生活垃圾填埋场防渗技术探索
发布时间：2020-08-31
摘要：随着城市人口密度的不断增长，生活垃圾逐渐成为影响城市环境的主要威胁因素，我国一般采取焚烧及卫生填埋的方式处理生活垃圾，本文通过对生活垃圾填埋场防渗体系设计要点和施工技术要求两个方面进行分析，以呼吁有关部门重视生活垃圾的填埋处理，防止生活垃圾对土壤和地下水造成的严重污染。
关键词：生活垃圾;填埋防渗设计;防渗施工技术
通过填埋的方式处理生活垃圾需要考虑填埋环境、覆盖层和防渗系统，其中尤以防渗系统的设计最为重要，一旦施工完毕后其没有起到相应的防渗效果，致使垃圾渗沥液蔓延至地下，将造成土壤和地下水的严重污染，破坏自然环境，影响城市居民的日常生活。所以环保部门应设计科学的垃圾填埋防渗技术方案，将垃圾妥善掩埋地下，降低其分解速率，实现生活垃圾的循环利用。
1.我国生活垃圾填埋场防渗技术现状
生活垃圾是指城市居民在日常生产生活中所形成的各种固体废弃物，包括厨余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾以及其他垃圾。我国生活垃圾处理手段包括焚烧、堆肥和填埋，其中填埋技术所占比例最大，通过将垃圾掩埋地下，建立防渗系统使之与外界环境隔离，并收集废气和渗滤液，令垃圾在厌氧环境下逐渐被分解矿化。我国目前共有约一千多座垃圾填埋场，最初仅仅是依靠天然材料进行防渗，20世纪90年代开始采用高分子聚合物等单层或者双层材料阻隔垃圾，发展至今形成了使用以膨润土垫和高密度聚乙烯膜为主的三层复合式材料的防渗工艺。但是我国目前的防渗技术仍存在很多问题，防渗系统设计不科学，不能因地制宜选择适合的防渗材料，施工环节存在诸多隐患没有解决，致使无法合理收集和排放渗滤液，造成渗滤液流入土壤和地下水，使得土壤盐碱化，细菌病毒随地下水源进入人类食物链中，造成人体健康严重受损[1]。
2.生活垃圾填埋场防渗技术设计分析
2.1填埋场选址
为了便于防渗设施的安装，以及保护防渗材料不被破坏，在考虑垃圾填埋场地点时，应尽量选择平坦空旷的区域，保证地下和周围的黏土质量能够适于防渗材料的铺建，同时为避免垃圾渗滤液和废气蔓延到土壤、大气和水源中，从而影响人们正常生活，垃圾填埋场应尽量远离居民生活区域，但是也不能过于偏远，场地环境不能过于杂乱荒废，要考虑到前期清理的经济成本和运输成本。
2.2选择防渗材料
我国目前存在单层衬里结构、双层衬里结构和复合衬里结构的防渗材料，其中土工合成材料膨润土防水垫和高密度聚乙烯膜被现今多数垃圾填埋场广泛应用。膨润土防水垫英文名为GCL，它是由上下两层土工布和一层钠基膨润土粒层组成，土工布起到了保护和永久性防水的作用，并且受损后极易被修复，使用寿命较长，中间的土粒层具有强大的吸水力，可以吸收相当于自身重量六倍的水，综合来看，其性价比较高。高密度聚乙烯膜的英文名为HDPE，其防渗漏效果要强于普通防渗材料，且化学结构稳定，具备抗腐蚀、抗紫外线以及抗氧化分解等特性。设计单位需要根据填埋场地质环境和防渗需求选择合适的防渗材料，必要时可以考虑使用GCL和HDPE结合而成的复合型材料。最后，设计单位要审慎核查材料供应商资质，及时检验防渗材料的规格和质量，确保三证齐全，以使后期施工能顺利进行，达到预期的防渗效果[2]。
2.3计算和测试
计算垃圾渗滤液的渗透量，根据渗透量设计防渗装置以及防渗计划的修改修复。确定防渗材料后，先对防渗材料进行防渗测试，查看其渗透参数，判断是否能承载本区域内垃圾渗滤液的渗透量，例如将压实黏土作为渗透材料时，就要利用饱和的压实黏土中渗滤液的渗流速度和上下游坡度之间的线性关系，计算出压实黏土的渗透量，从而分析其防渗效果。
2.4选择方案
垃圾填埋场通常是在库底和四侧挡坝设置防渗装置，防渗方案应包括对衬垫系统和渗滤液收集处理系统的规划。衬垫系统即是由防渗材料组成的防渗层，通常采取水平铺设和帷幕灌浆两种方式。渗滤液一般收集到储蓄池、集水槽等设备中，并通过污水管送到专业污水处理地点[3]。
3.生活垃圾填埋场防渗施工技术要求
3.1施工前期准备
聘请具备相应资质的施工团队，检查其是否取得相应的许可证书，并根据以往的施工经验判断其技术水准，施工单位在动工前要向有关部门进行技术交底。在正式施工前要清理施工区域，清除淤泥、碎石块、废旧钢筋等工业垃圾，以及腐烂的植被，禁止工人吸烟，严格杜绝施工地出现火源，要保证地面及地面至少0.5米以下区域的清洁度、平整度以及安全性，避免尖锐硬物损坏防渗层，清理完成后要使用黏土压实填埋场土地。
3.2施工过程
3.2.1GCL施工要求
首先铺设前要拌合膨润土，注重膨润土的比例，含水量不应超过2%，拌合次数至少在两次以上。其次维持膨润土防水垫表面平整、无褶皱，该材料只能覆盖在平坦的地面上，对于一些连接处和拐角处要保证材料能够平缓过度，最好在拐角处或者存在排水管可能穿过的区域先设置附加保护层，然后再铺设GCL。要注意观察施工时室外温度，维持在0度到40度之间，且不能在降雨天气或者地面有积水的情况下铺设。最后铺设GCL时，材料之间的搭接宽度控制在250毫米上下，通过灌注膨润土防水浆进行最终封闭处理[4]。
3.2.2HDPE施工要求
首先要检查高密度聚乙烯膜的质量，保证其表面无损伤，在搬运和裁剪过程中避免人为原因造成的褶皱和损害。其次，按照实际面积区域情况进行剪裁，膜与膜之间的搭接宽度不少于10厘米，焊接时尽量减少接缝数量，在拐角处和坎坷处缩短焊接缝的长度，坡度大于1:6的斜坡上，距离顶坡1.5米以内最好不要留存焊接痕迹。最后HDPE膜铺设完毕后，要注意后期维护和保养，及时消除缺陷，不能踩踏表面，或者在表面搬运东西，避免防渗材料损坏。
3.2.3渗滤液储蓄池施工要求
渗滤液收集导管一般采用HDPE管，规划好导管长度。储蓄池一般由土石方或者钢筋混凝土围砌而成，并设置护坡和围栏以及防臭盖，储蓄池底部要打好基底，铺设碎石、防渗层并做好压实工作，周围挡坝也要设置防渗系统[5]。
结束语
综上所述，填埋场防渗技术的设计和施工难度很高，生活垃圾在污染环境的同时，其掩埋地下，未来可能成为矿产资源，具备再利用的无限开发潜能，环保部门需要在垃圾处理过程中及时发现问题并总结经验，通过建立完善的垃圾填埋场防渗系统，确保生活垃圾与大气、土壤、地下水彻底隔绝，实现垃圾处理的无害化和资源化目标。——论文作者：丛恺龙
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