隨著社會的快速發展,世界人口總數在逐年遞增。大中城市的規模不斷擴大,人們在享受城市繁榮的同時,也不得不面對大量的城市垃圾帶給人類
的困惑利煩惱。城市垃圾的處理問題越來越引起人們的高度重視,從!"世紀,"年代,世界發達國家就開始研究城市垃圾的處理技術,世界衛生組織和環保組織也將城市垃圾列為人類的最大公害,對此,制定了相應的法律法規。城市垃圾處理的最簡單辦法是將垃圾掩埋起來,一般說來,建立一個垃圾填埋廠,需要&"!億元人民幣。城市垃圾處理的最常用方法是焚燒法,在發達國家建一個大型焚燒廠需要!"多億元人民幣,也可將城市垃圾成型化,采用壓縮成型的辦法建立成型垃圾堆放場;還可建立城市垃圾蒸發池。隨著科學技術的不斷進步,人類正在研究城市垃圾蒸發后的再利用問題,這也將是一個新的發展方向。從目前城市垃圾處理現狀看,仍然是以焚燒法為主,歐美等發達國家焚燒法比例達,"-",)-,亞洲地區焚燒法比例也達到$)-")"-。焚燒法可發電供熱,余渣可以加工成新型建筑材料和建筑填料,但是焚燒法存在的最大問題是二惡英(./01/2)環境污染。因為在城市垃圾中含有大量的廢塑料袋和飲料瓶等,這些垃圾在焚燒溫度低于%""3時,會產生氯苯、氯代苯酚、451、651和748等分解產物,其中帶長鏈苯環骨架化合物就是形成二惡英的前驅體,這種帶有負電荷效應的前驅體在焚燒溫度#"""(""3時,就會與垃圾焚燒時產生的帶正電荷氯離子進行快速反應,從而生成毒性巨大的二惡英氣體。二惡英是一種毒性非常高的具有致癌性的物質,它會對人類神經、生殖及內分泌系統造成極大的功能性障礙,特別容易使身體素質差的老年人患神經障礙病;它能使孕婦體內胎兒先天性異常畸形等。所以,近年來二惡英污染問題已引起人們的普遍重視。我國衛生部和國家環??偩忠蚕群笙掳l了相關文件。由此可見,隨著城市人口的逐漸增多,城市垃圾量會越來越大,這就要求我們必須對城市垃圾采取相應措施,進行有效治理,否則,將會給我們帶來巨大的災難。
新型土工合成材料在垃圾場防滲工程中的應用長春市現有城區人口!,"多萬,加上暫住人口和流動人口現已超過#""萬。城市在不斷擴人,人
口在逐年增加,形成的城市垃圾量也越來越大。從環境保護的角度出發,為了使長春建成國際衛生城市,城市垃圾已由原來的箱裝化變成袋裝化。據有關部門統計,長春市每天形成的垃圾量在!%""#""噸,現有焚燒爐每天處理能力只有%""&""噸。一方面焚燒爐的處理能力有限,另一方面焚燒爐存在著二惡英嚴重污染問題。因此,這一問題引起了市政府的高度重視,作為!""!年&!件為民辦實事之一,建立了一個大型的城市垃圾堆放場———大南垃圾場。整個垃圾場存儲量為!"""萬立方米。
眾所周知,城市垃圾中成分復雜,酸堿油鹽一應俱全。這對垃圾場防滲工程而言,就形成了一定的難度,防滲層的材質設計選擇必須滿足耐酸、耐堿、耐鹽、耐油、耐化學腐蝕等各項要求。由于東北地區冬夏季溫差較大,導致垃圾場沉降裂變形嚴重,所以防滲層材質必須要具有良好的低溫柔性和耐老化性,機械強度一定要足夠大,防滲系數要非常小。為了確保工程質量和進度,市政府要求工程建設指揮部對工程設計、施工、材質選擇一律實行社會招標,組成龐大的多學科專家組,對其進行綜合對比和可行性技術論證。參與長春大南垃圾場防滲層材質競標的有粘土防滲層、土工布防滲層、雙面土工膜防滲層和新型土工合成材料防滲層。專家組對各種防滲方案進行了綜合對比分析論證,其結論是粘土防滲層運輸量大,費用高,施工時間長,防滲效果一般,工程保質期短,不宜采用;土工布防滲層相對而言,機械強度低,摩擦系數小,抗滲強力較低,施工簡便,工程造價低;雙面復合土工膜滲透系數小,低溫柔性好,變形適應性強,耐老化,耐腐蝕,施工時間短,工程質量好,但是造價高。因為土工膜為了保證低溫柔性、防滲效果和機械強度,在生產配方中必須加入適量的耐寒增塑劑,而且必須選用防水性能好,機械強度高,用乳液法生產的高!值樹脂(!!"#)。同時還要在配
方中摻用加工性能好的微懸浮樹脂,這就使得土工膜的生產成本大增,從而使土工膜在工程造價方面失去了競爭優勢;專家組一致認為,新型土工合成材料與其它幾種防滲層相比較(對比結果如表$),它的突出特點是機械強力大,應變能力強,表面摩擦系數大,耐化學腐蝕性強,抗老化性和低溫柔性好,防滲效果理想,能適應不同施工條件和工作應力,同時工程造價又不高,工程進度快,工程質量好,質保期長。
為了確保工程質量,有關專家還對土工膜和新型土工合成材料進行了浸泡試驗和小區域保存量試驗(結果如表(),從試驗結果可以看出,兩種不同防滲層在垃圾殘液中的結果是有區別的,土工膜經浸泡后,機械強力下降較大,摩擦系數明顯減??;在“強化”垃圾殘液試驗中,土工膜表面有明顯的腐蝕斑點,各種強力損失高達/%+!%#+。而新型土工合成材料,由于表面采用砂石防護層,摩擦系數不受影響,機械強力在“強化”垃圾殘液試驗中,幾乎沒有多大變化。
通過浸泡試驗和理論測試,專家組向設計院推薦新型土工合成材料為最佳的垃圾場防滲層。整個工程共用新型土工合成材料近$##萬平方米,與雙面土工膜相比,僅工程造價一項為大南垃圾場就節省資金%##多萬元;與土工布相比,因新型土工合成材料質保期是土工布的兩倍,所以工程造價要比土工布防滲層減少$###多萬元。經濟效益和社會效益是非常顯著的。
結論
新型和生金土工合成材料在垃圾場防滲工程中的應用,不僅證明了這種新型巖土工程材料的物理性能良好,更重要的是它為城市垃圾的有效治理做出了貢獻,這種社會效益是無法估量的,從而使我們對新型土工合成材料在不同領域的應用開發更加充滿了信心。我們堅信,這種新型材料應用潛力很大,它在我國基礎設施建設中將發揮出積極的作用。我們還要對它的應用進行不斷地研究和探索,使其具有更大的推廣應用價值。