4．填埋场的防渗材料

填埋场的防渗衬层通常有无机天然材料，如黏土、膨润土等；天然有机复合防渗材料，主要指聚合物水泥混凝土(PCC)，如沥青水泥混凝土；人工合成有机材料，主要是塑料卷材、橡胶和沥青涂层等。现在广泛使用的是高密度聚乙烯(HDPE)防渗卷材，通常称为柔性膜，用它建成的衬层称为柔性膜衬层(FML)。

在天然的黏土材料中，常用改性技术，即加入其他物质以改变原有黏土的性质，使其达到防渗要求。例如在黏上中添加少量石灰、水泥，可以显著地提高黏土的吸附能力和酸碱缓冲能力。掺和添加剂后再加压实，能够改变混合过程的凝胶作用，使黏土的孔隙明显变小，抗渗能力增强，其渗透系数可达到10^-7～10^-9cm/s，符合填埋场防渗材料对渗透性的要求。在天然黏土中添加3％～15％的膨润土矿物，可以改善黏土的性质，使其达到防渗材料的要求。膨润土改性黏土在填埋场工程中有很好的发展前途，由于它具有吸水膨胀(吸水后体积可膨胀10～30倍)和巨大的阳离子交换容量(一般为＞40cmol₍₊₎/kg)，因而它优于其他无机添加剂。在黏土中添加膨润土，不仅可减少黏上的孔隙．使其渗透性降低，而且可以提高衬层吸附污染物的能力，同时亦大幅度提高了衬层的力学强度。必须注意，在进行衬层的渗透系数试验时，不可使用纯水，应尽量使用与填埋场渗滤液成分相当的液体。在获得实验室结果的基础上，应使用工程要求的成套设施来完成现场试验．检查现场衬层质量和渗透率是否达到要求。

天然黏土和人工改性黏土是建筑填埋场防渗结构的理想材料：然而，黏土仅能延缓渗滤液的渗漏，而不能完全避免渗漏现象，除非它的渗透性极低，且具有较大的厚度。为了更有效地进行密封作业，现代填埋场，特别是危险废物填埋场经常使用人工合成有机材料(柔性膜)与黏土结合作为防渗材料。高密度聚乙烯是应用最广泛的防渗柔性膜材料，它具有防渗性能好，渗透系数低(K<10^-12 cm/s)；化学稳定性好，对大部分化学物质有抗腐蚀能力；机械强度较高；焊接技术成熟，便于施工；气候适应性强，性能与价格比较为合理。

渗滤液渗漏量的估算可用达西定律来表示：

式中，Q为穿过防渗层的渗滤液流量，m³/d；A为面积，m²；K为防渗层的渗透系数，m/d；J为水力梯度；H为渗滤液深度，m；D为防渗层的厚度．m。达西定律表明，穿过防渗层的渗滤液流量与防渗层的渗透系数和渗滤液的积水深度成正比，与防渗层的厚度成反比。因此，衬层的厚度和衬层材料的渗透系数是保证衬层防渗能力的主要设计指标。

5．生物反应器填埋场

生物反应器填埋场是通过控制手段来强化微生物过程，从而加速垃圾中易降解和中等易降解有机组分转化和稳定的一种垃圾卫生填埋场运行方式。这些控制手段包括液体(水、渗滤液)注入、备选覆盖层设计、营养添加、pH调节、温度调节和供氧等。一个填埋单元就是一个小型的“可控生物反应器”，单元的组合便使填埋场构成了一个大型生物反应器。它与常规卫生填埋场相比具有如下特点：

(1)液体添加和水分调节系统

在填埋场内部，适宜于厌氧微生物生长活动的适宜含水率在40％～45％。采用生物反应器填埋系统，于填埋垃圾的同时在每个操作单元内铺设渗滤液回流管道，并在管道上每隔一定的间隔设置一个出水控制阀门和水分传感器，将操作单元内的回流管道与主管道连接，从而形成了一个渗滤液回流与布水网络系统。管道上的水分传感器用于测量各处垃圾的含水率，如某处含水率低于设定值时，计算机控制系统便可自动运行而调节水分，使水分在整个填埋场内大体上得以均匀分布。

(2)填埋气体收集系统

在生物反应器填埋场的内部铺设有类似于液体添加系统的填埋气抽取管道网络系统，它通过气体压力传感器与抽气泵配合，保持导气管道内始终处于微负压状态，以加快填埋气的抽取。为便于填埋气的迁移和抽取，可在每个操作单元面上铺盖一层切碎的废旧轮胎，它的通气性好，使填埋气得到很高的收率。

(3)渗滤液收集和监测系统

生物反应器填埋场的底部是常规的防渗系统，但在最下的衬层上铺盖了一层切碎的废旧轮胎，以积聚产生的渗滤液，其水位数据可通过传感器的适时监测与计算机相连。当需要时，渗滤液即可通过回流管被水泵抽出用于调节填埋场内部垃圾的水分。循环使用的渗滤液在自上而下的流动过程中，经过垃圾的吸附、过滤等物理、化学和生物学过程，从而可部分地得到净化。填埋场垃圾可看作为一个“复合净化反应器”，为保持40％～45％的含水率，生物反应器填埋场的渗滤液往往全部进行循环使用，它一般不需要附加渗滤液处理设施，因而可节约填埋场的投资和后期管理费用。

相关链接：固体废弃物的土地填埋（二）