固废课程设计补充资料.pptx

衬层系统：填埋场衬层系统是复合衬层，即用粘土（人工或天然）层和人工合成材料层复合而成一个完整的衬层系统。衬层系统有单层衬层系统和双层衬层系统之分。双层衬层系统由渗滤液收集层和渗漏检测层两部分组成，常用于危害性大的填埋场。图3-2 双层衬层系统结构图1、粘土粒径小于0.002 mm的土称为粘土。粘土衬层应包括两类：自然粘土衬层和人工压实粘土衬层。自然粘土衬层的渗透率应小于或等于110-6 110-7 cm/s。人工压实粘土衬层：一般在原土中掺入38的膨润土，即可将大部分颗粒状粘土材料的渗透率降低到110-7 110-9 cm/s。衬层的厚度和衬层材料的渗透率是保证衬层防渗能力的两个最主要的指标。如果是单层粘土衬层，其厚度不应小于2米（渗透率小于等于110-7 cm/s）；对于双衬层或复合衬层，粘土衬层设计指标可适当降低，但渗透率不应大于于110-6 cm/s，厚度不应小于1米。2、人工合成材料HDPE防渗膜抗渗能力很强，渗透率可小于110-12 cm/s，耐化学腐蚀能力强，制造工艺成熟，易于现场焊接。HDPE膜的机械强度指标主要有：最小厚度：1.02.0 mm耐穿透能力：大于50 kg/mm耐拉伸强度：单轴应力应变可达到1180，但应避免产生双轴拉力的可能性。HDPE防渗膜的铺设设计要求：平坦、无皱折 膜的搭接必须考虑使其焊缝尽量减少 在斜坡上铺设防渗膜，其接缝应从上到下，不允许出现斜坡上有水平方向上的接缝。基础底部的防渗膜应尽力避免埋设垂直穿孔的管道或气体构筑物。边坡的上面，必须进行锚固设计。边坡与底面交接处不能设焊缝。基础膜焊缝方向最好与渗滤液流动方向一致。必须铺设在平整、稳定的制成层上。复合衬层复合衬层可以是两种天然防渗材料的复合，如粘土与膨润土；也可以是天然防渗材料与人工合成防渗材料的复合，如粘土与HDPE膜。复合衬层的防渗效果明显优于同样组成的双衬层。图3-1 复合衬层系统结构图2、渗滤液集排水系统1）渗滤液集排水系统的组成A初级渗滤液集排水系统：位于初级衬层表面，废弃物下面。由排水层、过滤层、集水管组成。根据所用不同材料和位置，又可分为砾石排水层、土工网格排水层、砂过滤层、土工织物过滤层、穿孔集水支管、集水干管以及集排水竖管。B次级渗滤液集排水系统：位于初级衬层和次级衬层之间。主要是监测初级衬层的运行状况，以及初级衬层渗漏的应急对策手段。对于单衬层或复合衬层系统，就不必设计次级渗滤液集排水系统。C排出水系统：主要包括集水井（槽）、泵、阀、排水管道和带人孔的竖井。2）材料A排水层材料：在底部，采用粒径为 510 mm的砾石。在斜面上，采用由合成材料制成的土工网格。在管道周围，采用粒径 50150 mm的片石覆盖集排水管道。B过滤层材料：在管道排水和砾石排水层中，常用砂作为过滤材料。土工织物（较砂好）C管材：对耐腐蚀性和强度有较高要求。常用钢筋混凝土穿孔管、塑料管（PVC、HDPE）、蛇笼和蛇管。盲沟盲沟,渗排龙：渗排龙：是一种具有极高表面开孔率和内部孔隙率的渗排水土工合成材料。它是由聚丙烯复合材料并添加抗老化、抗紫外线、抗氧化、抗冻等各种助剂构成，在特种成型工艺条件下形成具有良好承压能力的空间网状结构的新型渗排水材料。它与土工布或其它滤水材料配合，从而达到透水、滤水、排水的功能；材质憎水，阻力小，具有极高的表面渗水能力和内部通水能力；空间网状丝条结构具有极好的抗压能力及适应形变的能力；具有极佳的化学惰性，在岩土工程使用中能保持长久的寿命；重量轻，易裁剪，施工安装方便；价格合理，综合成本具有良好的竞争优势。3）构造底部排水层一般由砂或砾石组成。在砾石排水层上部和下部铺设砂滤层。厚度一般在 50120 cm。坡面上，土工网格排水层两侧应铺设土工织物。渗滤液集排水系统中，包括底部集排水管、斜面集排水管、集排水竖管等管道。集排水竖管要有护笼使其直立。新疆奎屯市垃圾填埋场渗滤液收集工程 检测系统：检测系统：从双层衬垫之间的检漏层排出和检测渗滤液，通常用直径为100150mm的斜管，位于两层土工膜之间并延伸到小渗滤液收集坑中，靠置于管内的小泵提取渗滤液。3、降水集排水系统设置导流渠或截洪沟。在填埋场的上坡方向及周边开挖导流渠或截洪沟，严防地表径流进入填埋场，从而减少渗沥液的量。填埋场设立区域堤坝，实行分区规划，每个区域内应设立独立的排水系统。周边集排水沟多构筑在填埋场周围，或修在道路外侧，或修在四周斜壁上等。截面形状有梯形、半圆形和矩形。填埋场内的雨水集排水系统多借助地下水系统或渗滤液集排水系统，填埋场表面集排水沟一般与周边集排水沟结合在一起。将封场后的填埋场修成一定的坡度，使雨水流入。如果可能，可在填埋场上游挖设集水塘。填埋场应建立在地下水位以上。需要在衬层下修筑地下水集排水系统。一般由砂石过滤材料包裹穿孔管构成的暗沟组成。在管沟下部铺设混凝土管基，管道四周用砂石覆盖。按水流方向布置干管，一般要 2 根以上，而在横向上布置支管。4、地下水集排水系统2)填埋场气体的处理二氧化碳比重大于空气，向下运动，随渗滤液排出。而甲烷向上运动，在填埋场覆盖层下部聚积。气体控制系统通常可用渗滤液排水系统结合在一起兼用。设置排气竖管应综合考虑，小型填埋场间隔为2030米，而大型填埋场为4050 米。排出气体要么回收利用，要么引出烧掉。牡丹江市垃圾卫生填埋场沼气集排工程 沼气收集井设计填埋场沼气收集井设计的两个关键：1）井口一定要密封，上部覆土厚要求 4m 以上，地面出口再加混凝土密封；2）集气管开孔要求很严，即不能因过小被堵塞，又不能太大让泥土进入管中。可在集气管外围加保护尼龙网或钢丝网。n在建井之前，先在井内装一条防腐性较强的管道（管道上钻有直径为1530mm的小孔)，再把井放置预先设在填埋场三分之二深处挖好的洞内，然后盖上砾砂。井口一般用混凝土密封，以避免沼气被污染。每个井装有控制阀，井与井之间用管相连。井距 4590m。相连各井与鼓风机和真空泵相连接。填埋场沼气收集井示意图1.渗透性排气系统 2.阻挡层排气系统两种排气系统 排气系统根据气体控制工程方法的不同，常分为渗透性排气和不可渗透阻挡层排气两种类型排气系统。排气系统：主动排气装置主动排气装置主动排气装置主动排气装置（真空泵或鼓风机）（真空泵或鼓风机）（真空泵或鼓风机）（真空泵或鼓风机）被动排气装置被动排气装置被动排气装置被动排气装置RiserRiser立管立管立管立管沼气收集处理系统城市生活垃圾填埋场封场技术 6、封场系统垃圾填埋场顶部覆土排水系统构造示意图北京北神树垃圾填埋场一期封盖 顶部排水布置示意图 铺设渗排水材料机械化覆土植被覆盖后情况 7、垃圾填理方法 沟槽法（沟壑法）面积法（平面法）混合法（斜坡法）1）沟槽法：就是把废物铺撒在预先挖掘好的沟槽内，然后压实，再把沟槽内挖出的部分土作为覆盖材料撒在废物上面并压实，即构成基础的填筑单元结构。沟槽的大小通常采用沟长3040m、沟宽4.57.5m、沟深0.91.8m。每个沟槽单元填埋完成后才进行另一个单元的填埋，也可以把性质不同的垃圾分填在不同的单元内，同时进行施工。优点：覆盖用粘土材料可以就地取用，多余的土可以堆积起来，作为最终表面覆盖材料。沟槽法示意图2）面积法：也称为地面法或平面法，是指把废物直接铺撒在天然的土地表面上，按设计的厚度分层压实并用薄层粘土覆盖，然后再整体压实。最好选择峡谷、山沟、盆地、采石场或各种人工或天然的低洼区作为填埋场。若在坡度平缓的土地上实施，应首先建造一个人工土坝，以作为初始填筑单元的屏蔽。特点：不需开挖沟槽或基坑，利用低凹地形填埋，但是要另找覆盖材料；适于处置大量的固体废物。面积法示意图3）斜坡法：是把固体废物直接撒在天然的斜坡上，经压实后用工作面前直接可取的土壤进行覆盖，然后再压实，如此往复填埋即为斜坡法。斜坡法实际上是沟槽法和面积法的结合，也称混合法。优点：只需进行少量的挖掘工作，即可满足第二天覆盖废物对粘土材料的需求量，不需要从填埋场外采取覆盖材料；因废物堆积在初始表面上，能更有效地利用填埋场的空间。斜坡法示意图 8、填埋设备选择合适的卫生土地填埋设备是保证填埋质量和降低处理费用的关键。常用填埋设备有推土机、铲运机、压实机等。条件不允许时，也可用石滚、夯实机或振动器代替压实机。以下是德国填埋场的示例。2、德国居民废物技术导则规定的填埋场基础密封系统把填埋场分为两级：第级矿物物质填埋场，处理废土、建筑废墟之类的废物；第残余物质填埋场，处理生活垃圾系列废物。4、应用新材料的基础密封技术 垃圾：过滤层的选择应由垃圾的种类和颗粒级配来决定；地膜：排水层：由粒径为1632mm的砾石组成，厚度为3040cm；C型膨润土垫保护层：保护塑料密封板，密封 塑料密封板：HDPE，板厚d2.5mm；黏土矿物密封层：多层（一般36层）均质的黏土，每个单层厚为25cm，K110-10 m/s；膨润土密封垫：K110-10 m/s 地质基础：自然地质岩性K110-7 m/s时，其厚度不小于3m。三、基础密封层的制作技术1 1、基础密封层的优质密封材料、基础密封层的优质密封材料膨润土膨润土垫（垫（GCLGCL）膨润土垫与塑料密封组件综合使用，也可用在排水层中。避免塑料密封板会被排水层中卵砾石颗粒的力学损害。膨润土垫（膨润土垫（GCLGCL）：）：由塑料膜和膨润土等材料加工成薄层的土工布垫构成。1、德国废物技术导则要求的表面密封技术体系德国废物技术导则中对特殊废物安全填埋场的表面密封技术体系的要求：密封层要由均质的非黏结性材料制作，其厚度不大于1.5m，如果垃圾或废物有气体产生时，在密封层之下的平衡层中设有排气层，排气层应由具有渗透性的材料组成，厚度不大于0.3m。排气层材料中碳酸钙的质量分数不能大于10%。图2-24当水力梯度I=30（试验室值）时，渗透系数K510-10 m/s的情况下，黏土密封层的厚度可以不超过0.5m，而塑料板的厚度至少应为2.5mm.当密封层沉降稳定之后，表面密封层体系的地表坡度应在10%。排水层的物质组成要求粒径为1632mm，厚度d 0.3m，渗透系数K110-3 m/s。同时要求在排水层中布设排水管和总集水管并导流出填埋场之外。表面密封体系中的种植层应由腐殖土组成，厚度至少应在1.0m以上，可选择适当的植物种植。