山谷型垃圾填埋场渗滤液计量方案探究

段永勃

摘要：本文以西安市江村沟垃圾填埋场为例，探究了山谷型垃圾填埋场渗滤液计量方案。传统的山谷型填埋场一般通过管道分层导排的渗滤液，采用的超声波液位计进行渗滤液计量。然而，渗滤液具有沉淀物和泡沫量大的特点，利用传统的计量系统会导致计量不准确。本文通过沉淀池中部进水、加挡墙、加巴斯槽、旁通磁致遥感水位计计量等设计，解决了山谷型垃圾填埋场传统计量方法的弊端，同时也实现了数字化传输，使得渗滤液计量更加准确和便捷。

Abstract： This article takes Jiangcungou landfill in Xi'an as an example to explore the leachate metering plan for valley landfill. Traditional valley-type landfills generally use layered drainage of leachate through pipes， and use an ultrasonic liquid level meter to measure leachate. However， leachate has the characteristics of large amount of sediment and foam， and the use of traditional metering system will lead to inaccurate metering. This paper solves the shortcomings of the traditional measurement methods of valley landfills through the design of water inflow in the middle of the sedimentation tank， the addition of retaining walls and Bass tank， and the bypass magnetic-induced remote sensing water level meter， so the leachate measurement is more accurate and convenient.

關键词：填埋场;渗滤液计量;巴斯槽

Key words： landfill;leachate metering;Bass tank

中图分类号：X703                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）20-0158-02

0  引言

垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。当提供给垃圾本身一定的湿度时，多余部分的渗滤液会从垃圾场中渗滤出来[1]。有学者研究表明垃圾堆体内过高的渗滤液水位是造成垃圾填埋场发生失稳破坏的主要原因[2]。随着填埋体内渗滤液水位升高，孔隙水压力增大导致垃圾（或场底土体、或衬垫界面）的抗剪强度降低，可能导致边坡失稳[3]。垃圾渗滤液产量是垃圾填埋场设计的一个重要指标，也是对垃圾渗滤液进行有效地控制和处理的一个重要途径。高渗滤液产量若超出渗滤液处理站的额定处理能力会影响填埋场的正常运行[4]。此外，准确测量填埋场渗滤液产量能够为科研人员进行渗滤液产量预测模型研究提供可靠的实测数据。然而，目前常见的渗滤液计量装置存在些许弊端。因此，探究一种能够准确计量垃圾填埋场渗滤液产量的方案具有非常重要的现实意义。西安江村沟垃圾填埋场是典型的山谷型垃圾填埋场，与我国山谷型填埋场有诸多相似之处。本文以江村沟垃圾填埋场为例，探究山谷型垃圾填埋场渗滤液计量系统改进方案。

1  山谷型填埋场渗滤液现状

1.1 江村沟垃圾填埋场概况

西安江村沟垃圾填埋场位于西安东南方向的灞桥区狄寨原上，是该市主城区重要的生活垃圾无害化处置设施，有效的解决了西安市城区多年来垃圾围城的困扰。填埋场距离市中心16.5公里，总占地面积1031亩，设计使用年限50年。现填埋场垃圾堆体平均堆高130m，最高堆高达150m，设计总容量3463万m3，是全国最大的生活垃圾填埋场之一。西安江村沟垃圾填埋场的填埋共分为四期，最底部为一期和二期工程，向上依次为三、四期。每期底部均设有盲沟收集渗滤液，下游坡脚处布有50-100m的碎石导排层。垃圾每10m为一层，每层顶部铺厚为30cm的黄土，减轻气味，减少苍蝇和蚊虫的滋生，底部埋有纵横向的盲沟，通过管道分层导排渗滤液，将收集的渗滤液用超声波液位计计量。

1.2 渗滤液中高含量沉淀物

渗滤液中含有复杂的有毒有害成分，主要为高浓度有机污染物、富营养化效应的氮磷污染物以及各种复杂成分和含量的重金属污染物[5]。在江村沟垃圾填埋场坝前表层渗滤液流量计出口布设监测点位检测了水质，悬浮物含量为1800mg/L、COD 31664mg/L、BOD5 12256mg/L。化学需氧量（COD）和BOD5在一定程度上均可反映水体被有机物的污染程度。该场的渗滤液中悬浮物，COD和BOD5指标较高，远超过允许排放污染物的最高浓度。悬浮物是指水中无机的和有机的颗粒物，含有一定比例的可沉降的固体颗粒物。此外，渗滤液中的金属离子经过生物的（微生物生长繁殖）、化学的和物理的复杂过程后形成化学沉淀。在渗滤液计量之前不将渗滤液中大量的沉淀物去除会严重影响渗滤液计量的精确度。

1.3 渗滤液表面大量泡沫

由于从库区内来的渗滤液含有表面活性剂，会显著的降低水的表面张力，易形成薄膜状，又极易形成泡沫。其中，库区中腐殖有机物以及生活垃圾含有生活用完后所丢弃的洗衣粉袋、洗发露瓶、沐浴露瓶等会加剧渗滤液泡沫的产量[6]。如图1所示，为江村沟垃圾填埋场计量设施未改造前，从计量设施前段渠道自然逸散的泡沫。

超声波液位计在测量时由传感器发出超声波脉冲，声波经液体表面反射后被同一传感器接收，通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。但是，由于渗滤液表面会聚集大量泡沫，超声波液位计测量时传感器发出超声波脉冲，声波到达泡沫表面时会被反射，测出的是传感器到滲滤液表面泡沫的距离，实际上传感器到渗滤液表面的距离比测出的距离大，这样会使得渗滤液计量结果比真实结果大。

2  山谷型填埋场计量措施改进方案

由于山谷型垃圾填埋场中渗滤液沉淀物量和泡沫量过大，传统的渗滤液计量测试存在弊端。不准确的渗滤液测量会对填埋场的设计和管理人员的决策产生误导。为了准确计量渗滤液产量，在西安市江村沟垃圾填埋场下游处设巴斯槽段工程用于渗滤液计量。在渗流作用下，渗滤液流出的同时会携带出泥沙和其他物质。如图2所示，垃圾渗滤液前先经过沉淀池和拦污栅，去除渗滤液中的悬浮物和泥沙，经由稳定池进入巴斯槽计量区。

沉淀池中间设有挡墙，起缓冲作用，可降低污水流速，增加水流路径，增加沉淀时间，保证计量段平稳。渗滤液由沉淀池进入稳定池采用中部进水的方式，进水在沉淀池体中下部，如图3所示。这样能够大大减少由于水位差冲击产生的泡沫。由于泡沫都聚集在渗滤液表面，中下部进水方式可将泡沫仍滞留在沉淀池。

渗滤液计量前沉淀池中的泡沫如图4所示。渗滤液经由沉淀池和稳定池后进入巴斯槽段进行渗滤液计量。在巴斯槽内嵌入RD.WFZ-1型遥测水位计，能够用于水位测量和流量统计。RD.WFZ-1型遥测水位计采用了先进的磁致伸缩传感器和最新微控制器和无线通讯模块，具有稳定高效的传输方式，可采用GPRS方式与短信方式进行数据传输。实现定时上报、超限水位自动上报。如果水位异常，会自动通过短信报警给相关人员和控制中心，使其有时间采取相应措施。其内部设有实时时钟，能够准确记录采样时刻的时间，并且能够对采样数据进行长久保存。若设备数据因为SIM卡欠费或者其他因素不能正常上报，待恢复正常后可以自动将漏报数据补录至服务器。遥测水位计液晶屏可分别显示出水位、瞬时流量、累计流量、实时时钟和电池剩余电量百分比。RD.WFZ-1型遥测水位计水位测量误差不超过±3mm，流量测量精度为±1～5%。科学的数字滤波方式及校验功能，使测量值稳定、真实、可靠，可远程控制，无需人员值守，实现了数字化传输。江村沟垃圾填埋场改造后的计量设施图如图5所示。

3  结语

准确的渗滤液计量对填埋场的设计、正常运行以及安全稳定有着重要的意义。渗滤液具有沉淀物量和泡沫量大等特点，超声波液位计计量会导致测量误差大。通过沉淀池中部进水、加挡墙、旁通磁致遥感水位计计量等设计，解决了超声波液位计计量不准确的弊端。对于其他山谷型填埋场，可在本文设计方案的基础上根据实际运行环境、现场空间条件等因素进行适当的调整，提高渗滤液计量的准确性。

参考文献：

[1]耿广晋，郑爽英.垃圾渗滤液产量预测[J].水资源与水工程学报，2009，20（2）：95-99.

[2]钱磊，沈磊，柯瀚.填埋场渗滤液水位的形成及增长规律分析[J].安全与环境学报，2013，13（1）：88-92.

[3]沈磊.城市固体废弃物填埋场渗滤液水位及边坡稳定分析[D].浙江大学，2011.

[4]兰吉武，詹良通，李育超，等.填埋垃圾初始含水率对渗滤液产量的影响及修正渗滤液产量计算公式[J].环境科学，2012，33（4）：1389-1396.

[5]秦光武.垃圾渗滤液简介及处理技术[J].广东化工，2018，45（17）：144，153.

[6]周羽.垃圾渗滤液曝气池中泡沫的产生及控制[J].化工设计通讯，2017，43（4）：227-228.