Футеровка для свалки , или композитная футеровка , предназначена для использования в качестве барьера с низкой проницаемостью, который закладывается под инженерными полигонами . Пока он не разрушится, лайнер замедляет миграцию фильтрата и его токсичных компонентов в нижележащие водоносные горизонты или близлежащие реки, вызывая разрушение местной воды.
Для современных свалок обычно требуется слой уплотненной глины минимально необходимой толщины и максимально допустимой гидравлической проводимости , покрытый геомембраной из полиэтилена высокой плотности .
Агентство по охране окружающей среды Соединенных Штатов заявило , что барьеры « в конечном счете терпят неудачу,» в то время как сайт остается угроза для «тысяч лет» , предполагая , что современная свалка конструкции задержки , но не предотвращает загрязнение подземного и поверхностных вод. [1]
Сколотые или изношенные шины используются для поддержки и изоляции лайнера. [2]
Типы [ править ]
Существуют определенные уровни вредности, присущие различным типам мусора; поэтому существуют разные типы систем футеровки, которые требуются для этих разных типов свалок. Первый тип - это одностворчатые системы. Эти системы обычно размещаются на свалках, которые в основном содержат строительный мусор. Эти свалки не предназначены для хранения вредных жидких отходов, таких как краска, гудрон или любой другой тип жидкого мусора, который может легко просочиться через единую систему лайнеров. Второй тип - двухслойный.системы. Эти системы обычно находятся на полигонах твердых бытовых отходов, а также на всех полигонах опасных отходов. Первая часть сконструирована для сбора фильтрата, а второй слой спроектирован как система обнаружения утечек, чтобы гарантировать, что никакие загрязнения не просачиваются в землю и не загрязняют все. [3]
Компоненты [ править ]
Композитные футеровки должны использоваться в системах твердых бытовых отходов для свалок и использовать систему двойных футеровок, которая состоит 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 окружен геомембраной и сжатой глиной, также известной как слой геосинтетической глины . Эта геосинтетическая глина обычно изготавливается из натриевого бентонита, который уплотняется между двумя толстыми кусками геотекстиля. Следующим материалом, окружающим композитную облицовку, будет система обнаружения утечек, состоящая из другого материала, такого как гравий, с дополнительной геомембраной или сложной облицовкой. [4]Геомембраны внутри композитного покрытия состоят из полиэтилена высокой плотности, который обеспечивает эффективную минимизацию потока и доставки, а также полезный барьер, который используется для защиты от неорганических загрязнений. [5] Он может использоваться как заменитель песка или гравия, а также имеет очень высокий коэффициент пропускания и низкий уровень хранения. Нижняя поверхность помогает обеспечить эффективную проверку герметичности после правильной установки. Он также является барьером для пара и жидкости с низкой проницаемостью. Футеровки из геосинтетической глины производятся на заводах, и цель их изготовления из натриевого бентонита заключается в том, что они регулируют движение жидкостей в газах внутри отходов. [6]Геокомпозиты, которые представляют собой комбинацию геомембран и геосинтетического материала облицовки, также включают слой бентонита между серединой слоев геотекстиля; тем не менее, воздушное пространство может быть реализовано. Затем его закрывают финальной крышкой.
Механизм [ править ]
Основная роль композитного покрытия в системе твердых бытовых отходов для свалок заключается в том, что он снижает количество утечек через небольшие просачивающиеся отверстия, которые иногда образуются в геомембранной части композитного покрытия. Часть защитного слоя служит препятствием для образования этих отверстий внутри геомембраны, что позволит отходам просачиваться через всю облицовку. Он также снимает давление и напряжение, которые могут вызвать растрескивание и образование отверстий в мембране. [7]Эффективный вкладыш в системе захоронения отходов должен обеспечивать контроль за движением воды и защиту окружающей среды. Он должен иметь возможность регулировать поток от зоны отходов и удерживать содержимое отходов, когда они попадают на свалку. Благодаря эффективному расположению свалок на вершинах склонов, чтобы вода стекала вниз по склону, а в случае аварии - на настоящую свалку. Вода движется через свалку и вниз через композитный вкладыш. Основная цель всего этого заключается в том, чтобы движение было боковым, что снижает вероятность катастрофы на склоне и утечки отходов вниз и свободного загрязнения всего, что находится на их пути. Конечная крышка функционирует как способ удерживать воду от загрязнения и предотвращать попадание стоков в систему.Это помогает предотвратить повреждение растений и животных загрязненной сточными водами и фильтратом. С помощью силы тяжести и насосов фильтрат может быть вытеснен вотстойник, откуда он снимается насосом. При разработке композитных футеровок чрезвычайно важно учитывать такие факторы риска, как землетрясения и другие проблемы с разрушением откосов, которые могут возникнуть. [8] Композитные футеровки используются на свалках твердых бытовых отходов (ТБО) для уменьшения загрязнения воды . Композитный лайнер состоит из геомембраны и геосинтетической глины . Системы композитной футеровки лучше снижают миграцию фильтрата в грунт, чем глиняная облицовка или отдельный слой геомембраны. [9]
Механические свойства [ править ]
Основные формы механической деградации, связанные с геомембранами, являются результатом недостаточной прочности на разрыв, сопротивления разрыву, ударопрочности, сопротивления проколу и склонности к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESC). Идеальным методом оценки степени разрушения футеровки было бы исследование полевых образцов в течение их срока службы. Из-за продолжительности времени, необходимого для полевых испытаний образцов, были разработаны различные лабораторные испытания на ускоренное старение для измерения важных механических свойств. [10]
Прочность на разрыв [ править ]
Прочность на растяжение представляет собой способность геомембраны противостоять растягивающему напряжению. Геомембраны обычно испытывают на прочность на разрыв одним из трех методов; испытание на одноосное растяжение, описанное в ASTM D639-94, испытание на растяжение с широкой полосой, описанное в ASTM D4885-88, и испытание на многоосное растяжение, описанное в ASTM D5617-94. Разница в этих трех методах заключается в границах, налагаемых на образцы для испытаний. Одноосные испытания не обеспечивают бокового ограничения во время испытаний и, таким образом, испытывают образец в условиях одноосного напряжения. Во время теста с широкой полосой образец удерживается в поперечном направлении, в то время как средняя часть не удерживается. Испытание на многоосное растяжение обеспечивает граничное условие плоского напряжения на краях образца. [11] Типичный диапазон прочности на разрыв в машинном направлении составляет от 225 до 245 фунтов / дюйм для полиэтилена высокой плотности толщиной 60 мил до 280–325 фунтов на дюйм для полиэтилена высокой плотности толщиной 80 мил. [12]
Сопротивление разрыву [ править ]
Сопротивление разрыву геомембраны становится важным, когда она подвергается сильному ветру или нагрузке во время установки. Существуют различные методы ASTM для измерения сопротивления разрыву геомембран, при этом в большинстве отчетов используется ASTM D1004. Типичное сопротивление разрыву составляет от 40 до 45 фунтов для полиэтилена высокой плотности толщиной 60 мил и от 50 до 60 фунтов для полиэтилена высокой плотности толщиной 80 мил. [12]
Ударопрочность [ править ]
Устойчивость к ударам 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 демонстрируют более высокую ударопрочность. [12]
Сопротивление проколу [ править ]
Устойчивость геомембраны к проколу важна из-за неоднородного материала над и под типичной облицовкой. Шероховатые поверхности, такие как камни или другие острые предметы, могут проколоть мембрану, если она не обладает достаточным сопротивлением проколам. Доступны различные методы, выходящие за рамки стандартных тестов ASTM; один из таких методов, испытание на критическую высоту конуса, измеряет максимальную высоту конуса, на которой сжатая геомембрана, подвергающаяся возрастающему давлению, не разрушается. Образцы HDPE обычно имеют критическую высоту конуса около 1 см. [13]
Растрескивание под воздействием окружающей среды [ править ]
Растрескивание под воздействием окружающей среды определяется как внешнее или внутреннее растрескивание пластика, вызванное приложенным растягивающим напряжением, меньшим, чем его кратковременный предел прочности. ESC - довольно частое явление в геомембранах HDPE, поэтому его необходимо тщательно оценивать. Соответствующие полимерные свойства, такие как молекулярная масса, ориентация и распределение, способствуют устойчивости к ESC. ASTM D5397 [стандартный метод испытаний для оценки устойчивости полиолефиновых геомембран к растрескиванию под напряжением с использованием постоянной растягивающей нагрузки с надрезом (NCTL)] обеспечивает необходимую процедуру для измерения сопротивления ESC большинства геомембран HDPE. В настоящее время рекомендуемое время перехода для приемлемой геомембраны HDPE составляет около 100 часов. [12]
См. Также [ править ]
- Биоблоггинг
- Биогаз
- Ежедневное покрытие
- Разработка свалки
- Свалки в США
- Уплотнение отходов
Ссылки [ править ]
- ^ gfredlee.com - Национальный исследовательский совет национальных академий (2007): Оценка эффективности инженерных барьеров для локализации отходов . Комитет по оценке эффективности инженерных барьеров. Вашингтон, округ Колумбия.
- ^ Бенсон, Крейг Х .; Олсон, Майкл А .; Бергстром, Уэйн Р. (январь 1996 г.). «Температуры изолированного свалки». Отчет о транспортных исследованиях: журнал Совета по исследованиям в области транспорта . 1534 (1): 24–31. DOI : 10.1177 / 0361198196153400105 . S2CID 220750886 .
- ^ Хьюз, Керри Л. «Информационный бюллетень Университета штата Огайо». Типы полигонов и системы футеровки, CDFS-138-05 (2005). Получено с веб-сайта: http://ohioline.osu.edu/cd-fact/0138.html Архивировано 19 января 2016 г. на Wayback Machine.
- ^ Композитные футеровки улучшают характеристики свалки. (1997). Гражданское строительство (08857024), 67 (12), 18.
- ^ Роу, R., & Rimal, SS (2008). Истощение антиоксидантов из геомембраны HDPE в композитной подкладке. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 134 (1), 68-78. DOI: 10.1061 / (ASCE) 1090-0241 (2008) 134: 1 (68)
- Перейти ↑ Scalia, J., & Benson, CH (2011). Гидравлическая проводимость геосинтетических глиняных футеровок, извлеченных из окончательных покрытий полигонов с композитными барьерами. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 137 (1), 1-13. DOI: 10.1061 / (ASCE) GT.1943-5606.0000407
- Перейти ↑ Dickinson, SS, & Brachman, RI (2008). Оценка альтернативных защитных слоев длякомпозитного покрытия геомембрана - геосинтетическая глина (GM – GCL). Канадский геотехнический журнал, 45 (11), 1594-1610.
- ^ О'Лири, Филип; Уолш, Патрик (апрель 2002 г.). «Защитные покрытия и футеровки полигонов для защиты качества воды». Возраст отходов . 33 (4): 124–129. ProQuest 219247584 .
- ^ "ЧАСТЬ 258 - КРИТЕРИИ ДЛЯ СВЕРХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ" . gpo.gov.
- ^ Роу, Р. Керри, С. Римал и С. Римал. 2008. Старение геомембраны HDPE в трех конфигурациях композитной свалки. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии. 134, нет. 7: 906-916.
- ^ Wesseloo, J НА Виссер, и Е Ржавчина. 2004. Математическая модель зависимости деформации от скорости деформации геомембран HDPE. Геотекстиль и геомембраны. 22, нет. 4: 273-295.
- ^ а б в г Шарма, Хари и Редди, Кришна. 2004. Геоэкологическая инженерия: восстановление территории, локализация отходов и новые технологии обращения с отходами. John Wiley & Sons, Inc., Хобокен, Нью-Джерси.
- ^ Kolbasuk, Г. 1991. коэкструдированные HDPE VLDPE Многослойные геомембран. Геотекстиль и геомембраны. 10, вып. 5-6: 601-612.
Внешние ссылки [ править ]
