班戈县生活垃圾填埋场渗滤液回喷处理设计

摘要：结合当地蒸发量远大于降雨量的特点，在班戈县生活垃圾卫生填埋场渗滤液污染控制中采用了渗滤液循环回喷处理技术，可实现在填埋运营期渗滤液不外排，同时，结合工程设计，介绍了渗滤液产量的计算方法、处理系统的组成、回喷系统的设计以及构筑物设计等情况。
关键词：卫生填埋场；渗滤液；循环回喷处理
1工程概况
班戈县位于青藏高原北部，那曲地区西部，西藏最大的咸水湖——那木错湖部分位于班戈县境内，该县气候属高原亚寒带半干旱季风气候区，具体特点为：无绝对无霜期，年平均冰雹日数在30d以上，日照时数为2944.3h，平均气温在0℃以下，最高气温23.2℃，最低气温-31.4℃；年降水量为191.7～396.6mm，主要集中在6-9月份，占全年降水量的80%左右，年蒸发量为149818～2642.7mm，是降水量的7.0～7.5倍，年相对湿度为41%，年平均风速为4.6m/s，最大风速为3810m/s，最大冻土深度为2m。通过场址比选方案，考虑到工程风险、成库条件、覆土来源等因素，填埋场场址定于西藏班戈县北方，距离县城约5km处的一处牧羊地。班戈县2008年常住人口为5720人，服务区产垃圾量为7.2t/d，根据《班戈县县城总体规划》（2005年），规划至2010年县城常住人口将达到6222人，预测服务区产垃圾量为816t/d，至2027年人口将达到13859人，预测服务区产垃圾量为20.9t/d，考虑到垃圾的收运率，班戈县生活垃圾卫生填埋场日平均处理规模为15t/d，服务年限为18a（2010-2027年），设计使用库容为14.6万m3，工程占地面积为2.65万m2，填埋区占地面积为2.57万m2，以场外截洪沟和中间截洪沟最高点轴线将填埋场分成一区和二区分两区填埋，坝顶高程4776.00m，最大坝高5m，处理工艺为卫生填埋，防渗方式为HDPE膜单层防渗结构。
2渗滤液污染控制技术的选择
GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中规定2011年7月1日起，现有的全部生活垃圾填埋场应自行处理生活垃圾渗滤液并执行规定的水污染排放浓度限值。因此渗滤液污染控制方案主要有就地处理达标排放及渗滤液循环回喷处理[1-3]。由于班戈县境内有西藏最大咸水湖——纳木错湖，单独处理需达一级排放标准，且填埋场规模较小，渗滤液产量少，采用单独处理不经济，其建设和运行费用均较高，因而，本工程采用渗滤液循环回喷处理技术来处理渗滤液是可行的。
20世纪70年代初[4]，Pohlang F.G.等在实验室内研究，发现将渗滤液循环回喷或回灌到填埋场一段时间后，其污染物浓度与不经过循环处理的渗滤液浓度相比较大程度地降低。渗滤液的回喷（灌）就是将未经处理的渗滤液直接喷洒或回灌至填埋场内填埋区域，利用填埋场自身形成的稳定系统使渗滤液中的有机成分经过垃圾层和覆土层而降解，同时渗滤液还因蒸发而减少。Robinson和Maris提出回喷或回灌渗滤液可加速填埋场中有机物的分解稳定，使原需15～20a的稳定过程缩短至2～3a，这样不仅可使渗滤液浓度降低，还可以减少要处理的渗滤液量。此后的大量研究表明，渗滤液循环处理技术比传统的填埋场渗滤液处理方法具有优越性。其原因在于，栖息于土壤中的微生物对渗滤液进行了降解转化作用。根据国外循环运行经验，渗滤液处理量可减少50%～70%，渗滤液的污染浓度将减少40%～50%。Carson[5]报道了目前在美国生物反应器填埋场的技术体系已初具规模，已有200多座垃圾填埋场采用了此技术。
渗滤液循环回喷（灌）的方式主要分为表层回喷和地下内层回灌[6]。两种方式性能比较见表1。
表1回喷（灌）方式性能比较表

班戈县蒸发量远大于降雨量，根据班戈县气象资料，多年平均蒸发量为1976.9mm。班戈县1986-2005年20a的逐月降雨量及蒸发量如表2。采用渗滤液循环回喷处理可以实现渗滤液不外排。根据渗滤液两种回喷（灌）方式性能的比较，以及当地的实际情况确定本设计采用表层回喷。
表2班戈县月降雨量及蒸发量

3渗滤液回喷系统设计
3.1渗滤液产生量参数确定
渗滤液的产量及其变化规律很复杂，主要取决于6个因素：降雨量、蒸发量、地表径流、地下渗透量、垃圾含水率、填埋作业状况。班戈县填埋场由于采取了HDPE膜防渗和修建地表截洪沟等措施，则地表径流和地下渗透量可得到处理，另根据当地现场勘查可知，该地垃圾主要为居民用牛粪取暖所产生，因此垃圾含水率极低，故场内渗滤液的产生量主要取决于降雨量和蒸发情况，以及填埋作业分区状况，因此影响本工程渗滤液产量的因素主要有以下几个[7]：