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1、收稿日期:1997 - 12 - 01第一作者:男,1945年生,教授我国填埋场渗滤液控制现状、 问题与解决途径聂永丰 王 伟(清华大学环境科学与工程系,北京 100084)摘 要 从地表径流、 地下径流、 防渗材料与方法、 渗滤液收排、 地表覆盖层、 渗滤液处理技术等方面,对我国填埋场渗滤液技术现状进行了评述,在此基础上分析了存在的主要问题,重点阐述渗滤液产生量过大的原因,最后提出了解决问题的技术途径。关键词 填埋场 渗滤液 产生量 防渗 处理Present State ,Problem and Way in the Control of Landfill Leachate in China
2、NIE Yongfeng WANG Wei(Department of Environmental Science and Engineering ,Tsinghua University ,Beijing 100084)Abstract This paper reviewed the present technologiesfor the leachate from solid waste landfill ,analyzed the problems and the reasonthe larger amount of leachate is generated ,and presente
3、d the way to solve these problems in aspect of surface water control ,groundwa2ter control ,landfill liner ,final cap ,leachate collection and treatment.Keywords Landfill ; Leachate; Generation; Liner ; Treatment随着经济的发展、 城市规模的扩大和人民生活 水平的提高,固体废物产量与日俱增。固体废物造成的环境污染日益严重,控制固体废物污染已成为 我国亟待解决的重大环境问题之一。 土地填埋
4、技术工艺简单、 成本较低,能处理多种 类型的废物,是一项适合我国国情的固体废物的处 置技术。近年来,我国陆续兴建了一批固体废物填埋场,改变了长期以来的无控处置状况。这对解决 固体废物污染控制问题是十分重要的1。 填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度废水, 主要来源于降水和废物本身的内含水,其对环境的 污染是填埋场最主要的环境问题之一。但是,由于受投资的限制和对渗滤液的危害认识不足等多种原 因,我国真正能满足标准的固体废物填埋场并不多, 填埋场渗滤液的控制仍是必须认真对待的问题。因 此,总结填埋场建设中渗滤液控制的经验和教训,对 于发展我国的填埋技术无疑是非常重要的。1 填埋场类型 我国现有的填埋
5、场多为山谷型填埋场,大部分山谷型填埋场建在工程地质和水文地质条件较好的三面环山的盆地或山谷中,注意充分利用有利场址 条件,以达到保护环境和减少工程投资费用。 但是,也有一些城市的垃圾填埋场为平地型填 埋场。个别城市的填埋场则是围海而成。这些填埋 场往往位于地下水水位较高的区域内。 2 现行的填埋场渗滤液控制方法 建设部颁布的 城市垃圾卫生填埋技术标准 对 填埋场渗滤液控制技术做了相应规定,各地区在填 埋场建设实践中,根据实际条件,因地制宜控制填埋 场渗滤液的产生及减少对环境的污染,取得了一定 的效果。211 渗滤液产生量的控制 就控制渗滤液产生量而言,在目前的填埋场设 计中比较重视控制区域地表
6、径流,避免其进入填埋 场,但不注意控制进入填埋场的地下径流和减少填 埋场大气降水的入渗量,致使部分填埋场渗滤液产 生量较大。21111 地表水导排 控制填埋场区内外地表径流,可以有效地减少 渗滤液产生量。现有卫生填埋场十分重视地表径流 的控制,按规定设置导流坝和疏导渠将其引走。大 多数填埋场都设置有由导流坝、 环场截洪沟和场区 内分区截洪沟组成的完整防洪排水系统,其过水能第11卷 第3期环 境 科 学 研 究 Research of Environmental SciencesVol. 11 ,No. 3 ,1998 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Di
7、sc Co., Ltd. All rights reserved.力一般按排10 a一遇降水设计,用30 a一遇最大降水校核。21112 地下径流导排除深圳红梅危险废物填埋场外,其他几乎所有的山谷型填埋场都没有设置地下径流导排系统。有的平地型填埋场,甚至建在潜水层中而未采取必要的防止地下水入渗措施。21113 地表入渗水导排除深圳红梅危险废物填埋场设计的最终封顶覆盖层内设有排出地表入渗水的衬层-排水层外,其他填埋场尚未考虑排出地表入渗水。212 防渗技术与材料填埋场防水防渗技术,不但能防止地下水受到污染,而且也是防止地下水进入填埋场的主要工程技术措施。我国目前采用的方法有帷幕灌浆垂直防渗和铺设
8、水平防渗衬层2种。21211 垂直防渗我国的山谷型填埋场多采用在地质条件较好的基岩上设置截污坝及帷幕灌浆垂直防渗措施,防止产生的渗滤液污染地下水。其基本形式有2种:a1 大部分建在山谷中的城市垃圾填埋场在地下水汇集出口处建筑防渗帷幕,利用压力灌浆方法将地下水出口处的风化岩石裂隙或透水层孔隙充填封闭,使填埋场底部的渗滤液和其下部受污染的地下水阻积于帷幕前的水池中,不向下游及临近地区渗透。b1 个别填埋场,如燕山石化危险废物填埋场,沿填埋场四周进行封闭型的灌浆帷幕防渗处理措施,地下断层采用混凝土塞封堵,以防止填埋场渗滤液渗漏至地下水。21212 水平防渗建设部颁布的 城市垃圾卫生填埋标准 中规定天
9、然粘土防渗衬层标准为:底部和周围的粘土层厚度 2 m ,渗透系数 016 MPa ,不因填埋碾压而断裂、 能适应剧冷剧热变化,厚薄均匀、 无薄点、 气泡及裂痕、 能抵御坚硬物体的刺、 划,不过目前只有少数填埋场能达到此要求。我国填埋场的水平防渗方法有下述4种:2121211 HDPE和粘土复合衬层如深圳红梅危险废物填埋场的水平防渗基本符合国际标准,它采用双衬层,第一层为HDPE ,底层为HDPE和50 cm的改性红壤土组成的复合衬层。深圳市在建的下坪卫生填埋场底采用,单层HDPE人工合成衬层。2121212 膨润土防渗衬层如北京北神树城市垃圾卫生填埋场采用添加膨润土的改性粘土衬层,阿苏卫城市垃
10、圾卫生填埋场在场底局部地区铺设膨润土板等。2121213 粘土防渗衬层大部分城市垃圾卫生填理场和部分工业固体废物填埋场采用当地天然粘土或改性土壤防渗衬层。2121214 沥青混凝土衬层等部分工业固体废物填埋场采用沥青混凝土衬层,也有使用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜做为防渗材料。213 渗滤液收排填埋场底部的渗滤液收排系统,可以及时将所产生的渗滤液排到填埋场外,有效降低填埋场底部衬层上的渗滤液层厚度,从而减小渗滤液通过底部衬层渗漏进入地下水的通量。但是,有些已建成的填埋场并未设置渗滤液收排系统;有些填埋场虽然设置了渗滤液收排管道,但大多很简陋,并未设置卵石排水层;有些填埋场则因底部衬层防渗效果不理想
11、而效果欠佳。214 填埋场渗滤液处理用于城市垃圾填埋场渗滤液处理技术有生物塘、 回灌(土地处理)、 生物膜法和活性污泥法、 厌氧生物处理等生物处理技术2。生物塘处理技术,特别是水生植物系统处理垃圾渗滤液在国内已有使用。广东中山市狗仔坑垃圾填埋场采用水葫芦氧化塘系统处理渗滤液,但因有机负荷一般不高,故多用于渗滤液最后处理工序,以保证出水满足环境目标。在建的深圳下坪垃圾填埋场和福州红庙岭垃圾卫生填埋场,设计均采用生物塘作为渗滤液处理工艺流程的最后一环。目前华东最大的上海老港废物处置场亦采用氧化塘处理垃圾渗滤液。生物膜法和活性污泥法在污水处理中应用广泛,杭州天子岭填埋场采用低氧-好氧两段活性污泥法处
12、理渗滤液,但效果不甚稳定。单独采用厌氧法处理渗滤液较少见。采用厌氧-好氧法处理工艺处理高浓度的垃圾渗滤液既经济合理,处理效率又高。COD和BOD的去除率分别达8618 %和9712 %。深圳在建的下坪垃圾填埋场设计采用厌氧-气浮-好氧工艺处理渗滤液。其厌62环 境 科 学 研 究第11卷 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.氧部分采用厌氧生化反应器。福州市红庙岭填埋场 采用上流式厌氧污泥床(UASB) -氧化沟活性污泥 法-生物稳定塘工艺处理渗滤液。3 存在问题311 不重视控制地下径流和
13、填埋场地表入渗水,填 埋场渗滤液产生量过大 我国现行的山谷型填埋场控制渗滤液产生量的措施主要是通过截洪沟或截洪坝阻止场区外地表径 流进入填埋场,场底和边坡未采取任何防渗措施,也 未采取必要措施排除地下径流。对于降水量少且集 中、 流域面积不大的北方地区填埋场,渗滤液的产生 量并不大;但是,对于汇水面积较大的填埋场,由于地表水入渗产生的地下径流汇入填埋场,则会大大 地增加填埋场渗滤液的产生量。特别是对于南方山 谷中的填埋场,由于降水量大、 降水周期长,梅雨季 节降水虽不产生地表径流,但降水可大部分进入填 埋场变为渗滤液。我国某些填埋场的渗滤液产生量,要比采用最保守的渗滤液产生量预测公式算出 的量
14、大得多,使与之配套的渗滤液处理场一再扩建 而不能满足处理要求,其原因即在于此。 对于地下式或半地下式平地型填埋场,地下水 的侧向入渗将会大大增加渗滤液的产生量。但在设计中,有的设计者认为地下水是指可作为资源使用 的承压水,只考虑避免对承压水造成污染,将填埋场 设计在承压水层上隔水层上的潜水层中,致使填埋 场渗滤液产生量很大。 部分设计较好的填埋场,由于没有采用分段建造、 分区填埋、 分区封顶的方式施工,致使在填埋场 运行时几乎全部都是无保护的暴露填埋工作面,接 受大气降水,产生较多的渗滤液。 此外,对填埋场封顶覆盖层普遍重视不够,进入 填埋场地表的大气降水大部入渗进入填埋场。312 防渗层防渗
15、效果欠佳a1 我国的固体废物填埋场以山谷型填埋场居 多,且大多采用垂直防渗技术,但目前垂直帷幕防渗 技术要求和标准尚无规定,防渗效果难以保证。虽 然个别填埋场由于所处地区的环境地质和水文地质条件较好,取得了较好的防止渗滤液渗漏污染地下 水的效果,但是一些填埋场由于所处场区的环境地 质和水文地质条件不好或施工质量欠佳,对地下水 的污染也十分明显。b1 大部分填埋场水平防渗材料多使用性能较 差的粘土,且施工质量难以保证,防渗效果欠佳。c1 无渗滤液收排系统或所设渗滤液收排系统 性能较差,排水不畅,致使积水厚度增高,导致渗漏 量增大、 防渗效果变差。313 渗滤液处理费用高、 难以达到排放标准 高浓
16、度的渗滤液较难处理,即使采用好氧-厌氧生物处理工艺也难以达到排放标准;同时,由于处 理厂投资大,运行管理费用高,许多填埋场因为投资 受限而无法按设计要求建造能达到环境保护目的的 渗滤液处理系统。4 对策探讨控制填埋场渗滤液污染环境的根本技术途径, 首先是尽可能减少其产生量,其次才是避免渗漏,尽量加以收集处理,避免污染水体。411 渗滤液产生量控制 针对我国填埋场渗滤液产生量控制中所存在问 题,应该做到:a1 控制固体废物进入填埋场的入场条件城市垃圾含水率 1 m ,避免区域地下径流汇入 填埋场;同时,要注意边坡的防渗,防止场外地表入 渗水侧渗进入填埋场。对于平地型填埋场,严禁将 填埋场建造在潜水层中。c1 要加强科学管理,改大面积作业的填埋方式为分区施工、 分区填埋、 分区封顶,控制开放性填埋 作业面面积,减少暴露面,利用场内排洪沟,分离场 内非填埋作业区地表径流与作业区的渗滤液,避免 产生大量渗滤液。d1 要重视最终覆盖层对减少填埋
