土工布在垃圾衛(wèi)生填埋場中的應(yīng)用

  隨著我國城市化進(jìn)程的加快和居民生活水平的提升，城市生活垃圾量持續(xù)增加，垃圾的無害化處置成為了一項非常緊迫的任務(wù)。在我國，目前主要方法是建造垃圾掩埋場。衛(wèi)生填埋技術(shù)是目前被普遍使用在城市生活垃圾處理的經(jīng)濟(jì)、有效的方法。為貫徹《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，預(yù)防生活垃圾填埋處置造成二次污染，國家環(huán)保局特制定了《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889－1997），于1998年1月1日起開始實施。標(biāo)準(zhǔn)要求，生活垃圾掩埋場工程環(huán)保設(shè)計務(wù)必包括對場區(qū)垃圾滲濾液的防水處理工程。本文將重點闡述垃圾衛(wèi)生掩埋場防水處理工程設(shè)計的基本原則和思路，并經(jīng)過說明少數(shù)城市垃圾掩埋場防水工程的實例，說明防水技術(shù)防水材料在此類工程中的應(yīng)用前景。

  垃圾掩埋場的防水

  滲濾液的控制

  在生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：生活垃圾掩埋場環(huán)保工程設(shè)計應(yīng)包括防水工程，垃圾掩埋場環(huán)保工程設(shè)計應(yīng)包括防水工程，垃圾滲濾液輸導(dǎo)、收集和處理系統(tǒng)。垃圾掩埋場的防水中一個主要方面就是對滲濾液滲漏的控制，也是垃圾掩埋場設(shè)計和管理的一項主要內(nèi)容。滲濾液擴(kuò)散對水源的污染是垃圾掩埋場對環(huán)境污染的一個主要方面，因此對滲濾液污染控制的研究是垃圾掩埋場環(huán)境污染控制的一重要內(nèi)容，同時也是確定垃圾掩埋場、防滲工程規(guī)模的重要根據(jù)。滲濾液污染控制主要根據(jù)對垃圾填埋進(jìn)行防滲處理。

  垃圾掩埋場防水處理的目的一方面在于預(yù)防滲濾液滲透地下，從根本上控制垃圾滲濾液對四周地下水環(huán)境的影響；另一方面是預(yù)防其他形式的水流侵入掩埋場。因為大氣降水會在場區(qū)內(nèi)順溝谷構(gòu)成地面水流，在徑流流程中會侵入填埋區(qū)，而且對地下水進(jìn)行補(bǔ)給，因而造成滲濾液液面位置大幅度上升，引滲濾液外溢而污染環(huán)境。因此，垃圾掩埋場的防水建設(shè)工程務(wù)必根據(jù)場址的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，采用相應(yīng)的防滲技術(shù)和防水材料，對掩埋場進(jìn)行防水處理。

  防水技術(shù)

  生活垃圾掩埋場防水系統(tǒng)的建設(shè)目前在工程上多使用掩埋場區(qū)底部水平防水，以及截洪溝、填埋區(qū)下游垃圾壩、截污壩、截滲墻、防滲帷幕等設(shè)施為主的垂直防水系統(tǒng)相組合的防水工藝。一般場區(qū)底部的水平防水可以利用天然不透水層，如較完整的不透水巖層或粘土、淤泥層(要求防水層滲透系數(shù)K≤10－7cm/s）。在地質(zhì)條件偏悲觀的地區(qū)，水平防水主要經(jīng)過鋪裝由高密度聚乙烯等材料制成的透水土工膜、高分子防水卷材或其他防水材料（如經(jīng)過加工的粘土）等建成人工不透水層來實現(xiàn)；或者兩者相組合，封閉整個場區(qū)底部及邊坡。

  對于垃圾掩埋場防水體系中的另一主要環(huán)節(jié)——垂直防水，其防水工藝則需要根據(jù)場區(qū)工程地質(zhì)條件來選擇。對于山溝式掩埋場，為截留填埋區(qū)上游山區(qū)地面徑流和部分潛水，需要設(shè)置截洪溝。由于截洪溝的深度有限，部分來自掩埋場上游的地下潛水將進(jìn)入掩埋場，可能會構(gòu)成大量的滲濾液。對此，可以采取引流措施降低進(jìn)入掩埋場的潛水量；在滲濾液下游采用建造混凝土截污壩、粘土心墻垃圾壩、截滲墻和灌漿帷幕相組合等方法建立垂直防水系統(tǒng)。另外，在地勢平坦的平原地區(qū)，主要經(jīng)過修建粘土心墻垃圾壩與鋪裝不透水土工膜、土工布相組合的防水工藝來建立防水系統(tǒng)。

  防水材料

  在垃圾掩埋場防水系統(tǒng)工程中所使用的防水材料，其接觸對象重點是垃圾滲濾液，因此，對防水材料重要性能的要求，特別要鑒于材料受滲濾液水質(zhì)的影響情況。試驗表明，填埋滲濾液水質(zhì)受垃圾成分的影響較大，化學(xué)成分復(fù)雜，且與垃圾成分、掩埋場的土壤組分和掩埋場使用壽命相關(guān)。有資料表明，國內(nèi)掩埋場垃圾滲濾液中COD、BOD一般在103~104mg/L之間變化，主要污染物是有機(jī)污染物、氨氮、碳、重金屬等，pH值一般在6.5～7.8之間。所以可見，垃圾滲濾液是一種具有特強(qiáng)腐蝕性、高污染性的水體。一般垃圾掩埋場的設(shè)計使用壽命為數(shù)十年。尤其是近年來我國對環(huán)保的要求越來越高，因此，在垃圾掩埋場防水工程中使用的防水材料，務(wù)必具有極強(qiáng)的防滲能力（滲透系數(shù)K≤10-7cm/s）、優(yōu)秀的抗化學(xué)侵蝕能力和高耐用性能，才可以滿足此類工程防水的需求。

  另外，根據(jù)所使用的防水處理技術(shù)，在垃圾掩埋場防水系統(tǒng)工程中可選使用不同類別的防水材料。在人工水平防水中，目前國內(nèi)外經(jīng)常使用的防水材料有高密度聚乙烯土工膜等合成高分子防水卷材。此類防水材料經(jīng)實踐證明具有優(yōu)秀的不滲透性能、抗化學(xué)侵蝕能力和高耐用性。國外還有一類膨潤土防水材料，如美國CETCO公司生產(chǎn)的一種加筋的土工織物膨潤土毯（GCL），它使用專利方法將不可分解的高強(qiáng)度拉力有紡及無紡聚丙烯土工布經(jīng)過針織、中間填充膨潤土防水粉而成，防水層滲透系數(shù)K<5×10-9cm/s。此類防水材料同時具有易施工等特性，隨著其性能的持續(xù)提高和成本的降低，它將成為垃圾掩埋場防水處理主體工程采用的主流防水材料之一。

  另外，在垃圾掩埋場防水系統(tǒng)垂直防滲工程中較多使用的一類防水處理技術(shù)是帷幕灌漿。灌漿材料主要使用細(xì)水泥和化學(xué)灌漿材料。試驗表明這些灌漿材料具有優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性，材料在垃圾滲濾液中常年浸泡不易受垃圾滲濾液的侵蝕，性能可靠良好，同時固體防滲能力強(qiáng)（滲透系數(shù)K=10-7～10-8cm/s）。

  城市生活垃圾衛(wèi)生掩埋場中的防水控制要求比普通水工Ⅰ級壩防水要求高100倍，這對目前常用防水處理技術(shù)和防水材料在垃圾掩埋場建設(shè)工程中的應(yīng)用提出了較高要求。從以上工程實例可見，采用鋪裝人工防水層、建立防水帷幕以及與自然防水層相組合等防水處理技術(shù)，完全可以滿足工程的環(huán)保設(shè)計要求。隨著防水防滲處埋技術(shù)的成熟和防水材料性能的持續(xù)提高，在防水體系中起主要作用的防水層，其所使用的不透水土工膜等高分子防水材料及水泥類和化學(xué)類灌漿材料，此后必將在城市垃圾掩埋場等環(huán)保建設(shè)工程中發(fā)揮很大的作用。