土质固化剂在垃圾卫生填埋场中的应用前景1.doc

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TG土质固化剂在垃圾卫生填埋场中的应用前景北京亿路特通新材料有限责任公司 地址：北京市杏石口路99号西山赢府A座4层 一、项目概述进入21世纪，环境保护越来越引起各国政府的重视，对环保技术的研究也成为当今科学研究的重要前沿课题。随着我国城市化进程的加快和居民生活水平的提高，城市生活垃圾量不断增加，垃圾的无害化处置成为了一项非常紧迫的任务。在我国，目前主要方法是建造垃圾填埋场。卫生填埋技术是目前被广泛应用于城市生活垃圾处理的经济、有效的方法。为贯彻中华人民共和国固体废物污染环境防治法，防止生活垃圾填埋处置造成二次污染，国家环境保护局特制定了生活垃圾填埋污染控制标准（GB168891997），于1998年1月1日起实施。标准要求，生活垃圾填埋场工程环境保护设计必须包含对场区垃圾渗滤液的防水处理工程。本文重点阐述垃圾卫生填埋场防水处理工程设计的基本原则和思路，并通过介绍土质固化剂在此类工程中的应用前景。 （一）、垃圾填埋场的防水1、渗滤液的控制 在生活垃圾填埋污染控制标准中规定：生活垃圾填埋场环境保护工程设计应包含防水工程，垃圾填埋场环境保护工程设计应包含防水工程，垃圾渗滤液输导、收集和处理系统。垃圾填埋场的防水中一个主要方面就是对渗滤液渗漏的控制，也是垃圾填埋场设计和管理的一项主要内容。 渗滤液扩散对水源的污染是垃圾填埋场对环境污染的一个主要方面，因此对渗滤液污染控制的研究是垃圾填埋场环境污染控制的一项重要内容，同时也是确定垃圾填埋场防渗工程规模的重要依据。渗滤液污染控制主要对垃圾填埋进行防渗处理。垃圾填埋场防水处理的目的一方面在于防止渗滤液渗入地下，从根本上控制垃圾渗滤液对周围地下水环境的影响；另一方面是防止其他形式的水流侵入填埋场。因为大气降水会在场区内顺沟谷形成地表水流，在径流过程中会侵入填埋区，并对地下水进行补给，从而造成渗滤液液位大幅度上升，引渗滤液外溢而污染环境。因此，垃圾填埋场的防水工程建设必须根据场址的工程地质和水文地质情况，采用相应的防渗技术和防水材料，对填埋场进行防水处理。2、防水技术生活垃圾填埋场防水系统的建设目前在工程上多采用填埋场区底部水平防水，以及截洪沟、填埋区下游垃圾坝、截污坝、截渗墙、防渗帷幕等设施为主的垂直防水系统相结合的防水工艺。通常场区底部的水平防水可以利用天然不透水层，如较完整的不透水岩层或粘土、淤泥层(要求防水层渗透系数K107cm/s）。在天然材料无法得到的情况下，利用土质固化剂配制复合固结土替代天然材料，将已经成功运用于道路、水利、建材领域的这项技术，应用于垃圾填埋场防渗处理，为土质固化剂开辟了新的应用领域。3、 防水材料在垃圾填埋场防水系统工程中所采用的防水材料，其接触对象主要是垃圾渗滤液，因此，对防水材料主要性能的要求，特别要考虑到材料受渗滤液水质的影响情况。研究表明，填埋渗滤液水质受垃圾成分的影响很大，化学成分复杂，且与垃圾成分、填埋场的土壤组分和填埋场使用年限有关。有资料表明，国内填埋场垃圾渗滤液中COD、BOD一般在103104mg/L之间变化，主要污染物是有机污染物、氨氮、碳、重金属等，pH值一般在6.57.8之间。由此可见，垃圾渗滤液是一种具有较强腐蚀性、高污染性的水体。通常垃圾填埋场的设计使用寿命为数十年。尤其是近年来我国对环境保护的要求越来越高，因此，在垃圾填埋场防水工程中使用的防水材料，必须具有很高的抗渗性能（渗透系数K10-7cm/s）、良好的抗化学侵蚀能力和耐久性能，才能满足此类工程防水的需要。 TG土质固化剂固化复合固结土具有极佳的水稳定性和抗冻融性，根据以往在水利防渗工程应用的实例，在压实度95%的条件下，其渗透系数可达2.4810-7cm/s，该技术完全可以应用于垃圾填埋场。由于采用就地取土，只需加入少量胶结材料和土质固化剂，拌合压实后即可达到相关设计要求，施工简单，成本较低，耐久性强，且后期强度随时间不断增加，解决了化学合成材料随时间老化降解的后顾之忧，成为垃圾填埋场防水系统工程的首选方案。其各项指标，完全可以满足工程的环境保护设计要求，今后必将在城市垃圾填埋场等环境保护工程建设中发挥更大的作用。（二）、施工工艺边坡的处理：清除施工范围内的腐质土、杂草、垃圾。自坡脚处开挖台阶，首先开挖一级台阶，然后进行填筑、压实施工，压实完成一级台阶后清表下一级台阶边坡，然后进行下一级台阶开挖、填筑、压实，依次逐级进行施工。开挖时边坡外部要高于边坡内部，使倾斜度向内，一般为2%的横坡度。下雨前要挖好排水沟，以免造成填筑层基地过湿不能施工，或采用塑料薄膜覆盖。2m-3m20cmH2%说明：1、垃圾填埋场底层复合固结土厚度为20cm；2、边坡采用路基加宽施工方法，分层填筑、分层压实，每层厚度为20cm；3、胶凝材料（石灰、水泥）掺量根据当地土质确定。固化剂掺量为0.02%；4、压路机应采用18-21T的重型压路机；5、堤顶宽度、高度由施工方确定；6、施工工艺：参照TG系列土质固化剂施工手册执行。二、市场状况该项目是在我公司进行TG土质固化剂推广过程中，发现TG土质固化剂可应用于垃圾填埋场的可能，通过与垃圾填埋场生产企业的洽谈和相关试验，确认了我公司的TG土质固化剂可以应用到垃圾填埋场的应用上，可以较大幅度的降低成本，节约水泥等高污染材料，极具社会效益和经济效益。三、项目优势分析通过我公司与垃圾填埋场生产企业的多次试验，目前，土质固化剂在垃圾填埋场的应用方案已经研发成功，新方案在性能方面有显著提升，并在大幅降低原有产品的成本，应用固化剂的产品具备以下特点：1、原料优势：应用于垃圾填埋场的原材料，是以当地的土为主要原料，就地取材，节约运输成本。2、产品特点： 1. 稀释的土质固化剂无毒、无害、无污染，是一种环保型材料。 2. 土质固化剂渗透性好，与土的和易性好，便于施工。 3. 高浓缩、用量少、运输费用低，供应半径大。一般情况下用量只占被固化灰土重量的万分之一至万分之三。 4. 应用领域宽。既可以用于公司进行TG土质固化剂推广过程中，发现TG土质固化剂可应用于垃圾填埋场处理、公路路面基层，也可以用于水利堤坝建设和建筑基底处理。 5. 易于储存。不易燃、不爆炸、室温下可存三年以上。 6. 筑路成本低。在平原地区使用，同比降低筑路成本15%-40%。 7. 路用性能好。使用本固化剂筑路对提高路面基层的抗压强度、抗弯拉强度和减少路面低温缩裂作用明显。四、TG土质固化剂的各项技术指标TG土质固化剂的各项技术指标满足垃圾填埋场的要求。复合固结土路面基层材料是指以自然土壤为基本材料，用TG系列土质固化剂和路面基层胶结材料按一定比例与土均匀掺配而形成的、能够满足路用技术指标要求的路面基层混合材料。（一）、无侧限抗压强度试验结果分析所用材料分别是：土质固化剂为TG-1型固化剂；土为吉林省乾安县低液限粉土（Ip=9.8）；两种胶结材料为：级消石灰和32.5级普通硅酸盐水泥。采用不同配合比进行不同龄期的无侧限抗压强度试验，试件压实度为98%，共成试件138组，用塑料袋将试件密封后恒温（201）养生。试验结果如下：1、石灰类复合固结土表-01 石灰类复合固结土无侧限抗压强度试验结果材料配合比7d无侧限抗压强度（Mpa)28d无侧限抗压强度（Mpa)90d无侧限抗压强度（Mpa)石灰：土TG-1外掺用量（%）4：9600.60.841.080.0151.02 22.50.021.16 251.08 1.92.46：9400.74 0.941.120.0151.14 21.26 251.20 1.962.78：9200.82 1.061.320.0151.18 21.30 251.34 2.52.712：8800.881.18 1.44表中数据看出：使用固化剂的复合固结土与石灰土相比，石灰用量减少了50%，无侧限抗压强度却提高了一倍多。2、水泥类复合固结土表-02 水泥类复合固结土无侧限抗压强度试验结果材料配合比7d无侧限抗压强度（Mpa)28d无侧限抗压强度（Mpa)90d无侧限抗压强度（Mpa)水泥：土TG-1外掺用量（%）4：9601.41.822.80.0151.542.250.00.02522.75.66：9400.00.00.08：9202.934.60.00.0%表中数据看出：水泥类复合固结土的无侧限抗压强度明显好于同剂量的水泥稳定土，其强度值是水泥稳定土的2倍。固化剂用量同样是0.02%为佳，水泥用量与抗压强度成正比。图-03复合固结土压实度与抗压强度关系图 Mpa 7d强度 28d强度 3 2 1 0 90 93 95 98 压实度（ %）图中的红线表示28d的强度，黄线为初期强度，图中红线看出压实度越高，后期强度增长幅度越大。（二）、复合固结土水稳定性试验结果分析水稳定性系数是以不同龄期饱水抗压强度与干抗压强度的比值表示，用以表征水稳定性，系数越大，则水稳定性越好 表-04 复合固结土水稳定性试验结果材料配合比饱水抗压强度（Mpa）干抗压强度（Mpa）水稳定性系数胶结材料：土TG-1外掺用量（%）7d28d90d7d28d90d7d28d90d石灰：土=4：960.01.462.6379.588.590石灰：土=6：940.021.242.73.281.888.990.600.740.921.3461.77783.6水泥：土=4：960.086.487.592.1水泥：土=6：940.087.590.44.3表中数据看出：掺加固化剂后可以大大提高水稳定性。同时，随着试件龄期的增长，水稳定性系数逐渐增大。我们对室内试验试件及试验路取芯试件进行了180d和1年的浸水观测，未发现散解现象，且强度损失较小，由此说明，复合固结土路面基层材料具有较好的水稳定性。（三）、复合固结土低温收缩试验结果分析低温收缩试验主要是对比不同配合比的复合固结土基层材料在各级负温度作用下的收缩状态，以评价不同配合比复合固结土基层材料的抗冻裂效果。本课题选择了几组有代表性的配合比进行低温收缩试验：表-05 复合固结土试件低温收缩试验结果混合料名称材料配合比龄期 （d）湿度收缩系数（10-6）胶结材料：土TG-1固化剂用量（%）0-5-10-15-20复 合 固 结 土石灰：土= 4：960.015901.519.218.619.124.5石灰：土= 6：940.015901.630.323.828.931.6石灰：土= 6：940.02901.320.721.225.326.1水泥：土= 4：960.015901.432.9水泥：土= 6：940.015901.723.138.831.738.5水泥：土= 6：940.02901.222.527.22833.6表-06 常用的几种半刚性基层材料的低温收缩试验结果混合料名称材料配合比龄期 （d）湿度收缩系数（10-6）0-5-10-15-20水泥稳定砂砾5：95909.5410.3610.9911.3711.61二灰碎石8：32：609077.948.538.52910：40：509014.8814.5914.4716.0116.125：15：809011.6912.5110.4914.1614.6石灰土8：929041.7551.263.836410：909060.155462.19二灰土8:45:47906.9440.6253.3348.884510:35:55908.894044.541.840.9510:45:45904.165.6223.3334.0235.7112:35:53909.164.1618.6629.4432.26上表可以看出：复合固结土在低温（0以下）状态下，其温度收缩系数与水泥稳定砂砾、二灰碎石、石灰土、二灰土的温缩系数同为一个数量级，并且复合固结土温缩系数的绝对值比石灰土、二灰土小得多，与水泥稳定砂砾、二灰碎石相近，因此，复合固结土路面基层抗冻裂性能较好。 五、TG土质固化剂的相关资质（一）、公司简介北京亿路特通新材料有限责任公司，是亿阳集团旗下的高新技术企业。亿阳集团成立于1988年，经过二十年的锐意进取、真抓实干、励精图治和顽强拼搏，从一个研究所发展成为以电信、交通、能源、投资为主要业务领域的高科技产业集团。既有以南京长江三桥为代表的长期收益；又有以油田开发和风力发电为代表的中期回报；更有以电信软件、智能交通、筑路新材料、国际商务以及产业投资为代表的现实赢利。是中华人民共和国科学技术部首批认定的“全国重点高新技术企业”之一。亿阳信通更荣获由国家科技部、国务院国资委、中华全国总工会首批认定的“创新型企业”称号。近10年来，亿阳集团及其控股公司上缴税金累计超过16亿元人民币，社会公益事业捐赠累计超过1亿元人民币，显示出全面、协调、可持续的发展后劲北京亿路特通新材料有限责任公司是世界领先的土质固化剂生产商、服务商。公司注册于北京中关村科技园区，是经北京市科学技术委员会认定的高新技术企业。公司主要从事环保型筑路新材料、工程新材料等产品的研发、生产和销售，并提供相关产品技术服务、技术咨询。公司拥有“一种土质固化剂”、“公路路面基层稳定剂”、“复合型路面基层及成型方法”、“复合固结土路面基层的材料及其施工方法”4项国家发明专利和多项专有技术。是国家科技部、商务部、质检总局和环保总局在公路和建筑行业重点推广的新材料、新产品，也是唯一通过国家交通运输部科学技术成果鉴定和应用技术成果后评估，并被列入公路水路交通“十一五”科技发展规划的固化剂产品。经交通运输部鉴定：北京亿路特通新材料有限责任公司拥有自主知识产权的系列土质固化剂和复合固结土路面基层技术无论在先进性、创新性、还是稳定性等各个方面均达到了国际先进水平。中央电视台、科技日报、中国交通报等权威媒体曾专题报道，受到公路行业的广泛关注。公司拥有先进的企业文化及经营管理理念，严格按照现代企业制度的要求进行运作，并在行业内率先通过了ISO9001：2000质量体系认证。（二）、相关资质详见公司宣传彩页六、相关领域的应用(一)、筑路方面的应用至今，系列土质固化剂已在全国推广应用1000多公里，收到了很好的经济效益、社会效益和生态效益。经济和环境效益分析、经济效益分析1. 替代传统筑路材料，节约材料费。以吉林松原市应用为例，新材料的使用较传统材料费用下降15%-40%。 2. 节省料场临时征地费用。以二级公路为例，采用土质固化剂产品和复合固结土路面基层技术，可以减少基层材料料场用地50%以上，每公里二级公路节约征地费约3000元以上。 3. 应用固化剂产品形成的复合固结土路面基层具有很好的耐久性。应用该产品可延长公路使用周期，节约养护费用。 4. 良好的水稳性可以降低路基高度，减少土方工程量，从而降低路基工程造价。应用结果证明，采用土质固化剂产品形成复合固结土路面基层，较传统石灰土基层结构可降低路基高度0.2m-0.5m。 、环境效益分析1. 减少CO2气体的排放量和增加植被对CO2气体的吸收量。每减少1万吨石灰使用量，可减少8000吨CO2气体的排放量；每减少1万吨水泥的用量，将减少5200吨CO2气体的排放量；每减少1万立方米的碎石用量，能够使约300平方米的植被得到保护，从而增加对CO2气体的转化量。 2. 节约资源和能源。每减少1万吨石灰使用量，节省石灰石18000吨，节省煤炭约3000吨；每减少1万吨水泥的用量，节省石灰石12000吨，节省煤炭约2400吨；每减少1万立方米材料汽车运输（200公里），节省燃料油约70吨；每减少1万立方米筑路材料，减少料场占地约800平方米。 3. 减少对周围环境的污染。土质固化剂生产不排污，无污染，稀释后的固化剂溶液无毒、无害，可有效解决筑路材料污染问题。（二）、沼气池方面的应用我公司在四川把固化剂应用在沼气池方面。由于沼气池较小，为长2米，宽1米，高1米的小池子，施工方便，采用两种施工方式：1、 先把沼气池的坑挖好，事先可用TG固化剂的混合料做成大砌块，方法：做好模具，把混合料填到模具内，用重物夯实，养生一段时间后，再把砌块砌到沼气池池底和池壁。2、 用土打垒的方法。（1）、先把沼气池的坑挖好（多挖一些，算好尺寸，保证施工完毕后为沼气池设计尺寸）。（2）、把TG固化剂的混合料填到池底，用重物夯实。（3）、沼气池的侧面，与试先挖好的侧壁距离2030cm处竖直固定木板，再把TG固化剂的混合料分层填筑到侧壁与木板之间、分层压实，每层厚度不大于20cm。完工后，把木板撤掉。七、相关附件1、公司宣传彩页2、公路水路交通“十一五”科技发展规划3、 中国环境标志产品认证证书 螂螈羅莁薅螄羅薃袀肃羄芃蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁薀蒄聿肀艿蚀羅聿莁蒂袁聿薄蚈袇肈芃蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薀螄袄肄芀薇螀膃莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃芇蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒂肃芄蒀螇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薆袂荿芈螂螈羅莁薅螄羅薃袀肃羄芃蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁薀蒄聿肀艿蚀羅聿莁蒂袁聿薄蚈袇肈芃蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薀螄袄肄芀薇螀膃莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃芇蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒂肃芄蒀螇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薆袂荿芈螂螈羅莁薅螄羅薃袀肃羄芃蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁薀蒄聿肀艿蚀羅聿莁蒂袁聿薄蚈袇肈芃蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薀螄袄肄芀薇螀膃莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃芇蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒂肃芄蒀螇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薆袂荿芈螂螈羅莁薅螄羅薃袀肃羄芃蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁薀蒄聿肀艿蚀羅聿莁蒂袁聿薄蚈袇肈芃蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薀螄袄肄芀薇螀膃莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃芇蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒂肃芄蒀螇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薆袂荿芈螂螈羅莁薅螄羅薃袀肃羄芃蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁薀蒄聿肀艿蚀羅聿莁蒂袁聿薄蚈袇肈芃蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薀螄袄肄芀薇螀膃莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃芇蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒂肃芄蒀螇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薆袂荿芈螂螈羅莁薅螄羅薃袀肃羄芃蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁薀蒄聿肀艿蚀羅聿莁蒂袁聿薄蚈袇肈芃蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薀螄袄肄芀薇螀膃莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃芇蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒂肃芄蒀螇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薆袂荿芈螂螈羅莁薅螄羅薃袀肃羄芃蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁薀蒄聿肀艿蚀羅聿莁蒂袁聿薄蚈袇肈芃蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薀螄袄肄芀薇螀膃莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膇莃蚀袃芇蒅蒃蝿芆膅虿蚅芅芇蒂肃芄蒀螇罿芃薂薀袅节节螅螁芁莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薆袂荿芈螂螈羅莁薅螄羅薃袀肃羄芃蚃羈羃莅袈袄羂蒇蚁螀羁薀蒄聿肀艿蚀羅聿莁蒂袁