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填埋场防渗系统高密度聚乙烯膜漏洞修补技术探析

朱铭珠 杨延梅 徐亚 姚光远 刘玉强 黄启飞

朱铭珠,杨延梅,徐亚,等.填埋场防渗系统高密度聚乙烯膜漏洞修补技术探析[J].环境工程技术学报,2022,12(5):1647-1652 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210640
引用本文: 朱铭珠,杨延梅,徐亚,等.填埋场防渗系统高密度聚乙烯膜漏洞修补技术探析[J].环境工程技术学报,2022,12(5):1647-1652 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210640
ZHU M Z,YANG Y M,XU Y,et al.Discussion on repair technologies of high-density polyethylene membrane leaks in landfill anti-seepage system[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2022,12(5):1647-1652 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210640
Citation: ZHU M Z,YANG Y M,XU Y,et al.Discussion on repair technologies of high-density polyethylene membrane leaks in landfill anti-seepage system[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2022,12(5):1647-1652 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210640

填埋场防渗系统高密度聚乙烯膜漏洞修补技术探析

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210640
基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFC1800902)
详细信息
    作者简介:

    朱铭珠(1997—),女,硕士研究生,主要从事固体废物处理与处置研究,724655488@qq.com

    通讯作者:

    姚光远(1990—),男,助理研究员,博士,主要从事固体废物资源化利用、填埋处置及环境风险控制研究,yaogy@craes.org.cn

    刘玉强(1975—),男,研究员,硕士,主要从事固体废物资源化利用、填埋处置及环境风险控制研究,liuyq@craes.org.cn

  • 中图分类号: X705

Discussion on repair technologies of high-density polyethylene membrane leaks in landfill anti-seepage system

  • 摘要:

    高密度聚乙烯(HDPE)膜是填埋场防渗系统的核心组成部分,其破损引发的渗滤液渗漏会严重污染土壤和地下水环境,因此填埋场HDPE膜漏洞修补至关重要。系统总结了生活垃圾、一般工业废物和危险废物填埋场的防渗结构,并从HDPE膜漏洞成因与漏洞特征出发,分填埋场运行阶段探讨了目前不同填埋场HDPE膜漏洞修补技术的优缺点与适用条件。结果表明:自封自修技术能够在漏洞产生后进行自动修补,是未来填埋场防渗层的设计方向;电动修补技术可以实现对运行及封场后填埋场HDPE膜漏洞的靶向、精准修补,具有较广阔的应用前景。

     

  • 图  1  运行前焊接修复填埋场HDPE膜漏洞

    Figure  1.  Repair of HDPE membrane leaks in landfill by welding before the operation

    图  2  灌浆修补技术理论示意

    Figure  2.  Theoretical diagram of grouting repair technology

    图  3  电动修补技术理论示意

    Figure  3.  Theoretical diagram of electrokinetic repair technology

    图  4  自封自修技术理论示意

    Figure  4.  Theoretical diagram of self-sealing/self-healing technology

    表  1  不同类型填埋场防渗结构参数汇总

    Table  1.   Parameters of impervious layer structures in different landfills

    填埋场类型防渗层结构技术参数
    厚度/mm理论设计渗透系数/(cm/s)
    一般工业固体废物填埋场Ⅰ类场天然、改性压实黏基础层;
    具有同等隔水效力的防渗衬层
    ≥750≤1.0×10−5
    Ⅱ类场单人工复合衬层HDPE膜≥1.5,黏土层≥750≤1.0×10−7
    生活垃圾填埋场天然黏土防渗衬层(天然基础层饱和渗透系数小于1.0×
    10−7 cm/s,且厚度不小于2 m)
    ≥2 000≤1.0×10−7
    单人工复合衬层(天然基础层饱和渗透系数小于1.0×
    10−5 cm/s,且厚度不小于2 m)
    HDPE膜≥1.5,黏土层≥750≤1.0×10−7
    双人工复合衬层(天然基础层饱和渗透系数不小于1.0×
    10−5 cm/s或厚度不小于2 m)
    HDPE膜≥1.5,黏土层≥750≤1.0×10−7
    危险废物填埋场双人工复合衬层(天然基础层饱和渗透系数小于1.0×
    10−5 cm/s,且厚度不小于2 m)
    HDPE膜≥2,黏土层主衬层≥300,黏土层次衬层≥500≤1.0×10−7
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    表  2  HDPE膜破损成因汇总[8,20-21]

    Table  2.   Summary of causes of HDPE membrane leakage

    填埋场运行阶段破损成因漏洞数量占比/
    %
    最小漏
    洞面积/
    cm2
    最大漏
    洞面积/
    cm2
    漏洞
    特征
    运行前质量不达标的膜存在抗刺穿强度、抗拉强度低等问题27.90×10−30.30面积小、
    数量少
    HDPE膜被锐物顶破、刺破690.018.03×104隐蔽性强
    焊接土工膜时出现脱焊、虚焊或脱胶150.103.00×105面积小、
    数量多
    大型机械操作时土工膜被施工机械顶破损伤140.035.00×105漏洞巨大
    运行期及封场期运行过程老化
    损伤
    施工验收阶段进行的防渗层破损检测工作无法检测到此类漏洞漏洞上方环境复杂且难以精准探测漏洞
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    表  3  漏洞补技术特点

    Table  3.   Characteristics of various leak repair technologies

    技术优点缺点适用场景
    异位修复 能彻底解决填埋场的污染问题 工程量大、成本高、易产生二次污染 破损严重、容量较小的填埋场
    开挖修补 技术成熟、
    成本低
    难以精准定位漏洞与开展修补施工,存在安全隐患 适用小面积破损的填埋场
    灌浆修补 技术成熟、
    施工期短
    难以精准定位漏洞,易对膜造成二次损伤 适用小面积破损的填埋场
    电动修补 可靶向修复漏洞、安全、施工期短、造价低 技术还未成熟 适用范围仍需
    探索
    自封自修 自动修复,节约大量的人力和物力 应用面较窄 仅适用于提前铺设自封自修材料的填埋场
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  • 收稿日期:  2021-11-04

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