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危险废物安全填埋场的选址和工程施工监控

2019
04/12
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guona

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建筑界
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【摘要】本篇论文是危险废物安全填埋场的选址和工程施工监控,其中包括1 安全填埋场的建设要点;2 填埋分区;3 GIS在固体有害废物安全填埋场选址中的应用途径等内容,供大家参考:

危险废物安全填埋场的选址和工程施工监控

摘要:在工业生产过程中,会产生大量的固体废弃物,而其中危险废弃物占有一定比例,如果对这类废弃物不适当或随意处置,则对自然环境和人体健康将产生有害影响。文中就危险废物安全填埋场的作用、选址要求、选址工作程序、建设标准、营运管理体制。对危险废物处理处置工程地下水导排系统、防渗系统和渗沥液导排系统进行施工监理应注意的重点和难点问题。

关键词:危险废物 安全填埋 选址

危险废物是指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物,具有毒性、易燃性、爆炸性、腐蚀性、化学反应性或传染性。由于危险废物的管理起步晚,目前我国危险废物管理法规、处理技术的研究、处理处置设施的建设等方面都处于低水平阶段。

安全填埋是危险废物集中处置必不可少的手段之一,国内在安全填埋场方面的研究较少。如今国家有关部门对危险废物的处理极度重视,未来几年将在全国兴建%# 个危险废物集中处置工程。因此,在这种背景下,加大安全填埋场设计工作总结和研究力度显得尤为重要。结合在安全填埋场设计方面的工程实践,通过大量的资料收集分析和考察调研,就安全填埋场的场址选择、填埋分区、场底防渗和渗沥液收集导排系统进行了系统分析,希望能为我国危险废物安全填埋的研究和设计提供借鉴和参考。

1.安全填埋场的建设要点

1.1 场址选择

危险废物填埋场场址的选择应满足安全、社会、环境和政治等要求,其目的在于使危险废物对人体健康的危害降低到最小,对环境的影响最小。同时还应满足处理技术和节省工程投资的要求。工程实践证明,做好安全填埋场场址的工程地质调查工作,可以起到事半功倍的作用。

1.1选址技术基本准则

(1)场址不宜选在地形高程低的地域和低洼汇水处。场地的可利用面积应满足使用年限内可

预测的有害物质填埋量和其它预处理设施的占地,并为长远发展规划的需要留有余地

(2)场址选择应在渗透性弱的、具有一定厚度的黏土及砂质黏土地带 该底层的渗透系数应小于0.0000001cm/s且对有害物质迁移、扩散有一定的阻滞能力

(3)场址应避开滑坡、崩塌、泥石流等不稳定地质带。场址的地基应保证稳定、安全 沉降量小,周围的边坡应保持稳定

(4)场址选择中,地形因素是最直观的影响因素 其中地形的坡度、起伏、沟谷的发育程度 直接关系到施工的难易和建筑投资的大小。另外分水岭的延伸及泄水面积 也直接关系到地表水及地下水冲蚀、运移、堆积的能力和范围 对固体废物填埋后可否再扩散 污染周边地区都起重要作用

(5)水文主要指地表水系发育情况 如地表水发育则可能导致水土流失和洪水泛滥 造成场地破坏或淹没。此外, 地表水的发育程度也直接关系到地下水的发育情况 如果地表水与地下水存在着水力联系, 那么填埋场就可能存在污染和扩散问题)就应在场址选择时特别注意。

(6)安全填埋场场址如果拥有方便的外部交通,可靠的供电电源,充足的供水条件,不仅可减少安全填埋场辅助工程的投资,加快填埋场的建设进程,让城市建设有限的资金发挥最大

的社会效益,而且对于提高填埋场的环境效益和经济效益将十分有利。

(7) 对填埋场密封层和排水层材料的要求作为防渗层使用的粘土密封层材料和作为排水层的滤料材料因用量大,故为了节省投资,应尽量就地取材,所选场址应有充足的可采量和质量来保证填埋场的施工要求。

1.2 选址工作程序

实践证明要做好选址工作则必须按以下步骤进行:

(1)确定选址的区域范围,该范围必须根据所要处置的废物生产厂家的分布情况来确定,要尽量使选择的区域与生产厂家的距离尽可能短。

(2)收集该区域有关的资料,包括区域地形图(1:10000)、地质图(比例尺最好是1:50000,如果没有,则至少需要收集到1:20000 地质图)以及相应的水文地质和工程地质图件、地震资料、气象资料、发洪情况、市政公用设施的分布情况、土地利用和开发现状极其远景规划、区内名胜古迹及各类保护区的分布以及工厂和居民区的分布情况等。

(3)根据选址标准,对该区域的上述资料进行全面分析,在此基础上筛选出几个预选场址。

(4)对所选择的预选场址进行实际踏勘,同时进行一些必要的访问调查,以补充资料的不足。

(5)根据掌握的情况,对几个预选场址作进一步筛选,优选出一到两个场址进行初步地质勘探,通过初勘主要了解基底含水层特征。

(6)根据初勘结果,结合以前的资料,对两个预选场址进行技术经济方面的综合评价和对比,通过对比优选出较为理想的安全填埋场场址。

(7)场址一经确定,应立即进行委托设计,着手详细勘探工作;详细探勘时必须充分利用先进的技术手段查清场址的天然地质、水文地质和工程地质等条件,提交相应的勘探报告和各种图件。

(8)由负责选择的技术人员根据上述工作成果,撰写出选址技术报告,为填埋场工程的环境影响评价、场地规划及其总体机构设计提供依据。

2. 填埋分区

安全填埋场分区是指对不相容性废物分别设置不同填埋区,每区之间应设有隔离设施。对于面积过小、难以分区的填埋场,不相容性废物可分类用容器盛放后填埋,容器材料与所接触的物质相互不发生化学反应。

2.1 不相容的废物应分区填埋

由于危险废物的种类较多,成分复杂;某些危险废物之间存在一定程度隐性不相容性,如果不相容的废物在同区填埋,容易发生化学反应,破坏防渗系统,甚至发生灾害性事故。危险废物进入填埋区之前,必须弄清危险废物的种类、形态、组分、物理化学特性、产生的有害物质浓度。学性质不相容的危险废物禁止同区填埋。如沈阳工业危险废物填埋场为避免化学性质不相容的废物一同填埋,填埋坑内设置了% 个填埋区,区与区之间为混凝土隔墙,分别填埋重金属、酸碱废物、金属及有机物。

2.2 分区应使每个填埋区能在尽量短的时间内得到封闭

安全填埋分区封闭所需的时间短,一方面减少渗沥液产生量,有效实现清污分流,另一方面减少危险废物裸露环境的作业面,使危险废物对环境的影响降到最低。渗沥液产生量的减少,不仅可以减少渗沥液处理区的处理负荷,降低投资,同时可以降低渗沥液对周边环境尤其是对地下水的污染风险,提高填埋场的安全性。

2.3分区的顺序应有利于废物运输和填埋

安全填埋场的分区应进行科学论证和综合比较,分区的顺序、大小、位置都应与整个处理场整体布置协调一致。分区的顺序有利于废物的运输和调度;分区大小位置应结合场地的地质和地形、渗滤液导排系统的设计、雨污分流的设计、填埋作业等情况综合考虑,务必做到安全可靠。

3. GIS在固体有害废物安全填埋场选址中的应用途径

地理信息系统,简称GIS,是在当代计算机科学和空间技术高速发展的基础上应运而生的一门新兴边缘学科。它能将大量空间数据转化为人们在地球资源调查、土地利用管理、城市规划及环境保护等实践中需要的各种有效信息, 为各专门化分析和决策提供科学依据。本研究尝试运用GIS技术, 提高固体有害废物安全填埋场选址的效率与精度, 并将GIS与场址选择的综合评判系统并联起来, 形成专门为选址使用的地理信息综合评判系统。

3.1场址环境背景资料的收集与管理

固体有害废物安全填埋场的选址技术涉及到自然地理、地质、水文地质与工程地质、社会经济和法律等方面的诸多因素, 它们构成了填埋场选址的环境背景条件。如何快速、准确地获得和评价这些大量的具有空间数据特征的环境背景资料是提高填埋场选址效率和精度的关键。

GIS所特有的基本功能, 决定了它能充分利用遥感资料这一重要的信息源, 为填埋场选址提供大量及时、准确、综合和大范围的各种环境信息, 包括地形坡度、河网分布、分水岭位置、土地利用状况土壤类型、植被覆盖率、地层岩性及地质构造等大量自然地理和地质的环境背景资料。而利用不同时相的遥感资料则能实现对场址环境背景的动态跟踪, 获取动态的空间参数序列, 这对水位动态变化、水质污染监测及工程环境勘察等极为实用。

3.2场址基本条件的量化分析与空间分析

固体有害废物安全填埋场场址的基本条件是由多种因素决定的, 充分利用GIS丰富的数据资源和各种表格计算能力, 可以对表征场址自然地理、地质、水文地质及工程地质基本条件的某些参数设定变量, 相互之间进行各种函数的统计分析, 确定关联方式和相关系数, 其表格计算和分析过程可直接与GIS数据库管理系统相联, 成果可以表格形式输出或进一步参与图件的分析及分类。

3.3填埋场选址的地理信息综合评判系统

地理信息综合评判系统是专门为固体有害废物安全填埋场选址而设计的。该系统通过GIS 获取各种来源的空间数据, 并通过系统运行向选址人员输出各种待选场址的综合评判结果。由于固体有害废物安全填埋场选址是一涉及多因素、多层次的复杂系统, 因此, 在该系统的设计中, 力图体现以下设计思想, 即Β 复杂系统简单化Ν 定性因素与定量因素相结合Ν 确定性与不确定性相结合Ν 围绕系统目标多层次、多变量相协同进行综合评判以及将专家知识与决策者决策风格相结合的思想。

利用GIS进行固体有害废物安全填埋场的选址, 不仅可将与选址有关的场地空间数据与场地属性数据进行综合, 而且可灵活、迅速、直观地对这些数据进行分析、处理, 从而明显提高填埋场选址的效率和精度。

固体有害废物安全填埋场选址是一个涉及多因素、多层次的复杂系统, 对此而设计的地理信息综合评判系统, 一方面能充分利用GIS 的独特功能进行场地表征变量的空间变异性分析, 另一方面可以对填埋场场地质量进行多因素多层次的模糊综合评判, 给出不同级别场地划分的定量指标;场地质量数 , 同时给出不同场址预选方案的综合排序。

利用GIS进行固体有害废物安全填埋场的选址, 不可忽视对各种基础条件的深入研究, 尤其要尽可能恰当地选择评价因素及确定其分级指标和权重。

4 安全填埋场建设标准

安全填埋场建设标准的高低通常从以下几个方面来控制与衡量:1 先进的防渗技术;2 完善的渗滤液收集处理系统;3 合理的集排气网络;4 配套的封场与复垦工程;5 精密的预警监测系统。与国外相比,国内对危险废物安全填埋技术研究与开发起步较晚,目前尚无完善的安全填埋场建设标准和技术规范。这就要求在工程设计上借鉴工业发达国家的先进技术与经验,结合本地区的具体条件,建设既达到国际标准又适合国情的安全填埋场。

4.1 防渗系统

有毒有害废物对环境的污染主要有两个途径,一是其直接进入环境造成的一次污染,另一是其渗滤液进入土壤或水环境造成的二次污染。实践证明,控制有毒有害废物的一次污染并不难,然而控制由渗滤液引起的二次污染则必须在工程上采取必要的安全防渗措施。深圳市危险废物安全填埋场采用国际上先进的双层防渗系统,其中主防渗系统为一层高密度聚乙烯防渗膜,次防渗系统由HDPW防渗膜和厚压实粘土层复合而成。

4.2 渗滤液收集系统

有毒有害废物对环境的危害主要来自其渗滤液。为防止有害废物渗滤液的扩散所造成的环境污染,深圳市危险废物安全填埋场在场底设计了两套渗滤液收集系统,即在主、次防渗系统上分别设置渗滤液的主收集系统和次收集系统,以此使渗透到防渗系统上的渗滤液能够得到迅速而及时的收集并移出场外。

4.3 集排气网络

场内有害废物不仅在降雨淋滤作用下产生渗滤液,而且物理、化学及生物的作用也会促使生成消化气体,这就要求场内应设置集排气网络将气体导出场外。集排气网络有主动系统和被动系统两种类型,深圳市危险废物安全填埋场的集排气网络设计中,考虑到其场容不大,产气量有限等情况,采用了被动系统,即集排气网络由竖向导气管和顶部集气层组成。竖向导气管为全穿孔管,为增强其集导气功能,周围辅以砾石过滤层,外包无纺布以防堵塞。顶部集气层为粗砂层,竖向集导气管底部与渗滤液主收集系统的砾石层连接,顶部与集气砂层相通,场内气体由其自然导出场外。

4.4 封场工程

封场工程是为了尽量减少大气降雨渗入场内而设置的,所以当全部废物入场填埋后必须进行封场处理。封场工程包括场顶防渗层和雨水集排系统,顶部防渗层由压实粘土层和防渗膜复合而成,雨水集排系统由铺设于防渗膜之上的砾石疏水层和盲沟排出场外。疏水层之上为厚砂壤土保护层,最上部为耕植土,以便封场后进行复垦绿化。

4.5 监测系统

安全填埋场的监测系统主要包括大气监测、地表水和地下水监测以及渗滤液收集井水位监测等。深圳市危险废物安全填埋场除了对大气和地表水定期采样监测外,在场区周围还专门设置了地下水监测井并监测地下水水质,通过场区上、下游地下水水质的比较,判明填埋场是否发生泄漏的问题。在渗滤液收集井内安装有数字式自动水位观测仪,以便记录井内水位变化。

5 营运管理体制

安全填埋场建成后,能否安全运行关键是要有一个科学的营运管理体制。作为处置工业有害废物的安全填埋场一旦建成,一般要运行20 ~30年左右,所以营运管理是一个漫长的过程。好的营运管理体制,能使安全填埋场得到有效利用,保证安全的工作环境,而不引起环境问题。

6. 渗沥液导排系统施工监控

在安全填埋场场底设置水平渗沥液导排层和树枝状收集盲管, 以收集填埋场产生的渗滤液。

( 1) 渗沥液导排系统的原材料如卵石颗粒级配、碳酸钙含量、含泥量和强度等, HDPE 管材的规格、抗拉强度、断裂伸长率、冲击强度和线膨胀系数等必须符合设计和规范要求, 并在进场时进行见证取样复检。

( 2) 导排管道安装高程、平面定位、坡度和坡向必须符合设计要求。

( 3) 导排管穿堤段应在堤坝修建时预埋, 管道在库区端出露长度要满足焊接施工要求。

( 4) 连接前, 必须将HDPE 多孔管管道清理干净, 不得将任何可能堵塞的物质留在管道内。

( 5) 采用同材质的承插管连接HDPE 多孔管;穿堤坝的HDPE 排出管连接采用热熔焊接, 焊接强度不低于母材强度。

( 6) 所有管道末端必须采用HDPE 盲板封死。

( 7) 施工过程中, 为了防止HDPE 管道被破坏,必须妥善保管, 管道上方不可有重型设备通过。

7. 地下水导排系统施工监控

地下水导排系统是为了防止地下水顶托防渗膜, 破坏防渗层结构而设置的。主要是在场区底部设置碎石盲沟及多孔HDPE 管, 从而将地下水导出场区, 降低地下水水位。施工监控要点如下:

( 1) 必须在清基后立即进行施工。

( 2) 原材料如碎石颗粒级配、碳酸钙含量、含泥量和强度等, HDPE 管材的规格、抗拉强度、断裂伸长率、冲击强度和线膨胀系数等, 以及复合土工排水席垫抗压强度、渗透系数和孔隙率等, 必须符合设计和规范要求, 并在进场时进行见证取样复检。

(3) 地下水导排管道安装高程、平面定位、坡度和坡向必须符合设计要求。

(4) 导排管穿堤段需要预埋, 堤坝施工中应严格控制坐标和高程。

(5) 导排管在连接前必须将管道吹扫干净, 不得将任何可能堵塞的物质留在管道内, 场底所有管道采用套管连接, 穿堤管采用焊接, 焊接强度不低于母材强度。

参考文献

1. 陈植华等.地理信息系统与水资源分析、模拟、决策.见: 水文地质与工程地质系编. 水文地质及工程地质论文集:武汉: 中国地质大学出版社, 1992

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3. 闵海华等. 危险废物安全填埋场的研究与探讨[J], 环境卫生工程,2005(4)

4. 程鹏,危险废弃物安全填埋场的选址及安全措施[J], 辽宁城乡环境科技,2006(1)

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6. 倪玉平. 对上海市危险废物安全填埋场的研究. 中国环境管理,2002.02

7. 刘浩等. 危险废物安全填埋场工程施工监控要点[J], 水利水电快报,2007(19)


https://www.jianzhuj.cn/news/391.html
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