專利名稱：一種用于垃圾填埋場底部防滲抗壓的雙層粘土襯墊的制作方法
技術領域：
本發明屬于垃圾填埋處理技術領域，尤其涉及用于垃圾填埋場底部防滲的雙層粘土襯墊。
背景技術：
我國是人口大國，同時也是垃圾產量大國。目前常用的垃圾處理方式有三種，焚燒、填埋和堆肥。在各種處置方法中，衛生填埋因其安全衛生、處置量大、效率高的優點而被廣泛的采用，我國80%以上的生活垃圾均采用填埋處置，越來越多的垃圾填埋場得到建設。建造垃圾填埋場的關鍵技術是底部的防滲處理，防止滲濾液中大量的有毒有害有機污染物 (汞、鉛等重金屬)和有機污染物(C0D、B0D、苯酚等)污染填埋場周邊環境及地下水。現有垃圾填埋場的防滲措施主要有兩種一種是鋪設高密度聚乙烯膜(HDPE)防滲層，另一種是鋪設天然粘土或改性粘土類防滲襯墊。根據我國相關規范，垃圾填埋場天然粘土類襯墊及改性粘土類襯墊的滲透系數不應大于I. OX 10_7cm/s，場地及四壁襯里厚度不應小于2m。高密度聚乙烯膜成本較高，給面積巨大的垃圾填埋場造成了很大的經濟負擔，而且在鋪設施工和填埋操作條件下，容易發生穿刺、拉裂等破壞，產生小孔和裂縫等缺陷。天然粘土價格低廉，來源廣泛，因此優先考慮天然粘土作為底部防滲材料。傳統的單層粘土襯墊在滲透系數上能達到國家的相關要求，但是很多重金屬離子和揮發性有機物通過長期擴散作用穿透粘土襯層污染地下水，單層的粘土襯墊不能有效的阻滯重金屬離子和揮發性有機物的運移。隨著粘土襯墊上方填埋垃圾的增多，粘土襯墊承受的壓力逐漸增大，會造成一定的沉降，沉降會使垃圾填埋場形成凹塘，甚至引起覆蓋系統和排水系統的開裂。
發明內容
發明目的針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種用于垃圾填埋場底部防滲抗壓的雙層粘土襯墊，它具有較高的抗壓強度，同時對垃圾填埋場滲透液中污染物具有很強的吸附能力。技術方案為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案一種用于垃圾填埋場底部防滲抗壓的雙層粘土襯墊，包括從上到下依次設置的上層粘土襯墊和下層粘土襯墊；所述上層粘土襯墊由粘土和石灰加入適量水混合攪拌均勻，并壓實而成；所述下層粘土襯墊由粘土和活性炭加入適量水混合攪拌均勻，并壓實而成。作為優選，所述上層粘土襯墊由90%的粘土和10%的石灰混合均勻后，加入比擊實試驗法測定的最優含水量還高2 4%的水后攪拌均勻，并經過壓實而成，其中各物質含量均為質量百分比。作為優選，所述下層粘土襯墊由94%的粘土和6%的顆粒狀活性炭混合均勻后，力口入比擊實試驗法測定的最優含水量還高2 4%的水后攪拌均勻，并經過壓實而成，其中各物質含量均為質量百分比。作為優選，所述粘土為普通土體經過曬干、粉碎和篩選處理后獲得的粒徑小于Imm的粘土顆粒。有益效果與現有技術相比，本發明具有以下優點1.本發明中將粘土與顆粒活性炭結合，顆粒活性炭是很常見的吸附劑，對垃圾滲濾液中的污染物質具有很強的吸附能力。在粘土中添加活性炭，可以提高粘土襯墊對重金屬離子和揮發性有機物的吸附能力，降低垃圾滲濾液的滲流速度和減輕污染物在粘土遷移過程中的擴散作用，更有效的保護地下水；2.本發明中將粘土與石灰結合，石灰與粘土能夠反應形成碳酸鹽和硅酸鹽，且碳酸鹽和硅酸鹽可填充到粘性土的空隙中，在降低滲透系數的同時提高了粘土襯墊的抗壓強度和承壓能力，并降低了其壓縮性，減輕了垃圾填埋場的沉降。
圖I為本發明所述雙層粘土襯墊的結構示意 圖2為本發明實施例所述單層粘土襯墊對滲透液中鉻離子吸附能力曲線 圖3為本發明所述雙層粘土襯墊對滲透液中鉻離子吸附能力曲線圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。實施例
該實驗用的粘土取自某垃圾填埋場，經過曬干、粉碎、篩選處理而獲得粒徑小于1_的顆粒。測定該粘土的最佳含水率為18. 8%，取部分粘土加入占干配料質量22%的水混合攪拌均勻，經過普通壓實制備厚度為8cm的單層粘土襯墊。上層粘土襯墊的制備是將質量百分比90%的粘土、10%的石灰混合均勻，應用擊實實驗法測點最優含水量為25. 2%，加入占干配料質量28. 2%的水，混合攪拌均勻，經過普通壓實形成，上層粘土襯墊的厚度為4cm。下層粘土襯墊的制備是將質量百分比為94%的粘土、6%的顆粒活性炭粉末混合均勻，應用擊實試驗法測定最優含水量為22. 4%，加入占干配料質量24. 4%的水，混合攪拌均勻，經過普通壓實，即形成下層粘土襯墊，下層粘土襯墊的厚度為4cm。對該雙層粘土襯墊和單層粘土襯墊進行無側限壓縮試驗，測得雙層粘土襯墊的無側限抗壓強度為600kpa，遠大于單層粘襯墊的抗壓強度300kpa，說明該雙層粘土防滲襯墊具有較好的抗壓強度。用60mg/l的重鉻酸鉀溶液和60mg/l的苯酚溶液對該雙層粘土襯墊和單層粘土襯墊分別進行滲透實驗，測得雙層粘土襯墊滲透系數均達到10_8cm/s，小于《生活垃圾衛生填埋場防滲系統工程技術規范》(CJ113-2007)規定的1.0X10_7cm/S。將進行重鉻酸鉀溶液滲透實驗的單層粘土沉淀和雙層粘土襯墊用不銹鋼刀切成8層，每層厚度為lcm，用高效液相色譜測定每層粘土襯墊孔隙水中鉻離子濃度，作出鉻離子濃度隨襯墊深度變化的圖，由圖可知鉻離子濃度在雙層粘土中的衰減更快。實驗證明通過使用該雙層粘土襯墊，能有效阻滯重金屬離子和揮發性有機污染物的遷移，降低重金屬溶液和揮發性有機污染物溶液的滲透系數，并且增強了粘土襯墊的 抗壓能力，是一種行之有效的粘土襯墊。
權利要求
1.一種用于垃圾填埋場底部防滲抗壓的雙層粘土襯墊，其特征在于包括從上到下依次設置的上層粘土襯墊和下層粘土襯墊；所述上層粘土襯墊由粘土和石灰加入適量水混合攪拌均勻，并壓實而成；所述下層粘土襯墊由粘土和活性炭加入適量水混合攪拌均勻，并壓實而成。
2.根據權利要求I所述用于垃圾填埋場底部防滲抗壓的雙層粘土襯墊，其特征在于所述上層粘土襯墊由90%的粘土和10%的石灰混合均勻后，加入比擊實試驗法測定的最優含水量還高2 4%的水后攪拌均勻，并經過壓實而成，其中各物質含量均為質量百分比。
3.根據權利要求I所述用于垃圾填埋場底部防滲抗壓的雙層粘土襯墊，其特征在于所述下層粘土襯墊由94%的粘土和6%的顆粒狀活性炭混合均勻后，加入比擊實試驗法測定的最優含水量還高2 4%的水后攪拌均勻，并經過壓實而成，其中各物質含量均為質量百分比。
4.根據權利要求2或3所述用于垃圾填埋場底部防滲抗壓的雙層粘土襯墊，其特征在于所述粘土為普通土體經過曬干、粉碎和篩選處理后獲得的粒徑小于1_的粘土顆粒。
全文摘要
本發明公開了一種用于垃圾填埋場底部防滲抗壓的雙層粘土襯墊，包括從上到下依次設置的上層粘土襯墊和下層粘土襯墊；所述上層粘土襯墊由粘土和石灰加入適量水混合攪拌均勻，并壓實而成；所述下層粘土襯墊由粘土和活性炭加入適量水混合攪拌均勻，并壓實而成。本發明具有較高的抗壓強度，減少了垃圾填埋場的沉降；同時對垃圾填埋場滲透液中污染物具有很強的吸附能力，降低垃圾滲濾液的滲流速度和減輕污染物在粘土遷移過程中的擴散作用，更有效的保護地下水。
文檔編號B32B19/00GK102966123SQ201210499910
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者李軼, 陳云霄, 陳海蓉, 張文龍, 王晴 申請人:河海大學