CN101172285B - 利用防水垫来防止填埋气漏出的垃圾填埋场 - Google Patents

Abstract

提供一种可利用防水垫来防止填埋气漏出的垃圾填埋场。其包括：至少一层垃圾填埋层，其大小随着向上逐层变小，其上面形成有覆土层；堤部，设置在垃圾填埋层边缘且用于提供垃圾填埋空间；内部道路，形成在堤部里侧，用于划分各层垃圾的填埋区域；V型沙土侧沟，形成在堤部和覆土层的边界部，用于排出雨水；浸出水垂直排出井，用于向浸出水处理站输送垃圾填埋层中产生的浸出水，包括用于收集浸出水的有孔管及支撑用地基；填埋气收集井，用于向填埋气处理设备输送填埋气，包括导墙、有孔管、连接在有孔管的填埋气输送管道以及形成在暴露于外部的导墙周围的支撑用地基；以及防水垫，形成在垃圾填埋层上所形成的覆土层的龟裂部分上。

Description

利用防水垫来防止填埋气漏出的垃圾填埋场

技术领域

本发明涉及一种垃圾填埋场，具体涉及一种可利用防水垫来防止填埋气漏出的垃圾填埋场。

背景技术

垃圾填埋场是人类生活中产生的生活垃圾和工业现场中产生的垃圾的填埋场所，是由政府及地方主管部门运营，其规模根据其收容的垃圾量而有所不同。

通常以填埋的方式处理垃圾的方法如下：将垃圾堆积一定高度后，在其上面覆盖土或者与此相类似的遮蔽物(下称“覆土层”)，并反复上述过程，经过数年至数十年自然分解堆积的垃圾。在垃圾填埋场中，不是一次完成预定的填埋高度，而是以5m左右的填埋高度堆积一层，其中垃圾高度约为4.5m，并在其上面覆盖约50cm厚度的渗透性低的土、固态处理物或者再利用建筑废材的沙土等，以此防止臭气的散发、垃圾的飞扬、害虫及啮齿类等动物的栖息。如此堆积的垃圾，其本身含有一定量的水分，因此在自然分解的过程中产生浸出水，而所产生的浸出水由浸出水垂直排出井收集而被输送到浸出水处理设备并得到净化，之后排出到填埋场外部的河流或者再利用。另外，在雨季若有大量雨水流入填埋场内部，则不仅产生过多的浸出水，而且填埋地基就会变得松软，因此，人们把覆盖垃圾的覆土层充分压实，以便使雨水流过覆土层表面后，通过所设置的雨水排出装置向填埋场外部的河流排出。而且，在上述自然分解过程中将产生填埋气，而为了将填埋气向外排出，在垃圾填埋层内部安装用于收集及排出填埋气的填埋气收集井，所述填埋气收集井与设置在外部的气体输送设备相连接，以此向填埋气处理设备输送填埋气。

填埋气是由垃圾中的有机物和水的结合反应所产生的气体，有氨(NH₃)、二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、氢(H₂)、硫化氢(H₂S)、甲烷(CH₄)、氮(N₂)、氧(O₂)等气体，而主要成分为甲烷和二氧化碳。特别是所述甲烷和二氧化碳为引起温室效应的物质，但也可以在填埋气发电中作为替代能源来使用，而所述氨和硫化氢为产生恶臭的物质。因此，从填埋场覆土层的龟裂部分漏出的甲烷、二氧化碳、氨及硫化氢等填埋气，在促进温室效应的同时发出恶臭而影响填埋场及其周围的环境。另外，所述填埋气，通过厌氧反应而温度上升，从而即便是重于空气的气体也能透过覆土层而表面散发，而且受垃圾的压缩沉降及分解等引起的不均匀沉降的影响，在通过周边土壤层的龟裂部分向填埋地外部移动或与地下水接触时，溶于水而污染地下水，它以如上各种形式影响周边环境。填埋气带来的危害有火灾、爆炸、影响健康、影响饮食、污染地下水、影响全球气候等。特别是，填埋气发出的恶臭等造成的大气污染，成了深刻的社会问题，当垃圾填埋场被指定为恶臭处理区域时，在填埋场的运营中，填埋气的处理在成本和管理方面是非常重要的因素。对于填埋气的处理，在大规模垃圾填埋场中，为防止垃圾填埋层向外部暴露，在填埋层上面覆盖大面积的覆土层，并在垃圾填埋层内部形成填埋气收集井，以此将填埋气输送到气体排出设备而进行处理。只是，在垃圾填埋场内部出现龟裂部分时，通过上述龟裂部分可能向外部释放填埋气，对此需要进行适当的措施。

图1和图2是一般垃圾填埋场的俯视图和A-A向剖视图，下面参照图1及图2说明垃圾填埋场及可能在垃圾填埋场内部发生的龟裂部分。垃圾填埋场包括，用于围住各层填埋层20a、20b边缘的堤部10a、10b；填埋在所述堤部里侧的垃圾填埋层20a、20b；以及，铺设在所述垃圾填埋层20a、20b上的覆土层22a、22b。在所述最下端堤部10a的外侧形成有人工河流等流路16，在所述流路16的外侧形成有用于作业车辆进出的外部道路18，在所述最下端垃圾填埋层20a的下侧形成有浸出水排水层25c。另外，在所述堤部10a、10b的倾斜面上设置有雨水排出设备14，在堤部10b和覆土层22b的边界部形成有沙土侧沟23，在所述堤部10a、10b的里侧形成有划分各层垃圾填埋层20a、20b的填埋区域的内部道路12。此外，设置有贯通垃圾填埋层20a、20b及覆土层22a、22b的、用于排出浸出水的浸出水垂直排出井24，和用于排出填埋气的填埋气收集井26。

若考察可能在垃圾填埋场内产生的龟裂，首先，所填埋的垃圾有各种成分，因此在填埋层20a、20b内部将发生不均匀沉降而在覆土层22b的表面出现龟裂，而且，由于内部道路12和垃圾层20a、20b由互不相同的材料构成，因此，因不均匀沉降而在内部道路12和垃圾层20a、20b的边界部出现龟裂。另外，浸出水垂直排出井24中暴露于外部的有孔管25a的周围形成有支撑用地基25b，在所述有孔管25a和支撑用地基25b及覆土层22b的边界部也会出现龟裂。同样，在填埋气收集井26中暴露于外部的导墙27a的周围形成有支撑用地基27d，在所述导墙27a和支撑用地基27d及覆土层22b的边界部也会出现龟裂。据此，所述垃圾填埋场中，可出现龟裂的地方较多，而填埋气通过所述龟裂部分向外漏出，这是垃圾填埋场中需要解决的重要课题。

发明内容

本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种在垃圾填埋层中减少通过覆土层等的龟裂部分漏出的填埋气，从而比较环保的垃圾填埋场。

本发明的另一目的在于提供一种阻断填埋气的漏出而提高填埋气收集率以促进填埋气资源化的垃圾填埋场。

本发明的又一目的在于提供一种有效地控制填埋气的漏出部分而促进垃圾填埋层内部的厌氧反应以早期稳定填埋场，从而具有稳定结构的垃圾填埋场。

为达到上述目的，本发明的垃圾填埋场包括：一层以上的垃圾填埋层，其大小随着向上逐层变小，在其上面形成有覆土层；堤部，其形成在所述垃圾填埋层的边缘，用于提供垃圾的填埋空间；内部道路，其形成在所述堤部的里侧，用于划分各层垃圾填埋区域；“V”字型沙土侧沟，其形成在所述堤部和覆土层的边界部，用于排出雨水；浸出水垂直排出井，其用于向位于外部的浸出水处理站输送在所述垃圾填埋层中产生的浸出水，包括贯通所述垃圾填埋层及覆土层且用于收集浸出水的有孔管、和在暴露于外部的有孔管周围形成的支撑用地基；填埋气收集井，其用于向位于外部的填埋气处理设备输送在所述垃圾填埋层中产生的填埋气，包括贯通所述垃圾填埋层及覆土层的导墙、位于所述导墙内侧且用于收集填埋气的有孔管、连接在所述有孔管上且用于向所述填埋气处理设备输送已收集填埋气的填埋气输送管道、以及在暴露于外部的导墙周围形成的支撑用地基；以及防水垫，其设置在形成于所述垃圾填埋层上的覆土层的龟裂部分。

如上所述，根据本发明的垃圾填埋场，利用防水垫来能够容易地阻断龟裂部分，因此能够减少填埋气的漏出而提供环保的垃圾填埋场，从而不仅防止温室效应，而且提高填埋气收集率而促进填埋气发电工程的资源化，并且阻断引发恶臭的物质的漏出而改善填埋场周边的大气质量，同时能够给周边居民提供良好的环境。另外，根据本发明的垃圾填埋场，将填埋气引向设置在垃圾填埋场内部的填埋气排出装置，因此能够提供结构稳定的垃圾填埋场。

附图说明

图1是一般垃圾填埋场的俯视图。

图2是图1所示垃圾填埋场的A-A向剖视图。

图3是本发明的一实施例涉及的可利用防水垫来防止填埋气漏出的垃圾填埋场的俯视图。

图4是用于说明本发明的一实施例涉及的垃圾填埋场中用于覆土层的防水垫的示意图。

图5是说明在本发明的一实施例涉及的垃圾填埋场中，在内部道路和覆土层的边界部使用的防水垫的示意图。

图6是用于说明本发明的一实施例涉及的垃圾填埋场中用于浸出水垂直排出井的防水垫的示意图。

图7是用于说明本发明的一实施例涉及的垃圾填埋场中用于填埋气收集井的防水垫的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的一实施例涉及的可利用防水垫来防止填埋气漏出的垃圾填埋场。

图3是本发明的一实施例涉及的可利用防水垫来防止填埋气漏出的垃圾填埋场的俯视图，图4是用于说明本发明的一实施例涉及的垃圾填埋场中使用于覆土层44b的防水垫50的示意图，下面参照图3及图4，说明本发明的一实施例涉及的垃圾填埋场。

垃圾填埋场包括：一层以上的垃圾填埋层42a、42b，其大小随着往上而逐层变小，在其上面形成有覆土层44a、44b；堤部30a、30b，其形成在所述垃圾填埋层42a、42b的边缘，用于提供垃圾的填埋空间；内部道路32，其形成在所述堤部30a、30b的里侧，用于划分各层垃圾的填埋区域；“V”字型沙土侧沟46，其形成在所述堤部30b和覆土层44b的边界部，用于排出雨水。另外，所述垃圾填埋场进一步包括：浸出水垂直排出井54，其用于向位于外部的浸出水处理站输送所述垃圾填埋层42a、42b中产生的浸出水，包括贯通所述垃圾填埋层42a、42b和覆土层44a、44b且用于收集浸出水的有孔管55a(参照图6)和形成在暴露于外部的有孔管55a周围的支撑用地基55c；填埋气收集井56，其用于向位于外部的填埋气处理设备输送所述垃圾填埋层42a、42b中产生的填埋气，包括贯通所述垃圾填埋层42a、42b和覆土层44a、44b的导墙57a(参照图7)、位于所述导墙57a内部且用于收集填埋气的有孔管57b、连接在所述有孔管57b上且用于向所述填埋气处理设备输送已收集填埋气的填埋气输送管道57c，以及形成在暴露于外部的导墙57a周围的支撑用地基57d。

首先，参照图4说明用于覆土层44b的防水垫50。垃圾填埋层42a、42b分数层进行填埋，由于所填埋的垃圾的成分比不同，因此会出现填埋层42a、42b的不均匀沉降，由此在一些区域中的填埋层42b内部及覆土层44b上部会出现龟裂部分52a，而填埋气通过所述龟裂部分52a向外漏出。因此，利用防水垫50来防止填埋气通过所述覆土层44b的龟裂部分52a漏出。所述防水垫50的设置过程如下：首先确认形成在覆土层44b的龟裂部分52a后，挖取形成有所述龟裂部分52a的覆土层44b的一定区域，接着在所述被挖取的覆土层44b中所形成的龟裂部分52a铺设并固定防水垫50，然后在所述已铺设的防水垫50上覆盖所述已挖取的覆土44b并压实，再次形成覆土层44b。所述覆土层44b的挖取可使用推土机(bull dozer)或者挖掘机(back-hoe)等设备进行，挖掘后，接着进行整平土地的作业，而所述覆土层44b的挖取厚度约为20-50cm，最好是30-40cm左右。所述厚度若小于20cm，则不易固定防水垫50；若超过50cm，则与效果相比不够经济。所述防水垫50的铺设是在所述整平的覆土层44b上进行的，防水垫50的长度和宽度随龟裂部分52a的大小而变化，铺设后的防水垫50的固定是，利用长钉、固定销、优质沙土等，将所述防水垫50的边角固定在所述已整平覆土层44b的上方。或者，在形成于所述覆土层44b的龟裂部分52a铺设防水垫50并加强覆土层44b，以此减少填埋气的漏出后，可以进行下一层的垃圾填埋作业。在进行下一层的垃圾填埋时，可以取一部分已铺设覆土层44b的沙土，在形成下一层覆土层时可以再利用。另外，所述防水垫50可以由能阻断雨水的材料，例如从聚丙烯(polypropylene：PP)、聚乙烯(polyethylene：PE)、三元乙丙橡胶(ethylene propylenedieneterpolymer：EPDM)、聚氯乙烯(poly vinyl chloride：PVC)中选择的非透水性合成树脂构成。

图5是在说明本发明一实施例涉及的垃圾填埋场中，在内部道路32和覆土层44b的边界部使用的防水垫50的示意图。所述内部道路32用于细分垃圾的填埋区域，并且用于垃圾运送车辆和沙土运送车辆的通行，其内部由内部层33c、路床33b以及辅助基层33a构成，所述内部层33c可由垃圾(约占65％)构成，路床33b可由沙土(约占30％)构成，辅助基层33a可由再生骨料(约占5％)构成。所述内部道路32的修筑，可利用推土机(bulldozer)、压实工具(compactor)等土木建设设备，以3.5m的高度铺设内部层33c并压实。在此，为防止垃圾发出恶臭及飞扬，在所述内部层33c的倾斜面以0.5m厚度覆盖土后压实。然后，在所述内部层33c的上部以1m左右的厚度覆盖土并压实以形成路床33b，最后在所述路床33b的上面以0.5m左右的厚度铺设再生骨料并压实，以形成铺路用辅助基层33a。

所述内部道路32的材料可采用优质沙土，由于所述内部道路32和垃圾填埋层42b的构成材料相同，因此会发生不均匀沉降，导致在所述内部道路32和覆土层44b的边界部出现龟裂部分52b。因此，设置防水垫50来防止填埋气通过所述龟裂部分52b漏出。所述防水垫50的铺设过程如下：首先，确认形成在覆土层44b中的龟裂部分52b后，挖取形成有所述龟裂部分52b的覆土层44b及路床33b的一定区域，然后在形成于所述已被挖取的覆土层44b及路床33b中的龟裂部分52a上铺设并固定防水垫50，接着在已铺设的所述防水垫50上覆盖并压实所述已挖取的覆土44b，从而再次形成覆土层44b及路床33b。所述覆土层44b及路床33b的挖取可使用推土机(bulldozer)或者挖掘机(back-hoe)等设备挖取后接着进行整平土地的作业，而所述覆土层44b及路床33b的挖取厚度约为20-50cm，其厚度最好是30-40cm左右。所述厚度若小于20cm，不易固定防水垫50；若超过50cm，则与效果相比不够经济。所述防水垫50的铺设是在已整平的覆土层44b及路床33b上进行，防水垫50的长和宽则随龟裂部分52b的大小而变化，所述防水垫50的固定是用长钉、固定销等来将所述防水垫50的边角部分固定在所述已整平的覆土层44b及路床33b上。或者，在形成于所述覆土层44b中的龟裂部分52b上铺设防水垫50并加强覆土层44b，以此减少填埋气的漏出后，进行下一层垃圾的填埋。

图6是用于说明本发明一实施例的垃圾填埋场中使用于浸出水垂直排出井54的防水垫50a、50b的示意图。浸出水垂直排出井54是收集垃圾填埋层42b中产生的浸出水并使浸出水流入到浸出水泵站，最终输送至浸出水处理站的浸出水排出装置，其包括贯通所述垃圾填埋层42b及覆土层44b且用于收集浸出水的、形成有多个孔的有孔管55a，所述有孔管55a的下端连接在浸出水排水层(未图示)而使浸出水流入浸出水泵站(未图示)。所述有孔管55a可继续往上延伸，其一部分暴露于外部，在所述暴露的有孔管55a周围形成有支撑用地基55c，所述支撑用地基55c由优质沙土构成。在所述暴露的有孔管55a和覆土层44b的边界部之间可能会出现龟裂部分52c，而填埋气通过所述龟裂部分52c漏出后，最终通过支撑用地基55c的外表面向外漏出。因此，为了防止填埋气通过所述龟裂部分52c漏出，就利用防水垫。所述防水垫可分为在暴露于外部的有孔管55a周围设置的垂直防水垫50a，和贯通上述有孔管55a且在填埋层44b上水平形成的水平防水垫50b。

垃圾填埋场由一层以上的垃圾填埋层构成，一层垃圾的填埋结束后就进行下一层垃圾的填埋作业，而下一层垃圾的填埋作业则在延伸设置所述浸出水垂直排出井54后进行。所述浸出水垂直排出井54的延伸设置过程如下：首先，挖开支撑用地基，并拆卸有孔管密封盖后，挖掘覆土层44a及填埋层42a的一部分，在所述已被挖掘的填埋层42a及覆土层44a中填充杂石(未图示)后，向上延伸设置垂直排出井54，并在下部设置骨料(aggregate)(未图示)后，进行下一层垃圾的填埋。下一层垃圾42b的填埋结束后，进行铺设防水垫50a、50b的作业，接着形成覆土层44b及支撑用地基55c。所述垂直防水垫50a是在垃圾42b的填埋结束后将宽0.5-3m左右的防水垫50a围在暴露于外部的有孔管55a周围而形成。此外，将所述防水垫50a的上端和下端用橡皮筋、绳、铁丝等固定在所述有孔管55a上。所述防水垫50a的宽度具体由浸出水垂直排出井54的直径和长度来决定。另外，就水平防水垫50b而言，在形成20cm左右厚度的下部覆土层后，在所述下部覆土层上水平铺设防水垫50b，之后在角部用钉子、销等固定在下部覆土层上。而且，在所述已铺设的防水垫50b上形成30cm左右厚度的上部覆土层来完成覆土层44b。在此，在所述水平防水垫50b的中央部形成有供所述有孔管55a穿过的孔，所述水平防水垫50b的大小为横4m、纵4m左右，具体根据所述浸出水垂直排出井54的直径来决定。另外，所述水平防水垫50b直接铺设在垃圾层42b的上面，在所述水平防水垫50b的上面可形成覆土层44b。所述下部覆土层通常可由渗透系数低的地基土(粘土)构成，上部覆土层可由优质沙土构成。在形成所述覆土层44b后，设置有孔管密封盖55b，并形成支撑用地基55c，以此完成浸出水垂直排出井54的设置作业。

图7是用于说明本发明的一实施例涉及的垃圾填埋场中使用于填埋气收集井56的防水垫50c、50d的示意图。所述填埋气收集井56是用于收集在垃圾填埋层42b中产生的填埋气、并通过填埋气输送管道最终将填埋气输送到填埋气处理(发电)设备的装置。其包括贯通所述垃圾填埋层42b及覆土层44b的导墙57a(guide wall)、位于所述导墙57a的内部且用于收集填埋气的有孔管57b、以及连接在所述有孔管57b上且用于将已收集的填埋气输送至填埋气处理设备(未图示)的填埋气输送管道57c。另外，所述导墙57a可继续向上连接，其一部分暴露于外部，在所述暴露于外部的导墙57a周围形成有支撑用地基57d，所述支撑用地基57d由优质沙土构成。在所述导墙57a和覆土层44b的边界部、或者导墙57a和地基57d之间可能出现间隙(未图示)和龟裂部分52d，而填埋气通过所述间隙和龟裂部分52d漏出，最终通过所述支撑用地基57d的外表面向外漏出。因此，为防止填埋气通过所述间隙和龟裂部分52d漏出，就利用防水垫50c、50d。而所述防水垫50c、50d可分为在暴露于外部的导墙57a周围设置的垂直防水垫50c和可供所述导墙57a穿过且水平设置在填埋层44b上的水平防水垫50d。

所述防水垫50c、50d的设置过程如下：首先为了进行下一层垃圾的填埋，延伸设置所述填埋气收集井56后，进行下一层垃圾42b的填埋。下一层垃圾42b的填埋结束后，进行防水垫50c、50d的铺设作业和覆土层44b及支撑用地基57d的铺设作业。所述垂直防水垫50c是在垃圾42b的填埋结束后，以宽度0.5-3m左右的防水垫50c围住暴露于外部的导墙57a周围而形成。接着，将所述防水垫50c的上端和下端用橡皮筋、绳、铁丝等固定在所述导墙57a上。所述防水垫50c的宽度根据导墙57a的直径来决定。另外，就水平防水垫50d而言，在形成20cm左右厚度的下部覆土层后，在所述下部覆土层上水平铺设防水垫50d，并在边角部分用钉子、销等将防水垫50d固定在下部覆土层上。而且，在所述已铺设的防水垫50b上形成30cm左右厚度的上部覆土层，以此完成覆土层44b。在此，在所述水平防水垫50d的中央部形成有供所述导墙57a穿过的孔，通常水平防水垫50d的大小为横4m、纵4m左右，具体根据所述导墙57a的直径来决定。或者，所述水平防水垫50d，可直接形成在垃圾层42b上，并在所述水平防水垫50d上形成覆土层44b。所述下部覆土层通常可由渗透系数低的地基土(粘性土)构成，上部覆土层可由优质沙土构成。形成所述覆土层44b后，形成支撑用地基57d，以此完成填埋气收集井56的设置作业。

Claims (6)

1.一种垃圾填埋场，其特征在于，包括：

一层以上的垃圾填埋层，其大小随着向上逐层变小，在其上面形成有覆土层；

堤部，其形成在所述垃圾填埋层的边缘，用于提供垃圾的填埋空间；

内部道路，其形成在所述堤部的里侧，用于划分各层垃圾填埋区域；

“V”字型沙土侧沟，其形成在所述堤部和覆土层的边界部，用于排出雨水；

浸出水垂直排出井，其用于向位于外部的浸出水处理站输送在所述垃圾填埋层中产生的浸出水，包括贯通所述垃圾填埋层及覆土层且用于收集浸出水的有孔管、和在暴露于外部的有孔管周围形成的支撑用地基；

填埋气收集井，其用于向位于外部的填埋气处理设备输送在所述垃圾填埋层中产生的填埋气，包括贯通所述垃圾填埋层及覆土层的导墙、位于所述导墙内侧且用于收集填埋气的有孔管、连接在所述有孔管上且用于向所述填埋气处理设备输送已收集填埋气的填埋气输送管道、以及在暴露于外部的导墙周围形成的支撑用地基；以及

防水垫，其设置在形成于所述垃圾填埋层上的覆土层的龟裂部分。

2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场，其特征在于：

挖取形成有所述龟裂部分的覆土层后，在所述已被挖取的覆土层上铺设并固定所述防水垫，之后在上述铺设的防水垫上铺盖覆土并压实而再次形成覆土层。

3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场，其特征在于：

还包括防水垫，其设置于在所述覆土层和内部道路的边界部形成的龟裂部分，

其中，在挖取形成有所述龟裂部分的覆土层及内部道路的一部分之后，在所述已挖取的覆土层及内部道路上铺设并固定所述防水垫，之后在所述铺设的防水垫上铺盖覆土并压实而再次形成覆土层及内部道路。

4.根据权利要求1所述的垃圾填埋场，其特征在于，还包括：

垂直防水垫，其设置在所述浸出水垂直排出井中暴露于外部的用于收集浸出水的有孔管的周围；以及

水平防水垫，其水平设置在所述垃圾填埋层上，所述暴露于外部的用于收集浸出水的有孔管贯通所述水平防水垫。

5.根据权利要求1所述的垃圾填埋场，其特征在于，进一步包括：

垂直防水垫，其设置在所述填埋气收集井中暴露于外部的导墙的周围；

水平防水垫，其水平设置在所述垃圾填埋层上，所述导墙贯通所述水平防水垫。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的垃圾填埋场，其特征在于：

所述防水垫是从聚丙烯、聚乙烯、三元乙丙橡胶以及聚氯乙烯中选择的非透水性合成树脂。

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