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垃圾填埋的要求范文1
中图分类号:TU976 文献标识码: A
垃圾卫生填埋场的概述
1、垃圾卫生填埋场典型结构型式
垃圾卫生填埋场主要由防渗系统、渗沥液收集处理系统、填埋气体收集利用系统、终场覆盖系统及环境监测系统等组成。填埋场防渗工程要求天然土层渗透系数不应大于1.0 X 10-7cm/s,且场底与四壁衬里厚度不应小于2m,如天然沉积土层不能满足上述要求时,则考虑采用人工合成衬里,包括单层衬里和双层衬里,对地下水较为贫乏、防渗要求较低的情况下,可以考虑单层衬里。
2、垃圾卫生填埋场的分类
随着卫生填埋处理技术的不断提高,填埋场分类种类也比较多。从拟建垃圾卫生填埋场场地所处地形地貌上来说,可以分为平原型填埋场、山谷型填埋场、坡地型填埋场和滩涂型填埋场;从垃圾反应降解机制上可分为厌氧型填埋场、好氧型填埋场和准好氧型填埋场川;从填埋场的建设规模和日处理能力上分为I、II、皿、III四个等级。
3、垃圾卫生填埋场选址原则、程序
针对卫生填埋处理垃圾的特点,卫生填埋场选址应遵从安全、经济的原则,在地下水供水水源及补给区、洪泛区、泄洪道、活动构造带及距离居民点、河流湖泊、机场过近时,不能建立填埋场。填埋场选址时按照顺序进行,先根据城市总体规划、区域地形、工程地质和水文地质资料初定多个候选场址;然后通过资料进一步搜集、踏勘,对场地的地质条件、自然地理条件、水文条件、气象条件、交通条件、覆盖土源及场址周围的居民情况等对比分析,确定不少于两个的预选场地,最后对预选场地各方面指标比对,提出首选方案,经过地形测量、初步勘察和初步方案设计,完成选址可行性研究报告,通过审定后确定场址。确定场址以后则要进行场址详细勘察工作,提供岩土工程勘察报告。
垃圾卫生填埋场勘察中应重视问题
由于垃圾填埋场的特殊性, 勘察除按一般规定的要求进行外, 需对地层、地质构造、边坡稳定、填埋场地基土的承载力及大面积超载固结沉降和变形进行专门的研究。
1、地层
勘测应查明作业区内地层的岩土名称、地质年代、层序、产状、厚度、成因类型、岩性岩相特征以及接触关系, 查明上部掩盖土的成因类型、颗粒组成、厚度及散布范围。应特别注意垃圾坝范围内的软弱夹层和粗粒砾石层的勘查。
2、地质构造
勘测应知道作业区构造的轮廓, 经历过的构造运动性质和年代, 各种构造踪迹的特征、主要构造线的展布方向等, 查明代表性岩体中原生构造面及构造结构面的产状、形状、性质、范围、密度及其切割组合关系。关于贯穿库区及坝基的断层,应查明其产状, 延伸的长度及深度, 特别是断层带的宽度和断层破碎带的密实性, 破碎带的填充物性质。前期的断层破碎带通常填充有岩脉, 破碎带极为密实, 晚期的断层破碎带除断层角砾和断层泥外尚存在许多空洞, 变成地下水运移的通道。与断层类似,贯穿库区及坝基的严密摺皱, 接近核部的区域, 因为岩层变形大, 层间滑脱、纵向断层等空间较大, 是透水性极强的通道。地质构造带的透水性可通过抽水实验或注水实验确定。
3、填埋场地基土的承载力和变形
废物填埋场的勘测除了提供垃圾坝、运送道路、污水处理设备、运营办理用房等构筑物地基作出评价外, 还需对填埋场地基土的承载力和在废物堆填的荷载效果下的变形特性作出评价。因为变形量的差异, 会引起堆体的部分水平向活动, 当上部堆填的荷载差异大,排水体系作业不畅时, 这种水平向活动会进一步加大。地基土和废物土的变形, 会极大地影响防渗系统的可靠性, 严重时能致使排水系统及防渗系统失效。
三、垃圾卫生填埋场岩土工程勘察分析
1、垃圾卫生填埋详细勘察目的、方法
填埋场详勘阶段主要目的是查清场地的综合地质条件,为填埋场的施工设计提供依据和合理化建议。首先进行区域地质调查,目的主要是查明填埋场区的自然地理条件、区域工程地质、水文地质、构造地质、地震地质及区域气象条件,调查范围要大于填埋场范围,查明填埋场一旦出现污染所能影响的场地。其次进行综合物探。综合物探一般运用地质雷达或地震法从宏观上查明拟建场区工程地质、构造地质和水文地质等条件。再次,钻探工作则是为了更加精确的要查明拟建填埋场受压深度范围内的地层、岩性和构造等地质条件和地下水的赋存特征、变化规律的水文地质条件,岩土层的物理力学性质条件。
2、垃圾卫生填埋详细勘察钻孔与试验布置原则
1)钻孔布置原则。勘探点深度满足稳定性评价和渗透性评价的需要,一般情况下控制性勘探钻孔深度为预计填埋高度的1.5倍,一般性勘探钻孔深度为预计填埋高度的1倍。控制性勘探点为总数的1/4—1/3,在每条剖面线上不少于2—3个控制性勘探点。钻探点一般要布置在拟建场地地貌单元边界线、地层分界线及地质构造线上,如果地质界限不明显时,可以考虑按一定的钻孔间距、钻探线间距均匀布置,但要注意勘探线平行于或垂直于填埋场的堆填高度等直线,针对场地复杂条件,填埋场详细勘察勘探线、勘探点间距可见下表1:
填埋场详细勘察勘探线、勘探点间距 表1
场地类型 依据指南 依据规范
勘探线间距 勘探点间距 勘探点间距
复杂场地 30-50 30-50 30-50
中等复杂场地 50-70 50-70 50-100
简单场地 70-100 70-100 不少于5个
2)试验布置原则。布置试验的目的主要有两点:一是为验算地基承载力、边坡稳定性和设计深基坑支护结构、地基强度分析和差异沉降分析提供参数,确定和评价基础的沉降性。二是测定地层的渗透性,评价土层的渗透性能否满足防渗要求。
填埋场岩土工程勘察涉及的室内试验除常规物理力学试验以外,一般还包括静三轴试验、高压固结试验、回弹再压缩试验、无侧限抗压强度试验、渗透试验及水、土的腐蚀性、毒性试验等。原位试验除常规的标准贯入试验、重型动力触探试验,还有抽水试验、压水试验及载荷试验等。
垃圾卫生填埋勘察钻孔回填问题
填埋场勘察中,勘探钻孔的回填有着严格的要求,既要满足防渗的要求,还要满足承载力的要求,同时不能过硬,以免在填埋场基础沉降过程中,对膜下保护层和土工膜产生刺入破坏。保证回填后钻孔中的材料的力学性质与周围土体也尽可能相近,目前钻孔回填方法主要有水泥粘土浆、水泥砂浆、水泥水玻璃浆灌浆及分段回填等。
结束语
总而言之,垃圾卫生填埋场岩土工程勘察可以非常准确的反映填埋场的地层、岩性和构造等地质条件和地下水的赋存特征、变化规律的水文地质条件,岩土层的物理力学性质条件,对保证垃圾场安全运行,防止事故发生起着非常重要的作用。因此,主管部门应加强对垃圾填埋场岩土工程勘察的重视度,以此来实现城市的可持续发展。
参考文献
[1]赵剑.垃圾填埋场的工程地质勘察[J].科学与财富.2010年
垃圾填埋的要求范文2
一、目标任务
按照减量化、资源化、无害化的原则,采用“村收集-简易填埋”或“户集-村收-乡运-县处理”的模式,因地制宜,立足当前,着眼长远,科学规划,统筹安排,分步建设,实现乡村垃圾集中收集、及时清运、无害处置、综合利用目标,使乡村环境卫生面貌得到明显改善。
年9月上旬以前,完成年10个新农村建设试点村中9个垃圾填埋点的建设任务
二、工作原则
乡村垃圾无害化处理,要始终坚持从实际出发,按照“实事求是、因地制宜,政府引导、群众自愿,综合规划、科学帮扶”的原则,有组织、有计划、有重点、有步骤地整体推进。
三、工作重点
(一)规划编制。按照市政府《关于要求编制县域垃圾处理设施布局专项规划的通知》要求,协助县建设局编制好乡村垃圾无害化处理设施布局专项规划。
(二)项目建设。乡村垃圾处理设施建设选址应在当地夏季主导风向的下风向,交通方便,不影响饮用水源的地方。填埋点库容应保证使用3-5年。乡村垃圾无害化简易填埋点建设总体可分为:填埋坑、集液池和分解池三个部分。项目建设由镇村负责统一建设或自然村按要求自行建设,也可以相邻自然村联村共建。建设规模可按村庄大小和垃圾量的多少来设定,一般不少于30立方米。要求做到设施布局合理、规模切实可行、技术经济适用。
(三)环保达标。1、垃圾填埋点建设要有防渗设施;2、填埋点要有渗滤液导排和收集处理系统;3、垃圾要分层填埋,即一层垃圾一层土;4、填埋点要有防雨措施和四周排水系统。
(四)长效管理。一要实行垃圾分类。乡村生产、生活垃圾要求逐步实行分类投放、收集和运输。各地要宣传教育村民对可回收和不可回收生活垃圾进行分类存放。集镇和试点村要合理设立垃圾箱或垃圾窖,禁止随意倾倒或抛洒生活垃圾。二要建立多种机制确保垃圾有人管理和运送。乡村垃圾处理费(清运费)可由村委会牵头,村民理事会以“一事一议”方式制定标准和办法,也可采取村民出工、轮流负责等“以工代缴”方式承担垃圾处理和清运义务。三要建立完善乡规民约和村民自治的长效机制,加强日常管理,实行村民自治。
四、工作措施
1、资金补助。年垃圾填埋点建设资金,采取“以奖代补”的形式,一是从新农村建设直接统筹资金中,确定每个点4000元用于垃圾填埋场项目建设;二是县财政补助。经县新村办、县环保局等部门验收合格后,县财政按每个垃圾填埋点补助1000元标准进行奖补。
垃圾填埋的要求范文3
关键词:城市生活垃圾;填埋;大气污染;噪音污染;水污染
中图分类号:X2
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)04-0089-01
目前,城市生活垃圾的处理方式主要有堆肥、焚烧、填埋三种。堆肥方式,对垃圾分类要求高,部分垃圾还需要用其他方式处理,而且单一堆肥方式处理不彻底,堆肥质量差,缺乏推广价值。焚烧方式,占地少,无害化程度高,更可以综合利用于发电、供热等,但是投资规模大、技术要求很高。最终,中国资金、技术的现状和垃圾的固有特点决定了目前国内垃圾处理方式以填埋为主。
填埋可分为简单填埋与卫生填埋两种方式。其中,卫生填埋具有处理量大、安全性高、二次污染性低等优势,得到了越来越广泛的推广。但是,卫生填埋也存在诸多污染问题,填埋过程中产生的大量污染物,如不妥善处理,也会对周围的水、大气和土壤造成严重污染。
垃圾填埋场首先占用了宝贵的土地资源。在运营过程中又必然产生诸如恶臭、渗滤液等污染因素,污染土壤、大气及地下水。在封场之后,由于渗滤液的产生,将持续对周边环境产生污染。事实上,城市生活垃圾填埋所引起的环境问题是多方面的。
1 占用土地资源
以北京为例,随着经济发展,北京已迈入国际特大城市行列,人口达到1800万,接踵而来的就是垃圾量的激增。目前,北京每年填埋垃圾至少需要占用500亩的土地,现在征用填埋用土地正变得越来越艰难。
2 土壤污染
填埋之后,垃圾中含有的大量电池、塑料、玻璃等物质会直接进入土壤,对周围土壤环境构成严重污染,其中废电池污染最为严重。日常使用的电池是靠化学腐蚀作用产生电能的,而其腐蚀物中含有大量的重金属污染物,如镉、汞、锰等。废电池填埋之后,有毒物质会慢慢从电池中溢出,进入土壤或水源,最终对人体健康造成严重危害。
3 大气污染
城市生活垃圾中有50-60%的易腐性有机物,它们能在短短的数小时之内自行降解,同时散发出硫化氢、氨、苯、丙酮等多种令人厌恶的臭味气体,污染周围环境。
在填埋场区,大量垃圾露天堆放,臭气冲天,同时由于发酵等作用产生大量甲烷、氨、氮气、硫化物等污染物向大气释放。其中,仅有机挥发性气体就达100多种,含有许多致癌、致畸性物质。
4 噪音污染
噪音污染主要来源于填埋场车辆及机械工作所产生的噪音。主要包括:垃圾运输车进出的交通噪声;填埋机械发出的工作噪声;渗滤液废水处理站的鼓风机和水泵的噪声等等。
经有关部门测量,垃圾填埋场的噪音音量在60-90分贝之间。而按照国家标准规定,住宅区的噪音,白天不能超过50分贝,夜间应低于45分贝,若超过这个标准,便会对人体产生危害。若长期在80分贝以上噪音环境中生活,耳聋者的比例可达50%。
5 水污染
垃圾填埋对水产生的污染主要来自于垃圾渗滤液。渗滤液是垃圾在堆放、填埋过程中由于发酵、雨水淋刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出的污水。
具体来讲,渗滤液来源于四个方面:一是垃圾本身所带水分;二是垃圾中有机物分解产生的水分;三是进入垃圾填埋场的降水和地下水;四是地表径流。其中,降水和地下水以及垃圾自身含水是决定渗滤水产生量的主要因素。
渗滤液是一种含有多种污染物的高浓度废水,主要污染物是难降解有机物和重金属离子。它的产生会对周边地区环境造成十分严重的影响。
6 封场后的污染
填埋场在填满垃圾之后,均会采取封场措施。但是,填埋在地下的大量垃圾的生物分解过程将会持续很多年,期间将会产生大量废气和垃圾渗滤液,继续污染周围环境。最典型的一个例子是位于广州市白云区太和镇大源村的老虎窿填埋场,该填埋场是广州封场较早的垃圾填埋场,封场至今已经8年,但是填埋场流出的垃圾渗滤液仍持续渗出进附近水体,直接影响了广州江村水厂取水口的水质。
截至目前,全国正在进行和已封场的垃圾填埋场共935个,设计库容量23.4亿立方米,已填埋容量6.6亿立方米。而在这935家垃圾填埋场中,没有采取防渗措施(防止垃圾污染土壤和地下水)的竟然占到了34%,没有采取雨污分流措施的也达到了39%。有关部分的监测结果表明:目前,全国尚无一家城市生活垃圾填埋场所排放的污染物全部指标均能达到国家标准。总而言之,中国垃圾填埋场污染问题相当严重,已经到了不得不规范和惩治的时刻。
垃圾填埋的要求范文4
【关键词】 填埋法;塑料降解;废物利用
一、塑料垃圾排弃的现状及处理
我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一,花样繁多的塑料制品已渗入到当今人类社会的各个方面,它既为人类生活提供了方便,成为了人类生活的必需品,又为人类社会带来了越来越严重的环境污染问题。目前我国固体塑料废弃物的处理方式中,填埋处理占处置总量的90%以上。运用现代化科技、现代管理方法发展填埋作业技术,不断地进行高位填埋技术的探索和研究。
填埋技术作为塑料生活垃圾的传统和最终处理方法,也是垃圾处理的最终程序。无论采用何种方式、流程处理垃圾,最终都要采用填埋作为处理手段,如焚烧最终要产生灰渣,堆肥仅可以处理可生物分解的有机物,都有无法处理的废物产生,都要用填埋来解决其最终出路。所以,垃圾填埋是垃圾处理流程中必不可少的一个环节。因此,填埋也被称为最终处置或填埋处置。
目前,我国采用的填埋构造基本是厌氧填埋。这种填埋构造与准好氧填埋的主要设计差别是渗滤液收集排出系统的差异。前者要求密封,不允许空气进入,因而渗滤液集排水系统出水口有水封,而且也不考虑排水管道的空气流动空间;后者正好相反,出水口不能封住,要保证空气进入,而且管道上部要保证空气流动的空间。准好氧卫生填埋可以保证在填埋场内部存在一定的好氧区域,特别是在渗滤液集排水管和排气管周围存在好氧区域,以使渗滤液可以得到处理和加快填埋场内部垃圾的分解稳定速度。
二、塑料垃圾块体填埋法的好处
塑料垃圾块体填埋法是将垃圾压块体分区分类堆砌填埋处理处置方法的简称。这种方法是先将经过分选回收后剩下的城市生活垃圾废弃物分类粉碎、脱水、消毒与粘土搅拌,然后压缩成带有气、液溢出孔的垃圾块体,集中运往垃圾填埋场,并将不同属性的垃圾块体,分区分层予以堆砌填埋。它集回收、堆肥、焚烧、填埋为一体,是一种从实际出发、因地制宜的垃圾综合处理方法。如通过粉碎、脱水、压成块体后的厨余垃圾,既可用作堆肥,也可作为燃料焚烧发电,也可直接予以填埋。和现有方法比较,垃圾块体填埋法有如下“六化”的特点:(1) 以社区为单元的垃圾源头分类投放、收集和预处理,使垃圾分类化;(2) 有用物资的回收利用,使垃圾最大限度的资源化;(3) 经过粉碎、脱水、压缩打包使垃圾最大限度地减量化;(4) 经过消毒、分类堆砌有助于垃圾填埋场地的分类管理和安全监控,使垃圾处理基本无害化;(5) 回收、堆肥、焚烧、填埋为一体,使垃圾处理综合化;(6) 填埋场复垦与开发利用,使垃圾处理环保化。
三、塑料垃圾块体的制作与要求
按照垃圾块体分类堆砌填埋处置法的工艺流程,这种填埋方法要经过以下四步操作:
(1) 垃圾的分类粉碎:先将经过集中分选,取出可再生利用之物后剩下的废弃之物,按其混杂的物质成分分成可燃物和不可燃物两类,然后分别将其置于专用的粉碎机中,粉碎成直径≤2cm的粉碎物,以利于垃圾的减容、脱水、消毒与粘结、压缩打包。
(2) 垃圾粉粹物的脱水、消毒:采用挤压脱水的方法,将两种不同类型的垃圾粉碎物分别予以脱水处理,使其含水量
(3) 消毒处理后的垃圾粉碎物胶结并压缩成块体:在通过消毒处理后的垃圾粉碎物中,加入相当总量5%-10%的粘土并搅拌均匀,然后将其置于压缩打包装置中,压缩成带有1~3个上下贯通的气、液排出孔的正方形或长方形块体,气、液排出孔的值800~1 800kg/m3。这样做,一是为了减少垃圾的体积,便于贮运和堆砌掩埋,二是为了有利于渗沥液和块体中易燃易炸气体的排放与收集处理和利用。
(4) 垃圾压缩块体的堆砌填埋:即将运至填埋场的垃圾压缩块体,按其不同的种类,分区分层分别堆砌在经过防渗处理并按网格状方式设置了气、液集中收集系统的填埋场的不同区段,直至达到预定的设计标高后,铺上50~120cm的粘土予以封场,以备日后复垦与开发利用。
【参考文献】
[1]吴玉岸,董锁成.当代城市生活垃圾处理技术现状与展望[J].城市环境与城市生态, 2001,114(1)
[2]姚海林,吴文,刘峻明等.城镇生活垃圾的消纳处理方法及其利弊分析[J].岩石力学与工程学报,2003,22(10)
[3]吴文,冯其林,杨春和. 城市垃圾处理与矿山复垦新技术[M].武汉:湖北科学技术出版社,2003
垃圾填埋的要求范文5
关键词:浓缩液;回灌;填埋体;水位;稳定
中图分类号:TU411 文献标志码:A 文章编号:1674-4764(2012)02-0126-06
Effect of Concentrated Leachate Recirculation on Leachate Level and Slope Stability of Municipal Solid Waste Landfill
ZHAN Liang-tong1, LAN Ji-wu1, DENG Lin-heng1, LV Guo-qing2, CHEN Yun-min1
(1. MOE Key of Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, P. R. China;
2. North China Municipal Engineering Design & Research Institute, Tianjin 300074, P. R. China)
Abstract:260 tons concentrated leachate per day is produced at the leachate treatment plant at Changan landfill, which is considered to be recirculated into the landfill of municipal solid wastes. The effect of leachate recirculation on the slope stability of the landfill should be evaluated. The results from engineering geology and hydrogeology survey were firstly presented. Three-dimensional unsaturated-saturated seepage analyses were carried out by using GMS software to predict the change of leachate level as a result of the leachate recirculation. Based on the leachate levels and pore-water pressures obtained from the seepage analyses, slope stability analyses were carried out to evaluate the safety of the landfill. Some control measures were proposed to eliminate the adverse effect of leachate recirculation on the landfill safety. The analyses indicate that the factor of safety (FS) for the landfill with the current leachate level is slightly greater than the safety requirement (FS=1.3), and the current leachate level happens to be the critical level. Direct leachate recirculation will result in a significant rise in leachate level, which will cause a significant decrease in the landfill safety. The landfill is likely to fail after a direct leachate recirculation. If the leachate recirculation is executed after the current leachate level is lowered down by 3 m and the resultant leachate level will be lower than the current leachate level, the landfill can remain safe. Vertical pumping wells are proposed to implement the drawdown work, and if 45 wells are used and pumping is conducfed for 3 mouths, the leachate level will decrease by 3 m, which meets the safety requirement.
Key words:concentrated liquid; leachate recirculation; landfill; leachate level; stability
中国2008年修订的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)[1]提高了生活垃圾填埋场污水排放标准,填埋场渗滤液处理后须满足二级污水排放要求,《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范(试行)》[2]推荐采用纳滤和反渗透作为渗滤液的深度处理工艺。这2种工艺产生的浓缩液具有污染物浓度高、难处理的特点,现有处理方法包括蒸馏、固化、焚烧、回灌等。其中浓缩液回灌处理是在渗滤液回灌的基础上发展起来的,能有效降低浓缩液中污染物浓度,同时加速填埋体生物降解的稳定化过程[3-4],是一种较为先进的处理方法。欧美发达国家从20世纪90年代开始了浓缩液回灌工艺研究及工程应用,例如,德国从1986年开始尝试浓缩液回灌填埋场,目前约有15座填埋场采用浓缩液回灌工艺。1997年哥伦比亚Dona Juana填埋场实施渗滤液回灌时填埋体发生了失稳事故[5-6],实施回灌工程时垃圾填埋体的稳定性开始得到重视[6-8],中国许多垃圾填埋场渗滤液水位较高,填埋体存在安全隐患[9]。因此在实施浓缩液回灌之前,必须评估回灌对垃圾填埋体稳定的影响。
成都长安垃圾填埋场渗滤液反渗透处理工艺日产260 t浓缩液,拟在填埋场回灌处理。由于垃圾填埋体内现状渗滤液水位较高,浓缩液回灌可能会导致水位进一步上升,威胁垃圾填埋体稳定安全,故开展该填埋场回灌工程的安全性及可行性评估工作。首先进行该填埋场工程地质与水文地质勘查,然后利用GMS软件进行垃圾填埋体非饱和-饱和三维渗流分析,模拟和预测了浓缩液回灌前后填埋体内渗滤液水位变化;基于渗流分析结果,利用Slope/W软件分析了浓缩液回灌对垃圾填埋体稳定性的影响,并提出回灌工程安全稳定控制措施。
1 场地工程地质与水文地质条件
如图1所示,成都长安填埋场为山谷型填埋场,场底地形为U形山谷,谷底峡口设置高约30 m的浆砌石垃圾坝,坝顶高程为598 m,坝底设置有垂直防渗帷幕,深度18 m。该填埋场典型填埋剖面及场底地质剖面如图2所示,垃圾填埋体自下游垃圾坝起始直到上游680 m高程,形成了一个约80 m高的垃圾填埋体边坡,其中630~650 m和650~680 m两个高程间陡坡坡度分别为1∶0.9、1∶1.6。现场勘察时680 m高程平台仍在填埋作业。现场钻探表明填埋体物质组成主要为城市生活垃圾,地表下约0~4 m内垃圾较为干燥,降解程度低;4 m以下垃圾降解程度较高。场底主要分布第四系坡积土,谷坡处厚度为0.3~2.5 m,谷底处厚度为1.5~5.2 m。坡积土下覆土层为侏罗系蓬莱镇组泥质类岩石,渗透系数介于1.0×10-8~1.0×10-7 m/s,形成相对隔水层。
图1 现状地形示意图
根据现场水位监测结果,该填埋场内渗滤液水位较高,现状渗滤液水位线如图2所示,上游680 m高程平台局部水位埋深只有1~3 m,陡坡处水位埋深大,在650 m高程处及610 m高程下游坡体发现有渗滤液溢出。
图2 典型地质剖面图
2 现场渗滤液回灌试验
为了研究回灌可行性,笔者在680 m高程平台上开展回灌试验。由于当时渗滤液处理厂还未建成,没有浓缩液,因此利用该场高浓度的渗滤液进行回灌试验。试验采用回灌塘方式,回灌塘平面尺寸为6.0 m×6.0 m,深度约为1.8 m。试验过程中回灌塘内渗滤液水位高度维持在1.0~1.8 m,当渗滤液入渗导致塘内水位下降至1.0 m即补充渗滤液至1.8 m高度。每日补充到回灌塘内的渗滤液总量即为日回灌量,同时在回灌塘周边布设水位监测井监测周边水位上升情况。其中2个回灌塘的日回灌量时程曲线见图3,可见初期日回灌量大,4 d后日回灌量趋于稳定值,介于28~30 m3/d。日回灌量稳定值反映了浅部垃圾的渗透性,由Green-Ampt公式估算垃圾体饱和渗透系数Ks约为7.5×10-6 m/s。
图3 日回灌量变化曲线
3 回灌前后填埋体中水位模拟与预测
填埋体中渗滤液水位模拟与预测采用GMS(Groundwater Modeling System)软件中Femwater模块,Femwater是三维饱和非饱和多孔介质中渗流分析有限元软件,它拥有强大的前后处理功能,能方便的利用地形及地层信息生成三维数值模型。渗流分析中暂不考虑垃圾体及渗滤液自身压缩性与渗滤液中化学溶质对渗流的影响,并假定垃圾填埋体为各向同性介质。Femwater模块中非饱和饱和渗流控制方程:
kw2hx2+2hy2+2hz2+kwxhx+kwyhy+
kwzhz+q=Fht(1)
式中:h为总水头,是位置水头和压力水头之和;kw为非饱和渗透系数;q为汇源项,如降雨补给量、回灌量等;F为储水系数,可从介质的土水特征曲线获得。
垃圾水力参数见图4,暂不考虑浓缩液对水力参数的影响,土水特征曲线参照中国类似组分垃圾的测试结果[9],并采用van Genuchten公式拟合得特征参数值:θs=0.59,θr =0.25,α=4.62,n =1.456;由土水特征曲线与现场回灌试验得到的垃圾饱和渗透系数计算垃圾非饱和渗透性曲线[10],如图4(b)所示。三维渗流分析模型见图5,填埋体顶面为现状填埋面,面积约20.6万m2,填埋体底面为泥质类岩石,填埋体最大厚度约60 m,全场共划分3 594个三棱柱单元。
3.1 现状渗滤液水位模拟
根据水文地质勘查结果确定模型的边界条件:上游680 m平台处水位埋深约为1~3 m,因此模型西侧边界ABC段和南侧CDE段均设为定水头边界。其中AB段总水头值为地表高程减去1 m,即水位位于地表下1 m;BCDE段总水头边界值为675 m。由于渗滤液在610 m左右高程处溢出,故东侧边界按溢出点划分为2段,GH为溢出段,设为定水头边界,总水头值等于节点高程;HE段设为不透水边界。模型北侧和模型底面为不透水边界。指定模型顶面允许最大积水深度为零,此边界条件含义为:迭代过程中当顶面处的节点的孔压为零时,软件自动将此节点的边界条件重置为定水头边界,总水头值等于节点高程。考虑到现状渗滤液水位是填埋体长期渗流的结果,采用稳态渗流分析模拟现状水位。
图6 流速矢量图
填埋体稳定渗流分析得到的流速矢量图(图6),1-6号剖面为下文垃圾填埋体稳定分析剖面。可见渗流场主要分布在2-5号剖面之间,这与填埋场底部为中间低两侧高的山谷地形有关,此区域垃圾体厚度大导致渗滤液汇集。图中W1、W2、W3三点实测水位埋深分别为2.3、3.2 m和4 m,模拟水位埋深为3.6、4.7、3.6 m,模拟结果与实测结果比较一致。
剖面1、3、6现状水位线分布见图7,可见剖面1渗滤液在630 m高程溢出,3号剖面在650 m和630 m高程2处溢出,6号剖面溢出点高程为650 m,与实际情况相符。对比3号剖面与图2中水位分布,可见在680 m平台上模型西侧水平距离为0~100 m内的填埋体模拟水位与实测水位差别较大,但下文稳定分析表明该填埋场危险滑动于620~650 m高程,此处局部水位差异对稳定分析影响可以忽略。
在3号剖面上取A、B两点绘制孔隙水压力随深度分布图,这两点分别位于680 m和650 m高程,距垃圾体上游为160 m和320 m,如图8所示,可见两点水位埋深分别为17.2、7.4 m,由于分析中假定填埋体各向同性,水位线上下的孔隙水压力均随深度呈线性减少,呈静水压力分布模式。
3.2 浓缩液直接回灌后水位上升预测
从稳定安全考虑,渗滤液回灌区域设置在680 m高程平台西南侧2/3区域,距填埋体陡坡顶有35~65 m的距离,如图5中BCDF所围成区域,面积约40 800 m2。设计回灌总量为260 t/d,回灌模拟分析时假设渗滤液均布在回灌区域,即在BCDF区域内施加定流量边界条件,单位面积入渗量为6.37×10-3 m/d,模型其它边界条件同前。考虑到渗滤液回灌的长期性,采用稳态渗流分析预测直接回灌后水位上升情况。
在现状水位条件下直接实施回灌后渗滤液水位线分布见图7,可见,填埋体内水位均有明显上升,1-6号剖面水位最大上升高度分别为:2.2、2.2、3.2、3.8、4.54、3.66 m,1-4号剖面水位上升最大处位于为650 m平台附近。各剖面水位上升规律为:680 m平台水位上升约1.3~2.0 m,其余高程点水位上升程度随高程减小而增大,渗滤液溢出点位置明显抬升。浓缩液直接回灌后A、B两点孔压随深度变化曲线见图8,A、B两点水位上升高度为2.0 m和3.2 m。回灌前后孔压对比表明B点孔压上升较A点明显。回灌工程对650 m平台水位影响更明显。
3.3 先降水再回灌后水位上升预测
上述渗流分析结果表明在现状水位条件下直接实施回灌后渗滤液水位上升明显,下文稳定分析表明该回灌方法不能满足填埋体稳定安全控制要求。 通过研究,笔者建议了采取以下措施来解决回灌工程安全问题:预先将全场渗滤液水位降低3 m,然后再实施回灌,并且回灌期间持续实施降水。笔者对此工况进行渗流分析预测全场降水3 m后再回灌可能导致的水位上升情况,渗流分析模型与边界条件类似于3.2节,只是改变ACE和GH段的定水头边界值来模拟全场水位降低3 m,即将ACG和GH段总水头值降低3 m。同样采用稳态渗流分析。
预先降水3 m再回灌后水位上升情况见图7,可见此工况的水位低于现状水位,渗滤液溢出点位置有所下降。6号剖面的680 m平台局部水位高于现状水位,但上升程度明显低于渗滤液直接回灌的工况。
3.4 渗滤液水位迫降措施
为了实现回灌前将渗滤液水位迫降3 m的要求,根据相关工程经验,建议采用竖井抽排渗滤液降水。根据场底地形条件及上述的渗流场模拟结果,建议在680、650、630 m高程平台各布置15口竖井,680 m高程竖井间距为40 m,从平台边缘起呈正方形排列,井深为10 m;650 m和630 m高程的竖井布置在2-6号剖面之间,沿等高线呈单排布置,间距取10~15 m,井深为8 m,竖井设计抽水量取24 m3/d[11]。根据填埋体渗流分析结果,采用上述设计时预计在3个月内可将全场水位降低3 m。水位下降3 m后可实施浓缩液回灌,回灌过程中630 m和650 m高程的30口竖井应持续工作以控制填埋体边坡中水位。竖井结构设计及施工必须采取防淤堵措施,保证其长期有效性。
4 回灌对垃圾填埋体稳定性影响分析
采用Geoslope软件进行垃圾填埋体稳定性分析,图9显示了具有代表性的3号剖面的分析模型。根据现场勘察结果,模型中填埋体分为4 m厚的浅层垃圾,4 m以下为深层垃圾;土层包括3 m厚坡积土和泥质类岩石。各土层的材料特性参数如表1所示,城市生活垃圾抗剪强度特性复杂,与垃圾组分、应变水平及龄期有关[9],强度参数变化大。目前美国推荐的垃圾强度取值为:深度0~4 m内,c=24 kPa,φ=0°;4 m以下,c=0 kPa,φ=33°;英国推荐取值为:c=5 kPa,φ=25°。从该填埋场钻探取样的三轴剪切试验结果表明:该场填埋垃圾的c值介于18~61 kPa,φ值介于21.9°~29.5°。参考类似工程经验,分析垃圾强度的参数取值如表1所示,表中其它材料强度参数取值来自地质勘察报告。
填埋体稳定分析剖面包括图6中1-6号剖面,其中3号剖面如图9所示。模型中渗滤液水位线采用上述两种工况条件下水位模拟结果,即现状水位和浓缩液直接回灌后水位。利用Slope/W软件搜索危险滑动面,采用Morgenstern Price法计算安全系数[12]。填埋体稳定安全评价标准采用填埋场工程常用的稳定安全控制标准:即整体稳定安全系数Fs≥1.3,局部稳定安全系数Fs≥1.1。
在现状水位下3号剖面的潜在滑动面及对应的稳定安全系数见图9,可见,在现状渗滤液水位条件下,填埋体整体稳定安全系数Fs=1.308,滑动面穿过垃圾体底部,属于深层滑动;局部稳定安全系数Fs=0.867,滑动面位于650 m高程的陡坡处,属于浅层滑动,可通过削坡处理解决该局部稳定问题。其它剖面的稳定分析结果见表2,表明现状水位条件下垃圾填埋体恰能满足稳定安全控制要求,现状水位线即为安全控制水位。
如前所述,渗滤液直接回灌后水位明显上升,对应水位条件下填埋体稳定分析见表2,可见整体稳定安全系数明显降低,尤其是2、3号剖面从1.358、1.308分别降到1.028、1.059,明显低于整体稳定安全控制要求的Fs≥1.3;局部稳定安全系数也降低,3-5号剖面低于局部稳定安全控制要求Fs≥1.1,因此浓缩液直接回灌填埋体的安全储备不足,在现状高水位条件下不宜实施直接回灌。如前所述,如果预先将全场渗滤液水位降低3 m后再实施回灌,回灌后水位低于现状水位,垃圾填埋体能够满足稳定安全控制要求,因此上述的先降水再回灌的措施具有安全性,可以实施。
5 结 论
根据成都长安填埋场的现场勘查、填埋体渗流分析和边坡稳定性评价结果,得到以下结论及建议:
1)该填埋场现状渗滤液水位高,多数区域埋深只有1~3 m。若直接实施浓缩液回灌,回灌后全场渗滤液水位明显上升,各剖面处上升幅度达2~5 m。若预先将全场水位降低3 m后再实施浓缩液回灌,回灌后水位低于现状水位。
2)现状水位条件下垃圾填埋体能满足稳定安全控制要求,现状水位线可作为安全控制水位。浓缩液直接回灌后,填埋体整体与局部稳定安全系数均明显降低,不能满足安全控制要求。若采取本文建议的先降水再回灌的措施,回灌后垃圾填埋体仍能满足稳定安全控制要求,该回灌工程措施具有安全性。
3)建议采用竖井抽排渗滤液降水,在680、650、630 m高程平台各布置15口竖井,预计3个月内可将全场渗滤液水位降低3 m。水位下降3 m后可在680 m高程平台实施浓缩液回灌,同时建议630 m和650 m平台的30口竖井持续实施降水。
4)文中现场试验及理论分析结果是基于现场高浓度渗滤液的流体特性获得的,必须采用渗滤液反渗透处理工艺产生的浓缩液进一步开展研究工作。
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垃圾填埋的要求范文6
小城镇一般指建制镇和集镇,是农村一定区域经济、文化和生活服务中心。随着近年来我国农村经济和社会的发展,特别是农村城镇化的进程明显加快,越来越多的农村人口集聚到新建的中心村和小城镇,这也使得昔日分散在广大乡村的垃圾等也随人口集聚而日益集中化。而我国农村生活垃圾的处理主要采取简单填埋、临时堆放焚烧、随意倾倒三种处理方式,这三种处理方式对农村自然环境和人民群众的身体健康都将产生不利影响。
小城镇生活垃圾的处理处置随着城镇化进程的加快而逐渐被政府所重视。2010年的中央1号文件强调“稳步推进农村环境综合整治”,“搞好垃圾、污水处理,改善农村人居环境”,因此,国家加大对小城镇建设的扶持,为小城镇生活垃圾处理场的建设提供了契机。
由于垃圾填埋处理具有操作设备简单、适应性和灵活性强特点,所以填埋处理作为生活垃圾最终处置手段一直占有重要地位,从我国生活垃圾特性和城镇经济发展水平分析,在相当长的时期内,卫生填埋仍然是我国生活垃圾处理的首要方式。因此,本文将重点介绍小城镇生活垃圾填埋场(规模一般小于100吨/日)的设计。
1、垃圾产生量预测
在设计过程中,首先需要先确定镇区的生活垃圾产生量,从而确定工程的建设规模。一般常用的垃圾产生量预测方法有:人均产生量法、线性回归法、灰色理论法与移动平均法。其中,线性回归法、灰色理论法与移动平均法三种方法是依据往年垃圾产生量的变化情况进行预测。但由于小城镇垃圾产生量的历史统计资料不完整,不适宜采用这三种方法。人均产生量法是基于人口和经验数值,是目前对于基础数据不完整时通常采用的预测方法。因此在工程设计中采用人均产生量法进行预测。其公式为:
Q=P×M×10
式中:Q——垃圾产生量,吨/日;
P——规划人口数,万人;
M——人均垃圾日产生量。千克/人·日。
根据我国住房和城乡建设部的统计资料,我国镇级社区生活垃圾人均产生量为0.5~1.0千克/人·日。
2、填埋场场底标高设计
填埋场场底标高设计应满足以下原则:a、场底纵向和横向的坡度均在2%以上,满足渗沥液导排要求;b、满足围堤边坡及日后垃圾堆体稳定性要求;c、最大限度减少工程投资。
如果填埋区所在地地下水位较高,场底开挖过大,处于地下水位之下,必将增加场地的施工费用。因此,在工程设计中应最大限度减少开挖。在保证库底防渗层对于地基承载力的要求,适当挖深后作为填埋库区基底。
3、填埋场的防渗设计
防渗方式的选择,可根据国家最新颁布实施的《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》(建标149-2010)的规定选择自然防渗或人工防渗方案。
在卫生填埋场,填埋库区底部自然粘性土层厚度不小于2米、边坡粘性土层厚度大于0.5米、且粘性土渗透系数不大于1.0×10-5时,一般选用自然防渗防渗
在不具备自然防渗条件的填埋场采用人工防渗,在库区及边坡设置防渗层,采用厚度1mm高密度聚乙烯(HDPE)土工膜或6mm膨润土垫(GCL)。库底膜上下铺设的土质保护层厚度不宜小于0.3m。库底膜上隔离层土工布不应大于200g/m2,边坡隔离层土工布不宜大于300g/m2。地质条件合适时也可采用垂直帷幕灌浆防渗。
高密度聚乙烯土工膜的选择方面。根据根据美国联邦环保局的调查,渗漏现象的发生,10%是由于材料的性质以及被尖物刺穿、顶破作用,90%是由于土工膜焊接处的渗漏,而土工膜焊接量的多少与材料的幅宽密切相关,以5.0m和6.8m宽的不同材料对比,前者需要X/5-1个焊缝,后者需要X/6.8-1个焊缝,前者的焊缝数量至少要比后者多36%,意味着渗漏可能性要高36%,因此,宜选用宽幅的HDPE 膜。在工程设计上HDPE膜选用宽幅HDPE膜(幅宽≥6.5米)。
4、垃圾填埋高度设计
增加填埋高度可以有效地增加填埋区库容,减小单位库容的投资费用。通过完善的库底防渗措施,在可能允许的范围内,填埋高度应尽可能高。然而,垃圾最终填埋高度还必须受到以下一些条件的约束,主要包括:
a、是否能够实现堆高爬坡作业。为保证足够的垃圾库容,垃圾堆高后可采用类似盘山道路的方法爬高作业,每高一层次的堆体应在下一层平面的基础上,向内退让一定的距离,同时保持一定的坡面坡度(不小于1:3)。若不能实现堆高爬坡作业,则垃圾堆体也将达不到填埋高度。
b、是否能够保证基础稳定性。根据工程设计,可以假定垃圾填埋高度,并结合场地地勘进行土工计算,验算库区的整体稳定和库底防渗膜的强度。当堆体达到临界高度时,由于天然地基的承载力低于堆体作用在地基上的附加应力,将会引起地层的剪切破坏,导致地基失稳。另外由于堆体所产生的附加应力,将导致地基的不均匀沉降,由此引起基底防渗膜的拉伸,若超过其最大延伸率即造成膜的破坏。
设计上可根据填埋场岩土勘察报告,计算库底承载力、围堤边坡稳定性、垃圾堆体稳定性和库底整体及差异沉降是否能满足要求。
5、填埋单元划分
为了减少以减少一次性投资、防渗材料的损耗和减少渗滤液的产生量,工程设计上应对填埋库区划分填埋单元,以实施填埋库区的分期建设和分区投入使用。
首先在分期建设方面,应根据《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》(建标149-2010)的规定:“总库容量较大的填埋场,填埋区级防渗工程宜分区、分阶段建设。一期防渗层按3~5年考虑”。一期的填埋区应按3~5年来考虑。
在填埋区的分区方面,应着重考虑以下几个方面:a、应便于垃圾车辆和作业机械进出和填埋作业;b、应考虑填埋作业期间雨污分流的需要。填埋单元划分不宜过小,否则将导致土建费用增加,也不宜过大,否则库区内初期渗滤液产生量大。
6、填埋场渗滤液处理
垃圾填埋场渗滤液处理一般按照以下几种方式进行。
a、循环喷洒处理
b、蒸发处理
c、汇入城市污水处理厂合并处理
d、建设污水处理站进行独立处理
由于垃圾渗沥液是高浓度有机污水,处理难度大。单独建设渗沥液处理站进行处理达标后直接排放,单位投资较大,处理成本较高,大多数小城镇技术经济条件难以承受。因此,渗沥液处理应优先考虑回灌和与污水处理厂相结合。在气候条件满足的地区应优先选择回灌,回灌可以改善渗沥液的水质,并能使垃圾堆体早日稳定。当渗沥液中总汞、总镉、总铬、六价铬、总砷和总铅等重金属污染物被度超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)表2规定浓度限值时,则不得送往污水处理厂进行处理。
7、其他方面设计
a、监测井的设置
监测井是对填埋场周围地下水进行监测的设施,监测数据直接反映出填埋场对地下水污染程度。由于小城镇生活垃圾填埋场的规模偏小,根据《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》(建标149-2010)规定,其环境监测井的个数共设2座,上下游各一座,其位置视场址条件确定,宜布置在距防渗边界10~50m之间。
b、防火隔离带及防飞散网设置