固废处置过程中的生态屏障系统应用技术研究

固废处置过程中的生态屏障系统应用技术研究

黄海

身份证号码：44180119890226xxxx

摘要：本文在提出“固废处置生态屏障系统”概念、性质以及功能的基础上，结合固体废物处理处置工程的具体结构特征，对该系统中固废填埋工程屏障、固废封场屏障及生态恢复、渗沥液厌氧处理屏障等子系统在实际应用过程中所涉到技术以及相关因素等问题展开了详细的探讨。

关键词：固废处置生态屏障系统；固废填埋；固废封场；渗沥液处理

引言：随着我国城市化建设水平不断提高，一些固体废物处置场以及建设工程也多了起来，同时，由于固体废物建设时间较久，且建设架构和相关材料的不合理利用，也加剧了环境污染现象。使得废物处置场的污染垃圾出现渗漏给我国的生态环境带来严重的污染，对人们的居住条件以及社会发展带来一定的阻碍。固体废物处理处置所带来的灾变控制与资源化开发始终是我国岩土工程领域中的重要的研究内容。如何做好固体废物衍生物的减排与控制工作已经成为我国能源与环境领域急需解决的重要的地质环境灾害问题，而生态屏障系统理念的提出及应用也是解决这一问题的关键。对此，本文主要从系统工程角度，对固体废物处置过程中所涵盖的态屏障系统展开了详细的探讨。

1“固废处置生态屏障系统”的提出

“生态屏障”作为一个生态系统，其最终目的是为了对这种生态系统的本质及内涵进行描述。不同领域、学科对这一概念也有着不同的理解。基于固体废物处理处置过程中涉及众多的学科领域，如岩土工程学和环境工程等，其宗旨都是为了对自然界的生态平衡进行维护，本认为“固废处置生态屏障系统”是一个可以维护固体废物处理处置系统中各子系统间稳定及良性循环，系统内部所进行活动都不会影响系统外部的环境，并且要求系统的各项功能要与社会发展需要相适应。

2固废填埋工程屏障技术

2.1屏障技术机理

屏障技术简单来说就是通过对不同的固废类别和成分、区域工程地质和水文地质、填埋作业方式等的分析、研究、实验，选择适合固废填埋工程的屏障系统。屏障系统的主要功能是将固体废物周围环境隔离，根据生活垃圾卫生填埋技术规范规定：“填埋场必须进行防渗处理，防止对地下水和地表水的污染，同时还应防止地下水进入填埋场”。屏障系统主要取决于系统中各结构层的稳定性及抗渗透性［1］。

2.2屏障系统结构特征

屏障系统可分为水平屏障和垂直屏障系统两方面内容。水平屏障多利用天然或人工衬垫材料，在防渗屏障的区域内进行铺设。就目前而言，我国多使用的水平屏障衬垫材料有：黏土、HDPE土工膜、钠基膨润土等。其中应用较为广泛的是HDPE土工膜与钠基膨润土。HDPE土工膜材料的优点多体现在，抗腐蚀性较好、便于焊接、耐高温系数好；钠基膨润土的优点体现在愈合性好、稳定性强、成本低，是衬垫系统材料的首选。在选择人工衬垫材料时，应结合固体废物的类别以及地质、气候等相关因素来进行合理的选择。

垂直屏障系统的设计原理是对渗沥液的垂直渗流进行控制，使流量能够在一个合理的范围。这种设计方式在山谷中较为使用，因为沟谷多为一个完整的水文地质单元。常见的用来控制污染物迁移的垂直隔离措施主要有帷幕注浆、钢板桩墙、竖向隔离墙、高压喷射灌浆板墙等。且这种屏障系统在我国深圳下坪以及杭州天子岭垃圾填埋场中得到很好的应用。

3固废封场屏障及生态恢复技术

3.1封场及生态恢复机理

垃圾填埋场所应用的封场屏障技术是对表面覆盖处理技术和植被技术相结合。封场时应将覆盖屏障系统铺设到其中来，以防地表水渗透到填埋区中，还可以防止填埋气体上移的现象，收集填埋气体发电利用或燃烧，以防填埋气体出现随意释放的现象。为了保护生态环境，将生态植被设置到屏障系统中来，既提高了填埋场的美观度又维护了绿水土保持，有着较好的生态效益［2］。

3.2封场及生态恢复技术的应用

在对填埋场进行封场的过程中，应结合封场后土地的用途对封场施工进行合理的设计，在生物反应器原理的基础上对渗沥液及浓缩液回灌的设计方案进行优化，可以在一定程度上降低垃圾填埋场对环境污染的治理工作，使保封场后填埋场能够合理的运行。在封场后，必须做好填埋场的生态恢复工作。当下封场多在上面种植草坪，然后在一定额时间内做好生态治理工作。

填埋气体的收集导排通过垂直沼气收集井与封场覆盖屏障层内的排气层相结合的方式导排填埋气体。填埋场的水平屏障系统和封场覆盖屏障系统共同形成一个封闭化的空间，可以很好的抑制填埋气体朝着横向方向发展，在抽气机作用下封场屏障层内的导气层形成负压，填埋气体集中收集后通过净化处理的方式最终实现燃烧排放［3］。

生态恢复需要结合封场后的填埋场的开发利用的方式，并对周边环境进行勘察，找出问题区域，改良土壤，创造一个可以适宜植物生长的环境，仔细的挑选适宜植物生存的物种，人们可以采取一些措施来提高填埋场治理工作，美化填埋场的环境。总之，在垃圾填埋场封场过程中，既要做好封场屏障结构工作、填埋气体导排，同时还要做好填埋场的生态恢复工作，使人与自然能够和谐相处。

4渗沥液厌氧处理屏障系统

垃圾渗沥液的出现多是填埋场内的废水造成，由于降雨的增多，渗沥液产生量也在不断增多，其作为一种污染液体，如果没有约束的随意排放将会对周围的水体带来严重的影响。对此，填埋场在进行设计的过程中应结合收集层、排水通道以及相应的处理设施等条件，使相关的处理设备能够始终处于一种畅通的状态。由于渗沥液的成分较为复杂，且有机物污染浓度高、并伴随难闻的气体，因此必须对渗沥液调节池等处理池展开封闭处理工作，既保证雨污分流处理，又可增强有机物厌氧反应效果。当下，HDPE土工膜因其自身的特性现已被各个国家进行广泛的使用。这种覆盖材料可以对池内的水位进行自动随调，可以有效地将外界雨水进行隔离开来，并拥有着较好的抗腐蚀性，安全系数较高［4］。

厌氧处理屏障系统主要涵盖屏障系统、浮力平衡系统、锚固系统以及导气系和相应的辅助系统。屏障系统作为其核心工程，正常的HDPE土工膜的厚度多在2mm左右，膜与膜通过热熔焊接技术进行连接，这样才能保证其稳固性。锚固系统包括防渗膜的锚固及配重系统的锚固，使处理系统具有一定的稳定性。由于渗沥液会出现大量的气体，应在池体周围安装导气管道进行排气。浮力平衡系统的主要作用是保证浮动盖在运行过程中不会受到水体的浸泡［5］。

5结语

综上所述，固体处置生态屏障系统的出现使得固体废物处理处置系统中各子系统的稳定性得到保证并始终处于一种良性循环的状态，减轻了环境污染所带来的压力，对材料也能够进行合理的利用，使人们的生活环境以及生活质量得到极大的改善，对维护生态平衡也有重要的意义，我国应加大对这一领域的技术开发，使其处理能力得到进一步提升。

参考文献：

［1］唐晓武，罗春泳，陈云敏，等.粘土环境岩土工程特性对填埋场衬垫防渗标准的影响［J］.岩石力学与工程学报，2010，24（8）：1396-1399.

［2］薛强，梁冰，王惠芸，等.垃圾填埋场气体资源化利用过程中多场耦合问题［J］.辽宁工程技术大学学报，2009，25（S1）：104-106.

［3］潘开文，吴宁，潘开忠，等.关于建设长江上游生态屏障的若干问题的讨论［J］.生态学报，2014，24（3）：617-629.

［4］王玉宽，孙雪峰，邓玉林，等.对生态屏障概念内涵与价值的认识［J］.山地学报，2006，23（5）：431-436.

［5］周小军，薛强，刘建军.卫生填埋场土工防渗系统［J］.辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2010，27（S1）：118-119.