生活垃圾填埋場的原位環境修複方法
2023-05-29 00:16:26
專利名稱：生活垃圾填埋場的原位環境修複方法
技術領域：
生活垃圾填埋場的原位環境修複方法，涉及一種加速填埋場封場後的生活垃圾穩定化的方法。
背景技術：
生活垃圾填埋場的環境修復，就是消除填埋場對環境的汙染影響。通常，生活垃圾在填埋場內填埋到達指定的庫容限制位置後，填埋作業期終止，必須進行填埋場壽命期內的最後一項作業封場和封場後管理。因為此時場內已填埋的垃圾仍具有很大的汙染物釋放潛力，這一作業的主要目的是控制已終止填埋作業的填埋場對周邊環境的汙染影響；主要內容是對填埋場的暴露垃圾面以土質等材料進行覆蓋。我國的相關技術標準要求對達到設計封場條件的填埋場，用粘土或合成材料進行封場覆蓋，並進行植被恢復(見中華人民共和國行業標準城市生活垃圾衛生填埋技術規範，CJJ17-2004)。封場後管理的主要內容則是維持填埋場的氣體導排、滲濾液收集處理，保證滲濾液排放和氣體釋放達標、覆蓋面完整與徑流順暢排除，以及進行各項環境監測，監控填埋場及周邊的環境質量。可見，傳統的填埋場封場和封場後管理的目的是控制填埋垃圾在填埋後的相當長時間內的汙染釋放，使之不造成實際的危害。採用的方法是被動隔離與防護，以時間為代價換取垃圾的最終穩定化(消除對環境的危害)。
但是，這種被動型封場管理方法的效果，經實際監測研究表明並不可靠且成本很高。如按美國的法規，填埋場封場後的法定管理期為30年(這已超過了大部分填埋場的填埋作業期)，儘管如此，這一期限並不能保證填埋垃圾達到穩定化的水平，見(『Bioreactors-Practical Experience』.Germain，A M.presented atEPA workshop on bioreactor landfills，Crystal city，Virginia，Feb.27-28，2003)。因此，採用主動的措施加速填埋垃圾達到穩定化水平的進程，以主動地消除其對環境的汙染影響(環境修復)是一個具有環境和經濟雙重意義的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種加速填埋垃圾原位穩定化的方法，即在填埋場原來的位置進行環境修復，使其不再具有釋放汙染物潛力的方法。本發明的方法適用於各種不同類型的已完成填埋作業的填埋場。
為達上述目的，本發明在對城市生活垃圾填埋處理的長期深入研究中發現，滲濾液在填埋層內的回灌循環可加速垃圾的穩定化，其穩定化時間可縮短至5～8年。經過反覆實驗得到了滲濾液在填埋層內回灌循環，改善填埋層水分和物質傳遞所需的方法與條件，以及回灌滲濾液的水質要求(保證回灌滲濾液的pH值、鹼度有利於填埋層內甲烷化菌群的代謝活動；同時控制滲濾液中易降解有機物含量，避免其與層內垃圾水解產生的有機物競爭甲烷化菌群的代謝容量)。鑑於許多完成填埋作業的填埋場未配置滲濾液收集存放和填埋氣體導排的設施，本發明也包含了對已完成填埋的填埋場滲濾液收集和氣體導排系統的評價、改造措施，以使其滿足加速填埋垃圾穩定化操作的需要。另外，氨氮和腐殖酸類物質是填埋垃圾加速降解過程中產生、且無法在填埋層內降解的汙染物。為控制其汙染，本發明在滲濾液層內回灌的同時，進行覆蓋層植被灌溉，利用覆蓋層土壤植被生態，使氨氮為植物吸收利用或被土壤生物硝化、反硝化，腐殖質為土壤顆粒吸附，可有效地控制其環境影響。從而解決了1)調控填埋垃圾層內的環境條件，使之有利於填埋垃圾的降解；2)進行填埋垃圾加速穩定化操作的過程中，保證相關物流(滲濾液、填埋氣體)的有效收集與循環條件；3)有效控制垃圾加速降解過程中釋放至水相的植物營養物(氨氮)和腐殖質的汙染影響。最終達到主動修復填埋場環境，加速垃圾的穩定化進程，消除垃圾釋放汙染潛力的目的。
具體包括如下的步驟第一步，填埋場地現狀評價對擬進行環境修復的填埋場進行基本條件評價首先利用填埋場內的豎井(垂直的填埋氣體收集井)或開掘專用的豎井探測填埋層的水位，填埋層水位以豎井內水位與該位置的填埋場基底面的高差表示，水位距場底≤0.5m時，無需作滲濾液收集設施改造，但是所有豎井中任意1個超過此限值，均須進行如下的改造即按照水平間距間隔30～60m布設豎井，井底設置滲濾液收集泵(潛水式汙水泵)作滲濾液收集輸送。同時，還要檢查場內氣體收集設施，垂直氣體收集井分布的平均間距≤50m時，無需作收集井補充，否則應補充設置氣體收集井至達到上述平均間距水平。然後，進行氣體收集設施有效性檢驗從各氣體收集井的中心導氣管內插入外徑不小於10mm的橡膠管，橡膠管插入長度不小於該井設計高度的95％，插入後橡膠管可正常通水者為合格，否則應對氣體導排豎井進行補充或改建。
第二步，滲濾液與氣體導排設施補充或改造先在填埋垃圾層中垂直鑽掘豎井，豎井的分布密度，按井間距計為30～50m或40～60m，分別為完全沒有滲濾液收集設施的填埋場為30～50m，有部分收集設施的為40～60m。井內插入材質為砼、HDPE(高密度聚乙烯)或鋼的穿孔管作井筒，井筒內徑大小滿足可放入滲濾液收集泵和滲濾液輸出管(泵的流量8～12m3/h，壓頭按輸水要求的水力計算確定)的要求，井筒外填加不小於0.2m厚的碎石層。氣體導排設施的補充與滲濾液收集設施補充相同，但作井筒的穿孔管內徑為0.1～0.2m，管外碎石層0.2～0.3m厚，氣體導排井補充後的分布密度應達到間距≤50m水平。對於同時補充設置滲濾液收集豎井的情況，滲濾液收集井可兼作氣體導排井，核算需補充的氣體導排井時，扣除已設置的滲濾液收集井後再按需補充。
第三步，滲濾液水質評價從填埋場滲濾液收集出口處取樣得到的原狀滲濾液的水質檢測結果能同時符合pH≥6.5、鹼度(以CaCO3計)≥1500mg/L、BOD5≤500mg/L的為合格，可直接進入層內回灌循環。如不能達到上述要求，則進行滲濾液預處理設施建造(生物或物化方法)，使之達到上述水質限值要求。
第四步，層內回灌設施建設垃圾層內回灌循環設施包括回灌盲溝和配套的輸配水設施。盲溝埋入垃圾層表面下0.5～1.0m的深度，盲溝橫截面正方形，邊長0.2～0.3m。盲溝內有直徑0.1～0.2m、孔徑5～15mm、開孔率3～8％的穿孔布水管，管外有碎石填充層(級配粒徑10～20mm)。各盲溝沿垃圾層表面等高線近似平行布置，溝間距6～12m。配套的輸配水設施包括回灌調蓄池和回灌輸水泵，對於滲濾液不作預處理直接回灌的情況，回灌調蓄池可利用場內原有的滲濾液調蓄池；如預處理後再回灌，則需按設計最大日回灌水量3倍的容量設置回灌調蓄池。回灌輸水泵的流量需滿足在3小時內、輸送最大日回灌水量的要求，其壓頭按具體水力管線計算後確定。
第五步，填埋場最終覆蓋層和覆蓋層灌溉設施擬作原位環境修復的填埋場的最終覆蓋層應按下列要求設置自下而上，由0.2m級配碎石(粒徑10～40mm)層，0.3m壓實粘土層，0.2～0.4m土質回填層和不小於0.3m的耕作土層組成。組成最終覆蓋層的各土質層的總厚度不應小於0.8m。覆蓋層灌溉設施為灌溉溝，溝深度0.15～0.2m、寬度0.2～0.4m，溝內70％深度填充級配碎石(粒徑10～30mm)，碎石上設粘土覆蓋。灌溉溝依覆蓋層表面的等高線布置，相鄰二溝的間距5～10m。向覆蓋層灌溉溝輸配水(灌溉)的調蓄池和水泵可與第四步的層內回灌共用，但連接泵與灌溉溝的輸水管網與層內回灌可相互獨立控制(水泵出口設切換閥)。
第六步，填埋場環境原位修復操作上述設施建設完成後，填埋場環境原位修復操作即可開始。修復操作由兩個部分組成一個是滲濾液在填埋垃圾層內回灌循環，一個是覆蓋層灌溉。首先是層內回灌循環，方法是以每條滲濾液層內循環回灌盲溝所控制的垃圾層水平面積為基準(等於該條盲溝的長度m×盲溝間的平均間距m)，每天1次按控制面積m2×20L/m2的水量，將原狀滲濾液或預處理後的滲濾液輸送至各條回灌盲溝進行回灌。滲濾液通過滲流在填埋垃圾層內循環，達到加速層內有機物降解的目的。層內回灌循環啟動後，應每周一次監測從填埋場的滲濾液調蓄池收集的滲濾液的水質，當水質達到BOD5≤200mg/L，pH≥7.0時，可同時開始滲濾液覆蓋層灌溉操作，即以每條覆蓋層灌溉溝所控制的面積(該溝的長度m×溝間的平均間距m)為基準，每天1次按6L/m2的水量，將滲濾液輸送至各條灌溉溝(當平均氣溫≤4℃或日積累降雨量≥15mm時，應停止灌溉)。溝中的滲濾液通過在覆蓋土層中的滲流完成為植物供水和養分及自身汙染物的淨化過程，直至滲濾液水質達到可排入環境的要求，即完成環境修復。
本發明的突出優點和效果是1.本發明提供了一種適合在任何填埋場原有設施條件下應用的、以加速填埋場垃圾穩定化為核心的環境原位修複方法，可使填埋場垃圾在小於10年的周期內達到無汙染釋放潛力的水平(覆蓋層表面CH4釋放率≤1g/m2·年，滲濾液水質達到GB16889-1997生活垃圾填埋場汙染控制標準的二級限值以優)。消除填埋場對周邊環境的汙染威脅，同時使填埋場佔據的土地能交付再利用。
2.本發明為不符合衛生填埋規範要求，不具備滲濾液和填埋氣體收集、處理(導排)設施的生活垃圾填埋場的汙染修復提供了可能，可使其汙染期大為縮短，有效地減輕此類填埋場對環境的汙染。
3.本發明的環境修復在汙染地點(填埋場)的原位進行，不會因修復而造成汙染擴散或轉移的問題。
4.本發明的環境修復操作由滲濾液填埋層內回灌循環和覆蓋層灌溉兩項主要措施組成，前者主要是加速垃圾的有機物降解穩定化，後者則將有機物降解產生的且在填埋層內無法轉化的氨氮和腐殖質，轉移至覆蓋層的土壤植物生態，為植物利用、微生物轉化或在土壤中截留，既控制了汙染物、也有助於覆蓋層穩定性的提高，增強了填埋場環境隔離措施的可靠性。
圖1為本發明的工藝流程示意2為本發明的原位修復操作流程示意3為本發明的滲濾液與填埋氣體收集導排設施布置剖面4為滲濾液收集豎井剖面圖附圖中的標號說明如下1-最終覆蓋層；2-氣體導排管；3-覆蓋層灌溉溝；4-層內回灌盲溝；5-填埋垃圾層；6-回灌輸水泵；7-回灌調蓄池；8-滲濾液預處理裝置；9-滲濾液調蓄池；10-滲濾液導排層；11-填埋場基土層；12-無孔管；13-穿孔管；14-滲濾液輸出管；15-滲濾液收集泵；16-碎石填充層；17-粘土填充物。
具體實施例方式
本發明具體實施方式
(請參閱圖1、2和3)。由於各填埋場原有的設施條件是不同的，因此實施方式也不全相同。這裡以兩種典型類型的填埋場設施條件為依據，分別給出實施方式，第一種填埋場是符合衛生填埋技術要求(中華人民共和國行業標準城市生活垃圾衛生填埋技術規範，CJJ17-2004)的衛生填埋場；第二種是未配置滲濾液收集、處理和填埋氣體導排、處理設施的非規範填埋場。
實施例1在衛生填埋場實施本發明的環境修復的步驟如下第一和第二步，場地評價由於衛生填埋場具有符合本發明應用要求的滲濾液收集、填埋氣體導排和處理設施條件，其環境修復的場地評價主要涉及填埋場表面地形測繪，且填埋場表面地形測繪結果將作為層內回灌盲溝4和覆蓋層灌溉溝3設計的依據。
第三步，滲濾液水質評價應依據至少4個季節對場內滲濾液調蓄池原狀滲濾液和處理出水的取樣分析結果，作出這兩種滲濾液水質是否符合層內回灌要求的評價。每種水樣的水質測試值中只要1個超標，即判為不符合回灌要求。水質必須同時符合pH≥6.5、鹼度(以CaCO3計)≥1500mg/L，BOD5≤500mg/L。如不能達到上述要求，則應以生物或物化預處理使之達到要求後才能作為回灌水源(對於衛生填埋場，這種情況通常不會出現)，預處理方法推薦厭氧填料濾床工藝，按濾床有效體積計，水力停留時間18～36小時，有機物負荷5kg/m3·d。
第四和第五步，包括層內回灌盲溝4、最終覆蓋層1、覆蓋層灌溉溝3及回灌(灌溉)輸水設施的環境修復設施建設一.層內回灌盲溝4的設置對於未完成最終覆蓋的填埋場，首先應根據填埋垃圾層5表面的地形，以沿表面等高線走向和回灌盲溝4間距6～12m為原則，選定各條回灌盲溝4的走向；然後在擬設盲溝4的位置，開挖深度0.5～1.0m、寬度0.2～0.3m的溝槽，槽底以細粒碎石整平至同一條盲溝4的溝底標高差小於5cm，碎石上逐段安放HDPE(高密度聚乙烯)布水管(直徑0.1～0.2m，壁面均勻穿孔、穿孔率3～8％，孔徑5～15mm)，段間以焊接連接，間隔50～100m設一連接口，接垂直支管，支管垂直上升至最終覆蓋面1之上，以與回灌輸水管連接，向盲溝4供水(滲濾液)。管道安裝完畢後，溝內填入級配碎石(粒徑10～20mm)，碎石層厚度與溝槽寬度相當。對於最終覆蓋已完成的填埋場，應根據最終覆蓋面的地形，以沿覆蓋面表面等高線走向和回灌盲溝間距6～12m為原則，選定各條回灌盲溝4的走向；然後在擬設盲溝位置開挖切入填埋垃圾層0.5m以上、寬度約0.3m的溝槽，如原最終覆蓋層1內襯有土工布、排水網格、防滲膜等合成材料，開挖溝槽時，可將其條狀切開；以下的回灌盲溝4溝底整平、穿孔(HDPE)管道安裝和級配碎石填入操作都同上。
二.最終覆蓋層1在回灌盲溝4設置完畢後進行。先將開挖的垃圾面回填、整平，然後按厚度為0.2m級配碎石(粒徑15～50mm)，0.3m壓實粘土層，0.3m土質回填層和0.3m耕作土層的模式，由下至上，逐層鋪設各層。耕作土層上應進行植被種植，以直播方式播種牧草1～2種(按填埋場氣候條件為暖季生長型、冷季生長型或2種生長型的混合)，再點狀移栽速生樹種(夾竹桃、速生易楊、紅柳等)，間距2～4m/株。對於已完成覆蓋的填埋場，如其各層土質覆蓋的累積厚度＞0.8m，則只需將因開挖回灌盲溝4而破壞的部分恢復即可，但切開的合成材料層無需恢復，以使覆蓋層灌溉滲濾液產生的少量滲流水能滲入填埋層後再導出。如原有覆蓋達不到土質層總厚度＞0.8m的要求，則應在填平開挖溝槽後，再作補充填土，使覆蓋層的土層厚度到達要求。覆蓋層上的植被無論是否存在，均應按上述的要求作再鑑定，如不符合要求，應重新種植。
三.覆蓋層灌溉溝3的設置覆蓋層灌溉溝3可與覆蓋層植被種植同步建設。建設時，以各灌溉溝3沿覆蓋層1表面等高線走向和溝間間距5～10m為原則，先確定各灌溉溝3的位置，然後在溝3的位置開挖深度0.2m、寬度0.2～0.4m的溝槽；溝底以粘土找平，要求同一條溝溝底的最大高差≤5cm，再在溝內70％的深度(約0.14m)填入碎石(10～30mm粒徑)，碎石上先鋪單層土工布(200g/m2)，布上填入粘土至與覆蓋面齊平。各灌溉溝3長度方向間距50m留一個接口，以與灌溉輸水水管連接，向溝內輸入滲濾液。
四.回灌與灌溉輸水設施的設置回灌與灌溉輸水設施由滲濾液的回灌調蓄池7、回灌輸水泵6和輸水管網組成，回灌和灌溉可共用調蓄池7和輸水泵6。輸水管網則因連接的各回灌盲溝4和灌溉溝3的進水接口位置不同，需分別布置支管。回灌調蓄池7，在填埋場原狀滲濾液達到回灌水質要求時，可利用現有的滲濾液調蓄池9，如滲濾液必須經預處理才能達到回灌要求時，則應設一回灌調蓄池7(要求具有貯存本場最大日層內回灌水量3倍的容量)。回灌輸水泵6從回灌調蓄池7中取水，通過管網輸入各回灌盲溝4和灌溉溝3，泵的流量應滿足在3小時內，輸送本場最大日層內回灌水量的要求，該流量條件下的壓頭應滿足輸水管網水力設計計算的要求。回灌輸水管網由主管、幹管和支管組成，全場設主管一條，由回灌輸水泵6出口延伸至場內回灌和灌溉的最大高程位置。主管每間隔5m高程設一幹管接入口，按該高程範圍內，每條回灌盲溝4和灌溉溝3設1條幹管的原則，所確定的各幹管由此經一個截止閥與主管連接。各幹管設若干支管與相對應的回灌盲溝4或灌溉溝3的進水接口連接。這樣就保證了可從回灌調蓄池7向各回灌盲溝4和灌溉溝3計量地(按進水時間控制)輸送滲濾液，滿足了環境修復操作的要求。
第六步，環境修復操作環境修復操作，由層內回灌、覆蓋層灌溉和填埋氣體導排(處理)，以及相應的監測組成。1)層內回灌，首先按每條回灌盲溝4的長度(m)×盲溝間平均間距(m)來確定各條回灌盲溝4的回灌控制面積(m2)，回灌控制面積(m2)×20即可得各溝每日的回灌水量(L/d)；然後根據輸水泵6的輸水流量(L/h)，確定向各溝輸送每日回灌水量所需的開泵時間，通過泵的啟閉和對應幹管截止閥的配合操作，完成層內回灌。2)覆蓋層灌溉，覆蓋層灌溉的啟動以經滲濾液層內回灌循環後，垃圾穩定化加速、滲濾液中汙染物濃度相應地得到降低為前提，要求灌溉滲濾液的BOD5＜200mg/L，pH≥7.0；操作時，首先按每條覆蓋層灌溉溝3的長度(m)×灌溉溝間平均間距(m)，來確定各條灌溉溝的灌溉控制面積(m2)，灌溉控制面積(m2)×6即可得各溝每日的灌溉水量(L/d)；然後根據輸水泵的輸水流量(L/d)，確定向各灌溉溝輸送每日灌溉水量的開泵時間，通過泵的啟閉和相應幹管的截止閥配合操作，完成覆蓋層灌溉。3)填埋氣體導排(處理)，本項操作利用填埋場原有的設施條件進行，滲濾液層內回灌期間，應保持填埋氣體主動收集、處理(或利用)系統的正常運行；待覆蓋層灌溉啟動後，可關閉主動收集處理系統，改為被動導排、並正常運行，直至環境修復操作結束。4)監測，除按相關填埋場監測要求進行規範的環境監測外，需每周一次對場內滲濾液調蓄池9、回灌調蓄池7的水樣作COD、BOD5、pH、氨氮和鹼度的監測。5)環境修復操作中止，以滲濾液調蓄池9的水樣監測結果為準，連續10周的水樣COD＜300mg/L、BOD5＜150mg/L、氨氮＜25mg/L時，指示填埋垃圾已達穩定狀態，環境修復操作可予中止。
實施例2在非規範填埋場進行環境修復的方法如下第一步，場地評價由於非規範填埋場不具備滲濾液收集、處理和氣體導排處理設施，因此場地評價的內容無需包含對現有設施條件的評價，具體評價內容和方法與實施方案1相同，但滲濾液水質評價不包含處理出水(沒有處理設施)。
第二步，滲濾液與填埋氣體收集(導排)和處理設施補充建設1)補充的滲濾液收集與氣體導排均採用豎井方式，因此可兩井合建，以節省基建費用。建設時，首先以各井水平間距不大於50m為原則，確定各井的設置井位；然後，在各指定的井位，由鑽機開掘井孔，井孔深度以底部侵入填埋場底的地基土層0.5m為限，井孔的直徑為0.8～1.2m；井孔開掘完成後，先在井孔中心垂直放置第一段作為井筒的穿孔管13(長度1～2m，材質為HDPE或砼或碳鋼，管壁穿孔的孔徑10～20mm、均布，開孔率5～10％)。穿孔管13的內徑應保證相應流量和壓頭(參見下述)的滲濾液收集泵15能在其中安放、並將出水管從井筒中引出。安裝時，第一段穿孔管13放置後，其外壁與周圍垃圾層5間的空隙應以級配碎石(粒徑15～30mm)填滿，形成碎石填充層16；然後再以嵌套連接方式，再一段一段逐次安放(每一段的材質、尺寸、開孔狀況均與第一段相同)，每放入一段，應以上述相同的碎石材料填滿外壁與周圍垃圾層間的空隙，直至升高至距垃圾層5表面小於1m時，應以同一材質、直徑，但壁面無孔的無孔管12繼續連接升高，直至其頂端高出最終覆蓋層1表面1.5m時中止。其外壁與最終覆蓋層1間有粘土填充物17。同時在形成的井筒內設有沿井筒一起上升的與滲濾液收集泵15連接的滲濾液輸出管14，在略高於最終覆蓋層1表面處，通過井壁上設有的穿壁管引出，與滲濾液外排管連接，最後在井筒頂端設置風雨帽，即完成了滲濾液收集和氣體導排共用豎井的建設。該豎井利用底部設置的泵15將填埋場底匯集的滲濾液提升並收集至滲濾液輸出管14輸出，同時該豎井可起到氣體導排的作用，並為填埋層內滲濾液滲流提供了補充通道。井內設置的泵15的流量應≥8m3/h，壓頭按井底與覆蓋層表面1高差(m)+3m的值核算。調蓄池7用於匯集通過滲濾液收集豎井由泵15輸出的滲濾液，因此應建於填埋場周邊，池底高程低於場內標高最低的設豎井的覆蓋面表面高程8m以上，以保證在貯水5m深的條件下，有3m的重力水頭，使豎井內抽出的滲濾液能通過各滲濾液外排管匯集於此。調蓄池7的底部應鋪設HDPE膜防滲。3)滲濾液與填埋氣體處理，對於場內滲濾液水質達到前述層內回灌水質要求的填埋場，可無需建設滲濾處理設施直接層內回灌，如未達到水質要求，則需建設滲濾液預處理設施，使處理後的出水達到層內回灌要求後，再用於層內回灌循環。處理設施採用強制內循環的厭氧濾床工藝，處理水力停留時間18～36小時，每m3濾床每天的有機物負荷為5kg，內循環次數≥20次/d。由於此類填埋場一般規模不大，填埋氣體產生量有限，因此，以氣體導排井自然排放稀釋為其處理方式，利用氣體導排井實施，不用設專門處理裝置。
第三～六步同實施例1相同。
權利要求
1.生活垃圾填埋場的原位環境修複方法，其特徵在於第一步，填埋場地現狀評價首先利用填埋場內的豎井或開掘專用的豎井探測填埋層的水位，當豎井內水位距場底≤0.5m時，無需作滲濾液收集設施改造，但是所有豎井中任意1個超過此限值，均須進行如下的改造即按照水平間距間隔30～60m布設豎井，同時，檢查場內氣體收集設施，垂直氣體收集井分布平均間距≤50m時，無需作收集井補充，否則應補充設置氣體收集井至達到上述平均間距水平並檢查氣體收集設施的有效性；第二步，滲濾液與氣體導排設施補充或改造先在填埋垃圾層(5)中垂直鑽掘豎井，豎井的分布密度為30～50m或40～60m，井內插入材質為砼或HDPE或鋼管、內部大小可放入滲濾液收集泵(15)和滲濾液輸出管(14)的作為井筒的穿孔管(13)，管外填加不小於0.2m厚的碎石填充層(16)；氣體導排設施的補充與滲濾液收集設施補充相同，但作為井筒的穿孔管(13)的直徑為0.1～0.2m，管外碎石填充層(16)的厚度為0.2～0.3m，氣體導排井補充後的分布密度為間距≤50m；對於同時補充設置滲濾液收集豎井的情況，滲濾液收集井可兼作氣體導排井，核算需補充的氣體導排井時，扣除已設置的滲濾液收集井後再按需補充；第三步，滲濾液水質評價從填埋場滲濾液收集出口處取樣得到的原狀滲濾液，其水質同時符合pH≥6.5、鹼度≥1500mg/L，BOD5≤500mg/L為合格，可直接進入層內回灌循環；如不能達到上述要求，則以生物或物化方法進行預處理，使之達到上述水質限值要求；第四步，層內回灌設施建設填埋垃圾層(5)內回灌循環設施包括層內凹灌盲溝(4)和配套的輸配水設施，盲溝(4)埋入垃圾層(1)表面下0.5～1.0m的深度，橫截面為正方形，邊長0.2～0.3m，內有直徑0.1～0.2m、孔徑5～15mm、開孔率3～8％的穿孔布水管，周圍填充碎石；盲溝沿垃圾層(1)表面等高線近似平行布置，溝間距6～12m；配套輸配水設施包括回灌調蓄池(7)和回灌輸水泵(6)，回灌輸水泵(6)的流量需滿足在3小時內、輸送最大日回灌水量的要求，其壓頭按具體水力管線計算後確定；第五步，填埋場最終覆蓋層和覆蓋層灌溉設施擬作原位環境修復的填埋場的最終覆蓋層應按下列要求設置自下而上，由0.2m粒徑10～40mm級配碎石層，0.3m壓實粘土層，0.2～0.4m土質回填層和不小於0.3m的耕作土層組成；組成最終覆蓋層的各土質層的總厚度不小於0.8m；覆蓋層灌溉設施為深度0.15～0.2m、寬度0.2～0.4m的覆蓋層灌溉溝(3)，溝內70％深度填充級配碎石，碎石上設粘土覆蓋；灌溉溝(4)依覆蓋層(1)表面的等高線布置，相鄰二溝的間距5～10m；向覆蓋層灌溉溝(3)輸配水灌溉的回灌調蓄池(7)和回灌輸水泵(6)可與第四步的層內回灌共用，但連接泵與灌溉溝的輸水管網與層內回灌可相互獨立控制；第六步，填埋場環境原位修復操作上述設施建設完成後，進行由滲濾液垃圾層內回灌循環和覆蓋層灌溉兩個部分組成的填埋場環境原位修復操作首先是層內回灌循環操作以每條層內回灌盲溝(4)所控制的垃圾層水平面積為基準，每天1次，按控制面積m2×20L/m2的水量，將原狀滲濾液或預處理後的滲濾液輸送至各條回灌盲溝(4)進行回灌；滲濾液通過滲流在填埋垃圾層(5)內循環，達到加速層內有機物降解的目的；層內回灌循環啟動後，每周一次監測從填埋場的滲濾液調蓄池(9)收集的滲濾液的水質，當水質達到BOD5＜200mg/L，PH≥7.0時，可同時開始滲濾液覆蓋層灌溉操作以每條覆蓋層灌溉溝(3)所控制的面積為基準，每天1次按6L/m2的水量，將滲濾液輸送至各條灌溉溝(3)，溝中的滲濾液通過在覆蓋土層中的滲流，完成為植物供水和養分及自身汙染物的淨化過程，直至滲濾液水質達到可排入環境的要求，即已完成環境修復。此操作可使填埋場垃圾10年內達到無汙染釋放潛力的水平。
全文摘要
生活垃圾填埋場的原位環境修複方法，涉及一種加速填埋場封場後的生活垃圾穩定化的方法。步驟如下第一步填埋場地現狀評價；第二步滲濾液與氣體收集設施改造；第三步原狀滲濾液水質評價；第四步層內回灌設施建設；第五步填埋場最終覆蓋與覆蓋層灌溉設施建設；第六步填埋場環境原位修復操作將滲濾液引入垃圾層內回灌循環和覆蓋層灌溉，直至滲濾液水質達到可排入環境的要求，即完成環境修復。本發明既控制了汙染物、又有助於覆蓋層穩定性提高，增強了填埋場環境隔離措施的可靠性，消除了汙染擴散或轉移，與現有方法相比汙染期顯著縮短，10年內達到無汙染釋放潛力的水平。可廣泛適用於生活垃圾衛生填埋場和非規範填埋場的環境修復。
文檔編號B09B3/00GK1785536SQ200510031019
公開日2006年6月14日 申請日期2005年10月21日 優先權日2005年10月21日
發明者何品晶, 邵立明, 李國建, 章驊 申請人:同濟大學