防渗的2-3倍,库区必须是独立的水文单元,而且其防渗可靠性值得怀疑,宜慎重采用。鉴于本工程填埋场规模较大,不具备垂直防渗的条件,不宜采用这种风险较高的防渗方式。

3.2.5 高密度聚乙烯(HDPE)土工膜水平防渗工艺,其有以下特点:

a、防渗效果可靠,其渗透系数小于10-13cm/s,较膨润土卷材防渗材料高四个数量级,较人工夯实粘土层防渗性能高出六个数量级。

b、施工铺设较容易,本场区内有一层较完整的支持粘土垫层,平整压实后即可铺设,比较适合本场址的地形。

c、其拉伸强度、断裂伸长率、抗戳穿力等材料性能均优于膨润土卷材。

d、接缝采用热焊机双缝连接,接缝强度高,检测设备齐全,不易产生渗漏。

e、保存需防火,运输无特殊要求。

f、造价适中,单位工程造价约45元/m2(仅包括单层防渗膜材料及安装费用)。

综上所述,考虑到本工程规模大,使用年限长,设计标准高,故本工程采用双层高密度聚乙烯(HDPE)土工膜水平防渗工艺。

3.3 防渗设计

3.3.1 防渗层基本构造

本工程各部分防渗构造如下:

库底部分(自下而上):地下水导排系统(导排盲沟)、平整基底、钠基膨润土衬垫(GCL)、土工膜(1.5mmHDPE膜,光面)、土工复合物(6..3mm)、土工膜(1.5mmHDPE膜,光面)、土工布保护层(采用一层300g/m2土工布)、渗滤液导流层(采用级配碎石,d=16~32mm,厚300mm)、垃圾层。

边坡部分:平整基底、膜下土工布保护层(采用一层600g/m2长丝土工布)、土工膜(1.5mmHDPE膜,糙面)、土工布(600g/m2长丝土工布)、土工膜(1.5mmHDPE膜,糙面)、膜上土工布保护层(采用一层300g/m2土工布)

3.3.2 双层防渗膜隔层检测

本工程采用双层HDPE防渗膜内隔土工复合物,厚6.3mm。土工复合物由双层土工布内夹HDPE网格组成,具有分隔膜体和检查膜体渗漏的安全排水作用。土工复合层内侧设置一条DN200HDPE管,该管通过垃圾坝体铺设至渗滤液调节池池顶,通过检测其流出水的水质可判断上层HDPE防渗膜是否有破损。

3.3.3 HDPE土工膜的物理力学性能指标

高密度聚乙烯(HDPE)土工膜的物理力学性能指标应符合下列要求:

(a)密度(ρ)0.94g/cm3;

(b)拉伸断裂强度40N/mm;

(c)拉伸屈服强度22N/mm;

(d)拉伸断裂伸长率700%;

(e)拉伸屈服伸长率12%;

(f)直角撕裂强度187N;

(g)穿刺强度480N;

(h)碳黑含量2%~3%;

(i)氧化诱导时间100min(标准OIT)、400min(高压OIT);

(j)水蒸气渗透系数k10-13cm/s