固体废物处理与处置课程设计说明书
主要有聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE),条状低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(VLDPE)、氯化聚乙烯(CPE)和氯磺化聚乙烯(CSPE)。
高密度聚乙烯(HDPE)膜作为一种高分子合成材料,有其抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物性、化学性能,使用寿命50年以上。比如防渗功能比最好的压实粘土高107 倍(压实粘土的渗透系数级数为10-7 级,而HDPE防膜的渗透系数级数为10-14 级);其断裂延伸率高达600%以上,完全满足垃圾填埋运行过程中由蠕变运动所产生的变形;其它有利于施工、填埋运行。
根据地质勘查情况,为达到既保证安全又经济可行的目的,本设计作出三种防渗方案进行技术经济比较,以便确定最合适的防渗结构体系。
方案一:单层HDPE膜+粘土复合衬垫
1)竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别入图所示
图2 单层膜+粘土复合垫
2)工程造价:HDPE膜选用进口产品,土工网格、土工布选用国内产品,其余按当地市场价格,单位工程造价大概为142.5元/m3。 方案二:双层HDPE膜复合防渗衬垫
1)竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示:
图 3双层膜+粘土复合垫
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2)工程造价:HDPE膜选用进口产品,土工网格、土工布选用国内产品,其余按当地市场价格,单位工程造价大概为173.1元/m2。 方案三:单层HDPE+膨润土复合防渗衬垫
1)竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示:
图4 单层膜+膨润土复合垫
2)工程造价:HDPE膜、含膨润土交织土工布选用进口产品,土工布选用国内产品,其余按当地市场价格,单位工程造价大概为166.1元/m2。
各方案技术经济对比 1)对方案一的评价
A)次方案是三个方案中较经济的一个方案
B)适用性:若在填埋作业是,第一层所填垃圾很有尖锐物或在填埋过程中压实机械操作不当,使单层膜被刺穿,则防渗系统基本失效,造成水体污染。故本方案对填埋作业是的技术要求较高,且发生膜
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刺穿时造成的危害较大。 2)对方案二的评价
A)次方案造价较贵,并要求较高的监管水平
B)适用性:双层膜具有双保险的作用。若第一层被刺穿,还有下层膜及土工布可阻挡渗滤液进一步向下渗透,因此可将经过上层膜孔洞的渗漏量减至最少,从而可大大减少通过防渗衬垫的渗漏量。 3)对方案三的评价
A)次方案造价在三个方案中相对经济
B)适用性:单层膜+膨润土的复合防渗衬垫最为经济实用。既可解决单层摸的穿刺问题,又可减少造价,不仅防渗效果良好,可靠性、耐久性也好,且施工方便,膨润土能够对局部渗漏点起到补漏的作用。
因此,本设计采用方案三的方案。 施工工艺: (1)特点和要求
HDPE膜是高密度聚乙烯合成材料,具有较强的延展性和良好的防渗性能,但遇尖锐物易破裂。因此,HDPE膜的垫层、铺衬、覆盖及其他相关作业等在施工过程中均应十分严格地加以保护,这是保证垃圾填埋场防渗系统质量的关键。
(2)防渗层设计
a.地下水引出及衬垫层渗漏监测 填埋场场底地下水丰富,地下水面离地面仅0.1-2.0m,而且有大片泉水出逸。为了减少对衬垫的不利影响,在场地设置了树枝状地下排出系统,用碎石盲沟将地下水引出。设干管两条,按各泉水的溢出位置设八条支管。干管为2根800mm的多孔混凝土管外包碎石沟;支管为直径200mm。利用盲沟引出泉水,可降低水位,还能利用盲沟监测衬垫层可能出现的渗漏情况和渗漏量
b.衬垫范围及分区 衬垫范围从垃圾至拦洪坝,纵向长约900m,两侧上坡衬垫最高标高为175.0m,衬垫平均宽450m。
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C. 防渗层结构
1. 基本结构 全封闭的非透水隔离层。在隔离层上面进行垃圾渗滤液的收集和排放,其下进行地下水的有效排除,防止地下水位的上升而造成隔离层的实效。
2. 水平防渗层设计 此地为三面环山的狭长山谷,地下水位较高(距谷地地面不大于1m)。为降低水位,在低处(山谷中小溪位置)设置一条深2m并用不同粒径碎石填满且碎石体中设有两条多孔混凝土管的地下水排放主干沟。
3. 边坡防渗层结构 为了克服垃圾体沉降在边坡上所产生的拉应力拉裂HDPE膜,边坡垂直高度不大于15-20m。为保护边坡HDPE膜,避免垃圾体中德尖状物刺破膜,边坡上铺设废旧轮胎和碎石层。
4. HDPE膜的锚固 每隔10-15m高差设一锚固平台。平台宽5.0-7.5m,靠山侧的锚固沟兼排水沟。
图5 水平防渗结构图
HDPE膜的拼接接口采用专用机械熔焊,局部破损也可采用焊接法修补。由于HDPE膜是进口产品,铺衬和焊接施工时应有专家现场指导。
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6.2.1渗滤液收集导排系统
垃圾处理场渗滤液的收集和排出系统,是垃圾处理场能否正常运行的重要设施。如果渗滤液收集和排出系统不能正常工作,将会使渗沥液大量蓄积于处理场内,从而导致以下问题:
(1) 由于渗滤液的积蓄,使处理场底部的防渗层上的水压增
大,从而使渗滤液的渗漏导致地下水及下游水体和土地受到污染。
(2) 由于渗滤液的积蓄,使填埋的垃圾在水中浸泡,从而使大
量污染物浸出,导致渗滤液污染物浓度增加。
6.2.3 减少渗滤液量的工程措施
a. 设置完善的场外径流截流设施,填埋区上游设拦洪坝和排洪隧洞,填埋区两侧上坡设截洪沟
b. 建立完善的场内径流排放设施,限制每日填埋作业面积,及时用渗透性低的土壤覆盖垃圾。
6.2.4 渗滤液收集系统
本项目垃圾处理场渗滤液的收集导排系统主要由防场区排渗网、连接井和输送管、调节池等组成。
a. 排渗网 由场地排渗盲沟和边坡排渗边沟组成。排渗盲沟为碎石中埋设多孔钢筋混凝土管。纵向干线1条,直径500mm,坡降大于0.02;横向支沟每隔100m左右设一条,直径200mm,坡降大于0.05.
b. 连接井和输送管 排渗盲沟和边沟汇集于垃圾坝前的总收集井;总收集井底部设三根直径400的HDPE管通过垃圾坝排污水至前处理池中。由前处理池下游坝底引出2根直径400的HDPE管引入调节池中,另设置一根直径400HDPE旁通管,直接将垃圾坝内导出的污水直接引入渗滤液排放管中。另在处理厂
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