危險(xiǎn)廢物是指列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄或根據(jù)國(guó)家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險(xiǎn)特性的廢物，具有毒性、易燃性、爆炸性、腐蝕性、化學(xué)反應(yīng)性或傳染性。由于危險(xiǎn)廢物的管理起步晚，目前我國(guó)危險(xiǎn)廢物管理法規(guī)、處理技術(shù)的研究、處理處置設(shè)施的建設(shè)等方面都處于低水平階段。

安全填埋是危險(xiǎn)廢物集中處置必不可少的手段之一，國(guó)內(nèi)在安全填埋場(chǎng)方面的研究較少。如今國(guó)家有關(guān)部門對(duì)危險(xiǎn)廢物的處理極度重視，未來(lái)幾年將在全國(guó)興建31個(gè)危險(xiǎn)廢物集中處置工程。因此，在這種背景下，加大安全填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)工作總結(jié)和研究力度顯得尤為重要。筆者結(jié)合在安全填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)方面的工程實(shí)踐，通過(guò)大量的資料收集分析和考察調(diào)研，就安全填埋場(chǎng)的場(chǎng)址選擇、填埋分區(qū)、場(chǎng)底防滲和滲瀝液收集導(dǎo)排系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，希望能為我國(guó)危險(xiǎn)廢物安全填埋的研究和設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。

1、安全填埋場(chǎng)的建設(shè)要點(diǎn)

1.1場(chǎng)址選擇

危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)場(chǎng)址的選擇應(yīng)滿足安全、社會(huì)、環(huán)境和政治等要求，其目的在于使危險(xiǎn)廢物對(duì)人體健康的危害降低到最小，對(duì)環(huán)境的影響最小。同時(shí)還應(yīng)滿足處理技術(shù)和節(jié)省工程投資的要求。工程實(shí)踐證明，做好安全填埋場(chǎng)場(chǎng)址的工程地質(zhì)調(diào)查工作，可以起到事半功倍的作用。

場(chǎng)址選擇工程地質(zhì)方面應(yīng)注意的間題：

（l）場(chǎng)址不宜選在地形高程低的地域和低洼匯水處。場(chǎng)地的可利用面積應(yīng)滿足使用年限內(nèi)可預(yù)測(cè)的有害物質(zhì)填埋量和其它預(yù)處理設(shè)施的占地，并為長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃的需要留有余地。（2）場(chǎng)址選擇應(yīng)在滲透性弱的、具有一定厚度的粘土及砂質(zhì)粘土地帶，該底層的滲透系數(shù)應(yīng)小于10-7cm／s，且對(duì)有害物質(zhì)遷移、擴(kuò)散有一定的阻滯能力。（3）場(chǎng)址應(yīng)避開(kāi)滑坡、崩塌、泥石流等不穩(wěn)定地質(zhì)帶。場(chǎng)址的地基應(yīng)保證穩(wěn)定、安全，沉降量小，周圍的邊坡應(yīng)保持穩(wěn)定。（4）場(chǎng)址選擇中，地形因素是最直觀的影響因素，其中地形的坡度、起伏、溝谷的發(fā)育程度，直接關(guān)系到施工的難易和建筑投資的大小。另外分水嶺的延伸及泄水面積，也直接關(guān)系到地表水及地下水沖蝕、運(yùn)移、堆積的能力和范圍，對(duì)固體廢物填埋后，可否再擴(kuò)散，污染周邊地區(qū)都起重要作用。（5）水文主要指地表水系發(fā)育情況，如地表水發(fā)育則可能導(dǎo)致水土流失和洪水泛濫，造成場(chǎng)地破壞或淹沒(méi)。此外，地表水的發(fā)育程度也直接關(guān)系到地下水的發(fā)育情況，如果地表水與地下水存在著水力聯(lián)系，那么填埋場(chǎng)就可能存在污染和擴(kuò)散問(wèn)題，就應(yīng)在場(chǎng)址選擇時(shí)特別注意。

此外，安全填埋場(chǎng)場(chǎng)址如果擁有方便的外部交通，可靠的供電電源，充足的供水條件，不僅可以減少安全填埋場(chǎng)輔助工程的投資，加快填埋場(chǎng)的建設(shè)進(jìn)程，讓城市建設(shè)有限的資金發(fā)揮最大的社會(huì)效益，而且對(duì)于提高填埋場(chǎng)的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益將十分有利。

1.2填埋分區(qū)

安全填埋場(chǎng)分區(qū)是指對(duì)不相容性廢物分別設(shè)置不同填埋區(qū)，每區(qū)之間應(yīng)設(shè)有隔離設(shè)施。對(duì)于面積過(guò)小、難以分區(qū)的填埋場(chǎng)，不相容性廢物可分類用容器盛放后填埋，容器材料與所接觸的物質(zhì)相互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

1.2.1不相容的廢物應(yīng)分區(qū)填埋

由于危險(xiǎn)廢物的種類較多，成分復(fù)雜；某些危險(xiǎn)廢物之間存在一定程度隱性不相容性，如果不相容的廢物在同區(qū)填埋，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞防滲系統(tǒng)，甚至發(fā)生災(zāi)害性事故。危險(xiǎn)廢物進(jìn)人填埋區(qū)之前，必須弄清危險(xiǎn)廢物的種類、形態(tài)、組分、物理化學(xué)特性、產(chǎn)生的有害物質(zhì)濃度�；瘜W(xué)性質(zhì)不相容的危險(xiǎn)廢物禁止同區(qū)填埋。如沈陽(yáng)工業(yè)危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)為避免化學(xué)性質(zhì)不相容的廢物一同填埋，填埋坑內(nèi)設(shè)置了3個(gè)填埋區(qū)，區(qū)與區(qū)之間為混凝土隔墻，分別填埋重金屬、酸堿廢物、金屬及有機(jī)物。

1.2.2分區(qū)應(yīng)使每個(gè)填埋區(qū)能在盡量短的時(shí)間內(nèi)得到封閉

安全填埋分區(qū)封閉所需的時(shí)間短，一方面減少滲瀝液產(chǎn)生量，有效實(shí)現(xiàn)清污分流，另一方面減少危險(xiǎn)廢物裸露環(huán)境的作業(yè)面，使危險(xiǎn)廢物對(duì)環(huán)境的影響降到最低。滲瀝液產(chǎn)生量的減少，不僅可以減少滲瀝液處理區(qū)的處理負(fù)荷，降低投資，同時(shí)可以降低滲瀝液對(duì)周邊環(huán)境尤其是對(duì)地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)，提高填埋場(chǎng)的安全性。

1.2.3分區(qū)的順序應(yīng)有利于廢物運(yùn)輸和填埋

安全填埋場(chǎng)的分區(qū)應(yīng)進(jìn)行科學(xué)論證和綜合比較，分區(qū)的順序、大小、位置都應(yīng)與整個(gè)處理場(chǎng)整體布置協(xié)調(diào)一致。分區(qū)的順序有利于廢物的運(yùn)輸和調(diào)度；分區(qū)大小位置應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地的地質(zhì)和地形、滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、雨污分流的設(shè)計(jì)、填埋作業(yè)等情況綜合考慮，務(wù)必做到安全可靠。

1.3防滲系統(tǒng)

與衛(wèi)生填埋場(chǎng)一樣，安全填埋場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生大量滲瀝液，且滲瀝液中含有多種有毒有害物質(zhì)。因此，為了避免滲瀝液污染土壤和地下水，填埋場(chǎng)必須設(shè)計(jì)安全的防滲系統(tǒng)。根據(jù)防滲材料及其結(jié)構(gòu)不同，填埋場(chǎng)的防滲系統(tǒng)又有單襯層系統(tǒng)、復(fù)合襯層系統(tǒng)、雙襯層系統(tǒng)和多襯層系統(tǒng)�，F(xiàn)代的危險(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)通常都有基礎(chǔ)及四壁襯層排水系統(tǒng)和表面密封系統(tǒng)，必要時(shí)還需要在填埋場(chǎng)的周邊建造垂直密封系統(tǒng)，襯層材料多使用豁土和柔性膜（通常為高密度聚乙烯膜HDPE)，此種方案稱之為柔性防滲方案。對(duì)于某些特殊情況下的填埋場(chǎng)，也有使用鋼筋混凝土盒子的情況，此種方案稱之為剛性方案。

防滲方案選擇主要取決于場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，例如上海危險(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)場(chǎng)址選在朱家橋鎮(zhèn)雨化村，場(chǎng)址的地層條件埋深6m以下有3～4m 厚的淤泥層，水文地質(zhì)條件地下水位埋深僅為0.4～1.5m，上海的土地資源緊張，地價(jià)昂貴，選址困難，經(jīng)對(duì)各方案論證后，最終采用剛?cè)峤Y(jié)合防滲方案。目前國(guó)內(nèi)外安全填埋場(chǎng)防滲方案采用較多的是柔性方案，一方面柔性方案的工程造價(jià)低，技術(shù)成熟；另一方面其工藝技術(shù)組合靈活，對(duì)場(chǎng)址的地形、地址及水文條件適應(yīng)性強(qiáng)。柔性方案采用的結(jié)構(gòu)形式主要有單層襯里和雙層襯里防滲結(jié)構(gòu)形式，其斷面形式見(jiàn)圖1和圖2。

采用單層襯里防滲還是雙層襯里防滲一直是國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，采用單層襯里防滲，施工方便、簡(jiǎn)單，工程造價(jià)低，但對(duì)場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件要求嚴(yán)格，場(chǎng)地的地下水豐水位線與防滲層間應(yīng)相距2m以上，且防滲層下的粘土層厚度不小于1m，滲透系數(shù)小于10-7cm/s；采用雙層襯里防滲系統(tǒng)，施工復(fù)雜，工程造價(jià)高，預(yù)防污染能力強(qiáng)。國(guó)內(nèi)目前實(shí)施的幾個(gè)安全填埋場(chǎng)采用較多的是雙層襯里防滲系統(tǒng)。不同的填埋分區(qū)所填埋的危險(xiǎn)廢物的種類相異，所產(chǎn)生的滲濾液組分相差較大。從嚴(yán)格意義上講，防滲系統(tǒng)的基本作用是防止?jié)B濾液對(duì)土壤和地下水的污染，因此，防滲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還與填埋分區(qū)有關(guān)，不同組分的滲濾液對(duì)防滲結(jié)構(gòu)和防滲材料要求不同。

圖1 單人工襯層示意

圖2 雙人工襯層示意

任何工程有其共性和個(gè)性，關(guān)于單層或雙層襯里防滲問(wèn)題要視具體問(wèn)題而定，主要是根據(jù)滲瀝液的產(chǎn)生量和所含污染物成分與濃度確定，并非必選雙層結(jié)構(gòu)，在條件允許的情況下也可以采用單層防滲系統(tǒng)。選擇襯里系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和材料主要是應(yīng)以材料的防滲、防污染能力為準(zhǔn)，還有造價(jià)的經(jīng)濟(jì)學(xué)影響因素，即技術(shù)上實(shí)用可行，投資上經(jīng)濟(jì)合理。

1.4滲瀝液收集導(dǎo)排系統(tǒng)

為了使填埋場(chǎng)盡快穩(wěn)定和降低滲瀝液對(duì)防滲系統(tǒng)的破壞，填埋場(chǎng)底部應(yīng)設(shè)置滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)，以便于場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生的滲瀝液盡快導(dǎo)出填埋庫(kù)區(qū)。根據(jù)防滲層的結(jié)構(gòu)形式不同，滲瀝液導(dǎo)排和收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同，單層襯里防滲系統(tǒng)采用與衛(wèi)生填埋場(chǎng)相同原理的滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)。雙層防滲系統(tǒng)一般設(shè)置兩級(jí)收集導(dǎo)排系統(tǒng)，其根據(jù)所處襯層系統(tǒng)中的位置不同可分為初級(jí)收集系統(tǒng)、次級(jí)收集系統(tǒng)。圖3為滄州市危險(xiǎn)廢物集中處置場(chǎng)填埋區(qū)兩級(jí)滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)斷面圖。滲濾液初級(jí)收集導(dǎo)排系統(tǒng)是安全填埋場(chǎng)的主收集導(dǎo)排系統(tǒng)，初級(jí)收集系統(tǒng)位于上襯層表面和填埋廢物之間，由碎石過(guò)濾導(dǎo)排層和HDPE穿孔集水管組成，用于收集和導(dǎo)排初級(jí)防滲襯層上的滲瀝液。初級(jí)收集系統(tǒng)的排水層厚度是根據(jù)廢物中的滲濾液量Q和排水間距L來(lái)計(jì)算，排水層的滲透系數(shù)為K，滲濾液導(dǎo)排管的水位h，則排水層最大的集液深度hm=（QL2／4KA＋h12），初級(jí)系統(tǒng)導(dǎo)排管的管徑與滲濾液流量、場(chǎng)底坡度、管壁摩擦系數(shù)等有關(guān)；滲濾液流量按月最大降雨量的日平均降雨量來(lái)校核計(jì)算，并考慮20%的安全系數(shù)。

次級(jí)收集系統(tǒng)位于上襯層和下襯層之間，用于檢測(cè)初級(jí)襯層的防滲情況，并能排出滲漏的滲瀝液。滲濾液的水頭每增加1％，會(huì)增加相應(yīng)的滲透量，如不及時(shí)導(dǎo)出，對(duì)地下水的潛在危害較大。次級(jí)收集系統(tǒng)的排水層設(shè)計(jì)厚度與第一防滲層滲濾液滲漏量、場(chǎng)底坡度和所選的排水材料有關(guān)。如滄州市危險(xiǎn)廢物填埋區(qū)經(jīng)過(guò)嚴(yán)密計(jì)算，第一防滲層滲濾液的滲漏量 q＝0.1L/(m2•d)場(chǎng)底滲濾液水頭為1mm，場(chǎng)底的坡度為2%，次級(jí)排水層選用6.3mm厚的排水網(wǎng)格，能及時(shí)導(dǎo)出滲漏的滲濾液，提高了填埋場(chǎng)的安全性。

圖3 滲濾液懼導(dǎo)排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)斷面

2、結(jié)論

設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的龍頭，設(shè)計(jì)得好壞直接影響到工程質(zhì)量的優(yōu)劣。場(chǎng)址選擇、填埋分區(qū)、防滲系統(tǒng)和滲瀝液的收集導(dǎo)排系統(tǒng)是評(píng)價(jià)安全填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要因素，此外，安全填埋場(chǎng)工程還包括地下水導(dǎo)排系統(tǒng)、填埋氣體導(dǎo)排系統(tǒng)、填埋工藝、封場(chǎng)系統(tǒng)。因此，安全填埋場(chǎng)在設(shè)計(jì)中需認(rèn)真分析、周密考慮，既要滿足結(jié)構(gòu)的安全，又要滿足環(huán)境的安全，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。

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