環(huán)境工程中土工合成材料的應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，廢棄物的污染問題日益嚴(yán)重,。環(huán)境問題在世界范圍內(nèi)日益的得到重視,。作為一種高性能的材料，土工合成材料在固體廢棄物的處理上發(fā)揮越來越大的作用,。以下是土工合成材料在環(huán)保上的應(yīng)用介紹,。
一、棄置場的襯砌系統(tǒng)
美國環(huán)保局于1982年規(guī)定的采用土工膜作為棄置場的襯砌系統(tǒng)得到了普遍的響應(yīng),。自此,，開發(fā)了3種方式的襯砌：
1、雙襯砌層,，具有滲漏監(jiān)測功能
2,、組合襯砌(土工膜及其下部的粘土層)
3,、土工合成材料及粘土襯砌(GCL)
這些封閉系統(tǒng)對保護(hù)地下環(huán)境非常有效。
目前,，在美國,，100％的有害的和24％的城市垃圾棄置場要求雙層襯砌系統(tǒng)；在世界上,，58％的有害的和14％的城市垃圾棄置場要求雙層襯砌系統(tǒng),。
盡管這種襯砌系統(tǒng)提供了長期的封閉(高密度聚乙烯土工膜半生命期為數(shù)百年)，但不是永久性的,。滲漏循環(huán)的概念是在填土技術(shù)方面的新進(jìn)展,。滲漏出的物質(zhì)被重新導(dǎo)入棄置物，以加速棄置物的降解,，提高氣體的產(chǎn)生量,。已開過這方面的會議一次。在美國至少有30個(gè),，在世界上有更多的棄置場,，采用該技術(shù)。目的是在更短的時(shí)間內(nèi)降解棄置物,。另一種方法是需氧降解,，這需要在循環(huán)過程中加入空氣。這樣,，降解的速度會加快,，但沒有氣體產(chǎn)生。
將來的發(fā)展是滲漏物循環(huán)的同時(shí),，進(jìn)行開采處理,。滲漏物可以通過土工合成材料排水系統(tǒng)(比如預(yù)制豎直排水)注入。這種概念目的是創(chuàng)建永久性的棄置場,。將整個(gè)棄置場劃分為幾個(gè)單元,，逐個(gè)單元順序充填。通過滲漏體循環(huán)(需氧或厭氧)降解,，原來的棄置物就可以在一定的時(shí)間內(nèi)被開采,，制作肥料、覆蓋物等有益用料,。這種方法允許襯砌系統(tǒng)被監(jiān)測,、修理，甚至更換,。從而,，如果棄置物的來量不變，可以創(chuàng)建一個(gè)永久性的棄置場,。這一概念常有吸引力的,，在土地奇缺的地區(qū)正在得到研究,。
二、棄置場封蓋系統(tǒng)
棄置場封蓋系統(tǒng)通常采用組合防滲體(即土工膜和GCL或壓實(shí)粘土襯砌),，其上是排水系統(tǒng),，其下是氣體收集系統(tǒng)。
最近的進(jìn)展(在許多大型的棄置場已經(jīng)采用)是收集氣體并轉(zhuǎn)化為能源,。這種能源一部分被用做現(xiàn)場設(shè)施的動(dòng)力，其余轉(zhuǎn)售給地方動(dòng)力部門,。氣體的收集可以通過封蓋系統(tǒng)下的收集系統(tǒng)或深井收集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),。
關(guān)于大型棄置場的最終封蓋系統(tǒng)的用途，有以下方面值得研究：
＊長跑和自行車訓(xùn)練基地 ?。\(yùn)動(dòng)會場所
＊高爾夫球場 ?。獋}庫區(qū)和輕工業(yè)區(qū)
＊藝術(shù)品觀賞區(qū)。
三,、棄置場的垂直防滲
由于棄置場的范圍和性質(zhì)的未知性,，環(huán)保的策略往往是用垂直防滲體將棄置物包圍起來。盡管大多數(shù)垂直防滲體是由回填土組成,，在其上游一側(cè)增設(shè)土工膜可以作為附加的環(huán)保措施,。即在溝槽的上游一側(cè)鋪設(shè)土工膜后，再回填透水性較低的土料(土和膨潤土或土和粉煤灰)以形成組合防滲體,。有許多方法鋪設(shè)土工膜,，可以板材或卷材的方式進(jìn)行鋪設(shè)。
最新的進(jìn)展是在土工膜上開設(shè)出口,，收集滲漏體并予以處理,。可以預(yù)先確定滲漏體的滯留時(shí)間,，以便得到充分地處理,。
將來的進(jìn)展是設(shè)置雙層垂直防滲墻系統(tǒng)，以便附有滲漏檢測的功能,?？梢詫⑼凉ぞW(wǎng)或、砂用于滲漏監(jiān)測系統(tǒng),。后一種方法類似于維也納的雙墻系統(tǒng),。
四、棄置場的底部襯砌
棄置場和頂部和側(cè)面系統(tǒng)建成后,，另一個(gè)棘手的問題是棄置場的底部襯砌,。這確實(shí)是一個(gè)需要解決但又很難解決的問題，因?yàn)榭赡墚a(chǎn)生側(cè)向和向下的污染,。如果垂直墻不能達(dá)不透水層,，污染的深度是非常大的,。目前還沒有有效的方法來進(jìn)行已建棄置場的底部襯砌。
現(xiàn)在的進(jìn)展是在棄置場下進(jìn)行灌漿,，但需鉆透未知的棄置場,，因此會帶來負(fù)面效應(yīng)。另一種方法是從側(cè)面斜向灌漿,。這兩種方法產(chǎn)生的底部襯砌的連續(xù)性是令人懷疑的,。
將來的發(fā)展是在棄置場的側(cè)面開挖一長墻，再將棄置場底部水平挖空,，以便水平地鋪設(shè)連續(xù)的土工膜層,。這個(gè)建議已提交美國礦務(wù)局。該項(xiàng)技術(shù)是在棄置場的底部水平地鋪設(shè)組合土工膜或GCL襯砌,，并允許上部棄置物塌落或用土工織物管支撐,。這樣，底部襯砌,、垂直墻和頂蓋系統(tǒng)將完全包裹棄置場,，是最理想的結(jié)果，也說明土工膜和GCL在特殊的棄置場能起到安全的環(huán)境保護(hù)作用,。
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