一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及堆场或填埋场渗滤液收集技术领域，具体涉及到一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统及其施工方法。

背景技术

随着经济的快速发展，我国已发展成为全球最大的磷酸盐生产国、消费国。我国磷化工企业有500家以上，磷酸盐总生产能力(以P

类似老旧磷石膏堆体的弱渗透介质堆体在填埋或堆置过程中由于雨水作用会产生渗滤液，一旦渗入到地下后，严重污染附近的地下水和地表水资源，对附近的流域和居民生活都造成非常严重的影响。弱渗透介质堆体下渗透量少，主要淋溶含污染物雨水在坡面形成径流并汇集成小沟流的特性。比如老旧磷石膏堆体因重力原因，形成堆体底部为高压环境，基本形成板结不透水层或微透水层，同时整个磷石膏堆体外壳因磷石膏胶凝性能和晶体转化原理，形成弱透水的胶凝板结层，其结构从底部往上依次包括结晶层、中间层、富水层和堆体边坡表面。一方面，弱渗透介质堆体存在渗透液收集困难的问题；另一反面，因所属企业倒闭等原因，造成堆体污染防治资金缺乏，亟待寻求一种低成本同时能够最大程度减少渗滤液污染的技术。鉴于此，提供一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统及其施工方法也就显得十分的有意义。

发明内容

针对上述缺陷或不足，本发明的目的是提供一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统及其施工方法，可有效解决弱渗透性介质堆体中渗透液对环境产生污染、渗透液收集困难和收集成本高的问题。

为达上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统，包括多级平台式边坡和渗透液收集系统，多级平台式边坡的每级台阶上设置有环形马道，多级平台式边坡四周表面上设置有急流槽，多级平台式边坡底部设置有渗透液导排管，急流槽的末端与渗透液导排管连接，渗透液导排管一端连接有渗滤液收集池，渗透液收集系统位于多级平台式边坡的每级台阶底部，渗透液收集系统包括膜下保护层、膜上保护层、回填层、防水层和U型渗滤液收集沟，膜下保护层位于每级台阶的底层，膜下保护层上部依次设置防渗膜、膜上保护层、回填层和防水层，U型渗滤液收集沟位于环形马道上，每级上的U型渗滤液收集沟与急流槽垂直连接。

本发明的有益效果是：本发明提供一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统，将弱渗透性介质堆体采用分段修整为多级平台式边坡，提高了弱渗透性介质堆体的稳定及安全性；根据弱渗透介质堆体下渗透量少，主要淋溶含污染物雨水在坡面形成径流并汇集成小沟流的特性，通过在多级平台式边坡的每级台阶底部边缘内嵌防渗膜，通过防渗膜可有效收集渗透液储层中小沟流里的渗滤液，使得渗透液依靠重力汇集流入U型渗滤液收集沟，通过U型渗滤液收集沟汇集到急流槽，再通过渗透液导排管进入渗滤液收集池，最终进入污水处理站处理后厂内循环利用；渗透液收集系统设置有膜下保护层，保证了弱渗透性介质堆体每级台阶底部的平整性，回填层增加了弱渗透性介质堆体每级台阶底部的强度，提高了安全性；通过膜上保护层，起到了缓冲和隔离的作用，保证了各层的稳定性及使用性能；外表面设置有防水层，进一步防止雨水进入堆体，减少渗滤液产量。该弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统成本低且渗滤液收集率高，可有效解决弱渗透性介质堆体中渗透液对环境产生污染的问题。

进一步地，多级平台式边坡的每级台阶底部四周设置有若干固定桩，固定桩上固定连接有分隔网，分隔网与防渗膜之间形成空腔层。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过分隔网与防渗膜之间形成空腔层，进一步增加渗透液在弱渗透性介质堆体内部的流动性。

进一步地，每级台阶内嵌防渗膜的宽度为2-3米。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：防渗膜的宽度适宜，有利于渗透液的收集。

进一步地，膜下保护层为粘土保护层，其厚度为20-50厘米；其中，粘土满足液限指数为25％～30％，塑限指数为10％～15％，每平方米的平整度误差不大于20mm。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过粘土保护层，且厚度适宜，保证了弱渗透性介质堆体底部的平整性和稳定性。

进一步地，膜上保护层为土工织物层，其厚度为10-30厘米。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：膜上保护层为土工织物层，保证了回填层与空腔层之间形成稳定的边界，起到了缓冲和隔离的作用，保证了各层的稳定性及使用性能；也进一步增加了弱渗透性介质堆体底部边缘内部，有利于渗透液的收集。

进一步地，防渗膜为不低于1.5mm的厚光面HDPE膜。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：HDPE膜的防渗透性好，有利于渗透液的收集。

进一步地，固定桩和分隔网的表面均涂有防腐蚀层。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：增加防腐蚀层，提高系统的使用寿命。

进一步地，回填层由级配碎石和磷石膏组成，其高度与多级平台式边坡表面平齐。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：回填层由级配碎石和磷石膏组成，使得弱渗透性介质堆体底部边缘内部具有较好的渗透性，有利于渗透液的收集。

进一步地，防水层为高密度聚乙烯土工膜，其厚度大于1.0mm。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：高密度聚乙烯土工膜的防水性能好，进一步防止雨水进入堆体，减少渗滤液产量。

本发明提供一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一、边坡修整

对弱渗透性介质堆体采用分段修整方式，从堆体顶部开始往上修整，每级上设置有环形马道，每级环形马道上设置U型渗滤液收集沟，多级平台式边坡四周表面上设置有急流槽，每级上的U型渗滤液收集沟与急流槽垂直连接，多级平台式边坡底部设置有渗透液导排管，急流槽的末端与渗透液导排管连接，每四级为一个开挖段，每级边坡高度为3-5m，铺设土工格栅后依次回填压实得到多级平台式边坡，最终边坡坡度为1:1-2.0；

步骤二、建立渗透液收集系统

(1)底部边缘挖方

在多级平台式边坡每级底部进行挖方，开挖水平深度为2～4m；

(2)内部结构铺设

在边缘挖方处底部铺设有膜下保护层和防渗膜，分隔网上依次铺设膜上保护层；

(3)底部回填压实

内部结构铺设结束后，用磷石膏和级配碎石回填，压实形成回填层，挖方处外表面铺设防水层；其中，磷石膏和级配碎石的重量份数比为1:1～3；

(4)渗滤液收集处理

渗透液导排管一端连接有渗滤液收集池，最终进入污水处理站处理后厂内循环利用。

进一步地，步骤二内部结构铺设中边缘挖方处底部四周设置有若干固定桩，固定桩上固定连接有分隔网，分隔网上再依次铺设膜上保护层。

本发明的有益效果是：本发明提供一种工艺流程简单、成本低、渗滤液收集率高的一种弱渗透性介质堆体污染防治技术方法，通过在弱渗透性介质堆体每级台阶底部边缘内嵌防渗膜式渗滤液收集技术，能够以最低成本，达到有效收集渗滤液的效果。

附图说明

图1为本发明的弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统的纵截面图；

图2为本发明的弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统的俯视图；

图3为本发明的弱渗透性介质堆体每级台阶底部内铺设结构的局部放大图；

其中，1、多级平台式边坡；2、环形马道；3、U型渗滤液收集沟；4、急流槽；5、渗透液导排管；6、渗滤液收集池；7、膜下保护层；8、防渗膜；9、分隔网；10、空腔层；11、固定桩；12、膜上保护层；13、回填层；14、防水层；15、结晶层；16、中间层；17、富水层。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统，如图1-3所示，包括多级平台式边坡1和渗透液收集系统，将弱渗透性介质堆体(弱渗透性介质堆体内部结构包括结晶层15、中间层16和富水层17)采用分段修整为多级平台式边坡1，多级平台式边坡1的每级台阶上设置有环形马道2，多级平台式边坡1四周表面上设置有急流槽4，多级平台式边坡1底部设置有渗透液导排管5，急流槽4的末端与渗透液导排管5连接，渗透液导排管5一端连接有渗滤液收集池6，渗透液收集系统位于多级平台式边坡1的每级台阶底部，渗透液收集系统包括膜下保护层7、膜上保护层12、回填层13、防水层14和U型渗滤液收集沟3，膜下保护层7位于每级台阶的底层，下保护层9为粘土保护层，其厚度为30厘米，粘土满足液限指数为25％～30％，塑限指数为10％～15％，每平方米的平整度误差不大于20mm，膜下保护层7上部依次设置防渗膜8、膜上保护层12、回填层13和防水层14，回填层13由级配碎石和磷石膏按照重量份数比为1:2的混合料组成，其高度与多级平台式边坡1表面平齐，膜上保护层12为土工织物层，其厚度为20厘米，防水层14为高密度聚乙烯土工膜，其厚度大于1.0mm，多级平台式边坡1的每级台阶底部四周设置有若干固定桩11，固定桩11上固定连接有分隔网9，固定桩11和分隔网9的表面均涂有防腐蚀层，分隔网9与防渗膜8(具体为HDPE膜)之间形成空腔层10，每级台阶内嵌防渗膜83.0mm的厚光面HDPE膜，其宽度为2.5米，U型渗滤液收集沟3位于环形马道2上，每级上的U型渗滤液收集沟3与急流槽4垂直连接。本发明提供一种弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统，将弱渗透性介质堆体采用分段修整为多级平台式边坡1，提高了弱渗透性介质堆体的稳定及安全性；根据弱渗透介质堆体下渗透量少，主要淋溶含污染物雨水在坡面形成径流并汇集成小沟流的特性，通过在多级平台式边坡1的每级台阶底部边缘内嵌防渗膜8，通过防渗膜8可有效收集渗透液储层中小沟流里的渗滤液，使得渗透液依靠重力汇集流入U型渗滤液收集沟3，通过U型渗滤液收集沟3汇集到急流槽4，再通过渗透液导排管5进入渗滤液收集池6，最终进入污水处理站处理后厂内循环利用；渗透液收集系统设置有膜下保护层7，保证了弱渗透性介质堆体每级台阶底部的平整性，回填层13增加了弱渗透性介质堆体每级台阶底部的强度，提高了安全性；通过膜上保护层12，起到了缓冲和隔离的作用，保证了各层的稳定性及使用性能；通过分隔网9与防渗膜8之间形成空腔层10，进一步增加渗透液在弱渗透性介质堆体内部的流动性；外表面设置有防水层14，进一步防止雨水进入堆体，减少渗滤液产量。该弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统成本低且渗滤液收集率高，可有效解决弱渗透性介质堆体中渗透液对环境产生污染的问题。

上述弱渗透性介质堆体渗滤液收集系统的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一、边坡修整

对弱渗透性介质堆体采用分段修整方式，从堆体顶部开始往上修整，每级上设置有环形马道，每级环形马道上设置U型渗滤液收集沟，多级平台式边坡四周表面上设置有急流槽，每级上的U型渗滤液收集沟与急流槽垂直连接，多级平台式边坡底部设置有渗透液导排管，急流槽的末端与渗透液导排管连接，每四级为一个开挖段，每级边坡高度为5m，铺设土工格栅后依次回填压实得到多级平台式边坡，最终边坡坡度为1:1.5；

步骤二、建立渗透液收集系统

(1)底部边缘挖方

在多级平台式边坡底部进行挖方，开挖水平深度2m；

(2)内部结构铺设

在边缘挖方处底部铺设有膜下保护层和防渗膜，边缘挖方处底部四周设置有若干固定桩，固定桩上固定连接有分隔网，分隔网与防渗膜之间形成空腔层，分隔网上依次铺设膜上保护层；

(3)底部回填压实

内部结构铺设结束后，用磷石膏和级配碎石回填，压实形成回填层，挖方处外表面铺设防水层；

(4)渗滤液收集处理

渗透液导排管一端连接有渗滤液收集池，最终进入污水处理站处理后厂内循环利用。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本领域的技术人员不经创造性劳动即对所描述的具体实施例做的修改或补充或采用类似的方式替代仍属本专利的保护范围。