專利名稱：用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于覆蓋或封閉的材料，特別是一種用于進(jìn)行填埋作業(yè)的衛(wèi)生填埋垃圾體的中間覆蓋、已填至設(shè)計(jì)庫容的垃圾填埋場的終場覆蓋的防滲材料。
(二)、背景技術(shù)1、建設(shè)部制定的《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》(CJJ17-2004)對垃圾衛(wèi)生填埋場的防滲是這樣規(guī)定的(1)、在填埋場的生產(chǎn)中，應(yīng)分區(qū)分單元作業(yè)，每一單元作業(yè)完成后，應(yīng)進(jìn)行垃圾體表面中間覆蓋，以防止雨水下滲至垃圾體中變成滲瀝液。覆蓋層厚度宜根據(jù)覆蓋材料確定，土質(zhì)覆蓋層厚度宜為20-30cm。
(2)、垃圾衛(wèi)生填埋場填至設(shè)計(jì)標(biāo)高或庫容填滿后，應(yīng)進(jìn)行終場封場，以防止雨水下滲至垃圾體中變成滲瀝液。封場設(shè)計(jì)應(yīng)滿足防滲、沼氣導(dǎo)排、生態(tài)恢復(fù)、水土保持等功能。防滲材料有天然粘土類防滲層或人工復(fù)合材料類防滲層，天然粘土類及改性粘土類防滲層的滲透系數(shù)不應(yīng)大于1.0×10-7cm/s，且厚度不應(yīng)小于2m；人工復(fù)合材料防滲層是鋪設(shè)高密度聚乙烯(HDPE)土工膜，膜厚度不應(yīng)小于1.5mm，并應(yīng)符合填埋場防滲的材料性能和現(xiàn)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2、以上傳統(tǒng)防滲方法的缺點(diǎn)(1)、對垃圾填埋場終場封場的防滲層而言，人工防滲層價(jià)格較高，一般HDPE單層價(jià)格為30-40元/M2，加上其上、下還需鋪設(shè)土工布作為保護(hù)層以防止上部結(jié)構(gòu)或垃圾中的堅(jiān)銳物體刺穿人工防滲層，這樣復(fù)合材料防滲層的單價(jià)一般為45元/M2左右；如用天然粘土類作防滲層，需要量太大，小型垃圾衛(wèi)生填埋場還較易解決來源，但對大中型垃圾衛(wèi)生填埋場根本無法取得大量的天然粘土，因此用天然粘土用作防滲材料，只存在于理論上的可行性。
(2)、垃圾衛(wèi)生填埋場在生產(chǎn)的過程中，一般中間覆蓋材料都采用在清庫時(shí)所存儲(chǔ)的碎石土進(jìn)行中間覆蓋，碎石土的滲透系數(shù)約為1.0×10-4cm/s，這樣80％左右的雨水下滲進(jìn)入垃圾體，導(dǎo)致垃圾滲瀝液大大增加，大量高濃度難生化處理的滲瀝液已成為垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)重要制約因素之一，因?yàn)闈B瀝液的處理成本約為15-30元/噸(視達(dá)標(biāo)排放的標(biāo)準(zhǔn)不同而不同)，幾乎占了整個(gè)填埋場經(jīng)營成本的30-50％左右，在日填埋量一定的條件下，雨水變成滲瀝液越多，滲瀝液日均產(chǎn)生量越大，滲瀝液處理總成本越高，填埋場整體經(jīng)營效益就越不好。
也有部分垃圾衛(wèi)生填埋場采用了HDPE膜作為中間覆蓋材料，同樣是因?yàn)閮r(jià)格原因而無法大量采用，且防滲效果也并不理想。
(三)、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料，它成本低廉，材料來源豐富，能夠防止雨水下滲至垃圾體轉(zhuǎn)化成滲瀝液，其防滲系數(shù)小于或等于1.0×10-7cm/s。
本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它是由主要材料和具有自吸水性強(qiáng)、遇水膨脹和粘性好等特點(diǎn)的添加材料組成，添加材料占總重量的比例是5％-25％；其中(1)主要材料是沙，或者是土，或者是碎石土；(2)添加材料是天然納米材料，其吸水量為自身重量的3-8倍，遇水膨脹量為自身體積的3-20倍。
上述的碎石土是指在土石方施工中爆破開采的石屑、石粉、石渣、碎石與土的混合物。
上述的添加材料是天然納米材料，生產(chǎn)廠家可根據(jù)技術(shù)人員提出的技術(shù)要求方便地予以加工生產(chǎn)的天然常規(guī)材料，它具有自吸水能力強(qiáng)、遇水膨脹、粘性較好和加工后粒度較細(xì)的特性，具備此特性的材料較多，它們均可用于本發(fā)明的添加材料，例如膨潤土，它的吸水量為自身重量的5倍、遇水膨脹時(shí)的膨脹系數(shù)為自身體積的10-15倍，且遇水后在12小時(shí)內(nèi)可在表面形成一層粘性隔水保護(hù)層，如采用人工抹平方法，時(shí)間還可縮短，其粒度一般在200目以下。
本發(fā)明是這樣制成的將所述主要材料和添加材料用攪拌機(jī)在無水狀態(tài)下充分均勻拌和后即可。
本發(fā)明的防滲原理是這樣的在沙、土或碎石土中添加天然納米材料后，天然納米材料遇水后首先在覆蓋層上形成一層粘性隔水保護(hù)層，覆蓋層內(nèi)添加的天然納米材料遇水后膨脹后，迅速填充以沙、土或碎石土為主要材料的覆蓋層的所有空隙，使以填沙、土或碎石土為主要材料的覆蓋層的滲透系數(shù)由1.0×10-4m/s減小到1.0×10-7cm/s以下，從而實(shí)現(xiàn)防滲的目的。
本發(fā)明是這樣使用的將本發(fā)明攤鋪在需防滲的垃圾衛(wèi)生填埋場的垃圾體表面的中間覆蓋或終場封場的防滲層，中間覆蓋的厚度為15-20cm左右，終場封場為1米左右，并用小型壓路機(jī)壓實(shí)至90％的壓實(shí)度，所形成的防滲層滲透系數(shù)可達(dá)到1.0×10-7cm/s-1.0×10-9cm/s左右，可達(dá)到防止雨水轉(zhuǎn)化成滲瀝液的可能性或滲瀝液污染地下水的可能性，起到防滲的作用和目的。將本發(fā)明用作中間覆蓋層，雨水基本不會(huì)下滲至垃圾體轉(zhuǎn)化成滲瀝液，跟只用碎石土作為中間覆蓋材料時(shí)的滲瀝液日均產(chǎn)生量相比，本發(fā)明日均滲瀝液產(chǎn)量減少了80％，所產(chǎn)生的20％滲瀝液中，只有垃圾體本身因自然含水量而產(chǎn)生約19％的滲瀝液，還有1％是裸露面積應(yīng)控制在2000-5000M2左右的裸露垃圾體產(chǎn)生的雨水變成的滲瀝液，大大提高垃圾衛(wèi)生填埋場的經(jīng)營效益，促使垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)徹底走向成熟。
中間或終場覆蓋層的施工技術(shù)要求為沙、土或碎石土的含水率應(yīng)為40％左右，碎石土中的碎石的最大粒徑不超過覆蓋層厚度的三分之一，覆蓋層表面坡度不小于2％，且應(yīng)有序地進(jìn)行徑流水的收集和排放，沼氣石籠處應(yīng)修筑圍堰，當(dāng)垃圾填埋到此時(shí)應(yīng)人工拆除圍堰。
在本發(fā)明中，沙、土或碎石土都可作為主要材料，天然納米材料的添加比例原則上為10-15％，具體比例根據(jù)所需要達(dá)到的滲透系數(shù)和沙、土或碎石土的實(shí)際滲透系數(shù)由現(xiàn)場試驗(yàn)而定，試驗(yàn)設(shè)備是常規(guī)的設(shè)備。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明所用的主要材料足沙、土或碎石土，因此，材料來源非常豐富，即便是添加材料，生產(chǎn)廠家可根據(jù)技術(shù)人員提出的技術(shù)要求方便地予以加工生產(chǎn)的天然常規(guī)材料，取材也十分豐富。
2、成本低廉本發(fā)明銷售價(jià)為15-18元/M2左右，比HDPE復(fù)合防滲材料低約60％左右，比純粘土類防滲材料低約30％左右。
3、能夠有效地防止雨水滲入垃圾體，顯著地減少垃圾滲瀝液產(chǎn)生量本發(fā)明的滲透系數(shù)均小于或等于1.0×10-7cm/s，與HDPE材料和純粘土的一樣，但比HDPE膜便宜很多，同時(shí)又比純粘土類防滲材料厚度小得多，因此，它日均可減少滲瀝液產(chǎn)生量的80％，節(jié)約填埋作業(yè)的經(jīng)營成本約50％左右。
4、本發(fā)明用于中間覆蓋，可加強(qiáng)垃圾場的整體密封性，減少臭氣的強(qiáng)度，使沼氣得到有序收集和利用，增加填埋垃圾體的厭氧過程和時(shí)間，提高沼氣產(chǎn)生量，提高滲瀝液的可生化性，使?jié)B瀝液處理能連續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明本發(fā)明是由主要材料和具有自吸水性強(qiáng)、遇水膨脹和粘性好等特點(diǎn)的添加材料組成，添加材料占總重量的比例是5％-25％；其中(1)主要材料是沙，或者是土，或者是碎石土；(2)添加材料是天然納米材料，其吸水量為自身重量的3-8倍，遇水膨脹量為自身體積的3-20倍。
本發(fā)明是這樣制成的將所述主要材料和添加材料用攪拌機(jī)在無水狀態(tài)下充分均勻拌和后即可。
本發(fā)明的防滲原理是這樣的在沙、土或碎石土中添加天然納米材料后，天然納米材料遇水后首先在覆蓋層上形成一層粘性隔水保護(hù)層，覆蓋層內(nèi)添加的天然納米材料遇水后膨脹后，迅速填充以沙、土或碎石土為主要材料的覆蓋層的所有空隙，使以填沙、土或碎石土為主要材料的覆蓋層的滲透系數(shù)由1.0×10-4cm/s減小到1.0×10-7cm/s以下，從而實(shí)現(xiàn)防滲的目的。
本發(fā)明是這樣使用的將本發(fā)明攤鋪在需防滲的垃圾衛(wèi)生填埋場的垃圾體表面的中間覆蓋或終場封場的防滲層，中間覆蓋的厚度為15-20cm左右，終場封場為1米左右，并用小型壓路機(jī)壓實(shí)至90％的壓實(shí)度，所形成的防滲層滲透系數(shù)可達(dá)到1.0×10-7cm/s-1.0×109cm/s左右，可達(dá)到防止雨水轉(zhuǎn)化成滲瀝液的可能性或滲瀝液污染地下水的可能性，起到防滲的作用和目的。將本發(fā)明用作中間覆蓋層，雨水基本不會(huì)下滲至垃圾體轉(zhuǎn)化成滲瀝液，跟只用碎石土作為中間覆蓋材料時(shí)的滲瀝液日均產(chǎn)生量相比，本發(fā)明日均滲瀝液產(chǎn)量減少了80％，所產(chǎn)生的20％滲瀝液中，只有垃圾體本身因自然含水量而產(chǎn)生約19％的滲瀝液，還有1％是裸露面積應(yīng)控制在2000-5000M2左右的裸露垃圾體產(chǎn)生的雨水變成的滲瀝液，大大提高垃圾衛(wèi)生填埋場的經(jīng)營效益，促使垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)徹底走向成熟。
中間或終場覆蓋層的施工技術(shù)要求為沙、土或碎石土的含水率應(yīng)為40％左右，碎石土中的碎石的最大粒徑不超過覆蓋層厚度的三分之一，覆蓋層表面坡度不小于2％，且應(yīng)有序地進(jìn)行徑流水的收集和排放，沼氣行籠處應(yīng)修筑圍堰，當(dāng)垃圾填埋到此時(shí)應(yīng)人工拆除圍堰。
在本發(fā)明中，沙、土或碎石土都可作為主要材料，天然納米材料的添加比例原則上為10-15％，具體比例根據(jù)所需要達(dá)到的滲透系數(shù)和沙、土或碎石土的實(shí)際滲透系數(shù)由現(xiàn)場試驗(yàn)而定，試驗(yàn)設(shè)備是常規(guī)的設(shè)備。
實(shí)施例1所述的天然納米材料是膨潤土，它占總重量的比例是10％-15％，其吸水量為自身重量的4-6倍，遇水膨脹量為自身體積的10-15倍。
實(shí)施例2所述的天然納米材料是膨潤土，它占總重量的比例是13％，其吸水量為自身重量的5倍，遇水膨脹量為自身體積的12倍。
實(shí)施例3所述的天然納米材料是膨潤土，它占總重量的比例是6％，其吸水量為自身重量的8倍，遇水膨脹量為自身體積的20倍。
實(shí)施例4所述的天然納米材料是紅粘土，它占總重量的比例是24％，其吸水量為自身重量的3倍，遇水膨脹量為自身體積的3倍。
需要注意的是如果主要材料使用的是碎石土，其中碎石的粒徑小于覆蓋厚度的三分之一。
權(quán)利要求
1.一種用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料，它是由主要材料和具有自吸水性強(qiáng)、遇水膨脹和粘性好等特點(diǎn)的添加材料組成，添加材料占總重量的比例是5％-25％；其中(1)主要材料是沙，或者是土，或者是碎石土；(2)添加材料是天然納米材料，其吸水量為自身重量的3-8倍，遇水膨脹量為自身體積的3-20倍。
2.如權(quán)利要求1所述的用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料，其特征在于所述的天然納米材料是膨潤土，它占總重量的比例是10％-15％，其吸水量為自身重量的4-6倍，遇水膨脹量為自身體積的10-15倍。
3.如權(quán)利要求1所述的用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料，其特征在于所述的天然納米材料是膨潤土，它占總重量的比例是13％，其吸水量為自身重量的5倍，遇水膨脹量為自身體積的12倍。
4.如權(quán)利要求1所述的用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料，其特征在于所述的天然納米材料是膨潤土，它占總重量的比例是6％，其吸水量為自身重量的8倍，遇水膨脹量為自身體積的20倍。
5.如權(quán)利要求1所述的用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料，其特征在于所述的天然納米材料是紅粘土，它占總重量的比例是24％，其吸水量為自身重量的3倍，遇水膨脹量為自身體積的3倍。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料，其特征在于主要材料含有碎石，碎石的粒徑小于覆蓋厚度的三分之一。
全文摘要
一種用于垃圾衛(wèi)生填埋場覆蓋或封場的防滲材料，它是由主要材料和具有自吸水性強(qiáng)、遇水膨脹和粘性好等特點(diǎn)的添加材料組成，添加材料占總重量的比例是5％－25％；其中(1)主要材料是沙，或者是土，或者是碎石土；(2)添加材料是天然納米材料，其吸水量為自身重量的3－8倍，遇水膨脹量為自身體積的3－20倍。本發(fā)明具有成本低廉、材料來源豐富和加工方便等優(yōu)點(diǎn)，它能夠有效防止雨水下滲至垃圾體轉(zhuǎn)化成滲瀝液，防滲系數(shù)小于或等于1.0×10
文檔編號B09B1/00GK1827728SQ20061005407
公開日2006年9月6日 申請日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者衛(wèi)永法 申請人:衛(wèi)永法