申请日2011.03.24
公开(公告)日2012.09.26
IPC分类号C04B28/04; B09B1/00; C02F11/00; C04B28/08
摘要
本发明涉及一种以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料制备，主要用于垃圾填埋场的封场覆盖，属于环境岩土工程领域。采用以市政脱水污泥为基础材料经改性处理后应用于垃圾填埋场封场覆盖。垃圾填埋场封场覆盖材料的排气层有良好的导气性能，不透水层不易开裂且渗透性低，植被营养层有丰富的营养物质和良好的疏水性。本发明的覆盖材料实现了市政脱水污泥的资源化利用，节约了土地资源;覆盖材料可工业化生产，在填埋场覆盖封场的应用施工方法简单，可操作强，进度快，植物成活率高，能保证垃圾填埋场封场覆盖的质量，可满足垃圾填埋场封场的各项技术指标，极大的改善了垃圾填埋场的坏境。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料的制备，包括从垃圾层到 顶层依次由排气层、不透水层和植被营养层的封场覆盖材料，其特征在于：
①排气层覆盖材料的制备，
取含水率为80%～85%的市政脱水污泥，掺入按市政脱水污泥重量比为3 %～5%的固化剂，搅拌均匀，挤压成颗粒直径为5～20mm球状颗粒，将球状颗 粒置于阴凉通风处自然干燥，
②不透水层覆盖材料的制备，
取含水率为80%～85%的市政脱水污泥，掺入按市政脱水污泥重量比为3 %～5%胶凝固化材料，掺入按市政脱水污泥重量比为0.5%～1%的絮状纤维， 搅拌均匀，
③植被营养层覆盖材料的制备，
取含水率为80%～85%的市政脱水污泥，掺入按市政脱水污泥重量比为1 %～3%污泥除臭剂、掺入按市政脱水污泥质量比为0.8%～1%普通硅酸盐水泥， 搅拌均匀。
2.如权利要求1所述的以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料的制 备，其特征在于：所述的固化剂为硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥或复合硅酸盐水 泥中的一种。
3.如权利要求1所述的以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料的制 备，其特征在于：所述的胶凝固化材料为快硬硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥 中的一种。
4.如权利要求1所述的以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料的制 备，其特征在于：所述的絮状纤维长度为1～2mm。
5.以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料应用，其特征在于：以市 政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料应用于垃圾填埋场封场，具体应用方 法步骤如下：
①平整、压实垃圾填埋场的垃圾堆体，
②将排气层覆盖材料铺于垃圾堆体上，并压实整平，铺设厚度10～15cm， 形成垃圾填埋场封场覆盖材料的排气层，在排气层中铺设排气管道，
③将不透水层覆盖材料喷射到排气层上，喷射厚度15～20cm，形成垃圾填 埋场封场材料的不透水层，
④将土工三维网垫铺设到不透水层上，并用钢钉将土工三维网垫锚固于不透 水层及垃圾填埋场四周，将植被营养层覆盖材料喷射到土工三维网垫上，喷射厚 度10～15cm，形成垃圾填埋场覆盖材料的植被营养层，将草本植物种子按20～ 25g/m2的比例均匀播撒于植被营养层上，
⑤在表层上覆盖养护层。
说明书 [支持框选翻译]
以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料的制备及应用
技术领域
本发明涉及一种以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料制备，主要 用于垃圾填埋场的封场覆盖，属于环境岩土工程领域。
背景技术
随着城市的建设和发展，城市生活垃圾及市政污泥的处置成为关注的焦点问 题。我国城市生活垃圾年产量以8.98%的速度持续大幅度增长，历年垃圾堆存量 已达66亿吨。目前，大部分城市垃圾采用填埋处理。此外，随着城市污水处理 设施建设逐步提速和污水集中处理率的日益提高，污水处理厂的污泥产生量急剧 增长，我国城市生活垃圾的70%以上依靠填埋方式处理。由于垃圾和污泥的成分 复杂、水分含量大、有毒物质及微生物多，具有臭气重，污染大等特点，不仅威 胁周边大气环境卫生和地下水资源，也严重制约污泥安全填埋及处置。因此，探 索污泥处置的新途径，研究垃圾填埋场封场覆盖的新材料和新工艺迫在眉睫。
传统垃圾填埋场封场覆盖系统分为四层，自垃圾堆体表面自上依次为排气 层、不透水层、排水层和植被营养土层。排气层通常采用含有土壤的沙石或沙砾; 不透水层通常采用压实粘土;排水层通常采用渗透性高的材料，如鹅卵石等;植 被营养土层通常由土壤、植物生长的营养物质等组成。传统的垃圾填埋场封场覆 盖材料涉及到沙石、鹅卵石及大量的粘土等材料，且取材又和当地的土地资源情 况密切相关，取材及施工显得十分复杂，不利于保证施工进度和施工质量。
卫生填埋工艺标准要求大量的终场覆盖材料对垃圾填埋场进行封场覆，覆盖 厚度通常为1m。建设一个标准的垃圾填埋场所需的粘土，沙石及鹅卵石等材料 的量相当大，在国内很多地区并不具备天然粘土、鹅卵石、沙石等资源，且这些 材料取才困难，运输费用高;从而导致垃圾填埋场的施工量大、施工速度慢、工 程质量难以保证。市政污泥具有低渗透性、富营养性等特点，且来源广泛、取材 便利。因此，如何将市政污泥通过不同的技术处理用于垃圾填埋场封场覆盖材料 的排气层、不透水层和植被营养层，实现污泥安全处置和资源化利用是迫切需要 解决的工程技术问题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明目的在于改变现存垃圾填埋场封场覆盖材料的 用料复杂、施工繁琐、施工质量及效果得不到保证等状况，采用以市政脱水污泥 为基础材料经改性处理后应用于垃圾填埋场封场覆盖。为了实现上述目的，本发 明的技术方案为：
以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料的制备，包括从垃圾层到顶 层依次由排气层、不透水层和植被营养层的封场覆盖材料，
①排气层覆盖材料的制备，
取含水率为80%～85%的市政脱水污泥，掺入按市政脱水污泥重量比为3 %～5%的固化剂，搅拌均匀，挤压成颗粒直径为5～20mm球状颗粒，将球状颗 粒置于阴凉通风处自然干燥，
②不透水层覆盖材料的制备，
取含水率为80%～85%的市政脱水污泥，掺入按市政脱水污泥重量比为3 %～5%胶凝固化材料，掺入按市政脱水污泥重量比为0.5%～1%的絮状纤维， 搅拌均匀，
③植被营养层覆盖材料的制备，
取含水率为80%～85%的市政脱水污泥，掺入按市政脱水污泥重量比为1 %～3%污泥除臭剂、掺入按市政脱水污泥质量比为0.8%～1%普通硅酸盐水泥， 搅拌均匀。
所述的固化剂为硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥中的一种。
所述的胶凝固化材料为快硬硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥中的一种。
所述的絮状纤维长度为1～2mm。
以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖材料在垃圾填埋场封场覆盖的 应用，具体操作步骤如下：
①平整、压实垃圾填埋场的垃圾堆体，
②将排气层覆盖材料铺于垃圾堆体上，并压实整平，铺设厚度10～15cm， 形成垃圾填埋场封场覆盖材料的排气层，在排气层中铺设排气管道，
③将不透水层覆盖材料喷射到排气层上，喷射厚度15～20cm，形成垃圾填 埋场封场材料的不透水层，
④将土工三维网垫铺设到不透水层上，并用钢钉将土工三维网垫锚固于不透 水层及垃圾填埋场四周，将植被营养层覆盖材料喷射到土工三维网垫上，喷射厚 度10～15cm，形成垃圾填埋场覆盖材料的植被营养层，将草本植物种子按20～ 25g/m2的比例均匀播撒于植被营养层上，
⑤在表层上覆盖养护层。
由于采用了以上技术方案，本发明的以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场 覆盖材料的市政脱水污泥来源广泛、取材便利;以市政脱水污泥为基制备的排气 层覆盖材料呈直径为5～20mm球状颗粒，有足够的强度和良好的导气性能，能 取代鹅卵石或碎石作为垃圾填埋场封场覆盖材料的排气层;以市政脱水污泥为基 制备的不透水层，充分利用了污泥的低渗透性，其中的絮状纤维能防止不透水层 因为填埋场温度升高及失水导致的收缩开裂，从而确保不透水层的渗透系数小于 10-7，喷射厚度在15～20cm就能满足不透水层的强度及整体稳定性能，能有效 替代以压实粘土(厚度为100cm)作为垃圾填埋场封场覆盖材料的不透水层;以 市政脱水污泥为基制备的植被营养层，不出现泥化，具有良好的保水性，土工三 维网垫及草本植物又能够有效防止植被营养层的降雨冲刷，污泥除臭剂的使用防 止了污泥对空气的污染，植被营养层中的污泥含有大量的营养物质及有机质，能 够为植物生长提供营养物质。同时，以市政脱水污泥为基的垃圾填埋场封场覆盖 材料实现了市政脱水污泥的资源化利用，节约了土地资源;而且排气层覆盖材料、 不透水层覆盖材料和植被营养层材料能工业化生产，这几种材料在填埋场覆盖封 场的应用施工方法简单，可操作强，进度快，植物成活率高，能保证垃圾填埋场 封场覆盖的质量，可满足垃圾填埋场封场的各项技术指标，极大的改善了垃圾填 埋场的环境。