[发明专利]一种以废物为基料的卫生填埋场覆盖材料

说明书

技术领域

本发明涉及工业废物综合利用领域，具体涉及一种以废物为基料的卫生填埋场覆盖材料。

背景技术

随着社会经济和城市化进程的的快速发展，我国城市生活垃圾产量每年以8～10%的速度递增，2011年垃圾量已接近4亿吨，历年堆存量超过60亿吨。近年来，卫生填埋因其处理量大、适用性广、作业简单，而成为建设部和科技部首选的生活垃圾处理技术。

根据我国《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)中的要求，填埋应采用单元、分层作业，在垃圾进场后24h之内应完成摊铺、压实，达到规定高度后铺设一层覆盖材料，此为日覆盖；每一作业区完成阶段性高度后，暂时不在其上继续进行填埋时，应进行中间覆盖；填埋场达到设计封场条件要求时，对其进行最终覆盖。因此，在填埋作业进程中，需要大量的覆盖材料，其用量与垃圾填埋量的关系为1:4～10，作用主要有：（1）雨污分流，减少雨水和其他外来水渗入填埋场内，避免地表径流受到垃圾渗滤液的污染；（2）减少有机物生物降解引起的恶臭；（3）及时隔断垃圾与外界环境的接触，预防火灾，避免轻质垃圾随风扬起；（4）防止蚊蝇进入垃圾体内，抑制病原菌传播；（5）改善景观，有利于施工人员的身体健康；（6）便于设备和行驶车辆的工作，为植被的生长提供土壤。

作为最常用的填埋场覆盖材料，粘土具有渗透系数低、可就地取材等特点，但在使用过程中，存在如下问题：（1）综合性能较差。在长时间与水接触或者干湿循环下，粘土强度明显降低；而在阳光曝晒下，大面积铺设的粘土层会因收缩产生干燥裂缝；（2）来源有限。符合卫生填埋要求的粘土并不是随处可得，抗渗透、密闭性往往难以满足要求；（3）浪费填埋场库容。覆盖太厚，会使填埋场的寿命大为缩短，厚度太薄，则难以达到抗渗甚至是密封效果；（4）非最佳环保途径。粘土覆盖层具有较好的保温隔热性能和PH值，非常适合蚊蝇的繁殖生长；（5）破坏植被。粘土资源比较丰富的地区，粘土的大量开采也会造成环境和植被一定程度上的破坏；（6）运行成本高。主要包括材料费、人工费、油耗费和机械的损耗等。根据深圳下坪填埋场的运行实际，1m³覆土的运行成本为3.5元。

除粘土外，复合土工合成材料、喷塑材料等在卫生填埋场也有所应用，但存在运营成本高、施工操作复杂、材料不易降解、材料易燃有异味、两层覆盖材料之间的垃圾连通性差等问题。因此，开发一种经济实用的新型覆盖材料，是降低垃圾处理成本、保障卫生填埋场正常运营的关键一环。

在中国专利CN200910194833.5中，干法/半干法脱硫工艺，所副产的脱硫灰外观类似水泥，为浅灰色粉末，碱性高（PH>12）、粒径极细（80%的颗粒小于40μm）、密度轻（容积密度0.85～1.0t/m³，真密度2.25～2.69t/m³）、含水低（0.02%～0.36wt%），主要成分为CaSO₃·1/2H₂O（10～50wt%）、CaSO4·2H₂O（20～50wt%）、CaCO₃（1～10wt%）、f-CaO（2～10wt%）、Ca(OH)₂（5～20wt%），和少量SiO₂、MgO等杂质。徐夕仁（热能动力工程，2010）的分析表明，循环流化床脱硫灰的主要物相组成是：莫菜石、石英、Fe₂O₃等粉煤灰物相，以及CaSO₃·1/2H₂O，CaCO₃，CaSO₄等脱硫物相。实践表明，由于脱硫灰化学成分波动大、碱性高、钙基成分含量高、稳定性差、易扬尘、利用难度大，目前以堆放和抛弃处置为主。国内外近年来围绕生产硅钙砖、陶粒、混凝土砌块、矿棉、人造砾石，土壤稳定以及改良、结构填充、稳定路基、矿井污水中和等方面做了一些尝试，但耗灰量有限，并不具备推广价值。随着燃煤电厂、钢铁厂烟气脱硫装置的大规模启用，脱硫灰排量将与日俱增，寻求一条高效便捷、安全妥善的脱硫灰处理方法，已是迫在眉睫的任务。