生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液回灌技術(shù)
摘要：詳細(xì)介紹了滲濾液回灌工程中所采用的噴淋回灌、表面水塘回灌、垂直豎井回灌及水平回灌等工程技術(shù)，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)性進(jìn)行了分析論述。通過(guò)對(duì)影響滲濾液回灌效果的三種因素——垃圾堆體特性、壓實(shí)度、中間覆蓋層的分析，提出了使用可生物降解的垃圾盛裝袋、人工膜作為中間覆蓋層等可行的操作建議，以提高滲濾液的回灌效果。
滲濾液回灌是將收集后的滲濾液再次回灌入填埋場(chǎng)，利用填埋場(chǎng)堆體內(nèi)的微生物對(duì)滲濾液進(jìn)行處理的一種技術(shù)，它是滲濾液管理的一種有效方法。
由于垃圾堆體內(nèi)存在大量的孔隙，因此垃圾堆體具有較強(qiáng)的額外貯水能力，并且該貯水能力隨垃圾堆體填埋高度的增加而增加。有關(guān)研究表明[3]：當(dāng)所填埋生活垃圾的飽和度為50%，填埋高度為50 m時(shí)，每公頃生活垃圾填埋場(chǎng)額外貯水能力為125×103 m3。
許多研究表明[1,2,4]，通過(guò)滲濾液回灌增加填埋場(chǎng)堆體內(nèi)的濕度，不僅可以改善滲濾液的水質(zhì)，降低滲濾液中BOD、COD及重金屬的濃度，而且可以加速填埋堆體的穩(wěn)定，使填埋場(chǎng)穩(wěn)定期縮短至2～3 a，并增加填埋場(chǎng)的甲烷產(chǎn)氣率。
1 回灌技術(shù)
將滲濾液回灌入填埋場(chǎng)的方式有多種，在生產(chǎn)中常用的方法通常有噴淋法、表面水塘回灌法、垂直豎井回灌法及水平回灌法。
1.1 噴淋回灌法
噴淋回灌法就是將垃圾滲濾液噴灑至垃圾填埋場(chǎng)表面，為了增加滲濾液的滲透性，可在垃圾填埋場(chǎng)的表面開(kāi)挖一些縱橫交錯(cuò)的溝槽。噴淋回灌法相對(duì)較為靈活，由于管線敷設(shè)在填埋場(chǎng)的表面，當(dāng)填埋區(qū)域發(fā)生變化時(shí)，回灌系統(tǒng)比較容易建設(shè)。
該種方法通常用在蒸發(fā)量較大的地區(qū)，用以減少滲濾液的處理量，減少率可達(dá)75%左右。在降雨量充沛或冰凍的地域，則不適合運(yùn)用此種方法。
目前，由于滲濾液在噴灑過(guò)程中所產(chǎn)生微小的霧狀水滴及氣味會(huì)對(duì)人的健康帶來(lái)危害，有些國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始禁止使用這種回灌方式。當(dāng)采用這種回灌方式時(shí)，建議滲濾液的濃度應(yīng)小于1000 mg/L[5]。
1.2 表面水塘回灌法
表面水塘回灌法就是在生活垃圾填埋場(chǎng)的表面開(kāi)挖基坑，內(nèi)置級(jí)配碎石，滲濾液回灌到水塘內(nèi)，然后滲透到填埋堆體內(nèi)，通常水塘的直徑大約為5 m，深度約為1.5 m。
此種回灌方法在美國(guó)佛羅里達(dá)州有較成功的應(yīng)用實(shí)例。廣州的李坑生活垃圾填埋場(chǎng)在運(yùn)營(yíng)管理時(shí)也采用了這種回灌方式，在滲濾液減量及改善水質(zhì)方面取得了較好的效果。
滲濾液的表面水塘回灌法同樣也會(huì)帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題，如氣味、蒼蠅等，并且由于水塘的位置相對(duì)較為固定，其開(kāi)挖深度較淺，在一定程度上影響了滲濾液的回灌頻率與容量。
1.3 垂直豎井回灌法
垂直豎井回灌法是滲濾液回灌比較常用的方法之一，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。為了避免短流，回灌井的底部是不透水的。
由于垂直回灌法回灌點(diǎn)相對(duì)比較固定，在設(shè)計(jì)時(shí)，回灌井的間距應(yīng)適當(dāng)，若回灌井的距離太密，則影響填埋場(chǎng)垃圾的堆放與壓實(shí)，但太疏，則未充分利用填埋場(chǎng)的貯水能力，導(dǎo)致填埋場(chǎng)濕度不均勻。在國(guó)外，每個(gè)回灌井的服務(wù)范圍通常為1600～8000 m2[5]。
由于垃圾填埋場(chǎng)初期的沉降比較厲害，在沉降過(guò)程中可能會(huì)破壞垂直回灌井的整體性，并且，如果豎井的基礎(chǔ)是支撐在膜上面的，則有可能導(dǎo)致膜的破損。
1.4 水平回灌法
水平回灌法是在垃圾面一定深度下開(kāi)挖盲溝，內(nèi)置穿孔的HDPE管，盲溝內(nèi)填充礫石或廢棄的輪胎碎片，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。
由于水平管網(wǎng)覆蓋面積大，該系統(tǒng)比其他回灌方式引入填埋場(chǎng)的滲濾液量大，但是也不能過(guò)度使用。有報(bào)道表明[5]，水平回灌系統(tǒng)的過(guò)度使用會(huì)導(dǎo)致滲濾液收集系統(tǒng)收集量的加大，并且滲濾液的濃度峰值也將會(huì)增加。
由于該系統(tǒng)是敷設(shè)在垃圾面底下的，無(wú)論是正在使用的填埋場(chǎng)還是封場(chǎng)后的填埋場(chǎng)，均可采用此系統(tǒng)進(jìn)行滲濾液回灌。
 圖1 滲濾液回灌豎井 |
 圖2 滲濾液水平回灌系統(tǒng) |
2 影響滲濾液回灌效果的因素
滲濾液回灌可以改善滲濾液的水質(zhì)情況，并加速填埋堆體的穩(wěn)定。為了使?jié)B濾液回灌獲得較好的效果，應(yīng)盡量使填埋堆體內(nèi)濕度均勻，避免短流現(xiàn)象、局部飽和及頂部、邊坡穿透現(xiàn)象的發(fā)生。在此，本文將就滲濾液回灌效果的影響因素進(jìn)行論述分析，并提出操作建議。
2.1 垃圾堆體特性
垃圾堆體各向同性就是指在各個(gè)方向上，垃圾具有相同的滲透性。滲濾液回灌時(shí)，垃圾堆體各向同性可使其持水均勻，達(dá)到比較好的滲濾液回灌效果。但實(shí)際上，由于目前大部分城市采用由環(huán)衛(wèi)工人上門收集袋裝垃圾的收集形式，而且，盛裝垃圾的塑料袋很少采用可生物降解的垃圾袋，因此，大大影響了生活垃圾各向同性的性能，在滲濾液回灌的過(guò)程中，容易導(dǎo)致滲濾液的短流或滲濾液在垃圾堆體內(nèi)的聚集，而不能均勻分布在垃圾堆體內(nèi)，達(dá)不到充分利用填埋場(chǎng)內(nèi)的生物群體降解滲濾液的目的。
在生活垃圾填埋前，進(jìn)行垃圾破碎是達(dá)到垃圾堆體各向同性的一種比較有效的方法，但是在許多城市，由于日產(chǎn)垃圾量較大，填埋前對(duì)袋裝垃圾進(jìn)行破碎不太可行，因此向居民宣傳使用可快速生物降解的環(huán)保垃圾袋是非常有必要的。
2.2 壓實(shí)度
垃圾在填埋時(shí)，先由推土機(jī)將垃圾均勻推開(kāi)，然后由壓實(shí)機(jī)來(lái)回壓實(shí)，到達(dá)一定的壓實(shí)度后再堆填另一層垃圾。在一定程度上，垃圾的壓實(shí)度也影響滲濾液的回灌效果。有研究表明[6]，隨著垃圾豎向滲透性的減少，滲濾液的橫向擴(kuò)散度將增加，這主要是在實(shí)際施工作業(yè)時(shí)，由于邊坡比較難壓實(shí)，垃圾堆體的縱向壓實(shí)度通常都大于橫向壓實(shí)度，即橫向滲透性大于縱向滲透性，因此很容易造成滲濾液的橫向邊坡穿透。
在敷設(shè)滲濾液回灌系統(tǒng)時(shí)，為了避免因縱、橫向壓實(shí)度不均勻而造成的邊坡穿透，建議滲濾液的回灌系統(tǒng)的安裝位置至少應(yīng)距邊坡6 m遠(yuǎn)。
2.3 中間覆蓋層
當(dāng)填埋單元輪換，前一個(gè)垃圾作業(yè)面上較長(zhǎng)時(shí)間不再填垃圾時(shí)，會(huì)在其表面敷蓋一層滲透性較低的中間覆蓋層，以減少雨水滲入形成滲濾液，該單元繼續(xù)填埋時(shí)，若是采用粘土作中間覆蓋層，通常這一中間覆蓋層將保留在垃圾堆體內(nèi)。
當(dāng)對(duì)垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行滲濾液回灌處理時(shí)，應(yīng)考慮這一低滲透性的中間覆蓋層對(duì)滲濾液回灌效果所帶來(lái)的負(fù)面影響。由于低滲透性的中間覆蓋層的存在，滲濾液回灌入填埋場(chǎng)內(nèi)時(shí)，會(huì)有部分的滲濾液滯留于中間覆蓋層上，而不會(huì)沿垂直方向滲透，堆體內(nèi)的濕度將會(huì)分布不均勻，當(dāng)過(guò)飽和后，回灌的滲濾液會(huì)沿著滲透性較大的水平方向滲透，從而可能出現(xiàn)邊坡穿透的現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，建議在滲濾液回灌的填埋場(chǎng)內(nèi)，中間覆蓋層采用可重復(fù)使用的人工覆蓋層，或繼續(xù)填埋時(shí)將中間覆蓋層去除，這不僅可增加填埋容積，而且可改善滲濾液的回灌效果。
3 結(jié) 論
（1）噴淋回灌法和表面水塘回灌法由于是在垃圾表面進(jìn)行建設(shè)，施工容易，但是由于帶來(lái)的氣味、蒼蠅等環(huán)境問(wèn)題，日前已很少被人采用。
（2）垂直豎井回灌法和表面水塘回灌法因能引入較大量的滲濾液，并且不影響填埋場(chǎng)的使用，不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題，而被廣泛采用。
（3）滲濾液的回灌效果受垃圾場(chǎng)的垃圾特性、壓實(shí)度及中間覆蓋層的影響。使用可降解的垃圾盛裝袋，盡量使垃圾堆體呈現(xiàn)各向同性；在垃圾填埋過(guò)程中，盡量使垃圾邊坡的壓實(shí)度與垃圾的縱向壓實(shí)度接近；減少垃圾填埋場(chǎng)的中間覆蓋層等措施將會(huì)增加滲濾液的回灌容量，使垃圾堆體濕度均勻，減少邊坡穿透，從而達(dá)到較好的滲濾液回灌效果。
參考文獻(xiàn)
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