szőnyegek egyenértékűségének g vizsgálata Dr. Szabó Imre, Tóth Andrea Miskolci Egyetem, Hidrogeológiai- Mérnökgeológiai Tanszék Tartalom A bentonitszőnyeg yg szőnyeg hulladéklerakók aljzatszigeteléseként szőnyegek vízzárósága Szennyezőanyag-visszatartó képesség modellezése GEOTECHNIKA Konferencia Ráckeve,. Mi a bentonitszőnyeg? Montmorillonit ( duzzadó agyagásvány) Egyéb ásványok: crisztobalit, kvarc, stb. Montmorillonit Negatív töltésű ű felület Kationok és vízmolekulák megkötődése Az elektrosztatikus kötés a lemezek között gyenge Elméletileg - % -os vízfelvétel lehetséges Kötőanyag granulátum szőnyeg Mi a bentonitszőnyeg? tíli Termikus kezelés Tűnemezelő táblák szőnyeg szőnyeg Száltűzés
A bentonit töltet összetétele A bentonitszőnyeg, mint aljzatszigetelő Hulladéklerakó aljzatszigetelésétől elvárt tulajdonságok: - a megkívánt vízzáróság teljesítése A bentonitszőnyeg jellemzői: ő i t tó képesség ké é jó szennyezőanyagszennyezőanyag -visszatartó Igen jó vízzáróság (--- m/s) Szivárgási tényező ő, k [m/s] - alkalmazásuk a helyi adottságoktól kevésbé függ helyszíni ellenőrző vizsgálatokat nem igényel σn kpa - - - - a beépítés egyszerűbb Átszivárgási Áts idő t [nap] Át i árgási á á i idő, [ ] a kivitelezés üteme gyorsabb A hazai kommunálishulladékkommunálishulladék-lerakók építésénél felhasznált bentonitszőnyegek mennyisége Kompatibilitás A bentonit töltet szerkezete - - Szivárgási ttényező, k [m/s] Szivárgási ttényező, k [m/s] - A maximális vízfelvevő képesség csökken az oldatkoncentrációval - - - - Maximális v vízfelvevő képesség, wmax,h [%] Vízzáróság megváltozása!! Szennyezőanyag transzport!!! ZnSO Idő, t [nap] Fagyasztás - felengedési ciklus száma - - - - Koncentráció, c [%] Muster A bentonit töltet (Na-montmorillonit: %) Szivárgási tényezző, k [m/s] Szivárgási tényező, k [[m/s] KSO - Desztillált víz Csapvíz NaCl CaCl - Muster A bentonit töltet (Na-montmorillonit: %) - az áteresztőképesség függ: - az átszivárgó folyadék összetételétől, koncentrációjától Desztillált víz NaCl CaCl - desztillált víz vagy maga a sóoldat a hidratáló folyadék - - - Szárítás - nedvesítési ciklus száma Koncentráció, c [%]
A szőnyeg mechanikus igénybevétele Szennyezőanyag terjedés modellezése - - Szivárgási téényező nyező [m/s] [m/s]. minta. minta. minta Transzportegyenlet: Megoldása: J J a + J diszp + J adsz + J b numerikus ahol: - - vx c dydzdt Ja D advektív fluxus D D J diszp J hidrodin.diszp + J diff többszöri áthajtogatás területről vett minták áthajtogatás nélküliutáni területről vett minták - - Idő [nap] J hidrodin.diszp J diff J adsz Jb Szennyezőanyag visszatartó képesség Koncepcionális modell Szakadás Geomembrán analitikus Dxx Dxy Dxz dydzdt z x y c Deff ddydzdt d dt x c d M ρb K d t dvdt diffúzió adszorpció d M λ (Θ c + ρb K d c ) dvdt bomlás mechanikai diszperzió Modellező környezet: y Processing Modflow Hidrodinamikai modellezés: Modflow Transzportmodellezés: MTDMS Diffúzív anyagáram I. h cm, c g/cm vgeo. x cm vsz Tömörített agyagréteg vagy a bentonitszőnyeg Paraméter agyag h cm, c g/cm bentonitszőnyeg Szivárgási tényező *- m/s *- m/s Sűrűség kg/m kg/m Effektív porozitás,, Langmuir izoterma A paramétere mg/ g mg/ g Langmuir izoterma K paramétere, m/kg, m/kg Effektív diffúziós együttható,*- m/s *- - *- m/s. szőnyeg Vizsgált időtartam: vgeo, mm év vsz cm éves időlépcső. Tömörített agyagréteg numerikus stabilitás vgeo, mm < % hiba vsz m. szőnyeg + agyagréteg Eredmény: vgeo, mm vsz cm + cm Kilépő/ belépő Adszorbeált/ belépő anyagmennyiség.. J JJ a +J aj diszp......
Diffúzív anyagáram II. Diffúzív anyagáram III. c.. c.......... c c >c c >c...... Csurgalékvíz magasság növelése Csurgalékvíz koncentráció növelése Adszorpció figyelembevétele Egyenértékűség....... J J + J + J a diszp adsz Maximális adszorpciós kapacitás: mg/g..........
A szennyező adszorpciójának leírása yiség Kum mulatív adszorbeált anyagmenny.... Az adszorpciós folyamatok leírása lineáris izotermával: c a K c Az adszorpciós. Maximális adszorpciós kapacitás: folyamatok leírása Langmuir izotermával:. mg/g agyag mg/g bentonitszőnyeg ca cmax. K c + K c Kombinált alzatszigetelés I. yiség Kum mulatív adszorbeált anyagmenny.......... Az adszorbeált és a belépő anyagmennyiség aránya Az adszorbeált és a belépő anyagmennyiség aránya Kombinált alzatszigetelés II... Összefoglalás, megállapítások ásványos összetétel mellett a szövetszerkezet is meghatározza a vízzáróságot...... Agyagvastagság növelése, anizotrópia a szemcsék átrendeződhetnek mechanikus igénybevételre az oldat koncentrációjának növekedésével a maximális vízfelvevő képesség radikálisan csökken szivárgási tényező értéke nő a szivárgási tényező függ az átszivárgó folyadék összetételétől, koncentrációjától a bentonitszőnyeg ő és az m vastag agyagréteg között ött a transzport-egyenértékűség nem áll fenn hibahelyek. a, m agyagréteg egy bentonitszőnyeggel nagyon kedvező eredményeket mutatott a számítások során