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垃圾填埋场渗漏监测智能化?——来自欧洲的新答案

随着我国城镇化水平的急速提升,生活垃圾的处理问题日益严峻,很多城市面临垃圾围城的窘境。如何处理好城镇生活垃圾已经是摆在政府城市管理面前的一个难题。考虑到生活垃圾处理成本,直接填埋仍然是绝大多数城市采用的处理方式。但是这就需要做好垃圾填埋场渗沥液防渗漏工作,否则将会造成严重的环境污染,且一旦造成污染需要几十年甚至上百年的环境修复期。



武汉江夏长山口垃圾填埋场渗漏严重
 

目前,我国生活垃圾填埋场垃圾渗沥液渗漏问题不容乐观。围绕垃圾渗沥液渗漏责任产生了大量的纠纷。中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所从2008年开始,对北京、天津、重庆、浙江、四川、安徽、河南、山东、云南、贵阳等10个省市30余家生活垃圾及危险废物填埋场防渗土工膜(HDPE膜)完整性开展渗漏检测调研工作。
 
通过调查发现,所有填埋场防渗层均有严重的渗漏现象,对周边地下水的环境造成了严重污染。根据检测结果,平均在每个填埋场内发现防渗层漏洞数量约为34个。大多数填埋场导排系统已经失效,填埋场内积水严重,渗滤液水力压头远远超过推算值。
 
因此,填埋场渗滤液的渗漏量也会远远超过推算值。需要指出的是,这些含高浓度有机污染物的渗滤液所进入的地下水体,其污染特征具有发现困难、污染效应滞后,以及污染修复困难的特点。据估算,已建填埋场造成的污染土壤和地下水的修复费用将高达1000亿元。
 


传统方法使用开挖法找寻垃圾填埋场渗漏点
 

现在生活垃圾填埋场的防渗技术处理,主要采用HDPE防渗膜工艺(例如德国诺维Carbofol系列土工膜),因其性能的可靠性获得了各国的技术认可。虽然具备许多的优点,但HDPE土工膜的物理强度不高。与诸如岩石,混凝土和钢材之类的建筑材料相比,它们的抗穿刺性、硬度与抗拉强度较低。所以,这种膜在施工完成后很容易产生渗漏点。据相关报道,90%的填埋场存在渗漏问题,而其中70%的填埋场没有进行渗漏点检测。

受勘察、设计、施工和产品本身质量影响,完成铺设的土工膜易发生破损
 
 
国内生活垃圾填埋场渗漏检测一般在防渗膜施工结束后即进行,而在开始使用后带垃圾检测的项目极少,其检测难度也更大。整个垃圾填埋场在运营过程中的渗漏情况,根本不可知,也无法准确定位渗漏发生的位置。整个垃圾填埋场的安全性完全建立在运气上。
 
针对这种情况深圳诺维环境工程技术有限公司从德国引进了诺维智能渗漏检测系统。该系统于1994由联邦研究院(BMFT)赞助开发,在联邦材料研究所(BAM)指导下运作,基于明确的物理原理设计,使得土工膜防渗系统发生渗漏的位置能够被精确的探测及定位。
 
在欧洲,该系统已经成功应用于垃圾填埋场渗漏监测领域20余年。遍布于全球的大量项目的成功实践,证明了其可靠性和准确性。在铺设土工膜的同时,安装该系统可以为承包商提供了一种有效的工具,使其能够智能记录、探测施工和维修工作中的损伤情况,从而更好的履行其合同义务。对于垃圾填埋场运营商,诺维智能渗漏监测系统可以随时确认防渗系统的完整性,从而避免渗沥液溢出造成巨大的环境危害和付出巨额的修复代价。诺维智能渗漏监测系统专为最先进的垃圾填埋场研发,是固废管理工作不可或缺的一环。
 
系统简介及原理:
诺维智能渗漏监测系统由主动电极、传感电极、多点线性电极、接线箱、离线测试设备、在线自动监测设备和评估软件等组成,具有精度高、使用寿命长,能长期在线监控,智能监测数据等特点,在世界范围内的大量项目,实践证明了其精确性与可靠性。
 
诺维智能渗漏监测系统基于土工膜的天然绝缘特性,使得放置在土工膜下方的传感电极矩阵与置于土工膜上方的主动电极电气隔离。 
 


典型诺维渗漏监测系统组成
 
因为土工膜总是铺设于例如水、土壤或沙子等潮湿的导电介质中,所以土工膜的整个上表面布满了主动电极所产生的电荷。这些电荷能流经土工膜上的所有孔洞,并被膜下方的传感电极所感测。 这个过程会导致膜下方的导电介质中的电势变化,并被诺维智能渗漏检测系统精确地测量和评估,从而确定渗漏的发生。同时,诺维智能渗漏检测系统还可以确定土工膜上的渗漏位置。 

 


电势分布图例
 
 
由于传感电极的矩阵的位置是确定的,并且每个传感电极根据其相对于膜中的孔洞的位置和距离而接收的电流量也是确定的,因此可以通过评估软件计算以确定发生泄漏的确切位置。