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实用技术 |? 建昌环保——用于地下污染阻隔的聚乙烯土工膜垂直防渗技术
发布时间:2023年11月21日

导 语

生态环境保护实用技术和示范工程是我会面向所有环保企事业单位的免费年度技术推广服务,从1991年至今,我们已累计推广先进技术和工程4200多项。为便于相关方使用《2022年生态环境保护实用技术和示范工程名录》(详见关于发布《2022年生态环境保护实用技术和示范工程名录》的公告),我会编制了入选技术和工程的简介,陆续在我会官微和官网公布。简介内容均由入选项目的申报单位提供。

2022-31
技术名称

建昌环保——用于地下污染阻隔的聚乙烯土工膜垂直防渗技术

推荐单位

天津市环保产业协会

申报单位

天津建昌环保股份有限公司

适用范围

适用于工业废渣堆场的污染风险管控;老旧填埋场渗漏污染治理;非正规生活垃圾填埋场的治理与修复;加油站地下污染治理等领域。

一、技术简介
技术原理

用于地下污染阻隔的聚乙烯土工膜垂直防渗技术可分为膜与锁扣焊接工艺、止水封闭工艺、下膜入槽工艺和柔性防渗墙转向施工工艺等。膜与锁扣焊接和止水封闭包括:同材质锁扣与土工膜焊接成形、止水条锁扣扣合。膜入槽工艺和柔性防渗墙转向包括:应用新型设备根据不同环境对防渗膜吊装、液压施工和转角调整等。

工艺路线

本技术工艺路线基于科学实验和先进仪器分析,依托专业的技术团队和规范的操作流程,并结合项目实施场地的条件来设计实施,关键技术环节主要有以下重要节点。

1 柔性垂直防渗系统构建

采用同材质柔性连接锁扣技术,将每一幅土工膜两边通过焊接与连接锁扣扣合,并在锁扣的空腔内设置硫化橡胶止水条构成完全封闭的防渗系统。

2 下膜入槽工艺技术

下膜入槽工艺采用吊装法或液压法,前者将膜片固定在预制的钢架上,由紧束带对膜体施加张力,通过起重设备把向下顶着膜片的复合体吊装入槽,钢架提出自然脱落,只留膜片准确落在原位。液压法通过采用可行走履带车,将膜片由后向前引入卷筒沿垂直方向对准沟槽,利用液压装置和液压杆把膜片压入槽中,避免了有风天气及槽深对膜片入槽施工的影响,实现精准入槽。

3 柔性垂直防渗墙转角施工

柔性防渗墙转角施工工艺,使用砂轮机,对要进行转角的翼板根部进行打磨、削薄,直至能够较轻易地搬动至想要的角度后加固,重新连接成完整的整体。

应用效果

本技术通过工艺优化和结构改进,可有效减少研发和生产过程中的原材料和能源消耗,抑制了污染的扩散,符合国家节能减排政策。

本技术实施过程中为达到******防渗效果采取了多项措施,如:采用土工膜和互锁式连接锁高压双轨热熔焊焊接技术,将双轨热楔调整为三轨,形成三缝焊接,焊接速度提升一倍,最终达到封闭焊缝零渗漏;土工膜垂直向下铺设过程中,与回填土-膨润土混合物高吸附,下膜过程利用专属下膜设备和装置,提高了安装效率,增强了施工抗干扰能力,降低了施工成本和土工膜损伤。应用中采用多方位隔离防渗措施,相对传统工艺******程度的降低了渗漏可能,减少渗漏点出现,降低了后期维护费用,使污染修复治理工程的使用寿命更长。

相对于传统刚性垂直防渗工艺,本技术具有显著的优势和特点:(1)聚乙烯垂直柔性防渗墙整体抗渗能力显著提高,相比传统刚性防渗墙提升了106数量级;(2)基于材料良好的耐久性、化学兼容性以及抗变形能力,聚乙烯垂直柔性防渗墙的工程使用寿命相比传统刚性防渗墙可提升2倍以上;(3)本技术安装快捷、便利,回填土可现场利用,总体节约施工成本20%;(4)可以和同材质封场土工膜实现焊接密闭,可实现污染物完全封闭的原位隔离。

图1 聚乙烯土工膜垂直防渗技术工艺路线
二、典型应用案例
案例名称

海南省二甲金矿回填区重金属污染修复治理工程EPC工程总承包(设计施工总承包)。

案例简介

本修复治理工程处理目标是二甲金矿区回填区矿渣,属于无责任主体的历史遗留废渣,堆放场地长约200m,宽约60m,总占地面积为13222m2,矿区采坑和竖井遍布、矿渣随意堆放、植被破坏等矿山历史遗留问题突出,存在严重安全隐患和环境地质问题,存在严重的重金属砷污染,是海南省内重金属减排重点项目。


图2 修复前

图3  修复后

本工程的主要任务是对废渣进行原位风险阻隔和区域生态修复。具体建设内容:⑴构筑垂直防渗系统对污染区域进行原位风险垂直隔离;⑵对堆体表面进行水平防渗隔离,与垂直防渗系统相连接形成完整的封闭阻隔系统;⑶区域内地表水进行有组织疏导外排,降低雨水下渗风险;⑷封闭的堆体内存量渗沥液抽除经处理达标后排放;⑸堆体外设置地下水监测井,对地下水进行日常监测;⑹堆体内设置下渗水抽排井,对堆体累积下渗水进行不定期的抽除后处理。

达到的标准或性能要求

本项目营运期对矿渣填埋区的下渗水进行抽提,利用移动式废水处理装置对其进行处理达到《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》(GB20922-2007)表1中的旱地谷物标准和表2标准后通过水泵及布水管网送至生态封场区通过生态封场层进行灌溉,不外排,因此不设总量控制指标。

业主单位

东方市生态环境局

投运时间

2019年12月20日

工艺流程

第一步,采用垂直防渗技术对堆体四周进行原位环境隔离,阻隔污染物与周围环境的迁移途径,垂直防渗一直做到不透水层,与不透水层形成一个完整的隔离封闭体系。

第二步,对堆体表面采用水平防渗HDPE膜进行封闭覆盖,与垂直防渗系统相连接,完全阻隔污染的废矿渣与周围环境(水、土壤),切断污染物迁移途径。同时,在水平防渗系统上面种植浅根经济作物、花卉等经济作物,修复生态系统。

第三步,区域内地表水进行有组织疏导外排,降低雨水在区域内的下渗。

第四步,四周设置地下水监测井,堆体内设置下渗水抽排井,对地下水和堆体内渗透液进行日常检测;周边土壤和大气借助社会力量进行监控。

图4   工艺流程图

图5   垂直防渗膜安装

图6 垂直防渗膜入槽 

运行情况

项目回填区矿渣抽出的下渗水通过临时管道输送至1#储水池储存,利用移动式含砷废水处理装置对其进行处理达到《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》(GB20922-2007)表1中的旱地谷物标准和表2标准后储存于2#储水池,回用水通过水泵及布水管网送至生态封场区通过生态封场层进行植被浇灌,不外排。项目管理人员生活污水经化粪池处理后作周边农作物农肥,不外排。

技术应用产生的碳减排效果

完成原位封闭以后,恢复生态系统,在治理区域内种植浅根的经济作物和花卉,恢复植被覆盖。

施工中还采取了一系列节能措施:

(1)设计施工过程中选择高效节能的施工设备,减少能耗。

(2)加强大型施工机械运行管理和维护,禁止空载运行、提高使用率。

(3)严把质量关,确保一次验收合格,避免因返工返修造成浪费。

通过使用高效节能机械和采取节能措施,节约了能源,有效减少了碳排放。目前垂直防渗技术已广泛应用生活垃圾填埋场、危险废物安全填埋场、工业固废处置场以及重金属污染风险控制项目,技术成熟可靠,防渗性能可达到10-7cm/s以上,很好地阻隔了污染物的迁移。本工程采用的垂直和水平防渗技术中的核心为HDPE膜,其防渗能力可达到10-12cm/s。

      欢迎生态环保企事业单位积极参与生态环境保护实用技术和示范工程推广工作,相关要求详见我会官网“实用技术示范工程”栏目。如您对历年入选《重点生态环境保护实用技术和示范工程名录》《环境技术进步奖》、生态环境部《国家先进污染防治技术目录》等更多先进技术成果感兴趣,可在我会官网首页查询中心“先进技术案例”栏目查询。
      实用技术指在一定时期内,同国家生态环境保护需求和经济发展水平相适应的先进适用生态环境保护技术,包括污染防治、碳减排、生态环境修复、资源综合利用、环境监测及智慧化环境监控管理等领域的技术、装备和材料。

     示范工程指采用先进生态环境保护技术、装备、材料或创新服务模式,具有示范推广意义的工程,包括污染防治工程、生态修复工程、资源综合利用工程、碳减排及生态环境综合治理工程。


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