美国固体废弃物填埋场的规范要求

在美国，所有填埋场按照联邦1976年颁布的《资源保护和回收法》(RCRA)进行管理。RCRA废弃物包括：(1)危险废弃物；(2)城市固体废弃物（MSW)；(3)不包括在其它土地使用限制中的工业废弃物。放射性废弃物和多氯联苯（PCB）废弃物没有包括在RCRA废弃物内。

危险废弃物处理

自1984年以来，危险废弃物填埋场按照RCRA中的C类进行管理控制，要求其填埋场必须具有两层衬垫系统和两层横向排水系统。危险废弃物定义如下：
1．列于（40 CFR251）的危险废弃物；
2.与危险废弃物混合或由危险废弃物衍生的废弃物；
3.没有排除在外的废弃物（如城市固体废弃物等中被特定为危险废弃物的废弃物）。
4.具有下列四项特征中任一一项的废弃物：(a)可燃性（燃烧点60℃。）；
（b）腐蚀性（2>Ph>12）；（c）反应性；（d)毒性，根据毒性特征浸出程序(TCLP）试验确定。
危险废弃物填埋场的衬垫层要求必须是具有渗漏检测功能的双层衬垫系统，如图1和图2所示。通常下层衬垫系统采用复合衬垫（在压实粘土衬垫上铺设土工膜）。
已证明双层衬垫系统能为城市固体废弃物（MSW）和危险废弃物填埋场提供最大的环境安全保护。目前在美国，100%的危险废弃物和24％的城市固体废弃物要求具有双层衬垫系统(Koerner, 2000)。可以证明渗漏检测系统是具有双层衬垫系统的填埋场中最为重要的部分之一，因此其设计必须满足下列目标：(1)快速检测出主衬垫系统上的主要裂缝；(2)将次衬垫上的水头限制在小于渗漏检测系统（LDS）厚度的范围内。进入LDS的容许渗漏标准（ALR）在批准过程中确定。这个渗漏速率必须不致于使LDS饱和，即产生大于LDS厚度的水头。为减小进入LDS的过量渗漏的影响，许多危险废弃物填埋场在上层（主）衬垫系统中采用复合防水层。通常复合防水层由土工合成粘土衬垫（GCL）及其上铺设的土工膜组成。联邦标准对施工质量保证(CQA）试验进行了概述，CQA试验在每个填埋单元施工过程中都必须进行。
当前的联邦标准对填埋场封场的要求是：RCRA C类填埋场的终场封顶必须将通过封顶的渗透速率限制在小于衬垫系统渗漏速率(40 CFR 264.310)的范围内。典型的RCRAC类填埋场的终场封顶通常由土工膜和渗透系数为1*10-7 cm/sec的600 mm厚的CCL组成的复合防水层构成。应注意，RCRA C类填埋场终场封顶的坡度一般不会大于5-8%,因此不用担心稳定性问题。

图1．美国EPA MTG C类一危险固体废弃物（衬垫系统）

图2.美国EPA MTG C类一危险固体废弃物（封顶系统）

城市固体废弃物处理

非危险固体废弃物包括两种普通的类型：城市固体废弃物（MSW)和工业废弃物。MSW填埋场按照RCRA D类进行管理控制。自1993年以来，要求所有新建MSW填埋场的衬垫采用单一复合层（土工膜＋粘土衬垫）。应注意：各个州能制定比联邦法律更严格的要求。目前有7个州要求MSW填埋场必须采用双层衬垫系统。尽管目前对工业废弃物的管理仍然不是太明确，但是大部分州要求其填埋场满足RCRA D类标准。
D类非危险废弃物衬垫系统的《最低技术要求》如图3所示。最低标准的衬垫系统由下列单元组成（从下往上）：

图3.美国EPA MTG D类一非危险固体废弃物（衬垫系统）
1.整理好的地基基础层；
2.在地基基础层上铺设压实粘土衬垫（CCL )，CCL最小厚度600mm，最大渗透系数1*10-7 cm/sec； （来源：本站整理）

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3.在CCL上铺设0. 75mm或更厚的土工膜。HDPE膜的最小厚度为1. 5mm。 CCL及其上的土工膜组成复合衬垫系统；
4.渗滤液收集层的最小厚度为300mm，最小渗透系数1 ×10-2 cm/sec;
5.渗滤液排除层，如有孔管道网络，位于渗滤液收集层内。衬垫系统上渗滤液的
最大水头必须小于300mm。
6.反滤层，设置在渗滤液收集排除系统和废弃物之间。
联邦同时规定了每个填埋场单元施工过程中必须执行的施工质量保证(CQA）试验的最少程序。通常提到的证明文件，即CQA文件，必须在填埋场运行前提交给授权单位。各个州是所有MSW填埋场的授权单位。
当前的联邦标准对该类填埋场封场的要求是：终场封顶必须在最后一车废弃物倒入后的一年内施工完成。RCRA D类填埋场的终场封顶必须将通过封顶的渗透速率限制在小于衬垫系统渗漏速率(40 CFR 264.310））的范围内。EPA把这一要求解释为：终场封顶必须包括由渗透系数小于1× 10-5cm/sec,厚度为450mm的压实土层和其上铺设的土工膜组成的复合防水层。再在土工膜上加铺名义厚度为150mm的防侵蚀层，就完成了一个满足最低规范要求的剖面（如图4所示）。该剖面被认为是最简单的系统。实际上，这个150mm厚的防侵蚀层对植被生存是不够的，因此极少将它单独纳入到封顶系统中。一个典型的防侵蚀层必须能够提供足够的水量贮存容量，以使覆盖植被在干燥期间也能生存下来。除美国的干旱和半干旱地区之外，一般要求在150mm厚的表土层下有450 -600mm厚的植被支持层。
此外，RCRA D类终场封顶通常建造成25%到33%的坡度。为满足这些坡度的稳定性要求，需要直接在土工膜的上面增加横向排水层，消除由降雨渗流引起的超孔隙水压力。

图4.美国EPA MTG D类一非危险固体废弃物（封顶系统）

回顾20年的发展历程

目前衬垫施工技术已有20多年的经验，美国当前衬垫的发展趋势对那些在这方面刚刚起步的国家应有兴趣。下面列出了这段时间比较重要的衬垫发展趋势：
1.光滑和粗糙HDPE土工膜在RCRA填埋场应用中占支配地位。在陡峭峡谷型及废弃物很高（>100m）的填埋场中，使用粗糙HDPE膜具有良好的稳定性。
2.土工膜施工质量取得了巨大的进步，其中部分原因在于更为复杂的双楔焊接机能取得高质量的土工膜接缝。
3.包含GCL的复合衬垫系统发展得与包含CCL的复合衬垫系统一样普遍。实际上，性能数据表明GCL复合衬垫的性能优于CCL复合衬垫。
4.在衬垫和封顶应用中，极大地增加了土工合成横向排水复合材料的水力性能要求。导致其增加的原因在于填埋场的失效和不正常的天气模式。现在通常要求其导水率在10-3m3/s/m的范围。
当前的发展主要集中在改进填埋场封顶系统中使用的土工合成材料及其设计。尤其是在MSW填埋场中，其封顶材料一般铺设在33％的陡坡上，并且要求其服务寿命为30+年。因此，正如衬垫系统一样，在封顶系统中急待开发出一代新型的土工合成材料，以经济有效地解决这些问题。

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