阅读说明：本技术 一种用于生活垃圾处理的填埋场高效防渗方法 (Efficient anti-seepage method for landfill for domestic garbage treatment ) 是由 黎忠琴 于 2020-05-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于生活垃圾处理的填埋场高效防渗方法,属于防渗处理技术领域,可以实现通过分层防渗的方式作为防渗基础,创新性的引入沉降双态减水层,利用微生物处理垃圾渗滤液的特性,将生活垃圾填埋时的垃圾渗滤液和微生物处理过程中产生的热量,双重沉降引流至沉降双态减水层,先通过分流吸附过滤结合微生物处理,对垃圾渗滤液中的污染成分进行分解,其次通过储蓄吸收来的热量对垃圾渗滤液进行加热使其蒸发,并沿预埋的管道向填埋场外排出进行收集回收利用水资源和热能,通过主动引流并促使双态变化的方式,对垃圾渗滤液进行高效处理,从而显著提高填埋场的防渗效果。(The invention discloses a high-efficiency anti-seepage method for a landfill for domestic garbage treatment, which belongs to the technical field of anti-seepage treatment, can realize that the sedimentation dual-state water reducing layer is innovatively introduced by taking a layered seepage-proofing mode as a seepage-proofing foundation, the garbage percolate generated during the landfill of the domestic garbage and the heat generated in the microbial treatment process are dually sedimentated and drained to the sedimentation dual-state water reducing layer by utilizing the characteristic of the microbial treatment of the garbage percolate, the pollutant components in the garbage percolate are decomposed by combining the shunting adsorption filtration with the microbial treatment, secondly, the absorbed heat is stored to heat the landfill leachate to evaporate, and the landfill leachate is discharged to the outside of the landfill along the pre-buried pipeline to collect and recycle water resources and heat energy, the landfill leachate is efficiently treated in a mode of actively draining and promoting the change of a two-state, so that the anti-seepage effect of a landfill site is obviously improved.)

一种用于生活垃圾处理的填埋场高效防渗方法

技术领域

本发明涉及防渗处理技术领域，更具体地说，涉及一种用于生活垃圾处理的填埋场高效防渗方法。

背景技术

垃圾填埋场渗漏污染环境危害非常巨大，土壤被污染后,将会盐碱化、毒化，土壤中的寄生虫、致病菌等病原体能使人致病，渗透也会污染地下水，并最终进入人类的食物链，对人体造成严重伤害。国外从80年代开始在垃圾填埋场防渗处理中使用1—2毫米厚的HDPE高密度聚乙烯土工膜，已成为一项成熟的技术并得到越来越多的应用。我国环保型垃圾填埋场起步较晚，但近年在国家环保总局的关注下及国民环保意识的提高，采取HDPE防渗处理的环保型垃圾填埋场已经在全国得到广泛应用。

垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。垃圾渗滤液的水质相当复杂，一般含有高浓度有机物、重金属盐、SS及氨氮，垃圾渗滤液不仅污染土壤及地表水源，还会对地下水造成污染

现有的垃圾填埋场防渗系统较为简单，防渗效果较差，一般对于外来水的防渗效果较好，但是污染程度高的垃圾渗透液却难以处理，难以依靠垃圾中微生物处理的方式进行治理，随着时间的推移防渗效果难免会下降导致不同程度的渗漏。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于生活垃圾处理的填埋场高效防渗方法，它可以实现通过分层防渗的方式作为防渗基础，创新性的引入沉降双态减水层，利用微生物处理垃圾渗滤液的特性，将生活垃圾填埋时的垃圾渗滤液和微生物处理过程中产生的热量，双重沉降引流至沉降双态减水层，先通过分流吸附过滤结合微生物处理，对垃圾渗滤液中的污染成分进行分解，其次通过储蓄吸收来的热量对垃圾渗滤液进行加热使其蒸发，并沿预埋的管道向填埋场外排出进行收集回收利用水资源和热能，通过主动引流并促使双态变化的方式，对垃圾渗滤液进行高效处理，从而显著提高填埋场的防渗效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种用于生活垃圾处理的填埋场高效防渗方法，包括以下步骤：

S1、选址开挖：选择远离人类活动的区域按照设计图纸进行土方开挖，边坡保持一定的坡度以防止塌陷；

S2、前期准备：对填埋区场地进行平整、碾压和夯实，然后就地取材，用挖掘机填土在基层表面形成土壤防渗底层并压实；

S3、地下水导排：挖地下水导排暗渠，分布排水管道，采用级配砂卵石设置，在进行级配砂卵石的铺设时，预留好地下水导排管的安装位置，并且及时进行地下水导排管的安装形成地下水导排层；

S4、防渗底层施工：将膨润土防水毯自然松弛平铺在地下水导排层上，无纺布一面朝下，编织布另一面朝上铺设，然后于膨润土防水毯上铺设双光面HDPE土工底膜，完成后在双光面HDPE土工底膜上铺填一层30cm厚的碎石层；

S5、防渗边层施工：先于边坡上覆盖上土壤并压实形成土壤防渗边层，并于土壤防渗边层上铺设双光面HDPE土工边膜，完成后堆砌袋装黏土形成防渗膜袋防护层；

S6、沉降双态减水层施工：于防渗底层上铺设一层20cm厚的膨胀珍珠岩隔热层，并埋设有多根补气管，且补气管两端分别沿边坡延伸至坑外，同时于膨胀珍珠岩隔热层内均匀埋设多个聚热块，所述聚热块上分段焊接有延伸式导热杆，并于第一段延伸式导热杆焊接结束后立即贯穿套上长纤机织土工布，在长纤机织土工布上对应聚热块的间隙之间放置有导水补气块，所述导水补气块下端与补气管之间焊接有用来支撑长纤机织土工布的通气支柱管，边坡上同样设置有与补气管间隔分布的逸汽管，且逸汽管分别延伸至长纤机织土工布内和坑外；

S7、收尾工作：在边坡上灌注砂浆形成覆盖补气管和逸汽管的砂浆帷幕层，并在坑外1-2m处开挖环形截水槽。

进一步的，所述步骤S2中土壤防渗底层的厚度不小于1m，所述步骤S5中的土壤防渗边层厚度不小于75cm。

进一步的，所述步骤S5中袋装黏土采用防渗土工膜袋内进行填充，黏土的填充厚度保持在5cm-10cm之间，然后进行第一层袋装黏土的铺设，铺设时确保相邻袋装黏土之间相互靠拢，第一层袋装黏土铺设完成后继续进行第二层袋装黏土的铺设，在袋装黏土铺设过程确保上层袋装黏土与下层袋装黏土之间错位设置，从而提高袋装黏土的防渗效果。

进一步的，所述步骤S4中双光面HDPE土工底膜和碎石层之间还铺设有针刺长纤聚酯无纺土工布，所述步骤S6中双光面HDPE土工边膜和防渗膜袋防护层之间还铺设有三维复合土工排水网格，针刺长纤聚酯无纺土工布起到保护双光面HDPE土工底膜的作用，避免在碎石层的压迫作用下出现破损现象，三维复合土工排水网格则起到对双光面HDPE土工边膜的保护作用，同时对袋装黏土起到平整和铺设固定的作用。

进一步的，所述步骤S4中将双光面HDPE土工底膜铺设在膨润土防水毯上，拉伸平整，不得有大的气泡，压平整，避免挖掘机等重型机械在铺设的防渗膜上碾压或转弯、行走，双光面HDPE土工底膜与双光面HDPE土工底膜之间的搭接边缘不低于十公分，边缘应保持干净无杂物、石子。

进一步的，所述导水补气块呈球面向上的半球壳，且与通气支柱管相连通，所述导水补气块外端开设有多个均匀分布的补气微孔，所述补气微孔内固定连接有防水透气膜，导水补气块的球面形状特征可以使得沉降下来的水在重力作用下流至嵌入分解块中被集中处理，并且利用通气支柱管的连通作用可以源源不断的输送外界空气至嵌入分解块上，始终保持嵌入分解块上微生物的高效处理作用。

进一步的，相邻的所述导水补气块之间填充有包裹住延伸式导热杆的嵌入分解块，所述嵌入分解块采用多孔吸附材料制成，所述多孔吸附材料上培养有微生物菌落，多孔吸附材料一方面可以培养更多的微生物菌落，另一方面自身优异的吸附作用可以过滤掉绝大部分垃圾渗滤液中的杂质和污染物，微生物菌落作为最后的屏障起到对污染物的分解作用，同时就近提供分解产生的大量热量，有利于将热量集中于导水补气块然后对垃圾渗滤液进行加热蒸发。

进一步的，所述嵌入分解块下端镶嵌连接有多根均匀分布的双态转化棒，所述双态转化棒包括导水包层和包裹在导水包层外表面上的导热碳纤维针，且导水包层下端与聚热块相接触，导水包层起到导流和吸收嵌入分解块内垃圾渗滤液的作用，而导热碳纤维针则起到对垃圾渗滤液的加热作用，导水包层包裹在导热碳纤维针外表面一方面提高接触面积来促进加热效果，另一方面也可以减少热量的散失，有效利用热能。

进一步的，所述导水包层采用高分子吸水树脂和吸水绒毛纤维以1:1的比例混合制成，导水包层具有极强的吸水性和保水性，即使在微生物作用出现起伏的过程中，因热量不足导致无法加热到蒸发温度，导水包层极强的保水性也可以锁住水分不至于继续向下渗透，而持续的蓄热至蒸发温度后方以水蒸气的方式借由逸汽管导流出去。

进一步的，所述填埋场采用分层填埋生活垃圾的方式，每填埋一层生活垃圾应提前盖上引流固网并与相邻的延伸式导热杆进行焊接，且保证引流固网位于每一层生活垃圾的中间，引流固网一方面起到对垃圾的稳固作用，避免垃圾填埋过多出现迁移的现象，会对防渗有一定的影响，另一方面可以起到引流垃圾渗滤液和快速吸热的作用，间接提高沉降双态减水层的减水效果。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过分层防渗的方式作为防渗基础，创新性的引入沉降双态减水层，利用微生物处理垃圾渗滤液的特性，将生活垃圾填埋时的垃圾渗滤液和微生物处理过程中产生的热量，双重沉降引流至沉降双态减水层，先通过分流吸附过滤结合微生物处理，对垃圾渗滤液中的污染成分进行分解，其次通过储蓄吸收来的热量对垃圾渗滤液进行加热使其蒸发，并沿预埋的管道向填埋场外排出进行收集回收利用水资源和热能，通过主动引流并促使双态变化的方式，对垃圾渗滤液进行高效处理，从而显著提高填埋场的防渗效果。

(2)袋装黏土采用防渗土工膜袋内进行填充，黏土的填充厚度保持在5cm-10cm之间，然后进行第一层袋装黏土的铺设，铺设时确保相邻袋装黏土之间相互靠拢，第一层袋装黏土铺设完成后继续进行第二层袋装黏土的铺设，在袋装黏土铺设过程确保上层袋装黏土与下层袋装黏土之间错位设置，从而提高袋装黏土的防渗效果。

(3)双光面HDPE土工底膜和碎石层之间还铺设有针刺长纤聚酯无纺土工布，步骤S6中双光面HDPE土工边膜和防渗膜袋防护层之间还铺设有三维复合土工排水网格，针刺长纤聚酯无纺土工布起到保护双光面HDPE土工底膜的作用，避免在碎石层的压迫作用下出现破损现象，三维复合土工排水网格则起到对双光面HDPE土工边膜的保护作用，同时对袋装黏土起到平整和铺设固定的作用。

(4)导水补气块呈球面向上的半球壳，且与通气支柱管相连通，导水补气块外端开设有多个均匀分布的补气微孔，补气微孔内固定连接有防水透气膜，导水补气块的球面形状特征可以使得沉降下来的水在重力作用下流至嵌入分解块中被集中处理，并且利用通气支柱管的连通作用可以源源不断的输送外界空气至嵌入分解块上，始终保持嵌入分解块上微生物的高效处理作用。

(5)相邻的导水补气块之间填充有包裹住延伸式导热杆的嵌入分解块，嵌入分解块采用多孔吸附材料制成，多孔吸附材料上培养有微生物菌落，多孔吸附材料一方面可以培养更多的微生物菌落，另一方面自身优异的吸附作用可以过滤掉绝大部分垃圾渗滤液中的杂质和污染物，微生物菌落作为最后的屏障起到对污染物的分解作用，同时就近提供分解产生的大量热量，有利于将热量集中于导水补气块然后对垃圾渗滤液进行加热蒸发。

(6)嵌入分解块下端镶嵌连接有多根均匀分布的双态转化棒，双态转化棒包括导水包层和包裹在导水包层外表面上的导热碳纤维针，且导水包层下端与聚热块相接触，导水包层起到导流和吸收嵌入分解块内垃圾渗滤液的作用，而导热碳纤维针则起到对垃圾渗滤液的加热作用，导水包层包裹在导热碳纤维针外表面一方面提高接触面积来促进加热效果，另一方面也可以减少热量的散失，有效利用热能。

(7)导水包层采用高分子吸水树脂和吸水绒毛纤维以1:1的比例混合制成，导水包层具有极强的吸水性和保水性，即使在微生物作用出现起伏的过程中，因热量不足导致无法加热到蒸发温度，导水包层极强的保水性也可以锁住水分不至于继续向下渗透，而持续的蓄热至蒸发温度后方以水蒸气的方式借由逸汽管导流出去。

(8)填埋场采用分层填埋生活垃圾的方式，每填埋一层生活垃圾应提前盖上引流固网并与相邻的延伸式导热杆进行焊接，且保证引流固网位于每一层生活垃圾的中间，引流固网一方面起到对垃圾的稳固作用，避免垃圾填埋过多出现迁移的现象，会对防渗有一定的影响，另一方面可以起到引流垃圾渗滤液和快速吸热的作用，间接提高沉降双态减水层的减水效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为本发明双态转化棒的结构示意图；

图4为本发明导水补气块的结构示意图；

图5为本发明的流程示意图。

图中标号说明：

1土壤防渗底层、2延伸式导热杆、3引流固网、4环形截水槽、5膨润土防水毯、6双光面HDPE土工底膜、7碎石层、8膨胀珍珠岩隔热层、9导水补气块、10聚热块、11嵌入分解块、12通气支柱管、13双态转化棒、131导水包层、132导热碳纤维针、14土壤防渗边层、15双光面HDPE土工边膜、16三维复合土工排水网格、17防渗膜袋防护层、18补气管、19逸汽管、20砂浆帷幕层、21地下水导排层、22补气微孔、23防水透气膜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种用于生活垃圾处理的填埋场高效防渗方法，包括以下步骤：

S1、选址开挖：选择远离人类活动的区域按照设计图纸进行土方开挖，边坡保持一定的坡度以防止塌陷；

S2、前期准备：对填埋区场地进行平整、碾压和夯实，然后就地取材，用挖掘机填土在基层表面形成土壤防渗底层1并压实；

S3、地下水导排：挖地下水导排暗渠，分布排水管道，采用级配砂卵石设置，在进行级配砂卵石的铺设时，预留好地下水导排管的安装位置，并且及时进行地下水导排管的安装形成地下水导排层21；

S4、防渗底层施工：将膨润土防水毯5自然松弛平铺在地下水导排层21上，无纺布一面朝下，编织布另一面朝上铺设，然后于膨润土防水毯5上铺设双光面HDPE土工底膜6，完成后在双光面HDPE土工底膜6上铺填一层30cm厚的碎石层7；

S5、防渗边层施工：先于边坡上覆盖上土壤并压实形成土壤防渗边层14，并于土壤防渗边层14上铺设双光面HDPE土工边膜15，完成后堆砌袋装黏土形成防渗膜袋防护层17；

S6、沉降双态减水层施工：于防渗底层上铺设一层20cm厚的膨胀珍珠岩隔热层8，并埋设有多根补气管18，且补气管18两端分别沿边坡延伸至坑外，同时于膨胀珍珠岩隔热层8内均匀埋设多个聚热块10，聚热块10上分段焊接有延伸式导热杆2，并于第一段延伸式导热杆2焊接结束后立即贯穿套上长纤机织土工布，在长纤机织土工布上对应聚热块10的间隙之间放置有导水补气块9，导水补气块9下端与补气管18之间焊接有用来支撑长纤机织土工布的通气支柱管12，边坡上同样设置有与补气管18间隔分布的逸汽管19，且逸汽管19分别延伸至长纤机织土工布内和坑外；

S7、收尾工作：在边坡上灌注砂浆形成覆盖补气管18和逸汽管19的砂浆帷幕层20，并在坑外1-2m处开挖环形截水槽4。

步骤S2中土壤防渗底层1的厚度不小于1m，步骤S5中的土壤防渗边层14厚度不小于75cm。

步骤S5中袋装黏土采用防渗土工膜袋内进行填充，黏土的填充厚度保持在5cm-10cm之间，然后进行第一层袋装黏土的铺设，铺设时确保相邻袋装黏土之间相互靠拢，第一层袋装黏土铺设完成后继续进行第二层袋装黏土的铺设，在袋装黏土铺设过程确保上层袋装黏土与下层袋装黏土之间错位设置，从而提高袋装黏土的防渗效果。

步骤S4中双光面HDPE土工底膜6和碎石层7之间还铺设有针刺长纤聚酯无纺土工布，步骤S6中双光面HDPE土工边膜15和防渗膜袋防护层17之间还铺设有三维复合土工排水网格16，针刺长纤聚酯无纺土工布起到保护双光面HDPE土工底膜6的作用，避免在碎石层7的压迫作用下出现破损现象，三维复合土工排水网格16则起到对双光面HDPE土工边膜15的保护作用，同时对袋装黏土起到平整和铺设固定的作用。

步骤S4中将双光面HDPE土工底膜6铺设在膨润土防水毯5上，拉伸平整，不得有大的气泡，压平整，避免挖掘机等重型机械在铺设的防渗膜上碾压或转弯、行走，双光面HDPE土工底膜6与双光面HDPE土工底膜6之间的搭接边缘不低于十公分，边缘应保持干净无杂物、石子。

相邻的导水补气块9之间填充有包裹住延伸式导热杆2的嵌入分解块11，嵌入分解块11采用多孔吸附材料制成，多孔吸附材料上培养有微生物菌落，多孔吸附材料一方面可以培养更多的微生物菌落，另一方面自身优异的吸附作用可以过滤掉绝大部分垃圾渗滤液中的杂质和污染物，微生物菌落作为最后的屏障起到对污染物的分解作用，同时就近提供分解产生的大量热量，有利于将热量集中于导水补气块9然后对垃圾渗滤液进行加热蒸发。

请参阅图4，导水补气块9呈球面向上的半球壳，且与通气支柱管12相连通，导水补气块9外端开设有多个均匀分布的补气微孔22，补气微孔22内固定连接有防水透气膜23，导水补气块9的球面形状特征可以使得沉降下来的水在重力作用下流至嵌入分解块11中被集中处理，并且利用通气支柱管12的连通作用可以源源不断的输送外界空气至嵌入分解块11上，始终保持嵌入分解块11上微生物的高效处理作用。

请参阅图3，嵌入分解块11下端镶嵌连接有多根均匀分布的双态转化棒13，双态转化棒13包括导水包层131和包裹在导水包层131外表面上的导热碳纤维针132，且导水包层131下端与聚热块10相接触，导水包层131起到导流和吸收嵌入分解块11内垃圾渗滤液的作用，而导热碳纤维针132则起到对垃圾渗滤液的加热作用，导水包层131包裹在导热碳纤维针132外表面一方面提高接触面积来促进加热效果，另一方面也可以减少热量的散失，有效利用热能，导水包层131采用高分子吸水树脂和吸水绒毛纤维以1:1的比例混合制成，导水包层131具有极强的吸水性和保水性，即使在微生物作用出现起伏的过程中，因热量不足导致无法加热到蒸发温度，导水包层131极强的保水性也可以锁住水分不至于继续向下渗透，而持续的蓄热至蒸发温度后方以水蒸气的方式借由逸汽管19导流出去。

填埋场采用分层填埋生活垃圾的方式，每填埋一层生活垃圾应提前盖上引流固网3并与相邻的延伸式导热杆2进行焊接，且保证引流固网3位于每一层生活垃圾的中间，引流固网3一方面起到对垃圾的稳固作用，避免垃圾填埋过多出现迁移的现象，会对防渗有一定的影响，另一方面可以起到引流垃圾渗滤液和快速吸热的作用，间接提高沉降双态减水层的减水效果。

值得注意的是，当填埋场的生活垃圾填埋量设计较大时，可以向长纤机织土工布和膨胀珍珠岩隔热层8之间填充聚氨酯泡沫层，并相应的开设于逸汽管19相连通的供水蒸气流走的流道，聚氨酯泡沫层内可以镶嵌钢筋骨架进行补强，提高沉降双态减水层的稳定性，不易因垃圾填埋过多导致失稳，聚氨酯泡沫层一方面造价低稳定性高，本身具有一定的防渗能力，另一方面其也具有良好的保温效果，可以减少热量的散失，提高热量在导水补气块9处的聚集效果。

本发明可以实现通过分层防渗的方式作为防渗基础，创新性的引入沉降双态减水层，利用微生物处理垃圾渗滤液的特性，将生活垃圾填埋时的垃圾渗滤液和微生物处理过程中产生的热量，双重沉降引流至沉降双态减水层，先通过分流吸附过滤结合微生物处理，对垃圾渗滤液中的污染成分进行分解，其次通过储蓄吸收来的热量对垃圾渗滤液进行加热使其蒸发，并沿预埋的管道向填埋场外排出进行收集回收利用水资源和热能，通过主动引流并促使双态变化的方式，对垃圾渗滤液进行高效处理，从而显著提高填埋场的防渗效果。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。