生活垃圾填埋場滲濾液回灌技術

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簡介： 詳細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，并對其優(yōu)缺點和適應性進行了分析論述。通過對影響滲濾液回灌效果的三種因素——垃圾堆體特性、壓實度、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。
關鍵字：生活垃圾填埋場 滲濾液回灌 滲透性 中間覆蓋層

滲濾液回灌是將收集后的滲濾液再次回灌入填埋場，利用填埋場堆體內(nèi)的微生物對滲濾液進行處理的一種技術，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。有關研究表明^[3]：當所填埋生活垃圾的飽和度為50%，填埋高度為50 m時，每公頃生活垃圾填埋場額外貯水能力為125×10³ m³。

　　許多研究表明^[1,2,4]，通過滲濾液回灌增加填埋場堆體內(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，使填埋場穩(wěn)定期縮短至2～3 a，并增加填埋場的甲烷產(chǎn)氣率。

　　1 回灌技術

　　將滲濾液回灌入填埋場的方式有多種，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表面，為了增加滲濾液的滲透性，可在垃圾填埋場的表面開挖一些縱橫交錯的溝槽。噴淋回灌法相對較為靈活，由于管線敷設在填埋場的表面，當填埋區(qū)域發(fā)生變化時，回灌系統(tǒng)比較容易建設。

　　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75%左右。在降雨量充沛或冰凍的地域，則不適合運用此種方法。

　　目前，由于滲濾液在噴灑過程中所產(chǎn)生微小的霧狀水滴及氣味會對人的健康帶來危害，有些國家已經(jīng)開始禁止使用這種回灌方式。當采用這種回灌方式時，建議滲濾液的濃度應小于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的表面開挖基坑，內(nèi)置級配碎石，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佛羅里達州有較成功的應用實例。廣州的李坑生活垃圾填埋場在運營管理時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帶來環(huán)境問題，如氣味、蒼蠅等，并且由于水塘的位置相對較為固定，其開挖深度較淺，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)構見圖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相對比較固定，在設計時，回灌井的間距應適當，若回灌井的距離太密，則影響填埋場垃圾的堆放與壓實，但太疏，則未充分利用填埋場的貯水能力，導致填埋場濕度不均勻。在國外，每個回灌井的服務范圍通常為1600～8000 m^2[5]。

　　由于垃圾填埋場初期的沉降比較厲害，在沉降過程中可能會破壞垂直回灌井的整體性，并且，如果豎井的基礎是支撐在膜上面的，則有可能導致膜的破損。

　　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)構見圖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的滲濾液量大，但是也不能過度使用。有報道表明^[5]，水平回灌系統(tǒng)的過度使用會導致滲濾液收集系統(tǒng)收集量的加大，并且滲濾液的濃度峰值也將會增加。

　　由于該系統(tǒng)是敷設在垃圾面底下的，無論是正在使用的填埋場還是封場后的填埋場，均可采用此系統(tǒng)進行滲濾液回灌。

　　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方向上，垃圾具有相同的滲透性。滲濾液回灌時，垃圾堆體各向同性可使其持水均勻，達到比較好的滲濾液回灌效果。但實際上，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，在滲濾液回灌的過程中，容易導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)，達不到充分利用填埋場內(nèi)的生物群體降解滲濾液的目的。

　　在生活垃圾填埋前，進行垃圾破碎是達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，填埋前對袋裝垃圾進行破碎不太可行，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 壓實度

　　垃圾在填埋時，先由推土機將垃圾均勻推開，然后由壓實機來回壓實，到達一定的壓實度后再堆填另一層垃圾。在一定程度上，垃圾的壓實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，滲濾液的橫向擴散度將增加，這主要是在實際施工作業(yè)時，由于邊坡比較難壓實，垃圾堆體的縱向壓實度通常都大于橫向壓實度，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。

　　在敷設滲濾液回灌系統(tǒng)時，為了避免因縱、橫向壓實度不均勻而造成的邊坡穿透，建議滲濾液的回灌系統(tǒng)的安裝位置至少應距邊坡6 m遠。

　　2.3 中間覆蓋層

　　當填埋單元輪換，前一個垃圾作業(yè)面上較長時間不再填垃圾時，會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，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)。

　　當對垃圾填埋場進行滲濾液回灌處理時，應考慮這一低滲透性的中間覆蓋層對滲濾液回灌效果所帶來的負面影響。由于低滲透性的中間覆蓋層的存在，滲濾液回灌入填埋場內(nèi)時，會有部分的滲濾液滯留于中間覆蓋層上，而不會沿垂直方向滲透，堆體內(nèi)的濕度將會分布不均勻，當過飽和后，回灌的滲濾液會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內(nèi)，中間覆蓋層采用可重復使用的人工覆蓋層，或繼續(xù)填埋時將中間覆蓋層去除，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

　?。?）噴淋回灌法和表面水塘回灌法由于是在垃圾表面進行建設，施工容易，但是由于帶來的氣味、蒼蠅等環(huán)境問題，日前已很少被人采用。

　?。?）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，并且不影響填埋場的使用，不會導致環(huán)境問題，而被廣泛采用。

　?。?）滲濾液的回灌效果受垃圾場的垃圾特性、壓實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；在垃圾填埋過程中，盡量使垃圾邊坡的壓實度與垃圾的縱向壓實度接近；減少垃圾填埋場的中間覆蓋層等措施將會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，從而達到較好的滲濾液回灌效果。

　　參考文獻

　　1  羅春泳，胡亞元，陳云敏.垃圾填埋場滲濾液回灌效果的理論研究.中國給水排水，2003，19(2)：5～8

　　2  徐迪民.垃圾填埋場滲濾水回灌技術的研究. 同濟大學學報，1996，32：119～128

　　3  Koerner R M，Soong T Y.Leachate in landfills:the stability issues.Geotextiles and Geomembranes，2000，18：293～309

　　4  Irem S，Turgut T O.Impact of various leachate recirculation regimes on municipal solid waste degradation.Journal of Hazardous Materials，2001，B87：259～271

　　5  Reinhart D R.Full-scale experiences with leachate recirculating landfills:case studies. Waste Management & Research，1996，14：347～365

　　6  Mccreanor P T，Reinhart D R.Mathematical modeling of leachate routing in a leachate recirculating landfill.Wat.Res.，2000，34(4)：1285～1295

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　　[1]作者：袁維芳，女，1972年生，碩士，工程師，主要從事固體廢棄物處理方面的研究。