國(guó)內(nèi)一些垃圾填埋場(chǎng)采用了給污水調(diào)節(jié)池加設(shè)HDPE土工膜浮動(dòng)罩的措施,取得了較好地防臭效果、改善了填埋場(chǎng)的環(huán)境.

污水池的土工膜浮動(dòng)罩是一種將土工膜四周與池壁密封連接,膜浮在水面,形成密閉空間的水面覆蓋罩.相對(duì)水面剛性覆蓋罩,它的重量輕,成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于大面積施工,跨度大或小的水池都能適用.因此,土工膜水面浮動(dòng)覆蓋罩在國(guó)內(nèi)外都取得越來(lái)越多的應(yīng)用.垃圾填埋場(chǎng)污水調(diào)節(jié)池的浮動(dòng)罩主要包括以下幾個(gè)部分:覆蓋系統(tǒng),錨固系統(tǒng)、雨水集排系統(tǒng)和導(dǎo)氣系統(tǒng).

浮蓋膜是整個(gè)浮蓋系統(tǒng)中的關(guān)鍵部位.調(diào)節(jié)池面積一般都比較大,覆蓋膜長(zhǎng)期處在雙向拉應(yīng)力狀態(tài),裸露的膜直接受陽(yáng)光紫外線輻射,還要承受冬季嚴(yán)寒、低溫的考驗(yàn),直接受環(huán)境溫度變化的影響較大,膜接觸的又是腐蝕性較強(qiáng)的垃圾滲濾液.因此,對(duì)覆蓋膜的抗拉力和抗老化性能要求比較高,而這兩項(xiàng)要求是普通HDPE土工膜材料所達(dá)不到的.

為此,建議應(yīng)要求:覆蓋膜材料的抗拉強(qiáng)度為拉伸斷裂強(qiáng)度、抗老化強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)氧化誘導(dǎo)時(shí)間、環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂.這樣的指標(biāo)比較適合浮蓋膜所處于的特殊工作環(huán)境對(duì)抗拉應(yīng)力、抗老化性能的要求.

除了使用環(huán)境對(duì)膜的抗拉性能、抗老化性能和抗腐蝕性能的要求高外,還要求膜的密度最好小于水,自身才能浮在水面.目前國(guó)內(nèi)外大多采用HDPE膜作為覆蓋膜材,它能較好地適應(yīng)使用環(huán)境,滿足上述要求.膜的厚度一般采用2.0~2.5mm.

1.錨固系統(tǒng)

主要是將覆蓋膜錨固的結(jié)構(gòu)措施,有時(shí)還包括平衡配重系統(tǒng)的錨固.對(duì)于混凝土邊墻,可在墻頂或墻壁預(yù)埋螺栓,借助夾板固定,為防止膜拔出,可在膜的四周制成一較厚的凸緣.對(duì)于土質(zhì)邊坡,可在坡頂采用錨固溝固定.溝的深度一般為600~800mm,寬度一般為800~1000mm,具體應(yīng)計(jì)算確定.溝內(nèi)回填材料可用夯實(shí)黏土或低標(biāo)號(hào)混凝土.

2.雨水集排系統(tǒng)

國(guó)外采用膜上壓重管與膜下配對(duì)漂浮物及兩者之間的土工膜組成固定位置的集排水槽.國(guó)內(nèi)則只用壓重管在膜面將膜壓人水池中形成一條凹槽,將雨水收集和排走一般采用輕型、手提式水泵抽水.國(guó)內(nèi)的浮動(dòng)罩允許全膜蓄水.有的工程保持膜上有20~40cm的水深,并在膜上種植水生植物以使加蓋后的調(diào)節(jié)池美觀.有人認(rèn)為膜上適量蓄水可以起到穩(wěn)定浮蓋膜的作用,我認(rèn)為膜上應(yīng)有10~20cm深的蓄水,有利于避免陽(yáng)光直射覆蓋膜,延緩膜的老化.

3.氣體導(dǎo)排系統(tǒng)

調(diào)節(jié)池中的垃圾滲瀝液會(huì)產(chǎn)生大量氣體,如果不排除會(huì)在密封膜下聚集,將膜鼓起,形成大面積的鼓包或局部的鼓包,在大風(fēng)吹襲下可能發(fā)生安全問(wèn)題.因此,必須及時(shí)將這些氣體排出.首先在膜下池頂四周設(shè)置HDPE集氣花管,收集池內(nèi)氣體,再采用被動(dòng)排氣措施或主動(dòng)排氣措施將收集的氣體由膜上排氣管導(dǎo)出,直接燃燒或作其他處理.

大型調(diào)節(jié)池,在浮蓋系統(tǒng)的導(dǎo)氣管設(shè)置上還需要采取進(jìn)一步的措施,即采用泡沫塑料的“浮子”在膜下組成方格網(wǎng)狀的“排氣筏”使浮蓋膜與污水面之間始終保持有完整的氣體通道,最終達(dá)到膜下沼氣排放通暢的目的.否則,若沼氣長(zhǎng)期積聚在浮蓋膜與污水之間，就會(huì)像吹氣球一樣不斷膨脹，最終導(dǎo)致“災(zāi)難性”的事故.調(diào)節(jié)池周邊池壁氣體收集管一般采用內(nèi)徑為200~300mm的HDPE開(kāi)孔花管.

填埋場(chǎng)污水調(diào)節(jié)池的容積大,產(chǎn)生的沼氣量大,如果導(dǎo)氣設(shè)施設(shè)計(jì)不當(dāng)或失效,就可能造成局部沼氣聚集,引起覆蓋膜鼓包,有爆炸的安全隱患.在設(shè)計(jì)上海老港垃圾場(chǎng)的老調(diào)節(jié)池加蓋時(shí),由于沼氣導(dǎo)排能力考慮不足,曾鼓起2~3m高的“鼓包”;如有大風(fēng)刮過(guò),造成負(fù)壓吸力,則會(huì)增加膜上鼓的程度,再加上大風(fēng)對(duì)鼓包的沖擊力,如果膜的抗拉強(qiáng)度不夠,大風(fēng)就可能將浮蓋罩掀起破壞.后來(lái)在膜蓋上增設(shè)4~6根直徑為60~80mm的導(dǎo)氣管,才消除了膜蓋的“鼓包”.鼓包問(wèn)題是山谷型和沿海城市垃圾填埋場(chǎng)污水調(diào)節(jié)池浮蓋罩設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)研究的問(wèn)題之一避免鼓包出現(xiàn)應(yīng)采取的一些措施為:

（1）如前面所述,合理靈活的設(shè)計(jì)膜的尺寸,使膜平順地浮在水面,避免折皺,減少風(fēng)對(duì)膜的沖擊力.

（2）設(shè)計(jì)好膜下氣體導(dǎo)出系統(tǒng).這就需要設(shè)計(jì)者進(jìn)行估算該調(diào)節(jié)池內(nèi)污水的沼氣產(chǎn)量和產(chǎn)率,還需要預(yù)估較高溫度時(shí)的水的蒸發(fā)量,恰當(dāng)?shù)剡x定導(dǎo)氣管、氣體收集管的管徑、開(kāi)孔直徑及開(kāi)孔率.沼氣產(chǎn)率是要根據(jù)填埋場(chǎng)的具體條件來(lái)預(yù)估的,例如杭州天子嶺垃圾場(chǎng)的調(diào)節(jié)池每天進(jìn)水量約為1500t,每天產(chǎn)沼氣750m,平均每小時(shí)產(chǎn)沼氣約30m,氣量不大.沼氣可被動(dòng)導(dǎo)出或風(fēng)機(jī)負(fù)壓抽出.導(dǎo)出管還應(yīng)考慮導(dǎo)出水蒸氣所需的斷面.

（3）在綜合考慮膜上各種載荷(蓄水重、壓重管重、膜自重、泵重、人行載荷和風(fēng)載荷等)和膜下氣體壓力等載荷作用的工作條件,確定一個(gè)保持膜穩(wěn)定的氣體壓力,適當(dāng)設(shè)置氣體壓力釋放閥.在超過(guò)此壓力時(shí),釋放氣體,避免膜發(fā)生鼓包現(xiàn)象.

4.土工膜的厚度

工程中可選用2.0~2.5mm厚的HDPE土工膜作為浮動(dòng)罩的膜.從已發(fā)表的文獻(xiàn)看,各工程選用的HDPE土工膜的厚度大都是2mm.其實(shí),應(yīng)依據(jù)各個(gè)工程的具體條件,經(jīng)試驗(yàn)和計(jì)算來(lái)選定膜的厚度.設(shè)計(jì)使用年限為20年,其周圍環(huán)境條件及要求如下:

1)表面風(fēng)速129km/h,空氣溫度-34~43℃;

2)罩下氣體壓力可能達(dá)50Pa;

3)罩下能安裝氣體輸送泵及管道;

4)罩面能安裝降水收集和排放設(shè)備;

5)膜本身易于拼接并保持密封性;

6)沼氣量:104~119mm/h.

浮動(dòng)罩的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮從池底到最高池水位膜都能平順地浮貼在水面的要求，土工膜的材料性能指標(biāo)應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件、膜上荷載和膜下氣壓和各種使用條件,經(jīng)必要的試驗(yàn)和計(jì)算來(lái)確定.綜合考慮浮動(dòng)罩的環(huán)保防臭功能和加罩后具有厭氧作用，將調(diào)節(jié)池作為一個(gè)大型滲瀝液厭氧消化池來(lái)設(shè)計(jì),充分發(fā)揮其功效,從而大幅度降低污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用.