[发明专利]垃圾填埋场封顶层及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种垃圾填埋场封顶层及其制备方法和应用，属于垃圾填埋技术领域。该封顶层包括至少三层的功能层，所述功能层由外向内依次层叠设有：储水层、导排层和低渗透性层，所述储水层主要由颗粒粒径小于5mm的再生细骨料构成；所述导排层主要由颗粒粒径为10mm‑40mm的再生粗骨料构成；所述低渗透性层主要由天然土壤构成；所述再生细骨料和所述再生粗骨料均由建筑垃圾加工得到。该封顶层通过以上粒径组合的回收建筑垃圾骨料以及天然土壤构成，可以有效实现防渗闭气功能，并具有“以垃圾填垃圾”，实现建筑垃圾回收利用，释放填埋场中建筑垃圾所占库容，相比传统土质封顶层大大减小了土壤资源的消耗，施工简单取材方便，成本低廉，耐久性好等特点。

技术领域

本发明涉及垃圾填埋技术领域，特别是涉及一种垃圾填埋场封顶层及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的持续快速发展以及城镇化进程加速，城市固体废弃物也呈现急剧增加态势。根据《〈中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法〉实施情况的报告》显示，我国城市固体废物产生量持续增长，固体废物污染防治形势日渐严峻，其中仅建筑垃圾我国每年就产生约18亿吨，全国2/3的大中城市处于“垃圾围城”态势。

城市固体废弃物的处理方式主要分为填埋法、焚烧法和堆肥法。其中，填埋法是垃圾处理的最终手段，也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。一般来说，垃圾填埋场终场时候会设置封顶系统，即覆盖层（或称封顶层），其作用在于：1.“防渗”，即防止降雨、地表径流、地下水等入渗并进入垃圾体，从而减小渗滤液的产量；2. “闭气”，即降低填埋气体的扩散，减轻温室效应。

目前，国内大多数垃圾填埋场覆盖层为单一压实黏土覆盖层或由压实黏土层与土工膜组成的土工复合材料覆盖层。然而，单一压实黏土覆盖层会在干燥空气中出现干缩裂隙而影响覆盖层性能。而土工膜则存在沿界面易滑动失稳及耐久性不佳等问题。

常规技术中，出现了一种基于水分储存-释放原理的替代型土质覆盖层(又称腾发式覆盖系统)，这种土质覆盖层主要有两种型式，即单一土层土质覆盖层和毛细阻滞覆盖层。前者是只由一层具有良好储水能力细粒土上种植植被而成，后者由一层细粒土下卧一层粗粒土而成，它利用了粗细层界面处的毛细阻断作用来增大上部细粒土层的储水能力。该覆盖层的工作原理与海绵类似，在湿季时吸收并储存水分，在干季时通过地表蒸发和植物蒸腾作用释放水分，从而实现干湿气候条件下的水量平衡，减少雨水通过覆盖层向填埋体的渗漏量。然而，这两种形式的土质覆盖层只适用于降雨较少的干旱地区，而且覆盖层厚度较厚，对于湿润地区不适用，而且二者均无闭气功能。

为解决传统土质覆盖层的这两点缺陷，中国专利CN201310339617.1提出了一种由黏土层和毛细阻滞覆盖层组成的新型覆盖系统，其中，黏土层置于毛细阻滞覆盖层下面，毛细阻滞覆盖层由一层粉土层和位于粉土层下的砾砂层组成。这一覆盖层可以实现全天候防渗闭气功能。

然而，以上所有土质覆盖层均存在以下缺陷：

（1）消耗大量土壤资源。随着城镇化加速，土地资源越来越紧缺，土壤资源也越来越短缺。该覆盖层需要使用大量天然土壤或者人工土质材料，这会造成取材困难并加剧土壤资源短缺；此外，大量土壤资源需要从外运输调配，增加了覆盖层建造成本。

（2）覆盖层材料不绿色环保，未能充分利用填埋场的建筑垃圾。填埋场中的固体垃圾大量为建筑垃圾，对建筑垃圾简单填埋而非回收利用，一方面造成了资源大量浪费，另一方面建筑垃圾大量占据填埋场库容也降低了填埋场的经济效益和社会效益。

（3）占用填埋场库容。CN201310339617.1所涉及的覆盖层的厚度约为0.8-1.7m，传统单一土质覆盖层高度高达2m。显而易见的，土质覆盖层将极大地占据填埋场库容，从而减少了填埋场实际垃圾填埋量，降低了填埋场的经济效益和社会效益。