城市垃圾卫生填埋场渗滤液的控制和处理
随着城市的发展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾量日益增长，垃圾的处置是一项紧迫的任务。目前比较经济的方法是卫生填埋，建造垃圾填埋场。填埋场设计和管理的一项主要内容是渗滤液的控制和处理。本文将讨论渗滤液的影响因素、产量控制和处理技术。
1 影响渗滤液产量的主要因素
渗滤液主要由垃圾填埋场范围的降水渗透、地下水侵入以及垃圾本身所含的水分形成。影响渗滤液产量的因素十分复杂，主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、填埋场顶部的地表径流和水分蒸发等。
垃圾填埋场一般不会建造在承压地下水有可能侵入的地方，因此“地下水的侵入”是指地表的潜水，这部分潜水的量与降水密切相关；除夏季的西瓜等垃圾富含水分外，一般没有大量的富含水分垃圾；所以降水是渗滤液的主要来源。
垃圾填埋场顶部的地表径流量的大小与垃圾的密实度、覆土材料、覆土厚度、表面的植被和排水条件有关，在北方干旱地区，由顶部蒸发转移的水分是比较可观的，而在南方多雨地区，这部分水分相对较小。
影响渗滤液产量的主要因素归纳于表1。
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表1 影响渗滤液产量的主要因素
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2 控制渗滤液产量的主要措施
2.1 填埋场选址
影响渗滤液产量的诸因素中绝大部分是自然因素，因此首先要合理地选择填埋场场址，要求集雨面积较小、库容大、地下水位较低的区域。当然，选址还要综合考虑垃圾运距、周围环境、地形地质、交通、覆土来源等。
2.2 截洪沟的设置
对于山沟式填埋场，需要设置截洪沟，以截留填埋区上游山区地表径流和部分潜水。由于截洪沟的深度有限，部分来自填埋场上游的地下潜水将进入填埋场，可能会形成大量的渗滤液，应引起足够重视。可以采取引流措施减少进入填埋场的潜水量。
2.3 填埋场底部防渗处理
根据场址的工程地质和水文地质情况，对填埋场底部进行防渗处理。防渗处理的目的一方面是防止渗滤液渗入地下，污染地下水；另一方面是防止地下水侵入填埋场，造成渗滤液水量大幅度上升。
防渗处理要因地制宜，水平防渗可以利用天然不透水层(要求透水率小于10-7cm/s),或铺设不透水布建成人工不透水层，或两者相结合。垂直防渗可以采用灌浆幕墙、不透水布等。
2.4 填埋作业规范化
严格规范的填埋作业可以有效地控制降水的渗入量。对山沟式填埋场宜采用斜坡作业法，填埋单元按1～2天的垃圾量划分(冬季可扩大至5～7天)，布置成矩形网格，每单元堆高约2m～3m，经压实后覆土，覆土层一般为0.2m～0.3m，覆土来源宜就近，由推土机整平碾压。作业面布置成斜坡，每升高2m～5m设一平台，两阶平台间堆成斜坡，平台上设排水沟，以排除表面径流。
在填埋场使用初期，未进行填埋的区域应设临时排水沟，将地表径流引出。
2.5 工程实例
浙江某城市垃圾卫生填埋场设于山沟中，针对填埋场的形状和地质情况，设计中采取了多种措施以有效降低垃圾渗滤液的产量。
因地制宜确定填埋场顶面坡度，减少填埋场的汇水面积，从而减少渗滤液产量。一般山沟式填埋场设计顶面采用固定坡度自垃圾坝向山上逐步升高。本设计针对场址外宽内窄的特点，通过改变顶面坡度有效提高填埋容积，减少占地。具体做法是在垃圾坝附近采用较大的坡度1∶3，在短距离内迅速提高垃圾填埋高度，由于该处较宽，高度的增加能较大地增加填埋容积，而到较窄的区域则采用缓坡。这样总体降低了填埋场的高度，缩短了环场道路和截洪沟的长度，节省了总投资，减少了填埋场的汇水面积。
在防渗处理上，采取自然防渗和人工防渗相结合，平面防渗和垂直防渗相结合的方式。填埋场靠近垃圾坝的1/3区域采用自然防渗，该处地表下2.0m～3.0m处是一层3.0m～7.0m厚的淤泥层，透水率在10-7cm/s～10-10cm/s之间。其余区域地表下是一层厚10m～20m的透水层，该透水层一直延伸至下游不透水层下方，所以必须采用人工防渗，本设计采用1.5mm不透水布进行底部防渗。在人工防渗与自然防渗交界处，不透水布下方的潜水有可能由此进入库区，库区的渗滤液也有可能由此侵入地下水。为此先开挖一条约1.0m的淤泥带，将不透水布延伸到淤泥层上，再覆盖一层1.0m厚的淤泥层和0.5m的粘性粉土。为了防止场外雨水通过截洪沟下方进入场内，不透水布一直铺至截洪沟内侧墙体上缘。
在填埋场适当位置设场内雨水引流沟和引流管，截流填埋初期暂不使用区域的表面径流，引至泄洪渠。
3 渗滤液产量的确定
以填埋场为主体，根据进出物料平衡，渗滤液产量可以用式(1)表示：
Q=(I+G+W-S-E)×A (1)
式中Q——渗滤液水量；
A——填埋场汇水面积；
I——降雨量；
G——单位面积地下水渗入量；
W——单位面积垃圾及覆土的含水量；
S——单位面积地表径流量；
E——单位面积自然蒸发量。
计算暴雨时的渗滤液水量，可以忽略垃圾及覆土的含水量和自然蒸发量，因为暴雨往往发生在雨季，在暴雨到来之前，垃圾填埋场中垃圾的含水量已基本饱和。此时的渗滤液水量可以近似用式(2)表示：
Q=(I+G-S)×A (2)
在非雨季，(1)式的各种因素都应充分考虑，并结合相关因素经试验确定水量。由于影响因素多为自然因素，故不同地区计算的方法和结果相差很大。
4 渗滤液处理技术
渗滤液的组分比较复杂，与垃圾成分、填埋场的土壤组分和填埋场使用年龄有关，主要污染物是有机污染物、氨氮、磷、重金属等，CODCr可达几千至上万mg/L，pH值一般在6.5～7.8间。
渗滤液的量与降雨量直接相关，一般来说降雨量越大，渗滤液量也越大，且随季节、气象等因素的变化很大。
渗滤液中有机污染物浓度很高，要达到排放标准，CODCr的总去除率一般要高于99%，采用常规处理工艺无法达到要求。目前国内各垃圾填埋场中的渗滤液处理能达到二级排放标准的运行实例极少，也没有一种经典、成熟的处理工艺。
结合本工程设计，我们进行了大量的调查及研讨，总结国内外各种城市垃圾填埋场渗滤液处理经验，认为渗滤液处理宜采用厌氧、好氧相结合的处理方法。浙江省某城市垃圾填埋场的渗滤液处理采用如下工艺流程：
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渗滤液调节池调蓄雨季渗滤液水量，使之均匀送入后续污水处理设施，另外还起到浓度的均化调节和初步的厌氧处理作用。本设计调节池有效容积根据当地雨量统计数据，按连续3个月下雨产生的渗滤液产量，经过雨量平衡计算确定。
垃圾渗滤液中含有一些不能被好氧微生物降解的物质，因此仅仅通过好氧生物处理是难以达到处理标准的，国内外的工程实例已证明了这一点。厌氧处理和用强氧化剂氧化是提高这些物质可好氧降解性的有效途径，而厌氧处理的成本较低。在渗滤液处理中厌氧段的处理效果对总的处理目标是至关重要的。为了提高厌氧处理效果，本工程采取了一些强化措施。在池中投放无剩余污泥悬浮填料，池底设潜水搅拌器。厌氧池的设计负荷为1.5kgCODCr/( m3·d)，填料投加量为池容的25%。
本工程采用二级好氧处理，第一级利用活性污泥的吸附吸收作用，迅速去除有机物，采用的负荷为1.2kgCODCr/(m3·d)，停留时间为24h。第二级为延时曝气，使污水进行硝化作用，采用的负荷为0.8kgCODCr/( m3·d)，停留时间为15h。沉淀池用于去除好氧段出水的污泥，降低悬浮物浓度和CODCr浓度。
渗滤液中含有大量的细菌和病原体，排放前需进行消毒处理。本工程采用液氯或次氯酸钠，加药量随季节调整。渗滤液处理产生的污泥量较小，经适当浓缩后，抽回至垃圾填埋场处置。
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