垃圾场用HDPE土工膜的技术方案

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垃圾场用HDPE土工膜的技术方案

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-08-11 1200


今日咱们所说的土工膜,首要是高密度聚乙烯( HDPE ),已经被用作填埋场的底层衬垫将近30年了。它们还被用作盖子,最近几年土工膜还被用作渗沥液池上的浮盖。总的来说,它们体现得十分好,但并非出其不意的是,也有一些例外情况辅导咱们开发更好的体系。在开端具体回顾这一领域正在发作的事情之前,让咱们先定义术语:在安全壳设备的地板和旁边面衬上阻挡层

垃圾场用HDPE土工膜的技术方案  第1张

将阻挡层掩盖在固体废物容纳设备的顶部漂浮掩盖一层土工膜,漂浮在包括的液体上,该液体密封在池塘边缘的底部衬垫上,并随液位上升和下降。因而,土工膜面料包括有价值的产品和/或维护地下水,土工膜帽包括填埋气体并避免沉淀变成渗沥液,浮罩避免气味排放并避免有价值的资源如饮用水的蒸腾/污染。高密度聚乙烯用处的演变20世纪80年代初,HDPE基本上替代了PVC作为土工膜的首选资料,由于它具有广泛的耐化学性、高强度、在不添加添加剂的情况下取得的相对固有的柔韧性、耐候性(答应其不被掩盖)、以及经过热办法而不是运用溶剂和粘合剂进行整体熔焊的能力。那时PVC接缝能够被剥离,HDPE接缝则不能。HDPE土工膜面料体系正在采石场废物填埋场安装点击此处扩大图画很快发现,特别是在冰冷的环境中,当HDPE在低温下缩短时,内衬中发作的拉伸应力会发作脆性应力开裂( SC ),这是HDPE天然气分配管中以前阅历和研讨过的现象。应力开裂是在低于资料拉伸屈从或开裂应力的恒定应力下发作的脆性开裂。发现SC是树脂配方的函数,因而在不同土工膜制作商的高密度聚乙烯中,SC或许有很大不同。但是,这些年来配方已经得到改善,以至于SC现在很少呈现在世界HDPE树脂和土工膜制作商的资猜中。废物填埋场滤液调理池掩盖的土工膜由于这种对SC的灵敏性,标准规划方针是土工膜仅起屏障的作用,而不是面料体系的承重构件,因而要求土工膜面料得到充沛支撑。虽然这在图纸上很容易完成,但由于HDPE的高热胀大系数,在实践中很难完成。皱纹在实践中很难消除。因而,HDPE土工膜在掩盖时不可避免地遭到应力。部分由于这一原因,双层面料体系是运用二级(下部)面料作为安全备用面料开发的。假如两个土工膜之间的渗沥液检测体系( LDS )不被答应填充走漏的液体,这种办法十分有用。避免二次面料上的液压头会导致面料体系不走漏。一次和二次土工膜都有类似数量的不可避免的缺陷,但是假如经过一次(上部)面料走漏的液体不能积聚在二次面料的几个缺陷上,那么双体系不会走漏到路基中。定位走漏搜集走漏液体答应确认经过主面料的走漏流速。与此同时,在20世纪80年代后期,人们引入了电气技能来定位被液体和土壤掩盖的土工膜中的走漏。大约25 %的走漏是在土工膜自身的安装过程中引入的,75 %的走漏是在土工膜被掩盖时引入的。每单位面积的走漏数量跟着衬垫面积的添加而削减,而且跟着安装中的相对细节工作量的削减而削减。走漏频率从约12/ha下降到约2/ha以上。电气查询显现,大多数面料设备都不同程度地走漏,这首要是由于所执行的施工质量确保( CQA )的有用性。为了尽量削减渗漏,土工膜与压实粘土衬垫以及后来的土工组成粘土衬垫相结合,制成复合衬垫。关于GCLs,一般是两层土工织物,其间夹有膨润土颗粒并针刺在一起,其原理是土工膜中的走漏会使膨润土水合,导致膨润土胀大并密封走漏。GCL和土工膜之间的严密触摸阻挠了液体沿该界面的横向传输,从而明显削减了单个主面料走漏。但是,土工膜中的褶皱依然是一个潜在的问题,发作了土工膜不与GCL触摸的区域,以及面料遭到应力且更有或许失效的区域。推土机铺掩盖土来刮去皱纹也很常见。因而双复合面料体系的发展。但是,尽管理论上是可取的,但实践的做法是,起皱的第二衬层上放置有起皱的HDPE土工网/土工织物复合低密度聚乙烯,这些复合低密度聚乙烯又被起皱的榜首土工膜掩盖。应力是不可避免的;没有完成严密触摸,而且次级面猜中的褶皱导致次级面料上积水。尽管如此,大多数面料体系好像运行杰出。零走漏能够完成吗?“令人满意”并不意味着经过主面料的走漏为零。电气查询统计显现,零走漏是不合理的期望。没有走漏的主面料的确存在,但是它们必定不能得到确保。有许多双层面料体系,只要水滴从LDS中流出,但所有者对此并不满意。修补面料的要求只会导致走漏流量添加。在美国,经过具有300 mm静水压头的主土工膜的可接受的最大答应走漏率(规则的最大值)一般为每天200升/公顷,超过该值,走漏将被发现和修正。在城市污水处理厂,低于2米的水头,每天5000升/公顷。这太高了,更合理的是大约2000升/公顷。因而,合理的面料规划应假设最大答应走漏流量,并结合一个暗渠体系,该体系将处理该流量,而不会进一步损坏路基和面料。建设在山区的废物填埋场用的土工膜杰出排水的重要性目前,这一点在污水处理厂中最为重要,在污水处理厂中,走漏水中的细菌活动能够继续,与路基营养物质的额定反应会发作很多甲烷和其他气体。衬管下面有积水,这些气体没有通道能够逸出到斜坡顶部的排气口。气体积聚,衬垫上升,直到它冲破水面变成鲸鱼。鲸鱼一般含有高于水面的气体,而衬垫下面的水位与衬垫上面的水位相同。面料下面有必要有一个杰出的排水体系,水能够从中排出,而且有必要有足够的容量,任何发作的气体都能够向上倾斜排放到斜坡通风口。典型的无纺布衬垫是不行的。跟着在重大问题发作之前识别走漏的重要性,作为CQA的最终阶段,在衬管被掩盖到600 mm到1米之间的深度后,对所有首要土工膜衬管进行地电衬管完好性查询已成为一项规则要求。在这个阶段,土壤掩盖面上的进一步活动不太或许对土工膜形成进一步的损坏,但是它依然能够很容易地露出出来进行修正。事实上,纽约州环境维护部看到了对首要土工膜进行查询的实践好处,因而添加了对次要土工膜的占地面积进行查询的要求。填埋封盖为了最大极限地削减有必要处理和处置的初级沥滤液量,土工膜也被引入废物填埋场,以避免沉淀进入,并捕获和去除废物填埋气体( LFG )。虽然HDPE也已用于瓶盖中,但优选的资料一般是线性低密度聚乙烯( LLDPE )或另一种更柔韧的资料,如PVC或柔韧聚丙烯( fPP ),这将更好地适应与废物内不同沉降相关的应变和组成应力。因而,土工膜有必要能够契合差异沉降的概括,而不会引起应力,例如,或许引发应力开裂。结晶度较低的资料,如LLDPE和fPP,在制作状态下对SC不灵敏。这一要求也清楚地表明,就长时刻功能而言,土工膜的延展性远比其强度更重要。力气关于能够应对安装的严酷性来说才是重要的。

垃圾场用HDPE土工膜的技术方案  第2张

工业废物填埋场上的BGM盖,顶部裸露,斜坡植被掩盖。点击此处扩大图画为了避免衬垫和顶盖从斜坡上滑落,衬垫和顶盖一般具有纹路或结构,以增强与GCLs和土工复合资料上的基层土壤或无纺土工织物的冲突。纹路是一种随机的“粗糙的海洋”概括,而结构化概括是规划成与不同的配合面最佳互动的工程概括。为了避免掩盖土壤在土工膜顶部滑动,上表面也能够有纹路或结构。但是,假如上界面的界面剪切强度高于下界面的界面剪切强度,则土工膜会发作拉伸应力,从长远来看,这或许会形成损坏,特别是对HDPE而言。因而,运用对SC不灵敏的盖资料的另一个原因。当掩盖土滑落时,废物填埋场的盖呈现了许多边坡损坏,首要是由于规划时没有考虑饱和土壤条件。在某些情况下,覆土会在土工膜上滑动,使土工膜未受损,而在其他情况下,覆土会带走土工膜并撕裂土工膜。这是双面或单面冲突增强的函数。因而,现在有运用显露土工膜盖( EGC )的趋势。显露土工膜帽能供给什么?露出的盖子消除了土壤盖子的问题,降低了盖子的本钱和施工时刻,添加了空气空间。相反,规划有必要考虑风力提高、LFG压力提高、露出于紫外线辐射和更高温度以及很多和高速的降水径流的或许性。在美国,大约有八个显露的土工膜盖( EGCs )是用强化fPP、HDPE和乙烯共聚体合金( EIA )建造的。佛罗里达的一个HDPE电子元件成功地饱尝住了两次飓风。fPP-R上限已经运行了10年,而且将被答应再运行10年。PP体现杰出,由于它的热胀大系数低,而且没有褶皱。HDPE中的褶皱倾向于向下移动斜坡,但在较低温度下不会向上移动。这需求仔细考虑锚沟的图案。LLDPE由于其较低的耐候性而不用于EGCs。特别是在冰冷区域,预制沥青土工膜( BGM )是EGCs的新候选资料。BGMs是定制的工程土工膜,由玻璃纤维绒和渗透氧化或弹性改性沥青的无纺土工布组成。它们能够在远低于0°C的温度下打开和焊接,它们具有十分低的胀大系数,抗风力和LFG上升能力很强,焊缝能够100 %超声波测验。他们能忍受粗糙的路基和掩盖土壤。起浮盖强化聚丙烯、HDPE和氯磺化聚乙烯( CSPE Hypalon )已被用于渗滤液池的浮盖,以削减气味,避免事端沉淀变成需求处理的渗滤液。在其他一些使用中,特别是在饮用水水库中,PP起浮盖和衬垫在褶皱顶部和其他受力位置遭受应力开裂故障。这好像是压力和液体环境、压力和热氧化之间的协同作用,压力和紫外线辐射加速了添加剂的丢失。但是,在浮罩使用中决裂的相同资料在露出的盖子中体现十分好。对聚丙烯有更多的了解,但这与HDPE前期的SC问题没有什么不同。展望未来咱们将来会看到什么?单单元复合衬垫、具有自愈合能力的五层和七层土工膜、用于焊缝宽度和长度100 %以上焊缝结合强度无损丈量的红外热像图以及用于焊接机操控的反馈、更多地运用电(和其他)丈量进行走漏定位、在GCLs和土工复合资料上喷涂无缝衬垫,以及用于发电的带有纳米光伏表面层的显露土工膜。

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