卫生填埋场渗滤液污染控制研究

查少翔　郭　威　胡俊波　薛俊杰

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

卫生填埋场渗滤液污染控制研究

查少翔郭威胡俊波薛俊杰

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

分析了垃圾卫生填埋场渗滤液产生的影响因素，介绍了渗滤液的计算方法，并指出了减少渗滤液产生以及控制渗滤液污染的措施。

卫生填埋；渗滤液；污染控制

0　引言

垃圾卫生填埋是实现垃圾无害化处理的一种重要技术手段和途径。垃圾在填埋处理过程中会产生渗滤液和气体，从而对周围环境产生一定的影响。渗滤液是指垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵和降水的冲刷、地表水和地下水浸泡而滤出的污水。从填埋场工程设计和运行管理的角度来看，渗滤液水量和水质对渗滤液处理设施的规模、处理工艺和填埋场环境评价，都是至关重要的。

1　垃圾渗滤液污染物来源

垃圾渗滤液中污染物主要有以下几个来源：垃圾本身含有大量的可溶性有机物、无机物，在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解而进入渗滤液；垃圾通过生物、化学、物理等作用产生的可溶性物质进入渗滤液；覆盖和周围的土壤进入渗滤液的可溶性物质［1］。

2　垃圾渗滤液特征

垃圾渗滤液为高浓有机废水，具有BOD5和CODcr浓度高，金属含量、氨氮含量高，有毒有害物质多，水质水量变化大，且变化无规律性，化学性质不稳定，微生物营养比例失调等特点。渗滤液水质随垃圾填埋时间而变化，新填埋体渗滤液的BOD5、CODcr值较高，可生化性较好。老填埋体渗滤液的BOD5、CODcr值较低，可生化性较差，而且渗滤液水中的营养比例（C∶N∶P）一般严重失调，其突出表现为氮高磷低。我国目前大部分城市生活垃圾都是采取混合收集处理的方式，厨房垃圾、工业废弃物甚至有毒有害物质混杂在一起，增加了渗滤液化学成分的复杂性和危害性。

3　渗滤液产生的关联因素

影响渗滤液产生的因素很多，归纳起来，主要有以下几方面：区域降水及气候状况、垃圾性质与成分、填埋场水文地质条件、填埋场作业区大小、覆盖层状况等。

4　渗滤液计算方法

目前，国内外计算渗滤液的方法多为水量平衡法，其基本原则就是考虑了各种产生渗滤液的影响因素，然后综合得到某个时段渗滤液产生量。该法简单适用，但没有考虑填埋场内水分的运动过程，因此计算出的渗滤液量偏高。另一种计算方法综合考虑了水量平衡以及水分在填埋场内的运动，即美国的填埋场水文评价模式、HELP模型和FILL。这些模型考虑了典型的降雨量、地表径流量、水平渗流量和蒸发量，通过求解达西渗透定律和连续方程，得到水分在填埋场内的运动规律［2］。

实际上，求解水分在填埋场内的运动规律是一个十分复杂的问题。这些模型均没有考虑垃圾分解出水，要得到精确解是比较困难的。由于下渗的水分不是在一个均匀介质中运动，而是在垂直方向与水平方向渗透性能差异都很大的复杂介质中运动。垃圾在填埋过程中，还伴随着封场过程，影响渗滤液产生量的参数也在不断变化，所以渗滤液产生量的计算应考虑时间因素，不同的填埋阶段会有不同的渗滤液产生量。

基于水量平衡关系式，考虑时间因数、填埋过程中不同的作业性质与填埋场不同的分区性质，渗滤液的产生量应该由多年年平均降雨量、填埋作业区面积、区域降水的实际入渗系数、填埋时间、径流系数、蒸发系数、覆盖土和垃圾的持水系数、垃圾分解出水和填埋厂作业区数量等因素计算得出。

在填埋场的运行期间，渗滤液产生量是一个变值，除了随季节降雨变化之外，主要取决于作业区的面积、覆盖土和地表植被随填埋阶段推进而变化。降水入渗系数是地表径流、蒸发、土壤与垃圾持水量的函数，在不同的作业区中，径流、蒸发和持水量是不相同的，降水下渗量亦不相同。因此，在填埋场设计中，应该动态地考虑渗滤液产生量，以便能够正确地确定渗滤液处理设施规模［3］。

5　渗滤液污染控制措施

由于垃圾的成分复杂，渗滤液水质也非常复杂，CODcr浓度通常高达10 000 mg/L，属于难处理水质。渗滤液的处理是填埋场正常运行的关键，处理不好会对环境造成污染，而且渗滤液的处理将是长期的，即使在填埋场封场后仍然存在。因此，必须考虑最大限度地减少渗滤液的产生量。可采取以下措施：阻隔场外水侵入；防止渗滤液对地下水的污染；雨污分流，尽量减少降雨与垃圾的接触面积；导排降雨径流，采用中间覆土层等［4］。

5.1小单元封存法

小单元封存法是采用分区填埋及分层覆盖的方法来尽量减少降雨与垃圾的接触面积。对于大型填埋场，可实施分区填埋，即在场内修筑临时小坝，划分为若干分区，分别导排降雨径流。如果填埋作业区内的降雨下渗形成渗滤液，填埋单元可采用水平推进，在较短的时间内可达设计填埋高度并及时进行中间覆土或最终覆土，实行小单元封存。

覆盖土层的主要功能是阻隔臭气和防止蚊蝇滋生，并且有利于渗滤液的导滤，一般以150 mm的厚度为宜。对于某一段时间内不填埋垃圾的中间覆土，除了阻隔臭气和防止蚊蝇滋生外，还要防止降水下渗，一般以300～400 mm的厚度为宜。由于覆盖土渗透系数较小，下渗量减少，径流增加，因此应考虑在中间覆土上设置临时排水沟进行雨污分流。最终封场时，必须在垃圾层上覆盖一层较厚的黏土并压实，下渗到垃圾层的水量就会大大减少。所以覆盖土应采用防渗性能较好的黏土，厚度为0.5～0.8 m，其上再覆营养土层，并恢复植被。在未填埋区应将雨水引出场外排走，这样可将雨入渗垃圾的实际汇水面积降低到最低程度，大大减少渗滤液的产生量［5］。

5.2防渗技术

过去，垃圾填埋场通常是利用自然的沟壑、洼地，无防渗措施，垃圾渗滤液会随之渗入地下，污染地下水和地表水。建设现代化的卫生填埋场，控制污染的关键在于控制渗滤液对水环境的污染，填埋场必须进行严格的防渗处理。

1）衬里法

在有土源的情况下，可采用渗透系数小于10-7cm/s的黏土作防渗层。黏土渗透性差，对溶液具有隔挡作用，好似天然的防水材料，因此采用黏土在填埋场底部均匀分布的衬里法，对防止渗滤液的渗漏有一定的控制作用，是廉价的防渗材料。在天然衬里不能满足要求时，必须进行人工防渗处理。目前较为有效的方法是采用高密度聚乙烯材料（HDPE）做防渗层。

2）注浆封闭法

灌注泥浆用以封闭岩石裂隙和土壤空隙，可解决渗滤液对地下水的污染问题。

3）修补堵漏法

以硅碳溶液来修补填埋场垫层的破损部位，可解决垫层不严的渗漏污染问题。

4）渗滤液循环方法

在填埋场运行期间，渗滤液的最大产生量是在雨季，可设调节池收集，在旱季可充分利用蒸发作用将渗滤液回喷到垃圾体，蒸发剩余的可用其他方法处理，如生化法等，以减少渗滤液的渗漏污染。5.3渗滤液收集系统

渗滤液收集系统是填埋场防止渗滤液污染周围水体、保证垃圾体稳定性、维护填埋场安全运行的重要设施之一，由碎石盲沟、收集管道、收集井和调节池等组成。

一种有效的方法是在底部设置纵横交错的碎石盲沟，盲沟中布设穿孔收集管，其上铺设一层渗透性能良好的沙层及土工布保护层。这样，在底部形成了导流层，将管道布设在导流层中。收集管汇集于各分区的渗滤液收集井或调节池，形成完整的渗滤液收集系统。

6　结语

在我国，垃圾卫生填埋场的规范化设计是从近几年才开始的，专项的研究和工程经验还不多。文章是在某大型卫生填埋场设计研究的基础上，主要针对渗滤液的污染控制进行了研究探讨，提出了最小渗滤液产生量的工艺方法和影响因素，为现代化的填埋场优化设计提供一些依据和经验，以促使我国的垃圾处理走向科学化的道路。

［1］British Stationery Office，Landfill Design，Construction and operational Practice，1997.

［2］赵有才.生活垃圾卫生填埋技术［M］.北京：化学工业出版社，2004.35-47.

［3］王光华.垃圾填埋场选址中应注意的地质情况及建议［J］.环境保护，1999（9）.

［4］熊忠.处理垃圾渗滤液的因素研究［J］.城市环境，2002，16 （4）：19-20.

［5］卢成洪.垃圾填埋场渗沥水量的计算［J］.环境与卫生，1996 （4）.