Вкладыш свалки

Облицовка свалки или композитная облицовка предназначена для создания низкопроницаемого барьера, который укладывается под спроектированные свалки . Пока он не придет в негодность, облицовка сдерживает миграцию фильтрата и его токсичных компонентов в нижележащие водоносные горизонты или близлежащие реки, не вызывая потенциально необратимого загрязнения местного водного пути и его отложений.

На современных свалках обычно требуется слой уплотненной глины минимально необходимой толщины и максимально допустимой гидравлической проводимости , покрытый из полиэтилена высокой плотности геомембраной .

Агентство по охране окружающей среды США заявило, что барьеры «в конечном итоге разрушатся», в то время как объекты остаются угрозой в течение «тысячелетий», предполагая, что современные конструкции свалок замедляют, но не предотвращают загрязнение грунтовых и поверхностных вод. ^[1]

Сколы или использованные шины используются для поддержки и изоляции футеровки. ^[2]

Типы

Различные типы жидкого мусора различаются по своим химическим свойствам и угрозе, которую они представляют для местной окружающей среды, поэтому на каждой отдельной свалке могут использоваться различные системы футеровки в зависимости от типа мусора, который там собирается. Существует два основных типа линейных систем: однолинейные системы и двухлинейные системы.

Однослойные системы обычно используются на свалках, где хранятся строительные отходы. Свалки с однослойными системами не предназначены для хранения вредных жидких отходов, таких как краска или смола , которые могут легко просачиваться через однослойную систему.

Системы с двойным слоем обычно встречаются на городских свалках твердых отходов, а также на всех свалках опасных отходов . Первый слой предназначен для сбора фильтрата, а второй слой спроектирован как система обнаружения утечек, гарантирующая, что никакие загрязняющие вещества не просачиваются в землю. ^[3]

Компоненты

Композитные футеровки должны использоваться в системах твердых бытовых отходов на свалках , а также использовать систему двойных футеровок, состоящую из системы фильтрата , которая представляет собой жидкость, которая собирает твердые частицы из вещества, которое проходит через нее. Система фильтрата окружена твердым дренажным слоем, таким как гравий, который заключен в геомембрану и спрессованную глину, также известную как слой геосинтетической глины . Этот геосинтетический глиняный вкладыш обычно изготавливается из натриевого бентонита, который уплотняется между двумя толстыми кусками геотекстиля. Следующим материалом, окружающим композитный лайнер, будет система обнаружения утечек, состоящая из другого материала, например гравия, с дополнительной геомембраной или сложным лайнером. ^[4] Геомембраны внутри композитного вкладыша состоят из полиэтилена высокой плотности, который обеспечивает эффективную минимизацию потока и доставки, а также является полезным барьером, который используется для удаления неорганических загрязнений. ^[5] Его можно использовать вместо песка или гравия, а также он имеет очень высокую пропускающую способность и низкий уровень хранения. Нижняя поверхность помогает обеспечить эффективную проверку герметичности после правильной установки. Это также низкопроницаемый паро- и жидкостный барьер. Геосинтетические глиняные вкладыши производятся на заводах, и цель их изготовления из бентонита натрия заключается в том, что они регулируют движение жидкостей в газах внутри отходов. ^[6] Геокомпозиты, представляющие собой комбинацию геомембран и геосинтетического подкладочного материала, также включают слой бентонита между серединами слоев геотекстиля; однако использование воздушного пространства разрешено. Затем его завершают последней крышкой. ^{[ нужна ссылка ]}

Механизм

Основная роль композитного вкладыша в системе сбора твердых бытовых отходов на свалках заключается в уменьшении количества утечек через небольшие просачивающиеся отверстия, которые иногда образуются в геомембранной части композитного вкладыша. Часть защитного слоя служит для предотвращения образования этих отверстий внутри геомембраны, что может привести к утечке отходов через весь вкладыш. Он также снимает давление и напряжение, которые могут привести к образованию трещин и дыр в мембране. ^[7] Эффективный слой в системе захоронения отходов должен контролировать движение воды и защищать окружающую среду. Он должен иметь возможность регулировать поток отходов из зоны сбора отходов и удерживать содержимое отходов при их попадании на свалку. Из-за эффективности размещения свалок на вершинах склонов, чтобы вода стекала вниз по склону, а в случае чрезвычайной ситуации - на настоящую свалку. Вода движется через свалку и вниз через композитный вкладыш. Основная цель всего этого состоит в том, чтобы движение было боковым, что снижает вероятность катастрофы на склоне и утечки отходов вниз и свободного загрязнения всего, что находится на своем пути. Последняя крышка служит для защиты воды от загрязнений и предотвращения попадания стоков в систему. Это помогает предотвратить вред растениям и животным из-за загрязненной сточной воды и фильтрата. С помощью силы тяжести и насосов фильтрат можно перекачивать в отстойник , откуда он удаляется насосом. При разработке композитных облицовок чрезвычайно важно учитывать такие факторы риска, как землетрясения и другие проблемы, связанные с разрушением склонов, которые могут возникнуть. ^[8] Композитные вкладыши используются на твердых бытовых отходов (ТБО) свалках для снижения загрязнения воды . Композитный лайнер состоит из геомембраны и геосинтетического глиняного лайнера . Системы с композитным слоем лучше сокращают миграцию фильтрата в недра, чем глиняный слой или один слой геомембраны. ^[9]

Механические свойства

Основные формы механического разрушения, связанные с геомембранами, возникают из-за недостаточной прочности на разрыв, сопротивления разрыву, ударопрочности, стойкости к проколу и подверженности растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESC). Идеальным методом оценки степени деградации вкладышей было бы исследование полевых образцов в течение срока их службы. Из-за продолжительности времени, необходимого для испытаний на отборе проб в полевых условиях, были разработаны различные лабораторные тесты на ускоренное старение для измерения важных механических свойств. ^[10]

Предел прочности

Прочность на растяжение представляет собой способность геомембраны противостоять растягивающему напряжению. Геомембраны чаще всего проверяют на прочность на разрыв одним из трех методов; испытание на одноосное растяжение, описанное в ASTM D639-94, испытание на растяжение широкой полосы, описанное в ASTM D4885-88, и испытание на многоосное растяжение, описанное в ASTM D5617-94. Разница этих трех методов заключается в границах, налагаемых на испытуемые образцы. Одноосные испытания не обеспечивают бокового ограничения во время испытаний и, таким образом, проверяют образец в условиях одноосного напряжения. Во время испытания с широкой полосой образец удерживается с боков, а средняя часть не удерживается. Испытание на многоосное растяжение обеспечивает граничное состояние плоского напряжения по краям образца. ^[11] Типичный диапазон прочности на разрыв в машинном направлении составляет от 225 до 245 фунтов/дюйм для ПЭВП толщиной 60 мил и до 280–325 фунтов/дюйм для ПЭВП толщиной 80 мил. ^[12]

Сопротивление разрыву

Сопротивление геомембраны разрыву становится важным, когда она подвергается сильному ветру или нагрузкам во время установки. Существуют различные методы ASTM для измерения сопротивления геомембран разрыву, при этом в наиболее распространенных отчетах используется ASTM D1004. Типичное сопротивление разрыву составляет от 40 до 45 фунтов для ПЭВП толщиной 60 мил и от 50 до 60 фунтов для ПЭВП толщиной 80 мил. ^[12]

Ударопрочность

Ударопрочность позволяет оценить последствия ударов падающих предметов, которые могут разорвать или ослабить геомембрану. Как и в случае с предыдущими механическими свойствами, существуют различные методы оценки ASTM. Значительно более высокая ударопрочность достигается, когда геотекстиль размещается выше или ниже геомембраны . Более толстые геомембраны также обладают более высокой ударопрочностью. ^[12]

Устойчивость к проколу

Устойчивость геомембраны к проколам важна из-за неоднородного материала выше и ниже типичного лайнера. Грубые поверхности, такие как камни или другие острые предметы, могут проколоть мембрану, если она не обладает достаточной устойчивостью к проколу. Доступны различные методы, выходящие за рамки стандартных испытаний ASTM; один из таких методов, испытание на критическую высоту конуса, измеряет максимальную высоту конуса, на которой сжатая геомембрана, подвергающаяся возрастающему давлению, не разрушается. Образцы ПЭВП обычно имеют критическую высоту конуса около 1 см. ^[13]

Растрескивание под воздействием экологического стресса

Растрескивание под воздействием окружающей среды определяется как внешнее или внутреннее растрескивание пластика, вызванное приложенным растягивающим напряжением, превышающим его кратковременную прочность на растяжение. ЭСК является довольно распространенным явлением в геомембранах из ПЭВП и поэтому требует тщательной оценки. Правильные полимерные свойства, такие как молекулярная масса, ориентация и распределение, способствуют устойчивости к ЭСК. ASTM D5397 [стандартный метод испытаний для оценки стойкости полиолефиновых геомембран к растрескиванию под напряжением с использованием постоянной растягивающей нагрузки с надрезом (NCTL)] обеспечивает необходимую процедуру для измерения устойчивости ESC большинства геомембран HDPE. В настоящее время рекомендуемое время перехода для приемлемой геомембраны HDPE составляет около 100 часов. ^[12]

См. также

Ссылки

^ gfredlee.com - Национальный исследовательский совет национальных академий (2007 г.): Оценка эффективности инженерных барьеров для сдерживания отходов . Комитет по оценке эффективности инженерных барьеров. Вашингтон, округ Колумбия.
^ Бенсон, Крейг Х.; Олсон, Майкл А.; Бергстром, Уэйн Р. (январь 1996 г.). «Температура изолированного покрытия свалки». Отчет о транспортных исследованиях: Журнал Совета по транспортным исследованиям . 1534 (1): 24–31. дои : 10.1177/0361198196153400105 . S2CID 220750886 .
^ Хьюз, Керри Л. «Информационный бюллетень Университета штата Огайо». Типы свалок и системы футеровки, CDFS-138-05 (2005 г.). Получено с веб-сайта: http://ohioline.osu.edu/cd-fact/0138.html. Архивировано 19 января 2016 г. на Wayback Machine.
^ Композитные вкладыши улучшают производительность свалок. (1997). Гражданское строительство (08857024), 67(12), 18.
^ Роу, Р., и Римал, СС (2008). Истощение антиоксидантов из геомембраны HDPE в композитном вкладыше. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 134 (1), 68-78. doi:10.1061/(ASCE)1090-0241(2008)134:1(68)
^ Скалиа, Дж., и Бенсон, CH (2011). Гидравлическая проводимость геосинтетических глиняных вкладышей, извлеченных из последних покрытий свалок с композитными барьерами. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 137 (1), 1-13. doi:10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000407
^ Дикинсон, СС, и Брахман, Р.И. (2008). Оценка альтернативных защитных слоев для композитного покрытия геомембрана -геосинтетическая глина (GM-GCL). Канадский геотехнический журнал, 45 (11), 1594–1610.
^ О'Лири, Филип; Уолш, Патрик (апрель 2002 г.). «Системы покрытия и покрытия для свалок для защиты качества воды». Возраст отходов . 33 (4): 124–129. ПроКвест 219247584 .
^ «ЧАСТЬ 258 – КРИТЕРИИ ДЛЯ ПОЛИГНОВ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ» . gpo.gov.
^ Роу, Р. Керри, С. Римал и С. Римал. 2008. Старение геомембраны HDPE в трех конфигурациях композитного покрытия для свалок. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии. 134, нет. 7: 906-916.
^ Весселоо, Дж., А.Т. Виссер и Э. Раст. 2004. Математическая модель зависящей от скорости деформации реакции геомембран HDPE на растяжение-деформацию. Геотекстиль и геомембраны. 22, нет. 4: 273-295.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Шарма, Хари и Редди, Кришна. 2004. Геоэкологическая инженерия: восстановление территорий, сдерживание отходов и новые технологии управления отходами. John Wiley & Sons, Inc., Хобокен, Нью-Джерси.
^ Колбасук, Г. 1991. Соэкструдированные многослойные геомембраны HDPE VLDPE. Геотекстиль и геомембраны. 10, нет. 5-6: 601-612.

[1] redlee.com - Национальный исследовательский совет национальных академий (2007 г.): Оценка эффективности инженерных барьеров для сдерживания отходов . Комитет по оценке эффективности инженерных барьеров. Вашингтон, округ Колумбия.

[2] Бенсон, Крейг Х.; Олсон, Майкл А.; Бергстром, Уэйн Р. (январь 1996 г.). «Температура изолированного покрытия свалки». Отчет о транспортных исследованиях: Журнал Совета по транспортным исследованиям . 1534 (1): 24–31. дои : 10.1177/0361198196153400105 . S2CID 220750886 .

[3] Хьюз, Керри Л. «Информационный бюллетень Университета штата Огайо». Типы свалок и системы футеровки, CDFS-138-05 (2005 г.). Получено с веб-сайта: http://ohioline.osu.edu/cd-fact/0138.html. Архивировано 19 января 2016 г. на Wayback Machine.

[4] Композитные вкладыши улучшают производительность свалок. (1997). Гражданское строительство (08857024), 67(12), 18.

[5] Роу, Р., и Римал, СС (2008). Истощение антиоксидантов из геомембраны HDPE в композитном вкладыше. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 134 (1), 68-78. doi:10.1061/(ASCE)1090-0241(2008)134:1(68)

[6] Скалиа, Дж., и Бенсон, CH (2011). Гидравлическая проводимость геосинтетических глиняных вкладышей, извлеченных из последних покрытий свалок с композитными барьерами. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 137 (1), 1-13. doi:10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000407

[7] Дикинсон, СС, и Брахман, Р.И. (2008). Оценка альтернативных защитных слоев для композитного покрытия геомембрана -геосинтетическая глина (GM-GCL). Канадский геотехнический журнал, 45 (11), 1594–1610.

[8] О'Лири, Филип; Уолш, Патрик (апрель 2002 г.). «Системы покрытия и покрытия для свалок для защиты качества воды». Возраст отходов . 33 (4): 124–129. ПроКвест 219247584 .

[TITLE_40_part_258-9] «ЧАСТЬ 258 – КРИТЕРИИ ДЛЯ ПОЛИГНОВ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ» . gpo.gov.

[10] Роу, Р. Керри, С. Римал и С. Римал. 2008. Старение геомембраны HDPE в трех конфигурациях композитного покрытия для свалок. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии. 134, нет. 7: 906-916.

[11] Весселоо, Дж., А.Т. Виссер и Э. Раст. 2004. Математическая модель зависящей от скорости деформации реакции геомембран HDPE на растяжение-деформацию. Геотекстиль и геомембраны. 22, нет. 4: 273-295.

[sharma-12] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Шарма, Хари и Редди, Кришна. 2004. Геоэкологическая инженерия: восстановление территорий, сдерживание отходов и новые технологии управления отходами. John Wiley & Sons, Inc., Хобокен, Нью-Джерси.

[13] Колбасук, Г. 1991. Соэкструдированные многослойные геомембраны HDPE VLDPE. Геотекстиль и геомембраны. 10, нет. 5-6: 601-612.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]