隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,城市化和工業(yè)化進程的加快,環(huán)境污染和資源短缺問題日益顯現(xiàn),尤其是城市大量產(chǎn)生的固體廢棄物已對人類生存環(huán)境造成了極大的危害。據(jù)世界銀行2005年報告,****近已超過美國成為世界上比較大的固體廢棄物制造者,2004年城市固體生活垃圾已達到1.9億噸,工也固體垃圾達12億噸,并以每年8.98%的速度增長,三分之二城市已出現(xiàn)垃圾圍城現(xiàn)象。預計到2010年,**城市生活垃圾總產(chǎn)量為3.2億噸/年,日均68.7萬噸。隨著人類**意識的增強,解決城市固體廢棄物問題日趨重要,基本途徑是減量化,資源化和無害化。而興建生活垃圾衛(wèi)生填埋場是***的方式。現(xiàn)代生活垃圾衛(wèi)生填埋場包括復合襯墊系統(tǒng)、滲濾液收集和處理系統(tǒng),氣體收集系統(tǒng)和封蓋系統(tǒng)等幾大部分組成。土工合成材料是發(fā)揮防滲系統(tǒng)功能的必須材料。生活垃圾填埋過程中,由于雨水等流入垃圾中形成的滲濾水含有多種有害物質(zhì),比如鉛,鋅,砷和鉻,以及滲濾水總有機碳濃度很高,一般都要超過1000mg/L,因此如果不經(jīng)處理直接排入地下水或河流中,將嚴重污染環(huán)境。世界各國對于垃圾填埋場的防滲系統(tǒng)都有不同的要求,但一般都是以橡膠,樹脂等高分子材料做成的土工膜為主,輔以其它防滲材料。隨著科技的發(fā)展和新材料的不斷出現(xiàn),歐美等**采用單一防滲構造的已經(jīng)很少,都把防滲層作為一個復雜系統(tǒng)來考慮,土工膜與GCL土工毯,復合土等作為復合防滲層一起使用。
防滲土工膜的詳細介紹:
防滲土工膜標準名稱為聚乙烯土工膜,主要是乳白色半透明至不透明的熱塑性樹脂材料-聚乙烯樹脂制作而成。聚乙烯是高分子聚合物,是無毒、無味、無臭的白色顆粒,熔點約為110℃-130℃,相對密度0.918―0.965;防滲土工膜具有良好的耐熱性和耐寒性?;瘜W穩(wěn)定性好,具有較高的剛性和韌性,機械強度好,耐環(huán)境應力開裂與耐撕裂強度性能好,隨著密度的上升,機械性能和阻隔性能會相應提高,耐熱,和抗拉強度也更高;可耐酸、堿、有機溶劑等腐蝕。土工膜以塑料薄膜作為防滲基材,與無紡布復合而成的土工防滲材料,它的防滲性能主要取決于塑料薄膜的防滲性能
hdpe防滲膜特點:1、防滲系數(shù)高―防滲膜具有普通防水材料無法比擬的防滲效果,HDPE防滲膜具有**抗拉伸機械性,它**的彈性和變形能力使其非常適用于膨脹或收縮基面,可有效克服基面的不均勻沉降,水蒸汽滲透系數(shù)高 2、化學穩(wěn)定性―防滲膜具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性,被***用于污水處理,化學反應池,垃圾填埋場。耐高低溫,耐瀝青,油及焦油,耐酸、堿、鹽等80多種強酸強堿化學介質(zhì)腐蝕 3、耐老化性能―防滲膜具有***的抗老化、抗紫外線、抗分解能力,可裸露使用,材料使用壽命達50-70年,為環(huán)境防滲提供很好的材料保證 4、抗植物根系―HDPE防滲膜具有優(yōu)異抗穿刺能力,可以抵抗大部分植物根系 5、高機械強度―防滲膜具有良好機械強度,斷裂拉伸強度28MP,斷裂延伸率700% 6、成本低效益高―HDPE防滲膜采用新型技術提高了防滲效果,但生產(chǎn)工藝更加科學、速捷、所以產(chǎn)品成本反而低于傳統(tǒng)防水材料,經(jīng)實際測算采用HDPE防滲膜的一般工程要節(jié)約成本50%左右 7、施工速度快―防滲膜有很高的靈活性,有多種規(guī)格多種鋪設形式滿足不同工程防滲要求,采用熱熔焊接,焊縫強度高,施工方便、快速** 8、**無毒性―防滲膜采用的材料均為無毒**材料,防滲原理是普通物理變化,不產(chǎn)生任何有害物質(zhì),是**、養(yǎng)殖、飲用水池的比較好選擇 hdpe防滲膜用途: 1垃圾填埋場、污水或廢渣處理場防滲。2江堤、湖壩、尾礦壩、污水壩及庫區(qū)、渠道、蓄液池(坑、礦)。3地鐵、地下室和隧道、隧洞防滲襯砌。4路基及其它地基鹽漬防滲。5堤、壩前水平防滲鋪蓋,地基垂直防滲層、施工圍堰、廢料場。 6海水、淡水養(yǎng)殖場。7公路、高速公路、鐵路的地基;膨脹土和濕陷性黃土的防水層。 8屋面防滲。
亞洲除了日本、韓國等**有比較完備的防滲系統(tǒng)之外,**、泰國在這方面發(fā)展也很快。位于日本東京青梅的日出垃圾填埋場**了日本垃圾場建設的科技水平,防滲系統(tǒng)采用了2層TPO土工膜,一層GCL,**下面是一層50cm厚的摻有膨潤土的復合土,嚴格意義上來說等于是4道抗?jié)B。**上面一層TPO破損造成滲漏的情況下,中間層GCL中的膨潤土遇到滲濾水立即膨脹止水,阻止?jié)B濾液滲入地下水系統(tǒng)。GCL這種產(chǎn)品由于是2層無紡布中間夾了干燥的膨潤土,在施工過程中特別是在邊坡上鋪設,很容易造成膨潤土的分布不均勻影響到防滲效果,所以在GCL的下面又設置了一層TPO和摻膨潤土的復合土,真正做到了萬無一失。相對于日本的做法,韓國垃圾場防滲層的做法要簡單的多。位于漢城(首爾)郊區(qū)的號稱世界上比較大垃圾填埋場之一的漢城垃圾填埋場,是在平地上往上填埋,邊坡上堆放了大量的廢舊輪胎,這主要是為了緩沖填埋機械對防滲系統(tǒng)的的沖擊起保護作用。底面上采用黑色的無紡布保護材料,下面是HDPE土工膜,整個垃圾填埋場采用的是一道防滲材料。
國內(nèi)的某垃圾填埋場設計中采用了相當于3層防滲層的防滲系統(tǒng),HKPE土工膜,GCL以及復合土層,在國內(nèi)這個做法應該說是相當超前了。目前菲律賓對垃圾場防滲系統(tǒng)還沒有具體要求,有的垃圾場還沒有考慮這個問題。位于馬尼拉市的垃圾填埋場,主要填埋沒有經(jīng)過焚燒的生活垃圾,由于沒有設計防滲系統(tǒng),垃圾場中產(chǎn)生的滲濾液直接排入附近的河流,污染了地下水。據(jù)檢測,滲濾液的TOC含量高達900mg/L,含有重金屬的鹽化物的含量高達15000~17000mg/L,嚴重污染了周圍的環(huán)境。
從材料本身來看,高分子土工膜的防滲性能特別好,一般都在10_11cm/s和 10_1310cm/s 之間,1.5mm厚的材料能夠保持幾十年不滲漏,它的比較大特點就是強度高,拉伸率可以達到300%以上,但是由于薄很容易被尖銳物刺穿。而摻有膨潤土的復合土透水性能同樣很小,一般摻有10%膨潤土的復合土的透水系數(shù)小于10_7cm/s ,而且作為防滲層的復合土厚度要求50cm以上,金屬等很難穿透這層復合土。但是它的比較大不足之處就是追隨基礎變形的能力很小,也就是說當?shù)鼗艿郊羟凶冃萎a(chǎn)生裂縫的時候,復合土同樣產(chǎn)生裂縫而且還有很多問題沒有搞清楚,特別是當在邊坡上使用的時候存在穩(wěn)定性問題,不少**還沒有承認GCL是一道防滲材料。因此結合防滲系統(tǒng)的技術要求以及我國目前的經(jīng)濟發(fā)展水平,從滿足要求來設計這個系統(tǒng),厚度1.5mm以上的土工膜和摻有膨潤土的復合土組成垃圾場的防滲系統(tǒng)既能滿足性能要求,即正常情況下保持50年不滲漏,同時也是**經(jīng)濟的做法。
在這里還要指出國內(nèi)垃圾填埋場設計中的一個誤區(qū),即在基礎上直接鋪設GCL。這種做法是不科學的,而且起不到自修復功能。GCL的作用是當上層土工膜破損的情況下,干燥的膨潤土遇到滲濾水迅速膨脹,堵塞顆粒之間的空隙和內(nèi)部毛細孔,起到抗?jié)B作用。但如果GCL直接與基礎接觸,當?shù)叵滤簧仙龅紾CL中的膨潤土時,沒等上層土工膜破損臌潤土已經(jīng)膨脹,失去了自修復功能。