面板制造
最后要考虑的设计方面是设施的FML面板布局。设计FML面板布局时应考虑三个因素5 30:
1.接缝应运行起来在斜坡上向下，而不是水平。
2.现场接缝长度应尽可能缩短。
3.废物顶部以下不应有FML渗透。
面板编号A缝号
图26.20面板缝识别方案。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
面板必须正确标识，以知道它们适合在设施中的位置。图26.20描述了用于此目的的板缝识别方案。这种编号方案还确保了高质量的安装，因为接缝编号用于在安装过程中从FML面板上切割的所有样品。从面板上切割的样品经过测试，以确保安装质量高。质量保证和板缝识别方案将在第七章中详细讨论。
26.4液体管理要素废物容器网站
排水系统为了清除垃圾填埋场的渗滤液或其他腐蚀性液体，的表面蓄水池，废物堆是至关重要的。即使衬垫没有漏气现象分子扩散会让液体中的一些有机物浮在上面吗衬管系统滤过FML和粘土。及时收集和清除渗滤液是这一段的核心。
本节概述了收集器的设计和材料，然后讨论了液体管理系统的三个部分:主要衬管上方的LCRS，主要和次要衬管之间的二次泄漏检测、收集和清除(LDCR)系统，以及完整设施关闭上方的地表水收集系统。本节最后讨论了气体收集器和清除系统。
26.4.1概述
渗滤液是指雨水和融雪与废物中的液体结合，并在重力作用下移动到垃圾填埋场设施的底部。在其迁移过程中，液体呈现出废物本身的污染物特征。因此，渗滤液在数量和质量方面都是针对特定地点和特定废物的。收集系统拦截渗滤液的第一部分是初级渗滤液收集和清除(PLCR)系统，该系统位于废物正下方和初级衬垫上方。该系统必须根据个别地盘的情况而设计和建造，以清除渗滤液，以便妥善处理和处置。
渗滤液收集系统的第二部分位于主要和次要衬垫之间。不同的州或地区有不同的名称，包括二级渗滤液收集和清除系统(SLCR)、泄漏检测网络或泄漏询问系统。这里将它称为最不发达国家cr系统。该系统的主要目的是确定渗滤液通过主衬管的泄漏程度(如果有的话)。理想情况下，这个系统只能收集微不足道的渗滤液;然而，它必须以最坏的情况为基础来设计。
第三部分，被称为地表水收集和清除(SWCR)系统，位于废物系统上方的一个盖子或封闭的设施。其目的是将通过覆盖土壤的地表水从帽内的柔性膜转移到系统的外围。液体管理系统的三个部分的位置如图26.21所示。
26.4.1.1排水材料
液体管理系统的排水材料必须允许液体在设施的预期使用寿命内无阻碍地流动。在渗滤液收集系统中，排水管可能由管道、土壤(砾石)、土工网或土工复合材料组成。
穿孔排水管道具有使用和设计普遍、输送流体速度快等优点。然而，它们确实需要相当大的垂直空间，而且容易受到颗粒物的影响
覆盖土壤ut ------ swcr -«:~
业务覆盖
业务覆盖
图26.21双衬里液体管理排水系统的三个要素固体废物设施。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
图26.21双层固体废物设施中液体管理排水系统的三个要素。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
堵塞、生物堵塞和蠕变(偏转)。对于PVC和HDPE管材，蠕变都是值得关注的问题。
最能满足平面内流速规则的合成材料被称为土网。土工网比穿孔管或颗粒材料需要更少的空间，促进液体的快速传输，并且由于其相对开放的孔径，不太可能堵塞。然而，它们确实需要土工织物过滤器，并可能遇到蠕变和入侵的问题。
另一种合成材料被称为排水土工复合材料，有多种类型。土工复合材料具有土工网大部分相同的优点和缺点。然而，由于它们的抗压强度相对较低，通常不用于初级或次级渗滤液收集系统。目前可用产品的抗压强度，或垂直于平面的正常强度，不足以承载一个大型垃圾填埋场的重量。然而，土工复合材料是有用的地表水收集系统，其中应用的法向应力相当低。
26.4.1.2过滤材料
排水材料的开口，无论是管道上的孔，砾石中的空隙，还是土工网中的孔，都必须防止细颗粒材料的入侵。必须使用比排水材料开口更小的中间材料作为过滤器。通常在管道或砾石排水，中等粗到细沙土被用作过滤器。然而，砂的缺点是占用垂直空间，在各种载荷条件下移动。
土工织物用作过滤器可以避免这些问题。织物中的开放空间允许液体流动，同时防止上游的细颗粒污染排水管。土工织物节省垂直空间，易于安装，并具有在负载下保持静止的附加优势。与砂过滤器由于土工织物是一种新技术，人们对它们知之甚少。土工织物不仅被越来越多地用于过滤器，而且还被用作FMLs以上和/或以下的缓冲材料。
26.4.1.3土工合成材料
土工合成材料在液体管理系统中起着关键作用。土工合成材料的五大类别是5
1.土工织物
2.土工格栅
3.地理网
4.GMs
5.Geocomposites。
土工布是由聚合纤维制成的机织布或非织造布。机织土工布是由垂直方向运行的网状纤维组成的织物。对于过滤，纤维之间的空间是最重要的元素。这些空间或空隙必须足够大，以允许畅通无阻的液体流动，但足够小，以防止入侵的颗粒。土工织物还必须有足够的强度来覆盖和加固它们要保护的排水材料的孔或开口。
在非织造土工布中，纤维要细得多，但数量要多得多。各种类型的针穿孔，树脂粘结，和熔粘结。所有这些都包含一个迷宫，随机定向的纤维相互交叉，因此没有直接的流动路线。织物必须有足够的开放空间，以允许液体通过，同时保留任何向上运动的颗粒。针刺无纺布型是非常常用的过滤材料。
土工格栅在横向和纵向上都非常坚固，使其可作为土壤或固体废物的加固材料。通常，它们被用于使设施内部单元的侧坡或外部安全壳的侧坡变陡。最近，它们还被用于建造“背负式”堆填区，即在现有堆填区之上建造堆填区，以加强上部堆填区，防止下部堆填区的沉降差异。
土网是由对转挤出机制成的交叉肋形成的。一个典型的地理网大约是1/4英寸。从上肋骨的顶部到下肋骨的底部厚。快速的传输速率(1厘米/秒的渗透率)是由于土工网中清晰的流动路径，而不是颗粒状土壤材料中的颗粒阻塞。关于基因网有两个主要的问题。首先，肋部交点处的抗压强度必须能够保持其结构稳定，而不产生过大的变形或蠕变。其次，必须防止相邻的材料侵入肋孔，切断或降低流速。
泡沫土工网是一种相对较新的产品，由发泡剂制成，可产生非常高流速的厚土工网结构(高达1/2英寸)。这些提高的流速是由于产品更厚，但最终肋孔中的氮气通过聚合物结构扩散，留下了厚度降低的结构。长期的结果是实心肋土工网的厚度相当于其他非泡沫土工网。
第四种土工合成材料是GM或FML。它是防止渗滤液逃逸的主要防御，是至关重要的。
土工合成材料的最后一类是排水土工复合材料。它们是聚合材料，具有堆积的柱状、块状或其他变形，允许其结构内的平面流动。具有1-in的排水土工复合材料。高柱可以承载4-5-in的气流。直径管道。然而，许多产品的抗压强度较低，不足以用于深层垃圾填埋场或地表蓄水。然而，对于封闭设施之上的地表水收集系统，它们只需要支撑约4英尺的土壤和施工布置设备。
26.4.1.4功能设计概念
无论对特定材料的参数进行评估，都必须使用设计模型找到该材料的所需值，并且必须通过测试方法确定该材料的允许值。允许值除以所需值得到设计比(DR)，或最终的FS。这种按功能设计的概念对于设计和评估在各种情况下既可行又安全的新材料是必要的。
在评价排水和过滤材料时，允许流量除以所需流量，可根据下式5得到DR或FS:
1.对排水
其中DR为设计比，q为单位宽度流量，Y为透射率。
2.对于过滤q'
其中DR为设计比，qr为单位面积流量，Y’为介电常数。
图26.22平面内流速(透射率)计算变量。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
图26.22平面内流速(透射率)计算变量。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
透射率简单来说就是渗透系数，也就是水力系数电导率(k)，在材料平面内乘以材料的厚度(T)。由于一些高分子材料的压缩性非常高，因此需要考虑材料的厚度。采用达西定律(Q = kiA)计算流速，透射率为kT, i为水力梯度(见图26.22):
其中Q/w为单位宽度的流量，0为透射率。
当液体流过材料的平面时，就像在土工织物过滤器中一样，垂直于平面的渗透率可以除以厚度T，得到一个新的值，介电常数(见图26.23)。在横向流动中，T是分母;对于平面流，它在分子上。平面间流表示为
其中y是介电常数，Q/A是单位面积的流速(通量)。
图26.23计算横平面流速(介电常数)的变量。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
因此，透射率和介电常数值都允许在后续分析中避免厚度。
表26.5列出了一些用于初级渗滤液收集和渗滤液检测和收集系统的排水和过滤材料的ASTM测试方法和标准。
26.4.2 PLCR系统
初级渗滤液收集系统的各种设计选项有颗粒土排水系统、穿孔管收集器、土工网排水系统、砂过滤器和土工织物过滤器。图26.24显示主要渗滤液收集系统的横截面，该系统在斜坡设有土工网排水渠，并在底部设有碎石排水渠。然后，砾石排水沟进入穿孔管收集器。土工织物作为保护土工网的过滤器，沙子作为排水砾石的过滤器。如图26.24所示，边坡土工布通常会延伸到底部砂过滤器上方。
图26.23计算横平面流速(介电常数)的变量。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
表26.5
排水和过滤材料的试验方法和标准
ASTM测试 |
||
指定 |
||
(或其他) |
用于确定 |
材料 |
D2434 |
磁导率 |
土壤 |
D2416 |
强度 |
暗渠管 |
F405, F667 |
通用规范 |
HDPE管 |
D4716 |
透射率 |
地理网,geocomposite |
D4491 |
介电常数 |
土工布 |
D4751 |
表观开口尺寸 |
土工布 |
cw - 02215 a |
梯度比 |
土工布 |
GRI-GT1» |
长期流 |
土工布 |
资料来源:美国EPA，《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，
美国环境保护署，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。美国陆军工程兵试验方法。b土工合成研究所试验方法。
用于
PLCR, LDCR PLCR, LDCR PLCR, LDCR PLCR, LDCR PLCR滤波器，LDCR PLCR滤波器，PLCR PLCR滤波器
资料来源:美国EPA，《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，
美国环境保护署，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。美国陆军工程兵试验方法。b土工合成研究所试验方法。
-
- 图26.24主要渗滤液收集系统的截面。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
26.4.2.1颗粒土(砾石)排水设计
MTG规定要求颗粒土壤排水材料必须5
•具有1cm /s (2ft/min)的渗透率(水力传导率)
•斜率大于2%
•包括穿孔管
•包括一层过滤土壤
•覆盖垃圾填埋场的底部和侧壁。
在基于MTG值的颗粒土排水设计中计算所需流量Q:
26.4.2.2集管射孔设计
垃圾填埋场最初的穿孔集流管是由混凝土制成的，就像公路下排水系统中使用的那样。随着垃圾填埋场越来越高，这种管道的强度变得不足。今天，穿孔PVC管是常用的，HDPE管也是。新规定要求所有材料的耐化学性测试作为许可审批过程的一部分。射孔集流管设计的三个步骤如下:
1.获得所需的流程
2.根据所需流量和最大斜率得到所需管道尺寸
3.检查管道强度，并获得其环挠度，以确定抗压公差
26.4.2.3土工网排水设计
表26.6给出了各种geonet的编译。还确定了每种材料的结构和性质。排水设计中使用的土工网必须耐渗滤液的化学腐蚀，支持
表26.6
土工网的类型和物理性质(均为PE)
表26.6
土工网的类型和物理性质(均为PE)
宽/ |
厚度 |
孔径 |
||||||
制造商/ |
产品 |
卷的大小 |
长度 |
约 |
大小 |
|||
代理 |
名字 |
结构 |
(英尺) |
(m) |
(mil) |
(毫米) |
(在)。 |
(毫米) |
迦太基米尔斯 |
fx - 2000 |
挤压的肋骨 |
7.5/300 |
2.3/91 |
200 |
5.1 |
||
产品说明 |
||||||||
fx - 2500 |
挤压的肋骨 |
7.5/300 |
2.3/91 |
250 |
6.3 |
|||
产品说明 |
||||||||
fx - 3000 |
挤压的肋骨 |
7.5/220 |
2.3/67 |
300 |
7.6 |
|||
产品说明 |
||||||||
Conwed塑料 |
XB8110 |
挤压的肋骨 |
6.9/300 |
2.1/91 |
250 |
6.3 |
0.3 x 0.3 |
8 × 8 |
XB8210 |
挤压的肋骨 |
6.9/300 |
2.1/91 |
160 |
4．1 |
0.35 x 0.35 |
9 × 9 |
|
XB8310 |
挤压的肋骨 |
6.9/300 |
2.1/91 |
200 |
5.1 |
0.3 x 0.4 |
8 × 10 |
|
XB8410 |
挤压的肋骨 |
6.9/220 |
2.1/67 |
300 |
7.6 |
0.25 x 0.25 |
6 × 6 |
|
XB8315CN |
挤压的肋骨 |
6.9/300 |
2.1/91 |
200 |
5.1 |
0.3 x 0.3 |
8 × 8 |
|
流体系统公司 |
tn - 1001 |
挤压的肋骨 |
7.5/300 |
2.3/91 |
250 |
6.3 |
||
Tex-Net (TN) |
tn - 3001 |
挤压的肋骨 |
7.5/300 |
2.3/91 |
200 |
5.1 |
||
tn - 4001 |
挤压的肋骨 |
7.5/300 |
2.3/91 |
300 |
7.6 |
|||
tn - 3001 CN |
挤压的肋骨 |
7.5/300 |
2.3/91 |
200 |
5.1 |
|||
Poly-Net (PN) |
pn - 1000 |
泡沫和 |
6.75/300 |
2.0/91 |
250 |
6.3 |
0.3 x 0.3 |
8 × 8 |
挤压的肋骨 |
||||||||
pn - 2000 |
挤压的肋骨 |
6.75/300 |
2.0/91 |
160 |
4．1 |
0.3 x 0.4 |
9 × 9 |
|
pn - 3000 |
挤压的肋骨 |
6.75/300 |
2.0/91 |
200 |
5.1 |
0.35 x 0.35 |
8 × 10 |
|
pn - 4000 |
泡沫和 |
6.75/300 |
2.0/91 |
300 |
7.6 |
0.25 x 0.25 |
6 × 6 |
|
挤压的肋骨 |
||||||||
土工合成材料 |
GSI净100 |
泡沫和 |
- - - - - - |
- - - - - - |
250 |
6.3 |
||
挤压的肋骨 |
||||||||
GSI净200 |
挤压的肋骨 |
- - - - - - |
- - - - - - |
160 |
4．1 |
|||
GSI净300 |
挤压的肋骨 |
- - - - - - |
- - - - - - |
200 |
5.1 |
|||
Gundle |
Gundnet XL-1 |
挤压的肋骨 |
6.2/100 |
1.9/30 |
250 |
6.3 |
0.3 x 0.3 |
8 × 8 |
Gundnet XL-3 |
挤压的肋骨 |
6.2/100 |
1.9/30 |
200 |
5.1 |
0.3 x 0.3 |
8 × 8 |
|
低的兄弟 |
Lotrak 8 |
挤塑网 |
6.6/164 |
2.0/50 |
120 |
3.0 |
0.3 x 0.3 |
8 × 9 |
Lotrak 30 |
挤塑网 |
6.6/164 |
2.0/50 |
200 |
5.2 |
1.2 x 1.2 |
30 x 27 |
|
Lotrak 70 |
挤塑网 |
6.6/164 |
2.0/50 |
290 |
7.3 |
2.8 x 2.8 |
70 x 70 |
|
Tenax |
公元1 |
挤压的肋骨 |
4.8/66 |
1.5/20 |
250 |
6.3 |
0.3 x 0.25 |
8 × 6 |
公元2 |
挤压的肋骨 |
7.4/82 |
3.8/25 |
200 |
5.1 |
0.3 x 0.35 |
9 × 9 |
|
公元3 |
挤压的肋骨 |
7.4/82 |
2.2/25 |
160 |
4．1 |
0.3 x 0.25 |
8 × 6 |
|
公元600年 |
挤压的肋骨 |
5.5/100 |
1.67/30.5 |
160 |
4．1 |
0.3 x 0.25 |
8 × 6 |
|
Tensar |
DN1-NS1100 |
挤压的肋骨 |
5.2/98 |
1.6/30 |
220 |
5.6 |
0.3 x 0.3 |
8 × 8 |
DN3-NS1300 |
挤压的肋骨 |
6.2/98 |
1.9/30 |
150 |
3.8 |
0.3 x 0 3 |
8 × 8 |
|
-NS1400 |
挤压的肋骨 |
6.2/98 |
1.9/30 |
200 |
5.1 |
0.3 x 0.3 |
8 × 8 |
|
资料来源:美国EPA，《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提，1989年8月。
资料来源:美国EPA，《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提，1989年8月。
根据美国材料试验协会D471633的允许流量或透射率进行评估。这个允许值必须与前面提出的函数设计方程中的要求值进行比较。
在D4716流动测试中，33所提议的集热器截面应尽可能地模拟。候选土工网通常夹在下面的FML和上面的土工织物之间。土壤，也许是模拟废物，被放在土工布上面，来自测试装置的负载板被放在土壤上面。施加的法向应力通过整个系统传递。然后在恒定水头下启动平面流动，并测量通过土工网的流量。
所需流量可由MTG直接计算(1)或根据地表水流入量计算(2)。保守地说，所有三种计算都应该进行，最坏的情况(例如，流量最高的情况)用于所需的流量。确定所需流量或透射率的各种方程如下所示:
1.Geonet必须相当于MTG规定的天然材料:
其中Q为地表水流入量，C为径流系数，I为平均径流强度，A为表面积。
一般来说，土工网具有较高的安全系数或DRs，除非出现蠕变问题或相邻材料侵入孔洞。
26.4.2.4颗粒土(砂)滤网设计
有三个部分用于分析砂过滤器放置在排水砾石之上。第一个参数决定过滤器是否允许足够的液体通过。第二步评估空隙是否足够小，以防止固体从上游材料中流失。第三部分估计了过滤器的长期堵塞行为。
在颗粒土(砂)滤料的设计中粒度分布排水系统和入侵(或上游)土壤的要求。滤料应有其特点
2.根据地表水流入14
砾石砂
淤泥
粘土
颗粒大小(对数)
图26.25基于粒度曲线的设计。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
砾石砂
淤泥
粘土
颗粒大小(对数)
图26.25基于粒度曲线的设计。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
大小颗粒介于两个极端之间(见图26.25)。足够的流量和足够的保留率是两个重点设计因素，但最重要的可能是堵塞。虽然在岩土工程参考文献中发现了经验准则，但没有定量的方法来评估土壤过滤器堵塞。
26.4.2.5土工布过滤器设计
土工布过滤器设计与砂过滤器设计相似，并进行了一些修改。充足的流量、土壤保持和防止堵塞的三个要素保持不变。
通过比较允许的介电常数和要求的介电常数来评估适当的流量。允许介电常数采用ASTM D4491测试方法34，这是公认的。所需的介电常数利用了达西定律的一种适应形式。结果比较产生一个DR，或FS，这是设计的重点
其中Yallow是来自ASTM Test D4491的介电常数，Yreqd = (Q/A)(1/hmax)， Q/A是单位面积的流入率，hmax = 12英寸。
土工织物过滤器设计的第二部分是确定必要的开口尺寸，以保留上游土壤或渗滤液中的颗粒。95%开孔尺寸与待保留的粒子之间存在如下关系。
fct;(d50, CU, Dr) (26.14)
式中O95 = 95%土工布开口尺寸(美国陆军工程兵CW 02215试验方法)，35 d50 = 50%上游颗粒尺寸，CU为上游颗粒尺寸均匀性，DR为上游颗粒相对密度。
方程中土工布的O95尺寸是给定尺寸的玻璃珠的5%通过织物的开口尺寸。该值必须小于入侵材料的粒度特性。在土工布O95尺寸的测试中，使用底部有非常粗网的筛子作为支撑。土工布被放置在网格的顶部，并与内部粘结，以便测试中使用的玻璃微珠不会在土工布的边缘周围逃逸。这个特殊的测试决定了O95值。为了验证土工织物过滤器中颗粒滞留的FS，使用许多现有公式中的任意一个，将滞留土壤的颗粒尺寸分布与允许值进行比较。
土工织物设计的第三个考虑因素是长期堵塞。ASTM采用的试验方法称为梯度比试验。它最初是由美国陆军工程兵团制定的，并在CW 02215中列出。在试验中，水力梯度为1 In。与2 in的水力梯度进行了比较。的土壤。如果梯度比<3，土工布很可能不会堵塞。如果梯度比为>3，土工布很可能会堵塞。此程序的替代方法是在实验室中进行长期柱流测试。该测试在预期的水力梯度下模拟给定的土壤-织物系统。 The flow rate through the system is monitored. A long-term flow rate at a constant value indicates an equilibrium between the soil and the geotextile system. If clogging occurs, the flow rate will gradually decrease until it stops altogether.
26.4.2.6渗滤液清除系统
图26.26显示的是一个小容量污水池，其中从混凝土基础的上部到下部的距离约为1英尺。1英尺是一个重要的设计数字，因为美国环保署规定最大渗滤液头为1英尺。小容量潜水污水池存在
-
- 图26.26带有小容量污水池的渗滤液清除系统。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
然而，操作上的问题。由于它们大部分时间都是干的，有可能会烧坏。由于这个原因，垃圾填埋运营商更喜欢拥有深度在3到5英尺之间而不是1英尺(图26.27)的污水池，即使一个大容量污水池的渗滤液水平将大于1英尺的最大值。
渗滤液清除立管必须从衬垫延伸到整个堆填区，然后穿过盖本身。它还必须在30年或更长时间的整个术后护理期内保持。
-
- 用完了
JffW
压实粘土
图26.27带有大容量污水池的渗滤液清除系统。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
26.4.3 LDCR系统
LDCR系统位于垃圾填埋场、地表蓄水池和废物堆的一级和二级衬垫之间。它可以由颗粒土(即砂砾)或土工网组成。
26.4.3.1颗粒土(砾石)排水设计
与内衬以上的主要渗滤液收集系统一样，内衬之间的lds是通过比较允许流量和所需流量来设计的。允许流量在PLCR系统的颗粒土(砾石)排水设计部分进行了评估。所需的流量更难估计。这一数值可能低至1加仑/英亩/天或数倍于此。这是具体的地点，通常是一个粗略的估计。过去的设计使用100加仑/英亩/天的所需流量。来自应对行动计划现场监测的数据最终将提供更现实的价值。当使用颗粒土时，需要一个用于清除渗滤液的管网。
26.4.3.2土工网排水设计
对于土工网LDCR系统，在实验室中使用ASTM D4716测试方法确定土工网的流速，并修改该值以满足特定的现场情况。然后用与颗粒系统相同的方法确定土网流量DR。不需要管网。
在使用带有复合初级衬垫设计的土工网时，需要注意的是土工布侵入和蠕变对允许流量的影响。在复合初级衬垫系统中，土工网直接放置在粘土衬垫下面，土工布作为中间屏障。这种土工布的设计很重要，因为粘土颗粒可以穿过开放式编织土工布中的大空隙，因此需要使用至少8-10盎司/yd2的针刺非织造土工布。即使有了这些预防措施，评估允许流量的实验室测试也应该在每个细节上模拟预期的截面。
26.4.3.3响应时间
美国环保局规定，对进入LDCR系统LDS的渗滤液的最短检测时间为<24小时。响应时间的计算基于土工网和/或颗粒状土壤排水层的速度。采用达西定律计算土工网中的流速，对于颗粒土必须使用“真实”流速。
26.4.3.4检漏清除系统
LDRS需要监测、采样和去除渗滤液。任何渗透到一级衬管系统并进入二级系统的渗滤液都必须清除。在建造过程中，LDCR系统可以接受径流水，但一旦垃圾填埋场投入使用，它只会清除通过主要衬垫的任何泄漏。最常见的清除系统由一根直径较大的管道组成，管道沿着主衬管和次衬管之间的侧壁向下延伸至LDCR的低位(污水池)。管道必须穿透顶部的主衬管。潜水泵通过管道定期下放，以“询问”进入系统的流体量。监测和回收泵的选择取决于要去除的渗滤液的数量。
另一种基于重力的替代系统，需要同时穿透次级复合衬管系统的FML和粘土组分。它还需要在堆填区的对面设置一个监测和收集沙井。然而，人孔和连接管变成了一个地下储存罐，需要自己的二次密封和LDSs。
根据需要设置表土层
霜汞覆盖土层
根据需要设置表土层
按要求pp^nc > GM
0.6 m/■>覆铜板，k£10-7 cm/^/ ^
按要求排气层
按要求pp^nc > GM
0.6 m/■>覆铜板，k£10-7 cm/^/ ^
按要求排气层
图26.28最终盖系统。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
26.4.4 SWCR系统
液体管理的第三部分是SWCR系统。它被放置在完成的设施的顶部，在封面FML之上。雨水和融雪渗过表层土壤植被必须移到适当的上层排水系统。图26.28说明地表水收集器系统的主要组成部分。排入地表水收集器系统的流体量的设计量可以通过水量平衡方法或计算机程序HELP(水文评价垃圾填埋场性能模型)36 37确定(见图26.29)。
地表水排水系统可以由颗粒土、土工网或土工复合材料组成，但大多数排水系统使用颗粒土。在霜冻地区尤其如此，在FML以上必须有3-6英尺的土壤以满足霜冻的要求
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- 图26.29估算覆盖土壤渗入SWCR系统的设计方法。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭的要求》，EPA/625/489/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提，1989年8月。)
渗透。在这种情况下，1英尺的颗粒土厚度可以作为地表水收集器。如果没有好的排水材料，如果场地太大，或者天然材料会增加不需要的厚度，可以使用土工网或土工复合材料。排水土工复合材料的优点是其比土工网或颗粒土更高的流速能力。所有土工复合材料系统都有由土工织物过滤器保护的聚合物芯。虽然许多聚合物不能承受侵略性的渗滤液，但这在唯一与水接触的表面排水收集器中不是一个问题。土工复合材料的抗压强度一般低于土工网，但这在地表水收集器中也不是问题。土工复合材料需要承受的最大负荷可能是用于在封闭设施上放置覆盖土和植被的施工设备。
地表水收集器系统的设计是由允许流量除以所需流量确定的。土工复合材料的容许率是用与土工网完全相同的方法实验确定的。测试过程中使用的特定截面应尽可能地复制预期的设计。对于所需的流量，可以使用达西定律或HELP36、37。然后使用按功能设计的概念来确定DR或FS。
要求
26.4.5气体收集和排出系统
固体降解废料在垃圾填埋场从好氧分解到厌氧分解非常快，从而产生气体收集在封闭FML。产生的气体几乎98%是二氧化碳(CO2)或甲烷(CH4)。因为二氧化碳比空气重，它会向下移动，并与渗滤液一起被清除。然而，甲烷(约占产生气体的50%)比空气轻，因此会向上移动，并在设施的“不透水”FML底部收集。如果气体不被清除，它将从FML下面产生压力的积聚。
在气体收集器系统中，颗粒土层或针孔非织造土工布直接放置在复合盖系统的FML或粘土下面。气体相容性和空气透过率是设计时必须考虑的因素。甲烷是最主要的气体，应该与大多数类型的土工布兼容，包括PET, PP和PE。
厚度设计应基于气体透射率测试。由于水的粘度是气体的1000- 10000倍，因此气体流量的qallow应该与水透射率测试的结果非常吻合。或者，可以直接查看渗透系数，其中土工布气流比mtg要求的值大几个数量级。在试验方法中，土工织物试样安装在负载帽下。然后加入相当于覆盖土的载荷，并将气体引入土工布内部。气体流过土工布，进入一个覆盖层，覆盖层位于法兰外侧，并记录在空气表上。然后记录所得到的施加应力、气体压力和气体渗透率，如有必要，将其转换为气体透过率。然后，将允许的气体透过率除以所需的气体透过率，得到DR或FS。
天然气的生成周期为70-90年，因此气体收集和清除系统必须至少工作这么长时间，以避免天然气压力压在井盖下方。
气体的产生也可能导致“背负式”垃圾填埋场的问题，这些垃圾填埋场是一个接一个地建在一起的。目前还不清楚，在一个新的衬垫被放置在旧垃圾填埋场上后，产生的气体会发生什么变化。为了尽量减少问题，旧垃圾填埋场应该有一个均匀的斜坡，并可能有一个手摇褶皱的底部横截面。这样，气体就可以从底部逸出，并从场地的高梯度一侧收集。
如图26.30所示，气体收集系统的细节非常复杂，但对系统的正常运行非常重要。
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- 图26.30气体收集器系统的其他细节。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
26.5保护已完成的垃圾填埋场
本节描述了一个完整的垃圾填埋场的封闭或盖系统的要素，包括柔性膜盖(FMCs)、SWCR系统、气体控制层、生物屏障和植被覆盖。它还讨论了渗透、侵蚀控制和与确保完成的垃圾填埋场相关的长期美学问题。
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- 图26.31典型土工合成单元剖面。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
图26.31显示了为满足美国环保署的MTG要求而设计的典型垃圾填埋场剖面上部剖面包括盖层或覆盖层，包括所需的2英尺植被覆盖层、1英尺横向排水层和低渗透屏障土(粘土)盖层，其厚度必须超过2英尺。该三层系统还包括可选的FMC和可选的气体控制层。指导要求一个40毫米厚的FMC。
26.5.1柔性膜帽
快消层被放置在低渗透层之上粘土帽在SWCR系统之下。fmc的主要功能是防止地表水流入垃圾填埋场，并提高排水层的效率。美国环保局允许运营商选择在特定场地条件下最有效的合成材料用于FMC。在选择材料时，经营者应牢记FMLs和fmc之间的几个区别。与FML不同，FMC通常不接触渗滤液;所以化学相容性不是问题。与FMLs相比，膜盖也具有较低的正应力，后者通常承担垃圾填埋场的重量。fmc与班轮相比的一个优势是它们更容易维修，因为它们靠近设施的表面，使它们更容易接近。然而，由于废物的处理，快消品将比快消品承受更大的压力。
26.5.2 SWCR系统
SWCR系统建立在FMC的基础上。SWCR系统的目的是防止地表水渗透到垃圾填埋场，通过包含和系统地去除收集在其中的任何液体。地表水渗入排水层的实际设计水平可使用水平衡方程或HELP模型计算。36 37
井盖周长分级的错误通常会将SWCR系统与二级LDRS集成(或交叉连接)，导致大量水渗入二级检测系统。如果出现这种情况，应尽快补救。地表水的渗透在核和危险废物设施中是一个特别令人担忧的问题，在那里发现了气体通风口。密封系统应设计成防止水通过这些通风口进入系统。
在设计FMC之上的SWCR系统时，必须考虑三个问题5:
1.封面的稳定性。
2.穿刺阻力。
3.由于沉降的影响，封闭系统承受相当大应力的能力。
26.5.2.1盖板稳定性
支撑SWCR系统的FMC的稳定性可能受到用于建造排水层的材料和场地坡度的影响。在一些新设施中，排水层是放置在FMC顶部的土工网，这两个元素之间的摩擦系数低至8-10°。如此低的摩擦力可以让盖子滑动。新泽西州梅多兰兹(Meadowlands)的一个设施建在一个山坡坡度超过2:1的高土堆上。为了确保膜与设施边坡的粘附性，在FMC的两侧粘合了一层非织造土工布。
26.5.2.2抗穿刺性
fmc必须抵抗建筑设备、岩石、树根和其他自然现象的渗透。运行设备的流量会造成严重的撕裂。土工布放在膜上或膜下可使其抗穿刺能力提高3或4倍。然而，请记住，放置在FMC和粘土层下面的土工布将破坏两者之间的复合作用。这将导致FMC渗透增加。
26.5.2.3结算影响
沉降的影响是SWCR系统设计中主要考虑的问题。许多设施在一年内沉降了6英尺，在一段时间内沉降了40英尺或更多例如，新泽西州的Meadowlands场地在95英尺的高度建造，沉降到40英尺，然后重建到135英尺。均匀沉降实际上是有益的，因为它可以压缩FMC的长度，减少拉伸应变。然而，如果废物没有均匀地沉降，则可能是由分隔废物单元的内部护堤引起的。
在加利福尼亚州目前的一个关闭地点，一个18英尺高的垃圾转移设施正在一个130英尺高的垃圾填埋场的30英尺高的沟里建造。废物转移设施会比邻近区域沉降得更快，在沟槽边缘造成张力。在拉伸点处采用电子引伸计来检测粘土帽和FMC的开裂应变。
虽然误差范围很大，但和解是可以估计的。安全的商业危险废物填埋场的排水量最小，<1.5%。在新的较大的固体废物填埋场，排水量估计为15%，而老式的、不受监管的混合废物设施的沉降率高达50%。
26.5.3气体控制层
气体收集系统直接安装在危险废物填埋场的低渗透粘土盖下。专门用于接收危险废物的垃圾填埋场是相对较新的，在这些系统中从未检测到气体。在封闭安全的危险废物填埋设施中开发天然气可能需要40年或更长时间。由于天然气产生的长期影响尚不清楚，而且成本极低，美国环保署强烈建议使用气体收集系统。
排气管道系统的详细情况如图26.30所示。图中左上方的两个细节显示了位于SWCR系统与FMC界面上的启动密封和法兰密封的特写。为保持通风口正常运行，关闭系统的坡度应
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- 图26.32气体收集器系统中的水弯。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
永远不要低于2%;最好是5-7%。气体收集器系统的一个潜在问题是，如果维护不当，气体排放管道可能会导致地表水直接排入垃圾填埋场。
图26.32说明了气体收集器系统中的两种湿度控制选项。在空气的透气性受到影响之前，气体收集器系统将容忍大量的水分。来自粘土和FMC下面形成的气体收集器层的冷凝物也可以被带回废物中，因为大多数危险废物都沉积在非常干燥的地方。
26.5.4生物屏障
生物屏障是一种砾石和岩石层，旨在防止穴居动物侵入垃圾填埋场。这种保护主要是在井盖周围，但在某些情况下，尾管底部也可能需要这种保护。动物通常不能穿透FMC，但它们可以扩大现有的孔或撕裂起皱的材料。
图26.33显示生物屏障的砾石过滤器和鹅卵石组成部分及其在堆填区系统中的位置。建议的生物屏障厚度为1米，应有效防止除最小昆虫外的所有昆虫穿透。请注意，生物屏障还充当地表水收集/排水层。用于核帽的生物屏障可达14英尺厚
植被
表层土壤(60厘米)
表层土壤(60厘米)
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- 图26.33可选生物屏障层。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
岩石直径几英尺。这些屏障的设计是为了防止现在和将来人类对垃圾填埋场的破坏。
26.5.5植物层
填埋剖面的顶层为营养层。从短期来看，这一层可以防止风蚀和水蚀，最大限度地减少地表水渗入废物层，并最大限度地提高蒸散量水分流失通过蒸发和蒸腾作用从土壤中分离。从长远来看，植被层还可以增强美学，并促进垃圾填埋场顶部的自我维持的生态系统。后者是最重要的，因为设施不可能由政府或工业无限期地维持。
侵蚀会破坏排水层、地表水和lcrs的功能，从而严重影响垃圾填埋场的关闭。严重的侵蚀可能导致废物本身暴露在外。因此，重要的是预测将在一个地点发生的侵蚀量，并相应地加强设施。下面所示的通用水土流失方程可用于确定水土流失5:
其中X为土壤流失量，R为降雨侵蚀指数，K为土壤可蚀性指数，S为坡度因子，L为坡长因子，C为作物管理因子，P为侵蚀控制措施。
图26.34可用于计算通用水土流失方程中由场地坡度引起的水土流失比率。损失风蚀可由下式确定:
100 200 300 400 500
斜坡长度(ft)
图26.34斜坡造成的水土流失。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
100 200 300 400 500
斜坡长度(ft)
图26.34斜坡造成的水土流失。(改编自美国EPA《危险废物填埋场设计、建造和关闭要求》，EPA/625/4-89/022，美国环境保护局，俄亥俄州辛辛那提市，1989年8月。)
其中X'为年风蚀，I为场地粗糙度因子，K为土壤可蚀性指数，C为气候因子，L为场地长度因子，V为植被覆盖因子。raybet雷竞技最新在垃圾填埋场顶部保持农业层存在许多问题，特别是在干旱或半干旱地区。建立在由排水良好的石头和合成材料组成的SWCR系统上的农业层可能难以支持任何种类的作物，因为土壤水分被去除了。在干旱地区，即使土壤足够深和肥沃，也可能需要一个连续的喷水系统来保持瓶盖顶部的生长。最后一个问题涉及建造在坡度大于3:1的垃圾填埋场。种植和维护作物所需的设备不能在陡峭的斜坡上运行。
经营者应联系当地的农业推广机构或国家运输部，了解情况植物种类会在这里的条件下生长。在选择植被之前，还应研究SWCR系统对土层的影响。通常原生草是最好的选择，因为它们已经适应了周围的环境。然而，有时植被可以克服不利条件。在新泽西州Meadowlands的一个地点，植物对过量的地表水做出了反应，通过FMC上的孔锚定在下面的废物上，在表面植物和下面的材料之间建立了牢固的纽带。
对于very网站干旱的土地或者在陡峭的斜坡上，装甲系统或硬化帽可能比植被层更有效地保护垃圾填埋场。在植被无法生存的地区，经营者不应依赖农业层来保护。许多州允许沥青盖作为植被覆盖物的替代品。一些工业场所的关闭涉及在盖膜和粘土层上建造硬化盖“停车场”。沥青上的碎屑密封层防止了路面的紫外线降解。然而，这些瓶盖需要每5年进行一次维护和重新密封。在一些场地，沥青顶部的织物可以最大限度地减少裂缝和水的侵入。
26.5.6其他注意事项
在设计危险废物填埋场的封闭系统时，过滤器层、霜冻渗透和封盖衬垫连接是需要考虑的其他因素。在封闭装置中使用土工布作为过滤层之前，应对该材料进行压力测试和堵塞测试。冻融循环可能对薄膜影响不大，但对粘土的影响仍不清楚。由于缺乏这方面的知识，膜层和粘土层应该放在霜渗透层下面。最后，不应在初级FML上焊接帽膜。瓶盖内的差异沉降会对瓶盖膜产生张力。在这种情况下，煤层可以分离并增加地表水收集系统集成到LDS的潜力。
26.6内胆与废物的相容性
本节讨论土工合成和天然衬垫材料与废物和渗滤液的化学相容性(抗性)。即使在相对惰性的环境中，某些材料暴露在危险和无害渗滤液中所含的化学物质中，也会随着时间的推移而恶化。预测一个地点渗滤液的种类和质量是很重要的
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