7封场覆盖8环境保护监测.docx

2.7 封场覆盖：2.7.1 封场覆盖的作用及选择填埋场的填埋容量使用完毕后，需对整个填埋场或填埋单元进行最终覆盖。目的是将垃圾与环境分隔离，减轻感官上的不良印象，避免为小动物或细菌提供滋生的场所，便于设备的使用和车辆的行驶，为植被的生长提供土壤，同时控制填埋气体的迁移扩散并使地表水的渗入量最小化从而减少渗滤液的产生。封场覆盖技术基本上可以分为两类，简易单层封场覆盖和阻隔封场覆盖技术，本设计采用阻隔封场覆盖技术。2.7.2 封场覆盖材料选择目前，在国内外使用较多的防渗材料包括压实粘土、土工薄膜和土工合成粘土层三种，实际使用时通常为三者混合使用。近年来，利用污泥和粉煤灰等废料改性制作覆盖材料研究也在逐步开展。2.7.2.1 压实粘土压实粘土是使用历史最悠久，同时也是使用最多的防渗材料。压实粘土的优点在于：成本低（如果土源能就地解决而不需要从其他地方搬运的话），施工难度小，有一套成熟的规范（包括实验室测试指标和现场操作方式），可以参考的经验多。使用时，往往铺设 3060cm，被石子刺穿的可能性小， 同时也不易被复垦植被的根系刺穿。压实粘土的缺点：与另外两种防渗材料相比，它的渗透系数偏大，防渗性能较差，使用时需要的土方多，施工量大，施工速度慢，并且施工时若压实程度不够的话，现场实际的防渗系数将与试验室充分压实条件下得出的数据有很大出 入。压实粘土的另一个不尽如人意的是容易因为干燥、冻融收缩产生裂缝，防渗性能迅速下降，在封场完成以后，产生裂缝难以修复。此外，粘土的抗拉性能较差，最大拉伸形变比为 0.11%（最大拉伸长度比上粘土土体长度），对填埋场的不均匀沉降性能要求较高，直观地说，就是在填埋场表面直径为 5m 的范围， 其中心沉降不能超过 0.1250.25m。2.7.2.2 土工薄膜土工薄膜在过去的十几年里渐渐被许多填埋场采用，土工薄膜的种类较多，目前应用最广的是高密度聚乙烯(HDPE)。土工薄膜的优点是：防渗性能好，土工薄膜本身是不透水的，它的渗水主要是因为板材成型工艺过程中造成的针孔、微隙，渗透系数不超过 10-1c0m/s，大大低于粘土，施工时，仅需铺设 13mm 的土工薄膜就可满足防渗要求，节约了填埋空间。土工薄膜的抗拉伸性能与合成的材料有关，但都比粘土要好。据研究， HDPE 的最大抗拉伸形变比为 510%，对填埋场不均匀沉降的敏感性远小于粘土。土工薄膜的缺点是：容易被尖锐的石子刺穿。聚合物本身存在着老化的问题， 并可能遭受到化学物质、微生物的冲击。施工过程中的焊合接缝处容易出现接触张口。抗剪切性能差，对上层覆土进行压实时薄膜可能会因不均匀受压而损坏。遇到大风天气无法施工，因为大风有可能把薄膜撕裂。单独使用土工薄膜的安全性比较差，实际使用时往往把薄膜铺设在压实粘土上，组成复合防渗层，以获得更好的效果。很多发达国家明文规定在填埋场终场覆盖中必须使用一层或一层以上的复合防渗层。2.7.2.3 土工合成粘土层土工合成粘土层是近十年内逐渐被人们接受并采用的一种防渗材料，一般是用土工布夹着一层膨润土。土工布是一种透水的聚合材料，广泛应用于岩土工程。膨润土渗透系数非常低、具有吸胀性，含有的矿物质主要是蒙特石。土工合成粘土层的优点：渗透系数比压实粘土低，但一般比土工薄膜高。抗拉伸能力强，最大抗拉伸形变比 1015%，对垃圾填埋场差异性沉降的敏感性低。与压实粘土相比，它的体积小，节约空间，施工量小，可以迅速铺好，发生损坏后可以迅速修复。土工合成粘土层的缺点：膨润土吸湿膨胀后，抗剪切性能变差，这就使得斜坡的稳定安全性成了问题。由于施工铺设的厚度小，容易被尖锐的石子或是被复垦植被的根系刺穿。含水率低的膨润土是透气的，因此，在干燥季节，甲烷等气体可以透过土工合成粘土防渗层抵达复垦层，对复垦植被的生长造成危害，并有可能泄露到空气中造成空气污染。另外，值得注意的是，土工薄膜和土工合成粘土层在应用时都不应该出现拉应力，即要求土工薄膜（或土工合成粘土层）与下层覆土所能承受的剪切力大于土工薄膜（或土工合成粘土层）与上层覆土之间所能承受的剪切力。2.7.2.4 其它材料随着城市土地的逐步开发与日益缺乏，国内外开展了利用造纸厂污泥、港湾淤泥和粉煤灰改性制作覆盖材料的研究，但大规模的应用较少。解决改性材料的防渗透性能较差和成本偏高是决定其是否能规模化应用的关键。2.7.3 封场覆盖设计2.7.3.1 封场覆盖设计考虑因素(1) 能够经受气候的极端化，如冷-热、湿-干、冻结-解冻等；(2) 能够经受天然风化力如水和风等的侵蚀；(3) 所需材料的可行性；(4) 车辆进出道路和人行道路的建设；(5) 在填埋场作业中，可能要使用完工后的填埋单元，如堆放覆盖土或通过运输车辆等，如果需要如此，盖层的设计要使其具有这种能力；(6) 地表水排水系统；(7) 系统的寿命；(8) 安装气体抽排井和收集管道系统；(9) 安装渗滤液收排系统井孔和管道；(10) 地形设计需要；(11) 低渗透性，尽量减少填埋场气体的释放和降雨、地表水等的入渗：(12) 分期建设和封场后土地利用规划的关系；(13) 可能需要渗滤液循环；(14) 有抵抗由于填埋场气体释放和废物压缩等原因造成的填埋场不均匀沉降能力；(15) 有稳定性，具有抗塌陷、抗断裂和边坡失稳、抗滑动、抗蠕动的动力；(16) 土地恢复坡度的稳定性；(17) 抵抗由于地震而引起变形的能力；(18) 必须经得起由于填埋场气体作用而造成的对盖层物质的改变；(19) 地表植被根系以及挖洞动物、蚯蚓、昆虫等的破坏。2.7.3.2 封场覆盖系统组成：封场覆盖系统可分为四层，自垃圾堆体表面层而上分别是排气层、防渗阻隔层、排水层、植被层。（1） 排气层排气层设置在不透水层下，用来汇集垃圾堆体表面面积上散发的气体，以减少垃圾堆体封闭后产生的填埋气体对防渗阻隔层的顶托，并有效地将填埋气体通过收集系统导出，同时给封场覆盖系统提供稳定的工作面和支撑面，使得防渗阻隔层在其上铺设。在垃圾体上设 30cm 厚的鹅卵石、建筑垃圾排气层，使用材料能抵抗垃圾堆体散发的填埋气体的侵蚀，防止填埋气体中的杂质在排气层的沉积造成硬壳而影响排气性能。（2） 防渗阻隔层防渗阻隔层的直接作用是减少大气降水和其他外来水渗入垃圾堆体内，间接作用是提高其上面排水层的贮水和排水能力，以及通过径流、蒸腾或内部导排最终使水分去除，同时控制填埋气体无组织释放。使用 40cm 厚的压实黏土和 0.75mmHDPE 膜。（3） 排水层排水层需要采用渗透性高的材料排除入渗的雨水，降低其下面不透水层的水头，使渗过覆盖系统的水量最小化，同时排掉其上植被层中的水分。同时起到保护层的作用，将防渗阻隔层和掘地动物以及植物根系隔离开来，保护下面各层免受过度干湿交替和冰冻的影响而导致某些覆盖材料破裂损坏。为了排除覆盖层水分，提高边坡稳定性，设置排水层，使用有过滤层的沙砾， 厚 30cm。（4） 植被层为了恢复填埋场的生态环境，有助于植物生长，设计拟采用 20cm 营养表土， 根据水土保持综合治理技术规范，填埋场可按照荒地进行育林育草，但应根据填埋气候条件和稳定性条件进行选择确定。封场初期绿化宜选择根前的对氨气，二氧化硫，氯化氢，硫化氢等有抗性的植物，选用常绿灌木和种植草皮。其结构示意图如下图：封场履盖结构示意图2.7.3.3 封场后的土地回用填埋场的稳定化程度直接决定其土地回用的可能性，不同的回用目的对填埋场的稳定性要求也不同。判断填埋场的稳定化指标主要有填埋场表面沉降速度、渗滤液水质、释放气体的质和量、垃圾体的温度、垃圾矿物化的程度等。但是，到目前为止还没有填埋场稳定化的定量标准。国外对填埋场的封场后的土地回用有以下规定：1、填埋场满容后，即填埋场停止填埋垃圾后，至少在 5 年内（即不稳定期）要对其封场检测，不准使用，要坚持防火、防爆；2、3 年后经过鉴定达到稳定阶段后方可使用；3、作出场地使用规划，按规划逐步回用填埋场土地；4、处于稳定阶段的填埋场可做绿化用地、人造景观用地、堆肥厂用地，废弃物无害化处理厂以及无机物质堆放场用地等；5、未经长期观测和环境卫生专业技术部门鉴定之前，填埋场地绝对禁止作为工厂、商店、机关、学校、住宅以及公共场所的建筑用地。2.8 环境保护与监测环境监测是生活垃圾填埋场设计与操作管理规划中的一个重要组成部分，是确保场地正常运营的重要手段。垃圾在填埋场以经历着各种生物、物理和化学的变化，其中有害体的逸出、扩散将污染大气环境，渗滤液的渗漏和排放将污染地下水与地表水。因此，除了在工程上采取相应的气体导出利用设施和防渗及污水处理措施外，还应对填埋气体体和垃圾渗滤液的排放情况及场区内外的大气、地表水、地下水和土壤等环境要素进行定期的监测，以便及时了解随着垃圾进场量的增加和填埋年份的增长， 填埋垃圾所产生的气体和渗滤液对周围的大气、水质污染的现状和趋势，检验垃圾填埋是否达到污染控制目标，为确实做好“二次污染”的防治工作提供科学的决策依据。根据生活垃圾填埋污染控制（GB16889-1997）、生活垃圾填埋场环境监测技术标准（CJ/T3037-1995）和城市生活垃圾技术规范（GJJ17-2001）的要求，填埋场环境监测主要是检测垃圾的渗滤液、填埋气体、地表水、地下水、大气、填埋物、堆体沉降、苍蝇密度、噪声等有关情况。渗滤液应每月监测至少1 次，进场垃圾每月进行 1 次成分分析，若发现异常，应加大分析频率，加强对垃圾填埋场渗滤液的监测也是创建国家环境保护模范城市的刚性要求，考核指标要求垃圾处理厂渗滤液每季度监测一次，并增加垃圾处理厂（包括封场）渗滤液处理达标的考核要求。2.8.1 水污染物排放监测基本要求1、生活垃圾填埋场的水污染物排放口须按照排污口规范化整治技术要求（试行）建设，设置符合GB/T15562.1 要求的污水排放口标志。2、新建生活垃圾填埋场应按照污染源自动监控管理办法的规定，安装污染物排放自动监控设备，并与环保部门的监控中心联网，并保证设备正常运行。各地现有生活垃圾填埋场安装污染物排放自动监控设备的要求由省级环境保护行政主管部门规定。3、对生活垃圾填埋场污染物排放情况进行监测的频次、采样时间等要求，按国家有关污染源监测技术规范的规定执行。2.8.2 地下水水质监测基本要求1、地下水水质监测井的布置应根据场地水文地质条件，以及时反映地下水水质变化为原则，布设地下水监测系统。（1） 本底井，一眼，设在填埋场地下水流向上游30-50m 处；（2） 排水井，一眼，设在填埋场地下水主管出口处；（3） 污染扩散井，两眼，分别设在垂直填埋场地下水走向的两侧各30-50m 处；（4） 污染监视井，两眼，分别设在填埋场地下水流向下游30、50m 处。大型填埋场可以在上述要求基础上适当增加监测井的数量。2、在生活垃圾填埋场投入使用之前应监测地下水本底水平；在生活垃圾填埋场投入使用之时即对地下水进行持续监测，直至封场后填埋场产生的渗滤液中水污染物浓度连续两年低于限值时为止。3、地下水监测指标为pH、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、氯化物、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、六价铬、铅、氟、镉、铁、锰、铜、锌、粪大肠菌群，不同质量类型地下水的质量标准执行GB/T 14848 中的规定。4、生活垃圾填埋场管理机构对排水井的水质监测频率应不少于每周一次，对污染扩散静和污染监视井的水质监测频率应不少于每2 周一次，对本底井的水质监测频率应不少于每个月。5、地方环境保护行政主管部门应对地下水水质进行监督性监测，频率应不少于每3 个月一次。2.8.3 生活垃圾填埋场管理机构应每6 个月进行一次防渗衬层完整性的监测。2.8.4 甲烷监测基本要求1、生活垃圾填埋场管理机构应每天进行一次填埋场区和填埋气体排放口的甲烷浓度监测。2、地方环境保护行政主管部门应每3 个月对填埋区和填埋气体排放口的甲烷浓度进行一次监督性监测。3、对甲烷浓度的每日监测可采用符合GB13486 要求或者具有相同效果的便携式甲烷测定器进行测定。对甲烷浓度的监督性监测应按照HJ/T 38 中甲烷的测定方法进行测定。2.8.5 生活垃圾填埋场管理机构和地方环境保护行政主管部门均应对封场后的生活垃圾填埋场的污染物浓度进行测定。化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、总氮、氨氮等指标每3 个月测定一次，其他指标每年测定一次。2.8.6 恶臭污染物监测基本要求1、生活垃圾填埋场管理机构应根据具体情况适时进行场界恶臭污染物监测。2、地方环境保护行政主管部门应每3 个月对场界恶臭污染物进行一次监督性监测。3、恶臭污染物监测应按照GB/T 14675 和GB/T 14678 规定的方法进行测定。2.8.7 污染物浓度测定方法采用表1中所列的方法标准，地下水质量检测方法采用GB 5750 中的检测方法。2.8.8 生活垃圾填埋场应按照有关法律和环境监测管理办法的规定，对排污状况进行监测，并保存原始监测记录。表 1 污染物浓度测定方法标准对生活垃圾填埋场渗滤液封场前后不同时期进行有效的环境监测，是保证其周边地表水和地下水不受二次污染的关键措施，采取有区别的布点方式、采样频率及监测项目，能更好地综合评估生活垃圾填埋场的运行状况，提升环境监管能力。