否则这些物质在排水层中聚集,造成排水系统堵塞,使排水系统效率降低或完全失效。
4.3.1填埋场场地防渗系统的分类
根据填埋场场底防渗设施(或材料)铺设方向的不同,可将场底防渗分为垂直防渗和水平防渗,根据所用防渗材料的来源不同又可将水平防渗分为自然防渗和人工防渗两种。人工防渗又可分为单层衬垫系统、单复合衬垫系统、双层衬垫系统和双复合衬垫系统。
4.3.2填埋场防渗材料
用于填埋场做防渗衬层的材料可分为无机天然防渗材料、天然与有机复合防渗材料和人工合成有机材料等。 (1) 无机天然防渗材料。
这种材料主要有黏土、亚黏土、膨润土等。
①天然粘土材料:天然粘土单独作为防渗材料必须符合一定的标准,粘土的选择主要根据现场条件下所能达到的压实渗透系数来确定。
②人工改性防渗材料。人工改性防渗材料是在填埋场区及其附近没有合适的粘土资源或黏土的性能无法达到防渗要求情况下,将亚黏土、亚砂石等进行人工改性,使其达到防渗性能要求而制成的防渗材料。 (2)天然与有机复合防渗材料
主要指聚合物水泥混凝土(PCC)防渗材料,沥青水泥混凝土页数该类材料。 (3)人工合成有机材料。
主要是塑料卷材、橡胶、沥青涂料等,这类人工合成有机材料通常称为柔性膜。
4.3.3垂直防渗系统
填埋场的垂直防渗系统是根据填埋场的工程、水文地质特征,利用填埋场基础下方存在的独立水文地质单元、不透水或弱透水层等,在填埋场一边或周边设置垂直的防渗工程,将垃圾渗滤液封闭于填埋场中进行有控的导出,防止渗滤液向周围渗透污染地下水和填埋场气体无控释放,同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。
垂直防渗系统在山谷形填埋场中应用较多,这主要是由于山谷形填埋场大多具备
21
独立的水文地质单元条件,在平原区填埋场中也由应用。可以用于新建填埋场的防渗工程,也可以用于老填埋场的污染治理工程,尤其对不准备清除垃圾的老填埋场,其基底防渗是不可能的,此时周边垂直防渗就特别重要。
根据施工方法的不同,通常采用的垂直防渗工程有土层改性法防渗墙、打入法防渗墙和工程开挖法防渗墙等。
4.3.4水平防渗系统
水平防渗系统是在填埋场场底及其四壁基础表面铺设防渗衬层,将垃圾渗滤液封闭于填埋场中进行有控地导出,防止渗滤液向周围渗透污染地下水和填埋场气体无控释放,同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。根据防渗材料来源的不同,可以将水平防渗系统分为天然防渗系统和人工防渗系统。
水平防渗结构图
五 填埋气体的产生与收集处理 5.1填埋气的组成
填埋场的主要气体包括氨、二氧化碳、一氧化碳、氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等,其中以甲烷和二氧化碳的含量最高。其典型特征为温度约43-49℃,相对密度约1.02-1.06,水蒸气含量达到饱和,高位热值为15630-19537KJ/m3。
22
5.2填埋场气体的收集系统
收集填埋气体的作用时减少填埋气体向大气的排放量、控制填埋气体的无序迁移,并为填埋气体的回收利用做准备。收集系统可分为主动式和被动式两种,被动式收集系统利用垃圾体内的气体压力来收集填埋气体,主动收集系统则是采用抽真空的方法来控制气体的流动。
主动气体收集系统主要由抽气井、集气管、冷凝水收集井和泵站、真空源、气体处理站(回收或焚烧)以及气体监测设备等组成。
被动收集设施根据设置方向分为竖向收集方式和水平收集方式两种类型。被动收集系统的优点是费用较低,而且维护保养也比较简单。若将排气口与带阀门的管子连接,被动收集系统即可转变成主动收集系统。
5.3填埋场的导排方式及选择
在选择填埋场气体控制方式时,应立足于填埋场的实际情况,进行综合考虑,确定最佳方案。由于该设计为新建填埋场,初期产气量不大,而后会迅速增加,因此该设计在收集方式的选择上,采用在垃圾填埋初期通过被动方式控制气体释放,当产气量提高到具有回收利用价值之后,开始对气体进行主动回收利用。主要以主动导排方式为主。
目前,国内收集垃圾沼气的垃圾填埋场较少,其收集方式基本是参照国外的经验。填埋沼气的收集主要有两种方式,即垂直收集与水平收集。垂直收集是在垃圾填埋封场后在其上打垂直井,以收集填埋场内的沼气;而水平收集是在垃圾填埋过程中,在垃圾填埋作业面上水平铺设沼气收集管来收集沼气。
这两种方式各有优缺点,垂直收集适合在已封场的垃圾填埋场或已封顶的垃圾填埋单元进行沼气的收集,其特点是封顶后打井易于操作,垃圾覆盖较好利于集气,集气半径较大,但一般不能边填埋边集气。而水平收集则比较适用在未封场的垃圾场上或者正在进行作业的垃圾填面上,其特点是可在边填埋边集气,利于沼气的及时收集,缺点是易与填埋作业发生冲突,集气半径相对小一些。
经对比上述两种收集方式的优缺点,本设计选择竖向收集井方式。即主动导排竖向收集方式。
23
六 填埋场的终场覆盖与封场 6.1封场规划
填埋场的整个生命周期中,甲烷气的产量在封场阶段可能达到其顶峰。由于垃圾的降解导致的不均匀沉降也是一个严重的问题。如果在封场单元上铺设很厚的覆盖土层或者建造大型混凝土建筑都会使不均匀沉降更加恶化,甚至导致覆盖系统的失效。因此,必须妥善进行封场工作。
为了保证在封场期间以及封场后相当长一段时间内,填埋场周围的环境质量得到有效的控制,封场规划必须尽早制定。通常在填埋场的设计和施工阶段就应根据国家和地方的有关法规明确封场的步骤和封场后的管理等事宜。在美国,由于和填埋场有关的法规越来越严格,填埋场的封场规划已经被要求作为场址审批程序的一部分,早在填埋场的建设和运行之前就应该确定。
6.2最终覆盖系统的功能
当填埋场的填埋容量使用完毕之后,需要对整个填埋场或填埋单元进行最终覆盖。填埋场最终覆盖系统的基本功能和作用包括:①减少雨水和其他外来水渗入垃圾堆体内,达到减少垃圾渗滤液的目的;②控制填埋场恶臭散发和可燃气体有组织地从填埋场上部释放并收集,达到控制污染的综合目的;③抑制病原菌及其传播媒体蚊蝇的繁殖和扩散;④防止地表径流被污染,避免垃圾的扩散及其与人和动物的直接接触;⑤防止水土流失;⑥促进垃圾堆体尽快稳定化;⑦提供一个可以进行景观美化的表面,为植被的生长提供土壤,便于填埋土地的再利用等。填埋场终场覆盖的最终目的是为了使日后的维护工作降至最低并有效地保护公众的健康和周围环境。
6.3最终覆盖系统的主要组成
生活垃圾卫生填埋场最终覆盖系统可能包括的主要组成有:表土层、保护层、排水层、屏障层和基础层(气体收集层),但是实际上各国各地区的法规要求不同,并非所有的生活垃圾卫生填埋场都需要全部的五层覆盖层,一般可能只需要其中两层或三层。某些覆盖层可能包含一种以上的材料,如屏障层可以由土工膜和黏土层复合构成。
6.4终场覆盖材料
24