垃圾填埋场屏障概念模型的研究综述

目前对屏障材料的研究和设计主要考虑如何防止污染因对流而渗透，因浓度梯度而扩散，起到隔离的作用，还没有考虑到对可能穿透的污染进行有效处理，净化和降解。新型的屏障隔离材料，结合物理化学方法和生物处理技术，提出两种基本不同类型的增强屏障的概念。一种是所谓的矿化增强屏障，即具有低渗透率，由吸附，沉淀和可能的其他化学反应延缓有机和无机的污染;一种是生物增强屏障，具有低渗透率，而且有能力促使和提高已经渗透的有机污染进行生物降解，也有能力像第一种类型一样，延缓有机和无机污染。增强型屏障是对现有屏障的改进，是目前研究的热门课题[15～18]。

1.2 屏障结构的研究

垃圾填埋场就其防渗结构而言主要分为底部衬垫水平屏障，垂直屏障和顶部垃圾覆盖层水平屏障。目前底部衬垫水平屏障可以是单层的密封层也可以是复合型衬层。单层密封层通常是现场铺设塑料焊接的整块密封层在黏土地基上，或者是带支撑层的沥青密封层，或者是把涂有合成树脂，硅酸盐或其他黏结剂(砂浆)或上面浇有混凝土的密封层覆盖在压实的土壤层之上。一般来说单一的密封层不保险，容易被污染击穿，为了安全起见，通常采用复合型密封层。复合型密封衬层从上到下依次为铺垫层，过渡层和密封层，密封层一般采用土工薄膜覆盖在矿物密封层上。土工膜上面还覆盖有保护层和排放铺盖层。保护层的作用主要是防止颗粒物对土工薄膜的刺穿及磨损，同时减少渗滤液的化学侵蚀，排放铺盖层是为了防止渗滤液积聚在密封层表面，在特别寒冷的地区，要考虑铺设过渡层，防止霜冻进入土工薄膜及矿物密封层。对土工薄膜要求具有一定的应力应变能力，具有防渗透能力和长期抗化学侵蚀的能力，可以抵抗因地基的不均匀沉降导致的撕裂。对矿物密封层要求无论从选材，层厚，覆盖压力压实等工艺上，都要做到对污染渗透与扩散有较强的隔离作用。对冲蚀和水流穿透有抵抗力，黏土的矿物质含量对渗滤液的物理化学作用可起到降解污染浓度的作用，对重金属有较强的吸附能力，对地基的不均匀沉降有一定承受能力，不至于开裂破坏。

垂直屏障是垃圾填埋场的另一重要组成部分，目前常见的建造方法有[6，19，20]：(1)开挖地下连续墙，注入密封料，通常由水泥添加膨润土或黏土添加膨润土材料组成，必须有足够的厚度，一方面可以承受土压力和自重，另一方面可以防止污染渗透和扩散;(2)把特制的梁(一般为工字钢)用震动和锤击法沉入土中，达到需要深度，拔出梁的同时，把密封料注入形成的空腔中;(3)用泵把水泥浆或化学浆液注入地基土的空隙中形成灌浆帷幕，或者用一个带特殊喷头的钻杆钻入土中，随后由喷嘴注射浆液形成防渗层。

垃圾填埋场封顶层水平屏障的防渗设计也非常重要，特别是对降水量大的地区，为了防止地表水渗入填埋场内部导致渗滤液的大量增加，并抵抗垃圾填埋场气体的侵蚀，封顶层一般设计成复合型水平屏障，主要由矿物质密封层，排气层，必要时还有排水层及地表土层组成，还可以使用土工薄膜。在封顶层和垃圾堆积体之间常铺设有调整层。在封顶层施工前，对垃圾填埋体进行重锤夯实，调整层主要起减少因垃圾不平造成的差异沉降，防止矿物密封层的材料进入垃圾填埋体内的作用。在调整层上覆盖的排气层，主要起收集垃圾填埋体上散发出的气体，减少该气体对矿物密封层的侵蚀作用。矿物密封层在调整层上方铺设，主要起隔离地表水，减少滤出液的形成的作用，需要具有一定的应力应变能力，防止因沉降不均匀造成的破坏。如有必要，可在矿物密封层上铺设土工薄膜，防止渗透。排水层位于土工薄膜上方，主要使密封层的静水压力尽量降低，保持稳定的渗流，地表土层可以种植植被，防止雨水的冲刷破坏，同时利用植被减少渗漏，因此为防止矿物密封层被植物根系刺穿，设计地表土层厚度时需要考虑选择合适的植物种类。

2 结 语

屏障概念模型无论对屏障材料，还是对屏障结构，研究尚不多见，甚至还有相当部分的人不了解垃圾填埋场，不了解屏障墙对垃圾污染质的控制作用究竟有多大，他们不相信污染质还能穿透屏障继续向外扩散污染，这其中包括分管环保工作的部分负责人。垃圾填埋场今后的发展方向是不仅要具有储藏垃圾，隔离污染的功能，还要具有生物降解和污染处理的功能，通过有目的的控制手段强化微生物过程，从而加速垃圾中易降解和中等降解的有机组份的转化和稳定。目前提出的生物反应器及增强屏障的新概念是集贮留垃圾，隔断污染，生物降解和资源恢复等多个功能于一体的垃圾卫生填埋场方向，对该技术的进一步研究和实施具有很好的发展前景。

参考文献：
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