【正文】 截槽墻 ? 水平防滲系統(tǒng) ：分為天然防滲系統(tǒng)和人工防滲系統(tǒng)（包括單層防滲系統(tǒng)、復(fù)合防滲系統(tǒng)和雙層防滲系統(tǒng)） ? 4 標(biāo)準(zhǔn)要求 ? 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)：城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范CJJ17－ 2021 ? 自然防滲 ：天然粘土及改性粘土防滲層滲透系數(shù)不應(yīng)大于 10－ 7cm/s，場(chǎng)底及四周厚度不應(yīng)小于 2m ? 人工防滲 ：應(yīng)采用復(fù)合防滲系統(tǒng)，地下水貧乏地區(qū)可采用單層防滲系統(tǒng)，特殊地質(zhì)和環(huán)境要求非常高的地區(qū)的庫(kù)區(qū)底部采用雙層防滲系統(tǒng)。 ? 5 天然粘土防滲層的設(shè)計(jì)與施工 ? ① 合理選擇土料 ? 滲透率公式 ? 滲透率與空隙大小的平方呈正比 。 ? 不符合上述要求的土料一般不宜直接用于防滲層施工中，除非通過(guò)土工試驗(yàn)證明其能滿足防滲要求。 ? ② 恰當(dāng)控制含水量 ? 研究表明，在同樣的壓實(shí)密度下，高于最優(yōu)含水量的土層的滲透系數(shù)遠(yuǎn)小于低于最優(yōu)含水量的土層的滲透系數(shù)。 ? ③ 嚴(yán)格履行施工規(guī)程 ? 經(jīng)過(guò)壓實(shí)粘土層的水流絕大部分發(fā)生在粘土土塊之間的相對(duì)較大的孔隙中。同時(shí)要求壓實(shí)后每層土層厚度不得超過(guò) 15cm，以避免土層過(guò)厚而出現(xiàn)上緊下松的現(xiàn)象。 ? 因此，防滲層的壓實(shí)密度對(duì)其滲透性有很大的影響，當(dāng)含水量相同時(shí)，壓實(shí)功能越大，土層越密，土塊被重塑的可能越大，此時(shí)土粒被重新排列，土層中大孔隙數(shù)量減少同時(shí)連貫性也降低，滲透系數(shù)自然也就相應(yīng)降低。故在設(shè)計(jì)防滲層時(shí)，在考慮經(jīng)濟(jì)性以及壓實(shí)機(jī)具性能前提下壓實(shí)土層的密度應(yīng)盡可能高。 6 滲濾液通過(guò)防滲層對(duì)地下水污染的考慮 ? 滲濾液實(shí)際滲流速度： ? 滲濾液穿透防滲層所需時(shí)間： ? 由于滲流非均勻性，實(shí)際時(shí)間將遠(yuǎn)小于計(jì)算時(shí)間。 ? 2 填埋作業(yè) ? ⑴ 定點(diǎn)傾卸 ? 設(shè)卸料平臺(tái)，或采用傾斜面作業(yè)。 ? ⑶ 壓實(shí)作業(yè) ? 專用壓實(shí)機(jī)完成，或用推土機(jī)替代。一般選用砂土進(jìn)行， 15cm左右。一般選用粘土，厚度30cm左右。 ? 在斜坡或峽谷地區(qū)，也可采取水平填埋或垂直填埋兩種作業(yè)方式，垂直填埋作業(yè)又分為順流填埋和逆流填埋，一般采用順流填埋方法。 ? 第四節(jié) 滲濾液的產(chǎn)生和處理 ? 滲濾液 是指廢物在填埋或堆放過(guò)程中因其有機(jī)物分解產(chǎn)生的水或廢物中的游離水、降水、徑流及地下水入滲而淋濾廢物而形成的成分復(fù)雜的高濃度污染廢水。） ? ② 影響滲濾液產(chǎn)生量的影響因素 ? 嚴(yán)格布設(shè)防滲系統(tǒng)和覆蓋系統(tǒng)，準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)蒸發(fā)量 ? 降水：降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)、填埋場(chǎng)覆蓋情況、填埋垃圾的含水量和持水能力 ? 地表徑流：地形、填埋場(chǎng)覆蓋材料、植被、土壤滲透性、表層土壤的含水率和排水條件（坡度等）。 ? SSW=WSW+WTS+WCM+WA(R)WLGWWVWEWB(L) ? 式中， SSW為滲濾液產(chǎn)生量； WSW為引入固體廢棄物的含水率； WTS為引入污泥的含水率； WCM為覆蓋材料的含水率；WA(R)為表層入滲的水量； WLG為填埋場(chǎng)氣體形成過(guò)程中損失的水量； WWV為隨填埋場(chǎng)氣體排出的飽和水蒸氣所攜帶的水量； WE為填埋場(chǎng)表面蒸發(fā)作用損失的水量； WB(L)為從填埋場(chǎng)底部防滲層滲漏的水量。 ? ② 經(jīng)驗(yàn)公式 ? 日本田中等人提出，當(dāng)表面透水性能較好時(shí) ? Umax= [1+(C1)lg()]Wmax/ ? 當(dāng)表面透水性能較差時(shí) ? Umax=? 式中， Umax為最大滲濾液發(fā)生量（ mm/d）；Wmax為最大月間降水量（ mm/月）； C為流出系數(shù)；R為滲濾液滲出延遲時(shí)間（ d） ? ③ 浸出系數(shù)法 ? Q＝（ C1A1＋ C2A2） P ? 式中， Q為滲濾液產(chǎn)量， P為降水量， A1為填埋作業(yè)區(qū)面積， A2為已封場(chǎng)面積，C C2均為系數(shù)，一般 C1取 ， C2取。一般可逐月求出滲濾液產(chǎn)量，根據(jù)平均產(chǎn)量設(shè)計(jì)滲濾液處理系統(tǒng)規(guī)模，再設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池容積。 Oman對(duì)多個(gè)填埋場(chǎng)滲濾液分析中發(fā)現(xiàn)了 150多種不同的有機(jī)污染物，但只有 29種出現(xiàn)在一個(gè)以上的填埋場(chǎng)中。 ? 氨氮濃度高：高達(dá) 10000mg/L。 ? 水質(zhì)隨時(shí)間（季節(jié)、填埋后時(shí)間）變化 ? 運(yùn)行方式對(duì)其影響很大 ? 2 滲濾液的運(yùn)移 ? ⑴ 水力學(xué)基礎(chǔ) ? ① 填埋場(chǎng)中水分的賦存形式 ? 填埋垃圾中水分能以固態(tài)水、氣態(tài)水和液態(tài)水三種物理狀態(tài)存在，其中液態(tài)水又可分為吸著水、薄膜水、毛管水和重力水等。 ? 氣態(tài)水 氣態(tài)水以水蒸氣狀態(tài)儲(chǔ)存和運(yùn)動(dòng)于非飽和垃圾的空隙中，能隨填埋垃圾分解產(chǎn)生的CO CH4等氣體一起逸出填埋場(chǎng)外。這種水在顆粒表面結(jié)合得非常緊密，其吸附力達(dá)一萬(wàn)大氣壓，只有當(dāng)空氣中的飽和差很大或溫度高達(dá) 105℃ 時(shí)分子擴(kuò)散力才可使其離開(kāi)顆粒表面。隨著吸附水層的加厚，水分子距離垃圾顆粒表面漸遠(yuǎn)，加之水分之間存在有斥力，使吸引力大為減弱。 ? 吸附水和薄膜水都是受垃圾顆粒表面的靜電引力而形成的水膜，因而它們的含量主要取決于垃圾顆粒的表面積大小，垃圾顆粒越細(xì)，則上述兩種水越多。包括懸著毛管水和支持毛管水。懸著毛管水除存在于毛管孔隙外，還存在于垃圾顆粒相互接觸的地方，此時(shí)也稱觸點(diǎn)水。毛管孔隙越小，滲濾液上升越高。 ? 重力水 當(dāng)薄膜水的厚度不斷增大時(shí)，顆粒表面靜電場(chǎng)的引力逐漸減弱，當(dāng)引力不能支持水的重量時(shí)，液態(tài)水在重力作用下就會(huì)向下運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生重力水的條件是基質(zhì)含水率高于其持水率。 ? 田間持水率（ Field Capacity）為通過(guò)長(zhǎng)期重力排水后垃圾中所能保持的體積含水量。在厭氧型生物反應(yīng)器填埋場(chǎng)中，填埋垃圾的田間持水率是一個(gè)非常重要的概念，它反映了填埋場(chǎng)所能吸持水分的能力，是滲濾液管理需掌握的一個(gè)重要指標(biāo)。 ? 其中垃圾含水率與田間持水率的差值反映了填埋場(chǎng)所能繼續(xù)吸持或能排除的滲濾液量。測(cè)定垃圾持水率時(shí)，一般都先將垃圾飽水，再通過(guò)長(zhǎng)期重力排水后測(cè)定垃圾的體積含水率，因而填埋垃圾的田間持水率與實(shí)際持水率相差很大。 ? 城市垃圾的調(diào)蔫濕度約為 %～ 17%。滲濾液在填埋垃圾體的運(yùn)移途徑、垃圾組成、密度、尺寸和填埋時(shí)間是垃圾田間持水率的主要影響因素。 ? ⑵ 填埋場(chǎng)中滲濾液的運(yùn)移 ? ① 滲濾液的運(yùn)移途徑 ? 垃圾中的滲濾液流動(dòng)分為兩部分，其中一部分是隨時(shí)間較快衰減的通道流，另一部分則為衰減較慢的基質(zhì)流。通道流 S2(t)在向下運(yùn)移過(guò)程中，不斷以基質(zhì)流 I2(t)的形式向途經(jīng)垃圾補(bǔ)充水分，使沿途垃圾體含水率升高。隨著降水后時(shí)間的增加，通道流 S2(t) 衰減較完全后，基質(zhì)流 I4(t)開(kāi)始在填埋垃圾滲濾液運(yùn)移中占主要地位。 ? ② 常見(jiàn)滲濾液運(yùn)移模型 ? ⑴ 基于非飽和達(dá)西流的方程 ? 根據(jù)連續(xù)性方程，垂直方向上的水分運(yùn)移方程為 ? （ 1） ? 式中： ? q—— 水分流動(dòng)通量， ? θ —— 體積含水量， ? z—— 垂直坐標(biāo)（正軸向下）， L ? t—— 時(shí)間， T ? 由于達(dá)西定律同樣適用于非飽和滲流，因而垂向上的水分運(yùn)移可用下式表示 ? ? 或 （ 2） ? 式中： ? K—— 導(dǎo)水率（或滲透系數(shù)）， ? H—— 總土水勢(shì)， L ? —— 基質(zhì)勢(shì)， L ? Z—— 重力勢(shì)， L ? 式（ 4）就是描述一維不可壓縮液體垂直通過(guò)均質(zhì)不變形非飽和基質(zhì)的著名的 Richards方程。 ? 盡管 Richards建立非飽和流方程的出發(fā)點(diǎn)在于解決土壤中非飽和水的流動(dòng)，但二十多年來(lái)，該理論已廣泛用在垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液流動(dòng)規(guī)律的研究中。 ? 殷勇等（ 2021）和王洪濤、殷勇（ 2021）還建立了填埋場(chǎng)三維飽和非飽和滲濾液遷移模型，即 ? ? （ 6） ? 式中： ? h—— 飽和條件下為壓力勢(shì)，非飽和條件下是填埋垃圾的基質(zhì)勢(shì)， L ? —— 貯水率，非飽和條件下為 0， L1 ? C(h)—— 容水度，飽和條件下為 0， L1 ? K(h)—— 滲透張量， ? W—— 源匯項(xiàng)， T1 ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Wz hKzhhKzyhhKyxhhKxthhC zzzzyyxx ?????????? ????????????? ??????????? ???????? *?? 上述滲濾液流動(dòng)模型建立的基礎(chǔ)在于將填埋垃圾考慮成理想的均質(zhì)各向同性孔隙介質(zhì)，由于事實(shí)上填埋垃圾組成性質(zhì)的隨機(jī)變化特征，完全符合達(dá)西流的垃圾很難出現(xiàn)，因而填埋場(chǎng)內(nèi)短流、非均勻流非常普遍，多數(shù)垃圾含水量尚未達(dá)到持水率時(shí)滲濾液已經(jīng)從局部通道快速流出，填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)生時(shí)間遠(yuǎn)小于模型預(yù)測(cè)時(shí)間。因而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不加判別地將這些模型用于預(yù)測(cè)填埋場(chǎng)滲濾液的運(yùn)移會(huì)產(chǎn)生很大偏差。但生物反應(yīng)器填埋場(chǎng)更加在意的是如何通過(guò)滲濾液回灌等操作實(shí)現(xiàn)垃圾體中水分的均勻分布和填埋垃圾的快速降解，因此正確認(rèn)識(shí)回灌滲濾液的流動(dòng)機(jī)理和模式就顯得尤為重要。 ? Zeiss和 Major（ 1993）在模擬實(shí)驗(yàn)中對(duì)不同壓實(shí)密度的9個(gè)垃圾柱的水分流動(dòng)模式和特點(diǎn)進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明滲濾液快速流動(dòng)通道普遍存在，分別占垃圾柱截面面積的 28%左右，其實(shí)際持水率（開(kāi)始產(chǎn)生滲濾液時(shí)的含水率）僅為 ，遠(yuǎn)小于普遍應(yīng)用的 HELP模型采用的 ，而實(shí)驗(yàn)垃圾柱導(dǎo)水率（分別按滲濾液產(chǎn)生時(shí)間和滲濾液流量計(jì)算）更是高于 HELP模型采用缺省值（ 107cm/s） 4～ 5個(gè)數(shù)量級(jí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)滲濾液快速通道面積和實(shí)際持水率基本不隨垃圾壓實(shí)密度發(fā)生變化。 ? Uguccioni和 Zeiss（ 1996）對(duì) 8個(gè) 矩形垃圾單元分別按兩種注水速率和兩種壓實(shí)密度進(jìn)行水分運(yùn)移的模型比較研究，單元實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高注水速率能減小滲濾液產(chǎn)生時(shí)間和有效貯水率，高壓實(shí)密度能增加實(shí)際持水率和有效貯水率，作者分別將預(yù)測(cè)填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)量的 HELP模型和用于巖土工程水分運(yùn)移規(guī)律研究的 PREFLO模型（兩相裂隙 — 孔隙介質(zhì)流動(dòng)膜型）用于模擬實(shí)驗(yàn)單元滲濾液產(chǎn)生和運(yùn)移特征的計(jì)算，由于兩模型部分參數(shù)確定不合理因而計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差很大，調(diào)整參數(shù)后情況有所改觀。 ? Zeiss（ 1999）就采用脈沖回灌（每?jī)芍芑毓嘁淮危┖瓦B續(xù)回灌（每 4小時(shí)進(jìn)行一次小水量回灌）兩種滲濾液回灌方式的垃圾填埋單元滲濾液流動(dòng)特征和垃圾降解趨勢(shì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明兩種回灌方式均不能克服滲濾液的溝流現(xiàn)象，但連續(xù)回灌滲濾液流動(dòng)分布更加均勻，實(shí)際持水率能得到一定提高，僅從滲濾液 COD衰減趨勢(shì)判斷，兩種回灌方式對(duì)垃圾穩(wěn)定進(jìn)程變化影響不大。 ? Nopharatana等（ 2021）對(duì)序批式厭氧反應(yīng)器（ SBAR）中新老反應(yīng)器間（內(nèi)）發(fā)生的滲濾液和物質(zhì)交換進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，其建立的固相垃圾降解綜合模型不僅考慮了流動(dòng)模型和生物反應(yīng)、物理化學(xué)平衡模型之間的耦合作用，更重要的是在流動(dòng)模型中將反應(yīng)器分為發(fā)生溝流的活性域和出現(xiàn)孔隙間達(dá)西流的死域，活性域滲濾液的流動(dòng)以堰流方程表示，死域中滲濾液的流動(dòng)以小孔流方程表示，活性域和死域間滲濾液交換以小孔流動(dòng)方程表示，通過(guò)與模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，該綜合模型的可靠性得到了檢驗(yàn)。 ? 隨機(jī)模型可能是今后研究滲