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土工合成材料在我国垃圾填埋场中的应用(三)
作者:  浏览量:747  发布时间:2015-12-02 04:08:43
五、卫生填埋场防渗系统材料选用与设计
  近年来,随着生产垃圾、生活垃圾、商业垃圾和旅游垃圾等大量固废的产生,卫生填埋场成为城市垃圾最终处理的方式之一。卫生填埋场简言之就是在铺设良好防渗性能衬垫的场地上,将固体废弃物铺成一定厚度的薄层,加以机械压实,并分层加土覆盖消毒。其中防渗系统的处理及材料的选用是填埋场设计的主要核心所在。目前国内外采用的防渗衬层效果比较好的主要有以下几种:
  1.高密度聚乙烯土工膜:
  高密度聚乙烯(HDPE)土工膜是卫生填埋场中最广泛的土工膜,这是高分子聚乙烯通过吹塑或压延制成的具有很强耐久性的防渗材料。主要特征:化学性能稳定,垃圾渗滤液不会对其构成威胁,低渗透性,确保地下水和雨水渗透液不会渗过衬垫,甲烷气体不会溢出排放系统,抗紫外线性能稳定。HDPE中的炭黑加强了抗紫外线能力。不含增塑剂,解决了暴露在紫外线下北分解的问题。
  HDPE膜分为光面和糙面两种,光面用于库底,糙面增加防滑功能,解决库坡挂不住膜和导排层的问题。传统的糙面土工膜采用氮气发泡技术,强力损失50%,形成了力学指标和防滑功能的矛盾,目前国外和国内大厂家发明了柱点防滑糙面土工膜,力学指标完全等同于光面膜,又加强防滑功能,是理想的库坡防渗材料。
  封场覆盖HDPE膜后,形成有效遮盖,可减少恶臭排放,控制苍蝇滋生。这种HDPE膜为双面,其中一面墨绿色(环保色)外形美观,视觉效果好,也兼备了抗紫外线等功能。
  2.超低密度聚乙烯(VLDPE)
  超低密度聚乙烯(VLDPE)土工膜是由聚乙烯树脂压制而成的具有良好的柔韧特性的衬垫材料,它使用于不平整的填埋场垃圾封场。其特性表现外:多轴拉伸性,它的高延伸率能使之适用于不均匀沉降和不平整的地面。
  3.加糙土工膜
  加糙土工膜是在土工膜表面加一层粗糙的防渗材料。这种加糙土工膜目前正开始推广使用。它的主要性能是:加强了与土,无纺布以及其它合成纤维的表面摩擦,加强了与土,水泥等的亲和力,增强了防滑稳定性。
  加糙土工膜与粘土的最高摩擦系数:摩擦角29°时,凝聚力为6.0kpa:与无纺土工织物最高摩擦系数;摩擦角32°时,凝聚力为2.2Kpa。加糙土工膜的厚度一般有1.5mm 2.0mm 和2.5mm三种。
  4.膨润土防水毯(GCL)
  GCL是膨润土夹在土工织物中间或连接在土工膜上复合制成的,它是目前国内外填埋场应用最广泛的防渗材料之一,通常与土工膜配合使用。GCL主要特征是:膨润土容水量>8%,单位面积质量>4.5g/m2,渗透系数<1×10-9cm/s。它的突出特点是利用高性能混土水反应时体积膨胀13-16倍的特性对损伤部位及3mm体内裂纹进行自我修补,同时它具有永久防水效果、高强度、高延伸率,耐腐蚀及耐冲击性。
  5.无纺土工织物
  无纺土工织物简称无纺布,是卫生填埋场防渗设计和施工必备材料。按材料类别分为抗老化丙纶短纤针刺土工布、涤纶短纤土工布和长纤无纺土工布。卫生填埋场考虑到抗风吹、抗冲刷、耐酸碱,导排性能等因素,宜采用抗老化聚丙烯无纺土工布。
  6.复合排水网
  地下水收集导排系统,封场排气层,排水层顶破应采用三维网芯的复合排水网。
  六、垃圾填埋场应用土工合成材料存在的问题:
  1、施工损伤问题。
  根据对填埋场问题调查,渗漏问题有97.6%的原因是机械施工损伤。因此,施工一定要严格遵照规范,切忌大型机械碾轧和铲车底部违章作业,尤其是膜上作业,加强保护措施,严格施工规范。
  2、特殊部位的处理。
  对于山体垂直和角度较大的坡,锚固应在隔6-10m,增加一道平台,导流层应用二层膨润土防水毯或二层土工布。避免悬空吊挂。锚固点应做挤压HDPE膜焊点处理。
  3、  库底铺设土工膜后,膜上导排层不允许机械施工,但人工又非常慢,多数工地管理不严,存在机械施工现象,这是不允许的,一旦破坏膜,后果严重。可采取增加一层复合排水网或一层阻根卷材。复合排水网要把布加厚到400g以上。减少导排层砂石厚度,或轻型机械施工并避免违章作业带来的损伤。
  总的看来,土工合成材料在卫生垃圾填埋场中发挥了至关重要不可代替的作用。但是防机械损伤、防淤堵、抗沉降、防滑坡以及特殊部位的施工等还有待于开发更新更高性能的材料。这是摆在土工合成材料科研部门和生产企业面前的新课题,期待早日解决。
  七、结束语:
  全国“十一五期间生活垃圾无害化处理设施规划总投资754.6亿元,其中:生活垃圾处理设施616.2亿元,为土工合成材料领域提供了广阔发展空间。做为土工材料科研生产企业,应加大科研力度,创新产品功能,提高产品质量,为国家固废处理事业,为人民生活健康作出应有的贡献。