Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical simulation of benzene seepage through cracked compacted mineral liner of municipal waste landfill

Widomski Marcin K., Musz-Pomorska Anna, Stępniewski Witold, Horn Rainer

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2018

|

Vol. 25, nr 1

107--116

EN

This paper contains the results of numerical simulation of benzene migration, pollutant typical for landfill leachate, through the bottom compacted clay liner of municipal waste landfill. The FEFLOW, DHI software was used in the numerical calculations for four tested clays of various plasticity, compacted according to PN-B-04481:1988 and ASTM D698-12e2 and subjected to three cycles of drying and rewetting. The plasticity of the tested clay materials was determined by standard methods and classified according to the Unified Soil Classification System, ASTM D2487-11. Saturated hydraulic conductivity of the tested compacted clays was determined by the laboratory falling head permeameters for compacted soils, with agreement to ASTM D5856-95. Saturated hydraulic conductivity of the tested substrates after three cycles of shrinkage and swelling was measured by the falling and constant head laboratory permeameter. The sand box and pressure chambers with ceramic plates were used to determine the water retention curve parameters in the range of 0–15 bar. The obtained results showed the influence of cyclic shrinkage and swelling of clays on leachate seepage, triggering benzene migration, through the cracked compacted bottom liner.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych migracji benzenu, zanieczyszczenia często wchodzącego w skład odcieków składowiskowych, przez dolną barierę geologiczną składowiska odpadów komunalnych. Obliczenia przeprowadzono za pomocą programu FEFLOW, DHI dla dwóch wybranych gruntów ilastych o różnej plastyczności, zagęszczonych według PN-B-04481:1988 i ASTM D698-12e2 oraz poddanych kilku cyklom osuszania i nawilżania. Plastyczność badanych gruntów ilastych określono metodami standardowymi i sklasyfikowano wg Unified Soil Classification System, ASTM D2487-11. Współczynniki filtracji wykorzystanych gruntów po zagęszczeniu wyznaczono za pomocą zgodnych z wymaganiami ASTM D5856-95 przepuszczalnościomierzy do gruntów zagęszczonych. Pomiary współczynnika filtracji zastosowanych gruntów ilastych po trzech cyklach osuszania i nawilżania wykonano za pomocą przepuszczalnościomierza laboratoryjnego. Właściwości retencyjne gruntów w zakresie 0–15 bar wyznaczono za pomocą bloku pyłowego oraz komór ciśnieniowych z płytami ceramicznymi. Uzyskane wyniki obliczeń numerycznych wykazały wpływ cyklicznego osuszania i nawilżania gruntów ilastych na przesiąk odcieków oraz migrację benzenu przez spękaną dolną zagęszczoną przesłonę mineralną składowiska.

2

Modeling of benzene propagation through cracked compacted clay liner of municipal waste landfill

Widomski M. K., Musz-Pomorska A., Stępniewski W., Horn R.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

453--459

EN

This paper presents the results of numerical simulation of benzene migration, pollutant usually observed in landfill leachate, through the bottom compacted clay liner of municipal waste landfill. Our calculations were performed in FEFLOW, DHI software for two tested clay specimens of different plasticity, compacted according to PN-B-04481:1988 and ASTM D698-12e2 and subjected to three cycles of shrinkage and swelling. The plasticity of tested clay materials was determined by the standard methods and classified according to Unified Soil Classification System, ASTM D2487-11. Saturated hydraulic conductivity of compacted tested clay materials was measured by the laboratory falling head permeameters for compacted soils meeting the requirements of ASTM D5856-95. Saturated hydraulic conductivity of the tested substrates after three cycles of drying and rewetting was measured by the falling and constant head laboratory permeameter. Water retention curve parameters were determined in the range of 0-15 bar by sand box and pressure chambers with ceramic plates. The obtained results showed influence of shrinkage and swelling of clays on leachate seepage, triggering benzene migration, through the cracked compacted bottom liner.

PL

Przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych migracji benzenu, zanieczyszczenia często wchodzącego w skład odcieków składowiskowych, przez dolną barierę geologiczną składowiska odpadów komunalnych. Obliczenia przeprowadzono za pomocą programu FEFLOW, DHI dla dwóch wybranych gruntów ilastych o różnej plastyczności, zagęszczonych według PN-B-04481:1988 i ASTM D698-12e2 oraz poddanych kilku cyklom osuszania i nawilżania. Plastyczność badanych gruntów ilastych określono metodami standardowymi i sklasyfikowano wg Unified Soil Classification System, ASTM D2487-11. Współczynniki filtracji wykorzystanych gruntów po zagęszczeniu wyznaczono za pomocą zgodnych z wymaganiami ASTM D5856-95 przepuszczalnościomierzy do gruntów zagęszczonych. Pomiary współczynnika filtracji zastosowanych gruntów ilastych po trzech cyklach osuszania i nawilżania wykonano za pomocą przepuszczalnościomierza laboratoryjnego. Właściwości retencyjne gruntów w zakresie 0-15 bar wyznaczono za pomocą bloku pyłowego oraz komór ciśnieniowych z płytami ceramicznymi. Uzyskane wyniki obliczeń numerycznych wykazały wpływ cyklicznego osuszania i nawilżania gruntów ilastych na przesiąk odcieków oraz migrację benzenu przez spękaną dolną zagęszczoną przesłonę mineralną składowiska.

3

Seepage through municpal landfill clay liners after cyclic drying and rewetting

Widomski M. K., Stępniewski W., Horn R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2017

|

Vol. 24, nr 1

101--112

EN

The sustainability of municipal landfills and quality of water-soil environment is being compromised by the leachate percolation through the bottom sealing liner. The compacted mineral liners, using clays of various plasticity to assure the saturated hydraulic conductivity lower than 1·10–9 m·s–1, are among the most popular isolations of municipal waste landfills. But high plasticity clays present significant expansivity so they are prone to swelling, shrinkage and resultant cracking. Swelling and shrinkage of compacted clay liners, caused by cyclic drying and watering of substrate, are irreversible and after several cycles may result in a huge increase in the hydraulic conductivity and drastically reduced sealing capabilities of compacted clay liners. This paper presents the assessment of selected substrates’ plasticity influence on the isolating capabilities of the municipal landfill’s bottom liner undergoing cyclic drying and rewetting. The plasticity of tested clay materials was determined and classified by the standard methods. Saturated hydraulic conductivity of the studied clays formed by the standard Proctor method was measured by the laboratory falling head permeameters for compacted soils. Measurements of saturated hydraulic conductivity of the tested substrates after three cycles of drying and rewetting were performed in the standard 100 cm3 steel cylinders by the falling and constant head laboratory permeameter. Shrinkage of the tested compacted specimens was determined also in the standard 100 cm3 steel cylinders and classified basing on dimensionless indicator COLE. Determination of water seepage through the tested bottom compacted clay liners was based on the standard form of Darcy law for the saturated conditions of soil medium. The obtained results showed influence of plasticity of clays on decrease in their sealing capabilities after several cycles of drying and rewetting and, by extension, undesirable increase in the seepage volume through the compacted bottom liner.

PL

Zrównoważoność składowisk odpadów komunalnych oraz jakość środowiska gruntowo-wodnego mogą być zagrożone przez infiltrację odcieków poprzez dno składowiska. Zagęszczone przesłony mineralne, wykonane z materiałów ilastych o różnej plastyczności, zapewniające współczynnik filtracji warstwy niższy niż 1 ·10–9 m ·s–1, są jednym z podstawowych sposobów zapewniania izolacji składowisk. Jednak grunty ilaste o wysokiej plastyczności są materiałami ekspansywnymi, podatnymi na pęcznienie, skurcz oraz spękanie. Pęcznienie i skurcz zagęszczonych gruntów ilastych wywołane przez kolejne, następujące po sobie cykle nawil żania i osuszania zagęszczonej ilastej przesłony mineralnej są nieodwracalne i po kilku cyklach mogą doprowadzić do znacznego zwiększenia przewodnictwa wodnego, jednocześnie drastycznie zmniejszając zdolności izolacyjne zagęszczonych iłów. Praca niniejsza przedstawia próbę oceny wpływu plastyczności wybranych gruntów ilastych na właściwości izolacyjne przesłony składowiska poddanej cyklicznemu osuszaniu i nawilżaniu. Plastyczność badanych gruntów określono metodami standardowymi i sklasyfikowano według Unified Soil Classification System. Współczynnik filtracji gruntów po zagęszczeniu wyznaczono za pomocą laboratoryjnych przepuszczalnościomierzy do gruntów zagęszczonych. Pomiary współczynnika filtracji dla próbek w cylindrach 100 cm3 po trzech cyklach osuszania i nawilżania przeprowadzono za pomocą przepuszczalnościomierza laboratoryjnego. Skurcz badanych próbek zagęszczonego gruntu pomierzono także w cylindrach 100 cm3 i sklasyfikowano z użyciem wskaźnika COLE. Obliczenia przesiąku przez dolną zagęszczoną warstwę izolacyjną składowiska oparto o standardową postać równania Darcy dla strefy saturacji. Uzyskane wyniki wykazały wpływ plastyczności iłów na zmniejszenie ich właściwości izolacyjnych po kolejnych cyklach osuszania i nawilżania, a co za tym idzie niepożądany wzrost objętości przesiąku przez dolną warstwę izolacyjną składowiska.

4

Assessment of seepage through municipal landfill clay liners after cyclic drying and rewetting

Widomski M. K., Stępniewski W., Horn R.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

569--576

EN

One of the main threats to the sustainability of municipal landfills and quality of water-soil environment is being posed by the leachate percolation through the bottom sealing liner. The compacted mineral liners, utilizing clays of various plasticity to obtain the saturated hydraulic conductivity lower than 1·10–9 m·s–1, are one of the most popular manners of landfill isolation. However, the clayey substrates of high plasticity present a very high expansivity and are prone to swelling, shrinkage and cracking. Swelling and shrinkage of compacted clay liners, resulting from the cyclic drying and watering of clay substrate, are irreversible and after several cycles may result in a significant increase in the hydraulic conductivity and drastically decreasing sealing capabilities of compacted clay liners. This paper presents the attempt of determination the influence of the selected substrates’ plasticity for compacted clay liner of municipal landfill undergoing cyclic drying and rewetting on the isolating capabilities of the municipal landfill’s bottom liner. The plasticity of tested clay materials was determined and classified by the standard methods. Saturated hydraulic conductivity of the studied substrates compacted by the standard Proctor method was measured by the laboratory falling head permeameters for compacted soils. Measurements of saturated hydraulic conductivity of the tested substrates after three cycles of drying and rewetting were performed in the standard 100 cm3 steel cylinders by the falling and constant head laboratory permeameter. Determination of water seepage through the tested bottom compacted clay liners was based on the standard form of Darcy law for the saturated conditions. The obtained results showed influence of plasticity of clays on decrease in their sealing capabilities after several cycles of drying and rewetting and, by extension, undesirable increase in the seepage volume through the compacted bottom liner.

PL

Jednym z głównych zagrożeń dla zrównoważoności składowiska odpadów komunalnych oraz jakości środowiska gruntowo-wodnego jest infiltracja odcieków poprzez dno składowiska. Przesłony mineralne z materiałów ilastych o różnej plastyczności, zagęszczonych tak aby uzyskać współczynnik filtracji niższy niż 1·10–9 m·s–1, są jednym z podstawowych sposobów zapewniania izolacji składowisk. Jednakże grunty ilaste o wysokiej plastyczności są materiałami o wysokiej ekspansywności, podatnymi na pęcznienie, skurcz oraz spękanie. Pęcznienie i skurcz, powodowane przez następujące po sobie cykle nawilżania i osuszania ilastej zagęszczonej przesłony mineralnej, są nieodwracalne i po kilku cyklach mogą doprowadzić do znacznego zwiększenia przewodnictwa wodnego, zarazem drastycznie zmniejszając zdolności izolacyjne zagęszczonych iłów. Praca niniejsza przedstawia próbę określenia wpływu plastyczności wybranych gruntów przesłony mineralnej składowiska odpadów poddanego cyklicznemu osuszaniu i nawilżaniu na zdolności izolacyjne dolnej przesłony składowiska odpadów komunalnych. Plastyczność badanych gruntów określono metodami standardowymi i sklasyfikowano według Unified Soil Classification System. Współczynnik filtracji gruntów Marcin K. Widomski, Witold Stępniewski 576 and Rainer Horn w stanie pełnego nasycenia po zagęszczeniu wyznaczono za pomocą przepuszczalnościomierzy do gruntów zagęszczonych. Pomiary współczynnika filtracji po trzech cyklach osuszania i nawilżania przeprowadzono dla próbek w cylindrach 100 cm3 za pomocą przepuszczalnościomierza laboratoryjnego. Obliczenia przesiąku przez dolną zagęszczoną warstwę izolacyjną składowiska oparto na standardowej postaci równania Darcy’ego dla strefy saturacji. Uzyskane wyniki wykazały wpływ plastyczności iłów na zmniejszenie ich właściwości izolacyjnych po kolejnych cyklach osuszania i nawilżania, a co za tym idzie, niepożądany wzrost objętości przesiąku przez dolną warstwę izolacyjną składowiska.

5

Synteza zeolitów do adsorpcji acetonu

Warzybok M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 2/I

359--371

PL

Celem prowadzonych badań było uzyskanie efektywnych adsorbentów do usuwania acetonu z gazów odlotowych. Wybrano zeolit typu Y ze względu na jego wysoką termo stabilność umożliwiającą desorpcję zaadsorbowanego acetonu w temperaturach dochodzących do 1000°C. Proces syntezy składał się z czterech etapów: (1) aktywacji termicznej surowego materiału, (2) starzenia mieszanin reakcyjnych w temperaturze otoczenia, (3) krystalizacji (wysokotemperaturowego ogrzewania składników) oraz (4) przemywania i suszenia produktu. Jako substraty wykorzystano naturalne materiały ilaste – bentonit (B), haloizyt (H) oraz kaolin (K). Aby zapewnić odpowiedni stosunek molowy Na2O:SiO2:Al2O3:H2O do syntezy zastosowano również krzemionkę (SiO2) oraz roztwory chlorku (NaCl) oraz wodorotlenku sodu (NaOH). Podczas badań optymalizowano: temperaturę aktywacji, czas starzenia oraz czas i temperaturę etapu krystalizacji. Wpływ optymalizowanych parametrów na właściwości otrzymanych adsorbentów oceniano na podstawie: masy uzyskanego produktu, straty po prażeniu (LOI [%]), stężenia jonów Na+ w przesączach poreakcyjnych (CNa [mg/l]) oraz pojemności adsorpcyjnej względem acetonu (qe[mg/g]). Optymalna temperatura aktywacji wyjściowych materiałów ilastych wynosi 600°C. Podnoszenie temperatury aktywacji o kolejne 100°C skutkowało pogarszaniem właściwości adsorbentów. Wydłużenie czasu starzenia i krystalizacji, jak również podwyższenie temperatury etapu krystalizacji poprawia właściwości adsorpcyjne otrzymanych zeolitów. Optymalny czas etapu krystalizacji zależy od rodzaju materiału wyjściowego użytego do syntezy, temperatury aktywacji oraz czasu starzenia. Wydłużenie czasu starzenia mieszanin reakcyjnych pozwala na skrócenie czasu krystalizacji.

EN

The aim of the research was to study the synthesis of zeolites for adsorbing acetone. The synthesis process consisted of four stages: (1) thermal activation of the raw material; (2) aging of the reaction mixtures at the ambient temperature; (3) crystallization (at high temperatures); and (4) washing and drying the products. As substrates of the synthesis (silica and aluminium sources) three natural clay materials were used – bentonite (B), halloysite (H) and koalin (K). During the synthesis we also used silica (SiO2), sodium chloride and sodium hydroxide. During the examinations, the following parameters of the process were optimized: the temperature of the thermal activation of the raw material; the time of aging the reagents; and the time and the temperature of the crystallization stage. The influence of these optimized parameters on properties of the received adsorbents was assessed based on the following values: growth of the product mass; loss of ignition (LOI [%]); content of Na+ cations in the filtrate (CNa [mg/l]); and the adsorption capacity for acetone (qe [mg/g]). Based on the achieved results, we can state, that the optimal temperature for the thermal activation of used clay materials is 600°C. As expected extending the time and increasing the temperature of the crystallization stage influenced the improvement of the properties of the adsorbents. Depending on the initial material, as well as the temperature of the activation and the time of aging, the optimum time for the crystallization stage was different.

6

Hydraulic properties of clay liners of waste landfills compacted at various water contents

Widomski M. K., Stępniewski W., Horn R.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 1

145--151

EN

According to the actual standards, municipal landfill cells, as highly dangerous to the natural environment, have to be isolated from the environment by liners in order to prevent the migration of anthropogenic pollutants. The properly prepared mineral liners sealing the top, sides and bottom of landfill limiting water infiltration to waste body and leachate seepage are the popular manner of landfills isolation. The mineral liners are usually constructed of compacted clay soils to obtain, the required value of the sealing layer saturated hydraulic conductivity lower than 1·10–9 m s–1. The value of hydraulic conductivity of saturated soil is directly affected by the molding water content during compaction. Additionally, the sustainability of clay liners is highly related to its shrinkage and swelling properties. This paper presents researches concerning the effects of molding water content of selected clay soil on saturated hydraulic conductivity and shrinkage/swelling properties of compacted soil as well as hydraulic properties of the top sealing liner, constructed according to the actual standards, of compacted clay material. Range of our studies covered the laboratory and field measurements as well as numerical modeling. Saturated hydraulic conductivity under the natural field conditions was measured by BAT probe, GeoNordic, hydraulic conductivity of the compacted clay soils was tested in the laboratory by Humboldt Mfg. Co. permeameters for compacted soils, according to ASTM D5856. Water retention characteristics of compacted soil in range of 0-15 bar were determined by application of sand box and pressure chambers with ceramic plates methods. The assessment of hydraulic properties of liner made of clay materials was performed for the 2012 hydrologic year by the method of numerical modeling of infiltration process for a selected section of landfill top cover constructed in Rastorf, Germany, adjusted to Polish standards. The numerical calculations were performed in FEFLOW, DHI-WASY modeling software.

PL

Zgodnie z aktualnymi wymogami prawnymi, składowiska odpadów jako szczególnie niebezpieczne dla środowiska muszą być izolowane przesłonami w celu zapobiegania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń antropogenicznych. Jednym ze sposobów zapewniania izolacji składowisk są odpowiednio przygotowane i zagęszczone przesłony mineralne, zabezpieczające pokrywę oraz dno i boki składowiska. Przesłony mineralne są najczęściej wykonywane z odpowiednio zagęszczonych gruntów ilastych, tak aby przepuszczalność hydrauliczna warstwy ekranującej była niższa niż 1·10–9 m·s–1. Wartość współczynnika przewodnictwa wodnego gruntu w stanie pełnego nasycenia zależy bezpośrednio od wilgotności ośrodka porowatego w czasie zagęszczania. Dodatkowo, żywotność i efektywność przesłon ilastych jest bezpośrednio uzależniona od charakterystyki skurczu i pęcznienia materiału ilastego. Niniejsza praca przedstawia próbę określenia wpływu wilgotności zagęszczania wybranego gruntu ilastego na przepuszczalność w stanie pełnego nasycenia, potencjał skurczu i pęcznienia gruntu oraz właściwości hydrauliczne przesłony składowiska odpadów wykonanej z zagęszczonego gruntu ilastego, zgodnie z obowiązującym stanem prawnym. Zakres pracy obejmował badania laboratoryjne, terenowe oraz modelowe. Przewodnictwo hydrauliczne gruntów w stanie naturalnym określono za pomocą polowej sondy BAT, GeoNordic, przewodnictwo zaś w stanie pełnego nasycenia po zagęszczeniu wyznaczono za pomocą przepuszczalnościomierzy Humboldt Mfg. Co. do gruntów zagęszczonych wg ASTM D5856. Charakterystykę retencyjną zagęszczonych gruntów w zakresie 0-15 bar wyznaczono za pomocą metody bloku pyłowego oraz komór ciśnieniowych z płytami ceramicznymi. Ocenę właściwości hydraulicznych przesłon wykonanych z badanych materiałów ilastych zrealizowano dla roku hydrologicznego 2012 poprzez modelowanie numeryczne procesu infiltracji przez wybrany fragment przykrycia składowiska odpadów w Rastorf, Niemcy, dostosowany do polskich wymagań prawnych. Badania symulacyjne przeprowadzono za pomocą programu obliczeniowego FEFLOW, DHI-WASY.

7

Molding water content of clay soils and hydraulic properties of mineral liners of waste landfills

Widomski M. K., Stępniewski W., Polakowski C.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 2

251--263

EN

Municipal landfills as engineering constructions highly dangerous to the natural environment have to be isolated by liners in order to prevent the anthropogenic pollutants transport, together with eg landfill leachates. Mineral liners, properly prepared and compacted, sealing the bottom, sides and the top of the landfills are one of the most popular manners of their isolation. The mineral liners are usually constructed of compacted clay soils to obtain, the required by the Polish Decree of the Minister of Environment of 3rd April 2013 and the Council Directive 1999/31/EC of 26th April 1999 on the landfill of wastes, value of liner’s saturated hydraulic conductivity lower than 1 • 10–9 m • s–1. The value of hydraulic conductivity of saturated soils is directly affected by the conditions of soil compaction, especially a molding water content. This paper presents an attempt of the determination of the effects of the molding water content of a selected clay soil on its saturated hydraulic conductivity and hydraulic properties of the sealing liner, constructed according to the actual standards, of the compacted clay material. Range of our studies covered the in situ and laboratory measurements as well as numerical modeling. Saturated hydraulic conductivity under natural conditions was measured by BAT probe, (GeoNordic) while the hydraulic conductivity of the compacted clay soils was tested by Humboldt Mfg. Co. permeameters for compacted soils, in accordance with ASTM D5856. The assessment of hydraulic properties of a bottom liner made of the clay material under study was performed by the method of numerical modeling of infiltration process with the assumed value of groundwater head with an application of the FEFLOW, DHI-WASY modeling software. The lack of validation in our modeling attempt influences the fact that our studies should be treated as preliminary.

PL

Składowiska odpadów jako szczególnie uciążliwe dla środowiska budowle inżynierskie muszą być izolowane przesłonami w celu zapobiegania rozprzestrzeniania się wraz z m.in. odciekami zanieczyszczeń antropogenicznych pochodzących ze składowiska. Jednym ze sposobów zapewniania izolacji składowisk są przesłony mineralne. odpowiednio przygotowane i zagęszczone, zabezpieczające dno, boki oraz powierzchnię składowiska. Przesłony minerale są najczęściej wykonywane z odpowiednio zagęszczonych gruntów ilastych tak, aby zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 30 kwietnia 2013 r. w sprawie składowisk odpadów oraz Council Directive 1999/31/EC z 26 kwietnia 1999 r. w sprawie składowania odpadów, przepuszczalność hydrauliczna przesłony była niższa niż 1 • 10–9 m • s–1. Bezpośredni wpływ na wartość współczynnika przewodnictwa wodnego w stanie pełnego nasycenia mają warunki, w których przeprowadzane jest zagęszczenie gruntu, a dokładnie wilgotność ośrodka porowatego w czasie zagęszczania. Praca niniejsza przedstawia próbę określenia wpływu wilgotności zagęszczania wybranych gruntów ilastych na ich przepuszczalność w stanie pełnego nasycenia oraz właściwości hydrauliczne wykonanej z nich, zgodnie z obowiązującym stanem prawnym, dolnej przesłony składowiska odpadów. Zakres pracy obejmował badania terenowe, laboratoryjne oraz modelowe. Przewodnictwo hydrauliczne gruntów w stanie naturalnym określono za pomocą polowej sony BAT, GeoNordic, przewodnictwo zaś w stanie pełnego nasycenia po zagęszczeniu pomierzono za pomocą przepuszczalnościomierzy Humboldt Mfg. Co. do gruntów zagęszczonych wg ASTM D5856. Ocenę właściwości hydraulicznych przesłon wykonanych z badanych materiałów ilastych zrealizowano poprzez modelowanie numeryczne procesu infiltracji przy zadanej wysokości naporu wód gruntowych zrealizowane za pomocą programu obliczeniowego FEFLOW, DHI-WASY. Ze względu na brak walidacji modelu otrzymane wyniki należy traktować jako wyniki badań wstępnych.

8

Modeling studies of hydraulic efficiency of compacted waste landfill clay liner

Widomski M. K., Stępniewski W., Horn R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 3

381--392

EN

Compacted clay materials are commonly used worldwide as sealing materials to prevent migration of anthropogenic pollutants from municipal landfill cells to the environment. Such clay barriers known as liners are sealing the top, sides and bottom of the landfill. They limit water infiltration to waste body and leachate seepage, usually with the required saturated hydraulic conductivity lower than 1.0 · 10–9 m · s–1. The value of resultant hydraulic conductivity of compacted clay liners and their sustainability affected by swelling and shrinking processes are related to molding water content. This paper presents results of studies concerning the influence of molding water content on saturated hydraulic conductivity and shrinkage/swelling properties of selected compacted clay materials as well as hydraulic properties of the top sealing liner, constructed according to the actual standards of compacted clay material. Our studies covered field and laboratory measurements as well as numerical modeling. Permeability and water retention characteristics of the clays were determined during field and laboratory tests. Saturated hydraulic conductivity under the natural in situ conditions was measured by BAT probe, GeoNordic. Hydraulic conductivity of the homogenized compacted clays was tested in the laboratory by Humboldt Mfg. Co. permeameters for compacted soils, according to ASTM D5856. Water retention characteristics of the compacted clays in the range of 0–15 bar pore water tension were determined by application of sand box and pressure chamber methods. The numerical assessment of the hydraulic efficiency of the clay liner was performed for the 2012 hydrologic year for a selected section of landfill top cover constructed in Rastorf, Germany, adjusted to Polish standards. The numerical calculations were performed in FEFLOW, DHI-WASY modeling software.

PL

Zagęszczone materiały ilaste są powszechnie używane jako materiał uszczelniający zapobiegający migracji zanieczyszczeń antropogenicznych ze składowisk odpadów komunalnych do środowiska naturalnego. Bariery ilaste, zwane także przesłonami, uszczelniają powierzchnię, boki oraz dno składowiska, ograniczaj ąc infiltrację wód powierzchniowych oraz przesączenie się odcieków, zazwyczaj dzięki wymaganej przepuszczalności wodnej poniżej 1.0 · 10–9 m · s–1. Wartość wypadkowa przewodnictwa hydraulicznego zagęszczonej przesłony ilastej oraz jej trwałość uzależnione od procesów skurczu i pęcznienia iłów, są bezpośrednio związane z zastosowaną wilgotnością zagęszczania. Niniejsza praca przedstawia wyniki badań dotyczących wpływu wilgotności zagęszczania gruntu na wartość współczynnika przewodnictwa hydraulicznego w stanie nasyconym, charakterystykę skurczu i pęcznienia oraz właściwości górnej przesłony składowiska odpadów zbudowanej zgodnie z aktualnymi normami z gruntu ilastego. Zaprezentowane badania obejmowały badania terenowe, laboratoryjne oraz studia modelowe. Przepuszczalność badanego gruntu oraz jego właściwości retencyjne zostały przebadane in situ oraz w warunkach laboratoryjnych. Współczynnik przewodnictwa hydraulicznego w stanie nasyconym w warunkach polowych zmierzono za pomocą przepuszczalnomierza polowego BAT GeoNordic, przepuszczalność nasyconą zagęszczonych materiałów ilastych zmierzono w warunkach laboratoryjnych za pomocą przepuszczalnościomierzy do gruntów zagęszczonych H-4145 Humboldt Mfg. Co., zgodnych z ASTM D5856. Charakterystykę retencyjną badanego gruntu po zagęszczeniu w zakresie 0–15 barów wyznaczono za pomocą metody bloku pyłowego oraz komór ciśnieniowych z płytami ceramicznymi. Ocenę właściwości hydraulicznych przesłon wykonanych z badanych materiałów ilastych zrealizowano dla roku hydrologicznego 2012 poprzez modelowanie numeryczne procesu infiltracji przez wybrany fragment przykrycia składowiska odpadów w Rastorf, Niemcy, dostosowany do polskich wymagań prawnych. Badania symulacyjne przeprowadzono za pomocą programu obliczeniowego FEFLOW, DHI-WASY.

9

Molding water content of clay soils and hydraulic properties of mineral liners of waste land

Widomski M. K., Stępniewski W.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 1

95--101

EN

Municipal landfill cells as engineering constructions highly dangerous to the natural environment have to be isolated by liners in order to prevent the anthropogenic pollutants transport, together with eg landfill leachates. Mineral liners, properly prepared and compacted, sealing the bottom, sides and top of the landfills are one of the most popular manners of landfills isolation. The mineral liners are usually constructed of compacted clay soils to obtain, the required by Polish Decree of Minister of Environment of 3rd April 2013 and Council Directive 1999/31/EC of 26th April 1999 on the landfill of wastes, value of liner’s saturated hydraulic conductivity lower than 1·10–9 m·s–1. The value of hydraulic conductivity of saturated soils is directly affected by the conditions of soil compaction, especially the molding water content. This paper presents an attempt of determination of the effects of molding water content of a selected clay soil on its saturated hydraulic conductivity and hydraulic properties of the sealing liner, constructed according to the actual standards, of the compacted clay material. Range of our studies covered the in situ and laboratory measurements as well as numerical modeling. Saturated hydraulic conductivity under natural conditions was measured by BAT probe, (GeoNordic) while the hydraulic conductivity of the compacted clay soils was tested by Humboldt Mfg. Co. permeameters for compacted soils, according to ASTM D5856. The assessment of hydraulic properties of a liner made of the clay material under study was performed by the method of numerical modeling of infiltration process with the assumed value of groundwater head with application of the FEFLOW, DHI-WASY modeling software. The lacking validation of our modeling attempt influences the fact that our studies should be treated as preliminary.

PL

Składowiska odpadów jako szczególnie uciążliwe dla środowiska budowle inżynierskie muszą być izolowane przesłonami w celu zapobiegania rozprzestrzeniania się wraz z m.in. odciekami zanieczyszczeń antropogenicznych pochodzących ze składowiska. Jednym ze sposobów zapewniania izolacji składowisk są przesłony mineralne odpowiednio przygotowane i zagęszczone, zabezpieczające dno, boki oraz powierzchnię składowiska. Przesłony minerale są najczęściej wykonywane z odpowiednio zagęszczonych gruntów ilastych, tak aby, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 30 kwietnia 2013 r. w sprawie składowisk odpadów oraz Council Directive 1999/31/EC z 26 kwietnia 1999 w sprawie składowania odpadów, przepuszczalność hydrauliczna przesłony była niższa niż 1·10–9 m·s–1. Bezpośredni wpływ na wartość współczynnika przewodnictwa wodnego w stanie pełnego nasycenia mają warunki, w których przeprowadzane jest zagęszczenie gruntu, a dokładnie wilgotność ośrodka porowatego w czasie zagęszczania. Praca niniejsza przedstawia próbę określenia wpływu wilgotności zagęszczania wybranych gruntów ilastych na ich przepuszczalność w stanie pełnego nasycenia oraz właściwości hydrauliczne wykonanej z nich, zgodnie z obowiązującym stanem prawnym, przesłony składowiska odpadów. Zakres pracy obejmował badania terenowe, laboratoryjne oraz modelowe. Przewodnictwo hydrauliczne gruntów w stanie naturalnym określono za pomocą polowej sondy BAT, GeoNordic, przewodnictwo zaś w stanie pełnego nasycenia po zagęszczeniu mierzono za pomocą przepuszczalnościomierzy Humboldt Mfg. Co. do gruntów zagęszczonych wg ASTM D5856-95. Ocenę właściwości hydraulicznych przesłon wykonanych z badanych materiałów ilastych zrealizowano poprzez modelowanie numeryczne procesu infiltracji przy zadanej wysokości naporu wód gruntowych zrealizowane za pomocą programu obliczeniowego FEFLOW, DHI-WASY. Ze względu na brak walidacji modelu otrzymane wyniki należy traktować jako wyniki badań wstępnych.

10

Wpływ składników płuczek o podwójnym systemie inhibicji na hydratację minerałów ilastych

Wysocki S., Wysocka M., Bielewicz D.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2007

|

R. 10, Nr 10 (114)

4-7

PL

W artykule omówiono zjawisko hydratacji zachodzące pod wpływem oddziaływania płuczki na osnowie wodnej na skały ilaste prowadzące do dezintegracji tych skał. Przytoczono wyniki badań wpływu poliamfolitu poli (KAMPS-co-VAm HCl) zastosowanego w opracowanej płuczce poliamfolityczno-potasowej oraz polimeru PHPA stosowanego powszechnie w płuczkach polimerowo-potasowych na pęcznienie skał ilastych, a także ich współdziałania z innymi składnikami płuczki. Wyniki badań wskazują że polimer amfolityczny jest skuteczniejszym inhibitorem hydratacji skał ilastych, niż PHPA.

11

Baza surowców ilastych krajowego przemysłu ceramiki budowlanej i kierunki jej ewolucji

Wyszomirski P., Galos K.

Ceramika Budowlana

|

2003

|

R. 45, nr 3

3--8

12

Wybrane zagadnienia z badań wpływu roztworów polimerów stosowanych w cieczach do dowiercania i rekonstrukcji na zmiany przepuszczalności porowatych skał zbiornikowych

Herman Z., Migdał M.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

1999

|

R. 2, Nr 2 (10)

3-7

13

Wybrane pierwiastki śladowe w krajowych kaolinach i iłach ceramiki budowlanej (cz. 1)

Wyszomirski P.

Ceramika Budowlana i Silikaty

|

1998

|

R. 40, nr 2

23-26

14

Wybrane pierwiastki śladowe w krajowych kaolinach i iłach ceramiki budowlanej (cz. 2)

Wyszomirski P.

Ceramika Budowlana i Silikaty

|

1998

|

R. 40, nr 3

7-8