关键词:城市垃圾,渗滤液,废水处理
近十几年来国外学者就垃圾渗滤液的处理进行了大量的探索和研究,取得了一些成功经验,有的已用于工程实践。我国在垃圾渗滤液的处理研究方面起步较晚、起点较低,有不少失败的教训,但也获得了一些宝贵的经验。由于渗滤液水质水量的复杂多变住,目前尚无十分完善的处理工艺,大多根据不同填埋场的具体情况及其它经济技术要求采取有针对性的处理工艺。纵观国内外垃圾渗滤液处理的现状,目前渗滤液的处理方案主要有场外综合处理和场内单独处理两大类。主要处理工艺有生物处理法、物化法、土地法以及上述方法的综合[1]。
l生物法处理渗滤液
生物法是渗滤液处理中最常用的一种方法,由于其运行费用相对较低、处理效率高,不会出现化学污泥等造成二次污染,因而被世界各国广泛采用。具体的工艺形式有传统活性污泥法、稳定塘、生物转盘、厌氧固定膜生物反应器等。
1.1活性污泥法
美国和德国几个垃圾填埋场采用活性污泥法处理渗滤液,其实际运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥的有机负荷,可以获得令人满意的处理效果。如美国宾州的FallTownship污水处理厂,其垃圾渗滤液进水的ρ(CODcr)为6000~21000mg/L,ρ(BOD5)为3000~13000mg/L,ρ(氨氮)为200~2000mg/L,曝气池的p(污泥)为6000~12000mg/L,是一般污泥的质量浓度的3~6倍。在体积有机负荷为1.87kg[BOD5]/(m3·d),F/M为0.15-0.31kg[BOD5]/kg[MLSS·d)时,BOD5的去除率为97%;在体积有机负荷为0.3kg[BOD5]/(m3·d),F/M为0.03-0·05ks[BOD5]/(kg[MLSS]·d)时,BOD5的去除率为92%。该厂的数据说明,只要适当提高活性污泥的质量浓度,使F/M为0.03-0.31<kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)之间采用活性污泥法能够有效地处理垃圾渗滤液[2]。
1.2稳定塘
国外早在80年代就有成功运用稳定塘技术处理渗滤液的生产性处理厂(HowardRobison,1992),英国在1983年建成的BrynPostey填埋场渗滤液处理厂,运用曝气氧化塘技术处理渗滤液。该氧化塘有效库容1000m3,由高密度聚乙烯材料(HDPE膜)作防渗衬底,采用两台高效表面曝气机进行曝气,渗滤液最小水力停留时间10d,渗滤液处理量D-150m3/d。此系统自1983年开始运行,渗滤液ρ(CODcr)ρ(BOD5)最大分别达24000mg/L和10000mg/L,F/M为0.05~0.3kg[BOD5]/kg[MLSS]·d)时,CODcr去除率达97%[3]。
上海市废弃物老港处置场,在三期工程改扩建时建成了以稳定塘和芦苇湿地地表漫流处理系统相结合的渗滤液处理系统,设计规模为2000m3/d,实际运行流量1500m3/d,其在冬季两个月的典型数据见表1上海老港填埋场渗滤液水处理的运行效果:
表1老港填埋场渗滤液水处理的运行效果mg·L-1检测日期氧化塘出口芦苇湿地出口ρ(CODcr)ρ(NH3-N)ρ(CODcr)ρ(NH3-N)2000.10.241177160589292000.11.0212641451095352000.11.131297133745482000.11.2119121891326692000.12.0564091905150平均141314493266
1.3生物转盘
生物转盘是所谓固定生长系统生物膜法中的一种,运用于常规的污水处理中可有效地解决活性污泥法的污泥膨胀问题,并且由于膜上生物量大,生物相丰富,既有表层的好氧微生物,又有内层的厌氧微生物,因而具有抗水量、水质冲击负荷的优点,同时生物膜上还能生长世代时间较长的硝化菌等。
Pitea渗滤液处理厂即采用生物转盘处理垃圾渗滤液,设计规模500m3/d,设计转盘表面积3000m2,平均设计负荷4.8g[NH3-N/(m2·d)。该厂利用填埋场气体加热使进人生物转盘的渗滤液温度保持在20℃左右,取得了良好的处理效果。
上面介绍的Pitea填埋场生物转盘是好氧生物反应器,英国Britannia填埋场则是运用厌氧固定膜生物反应器处理垃圾渗滤液,也取得了良好的处理效果[4]。
1.4厌氧氧化处理
厌氧生物处理B前采用厌氧生物滤池,厌氧接触法,上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧消化等,实践证明厌氧处理时高质量浓度ρ(BOD5)>2000mg/L)有机废水的处理是有效的,但单独采用厌氧生物处理渗滤液的情况很少见。北京市政设计院1988年进行了这方面的研究,得出的结论是建议采用厌氧一好氧法处理工艺[5]。
1.5各种生物法比较
生物法中,好氧工艺的活性污泥法和生物转盘的处理效果最好,停留时间较短(6~24h)、运行经验丰富,但工程投资大。运行管理费用高;相对来说稳定塘工艺比较简单,投资省,管理方便,但停留时间长(10~30d)、占地面积大且净化能力随季节变化较大。厌氧处理工艺近年来发展很快,特别适合于高浓度的有机废水,它的缺点是停留时间长,污染物的去除率相对较低,对温度的变化比较敏感,但通过研究表明厌氧系统产生的气体可以满足系统的能量需要,若将这部分能量加以合理利用,将能够保证厌氧工艺有稳定的处理效果,还能降低处理费用。因而对于高浓度有机物的垃圾渗滤液,采用厌氧和好氧I艺的组合处理,无论是对于提高处理效率,还是就降低运行费用都是有意义的。
2物化法
物化法过去只用在处理填埋时间较长的单元中排出的渗滤液,而今随着渗滤液控制排放标准的日益严格,物化法也用来处理新鲜的渗滤液,且是渗滤液后处理工艺中最常用的方法之一。物化法包括絮凝沉淀、活性炭吸附、膜分离和化学氧化法等。由于物化法处理成本较高,不适于大量的渗滤液的处理。
2.1絮凝沉淀
实验证明;生物处理后的渗滤液进行絮凝沉淀时(利用铁盐或铝盐作絮凝剂),即使在ρ(BOD5)很低(<25mg/L)的情况下,CODcr的去除率仍可以达到50%,反应过程中最佳的pH值对于铁盐和铝盐分别为4.5~4.8和5.0~5.5,最小的加药量在250-500g/m3之间[6]。
絮凝沉淀工艺的不足之处是会产生大量的化学污泥;出水的pH值较低,含盐量高;氨氮的去除率较低等。所以絮凝沉淀工艺即使有可观的处理效率,在选用时还是要慎重考虑。
2.2反渗透
反渗透经常用于渗滤液的后处理中,因其能够去除中等分子量的溶解性有机物,国内早期利用醋酸纤维膜进行的试验表明,CODcr的去除率可以超过80%,虽然在运行过程中有膜污染的问题,但反渗透工艺作为后处理工艺设在生物预处理后或物化法之后,负责去除低分子量的有机物、胶体和悬浮物,可以提高处理效率和膜的使用寿命[5]。根据Ehrig在1989年的研究,一级反渗透工艺可使CODcr、BOD5和有机卤代物(AOX)的去除率达到80qc,但是氨氮和氯离子的去除率要达到较高水平则至少需要二级反渗透工艺。
总之,反渗透工艺因其高效性、模块化和易于自动控制等优点,应用得越来越多,但其用于渗滤液处理还存在以下问题:小分子量的物质的截留效率还不尽人意(例如氨、小分子的有机卤代物(AOX)等)。高浓度的有机物或无机可沉降物容易造成膜污染或在膜表面结垢等问题。由于操作压力很高(3~50ba)造成能耗很高。反渗透浓液的处理是最大的困难,将其回灌到填埋场中已经不可取了,因为浓液的污染物浓度很高,是非常危险的废物。目前多采用蒸发和干燥的方法,但费用很高。
在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochem’s专利圆盘管反渗透系统对初级渗滤液处理,这种处理技术是由南亨伯塞德郡稳特顿填埋场所设计和生产的Rochem’s离析膜系统。Rochem’s离析膜系统能够去除重金属、SS、氨氮、有害难降解的有机物,处理后的水质满足严格的排放标准。
2.3活性炭吸附
活性炭吸附工艺适用于处理填埋时间长的或经过生物预处理后的渗滤液,它能去除中等分子量的有机物质。20世纪70年代在欧洲的实验室研究表明,CODcr的去除率为50%-60%,若用石灰石作预处理,去除率可高达80%,而活性炭处理了140床后去除效率将明显下降[7]。在生产性试验中,由于渗滤液水质水量多变等原因,出现了去除效率下降和活性炭被大量污染的现象。活性炭的投加量与去除的CODcr量的线性关系当活性炭的投加量为800~1200g/m3时,每克活性炭吸附3.0-3.2mgCODcr。活性炭吸附工艺的主要问题是高额的费用。尽管如此,首先进行生物预处理,再将该工艺与絮凝沉淀工艺相结合时、能保证出水较低水平的CODCr和AOX。
2.4化学氧化
化学氧化工艺可以彻底消除污染物,而不会产生絮凝沉淀工艺中形成的污染物被浓缩的化学污泥。该工艺常用于废水的消毒处理,而很少用于有机物的氧化,主要是由于投加药剂量很高而带来的经济问题。对于渗滤液中一些难控制的有机污染物,化学氧化工艺可以考虑使用。
常用的化学氧化剂有氯气、次氯酸钙、高锰酸钾和臭氧等。用次氯酸钙作氧化剂时CODcr的去除率不超过50%;用臭氧作氧化剂时,没有剩余污泥的问题,CODcr的去除率也不超过50%且对于含有大量的有机酸的酸性渗滤液使用臭氧作氧化剂不是很有效的,因为有机酸是耐臭氧的,相应就需要很高的投加剂量和较长的接触时间。过氧化氢作氧化剂时因为可以去除硫化氢而主要用来除臭气,加药量一般每一份溶解性的硫要投加1.5~3.0份的过氧化氢。目前用化学氧化法处理渗滤液的研究还处在实验室阶段,其上要的问题是处理费用太高,但对于垃圾填埋场封场后所)一生的小水量、低含量的难降解渗滤液处理还是有一定意义的。
3土地法
用土地法处理渗滤液的主要形式是渗滤液回灌和土壤植物处理系统。
在英国进行的渗滤液回灌生产性试验中发现,渗滤液回灌不仅因为蒸发的作用而可以减少渗滤液的水量,而且还能大幅度降低渗滤液中有机物的含量。
土壤植物处理系统(S-P系统)不仅利用土壤或陈垃圾的物化及生化作用,而且还利用了植物根系对微生物的强化和植物修复技术。1985-1986年在瑞典建立了大规模现场S-P系统进行试验,该系统占用了总面积为22公顷的填埋场中的4公顷,其中1.2公顷种植了柳树,另外2.8公顷种植了各种草本植物。试验区域为填埋场边缘的3个坡地,种植了30000棵柳树。在试验的最初3年中,灌入试验区域的渗滤液共计3290mm,测得年平均的蒸发量为340mm,为降水量的引%,而在试验前相应区域的年平均蒸发量为140mm,为年降水量的19%,蒸发量增加了二到三倍。该系统不光有减量的功能,还能够降低渗滤液的浓度,例如氮的浓度平均下降了60%,从6.93mmol/L下降到了2.96mmol/L,可以肯定随着柳树的生长和根系的发展,处理效果还可能进一步地提高。
4结论与思考
垃圾渗滤液由于成分极其复杂,如果用一种方法很难把它处理达标。所以,一般需要不同类型工艺方法组合处理,才能做到达标排放的要求。不同类型方法的组合一般是用生物法或土地法作为预处理,然后用物化法作为后处理。要达到日益严格的渗滤液处理排放标准,这种工艺的组合将是一种趋势,关键是各种工艺的搭配和协调的问题。
垃圾渗滤液处理中存在的问题有:
①渗滤液水量变化较大,尤其是季节性变化量很大,在雨季里水量比较大。针对这个问题,一般填埋场采用管道把多余的渗滤液排到一个预留的池子里,等晴天渗滤液少的时候再进行处理。
②渗滤液水质特性变化大。不同填埋场,由于诸多因素不同,其水质存在很大差异,所以适用于某填埋场渗滤液的处理方法不一定也适用于另一填埋场渗滤液的处
理。
③渗滤液中氨氮浓度高,尤其是在填埋后期其浓度更高。高浓度的氨氮对微生物的活性有抑制作用,而现有的氨氮吹脱又造成空气的二次污染和吹脱塔结垢问题;有人提出超声波吹脱法,这种方法比传统吹脱法氨氮的去除率提高了门%-164%,CODcr去除率为24.90%-34.76%,比传统的吹脱法提高了21%。超声波的最佳工艺参数:PH为11,时间为41min,气水比1000:1[8]。渗滤液处理费用高且难以达到排放标准。填埋场在封闭前,一般渗滤液浓度高且较难处理,即使采用厌氧一好氧生物处理工艺也难以达到排放标准;而高标准的渗滤液处理厂投资大,运行管理费用高,许多填埋场因为资金不足受限。
参考文献:
[1]沈耀良,王宝贞,杨铨大,城市垃圾填埋场渗滤液处理方案[J].污染防治技术,2000,13(l)17-20.
[2]蒋彬,吴浩汀,徐亚明浅谈城市垃圾填埋场渗滤液的处理技术[J]江苏环境科技,2002,15(1):32-34.
[3]张望军,王国生城市垃圾填埋场渗滤液处理[J]重庆环境科学,1995,17(2):44-47.
[4]GlemnPBlakey,Raffaellocossu,PeterJMarisetal.Aeroblcandanaeroblctlxedfilmblologicalreactors,LandfillOfWasteLeachate[M]London:ElsevierSciencePublisherLtd,1992.
[5]张海伦垃圾渗滤液的处理[J]能源研究与利用,2001,(1):44—45.
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关键词:垃圾填埋场渗沥液;处理方案;优化
城市垃圾填埋场渗沥液的处理不当不止会影响城市周边环境,长此以往,还可能造成地下水污染等问题,严重威胁到城市居民的健康,只有及时采取科学有效的处理工艺对垃圾渗沥液进行处理,才能保证城市居民拥有健康的生活环境和较高的生活质量。
1城市垃圾填埋场渗沥液处理方案存在的不足
1.1渗沥液输送过程中存在的问题
垃圾渗沥液由于其成分复杂,含有大量的有机污染物质,而且水质变化较大等原因,不只容易对周边土地造成污染,还极易受到环境的影响而变质,一旦输送不当,则会直接渗入到土地中,破坏土地质量。而就目前的情况而言,在渗沥液的输送过程中还存在着一些亟待解决的问题。首先就是垃圾填埋场与城市的距离问题,为了方便对垃圾进行处理、保持环境的整洁,垃圾填埋场通常都建在离城市较远的地方,这就使得城市垃圾只能先在城市周边进行简单的处理,再通过管道进行长距离的输送。然而这种远距离的运输,不仅要对垃圾渗沥液的单独处理,以及经检测达标后才能排放,同时,还意味着更大的经济投入,可能会造成较大的经济负担。对城市垃圾填埋场渗沥液处理方案较为单一,无法结合实际运输情况,在对水泵和管材等的选取上没能对其防腐性进行考量,使得在实际输送过程中,可能出现由于管道破损而使得垃圾渗沥液泄漏的情况。此外,对垃圾填埋场渗沥液的单一处理方式容易造成较大的经济负担,使得污水处理不易达标。另外一个问题就是有关污水处理厂的负荷问题,渗沥液的水质及变化特点使得其容易对污水处理厂的污水处理系统造成较大的负荷,从而影响污水处理系统的正常运行。特别是由于垃圾渗沥液中氨氮等有毒的化学元素含量较高,在实际的处理过程中对氮的负荷要求决定了垃圾处理厂的规模,如果事先没有合理考虑污水处理系统的负荷问题则会使得城市垃圾填埋场渗沥液接入城市污水处理厂后的处理效果不佳,或是影响其正常运行。
1.2垃圾渗沥液的处理工艺方面的问题
自21世纪以来,我国对垃圾渗沥液处理工艺的引进方面越来越重视,最初的引进阶段,大部分垃圾渗沥液的处理不达标,仅仅经过了简单的处理之后便排放,对周边的环境产生了较大的影响,特别是由于我国在垃圾渗沥液的处理方面经验不足,对于处理装置的使用,以及相关处理技术工艺的掌握不够熟练,主要采用生物处理的方法如厌氧、氨吹脱及氧化沟等方式对垃圾渗沥液进行处理,效果不明显,且大部分的垃圾渗沥液处理厂的运行都不够顺利。近年来,随着我国的国土开发密度越来越高,自然环境受到了较大的破坏,特别是环境的承受能力也越来越差,对处理工艺的控制不当使得环境污染的现象时有发生。在当前主要实施的几种处理工艺当中,每种工艺都存在着一些问题。例如MBR+纳滤|反渗透处理工艺的应用,由于涉及到的鼓风机、射流泵、冷却塔等多种设备,使得此种工艺的耗电量较大,增加了运行的费用,而且在实际运行过程中,还需设置冷却系统来对生物池的温度进行调节,也在另一方面导致了耗电量大大增加。此外,此种工艺的应用过程中会产生一定的浓缩液,特别是由于浓缩液中的有机物较难溶解,有机盐的含量也较高等原因,及时采用多种方法对浓缩液进行处理也较难达到理想的处理效果。而在JS-BC生物处理工艺的应用方面,存在的主要问题就是我国对此工艺应用成功的实例还不够多,缺乏相应的实践经验,使得仅仅依靠此工艺对垃圾填埋场渗沥液进行处理并不能达到排放的基本要求。而低能耗蒸发处理工艺方面主要是氮的去除问题,且在蒸发后还需要一定的干燥处理,才能避免出现氮含量超标的问题。
2城市垃圾填埋场渗沥液处理优化方案
2.1采用合并处理的方式对垃圾填埋场渗沥液进行综合处理
对垃圾填埋场渗沥液与城市污水的处理系统相衔接,实现综合处理,从而能够解决渗沥液单独处理难以达标的问题,同时也要对上述一些可能对垃圾填埋场渗沥液产生影响的因素进行综合考虑,并且结合实际提出合理有效的解决方案。如在解决垃圾填埋场渗沥液的输送距离较远的问题方面,首先要考虑经济上是否切实可行,在实际的输送过程中,尽量采用车辆运输的方式来代替管道运输,减少和避免不必要的经济损失。即使不可避免的要通过管道输送渗沥液,也要选择性能较高的水泵以及抗腐蚀能力较强的材料作为输送管道。通过将城市垃圾填埋场渗沥液与城市污水的合并处理来提高对渗沥液的处理效果,降低处理的综合费用。在污水处理厂的负荷方面,首先要保证污水处理厂本身对腐蚀性物质的负荷能力,保证渗沥液与城市污水的合并处理所引起的污染负荷增量保证在一定的数值以内,避免对城市的其他处理系统产生影响。特别要注意在处理脱氮和缺磷的问题时,更是要对污水处理厂的进水和出水规模进行控制,保证垃圾填埋场渗沥液经处理之后能够达标排放。或者可以在实际输送之前,在垃圾填埋场内对渗沥液进行一定的预处理之后再排入到城市污水处理系统当中,并且在实际处理之前对由于渗沥液与城市污水合并处理之后可能对污水处理系统所产生的影响进行充分的论证,确保没有问题之后再进行合并处理。
2.2对处理工艺进行优化选择
城市垃圾填埋场渗沥液处理工艺的优化存在着以下的发展趋势,首先作为渗沥液处理的典型流程,生化处理结合深度处理是当前生物处理的主要工艺。但是与此同时也要注意控制其成本偏高的问题。而对于浓缩液的处理问题,可以通过采取非膜法处理工艺来进行解决,并且组织科研团队对此工艺进行详细的研究和分析。JS-BC处理工艺的优点在于有效降低了垃圾填埋场渗沥液的处理成本,但是要结合现有的实践经验对该工艺的各个环节进行完善,在解决了这些问题的基础之上,该工艺可以作为渗沥液处理的主流工艺进行推广。此外,还可以应用高级氧化处理工艺,由于该工艺的应用过程中没有渗沥液的产生,可以彻底解决浓缩液的难处理问题,值得广泛推广。对于垃圾渗沥液的优化组合工艺的设计,也是提高渗沥液处理效果的重要方案,如采取调节池与混凝初沉、氨吹脱、UBF厌氧反应器、MBBR好氧反应器以及MBR相结合的优化组合工艺。通过调节池调节水量,之后再对经过混凝初沉对调节池的出水进行处理,通过添加氢氧化钙溶剂和混凝剂PFS对渗沥液进行预处理,提升其生化性,并且有效地调节渗沥液的pH值,为后面的氨吹脱环节做准备。而UBF厌氧反应器则通过水泵的大量回流使得在设备上使污水保持较高的流速,并且使得生物载体得以悬浮化。最后再通过MBBR好氧反应器来对生物膜的厚度进行有效的控制,保持其具有较高的生物活性,使得污水能及时随出水排出。
3结束语
总而言之,只有不断地对城市的垃圾填埋处理方案进行改良和优化,才能环保有效地处理好城市的垃圾污染问题,减轻城市的环境负担。特别是要结合实际情况及时对处理工艺进行改良和优化,结合先进的科学技术,做到环保填埋,提高居民的生活水平。
参考文献
【关健词】压水试验;滤液渗漏;灌浆帷幕;防渗处理
1引言
某旧垃圾填埋场总占地面积约220亩,日均处理垃圾量为1100吨。原防渗衬层已破损,导致垃圾滤液外泄,污染下游环境,严重影响了周边人民的日常生活和工作。沿垃圾填埋场周围公路外侧布设一排水文地质勘察钻孔,钻至预定深度清孔后进行压水试验,求得各种岩土层的水文地质参数,分析滤液渗漏的分布规律,为下步灌浆帷幕进行防渗处理和挡土坝滤液池收集提供理论依据和施工指导。获得了许多先进的治理环境污染宝贵数据,取得了良好的社会效益和经济效益。
2填埋区水文地质概况
2.1地表水
填埋区内未见地表水体,北侧约150米有一口大鱼塘。
2.2地下水
2.2.1松散岩土层孔隙水
该类型地下水在区内坡残积、滑坡体有零星分布。由于介质透水性较弱(渗透系数K≯10-4/s量级)并被地形切割得极不完整而富水性极差,水量贫乏,仅有不连续的上层滞水分布,没有统一的地下水位。
该类型水主要接受大气降水补给,具有浅循环、短径流、快交替的动态特点,其水量随大气降水而有较大的变幅。仅在丰水季节有出露,在枯水季节,由于大量排泄,水量骤减,坡残积物中泉水枯干。
2.2.2基岩裂隙水
赋存于花岗岩的节理裂隙中。据压水试验及区域水文地质经验数据,强风化花岗岩属于强透水层(渗透系数:1>K≥10-2/s量级),中风化花岗岩为中等透水层(渗透系数:10-2>K≥10-4/s量级),微风化花岗岩为弱等透水层(渗透系数K≯10-4/s量级)。裂隙水受大气降水补给,以下降泉的形式从层面裂隙排出,勘察区内未见泉水露头。水位随地形变化,一般残丘山坡地段水位埋深大,地下水稳定水位受季节影响较大,勘察期间仅在地势低洼地段测到地下水位,水位埋深5.80~12.50m之间,枯、丰水期水位变幅大。场地地势东北高、西南低,受地势地形影响,场地地下水流向大体呈东北至西南向。场地环境类型属Ⅱ类。
3水、土的腐蚀性评估
取垃圾填埋场北面鱼塘地表水体1组,在ZK21、ZK25孔取孔内地下水2组,用钻孔岩芯浸泡纯净水提取29件水样作水质分析,根据行业标准判定ZK21、ZK25孔水样存在污染,鱼塘地表水体也有不程度的污染。
取垃圾填埋场钻孔土样7组作土的腐蚀性分析,综合判定,场地土对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性,对钢结构具微腐蚀性。
各岩土层渗透系数对照表
岩土名称素填土杂填土砂质
粘性土全风化花岗岩强风化花岗岩中风化花岗岩微风化
花岗岩
渗透系数k(/s)6×10-41×10-31×10-45×10-45×10-25×10-41×10-5
4填埋场区主要工程地质问题及建议
填埋场区主要工程地质问题为库区渗漏、填筑垃圾土坝稳定性及原有渗滤液池稳定性等。
4.1垃圾填埋库区渗漏问题
垃圾填埋场库区虽然填埋物为垃圾,但其中也有水储存,且为有害的污水,垃圾填埋场区自投入使用至今,并未做过防渗系统,因此应考虑垃圾填埋场库区渗漏问题。根据勘察及调查,沟床覆盖层为残积土、全风化花岗岩,但在长期风化剥蚀及地表水冲刷、人工削坡取土等作用下,局部基底为强风化花岗岩或中风化花岗岩。其中,强风化花岗岩为强透水层,中风化花岗岩为中等透水层。中、强风化层的裂隙发育,渗滤液易沿强风化花岗岩和中风化花岗岩接触面产生外泄渗漏。根据经验,宜采用防渗铺盖、旋喷桩止水帷幕作垂直防渗对库区进行防渗处理。
此外,应对库区地表水进行严格控制,加强库区周围截水沟的设计和施工。防止地表雨水泻入库区,以降低水对废弃物和土体的影响以及沟水泛滥影响垃圾填埋场,污水外泄导致环境污染。
4.2填筑垃圾土坝稳定性
根据勘察资料,结合坝的设计要求,上部土层(残积土、全风化花岗岩)能满足设计要求。若坝基以强风化岩作为基础持力层,坝基和坝肩须采用灌浆帷幕进行防渗处理,坝肩及基岩出露段可采用固结灌浆进行防渗处理。从而提高坝基强度,加强坝基、坝肩的抗渗能力,以减小由于坝基渗漏和绕坝渗漏引起坝基和坝体失稳等不良地质工程问题。此外,可在坝体下部设置导流管,以便将垃圾渗滤液及时导入调节池。
4.3原有渗滤液池稳定性
原有渗滤液池埋深较大,开挖后形成高差4~5米左右的基坑陡边坡,边坡土质主要为砂质粘性土,稳定性较差,应采取护壁措施,建议坑壁采用搅拌桩挡土墙进行加固。详见下图:
挡土坝及渗滤液池示意图
5结论及措施
5.1场地地形起伏大,地层较简单,构造不发育,不良地质作用一般发育,场地属基本稳定区,作为建筑物场地是适宜的。
5.2垃圾填埋场区局部基底或存在强透水层,宜采用水平和垂直相结合的综合防渗方案,对场区进行防渗处理。水平防渗广泛采用HDPF复合防渗结构,对垃圾填埋场库区四周存在渗漏隐患的部位,可采用高压喷射注浆进行防渗处理。ZK21所在地段地势较低,已发现污染源扩散迹象,可考虑钻孔排桩+旋喷桩止水帷幕作垂直幕墙防渗。对垃圾填埋场库区顶部封盖采用防渗衬层处理。
5.3对坝基、坝肩采用帷幕灌浆或固结灌浆加固防渗处理。
5.4在垃圾回填的过程中,应分层压实,以提高回填物的密实度,增强回填物的整体稳定性,从而提高填埋区的整体稳定性。以防止因地基和废弃物变形,导致防渗衬层、封盖层及其他设施失效,造成污物和污水外泄,造成环境污染。
5.5为了确保填埋场的稳定,保护填埋场及填埋场附近地区的环境,应加强填埋场的各项监测工作。若有异常现象出现,及时采取措施进行处理。
监测工作包括:
5.5.1坝基、坝体、库岸边坡的稳定和变形观测;
5.5.2地下水位、地表水变化观测;
5.5.3坝基、坝肩及库区渗漏观测;
5.5.4对渗漏处的水土和渗出液的化学性质进行监测。
5.6应定期进行地质灾害评估和环境影响评价工作。
参考文献:
[1]《工程地质手册》(第四版)中国建筑工业出版社2007年2月第四版
[2]《城市生活垃圾处理和管理》唐鸿寿著气象出版社2002年1月出版