CN104047302A - 磷酸盐和氧化镁在垃圾处理场防渗中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了磷酸盐和氧化镁在垃圾处理场防渗中的应用，将氧化镁混合在垃圾处理厂的第二压实粘土衬层中，将磷酸盐混合在垃圾处理厂的第一压实粘土衬层中。本发明将氧化镁颗粒均匀分散在第二压实粘土衬层中、将磷酸盐分散在第一压实粘土衬层中，通过渗滤液使磷酸盐扩散至防渗层中，使磷酸盐和氧化镁发生反应生成具有防渗功能的磷酸镁水泥，成本低廉、节能环保、施工简单的特点，能够取得良好的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于能源环境和建筑材料工程技术领域，尤其涉及磷酸盐和氧化镁在垃圾处理场防渗中的应用，特别涉及一种垃圾处理场自动防渗系统。
背景技术
随着经济的迅速发展和人口不断向城市集中，城市生活垃圾对环境的影响越来越突出，我国城市生活垃圾每年以高达15-20％的速度增长，给人们的生活带来了严重的威胁。垃圾的简易堆放造成了一系列的环境污染问题，表现在：一是垃圾露天堆放，散发恶臭，污染大气环境，严重影响景观；二是垃圾产生的渗滤液污染地下水和周围的地表水，威胁居民健康；三是污染周围的土壤，使土壤失去应有的功能。因此，垃圾减容化、资源化和无害化处理己成为城市生活垃圾处理的目标。目前城市生活垃圾处理方法主要是通过垃圾场进行处理。垃圾填埋场渗滤液存在Zn、Cu、Pb、Cr等金属及其它有害成分。渗滤液污染环境危害非常巨大，土壤被污染后，将会盐碱化、毒化，土壤中的寄生虫、致病菌等病原体能使人致病；渗漏液也会污染地下水，并最终进入人类的食物链，对人体造成严重伤害。
防渗是卫生填埋处理技术的主要标志，它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋气体对填埋场的水体和土壤污染，减少渗滤液的产生量，并为填埋气体有序、可控制地收集和利用创造空间。防渗技术的关键是防渗系统的构造，其结构形式直接决定了防渗效果。场底防渗系统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种类型。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水层或弱透水层，将垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的。目前，使用较多的防渗形式为双复合衬里系统，但在使用过程中，垃圾处理场的防渗处理层会劣化，防渗功能减退。
磷酸镁水泥是由磷酸盐、重烧氧化镁经酸碱中和反应，以硼砂作为缓凝剂配制得到的水硬性胶凝材料；其具凝结快、力学性能优良，密实度好、收缩率低等特点，已作为道路、桥梁修补及混凝土等结构的表面防护材料进行应用。原材料中的磷酸盐是土壤肥料的一种，对环境没有污染，将磷酸镁水泥经改变使用工艺，无需使用硼砂缓凝剂，用于生活垃圾处理场的防渗层中具有重要意义和推广前景。
发明内容
发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的第一目的在于提供磷酸盐和氧化镁在垃圾处理场防渗中的应用。本发明的第二目的在于提供一种垃圾处理场自动防渗系统。
技术方案：本发明提供了磷酸盐和氧化镁在垃圾处理场防渗中的应用，具体为：将氧化镁混合在垃圾处理厂的第二压实粘土衬层中，将磷酸盐混合在垃圾处理厂的第一压实粘土衬层中。
本发明提供的一种垃圾处理场自动防渗系统，自下而上依次包括地基、地下水收集装置、第五土工织物保护-分离层、混有氧化镁的第二压实黏土衬层、第二人工合成防渗膜、第四土工织物保护-分离层、二次渗漏液收集装置、第三土工织物保护-分离层、混有磷酸盐的第一压实黏土衬层、第一人工合成防渗膜、第二土工织物保护-分离层、第一渗漏液收集装置、第一土工织物保护-分离层。
其中，所述磷酸盐选自磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钙中的一种或两种。
其中，所述氧化镁为轻烧氧化镁。
有益效果：本发明将氧化镁颗粒均匀分散在防渗层中、将磷酸盐分散在表层中，通过渗滤液使磷酸盐扩散至防渗层中，使磷酸盐和氧化镁发生反应生成具有防渗功能的磷酸镁水泥，成本低廉、节能环保、施工简单的特点，能够取得良好的经济和社会效益。采用的磷酸盐对土壤等环境无污染，氧化镁为轻烧氧化镁，节约能源，同时不采用硼砂环凝剂。
附图说明
图1为本发明垃圾处理场自动防渗系统的结构示意图。
图2为形成的磷酸镁的SEM图谱。
图3为其中典型的水化产物的能谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步说明。
实施例1
垃圾处理场自动防渗系统，自下而上依次包括地基14、地下水收集装置13、第五土工织物保护-分离层12、混有氧化镁的第二压实黏土衬层11、第二人工合成防渗膜10、第四土工织物保护-分离层9、二次渗漏液收集装置8、第三土工织物保护-分离层7、混有磷酸盐的第一压实黏土衬层6、第一人工合成防渗膜5、第二土工织物保护-分离层4、第一渗漏液收集装置3、第一土工织物保护-分离层2。
其中，所述磷酸盐为磷酸二氢铵；所述氧化镁为轻烧氧化镁。
使用时，垃圾1填埋于第一土工织物保护-分离层2之上。
该垃圾处理场自动防渗系统的作用机理为：
(1)垃圾渗滤液出现后，扩散至混有磷酸盐的第一压实黏土衬层6中，磷酸盐颗粒会溶解在垃圾渗滤液里；
(2)垃圾渗滤液继续渗漏，磷酸盐随垃圾渗滤液扩散进入混有氧化镁的第二压实黏土衬层11中；
(3)磷酸盐溶液和氧化镁颗粒迅速发生酸碱中和反应，生成磷酸铵镁，即磷酸镁水泥；(4)磷酸镁水泥水化产物均匀的填充在防渗层的渗漏孔隙中，阻止了渗漏液的继续渗透，起到自动防渗漏的作用。
采用SEM(电子扫描显微镜)分析由磷酸二氢铵、轻烧氧化镁在没有硼砂存在条件下反应形成磷酸镁的微观结构，如图2所示。从图中可以看出，其微观结构较为致密。通过能谱对其中典型的水化产物进行分析，见图3，可确定为磷酸铵镁。
实施例2
与实施例1基本相同，不同之处仅在于：采用质量比为1：1的磷酸二氢钠和磷酸二氢钙代替磷酸二氢钾。
Claims (4)
1.磷酸盐和氧化镁在垃圾处理场防渗中的应用，其特征在于：将氧化镁混合在垃圾处理厂的第二压实粘土衬层中，将磷酸盐混合在垃圾处理厂的第一压实粘土衬层中。
2.一种垃圾处理场自动防渗系统，其特征在于：自下而上依次包括地基(14)、地下水收集装置(13)、第五土工织物保护-分离层(12)、混有氧化镁的第二压实黏土衬层(11)、第二人工合成防渗膜(10)、第四土工织物保护-分离层(9)、二次渗漏液收集装置(8)、第三土工织物保护-分离层(7)、混有磷酸盐的第一压实黏土衬层(6)、第一人工合成防渗膜(5)、第二土工织物保护-分离层(4)、第一渗漏液收集装置(3)、第一土工织物保护-分离层(2)。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾处理场自动防渗系统，其特征在于：所述磷酸盐选自磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钙中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种垃圾处理场自动防渗系统，其特征在于：所述氧化镁为轻烧氧化镁。
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