山谷型垃圾填埋場滲濾液計量方案探究

段永勃

摘要：本文以西安市江村溝垃圾填埋場為例，探究了山谷型垃圾填埋場滲濾液計量方案。傳統的山谷型填埋場一般通過管道分層導排的滲濾液，采用的超聲波液位計進行滲濾液計量。然而，滲濾液具有沉淀物和泡沫量大的特點，利用傳統的計量系統會導致計量不準確。本文通過沉淀池中部進水、加擋墻、加巴斯槽、旁通磁致遙感水位計計量等設計，解決了山谷型垃圾填埋場傳統計量方法的弊端，同時也實現了數字化傳輸，使得滲濾液計量更加準確和便捷。

Abstract： This article takes Jiangcungou landfill in Xi'an as an example to explore the leachate metering plan for valley landfill. Traditional valley-type landfills generally use layered drainage of leachate through pipes， and use an ultrasonic liquid level meter to measure leachate. However， leachate has the characteristics of large amount of sediment and foam， and the use of traditional metering system will lead to inaccurate metering. This paper solves the shortcomings of the traditional measurement methods of valley landfills through the design of water inflow in the middle of the sedimentation tank， the addition of retaining walls and Bass tank， and the bypass magnetic-induced remote sensing water level meter， so the leachate measurement is more accurate and convenient.

關鍵詞：填埋場;滲濾液計量;巴斯槽

Key words： landfill;leachate metering;Bass tank

中圖分類號：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）20-0158-02

0? 引言

垃圾滲濾液是指來源于垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分、進入填埋場的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土層的飽和持水量，并經歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度的有機廢水。當提供給垃圾本身一定的濕度時，多余部分的滲濾液會從垃圾場中滲濾出來[1]。有學者研究表明垃圾堆體內過高的滲濾液水位是造成垃圾填埋場發生失穩破壞的主要原因[2]。隨著填埋體內滲濾液水位升高，孔隙水壓力增大導致垃圾（或場底土體、或襯墊界面）的抗剪強度降低，可能導致邊坡失穩[3]。垃圾滲濾液產量是垃圾填埋場設計的一個重要指標，也是對垃圾滲濾液進行有效地控制和處理的一個重要途徑。高滲濾液產量若超出滲濾液處理站的額定處理能力會影響填埋場的正常運行[4]。此外，準確測量填埋場滲濾液產量能夠為科研人員進行滲濾液產量預測模型研究提供可靠的實測數據。然而，目前常見的滲濾液計量裝置存在些許弊端。因此，探究一種能夠準確計量垃圾填埋場滲濾液產量的方案具有非常重要的現實意義。西安江村溝垃圾填埋場是典型的山谷型垃圾填埋場，與我國山谷型填埋場有諸多相似之處。本文以江村溝垃圾填埋場為例，探究山谷型垃圾填埋場滲濾液計量系統改進方案。

1? 山谷型填埋場滲濾液現狀

1.1 江村溝垃圾填埋場概況

西安江村溝垃圾填埋場位于西安東南方向的灞橋區狄寨原上，是該市主城區重要的生活垃圾無害化處置設施，有效的解決了西安市城區多年來垃圾圍城的困擾。填埋場距離市中心16.5公里，總占地面積1031畝，設計使用年限50年。現填埋場垃圾堆體平均堆高130m，最高堆高達150m，設計總容量3463萬m3，是全國最大的生活垃圾填埋場之一。西安江村溝垃圾填埋場的填埋共分為四期，最底部為一期和二期工程，向上依次為三、四期。每期底部均設有盲溝收集滲濾液，下游坡腳處布有50-100m的碎石導排層。垃圾每10m為一層，每層頂部鋪厚為30cm的黃土，減輕氣味，減少蒼蠅和蚊蟲的滋生，底部埋有縱橫向的盲溝，通過管道分層導排滲濾液，將收集的滲濾液用超聲波液位計計量。

1.2 滲濾液中高含量沉淀物

滲濾液中含有復雜的有毒有害成分，主要為高濃度有機污染物、富營養化效應的氮磷污染物以及各種復雜成分和含量的重金屬污染物[5]。在江村溝垃圾填埋場壩前表層滲濾液流量計出口布設監測點位檢測了水質，懸浮物含量為1800mg/L、COD 31664mg/L、BOD5 12256mg/L。化學需氧量（COD）和BOD5在一定程度上均可反映水體被有機物的污染程度。該場的滲濾液中懸浮物，COD和BOD5指標較高，遠超過允許排放污染物的最高濃度。懸浮物是指水中無機的和有機的顆粒物，含有一定比例的可沉降的固體顆粒物。此外，滲濾液中的金屬離子經過生物的（微生物生長繁殖）、化學的和物理的復雜過程后形成化學沉淀。在滲濾液計量之前不將滲濾液中大量的沉淀物去除會嚴重影響滲濾液計量的精確度。

1.3 滲濾液表面大量泡沫

由于從庫區內來的滲濾液含有表面活性劑，會顯著的降低水的表面張力，易形成薄膜狀，又極易形成泡沫。其中，庫區中腐殖有機物以及生活垃圾含有生活用完后所丟棄的洗衣粉袋、洗發露瓶、沐浴露瓶等會加劇滲濾液泡沫的產量[6]。如圖1所示，為江村溝垃圾填埋場計量設施未改造前，從計量設施前段渠道自然逸散的泡沫。

超聲波液位計在測量時由傳感器發出超聲波脈沖，聲波經液體表面反射后被同一傳感器接收，通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉換成電信號，并由聲波的發射和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。但是，由于滲濾液表面會聚集大量泡沫，超聲波液位計測量時傳感器發出超聲波脈沖，聲波到達泡沫表面時會被反射，測出的是傳感器到滲濾液表面泡沫的距離，實際上傳感器到滲濾液表面的距離比測出的距離大，這樣會使得滲濾液計量結果比真實結果大。

2? 山谷型填埋場計量措施改進方案

由于山谷型垃圾填埋場中滲濾液沉淀物量和泡沫量過大，傳統的滲濾液計量測試存在弊端。不準確的滲濾液測量會對填埋場的設計和管理人員的決策產生誤導。為了準確計量滲濾液產量，在西安市江村溝垃圾填埋場下游處設巴斯槽段工程用于滲濾液計量。在滲流作用下，滲濾液流出的同時會攜帶出泥沙和其他物質。如圖2所示，垃圾滲濾液前先經過沉淀池和攔污柵，去除滲濾液中的懸浮物和泥沙，經由穩定池進入巴斯槽計量區。

沉淀池中間設有擋墻，起緩沖作用，可降低污水流速，增加水流路徑，增加沉淀時間，保證計量段平穩。滲濾液由沉淀池進入穩定池采用中部進水的方式，進水在沉淀池體中下部，如圖3所示。這樣能夠大大減少由于水位差沖擊產生的泡沫。由于泡沫都聚集在滲濾液表面，中下部進水方式可將泡沫仍滯留在沉淀池。

滲濾液計量前沉淀池中的泡沫如圖4所示。滲濾液經由沉淀池和穩定池后進入巴斯槽段進行滲濾液計量。在巴斯槽內嵌入RD.WFZ-1型遙測水位計，能夠用于水位測量和流量統計。RD.WFZ-1型遙測水位計采用了先進的磁致伸縮傳感器和最新微控制器和無線通訊模塊，具有穩定高效的傳輸方式，可采用GPRS方式與短信方式進行數據傳輸。實現定時上報、超限水位自動上報。如果水位異常，會自動通過短信報警給相關人員和控制中心，使其有時間采取相應措施。其內部設有實時時鐘，能夠準確記錄采樣時刻的時間，并且能夠對采樣數據進行長久保存。若設備數據因為SIM卡欠費或者其他因素不能正常上報，待恢復正常后可以自動將漏報數據補錄至服務器。遙測水位計液晶屏可分別顯示出水位、瞬時流量、累計流量、實時時鐘和電池剩余電量百分比。RD.WFZ-1型遙測水位計水位測量誤差不超過±3mm，流量測量精度為±1～5%。科學的數字濾波方式及校驗功能，使測量值穩定、真實、可靠，可遠程控制，無需人員值守，實現了數字化傳輸。江村溝垃圾填埋場改造后的計量設施圖如圖5所示。

3? 結語

準確的滲濾液計量對填埋場的設計、正常運行以及安全穩定有著重要的意義。滲濾液具有沉淀物量和泡沫量大等特點，超聲波液位計計量會導致測量誤差大。通過沉淀池中部進水、加擋墻、旁通磁致遙感水位計計量等設計，解決了超聲波液位計計量不準確的弊端。對于其他山谷型填埋場，可在本文設計方案的基礎上根據實際運行環境、現場空間條件等因素進行適當的調整，提高滲濾液計量的準確性。

參考文獻：

[1]耿廣晉，鄭爽英.垃圾滲濾液產量預測[J].水資源與水工程學報，2009，20（2）：95-99.

[2]錢磊，沈磊，柯瀚.填埋場滲濾液水位的形成及增長規律分析[J].安全與環境學報，2013，13（1）：88-92.

[3]沈磊.城市固體廢棄物填埋場滲濾液水位及邊坡穩定分析[D].浙江大學，2011.

[4]蘭吉武，詹良通，李育超，等.填埋垃圾初始含水率對滲濾液產量的影響及修正滲濾液產量計算公式[J].環境科學，2012，33（4）：1389-1396.

[5]秦光武.垃圾滲濾液簡介及處理技術[J].廣東化工，2018，45（17）：144，153.

[6]周羽.垃圾滲濾液曝氣池中泡沫的產生及控制[J].化工設計通訊，2017，43（4）：227-228.