基本介紹
- 中文名：安全填埋
- 外文名：secure landfill
- 處理對象：焚燒的飛灰爐渣、受污染土壤等
- 安全填埋技術：選址、建造
- 物理問題：廢棄物中的水分可能進入處置場地
- 基本要素：預處理、場址選擇、防滲層等
簡介,填埋廢棄物,基本要素,填埋場選址,填埋場建造,
簡介
安全填埋指對危險廢物在安全填埋場進行的填埋處置。安全填埋場，是處置危險廢物的一種陸地處置設施，由若干個處置單元和構築物組成，處置場有界限規定，主要包括危險廢物預處理設施、危險廢物填埋設施和危險廢物滲濾液收集處理沒施。安全填埋的處置對象包括：①焚燒的飛灰和爐渣。②受污染土壤。③含有低濃度活性物質的固定化粉末。
安全填埋場的建設是一個複雜的系統工程，其規劃、選址、設計、籌建利運營管理與其他類型填埋場（如與衛生填埋場、一般工業廢物填埋場等）有相似之處。但由於危險廢物的特殊性，一般來說，對安全填埋場的建設要求要嚴於衛生填埋場。主要表現於：選址、防滲、污染控制、現場運行管理和封場管理等方面。安全填埋技術可從兩個階段劃分：選址和建造。
填埋廢棄物
危險廢物土地處置引起的基本物理問題是水的運動，廢棄物中的水分可能進入處置場地。廢棄物的溶解會導致污染物從處置場地向更大的土壤層區域轉移，尤其是轉移到含水層。地下水污染問題通常會導致井水和與含水層有關的表面水體的污染。在很多情況下，由廢棄物土地處置引起的井水污染，通常要在廢棄物填埋數年後才會發現。這主要是因為地下水流動緩慢所致。
危險廢物土地處置引起水污染有多種不同的方式。填埋場產生的滲濾液，可能會從填埋場地流出來形成地表徑流，也可能緩慢地滲透到非飽和區，進人含水層（如果存在含水層）。填埋場集水塘襯層破裂或儲水槽底部裂口也會導致污染物往下遷移而污染地下水。有時，這些污染物的遷移會受到相對不透水的地質阻斷層，如粘土層的阻礙。
填埋的廢棄物因此成為污染源，廢棄物中的一些組分會繼續通過入滲等方式向地表下轉移。一般建議將危險廢物處置場地設在有天然阻斷層的地方，並使用襯層。並且，填埋場必須安裝檢測儀器，對相關含水層的情況進行連續監測。如果預測可能產生滲濾液，還必須設有滲濾液的收集和處理系統。
基本要素
廢物控制及其預處理
填埋場只應接受符合設計規定的廢物。安全填埋場應處置經過適度預處理的毒性和腐蝕性無機廢物，不應處置易燃、易爆、有化學反應性或體積膨脹性的廢物以及含油廢物。衛生填埋場只應處置生活垃圾和某些醫療廢物。
廢物的預處理包括：分揀、剔除大件廢物；脫水；混合乾吸附劑；用容器包裝；進行穩定化和固化預處理。
場址選擇
場址是關於一個填埋場的安全性、經濟性的關鍵因素之一。選擇場址時應考慮該地區的環境因素、水溫和氣候條件、交通運輸和人文情況等，還應保證該填埋設施能與周圍地區相容，不影響該地區的土地利用等。
防滲層
防滲層是防止填埋場滲漏的又一重要環節。傳統的由黏土、瀝青、油毛氈、混凝土、塑膠等材料製成的防滲層防滲效果均不理想，美國、德國等一些國家使用的高密度聚乙烯(HDPE)複合襯墊效果較好。
操作要點
填埋作業要按照設計要求精心操作。包括：嚴格驗收廢物，不符原契約規定的廢物予以退貨或另定填埋方案；廢物最低填埋面至少高出基岩或季節性水位1.5m；每層填埋作業面完成後，必須覆蓋土層和防雨雪的覆蓋物；HDPE膜必須能使底部、側面和頂部焊接連成整體；檢測地下水本底，包括其化學成分、物理性質、生物和細菌的狀況等，以對比填埋場封頂運營後的變化。
浸出液的收集、處理和集排氣系統
合理設定浸出液收集、處理和集排氣系統，方可確保填埋廢物產生的污染物得到有效的治理。如填埋物產生可燃氣體，必須經燃燒後方可排放。簡易的燃燒不但會造成能源的浪費，也會造成大氣污染，故應儘量設計合理的工藝流程，做到有控制地燃燒。
封場及關閉後的管理
填埋場在關閉後還應進行長期的監控管理。關閉後的填埋場如發現有滲漏，必須及時攔截受污染的地下水或地表水，採取消除污染措施，保護植被和場區不受任何破壞。關閉後的填埋場不可任意加以利用。
填埋場選址
進行危險廢物填埋場的選址需要考慮的四個主要因素包括：空氣品質、地下水水質、地表水水質、地面下氣體和滲濾液的遷移。除社會、經濟方面的因素外，後三個因素是進行填埋場選址時必須考慮的主要因素。
在空氣品質方面，必須考慮危險廢物的揮發，填埋場氣體的產生、遷移以及填埋場的廢棄物隨風向飄散等產生的負面效應。一般來說，通過合適的填埋場建造技術可以控制這些影響，因此，它們不會成為填埋場址選擇的限制因素。
在水文地質方面，填埋場的選址可分為四個主要部分：地質、土壤、水文和氣候。
場址應選在滲透性弱的岩層基礎上，場地應避開斷層活動帶、構造破壞帶、地震活動帶、含礦帶或礦產分布帶，以及地表為強透水層的河谷區或其他溝谷分布區。避免地下水和地表水的供應受到污染，場址選擇應確保地下水的安全，並設有保護地下水的嚴密技術措施。填埋場的場址必須位於飲用水保護區、水體和洪水區之外，並建在地下水水位之上。
轉移能力是指土壤允許污染物移動的能力。因此，土壤的轉移能力越大，污染物移動越快，這不是我們所希望的。低滲透性和低孔隙率的土壤可以延長污染物的流動周期，並作為一道天然屏障阻滯污染物的移動。冰川沖積形成的平原和三角洲的砂石地，滲透性相當高，礫石床層的滲透性也很高，因此，污染物在其中的移動速度快且移動距離遠。粘土和淤泥的滲透性低，可以阻礙污染物的移動。
大多數污染物的運動速度與水相同，或比水低，水與污染物運動的相對速度取決於水和污染物的特性。例如，在水中相對難溶的有機污染物，與相對易溶於水的有機污染物相比，會更多地被土壤滯留，水的pH值也會影響污染物的阻滯。例如，在低pH值（並缺氧）時，鐵將以Fe2+為主要存在形式，這種形式易溶於水，並且隨水遷移。如果pH較高(>6)並有氧存在，則鐵以Fe3+形式為主，在水中溶解度較低，Fe3+會形成沉澱，因此不會隨地下水運動。
吸著能力與有機成分、主要礦物質、pH和土壤有關。吸著包括污染物的吸附和吸收。吸著對重金屬、磷和有機化合物的移動相當重要。陽離子交換能力(cation exchange capacity，CEC)是指廢棄物和土壤中的陽離子進行互換的能力，土壤的CEC越高，可以截留的金屬量越大。土壤阻滯污染物移動的能力也與土壤中的許多氫氧化物，特別是鐵氧化物，以及磷酸鹽、碳酸鹽有關。這些化合物可以使重孟屬從溶液中沉澱出來，從而不能夠進一步移動。
土壤的氫離子濃度(pH)會影響金屬陽離子的主要去除機制。金屬陽離子的主要去除機制為：pH<5時，以離子交換或吸附為主；pH>6時，以沉澱為主。
危險廢物填埋場選址時水文方面的考慮包括：與地下水位的距離、水力梯度、附近是否有水井和地表水體。
當填埋場地面與地下水位間的距離較近時，污染物遷移至地下水位的時間也較短，這樣污染物擴散進入飽和區之前的濃度減小量就較小。因此，我們期望填埋場與地下水位之間的平均距離應該足夠大，使污染物在進入地下水之前濃度有明顯的減少。同時需要對地下水飽和層進行監測。如果有必要，允許進行修復工作。
需要與局部地下水水位間存在水力梯度。水力梯度越大，濃度衰減時間越短，水的移動越快。因此，適度的水力梯度較為重要。
填埋場與供水水井和地表水體之間的距離要儘可能遠，以防止萬一填埋場發生滲漏時造成污染。並且，在地表水體附近必須考慮洪水的威脅。洪水可能破壞填埋場地面設施的結構，引起廢棄物的泄漏。因此，填埋場應遠離泛洪區，填埋設施在設計上必須滿足防洪要求，保證100年內不受洪水破壞。
氣候也是污染物遷移的驅動力之一，如果我們考慮在同一區域內選擇填埋場，由於其氣候變化不大，可排除氣候差異的影響。
填埋場建造
對危險廢物而言，幾乎不可能有一種完全不滲透的填埋場，並永遠保證其完整性。填埋場設計和運行應該使廢棄物從填埋場移出的量達到最小化。EPA關於危險廢物填埋的法規(40 CFR 364-300)要求填埋場至少具備：①兩層或更多層襯層；②在襯層上和襯層間有滲濾液收集系統；③填埋場表面要有降水收集和控制系統，至少有收集25年一遇暴雨連續24h降雨量的能力；④監測井；⑤“蓋’’。
覆蓋
覆蓋填埋場襯層系統需包括：
襯層（1）頂部襯層的設計和結構應能防止填埋場在使用中或封閉後危險廢物組分遷移進入襯層中。
（2）底部複合襯層至少要有兩層以上，上層用於防止在填埋場使用時或封閉後，危險廢物組分遷移進入襯層。下層的作用是，萬一上層破裂，可將危險廢物組分的遷移降至最小。下層由壓實土壤構建而成，要求厚度至少為91cm，壓實土壤的水力穿透係數不能大於1×10-7 cm/s。
為了收集和去除滲濾液，以保證襯層里的滲濾液深度不超過30cm，在頂部襯層上方必須設計、建造、運行和維護滲濾液收集和去除系統。在頂部和底部襯層之間的滲濾液收集和去除系統同時也是一個滲漏檢測系統。滲濾液收集系統至少應該：
（1）底部的坡度為1%或更大。
（2）用顆粒材料建造成排水系統時，要求材質的水力滲透係數大於1×10 cm/s，厚度大於30cm；用合成排水材料時，材質的穿透係數應大於3×10-5m2/s。
（3）要有足夠的機械強度，防止發生崩塌或阻塞。
填埋場襯層水力梯度的定義
填埋場襯層水力梯度的定義滲濾液收集系統應該包括流量足夠大的水泵，用於除去滲濾液，避免其進入排水層。滲濾液必須進行處理，達到排放標準。經過處理的滲濾液可以排人城市廢水處理系統。滲濾液的量可用達西定律進行估算。填埋場襯層水力梯度的定義如圖所示。流速不能超過可以得到的水量，即降水速率與填埋場面積的乘積。污染物通過土層的遷移時間可以用污染物通過的直線距離(T)除以其滲出速率來進行估算。
