Wykładzina na wysypisko - Landfill liner

Składowisko odpadów w Meksyku z geomembraną na jednym ze zboczy.
Komora wysypiska z gumowaną wkładką na miejscu po lewej stronie.

Wyłożenie składowiska lub wykładziny złożonej , ma być niska przepuszczalna bariera, która jest określona na podstawie zaprojektowanych do odpadów stronach. Dopóki nie ulegnie zniszczeniu, wykładzina opóźnia migrację odcieku i jego toksycznych składników do leżących poniżej warstw wodonośnych lub pobliskich rzek, powodując psucie lokalnej wody.

Współczesne składowiska odpadów na ogół wymagają warstwy zagęszczonej gliny o minimalnej wymaganej grubości i maksymalnej dopuszczalnej przewodności hydraulicznej , pokrytej geomembraną polietylenową o dużej gęstości .

Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych stwierdził, że bariery „będzie ostatecznie niepowodzeniem”, podczas gdy strony pozostają zagrożenia dla „tysiąclecia”, sugerując, że nowoczesne składowisko projektuje opóźnienie, ale nie zapobiegają zanieczyszczeniu wód gruntowych i powierzchniowych wody.

Rozdrobnione lub zużyte opony służą do podtrzymywania i izolowania wykładziny.

Rodzaje

Istnieją pewne poziomy szkodliwości różnych rodzajów śmieci; w związku z tym istnieją różne rodzaje systemów wykładzin, które są wymagane dla tych różnych rodzajów składowisk odpadów. Pierwszy typ to systemy jednowarstwowe. Systemy te są zwykle umieszczane na składowiskach, na których znajduje się głównie gruz budowlany. Te składowiska nie są przeznaczone do usuwania szkodliwych odpadów płynnych, takich jak farba, smoła lub jakikolwiek inny rodzaj płynnych śmieci, które mogą łatwo przesiąkać przez system pojedynczej wykładziny. Drugi typ to systemy dwuwarstwowe . Systemy te znajdują się zwykle na składowiskach komunalnych odpadów stałych, jak również na wszystkich składowiskach odpadów niebezpiecznych. Pierwsza część jest skonstruowana w celu zbierania odcieków, podczas gdy druga warstwa jest zaprojektowana jako system wykrywania wycieków, aby zapewnić, że żadne zanieczyszczenia nie przedostaną się do gruntu i nie zanieczyszczą wszystkiego.

składniki

Wykładziny kompozytowe muszą być stosowane w komunalnych systemach odpadów stałych na składowiskach odpadów i stosować system podwójnej wykładziny, który składa się z systemu odcieku , który jest cieczą zbierającą ciała stałe z przepuszczanej przez niego substancji. System odcieku jest otoczony przez rodzaj stałej warstwy drenażowej, takiej jak żwir, która jest otoczona geomembraną i sprasowaną gliną, znaną również jako warstwa gliny geosyntetycznej . Ta geosyntetyczna wykładzina gliniana jest zwykle wykonana z bentonitu sodowego, który jest zagęszczany pomiędzy dwoma grubymi kawałkami geowłókniny. Kolejnym materiałem otaczającym kompozytową wykładzinę byłby system wykrywania nieszczelności składający się z innego materiału, takiego jak żwir z dodatkową geomembraną lub złożoną wykładziną. Geomembrany w warstwie kompozytowej składają się z polietylenu o wysokiej gęstości, który zapewnia skuteczną minimalizację przepływu i dostarcza pomocną barierę, która jest stosowana w przypadku zanieczyszczeń nieorganicznych. Może być stosowany jako zamiennik piasku lub żwiru, a także ma bardzo wysoką przepuszczalność i niskie składowanie. Dolna powierzchnia pomaga zapewnić skuteczny test szczelności po prawidłowym zainstalowaniu. Jest to również nisko przepuszczalna bariera dla pary i cieczy. Geosyntetyczne wykładziny gliniane są produkowane przez fabryki, a ich wykonanie z bentonitu sodowego polega na tym, że regulują one ruch cieczy w gazach w odpadach. Geokompozyty będące kombinacją geomembran i geosyntetycznego materiału wykładzinowego zawierają również warstwę bentonitu pomiędzy środkową warstwą geowłókniny; jednak przestrzeń powietrzna może zostać wdrożona. Następnie jest uzupełniany ostateczną okładką.

Mechanizm

Główną rolą, jaką spełnia wykładzina kompozytowa w komunalnym systemie odpadów stałych na składowiskach odpadów, jest zmniejszenie ilości wycieków przez małe otwory odciekowe, które czasami tworzą się w części geomembranowej wykładziny kompozytowej. Część warstwy ochronnej służy jako zabezpieczenie przed tworzeniem się tych otworów wewnątrz geomembrany, co umożliwiłoby przeciekanie odpadów przez całą wykładzinę. Usuwa również ciśnienie i naprężenia, które mogą powodować pękanie i powstawanie dziur w membranie. Skuteczna wykładzina w systemie składowiska powinna być w stanie kontrolować wodę pod względem ruchu i ochrony środowiska. Powinna być w stanie regulować przepływ z dala od obszaru odpadów i zatrzymywać zawartość odpadów, gdy trafiają one na właściwe składowisko. Ze względu na skuteczność rozmieszczania składowisk na szczytach zboczy, aby woda spływała w dół i w sytuacji awaryjnej do samego składowiska. Woda przepływa przez składowisko i w dół przez kompozytową wykładzinę. Głównym celem tego wszystkiego jest to, aby ruch odbywał się na boki, co zmniejsza prawdopodobieństwo katastrofy na stoku i wycieku odpadów, które swobodnie zanieczyszczają wszystko, co znajduje się na ich drodze. Ostateczna osłona działa jako sposób na utrzymanie wody z dala od zanieczyszczeń i kontrolowanie odpływu przed dostaniem się do systemu. Pomaga to zapobiegać szkodom dla roślin i zwierząt przez zanieczyszczoną wodę ściekową, odciek. Za pomocą grawitacji i pomp odciek można zepchnąć do studzienki, gdzie jest usuwany przez pompę. Podczas opracowywania wykładzin kompozytowych niezwykle ważne jest uwzględnienie czynników ryzyka, takich jak trzęsienia ziemi i inne problemy związane z uszkodzeniem skarp, które mogą wystąpić. Wkładki kompozytowe stosowane są stałe odpady komunalne (MSW) wysypiska zmniejszenie zanieczyszczenia wody . Wykładzina kompozytowa wykonana jest z geomembrany wraz z wyłożeniem z gliny geosyntetycznej . Systemy z wyłożeniem kompozytowym są lepsze w ograniczaniu migracji odcieków do podłoża niż wyłożenie gliniane lub pojedyncza warstwa geomembrany.

Właściwości mechaniczne

Podstawowe formy degradacji mechanicznej związane z geomembranami wynikają z niedostatecznej wytrzymałości na rozciąganie, rozrywanie, uderzenia, przebicie i podatność na pękanie naprężeniowe (ESC). Idealną metodą oceny stopnia degradacji wykładziny byłoby badanie próbek terenowych przez cały okres ich eksploatacji. Ze względu na długi czas wymagany do polowych testów próbkowania, opracowano różne laboratoryjnie przyspieszone testy starzenia w celu pomiaru ważnych właściwości mechanicznych.

Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość na rozciąganie reprezentuje zdolność geomembrany do wytrzymania naprężeń rozciągających. Geomembrany są najczęściej badane pod kątem wytrzymałości na rozciąganie za pomocą jednej z trzech metod; próba rozciągania jednoosiowego opisana w ASTM D639-94, próba rozciągania szerokiej taśmy opisana w ASTM D4885-88 oraz próba rozciągania wieloosiowego opisana w ASTM D5617-94. Różnica w tych trzech metodach polega na granicach nałożonych na próbki testowe. Testy jednoosiowe nie zapewniają bocznego utwierdzenia podczas testowania, a zatem testują próbkę w warunkach jednoosiowego naprężenia. Podczas testu szerokiego paska próbka jest unieruchamiana bocznie, podczas gdy środkowa część nie jest unieruchomiona. Próba rozciągania wieloosiowego zapewnia warunki graniczne naprężenia płaskiego na krawędziach próbki. Typowy zakres wytrzymałości na rozciąganie w kierunku maszynowym wynosi od 225 do 245 funtów/cal dla HDPE 60 mil do 280 do 325 funtów/cal dla HDPE 80 mil.

Odporność na rozdarcie

Odporność na rozdarcie geomembrany staje się istotna, gdy jest narażona na silne wiatry lub naprężenia związane z manipulacją podczas montażu. Istnieją różne metody ASTM służące do pomiaru odporności geomembran na rozdarcie, przy czym najczęstsze raporty wykorzystują ASTM D1004. Typowa odporność na rozdarcie wykazuje wartość od 40 do 45 funtów dla 60-milowego HDPE i od 50 do 60 funtów dla 80-milowego HDPE.

Odporność na uderzenia

Odporność na uderzenia umożliwia ocenę skutków uderzeń spadających obiektów, które mogą rozerwać lub osłabić geomembranę. Podobnie jak w przypadku poprzednich właściwości mechanicznych, istnieją różne metody oceny ASTM. Znacznie wyższa odporność na uderzenia uzyskuje się, gdy geowłókniny są umieszczane nad lub pod geomembraną . Grubsze geomembrany wykazują również wyższą odporność na uderzenia.

Odporność na przebicie

Odporność geomembrany na przebicie jest istotna ze względu na niejednorodny materiał nad i pod typową wykładziną. Szorstkie powierzchnie, takie jak kamienie lub inne ostre przedmioty, mogą przebić membranę, jeśli nie ma ona wystarczającej odporności na przebicie. Dostępne są różne metody wykraczające poza standardowe testy ASTM; jedna z takich metod, test krytycznej wysokości stożka, mierzy maksymalną wysokość stożka, na której ściskana geomembrana poddawana wzrastającemu naciskowi nie zawodzi. Próbki HDPE zazwyczaj mają krytyczną wysokość stożka około 1 cm.

Pękanie naprężeń środowiskowych

Pękanie naprężeniowe środowiskowe definiuje się jako pękanie zewnętrzne lub wewnętrzne w tworzywie sztucznym wywołane przez przyłożone naprężenie rozciągające mniejsze niż jego krótkotrwała wytrzymałość na rozciąganie. ESC jest dość powszechną obserwacją w geomembranach HDPE i dlatego wymaga starannej oceny. Właściwe właściwości polimerowe, takie jak masa cząsteczkowa, orientacja i rozkład, pomagają w odporności na ESC. ASTM D5397 [standardowa metoda badawcza do oceny odporności na pękanie naprężeniowe geomembran poliolefinowych przy użyciu karbowanego stałego obciążenia rozciągającego (NCTL)] zapewnia niezbędną procedurę pomiaru odporności na ESC większości geomembran HDPE. Obecnie zalecany czas przejścia dla akceptowalnej geomembrany HDPE wynosi około 100 godzin.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki