填埋场环境下HDPE膜老化特性及其对周边地下水污染风险的影响

为研究危险废物填埋场环境下防渗系统HDPE膜（高密度聚乙烯膜）材料老化规律及其对渗滤液产生、渗漏和区域地下水环境的影响,通过HDPE膜缺陷现场检测及室内老化性能测试,获取了HDPE膜初始缺陷特征参数（漏洞密度）和缺陷演化特征参数（老化起始时间和半衰期）,并以上述参数作为输入,综合运用HELP模型（填埋场水文过程评估模型）与Landsim模型（填埋场地下水污染风险模拟模型）对HDPE膜老化条件下的渗滤液产生、渗漏和地下水污染过程进行模拟预测.结果表明:①现场条件下HDPE膜在第2年开始老化,第8年达到半衰期.②HDPE膜老化导致漏洞数量和渗透系数增加,进而导致渗滤液渗漏量增加,地下水污染风险逐渐增加.短期（0~5 a）内,地下水超标概率为0,污染风险较小;中期（5~10 a）内,距离填埋场200 m内污染超标概率污染≥ 80%,污染风险较大,但400 m外的污染概率为0,污染风险较小;就长期（>10 a）而言,距离填埋场1 000 m处,污染超标概率达100%,地下水污染风险极大.填埋场现场条件下,防渗材料劣化及老化过程较实验室条件更为迅速,导致渗滤液长期渗漏、地下水污染风险加剧,因此建议加强填埋场设计和运行中HDPE膜抗老化研究,保障危险废物填埋场长期安全运行.      

介质层振动信号时域分析及其在填埋场漏洞修

钻探灌浆修补技术是填埋场防渗层漏洞修补的重要发展方向,难点是如何准确地控制和判断钻头到达填埋场防渗层(即卵石保护层)而不会破坏其下面的HDPE膜. 利用采集仪对钻头在防渗层不同介质层中的振动加速度信号进行采集,分别采用波形幅度分析法、循环绝对值求和法及分段均方根法对数据进行了分析. 结果表明:①波形幅度分析法能够明显区分垃圾层和卵石层;②循环绝对值求和法与分段均方根法也可区分垃圾层和卵石层,但存在约1 s的时间误差或0.5 cm的距离误差,该误差在允许的范围内. 3种不同时域分析方法的对比显示,波形幅度分析法简单直观,其他2种分析方法能够直观地反映信号的包络趋势,据此敏感地反映信号的突变情况和加速度幅度大小在单位时间内的概率分布,进而可以灵活地控制钻机.      

填埋场HDPE膜漏洞靶向电动修补技术影响因素

为突破当前HDPE膜漏洞修补技术操作复杂、成本高,且具有安全隐患的难题,探究靶向电动修补技术的工艺参数对修补效果的影响规律,开展了电极类型、电压大小、运行时间、膨润土浓度与分散剂/膨润土投加比例等单因素实验,并探索达到修补效果的最低工艺条件.结果表明,漏洞直径为5mm时,选用石墨电极、电压大小为50V、运行时间为2d、膨润土浓度为10g/L、分散剂/膨润土比例为30%时,修复后HDPE膜漏洞处的渗透系数达到9.41×10^-6cm/s,具有较好的修补效果;此外,通过建立修补溶液体系的Zeta电位与电动修补后漏洞处渗透系数的数学表征模型,为实际场景下的应用提供依据,当渗透系数达到1×10^-6cm/s所对应修补溶液的Zeta电位至少应为-42.11mV.     

介质层振动信号时域分析及其在填埋场漏洞修补技术中的应用

钻探灌浆修补技术是填埋场防渗层漏洞修补的重要发展方向,难点是如何准确地控制和判断钻头到达填埋场防渗层(即卵石保护层)而不会破坏其下面的HDPE膜.利用采集仪对钻头在防渗层不同介质层中的振动加速度信号进行采集,分别采用波形幅度分析法、循环绝对值求和法及分段均方根法对数据进行了分析.结果表明:①波形幅度分析法能够明显区分垃圾层和卵石层;②循环绝对值求和法与分段均方根法也可区分垃圾层和卵石层,但存在约1 s的时间误差或0.5 cm的距离误差,该误差在允许的范围内.3种不同时域分析方法的对比显示,波形幅度分析法简单直观,其他2种分析方法能够直观地反映信号的包络趋势,据此敏感地反映信号的突变情况和加速度幅度大小在单位时间内的概率分布,进而可以灵活地控制钻机.     

温度对垃圾填埋场防渗层防渗性能的影响

主要由高密度聚乙烯(HDPE)土工膜和膨润土垫(GCL))组成的垃圾填埋场防渗系统会因各种环境条件变化而使防渗性能降低,带来二次污染风险。其中,温度升高是影响膜防渗性能的一个重要因素。但是,国内鲜有针对温度升高对HDPE土工膜和GCL防渗性能影响的研究。综述了国外关于温度升高对防渗系统防渗性能的影响,并针对由于温度升高影响防渗性能的潜在问题,提出了合理化的应对措施。     

危险废物暂存库渗漏风险规避措施与实践

为了减少危险废物暂存库的环境风险,在项目实施中增设渗漏检测系统,通过对暂存库防渗膜进行长期的实时检测,规避了因暂存库渗漏造成的环境风险,使单层混凝土结构的暂存库实现了双层混凝土结构的遮断型填埋场才具有的渗漏检测和修补功能.渗漏检测的信息通过GSM网络进入Intemet进行数据交换,将检测信息传递到环境管理部门,提高了监督管理的水平.渗漏检测以2个检测电极间充满渗出液时电阻发生突变的特点作为HDPE膜渗漏的判据,结合渗出液的化学成分来判断渗漏的种类,利用TC35I无线模块通过GSM网进入Internet进行数据交换,实现了危险废物暂存库渗漏的网络化监测.利用HDPE膜的绝缘性提出了用偶极子检测HDPE膜漏洞的定位方法,为修补漏洞创造条件.并指出检测电压随漏洞大小、偶极子间距、贮存库液体的电阻率、供电电压的增加而增高,随偶极子距HDPE膜的距离、偶极子移动方向到漏洞的距离、暂存库液体的深度的增加而减小.     

电法在垂直柔性防渗帷幕破损检测的应用

为研究垂直柔性防渗帷幕的电学破损检测的可行性,该文通过系统分析垂直防渗帷幕的结构特征和漏洞特征,得出漏洞对其附近介质电势的影响,并分析漏洞检测方法,基于现场实验数据对模拟漏洞和实际漏洞结果进行验证,最后基于验证后的数据结果讨论了电法在垂直柔性防渗帷幕渗漏检测的可行性和影响因素,得出以下主要结论:该电法可以清晰地通过判断数据异常点(极大和极小值点)对漏洞位置进行定位,适用于垂直柔性防渗帷幕HDPE膜铺设过程的完整性检测,文章分析了检测传感器间距、供电电极到HDPE膜的距离、检测传感器到HDPE膜的距离等因素对检测结果的影响,但场地介质不均匀性和地形差异也可能影响检测结果,因此该方法无法完全克服上述不利因素。     

便携式渗漏检测装置在填埋场防渗层完整性检测的应用

利用基于双电极法的偶极子检测和基于电极栅格法的区块化检测装置,对重庆某生活垃圾填埋场进行了防渗层高密度聚乙烯(HDPE)膜完整性检测.结果表明:偶极子在漏洞附近时,其周围电势分布会出现正负突变;区块化检测利用网格铺设电极和上位机软件解析可以精确定位漏洞位置.基于高压直流电法的便携式渗漏检测系统,在填埋场铺设防护层的条件下能够有效地检测到直径约1 cm的漏洞,并且能够对漏洞进行精确定位.对 2种不同电学方法的验证表明,电极栅格法比双电极法测量范围大、精度高.      

双衬层填埋场层状介质模型的建立

通过对危险废物填埋场结构及电学特性的分析,将双衬层填埋场看作水平方向为无穷大的5层介质空间. 漏洞电流对周围空间电势分布的影响可等效为位于电流流入端的负电流源和位于电流流出端的正电流源对周围空间电势分布的影响. 并且在对主、次防渗层进行检测的同时,对检测层中的电势分布进行了正演解析. 检测层任意一点的感应电势为HDPE膜两侧供电电极产生的感应电势与漏洞电流产生的感应电势的叠加. 试验结果证明,模型的理论值与试验值基本吻合.      

填埋场防渗处理及渗漏检测方法研究进展

介绍了国内外垃圾填埋场防渗结构与相关规范,归纳总结了国内外填埋场防渗结构研究现状,以及HDPE土工膜、GCL土工聚合黏土衬垫的改性研究成果,并分析了渗漏检测方法的技术原理及特点,讨论了国内外研究重点及成果,指出了填埋场防渗结构和渗漏检测方法目前存在的问题以及未来重点研究方向。认为阻止纳米材料渗漏、提高渗漏检测方法准确性和修复措施可操作性是未来的研究工作重点。     

垃圾填埋场的HDPE土工膜防渗技术

采用HDPE土工膜防渗系统,并用热熔焊接和挤压焊接的方法来焊接HDPE土工膜,可以有效提高垃圾填埋场的防渗效果,缩短施工时间。本文以某施工实例为基础,阐述了工艺原理和施工主要材料以及设备,说明了工艺流程和防渗施工要点,最后给出了质量控制措施。     

某生活垃圾卫生填埋场综合利用的设计要点与方法

某生活垃圾卫生填埋场采用改良型厌氧卫生填埋工艺,水平防渗层采用"无纺布+HDPE膜+GCL垫+粘土保护层"防渗结构,在施工过程中出现了一些问题,本文提出了相关解决方法。     

基于机器视觉的填埋场防渗层破损识别方法

填埋场防渗层高密度聚乙烯（HDPE）膜在运营中极易破损,运用在线监测技术确定渗漏区域,将该区域膜上介质移除后,需对漏洞边缘进行精确识别,为实现智能焊接提供视觉基础。因此,提出一种基于机器视觉的填埋场防渗层破损识别方法。首先对样本集进行图像处理,包括图像灰度化、高斯滤波除噪、点运算增强、阈值法分割以及数学形态学处理;其次根据图像的形态特征提取连通域数量、破损面积、周长、长轴、短轴以及轴比,采用holdout方法将样本集划分为训练集与测试集,并将提取到的特征作为输入量,对SVM进行训练;最后采用多个SVM进行分类识别。经实验验证,分类器的总体识别准确率为98.33%,其中块状破损识别准确率为98.24%,缝式破损为98.42%。     

填埋场渗漏磁法检测的噪声来源与剔噪方法综述

填埋是固体废物集中处置的主要手段,填埋场则是固体废物对地下水环境影响集中发生的场所。通过防渗层HDPE膜漏洞的渗漏是导致地下水污染的主要途径和方式,开展防渗层渗漏快速检测和精准定位具有重要意义。传统电学渗漏检测难以检测双层衬垫或多层衬垫系统的下层衬垫破损,基于传统电法改进的电磁方法展现出下层衬垫检测的潜力,但迫切需要解决填埋场复杂服役人文环境和地球磁场环境下的电磁噪声干扰问题。为此,通过对磁法检测原理和信号特征的深入分析,以及对背景磁噪声类型、来源、特征和电磁噪声去噪方法的综述,得出如下结论：在特定条件下,漏洞越近,其磁场信号越强;填埋场噪声主要来源于地磁和人文磁场,且不同噪声有不同特征,需不同处理;去噪过程先预处理排除干扰,其次在检测中选择适宜的滤波或测量法去除噪声。     

填埋场渗漏条件下的漏洞电阻特征与影响因素

复杂填埋环境下,HDPE膜(高密度聚乙烯膜)漏洞处电阻率特征及其影响因素、影响机制不明,制约了电法精准量化渗漏量在填埋领域的应用.基于防渗层渗漏电法检测原理,采用模拟渗漏装置和填埋场等效电路模型探析激励电压(20～200 V)、漏洞半径(1.0～12.5 mm)和渗滤液电阻率(0.68～2.60Ω·m)等关键因素对测量总电阻和漏洞电阻的影响规律和机制.结果表明：漏洞半径对于测量总电阻的影响呈幂函数趋势,在漏洞半径小于4 mm、激励电压在20～40 V区间时,测量总电阻稳定性较差,而漏洞半径大于4 mm、激励电压大于40 V时,测量总电阻稳定性较好;漏洞电阻随渗滤液电阻率变化明显且与渗滤液电阻率呈线性关系,表明渗滤液电阻率是影响漏洞电阻的主要因素之一.研究显示,测量总电阻、渗滤液电阻率与漏洞半径之间存在显著相关关系,受实际场地条件差异的影响,不同填埋场地关系模型存在差异,可通过现场试验构建以测量总电阻和渗滤液电阻率为变量的漏洞半径表征关系模型,扩大基于电法的渗漏量化精准评估方法的适用范围.     

填埋场渗漏条件下的漏洞电阻特征与影响因素

复杂填埋环境下,HDPE膜(高密度聚乙烯膜)漏洞处电阻率特征及其影响因素、影响机制不明,制约了电法精准量化渗漏量在填埋领域的应用.基于防渗层渗漏电法检测原理,采用模拟渗漏装置和填埋场等效电路模型探析激励电压(20～200 V)、漏洞半径(1.0～12.5 mm)和渗滤液电阻率(0.68～2.60Ω·m)等关键因素对测量总电阻和漏洞电阻的影响规律和机制.结果表明：漏洞半径对于测量总电阻的影响呈幂函数趋势,在漏洞半径小于4 mm、激励电压在20～40 V区间时,测量总电阻稳定性较差,而漏洞半径大于4 mm、激励电压大于40 V时,测量总电阻稳定性较好;漏洞电阻随渗滤液电阻率变化明显且与渗滤液电阻率呈线性关系,表明渗滤液电阻率是影响漏洞电阻的主要因素之一.研究显示,测量总电阻、渗滤液电阻率与漏洞半径之间存在显著相关关系,受实际场地条件差异的影响,不同填埋场地关系模型存在差异,可通过现场试验构建以测量总电阻和渗滤液电阻率为变量的漏洞半径表征关系模型,扩大基于电法的渗漏量化精准评估方法的适用范围.     

填埋场渗漏检测偶极子法的影响因素分析

偶极子法属于高压直流电法的一种,具有操作简便、费用低廉,可操作性强,并能对防渗层进行百分之百的无损检测,已成为防渗层施工验收采用的主要方式.分析了影响偶极子法灵敏度的主要因素.在回路电压一定的情况下,膜上介质电阻率、膜上介质厚度、偶极子与HDPE膜的距离、偶极子间距等因素皆可对偶极子法的灵敏度产生影响.结果表明:①膜上介质电阻率越大,偶极子检测灵敏度越高.②膜上介质厚度越大,偶极子检测灵敏度越低.③偶极子与HDPE膜的距离越小,偶极子检测灵敏度越高.④偶极子间距越大,检测灵敏度越高.但偶极子间距过大,会有漏检情况发生.⑤对于多漏洞情况,当漏洞之间的距离大于偶极子的间距时,偶极子法可准确分辨出多个漏洞.      

HDPE土工膜长期性能稳定性的研究进展

垃圾填埋场底部高密度聚乙烯(HDPE)土工膜会因氧化降解而使防渗性能降低,对环境带来二次污染风险,因此,HDPE膜的长期稳定性是值得关注的问题,但国内相关研究甚少。HDPE膜的降解过程可分为3个阶段,主要受自身性质、温度、接触介质和衬垫结构等因素的影响。文章重点综述了国外研究HDPE膜长期稳定性的试验方法,归纳了相关的数学模型,并根据存在的问题提出了建议。室内试验一般采用老化试验,包括浸泡试验和模拟试验,二者均能加快HDPE膜的老化进程。前者一般将试样完全浸泡于研究介质中试验,试验值较为保守;后者将样品置于模拟的衬垫构造中试验,结果更接近实际。数学模型采用Arrhenius模型,精度和所需参数取决于老化试验,现阶段大部分计算结果较片面,完善试验是后续工作的重点。     

垃圾填埋场渗滤液调节池柔性浮盖除臭系统设计与施工

采用柔性浮盖技术,以HDPE土工膜为浮盖材料,并以浙江台州黄岩废弃物生态处理场渗滤液调节池浮盖除臭系统为例,对建立垃圾填埋场调节池"柔性浮盖膜"除臭系统的设计与施工进行了阐述。     

垃圾填埋场观测井地下水水质变化趋势研究——以某城市生活垃圾填埋场为例

以某城市生活垃圾填埋场为例,根据该垃圾填埋场运行8年期间填埋场内观测井水质的变化趋势,分析采用垂直防渗墙与双层水平防渗相结合的防渗技术的可靠性.