美国危险废物填埋场的设计

(3)粗糙碎片应当筛去，砂砾要少于10%。含有较大粗颗粒的土壤能形成高水力传导系统的沙砾区。

(4)最后，材质应当不含直径大于1～2英寸的土粒和石块。要是石块占据土层厚度的大部分，土层会形成渗漏“窗”。当石块变小时，就会被土层中其他物质包围。

要是现场缺乏合格的土壤，需购进合格的粘土，或购进优质的土壤与现场土壤混合得到合格的混合土壤。最常见的是将现场的沙土，添加4%～5%购进的膨润土，使砂土渗透系数由10-4cm/s降到10-7cm/s。污染物在土壤中渗透机理有两个：一是对流传输，可溶性污染物由于流水的携带而通过土壤衬层;二是分子扩散，污染物因分子扩散而通过土壤衬层。计算结果表明，10～30年后，即使土层的渗透系数小到零，但由于分子扩散，废物分子也将透过3英尺的压缩土层。

2、合成材料 制造防渗软膜的合成材料如下：

· 热塑性塑料-PVC(聚氯乙烯)

· 透明热塑性塑料-高密度聚乙烯(HDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)

· 合成橡胶-氯丁橡胶，乙丙橡胶(EPDM)

现有各种各样的合成软膜在市场销售，填埋场最普遍使用的是高密度聚乙烯膜。这些合成软膜的厚度有0.5mm至0.2mm的，它们的渗透系数比粘土小得多，如高密度聚乙烯软膜，它的水力渗透系数仅为10-14cm/s。合成衬层在填埋场中的应用，大大增加了废物的储存空间和处置空间。

3、复合防渗层 复合衬层系统比单一的软膜衬层或土壤衬层要优越。因为粘土层上面的渗滤液在粘土衬层中的渗漏受衬层渗透速率、衬层上渗滤液压和衬层总面积的大小控制，如果粘土层上紧贴一层软膜，该软膜封住了上表面，即使软膜出现洞缝，沥滤液也不会在整个软膜和粘土层之间扩散。与单一粘土层相比，其渗透面积也会小得多，所以渗漏液量会小得多。 考虑粘土衬层的土中可能含有一些石子，所以往往在粘土层上面和软膜下面放一层无纺布，来防止软膜被岩石戳穿。但这无妨布在粘土层和软膜之间形成了高传递区，所以还是碾压粘土表层和去除石子为好，这样才能使软膜紧贴在粘土层上面。

四、排水层材质

排水层由颗粒物或合成材料组成，要是用颗粒物，其排水层最低指标为：30cm(12英寸)厚，最小水力传导系数为1cm/s，坡度≥2%，有盲管，有土壤过滤层。它覆盖整个填埋场的底部以及边坡。

要是用河沙的话，必须洗净，或几乎不含细粉的，以便积聚在衬层上和双衬层间的液体能迅速收集和排除，使两衬层系统中的水压头最小。根据导则，粒状排水物质的主要选择标准是高水力传导率和低毛细强度或虹吸力。用洗净的沙粒作排水层，其渗透系数在1 cm/s之间，毛细管张力可忽略不计，它比泥砂要好。

现在人工合成排水材料被引入到废物管理行业，它与颗粒物不同的是，合成排水材料可制成下列各种形式和厚度：

· 网类(160～280μm)

· 针扎无妨布(80～200μm)

· 网垫(400～800μm)

· 波纹状、华夫状或蜂窝状板(400～800μm)

建筑材料也多种多样，最普遍的合成材料是聚丙烯、聚酯或聚乙烯。在相同设计排水能力的条件下，合成排水层很薄(小于1英寸)，它比颗粒物排水层(1英尺)要薄得多。合成排水层在填埋场中的应用，大大增加了废物的储存空间和处置空间。

对合成排水材质，EPA要求最小传递系数为5×10-4m/s，合成排水材质的水力传递系数要比它高得多，足以确保土工网、土工复合层或其它合成排水层的设计性能优于1英尺厚颗粒排水层。

五、废物沥滤液对防渗层的侵袭

在防止废物沥滤液对防渗层的侵袭方面要注意：

1)酸能侵蚀土壤，将土壤矿物质溶解生成其他组分。通常当酸通过土壤时，酸溶解有助于它们的中和作用。大量酸进入土壤后，水力传导率明显下降。

2)水中的其他离子，特别是正离子或阳离子也容易被吸引到土壤的负电荷表面上，这样在粘土颗粒周围形成水合离子区，这就是所谓双扩散层。土壤水力传导率强烈受到这些双扩散层厚度的影响。当双扩散层收缩时，它们能打开液流通道，导致水力传导率增大。当双扩散层膨胀时，它们就压缩液流通路，导致水力传导率减少。例如膨润土钙盐的渗透系数比膨润土钠盐大100至1000倍。这种渗透液体的引入会大大地改变水力传导率。3)有机溶剂能收缩双扩散层，打开液流通道，而且还能凝聚土壤颗粒，把它们拉在一起，使得土壤破裂。而且有机溶剂产生的化学龟裂。比干燥引起的土壤龟裂要厉害得多。