4.2填埋场的防渗系统

    填埋场防渗系统，不仅要能防止渗滤液渗出污染地下水，还要防止地下水涌

入填埋场。通常的防渗方法有水平防渗和垂直防渗。垂直防渗指山谷型填埋场，地质条件较好，场底为无裂缝基岩，一般在地下水出口处建筑防渗帷幕，使填 埋场底部的渗滤液阻积于帷幕前的水池中，不向下游及邻近地区渗透。我国典型的山谷型垂直防渗填埋场有杭州天子岭填埋场等。在特殊地质条件的平原也可采用垂 直防渗技术。水平防渗指平原性地貌的填埋场，在水平方向设置防渗系统，在填埋场的底部和周边形成隔离层，可实现渗滤液和地表水、地下水的分流处理、排放， 如北京安定填埋场和深圳下坪垃圾填埋场等[2]。

   防渗层的建设方法多种多样,采用何种工艺方法建设防渗层是设计中的重要内容，不管使用什么方法、什么材料，最终达到的目的是渗透系数Kf小于规定标准，我国要求Kf小于10-9m/s。[1]同时要考虑：

1)使用寿命。填埋场的使用寿命，封场后要求的防渗层的寿命，以及本身的可靠性。

2)与填埋场的相容性。选用的材料不能被填埋物侵蚀，由于渗滤液的性质不稳定，所以选择的材料要适应渗滤液的各种性质，如抗酸、抗碱等。 3)场地条件及气候条件。

4)建设费用。防渗材料的选择既要达到防渗要求，又要考虑经济合理，厚的土工膜具有更好的防渗性能，但必将提高建设费用。

4.3防渗材料

    防渗层是由透水性小的防渗材料铺设而成的，渗透系数Kf小，稳定性好，价

格便宜是防渗材料选择的依据。目前，常用的主要有4种:粘土、膨润土、土工膜、土工织物膨润土垫(GCL )。

    (1)普通粘土:一个合格的粘土衬垫其透水率必须很低(K≤1×10-7cm/s)并有足够的抗剪强度和最小的收缩势，以防脱水开裂。     (2)膨润土:是一种优良的天然粘土，其主要成份是蒙脱石矿物，膨润土的渗透系数K≤×10-7cm/s，具有极强的防水性，这主要是由于该土壤吸水后， 体积会迅速膨胀，形成一层连续不透水柔性隔离层，而且可以自动修补土层中的缝隙，阻止水分子通过。

    (3)土工膜:是一种溥的、柔韧的、连续的、不透水的合成材料，具有长期比学稳定性及良好的机械性能，多用于填埋场之底及边坡防渗透系统中，也可用于填埋场封场系统。最常用的是高密度聚乙烯(HDPE)膜。

(4)土工织物膨润土垫(GCL):是由两层或多层土工织物(或土工膜)中间夹一层膨润土粉末以针刺(缝合或粘接)而成的一种复合材料，可以替代一般粘土密封层。国外大量用于垃圾卫生填埋场的防渗结构，它可单独使用，也可与土工膜组合使用。

4.4防渗系统的构造

 单层防渗层是指单独使用压实粘土、膨润土或HDPE膜等铺设而成的防渗层，其造价低，施工快，但安全系数低，只有地下水污染风险极低的情况下（如地下水位低、土质防渗性好）才推荐使用。

复合防渗层是多层结构的防渗系统，各层次具有一定的功能，提高了防渗系统的安全性。由于各国国情不同，目前复合防渗层的结构还没有统一的标准，即使 同一国家不同地区的填埋场由于垃圾性质、场地地形地质的不同，防渗透层结构也不尽相同，但总的说来一个完整的复合防渗系统应包含以下几个层次：

(1)渗滤液排水层

该层上部直接与垃圾接触，起着收集和排出渗滤液的作用。该层常规做法是400mm厚粗砂层，粗砂层内按一定间距设置排水盲沟，盲沟内设穿孔管，汇集垃圾填埋体中流出的渗滤液并排出填埋坑外。 

(2)保护层

   保护层是用来保护防渗层的安全的，如在HDPE膜上下覆盖无纺土工布可防止膜被尖锐的东西刺穿和减轻地基变形对膜的拉力；土工膜上部铺设的500mm厚粘土层，也是保护层，目的是使土工膜在数十米高的垃圾堆体的压力下受力均匀。

(3)防渗层

该层主要由防渗材料构成，从国内外工程实例来看，该层的结构千差万别，有两层土工膜中间夹一层膨润土的，也有一层土工膜上铺一层膨润土的，还有土工 膜与压实粘土组成复合衬垫的以及重复使用单层土工膜防渗层组成双层复合衬垫的。总的来讲，该层至少应设一层土工膜，防渗层层数越多，安全性能越强，但造价 也相应提高。考虑到填埋场的土质以粉沙土为主，层与层之间渗透能力较好，因此选择在沙坑内满铺双层复合防渗层已保证垃圾产生的渗滤液不会对地下水造成二次 污染。库区（包括盲沟、泵站、预处理池）水平和垂直方向均采用人工防渗技术，防渗材料为HDPE黑膜，膜厚1.5毫米。  

(4)地下水排水层

    如果设计地区地下水水位较高，为了防止防渗层受到地下水浮力和渗透的影响，应设地下水排水层，具体结构类似于渗滤液排水层，一般在防渗层下铺设400mm厚粗砂层，并设排水盲沟，以将地下水单独排出场外。

(5)地基

地基在整理时必须夯实、平整、碾压，筑成符合要求的坡度。地基的处理必须符合整个填埋场渗滤液收集系统的要求。设计上还应验算地基承载力和不均匀沉降。

(6)边坡上的防渗层

与填埋场坑底防渗层的结构不同，边坡上防渗层不必设渗滤液排水层和地下水排水层，只是在土工膜上下各加无纺上工织物，上层无纺土工织物上设一层废弃的汽车轮胎，以防机械碾压边坡垃圾时，破坏防渗层，表面再铺设500mm厚粘土保护层。    

(7)锚固沟

为了固定土工膜和无纺土工布，在填埋坑周边须开挖锚固沟，边渗层在填埋坑底部和边坡铺设完后，将边坡埋入锚固沟，用原土填平、整实

4.7 填埋场密封方式

填埋场防渗系统中密封层的建设方式多种多样，常见的有黏土-膨润土、单层HDPE、双层HDPE、单层HDPE与黏土-膨润土复合、HDPE与GCL复合等。  

黏土-膨润土及单层HDPE膜都有防渗材料单一、存在渗漏风险的缺点，逐渐被复合密封方式取代。

由于单一的密封层不能完全保证安全需要,我国个别单一密封层的填埋场发现有渗漏迹象。从上表中可以看出，黏土-膨润土、单层HDPE膜、双层 HDPE膜存在渗漏风险，国外发达国家现已很少采用；单层HDPE膜与黏土-膨润土复合、HDPE膜与GCL复合是国外发达国家目前普遍采用的方法。由于 HDPE膜与GCL复合密封层防渗性能好，价格高，易于施工，可能出现的漏水点会因膨润土的迁移而自动愈合，同时可增加垃圾填埋容量。

第五章  渗滤液的产生及收集处理

5.1垃圾渗滤液概念

垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含 的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。垃圾渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水，渗滤液中含有大量的有机物、大量的病菌、病毒、寄生虫等以及一些 有毒有害的物质[9]。不仅水质成分复杂，而且其水量及污染物的浓度随垃圾组成、填埋方式、以及不同的季节和气候而有明显的变化，是一种处理难度较大的废 水[3]。因此，国内外一直非常重视对垃圾渗滤液进行有效的控制和处理。但由于受到资金的限制以及渗滤液水质和水量的剧烈变化，目前我国真正对垃圾渗滤液 进行达标处理的填埋场并不多。如何充分利用现有的条件，在尽可能减少渗滤液产生量的前提下，对收集后的渗滤液妥善处理，就成为我国垃圾处理的当务之急。

5.2 垃圾渗滤液的来源

城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。

主要来源有：

(1) 降水的渗入，降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源；

(2) 外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉；  

(3) 地下水的渗入，这与渗滤液数量和性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关；当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内； 

    (4) 垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量；

(5) 覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；

(6) 垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。

5.3垃圾渗滤液的产生量

渗滤液的产生量是受多种因素的影响，如降雨量、蒸发量、地面流失、地下水渗入、垃圾的特性、地下层结构、表层覆土和下层排水设施的设置情况等。

  （1）降雨量和蒸发量是影响渗滤液产生的重要因素，这可以从当地的气象资料来获得。

  （2）填埋场表面的斜坡很重要，在平缓的斜坡上，水易于集结，因而大量渗滤，而在较陡的斜坡上，水容易流掉，从而减少了到达垃圾中的水量。垃圾填埋场的最 终覆土层一般做成中心高、四周低的拱型，保持1%～2%的坡度，这样可使部分降雨沿地表流走。但当表面斜坡大于8%左右时，表面径流就有可能侵蚀垃圾堆的 顶部覆盖物，使填埋场暴露，因此，表面斜坡应小得足以预防表面侵蚀。

  （3）填埋最终覆土后，表面上长有植物，可以通过根系吸收水分，并通过叶面蒸发作用减少渗滤液发生量。

  （4）地下水的渗透，要根据场内渗滤液水位和场外地下水来定，对于防渗情况良好的填埋场，可以不考虑渗滤液的渗出和外部地下水的渗入。

 5.5减少渗滤液产生量的方法

    为减少渗滤液的产量，除按照场地选择标准合理选址外，还必须在设计、施

工方案和填埋方式上采取必要的措施，主要包括：

（1） 把填埋场分成几个区段，平时只敞开正在工作的那段表面，这样可以尽量

避免雨水的侵入。

（2） 设置与渗滤液收集主管道并联的雨水收集系统，根据场底横向坡度、高程

不同，在渗滤液或雨水进入渗滤液主收集管前设置阀门，使未填埋垃圾区域的清洁雨水可通过雨水系统排出。

（3） 设置清污分流设施，在填埋场四周设置排水沟、导流渠、导流坝，收集降

在填埋场上的雨水，减少地表径流进入场地，并排往洪水 3/6 首页上一页123456下一页尾页