[發明專利]垃圾填埋場中間覆蓋層及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810659898.1
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108941145B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 吳宏偉;盧邦穩;郭浩文;陳銳
• 申請（專利權）人: 廣州市香港科大霍英東研究院
• 主分類號: B09B1/00
• 分類號: B09B1/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 歐陽銳

本發明公開了一種垃圾填埋場中間覆蓋層及其制備方法和應用，屬于垃圾填埋技術領域。該中間覆蓋層包括至少三層層疊設置的功能層，所述功能層由外向內依次為：儲水層、導排層和低滲透性層，所述儲水層主要由顆粒粒徑小于5mm的再生細骨料構成，所述導排層主要由顆粒粒徑為10mm?40mm的再生粗骨料構成，所述低滲透性層主要由顆粒粒徑小于2mm的再生粉構成；所述再生細骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉均由建筑垃圾加工得到。該中間覆蓋層提高了垃圾體的力學特性，并作為臨時覆蓋提供一定程度的防滲閉氣功能，且由于所用材料均為填埋場所填埋的建筑垃圾，“以垃圾填垃圾”，實現建筑垃圾回收利用，具有取材方便、成本低廉、節能環保、耐久性好等特點。

技術領域

本發明涉及垃圾填埋技術領域，特別是涉及一種垃圾填埋場中間覆蓋層及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著我國國民經濟的持續快速發展以及城鎮化進程加速，城市固體廢棄物急劇增加態勢。城市固體廢棄物的處理方式主要分為填埋法、焚燒法和堆肥法。其中，填埋法是現階段我國垃圾處理的主要方式。

對于填埋法而言，垃圾填埋場是一個體積龐大的土工構筑物，其失穩會引起垃圾和滲濾液大量泄漏，嚴重污染周邊環境，造成不可挽回的損失。因此，填埋垃圾體的力學穩定性備受關注。

一般而言，影響填埋垃圾體力學穩定性的主要因素為垃圾土的物理特性和抗剪強度，以陳云敏的試驗研究為例(陳云敏，王立忠.城市固體垃圾填埋場邊坡穩定分析[J].土木工程學報，2000，33(3):92-97.)，某典型垃圾填埋場垃圾土的粘聚力為6-15.5kPa，而內摩擦角僅為17-17.5°，由于垃圾土的抗剪強度較低，這極大地限制了填埋場垃圾體的高度和坡度，進而限制了填埋場庫容。另一方面，隨著填埋齡期增長，垃圾不斷降解，其力學強度指標也會不斷降低；同時，雨水也會不斷進入垃圾體，增加垃圾體飽和度；而飽和度的增加也會引起垃圾體力學強度指標降低，這都將對填埋場封場后的長期力學穩定性產生威脅。

綜上所述，改善垃圾體的物理力學特性成為提高填埋垃圾體穩定性的首要任務。

此外，根據中華人民共和國《生活垃圾衛生填埋處理技術規范》(GB 50869-2013)規定，在進行垃圾填埋作業過程中，由于攤鋪、整平和壓實以及作業面的遷移等工序需要對裸露的垃圾進行臨時覆蓋，這個臨時覆蓋稱之為中間覆蓋層。中間覆蓋層的主要作用在于避免因較長時間垃圾暴露進入大量雨水，產生大量滲瀝液，同時抑制臭氣釋放到大氣中，并減少蚊蠅及改善不良視覺環境。

目前國內主要采用土工復合材料(如HDPE膜、LLDPE膜等)和黏土等防滲材料進行中間覆蓋。

對于土工復合材料作為中間覆蓋層的垃圾填埋場，其主要問題在于施工質量要求高、工程造價昂貴等；此外，隨著垃圾的逐步降解，堅硬且尖銳的垃圾成分容易將HDPE膜刺穿導致坡面雨水大量滲入；垃圾降解過程中產生的填埋氣體無法被HDPE吸收，只能被隔絕或阻斷在膜下而導致產生鼓包，從而影響膜的穩定性等。

相比土工復合材料中間覆蓋層，土質中間覆蓋層因其取材廣泛、成本低廉、穩定性更好等優點而得到廣泛應用，并成為《生活垃圾衛生填埋處理技術規范》(GB 50869-2013)推薦使用方法之一。

然而，根據實際生產經驗，土質中間覆蓋層仍存在以下缺陷：

(1)土質材料抗剪強度低，降低垃圾體的穩定性，進而限制填埋場庫容。從力學角度分析，土質中間覆蓋層所用的土料的抗剪強度較低，當垃圾體中夾雜若干層土質中間覆蓋層后，土質中間覆蓋層會成為整個垃圾體的軟弱夾層，進而降低了垃圾體力學穩定性，尤其是填埋場垃圾體邊坡的穩定性。因此，土質中間覆蓋層的存在會極大地限制填埋場垃圾體的坡度以及高度，進而降低了單位面積下垃圾填埋量，從而降低了填埋場庫容。