CN2782246Y - 防渗透垃圾处理场 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防渗透垃圾处理场，在垃圾处理场库容外缘的地表延至地表下设置有封闭或半封闭的隔断内部渗沥液与外部地下水之间水力联系的围幕隔水墙，该围幕隔水墙所围成的区域形成一个独立地下水单元，该独立地下水单元向地表延伸有一抽水孔。本实用新型利用围幕隔水墙在垃圾填埋场下部形成一个不与外界发生关系的独立水文地质单元，并通过抽水孔降低水位，让围幕内渗沥液位略低于围幕外地下水位，从而保障垃圾渗沥液不外渗污染地下水。

Description

防渗透垃圾处理场

                      技术领域

本实用新型涉及垃圾处理场构造，尤其是一种采用围幕结构防止垃圾渗沥液进入地下水体，污染地下水源问题的防渗透垃圾处理场。在垃圾填埋场地下四周及底部利用围幕灌浆建立隔水墙阻断地下水体与垃圾渗沥液的水力联系，并通过抽水让渗沥液液位低于地下水位的办法，达到垃圾渗沥液不污染地下水源的目的。

                      背景技术

防止垃圾处理场渗沥液渗入地下污染地下水源，其主要技术方法列入建设部标准定额研究所2002年5月编制的“中华人民共和国工程建设标准城市生活垃圾处理工程项目标准与建设规范宣贯教材”一书中。在由中华人民共和国建设部、中华人民共和国国家发展计划委员会2001年编写的“城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准”及2004年出版的中华人民共和国行业标准CJJ17-2004“生活垃圾卫生填埋技术规范”中，都详尽的介绍了“填埋场地基与防渗”的技术方法，其主要方法是：

1、天然粘土类衬里及改性粘土类衬里的渗透系数不应大于1×10^-7cm/s，且场底及四壁衬里厚度不应小于2m。

2、在填埋区四壁铺设高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作为防渗衬里时，膜厚不应小于1.5mm，并应符合填埋场防渗材料的性能和现行国家相关标准要求。

3、垂直防渗：是对填埋区地下有不透水层的填埋场而言的。指在这种填埋场的填埋区四周建垂直防渗幕墙。幕墙深入至不透水层，使填埋区的地下水与填埋场区外的地下水隔离开，防止场外地下水受污染。

目前已做防渗处理的单位和拟做防渗工程的单位，其技术措施也均同于上述三点方法。

上述三点方法的核心是：用渗透系数小的隔水材料把垃圾渗沥液与地下水分离开，不让垃圾渗沥液进入地下，达到防止污染的目的。它们存在如下问题：

1、某些地区天然防渗场地难找：选择一个具有天然防渗场，同时又满足远离居民区、非地下水补给区、非洪泛区、非珍贵动植物保护区……等条件是较困难的。

2、利用HDPE土工膜以及建立一套安放土工膜的工程环境，造价极高，且易破损。例如：利用人工衬层(土工膜)防渗的河北保定市西康庄生活垃圾填埋场(II级)总库容为306万m³，建设费为6111.5万元；而没有设立人工防渗处理的苏州七子山生活垃圾填埋场(II级)总库容为470万m³，建设费为3270万元，两者相差2841.5万元。如果全国每年要建100个II级规模的生活垃圾填埋场，要多花费28亿元投资。而在近十年内我国要新建的约1000-3000个垃圾填埋场，则要多投入200-600亿元的资金。这是十分巨大的经费开销。

高分子人工防渗膜的第二个缺点是怕高温，一旦垃圾自燃会很快损坏。而垃圾场沼气爆炸和自燃是较频繁发生的事情。

3、现有的水泥围幕灌浆法虽然成本较低，且易于实施，但技术质量达不到标准：其渗透系数K为10^-5cm/s，而规范要求K≤10^-7cm/s，差了100倍，目前未见实施报道。

4、上述各项防渗技术是近几年才在国际和国内兴起的。在我国已建立的上万个垃圾填埋场，95％以上没有考虑垃圾渗沥液下渗污染地下水资源的问题。而上述技术根本不可能解决已建立垃圾处理场渗沥液下渗问题，因为这些问题是在建场之前必须解决的。地下水被已填埋满和未填埋满的垃圾处理场污染，将是今后几十年、上百年都存在的环保难题。

                        发明内容

本发明的目的是利用液体只能由高处向低处流(渗透)的原理，提出一种新的垃圾处理场，以避免垃圾填埋场渗沥液对地下水资源的污染。它不仅实用于新建垃圾填埋场，而且可以运用于已建成或已填满的垃圾填埋场的防渗处理。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种防渗透垃圾处理场，其特征在于：在垃圾处理场库容1外缘的地表延至地表下设置有封闭或半封闭的隔断内部渗沥液与外部地下水之间水力联系的围幕隔水墙2，该围幕隔水墙2所围成的区域形成一个独立地下水单元，该独立地下水单元向地表延伸有一抽水孔3。

所述围幕隔水墙3设置在地表与隔水层4之间。

所述围幕隔水墙3设置在垃圾处理场库容1外缘的防滑挡墙5下部。

所述围幕隔水墙3内外设置有水位观测孔6。

所述围幕隔水墙3是由自上而下的灌浆孔7灌浆形成。

所述灌浆孔7并列三排，且成梅花状排列。

本实用新型采用的原理及有益效果表现在：

1、在现有或拟建垃圾处理场库容四周或局部打孔，用水泥或其他渗透系数较小的材料搞围幕灌浆，切断渗沥液与地下水之间的水力联系，在垃圾填埋场下形成一个独立的地下水单元。

2、在围幕内侧打孔抽水，让围幕内渗沥液位始终等于或低于围幕外地下水位。由于水只能从高水位流向低水位，从而造成地下水微量补给渗沥液，而不是渗沥液补给地下水的水文地质条件。

3、人为控制围幕内外水力坡度很小或等于零，加之围幕渗透系数又较小，因此，围幕外向围幕内的地下水渗漏总量也是很小的，完全可以忽略不计。计算如下：

根据达西定律：

$Q=K\frac{\mathrm{\ΔH}}{L}\mathrm{\ω}$

在内外水位差别ΔH为-0.05m。围幕渗透系数K为10^-5cm/s，厚度L为1m。与地下水接触的围幕面积ω为10000m²条件下，可计算出每日地下水进入垃圾填埋场围幕内的流量Q仅为4.32m³/d。即是说，每日只需从围幕内抽出4.32m³水就能保证地下水源不致被污染，这是一个花钱极少十分易于解决的工程问题。

如果说现有垃圾渗沥液的防渗污染技术是建立在“隔离”的基础上的话，本实用新型的防渗污染技术则是建立在“半隔离”和“负液位反渗透”的基础上，是地下水向渗沥液微弱渗透，而不是垃圾渗沥液向地下水渗透。因而解决了地下水源被渗沥液污染的问题。

                          附图说明

图1为本实用新型原理图(俯视)，a为半封闭式，b为封闭式。

图2为山谷形垃圾填埋场原理示意图。

图3为斜坡或平原地区垃圾填埋场原理示意图。

图4为图3的俯视结构示意图。

图5为围幕隔水墙即围幕灌浆带两侧局部剖面示意图。

图中标记：1、垃圾处理场库容；2、围幕隔水墙；3、抽水孔；4、隔水层；5、防滑挡墙；6、水文观测孔；7、灌浆孔；8、地表；9、风化层；10、地下含水层；11、第四纪松散堆积层；H₁、围幕隔水墙内的渗沥液水位；H₂、围幕隔水墙外地下水位。

                      具体实施方式

出于例证目的，下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：

本实用新型采用的方案是：一种防渗透垃圾处理场，在垃圾处理场库容1外缘的地表延至地表下设置有封闭或半封闭的隔断内部渗沥液与外部地下水之间水力联系的围幕隔水墙2，该围幕隔水墙2所围成的区域形成一个独立地下水单元，该独立地下水单元向地表延伸有一抽水孔3。如图1所示。

图2为山谷形垃圾填埋场(半封闭式)的纵剖面示意图。由于长期的风化作用，在基岩表面形成风化层9，风化层9内有地下水流动和储存空间，最终地下水稳定于下部含水层10内。

1、在垃圾填埋场出口，两山脊之间(挡墙内外)打三排灌浆孔7，每排孔距不大于2.5米，内排和外排相距不大于2.5米，中间一排钻孔成梅花状排列。按工程地质规范要求，向孔内用高压泵灌注水泥浆，先灌内外两排，待水泥基本凝固后，再打中间一排并灌浆。水泥浆充填风化层9内含水和不含水裂隙，在填埋场出口形成不漏水的围幕。围幕厚度不小于1.5米，围幕从下部隔水层4内穿过含水层10直至地表8，在填埋场库容1和外部含水层10间形成垂直隔离墙——围幕隔水墙2。

2、在围幕隔水墙2内外打水文观测孔6，在围幕隔水墙2内的独立地下水单元打抽水孔3。在围幕隔水墙2内地下水位高度接近或等于围幕外地下水位高度时抽水(抽出渗沥液送至污水处理车间处理)，始终保证渗沥液位略低于或等于外部地下水位，即达到垃圾渗沥液不外渗、不污染地下水的目的。

图3为在斜坡或平地上建立的垃圾处理场(封闭式)的剖面示意图。图4为其俯视示意图。要在设计场边四周打孔7，通过灌浆，让垃圾渗沥液和外围地下水分离开来，形成各自独立的含水层10。同时，也保持围幕隔水墙2内地下水位始终略低于或等于外部地下水位。由于含有垃圾渗沥液的水始终处于低水位状态。因此，不会污染地下水。

图5为围幕隔水墙灌浆带两侧局部剖面示意图。通过抽水孔3抽水，控制围幕隔水墙2内的渗沥液水位H₁略低于围幕外地下水位H₂，水的流动方向就是由地下水流向渗沥液而不是渗沥液流向地下水了。

综上所述，本实用新型利用围幕灌浆方法建立一个围幕隔水墙，在垃圾填埋场下部形成一个不与外界发生关系的独立水文地质单元，并用降低水位的办法，让围幕内渗沥液位略低于围幕外地下水位，从而保障垃圾渗沥液不外渗污染地下水。

Claims (6)

1、一种防渗透垃圾处理场，其特征在于：在垃圾处理场库容(1)外缘的地表(8)延至地表下设置有封闭或半封闭的隔断内部渗沥液与外部地下水之间水力联系的围幕隔水墙(2)，该围幕隔水墙(2)所围成的区域形成一个独立地下水单元，该独立地下水单元向地表延伸有一抽水孔(3)。

2、根据权利要求1所述的一种防渗透垃圾处理场，其特征在于：所述围幕隔水墙(2)设置在地表(8)与隔水层(4)之间。

3、根据权利要求1所述的一种防渗透垃圾处理场，其特征在于：所述围幕隔水墙(2)设置在垃圾处理场库容(1)外缘的防滑挡墙(5)下部。

4、根据权利要求1、2或3所述的一种防渗透垃圾处理场，其特征在于：所述围幕隔水墙(2)内外设置有水位观测孔(6)。

5、根据权利要求1、2或3所述的一种防渗透垃圾处理场，其特征在于：所述围幕隔水墙(2)是由自上而下的灌浆孔(7)灌浆形成。

6、根据权利要求5所述的一种防渗透垃圾处理场，其特征在于：所述灌浆孔(7)并列三排，且成梅花状排列。

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