Какова роль полигона для захоронения отходов с использованием геомембранного покрытия?

Сегодня мы производим больше отходов, чем когда-либо, и, соответственно, задача безопасной и экологически чистой утилизации бытовых и промышленных твердых отходов остается одной из главных проблем, с которыми сталкивается человечество.Современная инженерная свалка — это не просто «свалка», куда небрежно выбрасывают отходы, а сложная система изоляции, предназначенная для того, чтобы изолировать отходы от окружающей среды.Геомембранный вкладыш представляет собой важнейший компонент, лежащий в основе этой системы безопасности.Геомембранная облицовка полигонов твердых бытовых отходов, являясь основным гидравлическим барьером, абсолютно необходима для полного предотвращения проникновения загрязненного фильтрата, представляющего собой токсичную смесь, образующуюся в результате просачивания дождевой воды, в почву под полигонами и грунтовые воды.В статье затрагиваются многие аспекты практического применения, материаловедения, монтажа, долговечности и т. д.о том, как геомембранная облицовка полигонов твердых отходов служит одновременно краеугольным камнем защиты окружающей среды и передовой технологией захоронения отходов.

1. Необходимость локализации: от открытых свалок к инженерным барьерам с использованием геомембранных защитных покрытий для полигонов твердых бытовых отходов.

В прошлом полигон с геомембранным покрытием был обычной практикой для захоронения отходов в необлицованных ямах, что приводило к серьезному загрязнению источников воды и опасности для здоровья людей. Позже была введена концепция «санитарной свалки», то есть локализации, при этом первым материалом для покрытия стала уплотненная глина. Тем не менее, глиняный вкладыш не является непроницаемым; также они могут быть повреждены из-за неравномерного оседания или высыхания. Синтетические геомембраны стали поворотным моментом в освоении свалок. Эти изготовленные листы очень гибки и обладают невероятно низкой проницаемостью, поэтому один лист можно считать очень эффективным барьером. В целях достижения наилучшего из обоих миров, глава 258 (подзаголовок D) в США и аналогичные правила по всему миру требуют использования композитных систем футеровки, в которых сочетаются глиняная футеровка и геомембрана. Таким образом, используются низкая проницаемость синтетического листа и способность глины поглощать воду.

2. Различные типы геомембранных покрытий для полигонов твердых бытовых отходов и их характеристики.

Не все пластмассы могут удовлетворительно справляться с такими жесткими условиями эксплуатации. Геомембранные покрытия изготавливаются на основе различных полимерных смол, каждая из которых обладает набором химических, механических характеристик и показателей износостойкости.

2.1 Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)

В настоящее время полиэтилен высокой плотности (HDPE) является наиболее популярным выбором геомембран для полигонов твердых бытовых отходов. Геомембраны обладают следующими основными характеристиками: исключительная устойчивость к химическим веществам (что очень важно для обработки агрессивных фильтратов), высокая механическая прочность, низкая проницаемость и конкурентоспособная стоимость. Предлагаются как гладкие, так и текстурированные типы (последние также улучшают трение на границе раздела с грунтами и геосинтетическими материалами). Геомембрана из HDPE — единственный материал, подверженный риску образования трещин под напряжением, который обычно решается выбором смолы и качеством процесса сварки.

2.2 Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНП)

Он более гибкий и может растягиваться в большей степени, чем полиэтилен высокой плотности (HDPE), поэтому он больше подходит для неровных грунтов и менее склонен к образованию трещин под напряжением. Разница в использовании этих двух материалов в основном касается случаев, когда проблемой является неравномерная осадка.

2.3 Поливинилхлорид (ПВХ)

Благодаря высокой гибкости и возможности соединения швов, ПВХ-геомембрана легче устанавливается на сложные формы. Тем не менее, по сравнению с первичными защитными покрытиями для полигонов твердых бытовых отходов, ПВХ-покрытие обладает сравнительно меньшей устойчивостью к химическим веществам, воздействию УФ-излучения и миграции пластификаторов. Именно поэтому его чаще используют для вторичной защиты или каналов.

2.4 Гибкий полипропилен (fPP) и армированный полиэтилен (RPE)

fPP обладает высокой гибкостью и устойчивостью к широкому спектру химических веществ. Благодаря использованию сетчатой ​​структуры, RPE обеспечивает исключительную прочность на разрыв в тех случаях, когда необходима высокая несущая способность.

2.5 Этиленпропилендиеновый мономер (ЭПДМ)

Этот синтетический каучук известен прежде всего своей высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям, но реже используется в качестве основного базового слоя из-за проблем с прочностью швов.

Выбор основывается на тщательной оценке характера фильтрата, погодных условий, состояния грунта, предполагаемого срока службы и бюджета проекта, но в целом полиэтилен высокой плотности (HDPE) сохраняет свои позиции как наиболее популярный материал для первичной облицовки полигонов твердых бытовых отходов.

3. Анатомия системы геомембранного покрытия для полигонов твердых бытовых отходов: это больше, чем просто лист.

Как правило, геомембранный лист никогда не укладывается отдельно. Он является неотъемлемой частью тщательно продуманной композитной конструкции, играющей решающую роль в обеспечении высокого уровня герметичности, экологической устойчивости и соответствия законодательству и нормативным актам. Различные элементы поперечного сечения системы гидроизоляции полигона твердых бытовых отходов, перечисленные снизу вверх, выглядят следующим образом:

3.1 Подготовленное основание

Грунт тщательно разравнивается и уплотняется для обеспечения равномерного распределения веса. Необходимо, чтобы грунт был свободен от острых камней, корней и мусора, поскольку они могут создавать точки давления, способные повредить расположенную над ними облицовочную систему.

3.2 Слой сбора фильтрата

Этот слой состоит из гранулированных материалов, которые очень эффективно пропускают воду, таких как гравий или некоторые искусственно созданные геосетки. Его основная задача — собирать фильтрат и направлять его в коллекторные трубы, одновременно минимизируя гидравлическое давление на полиэтиленовую мембрану высокой плотности (HDPE).

3.3 Защитный геотекстиль

Поверх дренажного слоя укладывается защитный геотекстиль для защиты полиэтиленовой геомембраны от проколов или истирания, которые могут быть вызваны заполнителем, нагрузками оборудования или размещением отходов во время работ на полигоне.

3.4 Первичный композитный вкладыш

Основным барьером, препятствующим распространению отходов, является система гидроизоляции полигона, состоящая из геомембраны из полиэтилена высокой плотности, обычно толщиной от 1,5 до 2,5 мм, которая укладывается непосредственно поверх уплотненного глиняного слоя.

3.5 Система обнаружения утечек (вторичная облицовка)

В полигоне с двойной гидроизоляцией под основным слоем находится вторичный слой глины и геомембрана. Система обнаружения утечек позволяет быстро выявлять протечки, обеспечивая защиту окружающей среды и гарантируя надежность для регулирующих органов.

3.6 Система окончательного покрытия

После закрытия полигона устанавливается окончательное защитное покрытие — как правило, это геомембрана из полиэтилена высокой плотности поверх глинистого слоя — для защиты от дождевой воды, контроля выбросов свалочного газа и обеспечения стабильности площадки и экологической безопасности в долгосрочной перспективе.

Вся эта многослойная система обеспечивает эффективную и долговечную защиту окружающей среды благодаря использованию геомембранного покрытия на полигонах твердых бытовых отходов.

4. Установка геомембранного покрытия на полигонах твердых бытовых отходов: критическая точка обеспечения качества.

Было бы бессмысленно производить высококачественный рулон геомембраны из полиэтилена высокой плотности (HDPE), если бы монтаж на месте был выполнен небрежно и некачественно. Именно этап монтажа требует наибольшего мастерства, поскольку именно здесь укладывается, соединяется и проверяется защитная пленка.

4.1 Развертывание и сканирование панели

Массивные панели разворачиваются и ориентируются таким образом, чтобы свести количество швов к минимуму. Процесс сканирования обеспечивает целостность барьера и, следовательно, является наиболее важным этапом. Для HDPE и LLDPE используется термическая сварка (двойной горячий клин или экструзия), при которой полимер расплавляется для создания равномерного и прочного шва. Каждый дюйм шва тщательно проверяется.

4.2 Контроль и обеспечение качества (КК/ОК)

Наличие надежной программы контроля качества является обязательным условием. Она включает в себя:

4.3 Разрушающие испытания

Детали полевых швов вырезаются и испытываются в лаборатории на прочность на сдвиг и отслаивание.

4.4 Неразрушающий‍‌‍‍‌ контроль (NDT)

Основными методами являются пневматический контроль (с использованием сжатого воздуха для обнаружения несклеенных швов) и вакуумный контроль (для заделанных участков и деталей). Более совершенные методы, такие как электротехническое обследование мест утечек (ELL), проводятся на установленном геомембранном покрытии перед укладкой защитного слоя; этот высоковольтный метод позволяет обнаруживать отверстия размером с булавочное ушко, обеспечивая тем самым целостность полигона до его ввода в эксплуатацию.

4.5 Защита и покрытие

После проверки геомембрану из полиэтилена высокой плотности (HDPE) необходимо покрыть защитным слоем (геотекстилем и дренажной системой), чтобы защитить ее от ультрафиолетового излучения, ветровой нагрузки и любых повреждений во время размещения отходов.

5. Долгосрочные эксплуатационные характеристики и долговечность геомембранных покрытий для полигонов твердых бытовых отходов.

Одна из главных причин, по которой полигон предназначен для захоронения отходов в течение столь длительного времени, заключается в заботе об окружающей среде. Поэтому долгосрочная эффективность геомембранного покрытия становится первостепенной задачей.

5.1 Механизмы деградации

К ним относятся окислительная деградация (ускоряемая нагревом, механическим воздействием и некоторыми химическими веществами), растрескивание под напряжением и биологическая деградация (однако большинство полимеров обладают высокой устойчивостью). В современные смолы добавляют антиоксиданты и сажу (для УФ-стабилизации), что позволяет значительно замедлить эти процессы.

5.2 Прогнозирование срока службы

Они используют такие методы, как моделирование скорости истощения антиоксидантов по Аррениусу, что помогает производителям и инженерам прогнозировать срок службы. Если высококачественные геомембраны из полиэтилена высокой плотности (HDPE) установлены правильно и хорошо защищены, ожидается, что они будут сохранять свои основные барьерные функции в течение нескольких сотен лет в обычных условиях полигона твердых бытовых отходов. Этот «расчетный срок службы» значительно превышает период эксплуатации объекта.

6. За пределами основания: геомембранные покрытия и герметизация полигонов твердых бытовых отходов

Геомембраны покрывают дно полигонов и простираются до самого верха. В окончательной системе покрытия геомембранный слой служит барьером для инфильтрации воды, тем самым минимизируя образование фильтрата после закрытия полигона. Кроме того, полиэтиленовая пленка (HDPE) взаимодействует с газосборными слоями для сдерживания выбросов метана. Проблемы на этом уровне отличаются от проблем, возникающих при укладке базового покрытия, и связаны с подверженностью осадке, проникновению корней и необходимостью обеспечения устойчивости склонов.

Заключение

Современный полигон для захоронения отходов с геомембранным покрытием — это, по сути, «тихий герой», технология, позволяющая обществу ответственно контролировать свои отходы. Он является примером успеха геосинтетической инженерии, начиная от очень точного химического состава полимерных смол и заканчивая точным методом полевых работ по герметизации и проверке целостности. По мере того, как проекты полигонов становятся все более безопасными, а рекультивация старых, не имеющих геомембранного покрытия участков продолжается, полигон с геомембранным покрытием останется основным барьером, обеспечивающим защиту ценных подземных водных ресурсов и сохранение экологического здоровья для будущих поколений. Его успешная реализация означает слияние материаловедения, строгих инженерных решений и постоянного контроля качества в интересах охраны планеты.

Выберите надежного поставщика, который предложит вам цену.

Шаньдун Геосино Нью Материал Ко., Лтд. (GEOSINCERE GeosyntheticsКомпания продолжает инвестировать в технологические инновации, модернизацию производственных мощностей и комплексные инженерные решения. Мы вложили 10 миллионов долларов в наш завод, оснащенный современными автоматизированными производственными линиями для выпуска высококачественных геомембран из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и других геосинтетических материалов с использованием оптимизированных процессов. Наша обширная линейка геосинтетических изделий известна своим гарантированным качеством, высокой производительностью, превосходной долговечностью и оптимальной экономической эффективностью.

Компания GEOSINCERE Geosynthetics постоянно инвестирует в технологические инновации, модернизацию производственных мощностей и комплексные инженерные решения. Мы вложили 10 миллионов долларов в наш завод, оснащенный современными автоматизированными производственными линиями для выпуска высококачественных геосинтетических глиняных облицовочных материалов и других геосинтетических материалов с использованием оптимизированных процессов. Наша обширная линейка геосинтетических изделий известна своим гарантированным качеством, высокой производительностью, превосходной долговечностью и оптимальной экономической эффективностью.

Геомембраны из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и другие геосинтетические материалы и решения от GEOSINCERE Geosynthetics способны удовлетворить ваши потребности благодаря нашим передовым технологиям, инновационным инженерным решениям и превосходному обслуживанию клиентов. GEOSINCERE Geosynthetics всегда стремится решать самые сложные задачи в области гражданского строительства, горнодобывающей промышленности и охраны окружающей среды с помощью наших инновационных и высокоэффективных геосинтетических материалов. Гарантия качества, заводская цена и быстрая доставка — наши конкурентные преимущества.