[应用范例]土工合成材料在城市生活垃圾处理中的应用情况及前景 [复制链接]

    我国经济的进程的加速进程，环境污染和资源缺少难题日益闪现，尤其是城市许多发生的固体废弃物已对人类生存环境造成了极大的损害。据世界银行2005年陈述，中国比来已超越美国成为世界上最大的固体废弃物制造者，2004年城市固体生计废物已到达1.9亿吨，工业固体废物达12亿吨，并以每年8.98%的速度添加，三分之二城市已呈现废物围城表象。估计到2010年，全国城市生计废物总产量为3.2亿吨/年，日均68.7万吨。跟着人类环保认识的增强，处置城市固体废弃物难题日趋重要，根本办法是减量化，资源化和无害化。而兴修生计废物清洁填埋场是最有用的办法。现代生计废物清洁填埋场包含复合衬垫体系、渗滤液搜集和处置体系，气体搜集体系和封盖体系等几大有些组成。土工组成资料是发扬防渗体系功用的有必要资料。
一、我国生计废物处置设备现状
当前最常用的处置办法为堆肥、燃烧和填埋。前两种办法在我国推行运用广泛，可是不一样程度的存在肥质差、本钱高以及严峻的二次污染，也有许多乡镇选用填埋办法处置生计废物，可是因为资金和技能手法的约束，大大都填埋场仅仅进行简略的填埋处置，不具有必要的环境维护设备，因而对环境仍具有十分恶劣的影响。跟着国家对环保的注重和加大投入，各地政府重视民生，废物处置投入不断加大，废物处置设备从无到有，从简略到现代化，发生了可喜的改变。到2005年末，全国共有废物处置设备850多座，日处置才能仅有20 多万吨。其间描绘城市535座，填埋、堆肥、燃烧和其他别离占76.1%、2.7%、12.4%和8.8%。县城315座，填埋、堆肥、燃烧和其他别离占93.6%、0.9%、2.31%和3.21%。但处置才能远远不能满意固废的需求，80%以上的县城和城市，还没有处置固废的需求设备。
二、往后废物处置设备计划、方针及使命
国家计划至“十一五”晚期，全国城市生计废物无害化处置率应到达60%,其间：描绘城市生计废物无害化处置率到达70%,县城生计废物无害化处置率到达30%。
国家“十一五”废物处置项目建描绘划技能道路：
1.不一样处置技能的挑选准则：
（1）清洁填埋处置作为生计废物的结尾处置办法是每个区域有必要具有的包管手法，在具有清洁填埋场地资源和自然条件适合的城市，能够作为清洁填埋作为生计废物处置的根本计划。
（2）燃烧处置可最有用完成生计废物的减容、减量、资源化，在经济兴旺、土地资源严重，生计废物热值契合条件的城市，可优先开展燃烧处置技能。
（3）在实施生计废物分类搜集，堆肥产物有未来的城市，可开展适合的生物处置技能，但对未遍及出产分类搜集的城市，应慎重开展以产出肥料为意图堆肥处置技能。
（4）鼓舞选用对多种处置技能进行有用集成、合理装备的归纳处置技能，在完成生计废物无害化处置的一起，完成废物中资源的多功率收回运用。
2.不一样经济开展情况区域的技能挑选：
（1）东部区域，废物处置应以清洁填埋场为根底，在具有条件的城市，鼓舞运用燃烧或生化处置技能进行前处置。
（2）西南区域，现阶段能够清洁填埋处置为主，跟着经济的开展，逐渐加大燃烧或生化技能的运用份额。
（3）西北区域，生计废物处置以清洁填埋技能为主。
（4）中部区域和东北区域，生计废物处置现阶段应以清洁填埋场为主，适度开展其他处置工艺。
3.计划建造项目。
“十一五”时间计划新增生计废物无害化处置才能29.2万吨/日，详细新建处置设备项目为：东部建95座填埋场，8座燃烧场；中部106座填埋场、6个燃烧场；东北58座填埋场，4个燃烧场；西南：30个填埋场，6个燃烧场。填埋场总计建316座。
三、废物填埋厂防渗体系有必要的土工组成资料及需求。
建造部《生计废物清洁填埋场防渗体系工程技能标准》规则：废物填埋场防渗体系工程中应运用的土工组成资料：高密度聚乙烯膜、土工布、GCL、土工复合排水网等。
1.高密度聚乙烯（HDPE）膜
用于废物填埋场防渗体系工程的土工膜除应契合国家现行标准GJ/T234的有关规则外，还应契合下列需求：
（1）厚度不该小于1.5mm
（2）膜的幅宽不宜小于6.5m
（3）外观契合下列需求：

HDPE膜外观需求 项目 需求 切断 无显着锯齿表象 穿孔修正点 不允许 机械（加工）划痕 无或不显着 僵块 每平方限于10个以内 气泡和杂质 不允许 裂纹、分层、接头和断 不允许 糙面膜外观 均匀，不该用结块、残缺等表象

2. 土工布
废物填埋场防渗体系土工工程中运用的土工布应契合下列需求。
（1）应联系防渗体系工程的特色，并应习惯废物填埋场的运用环境。当前：以丙纶短纤土工布、涤纶长丝土工布、涤纶短纤土工布为主。抗老化丙纶短纤针刺土工布具有耐酸碱、耐冲刷、耐风吹，弯曲牢度强等特色，在北京、天津、河北、河南等地广泛运用，效果很好。处置了长丝纺粘土工布弯曲牢度小，抗风抗冲刷才能差，一层层脱落掉毛的缺陷。
（2）土工布用作HDPE膜维护资料时，标准不该小于600g/m².
（3）土工布用于盲沟和渗沥液搜集导排层的反滤资料时，标准不宜小于150g/m²。
（4）土工布应具有杰出的抗老化和抗紫外线功用。
3. 钠基膨润土防水毯（GCL）
废物填埋场防渗工程中钠基膨润土防水毯（GCL）的功用目标应契合国家现行标准需求。并应契合下列需求：
（1）GCL应外表平坦，厚度均匀，无破洞，破边表象。应无残留断针。
（2）单位面积质量不该小于4800g/m2，其间单位面积膨润土质量不该小于4500g/m²。
（3）膨润土体积膨润度不该小于24ml/2g.
（4）抗剥强度不该小于65N/10cm.
（5）抗拉强度不该小于800N/10cm.
（6）浸透系数应小于5×10-11m/S
（7）抗静水压力0.6mPa/1h无渗漏。
4. 土工复合排水网
用于防渗体系工程的土工复合排水网应契合下列需求：
（1）土工复合排水网中土工网和土工布应预先粘合，且粘合强度大于0.17KN/m。
（2）土工复合排水网宜运用HDPE原料，纵向抗拉强度应大于8N/m。横向抗拉强度应大于3KN/m。
（3）土工复合排水网的土工布需求不宜小于200g/m²。
（4）土工复合排水网的导水率挑选应思考蠕变折减要素、生物及化学淤堵折减要素。
四、土工组成资料在清洁填埋防渗体系中的运用
1.填埋场地基防渗体系
填埋场有必要进行防渗处置，防止对地下水和地表水的污染，一起还应防止地下水进入填埋区。人工防渗体系应契合下列需求：
（1）人工组成面料的防渗体系应选用复合面料防渗体系，坐落地下水匮乏的区域的防渗体系也可选用单层面料防渗体系，在特别地质和环境需求十分高的区域，库区底部选用双层面料防渗体系。
（2）复合面料应按下列布局铺设：
a.库区底部复合面料布局（图2a）根底，地下水导流层，厚度应大于30cm，膜下防渗维护层，粘土厚度应大于或等于100cm，浸透系数不该大于1.0×10-7cm/s ,HDPE土工膜，膜下维护层，渗沥液导流层，厚度应大于或等于30cm,土工织物层。




b.库区边坡复合面料布局（图2b）根底。地下水导流层，厚度应大于30cm；膜下防渗维护层，粘土厚度应大于75mm；浸透系数不该大于1.0×10-7cm/s，HDPE土工膜，膜上维护层，渗沥液导流与缓冲层。




（3）单层面料应按下列布局铺设。
a.库区底部为层面料布局（图3a）。根底，地下水导流层，厚度大于30cm，膜下维护层，粘土厚度应大于100cm，HDPE土工膜，膜下维护层，渗沥液导流层，厚度应大于30cm,土工织物层。

b.库区边坡单层面料布局（图3b）。根底，地下水层，厚度应大于30cm,膜下维护层，粘土厚度应大于75cm，浸透系数不该大于1.0×10-5cm/s;HDPE土工膜，膜上维护层，渗沥液导流与缓冲层。




（4）特别情况下可选用钠基膨润土垫替代膜下防渗维护层。


2.填埋场封场掩盖体系
填埋场封场有必要树立完好的封场掩盖体系。封场掩盖体系布局由废物填埋场平顶外表次序应为：
排气层、防渗层、排水层、植被层、如图4所示：


（1）排气层，应设置排气层，施加于防渗层的气体压强不该大于0.75Kpa。排气层应选用粒径为25-50mm，倒排功用好，抗腐蚀的粗粒多孔资料。厚度不该小于30cm，气体导排层宜用与导排功用等效的土工复合排水网。


（2）防渗层，可因为土工膜和压实黏土或GCL组成复合防渗层。土工膜挑选厚度不该小于1mm的高密度聚乙烯（HDPE）或线性低密度聚乙烯土工膜（LLDPE），土工膜上下外表应设置土工布。
（3）排水层顶坡应选用粗粒或土工排水网，边坡应选用复合排水网，资料应有满足的导水功用。
（4）植被层应由养分植被层和掩盖撑持土层组成。
五、清洁填埋场防渗体系资料选用与描绘
这些年，跟着出产废物、生计废物、商业废物和旅行废物等许多固废的发生，清洁填埋场成为城市废物结尾处置的办法之一。清洁填埋场简言之就是在铺设杰出防渗功用衬垫的场地上，将固体废弃物铺成必定厚度的薄层，加以机械压实，并分层加土掩盖消毒。其间防渗体系的处置及资料的选用是填埋场描绘的首要中心地点。当前国内外选用的防渗衬层效果比较好的首要有以下几种：
1.高密度聚乙烯土工膜：
高密度聚乙烯（HDPE）土工膜是清洁填埋场中最广泛的土工膜，这是高分子聚乙烯经过吹塑或压延制成的具有很强耐久性的防渗资料。首要特征：化学功用安稳，废物渗滤液不会对其构成威胁，低浸透性，保证地下水和雨水浸透液不会渗过衬垫，甲烷气体不会溢出排放体系，抗紫外线功用安稳。HDPE中的炭黑加强了抗紫外线才能。不含增塑剂，处置了暴露在紫外线下北分化的难题。
HDPE膜分为光面和糙面两种，光面用于库底，糙面添加防滑功用，处置库坡挂不住膜和导排层的难题。传统的糙面土工膜选用氮气发泡技能，强力丢失50%,构成了力学目标和防滑功用的对立，当前国外和国内大厂家发明晰柱点防滑糙面土工膜，力学目标彻底等同于光面膜，又加强防滑功用，是抱负的库坡防渗资料。
封场掩盖HDPE膜后，构成有用隐瞒，可削减恶臭排放，操控苍蝇繁殖。这种HDPE膜为双面，其间一面墨绿色（环保色）外形漂亮，视觉效果好，也兼备了抗紫外线等功用。
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限制而成的具有杰出的柔韧特性的衬垫资料，它运用于不平坦的填埋场废物封场。其特性体现外：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坦的地上。
3.加糙土工膜
加糙土工膜是在土工膜外表加一层粗糙的防渗资料。这种加糙土工膜当前正开端推行运用。它的首要功用是：加强了与土，无纺布以及其它组成纤维的外表冲突，加强了与土，水泥等的亲和力，增强了防滑安稳性。
加糙土工膜与粘土的最高冲突系数：冲突角29°时，凝聚力为6.0kpa:与无纺土工织物最高冲突系数；冲突角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，它是当前国内外填埋场运用最广泛的防渗资料之一，一般与土工膜合作运用。GCL首要特征是：膨润土容水量＞8%，单位面积质量＞4.5g/m2,浸透系数＜1×10-9cm/s。它的杰出特色是运用高功用混土水反应时体积胀大13-16倍的特性对损伤部位及3mm体内裂纹进行自我修补，一起它具有永世防水效果、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，是清洁填埋场防渗描绘和施工必备资料。按资料种类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。清洁填埋场思考到抗风吹、抗冲刷、耐酸碱，导排功用等要素，宜选用抗老化聚丙烯无纺土工布。
6.复合排水网
地下水搜集导排体系，封场排气层，排水层顶破应选用三维网芯的复合排水网。
六、废物填埋场运用土工组成资料存在的难题
1、施工损伤难题。
依据对填埋场难题查询，渗漏难题有97.6%的原因是机械施工损伤。因而，施工必定要严厉遵循标准，切忌大型机械碾轧和铲车底部违章作业，尤其是膜上作业，加强维护措施，严厉施工标准。
2、特别部位的处置。
关于山体笔直和视点较大的坡，锚固应在隔6-10m，添加一道渠道，导流层运用二层膨润土防水毯或二层土工布。防止悬空吊挂。锚固点应做揉捏HDPE膜焊点处置。
3、 库底铺设土工膜后，膜上导排层不允许机械施工，但人工又十分慢，大都工地办理不严，存在机械施工表象，这是不允许的，一旦损坏膜，后果严峻。可采纳添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。削减导排层砂石厚度，或轻型机械施工并防止违章作业带来的损伤。


总的看来，土工组成资料在清洁废物填埋场中发扬了至关重要不行替代的效果。可是防机械损伤、防淤堵、抗沉降、防滑坡以及特别部位的施工等还有待于开发更新更高功用的资料。这是摆在土工组成资料科研部门和出产公司面前的新课题，等待提前处置。

好，顶顶顶顶顶顶顶

这个应用前景广泛啊

路过学习，谢谢。