垃圾填埋场环境问题的解决方法

城市卫生填埋场可以看作是一生物化学反应堆，其输入物为城市废弃物和水，输出物为渗滤液和废气。它们的泄漏和逸散就导致了污染。因此，填埋场的环境问题是与垃圾的组成和特性密切相关的。一般说来，依垃圾的特性可将它分为两大类：与土相似的垃圾和与土不相似的垃圾。城市废弃物多属与土不相似的垃圾，因为它们具有纤维成分（如纸、塑料、纺织品、绳索等）；通常含有大量可被微生物分解的有机物和其他可以降解的成分，导致有害气体和液体的产生，此外，垃圾的孔隙大，故相对变形较大，而且这种变形可以持续很长的时间，有时可达30年以上。

由此，垃圾填埋场带来的环境问题主要有以下几种。

（1）防止渗滤液渗漏和扩散是垃圾填埋场最关键的问题之一。众所周知，垃圾卫生填埋场最基本的要求是最大限度地把垃圾隔离起来，使不影响天然环境和人类健康。因此，防止泄漏、扩散是填埋场最主要的任务。由于降雨和微生物的分解作用，垃圾中会浸出一种成分复杂的有害废水，如果它们渗入土中或地下水中，则会引起土和地下水的污染。对于这些有害的渗滤液应有专门设施进行收集，并导入处理设施中进行生化处理和物理处理。近年，有控制地对垃圾渗滤液进行回灌处理的方法受到了越来越多的重视，它有利于消减净化渗滤液，并提高填埋场的安全性（陈云敏等，2002）。

渗渗液的数量与降雨入渗密切相关，渗滤液产生的速率对填埋场的设计和运行管理十分重要，对它的稳定性也影响很大。但它的产出量的计算十分困难。Giroud，J P等对这个问题作过详细研究，对它的计算需要许多基本的资料。然而，我国绝大多数填埋场的覆盖系统和渗滤液收集排放系统都有很多问题，因此找出渗滤液的渗透规律相当困难。

渗滤液渗漏造成的后果十分严重。据报道，美国加利福尼亚州一填埋场位于山丘地带（海拔300～750英尺），地层有数条地震断层，地下水位很高（离地面5～45英尺）。填埋场的渗漏蔓延到3000英尺外的小溪。事后，经过3年的处理，挖移40万立方码的废土，挖出4000个废物桶，建筑110英亩的土封盖层，花费1700多万美金。

当在流动的液体中注入某种溶液后，溶液并不只是沿流速方向推进，也表现为四周的扩散，它是由机械作用和分子作用共同产生的，而后者则是由于各点浓度不同造成的。一般说来，填埋场以下的渗滤液以柱的形式向下卧含水层转移，故污染区宽度与填埋场宽度基本相当。目前，对填埋场扩散问题的研究，主要是关于土工膜缺陷引起的渗漏扩散问题。研究认为，透过土工膜缺陷的污染物在隔断土层内的浓度随深度和密度方向衰减都很快。

（2）垃圾填埋体边坡在静、动条件下的稳定也是重要的问题。垃圾的强度特性已在前面提及，由于它的强度特性比一般土更为复杂，因此，边坡的破坏机理也与一般土体边坡有所不同。垃圾边坡的破坏型式主要有以下几种类型：沿衬垫系统破坏，沿固体废弃物内部破坏，衬垫后面土体的破坏，穿过废弃物和地基的破坏，沿覆盖层的破坏等。这些边坡失稳的事例在国外和国内（杭州、重庆）都发生过，造成了巨大的生命和财产的损失，这些破坏大都发生在大雨之后，而且以衬垫系统的接触面上和下卧软土层中的滑动为多。因此，研究接触面的强度特性和含水量对填埋场稳定的影响是尤为重要的。图9.8所示为垃圾填埋体在荷载作用下的变形破坏示意图。

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图9.8　垃圾陡坡在荷载作用下的变形特性

（3）填埋场的沉降和不均匀沉降会造成填埋场结构（顶盖系统、衬垫系统和排泄管道系统等）的破裂，应予防止。垃圾填埋场的沉降问题远比一般岩土建筑物为大，而且引起的问题更为严重。垃圾体的孔隙很大，又会随时间发生降解，因此沉降持续的时间很长，加之填埋体中各处成分和密度的不均匀，导致了显著的不均匀沉降，因此，沉降大、持续久和不均匀性大的特点会给填埋场的安全带来一系列的问题，填埋场的容量分析，衬垫系统、淋滤液系统、气体收集系统和覆盖系统的设计和安全运行与不均匀沉降密切相关。

填埋场的沉降有填埋期内的沉降与封顶后的沉降。前者沉降可以增加填埋场的容量，其后果是有利的；而后者则对安全性与经济性十分不利。可见，加速填埋期间沉降和减小封顶后的沉降均十分必要。据研究，填埋场的沉降可达到起始高度的30%～40%（陈云敏，柯翰，2002）。

填埋场沉降的计算也曾有人研究（Sowers G F，1994），但至今尚无反映填埋体沉降特性的合理模型，特别是生物降解在次压缩中的作用，无法预估封顶后剩余的填埋高度和填埋体的侧向变形，也无法预估对内部系统和表面覆盖系统的影响程度。

鉴此，欲消除或减弱沉降和不均匀沉降的影响，只有在结构措施设计和所使用的材料选择中加以考虑（将在后面述及）。

（4）由降解产生的沼气引起的爆炸问题。在填埋体因生物化学变化作用所产生的有害气体，如沼气等，必须及时排出，否则会在填埋体内积聚，形成鼓包，甚至发生爆炸和火灾，因此，气体的收集和导引系统必须设置妥当。这些气体可以加以利用，如杭州天子岭填埋场就引入专设的发电厂进行发电，也可作为燃料加以利用。

（5）填埋场完成填埋并复用后，其上可以建设某些结构物或公园、林地、草地等建筑，这时需要注意地基的剩余沉降量和承载力的大小，选择可以适应的结构物，并注意加强观测。