美國環(huán)保局危險(xiǎn)廢物填埋場設(shè)計(jì)和建筑最低技術(shù)要求是國會在1984年危險(xiǎn)固體廢物修正案中提出的。國會要求所有新填埋場和地表蓄水池都具有雙襯層和瀝濾液收集、去除系統(tǒng)。為了響應(yīng)國會的命令，美國環(huán)保局出版了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定和導(dǎo)則。另外，還出版了建筑質(zhì)量保證程序和最終覆蓋的導(dǎo)則，至今這些要求和導(dǎo)則仍在使用，現(xiàn)將其主要參數(shù)和要求列舉如下，供我國各地籌建危險(xiǎn)廢物安全填埋場時(shí)參考。

一、雙襯層系統(tǒng)　下圖是危險(xiǎn)廢物填埋場的示意圖。

圖　危險(xiǎn)廢物填埋場雙襯層和瀝濾液收集系統(tǒng)

在雙襯層填埋場中，有兩層襯層和兩層瀝濾收集、去除系統(tǒng)（LCRS）。初級瀝濾液收集、去除系統(tǒng)位于上襯層上面，而次瀝濾液收集、去除系統(tǒng)位于兩襯層之間。圖中，上襯層是軟膜襯層（FML），下襯層是復(fù)合襯層系統(tǒng)，通常的復(fù)合襯層由3英尺厚、滲透系數(shù)K不大于 1×10-7 cm/s 的壓實(shí)粘土底襯層和上面的軟膜襯層組成。填埋場部最小坡度為2%，要求在初級瀝濾液收集、去除系統(tǒng)中有瀝濾液收集池，瀝濾液收集池中污水要及時(shí)排出。要求在次級瀝濾液收集、去除系統(tǒng)有一適當(dāng)大小的滲漏監(jiān)測池，每天監(jiān)測滲漏液收集中的液位或進(jìn)水流速，特別是要用該池子來監(jiān)測頂部襯層的滲漏速率。滲漏監(jiān)測池設(shè)計(jì)指標(biāo)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；（1）滲漏監(jiān)測靈敏度為1加侖/英畝/天；（2）滲漏監(jiān)測時(shí)間為24小時(shí)。

雙襯層填埋場要求：（1）LCRSs必須在封場后能安全運(yùn)行30～50年；（2）要有主LCRSs和次LCRSs，主LCRSs只需覆蓋單元底部（側(cè)壁覆蓋是隨意的），而次LCRSs要覆蓋底部和側(cè)壁。

二、覆蓋層　填埋場覆蓋層由一個(gè)植被層、一個(gè)中間排水層和一個(gè)復(fù)合襯層系統(tǒng)組成。填埋過程中，在每個(gè)填埋單元完成后進(jìn)行這種最終覆蓋。另外，設(shè)計(jì)的覆蓋層必須最少保養(yǎng)，允許下面廢物沉降。

植被覆蓋層的最小厚度為2英尺，且其滲透系數(shù)最大為10-7cm/s。中間排水顆粒層厚度最小為1英尺，減少復(fù)合襯層上的毛細(xì)管上升作用和水頭。美國環(huán)保局將最小滲透系數(shù)由10-3cm/s改為10-2cm/s。覆蓋層的作用主要是最大限度地降低雨水滲透。覆蓋層的軟膜層和壓實(shí)土層必須在霜凍層以下，軟膜厚度最小為0.5mm，但通常使用1.0mm的軟膜?？紤]到廢物總的沉降后，復(fù)合防滲層的最終坡度不得大于2%。 三、防滲層材料

1、防滲土壤 要滿足土壤襯層的滲透系統(tǒng)不大于10-7cm/s的要求，所用土壤必須具備下列特性：

（1）土壤應(yīng)當(dāng)至少含有20%的細(xì)粉（淤泥和黏土大小的細(xì)顆粒），有些細(xì)粉少于20%的土壤也有小于10-7cm/s的水力傳導(dǎo)系數(shù)，但是往往很難達(dá)到。

（2）塑性指數(shù)（PI）應(yīng)當(dāng)大于10%，塑性指數(shù)高至30%～40%時(shí)會發(fā)粘，野外難于操作，當(dāng)高塑性土壤干燥時(shí)它們形成硬塊，在壓縮過程中難以破碎。

（3）粗糙碎片應(yīng)當(dāng)篩去，砂礫要少于10%。含有較大粗顆粒的土壤能形成高水力傳導(dǎo)系統(tǒng)的沙礫區(qū)。

（4）最后，材質(zhì)應(yīng)當(dāng)不含直徑大于1～2英寸的土粒和石塊。要是石塊占據(jù)土層厚度的大部分，土層會形成滲漏“窗”。當(dāng)石塊變小時(shí)，就會被土層中其他物質(zhì)包圍。

要是現(xiàn)場缺乏合格的土壤，需購進(jìn)合格的粘土，或購進(jìn)優(yōu)質(zhì)的土壤與現(xiàn)場土壤混合得到合格的混合土壤。最常見的是將現(xiàn)場的沙土，添加4%～5%購進(jìn)的膨潤土，使砂土滲透系數(shù)由10-4cm/s降到10-7cm/s。污染物在土壤中滲透機(jī)理有兩個(gè)：一是對流傳輸，可溶性污染物由于流水的攜帶而通過土壤襯層；二是分子擴(kuò)散，污染物因分子擴(kuò)散而通過土壤襯層。計(jì)算結(jié)果表明，10～30年后，即使土層的滲透系數(shù)小到零，但由于分子擴(kuò)散，廢物分子也將透過3英尺的壓縮土層。

2、合成材料 制造防滲軟膜的合成材料如下：

· 熱塑性塑料-PVC（聚氯乙烯）

· 透明熱塑性塑料-高密度聚乙烯（HDPE），線性低密度聚乙烯（LLDPE）

· 合成橡膠-氯丁橡膠，乙丙橡膠（EPDM）

現(xiàn)有各種各樣的合成軟膜在市場銷售，填埋場最普遍使用的是高密度聚乙烯膜。這些合成軟膜的厚度有0.5mm至0.2mm的，它們的滲透系數(shù)比粘土小得多，如高密度聚乙烯軟膜，它的水力滲透系數(shù)僅為10-14cm/s。合成襯層在填埋場中的應(yīng)用，大大增加了廢物的儲存空間和處置空間。

3、復(fù)合防滲層復(fù)合襯層系統(tǒng)比單一的軟膜襯層或土壤襯層要優(yōu)越。因?yàn)檎惩翆由厦娴臐B濾液在粘土襯層中的滲漏受襯層滲透速率、襯層上滲濾液壓和襯層總面積的大小控制，如果粘土層上緊貼一層軟膜，該軟膜封住了上表面，即使軟膜出現(xiàn)洞縫，瀝濾液也不會在整個(gè)軟膜和粘土層之間擴(kuò)散。與單一粘土層相比，其滲透面積也會小得多，所以滲漏液量會小得多?？紤]粘土襯層的土中可能含有一些石子，所以往往在粘土層上面和軟膜下面放一層無紡布，來防止軟膜被巖石戳穿。但這無妨布在粘土層和軟膜之間形成了高傳遞區(qū)，所以還是碾壓粘土表層和去除石子為好，這樣才能使軟膜緊貼在粘土層上面。

四、排水層材質(zhì)

排水層由顆粒物或合成材料組成，要是用顆粒物，其排水層最低指標(biāo)為：30cm(12英寸)厚，最小水力傳導(dǎo)系數(shù)為1cm/s，坡度≥2%，有盲管，有土壤過濾層。它覆蓋整個(gè)填埋場的底部以及邊坡。

要是用河沙的話，必須洗凈，或幾乎不含細(xì)粉的，以便積聚在襯層上和雙襯層間的液體能迅速收集和排除，使兩襯層系統(tǒng)中的水壓頭最小。根據(jù)導(dǎo)則，粒狀排水物質(zhì)的主要選擇標(biāo)準(zhǔn)是高水力傳導(dǎo)率和低毛細(xì)強(qiáng)度或虹吸力。用洗凈的沙粒作排水層，其滲透系數(shù)在1 cm/s之間，毛細(xì)管張力可忽略不計(jì)，它比泥砂要好。

現(xiàn)在人工合成排水材料被引入到廢物管理行業(yè)，它與顆粒物不同的是，合成排水材料可制成下列各種形式和厚度：

· 網(wǎng)類（160～280μm）

· 針扎無妨布（80～200μm）

· 網(wǎng)墊（400～800μm）

· 波紋狀、華夫狀或蜂窩狀板（400～800μm）

建筑材料也多種多樣，最普遍的合成材料是聚丙烯、聚酯或聚乙烯。在相同設(shè)計(jì)排水能力的條件下，合成排水層很?。ㄐ∮?英寸），它比顆粒物排水層（1英尺）要薄得多。合成排水層在填埋場中的應(yīng)用，大大增加了廢物的儲存空間和處置空間。

對合成排水材質(zhì)，EPA要求最小傳遞系數(shù)為5×10-4m/s，合成排水材質(zhì)的水力傳遞系數(shù)要比它高得多，足以確保土工網(wǎng)、土工復(fù)合層或其它合成排水層的設(shè)計(jì)性能優(yōu)于1英尺厚顆粒排水層。

五、廢物瀝濾液對防滲層的侵襲

在防止廢物瀝濾液對防滲層的侵襲方面要注意：

1）酸能侵蝕土壤，將土壤礦物質(zhì)溶解生成其他組分。通常當(dāng)酸通過土壤時(shí)，酸溶解有助于它們的中和作用。大量酸進(jìn)入土壤后，水力傳導(dǎo)率明顯下降。

2）水中的其他離子，特別是正離子或陽離子也容易被吸引到土壤的負(fù)電荷表面上，這樣在粘土顆粒周圍形成水合離子區(qū)，這就是所謂雙擴(kuò)散層。土壤水力傳導(dǎo)率強(qiáng)烈受到這些雙擴(kuò)散層厚度的影響。當(dāng)雙擴(kuò)散層收縮時(shí)，它們能打開液流通道，導(dǎo)致水力傳導(dǎo)率增大。當(dāng)雙擴(kuò)散層膨脹時(shí)，它們就壓縮液流通路，導(dǎo)致水力傳導(dǎo)率減少。例如膨潤土鈣鹽的滲透系數(shù)比膨潤土鈉鹽大100至1000倍。這種滲透液體的引入會大大地改變水力傳導(dǎo)率。3）有機(jī)溶劑能收縮雙擴(kuò)散層，打開液流通道，而且還能凝聚土壤顆粒，把它們拉在一起，使得土壤破裂。而且有機(jī)溶劑產(chǎn)生的化學(xué)龜裂。比干燥引起的土壤龜裂要厲害得多。
 

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