HDPE 膜作为生活垃圾卫生填埋场临时覆盖材料的优越性探讨

于铭，庞立习

（青岛市环境卫生科学研究所，山东青岛266071）

HDPE 膜作为生活垃圾卫生填埋场临时覆盖材料的优越性探讨

于铭，庞立习

（青岛市环境卫生科学研究所，山东青岛266071）

以即墨市灵山固体废弃物综合处理场为例，对0.5 mmHDPE膜作为卫生填埋场临时覆盖材料的优越性进行了技术、经济性探讨，结果表明，HDPE膜作为填埋场临时覆盖材料具有经济效益和社会效益。

垃圾填埋场；HDPE膜；覆盖材料；优越性

卫生填埋工艺要求垃圾填埋后进行覆盖（临时覆盖），即当日垃圾填埋作业完成后，用覆盖材料对整个暴露垃圾体表面进行覆盖，其目的主要是为了防止蚊蝇孳生、垃圾飞扬、控制疾病传播、减少臭味和渗沥液的产生量。按目前卫生填埋作业规范，临时覆盖材料主要推荐黏土，但是经过从填埋场现场工作发现，0.5 mmHDPE膜作为主要临时覆盖材料，优于传统黏土覆盖。笔者以即墨市灵山固体废弃物综合处理场为例，对HDPE膜临时覆盖的优点进行探讨。

即墨市灵山固体废弃物综合处理场进场垃圾400 t/d，填埋区总占地16.66万m2，分为3个填埋区域，目前填埋一、二区正在使用中，三区已进入建设阶段。该场管理规范，严格按照设计要求施工、作业，目前已成为山东省乃至全国的小型卫生填埋场管理的先进典范。

1 HDPE膜作为临时覆盖材料的优越性

1.1 有效节约填埋库容

用黏土作为临时覆盖材料，在很大程度上造成填埋库容的浪费。填埋作业规范要求单元内作业采用层层压实的方法。每层垃圾填埋厚度应为2.5～3.0 m，每层垃圾压实后必须覆土15～30 cm。如按上述规范作业，则浪费库容5%～10%。从而，增加了建设投资。

采用0.5 mmHDPE膜作为临时覆盖材料，通常是在垃圾推平压实后进行表面覆盖，膜搭接处可采用焊接或砂袋压缝的方式，在预计临时覆盖时间较长或者雨季来临时，推荐采用单轨焊接的方式进行膜连接，而日覆日用的地方建议用砂袋压缝即可。当垃圾中有机物成分剧增或者雨季泥泞时可以适当增加部分黏土覆盖措施，以充分保证垃圾堆体稳定性及作业安全性。

通常情况下，与黏土相比，HDPE膜作为覆盖材料可以有效节约填埋库容8%左右。

1.2 节约运行费用

即墨市灵山固体废弃物综合处理场属于典型平原地区填埋场，周边黏土资源缺乏，价格高达15元/m3，按照规范要求，1 m3黏土只能覆盖4.0～4.5 m2的暴露垃圾面，用黏土作为临时覆盖材料，作业过程中使用的机械设备较多，一般需要土方运输车、推土机和挖掘机。覆土的运行成本较高，主要包括材料费、人工费、油耗费和机械的损耗等。根据该填埋场的可行性研究报告，按照规范使用黏土作为临时覆盖材料共需黏土10万m3，覆盖约45万m2，而该场以前的实际运行情况表明，1 m3黏土的运行成本为3.5元，1 m2黏土的覆盖成本在4.1元左右。按照目前的黏土价格及作业价格计算整个填埋期间仅临时覆盖就需要约184.5万元。

而目前0.5 mmHDPE膜完工价格约28元/m2，该场需要临时覆盖的区域基本保持在5 000 m2左右，约需14万元，按照临时覆盖膜5 a的使用寿命折算，整个填埋期需要更换5次临时覆盖膜，大约需要70万元。

通过比较可知，使用0.5 mmHDPE膜在整个填埋年限内大约可节省114.5万元，而且库容的增加使这一措施的优点显得更加明显。

1.3 更好地进行雨污分流

按照规范要求，填埋堆体的边坡及已填埋部分需用黏土覆盖压实，并做出合理的坡度，以利于雨水的快速排出，但是由于黏土的渗透系数大，表面摩擦系数大，遇水易变形，再加上作业管理问题，使压实很难有统一的度量标准，因此在多数填埋场雨污分流效果并不明显。

HDPE膜是由一种或几种聚合物加上炭黑、色料等添加剂制成的不透水性材料，它是由高分子聚乙烯通过吹塑或平挤制成的具有很强耐久性的防渗材料。其化学性能稳定、低渗透性、抗紫外线性能稳定。HDPE膜中的炭黑增强了抗紫外线能力，解决了暴露在紫外线下易被分解的问题。质量合格的HDPE膜抗渗能力强，其渗透系数低于1.0×10-12cm/s，即每年渗透距离小于0.000 3 mm，比优质黏土的渗透系数低4～5个数量级。

即墨市灵山固体废弃物综合处理场对需要较长期覆盖的区域进行高程管理，并专门设计了作业单元顺序图示等，根据设计资料进行垃圾造坡，并充分压实，随后用0.5 mmHDPE膜进行覆盖，用单轨焊机焊接，周边及中间部分高点用沙袋压实，防止被风扯起。经过这样的覆盖，遇到雨天降水能很快顺着既定的坡度在光面0.5 mmHDPE膜上快速流向围堤外侧的雨水沟，排出填埋场，雨污分流效果明显。

1.4 加快渗沥液均匀下渗，垃圾腐化时间明显缩短

传统使用黏土作为中间覆盖材料，由于黏土的密度大于垃圾的密度，因此经过压实会在垃圾堆体中间形成很多道硬壳隔膜，垃圾腐化分解产生的渗沥液遇到黏土层下渗速度明显减慢，在量大时会横向呈不规则性紊流动，中间覆盖层的存在造成局部滞水，如果仅由库区降雨渗入所导致的局部滞水规模不大，对填埋边坡稳定性的影响较小；若垃圾坝排水体系不发生淤堵，填埋场内也将形成较高的渗沥液水头，但此时对堆体稳定性的影响较小，若排水体系发生淤堵，则填埋场内渗沥液水位将更高，填埋边坡稳定性大大降低，将导致渗沥液侧向渗漏，边坡失稳，甚至形成部分层次的垃圾泡在水中的饱和状态，当这部分渗沥液流动到边坡后就会造成边坡渗漏，遇到暴雨时甚至会造成边坡失稳。近年来，国内外发生了不少垃圾填埋场边坡失稳现象，造成填埋渗沥液渗漏，严重污染周围环境，造成不可挽回的经济损失。

而使用了0.5 mmHDPE膜的即墨市灵山固体废弃物综合处理场，渗沥液下渗速度明显加快，以往用黏土作为中间层，一般暴雨过后渗沥液产生高峰期在12 d左右，而现在随着填埋高度的增加，高峰期为8 d左右，下渗速度明显加快，高有机物含量的渗沥液的快速流通，不仅对堆体的稳定性起着重要的作用，还对垃圾的腐化速度起了自然的推动作用，堆体的稳定化年限明显减少。

1.5 减缓填埋场空气微生物污染状况

空气微生物是指空气中细菌、霉菌和放线菌等有生命的活体，主要来源于自然界的土壤、水体、动植物和人类，此外污水处理、动物饲养、发酵过程和农业活动等也是空气微生物的重要来源。空气微生物含量与城市空气污染、城市环境质量、人体健康及生产活动密切相关，是评价城市空气环境质量的重要指标之一。近年来，国内开始对大中城市的微生物区系和污染动态变化规律进行研究，垃圾卫生填埋场空气微生物主要来源于垃圾的倾倒、推平过程，主要包括细菌、马丁霉菌和耐高渗透压霉菌等。其污染状况严重，危害人体健康，因此如何减少填埋场空气微生物含量是衡量标准卫生填埋场劳动卫生防护措施的重要参考指标。

以即墨市灵山固体废弃物综合处理场为例，垃圾填埋场受人员活动、车辆运输和植被覆盖的影响，其不同区域的空气微生物浓度差异显著，垃圾运输和填埋区域最高，并产生空气微生物污染。分析表明，填埋区域空气中含有的能够进入人体肺部的空气微生物粒子比例偏高。垃圾上沾染有各种微生物，包括对人和动物致病性细菌、寄生虫和病毒，而垃圾场只有在垃圾运输途中和填埋过程中存在污染，是因为其地理位置处于市郊，周围没有建筑物遮挡，有利于空气微生物的扩散。

由于该场采用单元填埋、当日及时覆盖0.5 mmHDPE膜的垃圾填埋工艺，减少更多微生物的孳生，而该场地理位置空旷，从环境上更有利于微生物的扩散；再加之严格的管理，加强绿化、及时洒水等，空气微生物浓度有了很大程度的减少。

1.6 有效地杀灭蚊蝇

苍蝇密度是衡量填埋场管理是否规范的重要指标，生活垃圾填埋场苍蝇主要分布在填埋场区及周围，影响范围在500 m以内。苍蝇的繁殖速度快，整个生长周期仅需12～15 d，苍蝇的生长发育受温度、湿度及营养等因素的影响，其中以温度影响最为显著。环境温度对虫期的生长发育有明显影响，空气流通则有利于苍蝇的幼虫生长，传统的覆土方式虽然能短时减少苍蝇密度，但是由于土壤颗粒中的间隙细小、众多，空气很容易穿过，因此垃圾中的蝇蛆在短时覆盖后成虫密度会急剧增加。

垃圾填埋场苍蝇孳生的根本原因是覆盖不及时、不严密造成的，而传统的灭蝇方法是洒药，这种方法有很多弊端，比如传统的灭蝇药666、敌敌畏等，不仅对作业人员身体会造成很大损害，并且也会对环境造成污染，而苍蝇作为一种抗恶劣环境物种，久而久之就会对频繁使用的农药产生抗药性，因此很多填埋场已经对苍蝇无药可施，频繁换药势必会大幅度提高消杀成本。

即墨市灵山固体废弃物综合处理场通过用HDPE膜临时覆盖在垃圾面进行灭蝇，取得了良好的效果。临时覆盖区采用人工铺膜，膜与膜缝隙之间短时采用砂袋填土压边，长时采用单轨机焊接。通过长期监测记录膜内、外温度，并有选择性地直接观察蝇蛆成活情况，发现膜下出现5 d左右蝇蛆成活现象，主要原因在于膜与膜连接采用砂袋压边或焊接，致使膜内温度逐步上升，在适宜的温度和残留的空气中，蝇蛆生长加快。但经过一个生长周期后，蝇蛆基本全部死亡。部分被风吹起的覆盖点可能由于加大了膜内空气流通，蝇蛆仍出现存活现象。经验说明用0.5 mm HDPE膜控制蝇蛆孽生在技术上是可行的，且效果明显，这种灭蝇方式的要点是膜与膜的搭接是控制空气流通、提高膜内温度的关键，创造并保持膜内高温、高湿、空气滞留。用HDPE膜灭蝇后二次污染明显减少，操作工人接触有毒有害物质的频率、时间得到控制；残留农药对污水处理的后续影响得到缓解；灭蝇的噪声相应减弱，环境效益得到明显改善。该场以前通过洒药灭蝇的方式每年仅药费就需要10万元左右，通过覆膜方式可节约6万元，并且苍蝇密度大大减少。

1.7 有效减少渗沥液产生量

垃圾渗沥液为高浓度有机污水，并含有大量的微生物、部分重金属等有毒有害物质，一般其pH为4～9，CODCr为2 000～62 000 mg/L，BOD5为60～45 000 mg/L，渗沥液中含有10多种金属离子，其中铁和锌在酸性发酵阶段较高，铁的浓度可达2 000 mg/L，锌的浓度可达130 mg/L，其他重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。渗沥液由于危害巨大，有机物浓度高，因此不能直接排放，处理成本较高。

垃圾渗沥液产生有3个方面，一是以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水；二是垃圾本身持有的水分；三是垃圾中的有机物经分解后产生的水分。其中，大气降水是决定渗沥液产生量的最主要因素。有效控制降水的转化是关键，而天气是不可控因素，只有隔断或减小转化通道才能有效地减少渗沥液产生量。目前，环保耐用的HDPE膜以优异的性价比成为防止雨水渗入的首选材料，用临时覆盖的HDPE膜，只要做好垃圾堆体排水坡度，膜面搭接牢靠，基本上覆盖面无雨水渗入。

通过一系列的现场实验及历史监测数据，在即墨市灵山固体废弃物综合处理场，通过雨季来临之际大面积采用0.5 mmHDPE膜进行临时覆盖，并尽量缩小作业面，比未使用HDPE膜仅用黏土覆盖减少渗沥液产生量50%左右，目前产生渗沥液40 m3/d左右，按照GB 5084—1992国家农田灌溉水质标准执行，保守估计年节约污水处理费22万元。

1.8 有效降低场区恶臭气味，更好地进行填埋气体的收集

臭气污染一直是填埋场的典型问题之一。填埋场恶臭气体主要是有机质腐败降解的产物，也是填埋场的主要污染物，其主要成分是氨、硫化氢、甲硫醇等。其主要来源：填埋作业区裸露的生活垃圾倾卸点、填埋区的渗沥液，以及筛分车间、直接排空的导气管；流动点源有运输车及其它作业施工机械。臭气强度由高至低依次为：渗沥液原水池、填埋作业现场、办公区。

目前国内填埋场对渗沥液原水池的臭味十分重视，在设计阶段就对池子进行遮盖设计，使用的材料以HDPE膜为主，效果明显，并且对渗沥液进行厌氧预处理。由此，笔者在即墨市灵山固体废弃物综合处理场进行了除臭效果实验，由于缺少臭气监测设备，只能进行人工比对，在基本无风、同水平的2个相邻1 000 m2垃圾临时覆盖面上，使用HDPE膜比用黏土覆盖臭味明显减轻。

另外，垃圾填埋后会产生大量的填埋气体（LFG），其主要成分是甲烷和二氧化碳。填埋气体具有很大的危害性：其主要成分甲烷是一种可燃气体，当它在空气中的浓度达到5%～15%时，遇明火会发生爆炸；植物对CO2和CH4具有一定的敏感性，如果根部聚集LFG，会导致植物根部缺氧，危害其生长；硫化氢的主要影响是在大量气体逸出的地方产生臭味。

随着居民生活水平的提高，垃圾中有机成分越来越多，填埋后产生的LFG也越来越多，同时随着垃圾填埋技术的发展，填埋场密闭性越来越好，填埋气体大量产生并可能在场内聚集，导致场内压力升高，引起填埋气体的迁移，这种无控制的迁移，不仅可造成大气污染，而且可能造成重大火灾、爆炸事故。因此，必须控制LFG的自由转移或扩散。目前使用HDPE膜作为垃圾暴露面临时覆盖措施，可以阻止LFG无序迁移，输导LFG向指定方向排放，收集LFG，经无害化处理和综合利用后排放。

通过使用HDPE膜进行临时覆盖，能对大片区域内产生的填埋气体进行统一收集，使其形成一个包气系统，在膜的高点位置设置导气排出装置，防止填埋气体局部形成鼓包进而影响膜上排水效果。

2 结论

综上所述，使用0.5 mmHDPE膜作为生活垃圾卫生填埋场的临时覆盖材料是非常可行的，该方法具有成本低、操作简便的特点，并且极大地节约了填埋库容和土地资源，并能对苍蝇、微生物等起到有效的消杀作用，是一种不产生二次污染的环保措施，具有明显的经济效益和社会效益。

［1］岳冰，夏立江，杜文利，等.北京某垃圾填埋场空气微生物污染状况［J］.中国环境科学，2006，26（S1）：102-105.

［2］黄仁华.垃圾填埋场用HDPE膜灭蝇的试验［J］.环境卫生工程，2003，11（1）：28-30.

Superiority of HDPE Membrane as Temporary Cover Material in Domestic Waste Sanitary Landfill Sites

Yu Ming,Pang Lixi
（Qingdao Environmental Sanitation Science and Research Institute,QingdaoShandong266071）

Taking Lingshan Solid Waste Treatment Plant of Jimo as an example,the superiority of 0.5 mm HDPE membrane as temporary cover material in waste sanitary landfill sites was discussed in terms of technology and economy.The results indicated that HDPE membrane have the economic and social benefits as temporary cover material in waste sanitary landfill sites.

waste landfill site；HDPE membrane；cover material；superiority

TU993；X705

B

1005－8206（2010）04－0058－04

于铭（1968—），高级工程师，现任青岛市环境卫生科学研究所副所长，多年从事环境卫生研究工作，负责多项科研课题、标准编制、项目咨询、工程设计、环境监测等工作。

（责任编辑：苏媛）

2009-11-05