Ugrás a tartalomhoz

Hulladékgazdálkodás műszaki alapjai

Dr. Csőke Barnabás (2011)

A lerakó rekultivációja

A lerakó rekultivációja

A rekultiváció tervezéséhez szükséges előzetes vizsgálatok

A lerakó várható süllyedése, konszolidációja

A hulladék várható konszolidációjának az ismerete igen fontos, mert a deformációkat figyelembe kell venni mind a zárószigetelő rendszer, mind a gázgyűjtő rendszer mechanikai méretezésénél, kialakításánál. Sajnos ma még nem áll rendelkezésre kellő mennyiségű tapasztalat, amely lehetővé tenné a pontos számításokat. A hulladék várható összenyomódását elméletileg a talajmechanikából jól ismert konszolidációs elmélettel közelítjük, azonban figyelembe kell venni, hogy a hulladék:

- a szokásos talajokhoz képest lényegesen változatosabb, inhomogénebb;
- a fizikai paramétereinek pontos meghatározása lényegesen nehezebb.

A fentieken túl nehezíti a problémát, hogy a hulladék konszolidációja nemcsak a mechanikai terhelés (önsúly) hatására bekövetkező tömörödés, hanem a különböző alkotórészek kémiai-biológiai lebomlásával rendszerint együtt járó térfogatcsökkenés eredménye is.

A süllyedés várható mértékét számos tényező befolyásolja, amelyek a következők:

- a lerakott hulladék kezdeti tömörsége, hézagtényezője, térfogatsűrűsége;
- a feltöltés magassága;
- a biológiailag le- ill. nem lebomló hulladékmennyiség aránya;
- a hulladék lerakás előtti és közbeni kezelése;
- a csurgalékvíz szintje, ingadozása;
- környezeti tényezők (nedvességtartalom, hőmérséklet, a biogázképződés folyamata, fázisa).

A konszolidáció már a lerakó feltöltése során elkezdődik. Több lerakónál mért süllyedések időbeni alakulását szemlélteti a 2.23 ábra.

A süllyedések üteme az idő előrehaladtával lassul. A kezdeti szakaszban az önsúly hatására bekövetkező süllyedések dominálnak (elsődleges konszolidáció), mértéke általában 5-30 %-a a feltöltési vastagságnak, és a süllyedések zöme a feltöltés utáni első évben lejátszódik.

Az elsődleges konszolidációt követi a másodlagos konszolidáció szakasza, ami egy időben hosszan elnyúló, a hulladékban lejátszódó folyamatoktól is jelentősen függő folyamat.

A hulladék várható süllyedésének meghatározására számos javaslat ismert, általában mindegyik megegyezik abban, hogy a végső süllyedéseket két részre bontja: egy terhelés és egy időfüggő szakaszra, s az eredmény a kettő összegződéséből adódik. Használjuk azonban bármely javasolt módszert is, soha ne feledjük, hogy a kapott eredmény csak egy igen durva közelítés, becslés.

2.23. ábra - Különböző lerakóknál mért felszínsüllyedések (KÖNIG et al., 1996.)

Különböző lerakóknál mért felszínsüllyedések (KÖNIG et al., 1996.)


A különböző zárószigetelések eltérő nagyságú süllyedést, illetve süllyedéskülönbségből adódó megnyúlást tudnak elviselni káros deformációk nélkül. A 2.23 ábra néhány gyakran alkalmazott zárószigetelés estében szemlélteti a megengedhető deformációkat. Mint látjuk a megengedhető átlagos értékek a következők:

  • Ásványi/természetes anyagú szigetelés: εmax= 0,1 - 3,0 % , és az értéke jelentősen függ az alkalmazott agyag minőségétől.

  • Aszfalt hordozóréteg: εmax= 1,75%, értéke gyakorlatilag az egyirányú húzásnál a tönkremenetelhez tartozó deformációval egyezik meg.

  • Aszfalt szigetelőréteg: εmax= 0,85%, értéke gyakorlatilag az egyirányú húzásnál a tönkremenetelhez tartozó deformációval egyezik meg.

  • HDPE lemezek: εmax= 6,0 % , értéke a 25 °C mellett tartósan megengedett deformáció

  • Bentonitszőnyegek:εmax≈ 10,0 - 15,0 % .

2.24. ábra - A különböző zárószigeteléseknél megengedhető deformációk (BAM, 2003.)

A különböző zárószigeteléseknél megengedhető deformációk (BAM, 2003.)


A hulladék lebomlása, a depóniagáz képződés

A hulladék lebomlásával kapcsolatos legfontosabb kérdéseket valamint a gázmentesítés kérdéseit a BSc tananyagban ismertettük (lásd BSc tananyag H7fejezet), az ott leírtakat a továbbiakban ismertnek tételezzük fel. Jelen fejezetben csak az utógondozási idő csökkentése érdekében szükséges legfontosabb ismereteket ismételjük meg.

A depóniagáz fő összetevőinek a lebomlás során való alakulását a 2.24 ábra szemlélteti. RETTENBERGER nyomán (in HEYER, 2003). A depónia gázháztartását RETTENBERGER 10 fázisra osztotta:

  1. Aerob fázis

  2. Anaerob savas erjedés

  3. Anaerob instabil metánképződés

  4. Anaerob stabil metánképződés

  5. Metánfázis: növekvő metántartalom, csökkenő CO2 koncentráció

  6. Tartós fázis: magas metántartalom és további CO2 csökkenés jellemző, az NH4:CO2 arány 1:4 körüli.

  7. Levegőbejutás fázisa: időszakosan vagy tartósan levegő jut a depóniába a gázképződés csökken. A metán koncentráció visszaesik, miközben a CO2 és N2 gyengén emelkedik.

  8. A metán-oxidálódás fázisa: tovább csökkenő gázképződés mellett a levegő benyomul a depóniába, a metán széndioxiddá oxidálódik.

  9. Széndioxid fázis: a CH4 koncentráció a nullához közelít, a CO2 tartalom 5-20% közötti. Az N2 koncentráció eléri a normál talajlevegőre jellemző értéket, az O2 tartalom növekszik.

  10. Levegő fázis: a széndioxid-tartalom tovább esik, a metántartalom gyakorlatilag zérus, az oxigén és nitrogéntartalom a talajlevegőre jellemző átlagos értéket éri el. A depóniában képződő gáz mennyiségét egyértelműen nehéz meghatározni, mivel az összes képződő mennyiségnek csak egy részét lehet kinyerni. Ellenőrizhetetlen gázemissziók alakulnak ki a feltöltés során, amíg a gázkinyerő berendezések nincsenek beépítve, üzemeltetve, és még az üzembe helyezés után is a kinyert gáz mennyisége alatta marad a képződő mennyiségnek. A képződő gázmennyiség elméletileg, vagy laboratóriumi mérésekre alapozottan becsülhető.

2.25. ábra - A depóniagáz fő összetevői koncentrációjának alakulása a hulladék lebomlása során(RETTENBERGER, 1992. in. K. U. HEYER, 2003)

A depóniagáz fő összetevői koncentrációjának alakulása a hulladék lebomlása során(RETTENBERGER, 1992. in. K. U. HEYER, 2003)


Abból a feltételezésből kiindulva, hogy 1 kg, biológiailag rendelkezésre álló, szerves szén teljes anaerob lebomlásából 1,868 m3 depóniagáz keletkezik, 100-200 kg TOC/t száraz (friss) hulladék (t/sz.a.) jellemző széntartalom mellett 187-375 m3 /t/sz.a. gázpotenciál (összes gázprodukció). TABASARAN a gázpotenciál értékére a következő összefüggést találta:

GE= 1,868 x TOC x (0,014 x T + 0,28)

ahol: GE: a gázképződési potenciál (az összes keletkező gáz mennyiség, m3 /t/sz.a. TOC: összes szerves széntartalom a hulladékban (kgC/t/sz.a.); T: a hőmérséklet (°C). A fenti összefüggés alapján 25°C mellett, kb. 250 kg TOC/t/sz.a. széntartalom esetén mintegy 300 m3 /t/sz.a. gázmennyiség adódik. Laboratórium és félipari modellkísérletek alapján háztartási jelegű hulladékra 160-240 m3 /t/sz.a. gázpotenciál adódott, a szélsőséges értékek 60-413 m3 /t/sz.a. közöttiek voltak. A gázképződés időbeli alakulása a következő összefüggéssel közelíthető:

Gt=GE(1-e-kxt

Gt: a t időpontig képződött gázmnnyiség (m3 /t/sz.a.) GE: a gázpotenciál, azaz az összes képződő gázmennyiség (m3 /t/sz.a. k: lebomlási állandó (d-1 ill. a-1); T: idő (d ill. a). A gázképződés intenzitását és időbeli alakulását a „k” lebomlási állandóval lehet jellemezni. A k a T1/2 felezési idő alapján jellemezhető a következőképpen.

A felezési időnek a gázháztartás vizsgálata alapján történő meghatározása még a várható gázmennyiség meghatározásánál is bizonytalanabb, és ennek megfelelően az irodalmi adatok eléggé szórnak (in HEYER, 2003.):

  • 2-3,5 év (EHRIG, 1986.)

  • 2-4 év (RETTENBERGER, 1978.)

  • 6-10 év bezárt lerakóknál (WEBER, 1990.)

  • 1 év a könnyen lebomló, 10 év a nehezen lebomló szerves hulladékok esetén (KRAUSE, 1994.)

  • 1 év a könnyen-, 5 év a jól-, 15 év a nehezen lebomló szerves hulladékok esetén (HOEKS, 1983.)

Állékonyságvizsgálatok

A rekultiváció tervezése, az ideiglenes illetve végleges zárószigetelés megtervezése előtt meg kell győződni a depóniatest, a lerakott hulladéktest állékonyságáról, valamint vizsgálni kell, hogy a kialakított depóniaforma mellett biztosítható-e a zárószigetelő-rendszer megcsúszás mentes beépítése. Ezen utóbbi kérdés elsősorban az oldalrézsűk szigetelésénél merül fel.

Az állékonyságvizsgálatoknál a geotechnikai gyakorlatban általánosan alkalmazott, bevált módszerek (BISHOP, JANBU) használhatók, az elsődleges probléba a méretezésnél használt nyírószilárdsági paraméterek minél pontosabb meghatározása.

A lerakott hulladék utólagos állékonyságvizsgálata, ellenőrzése elsősorban a dombépítéssel kialakított és a lejtőnek támaszkodó depóniáknál fontos.

Az állékonyságvizsgálatokhoz ismernünk kell a lerakott hulladéknak az alábbi paramétereit:

  • térfogatsűrűség,

  • kohézió,

  • belső súrlódási szög.

A térfogatsűrűség értéke igen tág határok között változik és függvénye a hulladék össze­tételének, nedvességtartalmának, a lebomlás fokának, a napi takarás vastagságának, a lerakás módjának, az alkalmazott tömörítő eszköznek, a depónia magasságának, az egyszerre lerakott hulladék terítési vastagságának, a hulladék korának, stb.

Egy jól üzemelő lerakó esetében a terítési rétegvastagság kb. 0,5-0,7 m, így a tömörítés során átlagosan 500-600 kg/ m3 -es térfogatsűrűség érték érhető el. Nagyobb rétegvastagság esetén az elérhető tömörség értéke csökken. Nyers hulladék térfogatsűrűsége általában 150‑350 kg/m3 között változik, 1 MPa talpnyomásnál kisebb tömörítőgéppel 350‑550 kg/ m3 ‑es értékkel számolhatunk. Kompaktorokkal 800-1000 kg/ m3 , egyes speciális eljárásokkal 1000 kg/ m3 -nél nagyobb érték is elérhető. A lerakott hulladék sűrűsége a lerakóban értelem­szerűen a mélységnek is függvénye. Minél mélyebben lévő réteget vizsgálunk, annál nagyobb a térfogatsűrűség, mivel a hulladék egyre konszolidáltabb. A 2.25 ábrán helyszíni vizsgálatokal meghatározott térfogatsűrűség értékek láthatók, különböző korú hulladékok esetén. Mint látható átlagosan 750-800 kg/ m3 térfogatsűrűség értéket mértek, és 20-30 m mélységben 1200-1300 kg/ m3 volt a jellemző érték. Az állékonyság­vizsgálatoknál 1000-1200 kg/ m3 értékkel vehetjük figyelembe a hulladék súlyából adódó tömegerőt.

2.26. ábra - Helyszíni vizsgálatokkal meghatározott térfogatsűrűség értékek különböző korú hulladékok esetében (Oweis - Khera, 1990.)

Helyszíni vizsgálatokkal meghatározott térfogatsűrűség értékek különböző korú hulladékok esetében (Oweis - Khera, 1990.)


A nyírószilárdsági paramétereknek talán még a térfogatsűrűség értékeknél is nagyobb a szórása. A 2.26. ábra különböző eredetű és összetételű hulladékok különböző módszerekkel meghatározott kohézió és belső súrlódási szög értékeit tünteti fel. Mint látható az értékpárok igen széles tartományban fordulnak elő, s meglehetősen nehéz állást foglalni, hogy a tervezésnél, méretezésnél mely értékpárokkal dolgozzunk, hiszen az értékek jelentősen függenek a lerakás körülményeitől, a technológiától, a lerakott hulladék korától, stb.

A kommunális hulladékok általában nem jellemezhetők egyetlen c;ϕ értékpárral, a nyírószilárdsági paraméterek értéke, a fentieken túl, nagymértékben függ a deformáció mértékétől, azaz a nyírószilárdság mobilizációjától.

2.27. ábra - A hulladék nyírószilárdsági paraméterei irodalmi adatok, laboratóriumi és helyszíni mérések alapján, (JESSBERGER, 1990., Singh - Murphy, 1990., SZABÓ, 1999., VILAR ÉS CARVALHO 2002., CAICEDO 2002.)

A hulladék nyírószilárdsági paraméterei irodalmi adatok, laboratóriumi és helyszíni mérések alapján, (JESSBERGER, 1990., Singh - Murphy, 1990., SZABÓ, 1999., VILAR ÉS CARVALHO 2002., CAICEDO 2002.)


A fent leírtakból megállapítható, hogy az állékonyságvizsgálatoknál figyelembe vett nyírószilárdsági paraméterek erősen becsült értékek, mivel konkrét vizsgálatok elvégzésére ritkán nyílik lehetőség.

MANASSERO és szerzőtársai a tervezésnél a várható átlagos normálfeszültség (σv) függvényében javasolja a nyírószilárdsági paraméterek megválasztását, az alábbiak szerint:

  • nagyon kis normálfeszültségek esetén (0<σv<20 kPa): c=20 kPa; ϕ=0°

  • kis-közepes normálfeszültségek esetén (20<σv<60 kPa): c=0 kPa; ϕ=38°

  • nagyobb normálfeszültségeknél (60<σv): c≥20 kPa; ϕ=30°

Az osztrák gyakorlat általában c = 5 kPa; ϕ = 25° értékkel számol

Az osztrák gyakorlattal összhangban van SANCHEZ-ALCITURRI és szerzőtársainak (1993.) javaslata, amely a helyszíni és laboratóriumi vizsgálatokkal egyaránt megerősített értékpárok figyelembevételét javasolja.

Az állékonyság-vizsgálat a depóniatestre elvégezhető valamely hagyományos módszerrel, bár azok eredetileg az alapvetően más viselkedésű talajokra készültek, azonban a számításoknak a hulladékjellemzők értékének becsléséből adódóan oly nagy a bizonyta­lansága, hogy ez a közelítés megengedhető, de a számítások eredményét kellő kritikával kell fogadnunk.

A hulladéklerakókkal kapcsolatos állékonysági vizsgálatok sajátos problémakörét képviselik azok az esetek, amikor a mozgás a műszaki védelem elemei (geomembrán, geotextília v. geonet) és a hulladék vagy a fedőréteg (védőréteg) között következik be. Az állékonyság­-vizsgálatoknál azt a tönkremeneteli felületet kell vizsgálni, ill. megkeresni, amely mentén a legkisebb a megcsúszással szembeni biztonság.

A vizsgálatoknak számos variációja lehet, amelyek közül a legjellemzőbbek:

  • az oldalfalszigetelés és a fedőréteg (védő- vagy szivárgóréteg) közötti megcsúszás lehetősége;

  • a depóniát lezáró műanyag fólia és a fölötte lévő védőréteg (geotextília) közötti megcsúszás lehetősége;

Mindkét esetben azonos a problémával van dolgunk, csak a vizsgá­landó hely és a paraméterek (pl. fedőréteg vastagság) különböznek.

Ahhoz, hogy a vizsgálatokat el tudjuk végezni, szükségünk van az egymáson elmozduló rétegek, elemek közötti súrlódási szög ismeretére.

Amikor a megcsúszást két talajréteg (pl. agyag szigetelőréteg – szivárgó réteg, szivárgó réteg – rekultiválciós réteg között vizsgáljuk, viszonylag egyszerűbb a dolgunk, mert ekkor kiindulhatunk a mozgásban rész vevő talajok nyírószilárdsági paraméter értékeiből, amit hagyományos talajmechanikai laborvizsgálati módszerekkel meg tudunk határozni.

Nehezebb probléma a talaj és a geoszintetikus anyagok közötti súrlódási szög meghatározása. A vizsgálatuk ugyan a hagyományos módszerekkel történik, azonban figyelembe kell venni, hogy a mobilizált nyírószilárdság értéke függ az elmozdulás nagyságától, és itt a geotechnikai gyakorlatban megszokottól lényegesen nagyobb elmozdulásokról van szó.

A talaj-geomembrán, geotextília-geomembrán közötti súrlódási szög értékeket speciális laboratóriumi nyíróvizsgálatokkal (direkt nyírás, ún. „pull-out” vizsgálat) tudjuk meghatározni, esetenként erre vonatkozó adatokat a gyártók is közölnek.

Az oldalfalak állékonyság-vizsgálatánál Az állékonysági biztonság (F) a következő általános összefüggéssel fejezhető ki

Erősítés nélküli, egyenletes vastagságú fedőréteg esetén egy L hosszúságú, T magasságú cella esetében a biztonsági tényező (F) várható értéke:

(2.3.1)

ahol: N: a normálerő nagysága a tönkremeneteli /vizsgált felületen; S: a nyíróerő nagysága a tönkremeneteli/vizsgált felületen; L: a vizsgált szakasz/cella hossza; c: a kohézió; ϕ : a talaj belső súrlódási szöge.

2.28. ábra - A depónia oldalsó lezárásának állékonyságvizsgálata

A depónia oldalsó lezárásának állékonyságvizsgálata


A 2.3.1 kifejezésben:

S=W· sinβ
N=W·cosβ
W=ρ·g·L·T

ahol W: a vizsgált cella súlya; T: a takaróréteg vastagsága; ρ: a takaróréteg átlagos térfogatsűrűsége; β : a lejtőhatás.

A fentiek alapján a biztonságos tényezőre a (2.3.2.) kifejezés adódik:

(2.3.2.)

Abban az esetben, ha a tönkremenetelt nem két talajréteg, hanem pl. a geomembrán - talaj, vagy geomembrán - geotextília között vizsgáljuk, akkor a fenti összefüggésben:

−          a c kohézió helyébe a két vizsgált elem közötti adhézió értékét-,
−          a ϕ helyébe a két elem közötti súrlódási szög értékét kell helyettesíteni.

Sok esetben a zárószigetelés egyes elemeinél megvan az esélye annak, hogy egymáson megcsúsznak, ami ellen valamilyen erősítéssel (pl. georács) tudunk védekezni.

Az alábbi ábra szemlélteti a lejtőiránnyal párhuzamosan, a teljes felületen erősítő elemmel épített záró-szigetelőréteget.

2.29. ábra - A lejtőiránnyal párhuzamosan erősített zárószigetelés állékonyságvizsgálata

A lejtőiránnyal párhuzamosan erősített zárószigetelés állékonyságvizsgálata


Ebben az esetben az S nyíróerő értelemszerűen kisebb lesz, mert annak egy részét felveszi a beépített erősítő elem (pl. a georács), azaz:

S = W · sin β - tp· L (2.3.3)

ahol tp: a lejtővel párhuzamos ébredő húzófeszültség. Ha a geoszintetikus erősítés párhuzamos a lejtővel, akkor a húzófeszültség a megengedhető húzóerő (Tm) függvénye lesz, azaz:

A (2.3.1) egyenlet alapján a lejtővel párhuzamos erősítés esetén a várható biztonsági tényező (F) értéke:

(2.3.4)

A meredek rézsűvel épített visszamaradó hulladéktömbnél sok esetben a lejtővel párhuzamosan elhelyezett erősítés is kevés lehet az állékonyság biztosításához, és ezért számításba jöhet a vízszintesen elhelyezett geoszintetikus erősítés alkalmazása, akár a teljes hosszban, akár támasztó töltés formájában, vagy egy közbenső padka beiktatásával.

Az alábbi ábra a vízszintesen erősített takaróréteg modelljét szemlélteti.

2.30. ábra - A vízszintesen erősített zárószigetelés állékonyságvizsgálata

A vízszintesen erősített zárószigetelés állékonyságvizsgálata


Ebben az esetben az átlagos húzófeszültséget a megengedhető húzóerőből a következőképpen számíthatjuk:

ahol Tm: a megengedhető húzóerő; Δt : az erősítések egymástól való távolsága. Ebben az esetben a nyíró (lejtő irányú) és normálerők a következőképpen számolhatók:

S = W sin β - thsin β cos β

N = w cos β + tk L sin2 β.

A 2.3.1 egyenletbe behelyettesítve a biztonsági tényezőre azt kapjuk, hogy:

(2.3.5.)

A 2.3.5. összefüggéssel kapott biztonsági tényező a valós értéknél kisebb lesz, mert a számításnál nem vettük figyelembe a geoszintetikus erősítés ágyazásából adódó ún. kihúzási („pull out”) ellenállást, ami így a biztonság javára történő elhanyagolást jelent.

A depónia vízháztartásának vizgálata a rekultiváció során

A lerakó rekultivációjának tervezésénél, különösen az utógondozási fázis meghatározásánál alapvető fontossággal bír, hogy minél pontosabban tudjuk meghatározni a lezárt lerakó vízháztartását. Ennek segítségével

  • meg tudjuk meghatározni a depóniába zárószigetelőrendszeren (ideiglenes/végleges) bejutó csapadékmennyiséget,

  • összehasonlíthatunk alternatív zárószigetelési rendszereket

  • becsléseket végezhetünk az esetlegesen szükséges mesterséges vízpótlás mennyiségére, amennyiben a hulladék lebomlási folyamatát szabályozni szeretnénk és ezzel az utógondozási időt optimalizálni szeretnénk

  • hasznos információkat nyerhetünk a rekultiváció során a pótlólagosan megépítendő műszaki védelem mértékének meghatározásához.

A vízháztartási vizsgálatok ismertetése az előző fejezetben a „A csurgalékvíz várható mennyiségének a meghatározása” című alfejezetben található.

A lerakó felülvizsgálata

A rekultiváció feladatainak, műszaki megoldásainak meghatározása előtt mindenképpen szükség van a lerakó és környezete felmérésére, felülvizsgálatára. Különösen fontos ez a munkafázis a régi, műszaki védelelemmel egyáltalán nem rendelkező lerakók esetében.

A lerakó felmérésénél a vizsgálandó paraméterek többségét tulajdonképpen meghatározza a 20/2006 (IV.5.) Korm rendelet, ha figyelembe vesszük a rendeletnek a lerakó létesítésére, kialakítására vonatkozó követelményrendszerét (1.melléklet).

Ahhoz, hogy a lerakó veszélyeztető potenciálját, környezeti kockázatát meg tudjuk határozni minimálisan szükségünk van az alábbi adatokra:

Az üzemi viszonyokra vonatkozó adatok:

  • az üzemeltetés kezdete

  • az üzemeltetés vége

  • a lerakott hulladék fajtája, összetétele

  • az éves lerakás mennyisége

  • a lerakó által használt terület

  • a depónia mélysége (medencés lerakás esetén)

  • a depónia magassága

  • a lerakott hulladék átlagos vastagsága

  • műszaki kiépítettség, gépek

  • a tömörítés, beépítés módja

  • rendezettség

A műszaki kialakításra vonatkozó adatok:

  • az aljzatszigetelő rendszer felépítése

  • lezárás, zárószigetelés kialakítása

  • ideiglenes, napi takarás

  • a csapadékvíz elvezetés

  • a csurgalékvízgyüjtő rendszer kialakítása

  • a csurgalékvíz kezelése

  • depóniagáz gyűjtés, hasznosítás

A természeti adottságokora vonatkozó adatok:

  • talajrétegződés, földtani, hidrogeológiai viszonyok

  • az altalaj vízzárósága, szivárgási tényezője

  • talajvíz terepszint alatti mélysége

  • vízbázistól, potenciális vízbázistól ill. annak kijelölt, vagy kijelölés alatt álló védőidomától való távolság, az esetlegesen meglévő hidrogeológiai „A” ill. „B” védőterület távolsága/viszonya a lerakótól/lerakóhoz

  • legközelebbi felszíni víz távolsága

  • belvíz-, árvíz-veszélyetetettség (18/2003. (XII.9.)KvVM-BM egy. rend)

  • szennyeződésérzékenységi kategória (33/2000. (III.17.) Korm. rendelet

  • természetvédelmi területektől való távolság

  • lakóterülettől, beépített területtől való távolság

A veszélyeztető potenciál meghatározása

Annak érdekében, hogy a lerakó bezárásáról, annak módjáról, az egyidejűleg bezárandó lerakók közötti sorrendről, prioritásról dönteni tudjunk, az előző fejezetben ismertetett paraméterek értékelésénél szükségünk van azok számszerűsítésére is. Az ERM Hungária Kft – Greentech Kft (2003) által kidolgozott pontozásos rendszer jól alkalmazható, amennyiben kevesebb adat áll rendelkezésünkre. Lényegesen több adatra, információra van szükség a SZABÓ A. által kidolgozott módszernél, amely több paramétert súlyozottan figyelembe vevő kockázatelemzéses módszer (SZABÓ A. 2004, 2005., 2008).

Az ERM Hungária Kft – Greentech Kft által kidolgozott módszer:

A két cég által kidolgozott módszer előnye az egyszerűség és az értékelési alapadatok egyszerű hozzáférhetősége, mert az általuk figyelembe vett paraméterek többsége a

HU 9911-01. számú Phare projektben található HIR (Linsy) adatbázisból (Royal Haskoning – CANOR, 2003) beszerezhető.

Az általuk kidolgozott értékelési módszer föbb jellemzői az alábbiak:

  • egy adott lerakó környezeti hatását 15 adat felhasználásával határozták meg (ebből 6 adat a lerakó területi adottságaira, 9 adat pedig a lerakó műszaki kialakítására, üzemelési körülményeire vonatkozik),

  • az egyes adatok esetében a környezetterhelés figyelembe vételével 3 válasz lehetőséget határoztak meg,

  • egy adott lerakó esetében a vizsgált adatra vonatkozó választ jellemzően a HIR adatbázisából határozták meg (ha felülvizsgálati dokumentáció is rendelkezésre áll, értelemszerűen akkor abból is meghatározásra kerülhet a válasz),

  • egy adat jellemzéséhez tartozó válaszokhoz 0-3 között pontértéket rendeltek

    • 0 pont: környezetterhelés nem valószínűsíthető

    • 1-3 pont: a környezetterhelés valószínűsíthető mértéke 1 pont esetén kicsi, 2 pont estén közepes, 3 pont esetén nagy,

  • mind a 15 adathoz egy 1-3 közötti súlyszámot is rendeltek, amely súlyszámok az egyes adatoknak a környezetterhelés szempontjából eltérő mértékű jelentőségét fejezik ki.

A módszer során alkalmazott pontozásos rendszert az alábbi ábra mutatja be.

2.31. ábra - Pontozásos rendszer

Pontozásos rendszer


A hulladéklerakók rekultivációjának általános kérdései

A Magyarországon rekultiválandó lerakók többsége 1995-2000 előtt létesült, uralkodóan kis lerakók, amelyek mindenképpen bezárásra kerülnek, és a rekultivációnál, a zárószigetelőréteg kialakításánál mind a rendeletből adódóan, mind gazdasági okoból egy józan kompromisszumot kell találni. A kompromisszum mértéke értelemszerűen az előző fejezetben ismertetett felülvizsgálat, kockázatelemzés eredményétől függ, az elsődleges mindig a környezet védelme.

A 2009. július 16-ig bezárásra került több mint 2000 lerakó, amelyeknél:

− a regionális hálózat kialakítása miatt a lerakóra már nincs szükség,

− a szigetelőrendszert nem alakítható át az új rendelet e1várásainak megfelelően,

− az üzemeltető/tulajdonos nem kívánja az új rendelet elvárásainak megfelelően átalakítani

A hulladéklerakással, valamint a hulladéklerakóval kapcsolatos egyes szabályokról és feltételekről szóló 20/2006.(IV.5.) KvVM rendelet módosításáról szóló 92/2007 (XI.28.) KvVM rendelet szerinti alapfogalmak:

  • rekultiváció: a bezárt hulladéklerakó vagy a hulladéklerakó egy része környezeti

  • veszélyességének csökkentése új területhasználat előkészítése érdekében lezárással, műszaki védelem és monitoringrendszer kiépítésével vagy a hulladék felszedésével, továbbá tájba illesztéssel.

  • utógondozás: a hulladéklerakó rekultivációját követő olyan összetett tevékenység, amely magában foglalja a monitoringrendszer üzemeltetését, a csurgalékvíz és a hulladéklerakó-gáz kezelését, valamint a szükségessé váló karbantartási munkákat.

  • tájbaillesztés: a létesítmény funkcionális és esztétikai szempontok szerinti környezetalakítása a táj i adottság ok figyelembevételével.

A hulladéklerakó rekultivációjára, utógondozására vonatkozó legfontosabb jogszabályi előírások:

  • A hulladéklerakó rekultivációjára és utógondozására akkor kerülhet sor, ha a külön jogszabály szerinti beavatkozásra nincsen szükség. A hulladéklerakó egészének vagy egy részének rekultivációját és utógondozását a Felügyelőség - a külön jogszabályban meghatározott szakhatóság bevonásával - engedélyezi.

  • Az engedély iránti kérelemnek tartalmaznia kell a rendelet 4. számú mellékletben meghatározott követelmények szerint elkészített rekultivációs tervet.

  • Amennyiben a hulladéklerakó környezetre gyakorolt hatásának feltárására, továbbá megismerésére a rekultiváció és az utógondozás engedélyezését megelőzően környezetvédelmi felülvizsgálat készült, és azt követően a hulladéklerakó állapotában lényeges változás nem történt, a rekultivációs tervet a környezetvédelmi felülvizsgálat alapján a 4. számú mellékletnek megfelelően - kell kidolgozni.

  • Ha a hulladéklerakó egészének vagy egy részének rekultivációjára a Felügyelőség hivatalból indít eljárást, az üzemeltetőt, ennek hiányában a terület tulajdonosát részleges környezetvédelmi felülvizsgálatra kötelezi. A részleges környezetvédelmi felülvizsgálatot a rekultivációs tervet a részleges környezetvédelmi felülvizsgálat alapján, a 4. számú mellékletben meghatározott követelmények szerint kell elkészíteni.

  • A Felügyelőség a hulladéklerakó rekultivációjára és utógondozására vonatkozó környezetvédelmi követelményeket határozatban írja elő, amelynek a következőket is tartalmaznia kell :

    • hulladéklerakó rekultivációjával kapcsolatos technológiai követelményeket.

    • a rekultiváció műszaki kivitelezésének a követelményeit.

    • a rekultivációhoz felhasználható anyagok megnevezését és mennyiségét.

    • a 4. számú mellékletében foglaltak meghatározott utógondozási időszakot.

    • az Üzemeltető megnevezését az utógondozási időszakban.

  • A Felügyelőség az utógondozási időszak meghatározásakor figyelembe veszi azt az időtartamot, ameddig a hulladéklerakó még kockázatot jelenthet a környezetre.

  • Az utógondozási időszakban a rekultivált hulladéklerakó karbantartásáért, megfigyeléséért és ellenőrzéséért az üzemeltető felelős a 3. számú mellékletében foglaltak figyelembevételével. Az üzemeltető köteles a utógondozás időszakában észlelt környezetszennyezésről a Fe1ügyelőséget - az észleléstől számított 8 napon belül - értesíteni.

  • A hulladéklerakót átmeneti felső záróréteg rendszerrel kell lezárni, amíg a hulladéktest biológiailag lebomló szerves összetevőinek stabilizálódása be nem következik, valamint intenzív gázképződés vagy a lerakó süllyedése várható. A végleges felső záróréteg rendszer akkor építhető ki, ha a stabilizálódási folyamat a hulladéktestben gyakorlatilag befejeződött.

A fentiekből következik, hogy a lezárással történő rekultiváció a hulladék stabilizálódásától függően történhet egy illetve két lépcsőben. Előbbi esetben a rekultiváció során rögtön a végleges zárószigetelő-rendszert építjük ki a lerakón, míg utóbbi esetben azt megelőzi egy átmeneti felső záróréteg kialakítása.

A rekultiváció és utógondozás a következő főbb részfolyamatokból tevődik össze:

  • A rekultivációra és utógondozásra vonatkozó tervdokumentáció elkészítése és engedélyeztetése.

  • A hulladéklerakó felső záróréteg rendszerének átmeneti és/vagy végleges kialakítása.

  • A hulladéklerakó-gáz gyűjtési és kezelési rendszerének kialakítása és működtetése.

  • A csurgalékvíz és csapadékvíz kezelési rendszerének kialakítása és működtetése.

  • Az utógondozási időszakban szükséges monitoringrendszer kialakítása és működtetése.

  • A hulladéktest formálása, felszíni rétegeinek tömörítése, rézsűk kialakítása, tájba illesztés, a terület további használatának figyelembevételével.

  • A további felhasználásra nem tervezett berendezések és építmények elbontása, az általuk elfoglalt terület tájba illesztése.

  • A fenntartási és állagmegóvási munkák elvégzése az utógondozás teljes időszakában.

  • Az utógondozás befejezése.

  • A jelentéskészítési kötelezettség teljesítése.

A fentieket értelemszerűen kell alkalmazni a lerakott hulladék összetételétől, a hulladéklerakó meglévő műszaki létesítményeinek kiépítettségétől, továbbá attól függően, hogy a rekultiváció és az utógondozás a hulladéklerakó egészére vagy annak egy részére vonatkozik.

A felső záróréteg rendszer kialakítása értelemszerűen tartalmazza a hulladéklerakó oldalirányú záróréteg rendszerét is, ahol az szükséges.

A rekultivációra és utógondozásra vonatkozó tervdokumentáció tartalmi követelményei (92/2007 (XI.28.) KvVM rendelet 4. melléklete szerint):

  • A hulladéklerakó környezeti elemekre, különösen a közvetlen környezetében lévő felszíni és felszín alatti vízre, valamint földtani közegre gyakorolt hatásának, továbbá a környezetszennyezettség kockázatának a bemutatását.

  • A hulladéklerakó rekultivációjának ütemezését (átmeneti és/vagy végleges)

  • A felső záróréteg rendszer szerkezetét, kialakításának módját (az esési irányokat szintvonalas helyszínrajzon és keresztszelvényeken kell bemutatni).

  • Az utógondozási időszakban szükséges monitoringrendszer kialakításának, üzemeltetésének és karbantartásának leírását.

  • A hulladéklerakó-gáz kezelésének leírását.

  • A csurgalékvíz, csapadékvíz kezelésének leírását.

  • A hulladéktest formálását, felszíni rétegeinek tömörítését, a rézsűk kialakítását, a tájba illesztés leírását.

  • A további felhasználásra nem tervezett berendezések és építmények elbontásával, valamint az általuk elfoglalt terület tájba illesztésével kapcsolatos tervet.

  • A fenntartási és állagmegóvási munkák végzésének tartalmát, módját és ütemezését.

  • Az utógondozás befejezésének módját és időpontját.

  • Az adatszolgáltatás adattartalmát és módját.

Az idézett rendelet alapján a hulladéklerakók rekultiválásának módját és a rekultiváció különböző típusait összefoglalóan az alábbi ábra mutatja be.

2.32. ábra - A hulladéklerakók rekultivációjának lehetőségei

A hulladéklerakók rekultivációjának lehetőségei


A különböző rekultiváció módok közül a megfelelő kiválasztásának folyamatát foglalja össze a 2.33 sz. ábra.

2.33. ábra - A rekultiváció módjának kiválasztási folyamata

A rekultiváció módjának kiválasztási folyamata


A hulladéklerakók átmeneti záró-szigetelőrendszere

Az átmeneti (ideiglenes) záró szigetelőrendszer megépítését a 20/2006. (IV.5.) KvVM rendelet 4. sz. melléklete szabályozza.

A megfelelő hulladékbetöltési-, feltöltési magasság elérése után a lerakó vagy annak egy része bezárásra/lezárásra kerül. Azzal, hogy a lerakót lezárjuk a hulladék-konszolidáció folyamata nem áll meg, tovább folytatódik/megindul a hulladék lebomlása, valamint a mechanikai konszolidáció, azaz még hosszú ideig jelentős csurgalékvíz-mennyiséggel és felszínmozgással/süllyedéssel kell számolnunk. Annak érdekében, hogy:

  • a hulladék lebomlásához optimális feltételeket biztosítsunk,

  • a végleges záró-szigetelőrendszer egyenlőtlen süllyedések miatti tönkremenetelét (funkcionális) megakadályozzuk ill. megelőzzük,

  • célszerű a lezárás első fázisában egy ideiglenes, átmeneti záró-szigetelőrendszert beépíteni.

Inert hulladékok lerakójánál, ill. olyan veszélyeshulladék-lerakóknál, ahol a hulladék lebomlásával, a hulladéktest jelentős konszolidációjával nem kell számolni, ideiglenes záró-szigetelőrendszer megépítése nem szükséges.

Az átmeneti záró-szigetelőréteget mindaddig üzemeltetni kell, amíg a hulladéktest biológiai és mechanikai stabilizációja/konszolidációja be nem következik.

Az átmeneti záró szigetelőrendszertől elvárt követelmények:

  • az alkalmazott anyag a várható süllyedéseket tönkremenetel, jelentősebb hatékonyságcsökkenés nélkül el tudja viselni;

  • segítse elő a minimális csurgalékvíz-képződést;

  • akadályozza meg a csapadékvíznek a kívánatosnál nagyobb mértékű beszivárgását a depóniába;

  • tegye lehetővé a depóniagáz ellenőrzött kezelését.

Ellentmondani látszik egymásnak az a követelmény, hogy akadályozza meg a csapadékvíz bejutását a depóniatestbe (minimális csurgalékvízképződés), de mégis engedjen át annyi vizet, amennyi a hulladéklebomlási folyamathoz szükséges. Valójában ezen utóbbi funkció betöltése a legnehezebb, és ez az oka annak, hogy az átmeneti záró-szigetelőrendszer felépítésének rétegrendjére nem adható egy általános mindenhol alkalmazható generális megoldás. Minden lerakó egyedi mérlegelést, egyedi tervezést, egyedi rétegrendet igényel.

Az átmeneti záró-szigetelőrendszer anyaga kiválasztásánál figyelembe veendő szempontok:

  • megkívánt vízzáróság;

  • időtartam;

  • széljárás;

  • fagyérzékenység;

  • erózióveszély;

  • beépíthetőség (aljzat, rézsű);

  • újrafelhasználhatóság, a végleges záró-szigetelőrendszerbe való integrálhatóság;

  • visszabonthatóság;

  • költségek.

Az alternatív záró-szigetelőrendszer felépítésénél leginkább számításba jövő anyagok, és jellemző méretek (SCHATZ, 1997.):

Ásványi anyagú szigetelések

  • felépítés:

  • védő-kiegyenlítő réteg (30 cm);

  • ásványi szigetelés (30-40 cm);

  • fedőréteg (50-80 cm).

Előnyös tulajdonságok:

  • nem kell szélfúvással szembeni biztosítás;

  • időállóság.

Hátrányos tulajdonságok:

  • nagy előkészítő-munka igény a kiegyenlítő réteg miatt;

  • relatíve nagy vastagság ( ≖30 cm);

  • fagy, erózió, kiszáradás elleni védelem a fedőréteg alkalmazásával;

  • nagyobb lejtések mellett nem alkalmazható;

  • nagy be- és kiépítési munkaigény;

  • jelentős költségek.

Geomembránok

Felépítés:

  • kiegyenlítő réteg (finom hulladék, salak, pernye, stb.);

  • geomembrán (1,0-2,0 mm);

  • szél elleni védelem.

Előnyös tulajdonságok:

  • jó vízzáróság;

  • hosszú élettartam;

  • hegesztett kivitelnél megfelelő szélfúvással szembeni biztonság;

  • kis fagyérzékenység;

  • kevés előkészítő munkaigény;

  • meredekebb rézsűszög mellett is beépíthető (1:2 / 1:2,5);

  • relatíve jó újrahasznosíthatóság;

  • kedvező visszanyerési munkaigény;

  • közepes költségek.

Hátrányos tulajdonságok:

  • hegesztés nélkül (átlapolással) fektetve szél elleni védelem szükséges;

  • a befedett felületek sérülésérzékenyek.

Bentonitszőnyegek

Felépítés:

  • kiegyenlítő réteg (finom hulladék, salak, pernye, stb.);

  • bentonitszőnyeg;

  • takaróréteg (50-80 cm).

Előnyös tulajdonságok:

  • nincs szükség szél elleni védelemre;

  • relatíve egyszerű fektetés;

  • rézsűkön is alkalmazható.

Hátrányos tulajdonságok:

  • fagy, erózió, kiszáradás elleni védelem kell;

  • viszonylag nagy be- és kiépítési ráfordítás;

  • alig visszanyerhető;

  • relatíve magas költségek.

A hulladéklerakó végső záró-szigetelőrendszere felépítésének szabályozása

A depóniák végleges lezárására túlnyomórészt természetes- és mesterséges anyagú (elsősorban az aljzatszigetelőknél is megismert műanyag fóliák) szigetelőrétegek jönnek számításba.

Általánosan elmondható, hogy a zárószigetelő-rendszernek a következő elemei vannak (a hulladéktól a felszín felé haladva):

  • kiegyenlítő réteg,

  • gázelvezető (gázmentesítő) réteg,

  • szigetelő rétegek:

  • természetes anyagú,

  • mesterséges anyagú,

  • szivárgó paplan,

  • szűrő réteg,

  • rekultivációs réteg,

  • termőtalaj.

  • közepes költségek.

A lezáró rendszer méretezésénél figyelembe veendők:

  • a földmunkára beépítésre, tömörítésre vonatkozó előírások;

  • a rendszer kellő biztonsággal rendelkezzen a megcsúszással szemben;

  • a geomembrán és a geotextília megfelelő szilárdsági jellemzőkkel rendelkezzen a mechanikai igénybevételekkel szemben;

  • ellenálló legyen a kémiai terhelésből adódó igénybevételekkel szemben (csurgalékvíz, depóniagáz, gázkondenzátumok);

  • ellenálló legyen a biológiai terhelésből adódó igénybevételekkel szemben (csurgalékvíz, depóniagáz, gázkondenzátumok);

  • ellenálló legyen a biológiai terhelésből adódó igénybevételekkel szemben (növényi gyökérzet, rágcsálók, mikrobiológiai átalakulási folyamatok);

A zárószigetelés tervezésének szempontjai

Kiegyenlítő és gázelvezető réteg

A szigetelőréteg alá egy kiegyenlítő, és ha szükséges gázelvezető réteg kerül.

A kiegyenlítő réteg anyaga homogén, nem kötött, gázvezető talaj, vastagsága legalább 30 cm. Tilos a kiegyenlítő réteget gázmentesítő rétegként használni. Anyaga lehet: kis mésztartalmú szemcsés talaj, kohósalak, hulladékégetőből kikerülő salak is.

A gázelvezető (mentesítő) réteg anyaga jó gázvezető képességű, kis mésztartalmú (CaCO3<10%), egyenletes szemcseeloszlású anyag, amelynek az adott esésviszonyok mellett állékonynak kell lennie. Az állékonyság a hagyományos állékonyságvizsgálati módszerekkel (JANBU, BISHOP, rétegcsúszás) ellenőrizendő. Alacsony maradék-gáz tartalom esetén a mésztartalom felső határa 25 %.

A természetes anyagú szigetelőréteg

A természetes anyagú szigetelőréteg, amennyiben előírás (B1b; B3; C típusú lerakók) 2×25 cm vastagságban építendő be, a szivárgási tényező megkívánt értéke B1b és B3 típusú lerakók esetén k ≤5×10-9 m/s, C típusú lerakó esetén k≤10-9 m/s.

Az ásványi anyagú szigetelés beépítése 1:2,5 rézsűhajlásig az esésiránnyal párhuzamosan történhet, nagyobb esésnél a beépítése kritikus, a réteget erősíteni (pl. georács) kell, vagy az alternatív megoldások előnyben részesítendők

Ellentétben az aljzatszigetelésnél tapasztaltakkal a zárószgetelésnél a szigetelőréteg tömörítését, beépítését a Proctor görbe száraz oldali ágán (wbe < wopt) kell végezni, T>95% relatív tömörségi feltétel mellett (lásd a 2.34. ábrán).

2.34. ábra - Az agyagszigetelés beépítési víztartalmának meghatározása a zárószigetelés kialakításánál

Az agyagszigetelés beépítési víztartalmának meghatározása a zárószigetelés kialakításánál


A természetes anyagú szigetelőréteg kiválasztásánál figyelembe veendő szempontok, értékelési kritériumok:

  • szigetelőképesség:

  • vízzáróság,

  • gázokkal szembeni szigetelőképesség.

  • mechanikai ellenállóképesség:

  • állékonyság,

  • alakváltozási biztonság,

  • erózióval szembeni ellenállóképesség

  • időállóság:

  • a gázkondenzátumokkal szembeni ellenállóképesség,

  • hőmérsékletváltozással szembeni érzékenység,

  • mikroorganizmusok, gombákkal szembeni ellenállóképesség,

  • a növényi gyökérzettel szembeni jó ellenállóképesség.

  • kivitelezés

  • a szabályoknak megfelelő kivitelezés biztosítása,

  • mechanikai ellenállóképesség az építési fázisban előforduló terhekkel szemben,

  • időjárás változással szembeni tűrőképesség,

  • ellenőrizhetőség,

  • javíthatóság.

A geomembrán

A geomembrán megkívánt vastagsága végleges lezárásnál a C típusú lerakóknál 2,5 mm. Megfelelő anyagválasztás és beépítés esetén élettartamuk mai ismereteink szerint a 100 évet meghaladja.

A kiválasztás szempontjai, követelmények:

  • szigetelőképesség:

  • vízzáróság,

  • gázokkal szembeni szigetelőképesség.

  • mechanikai ellenállóképesség:

  • érdesített, struktúrált felszínű lemezek 1:2,5 rézsűhajlásig állékonyak,

  • kedvező alakváltozási tulajdonságok, legalább 3%-os nyúlás sérülésmentes felvétele,

  • célszerű az egyenlőtlen süllyedéseket jobban elviselő, kedvezőbb többtengelyű nyúlási értékkel bíró membránok (LPDE, EPDM) alkalmazása, alkalmazásának megfontolása.

  • időállóság:

  • a megfelelő tanúsítvánnyal rendelkező fóliának a releváns kémiai anyagokkal és a gázkondenzátummal szemben ellenállónak kell lennie,

  • mikroorganizmusok, gombák elleni ellenállóképesség,

  • növényi gyökérzettel szembeni ellenállóképesség.

  • az előírásoknak megfelelő kivitelezhetőség,

  • külső terheléssel szembeni ellenállóképesség (védőréteg alkalmazása szükséges),

  • időjárás állékonyság (5°C alatt tilos fektetni, napsugárzás hatásával szembeni ellenállóképesség),

  • ellenőrizhetőség (hegesztés, toldás),

  • javíthatóság.

A szivárgó paplan

A szigetelőréteg fölé a nem veszélyes és veszélyes hulladékok lerakóinál (B1b; B3; C) k ≥5 × 10-3 m/s, a 30 cm vastagságú szivárgó paplan kerül, anyaga mosott kavics.

A szivárgó paplan és a geomembrán közé egy a mechanikai védelmet biztosító-, a szivárgó paplan és a rekultivációs réteg közé egy szűrőrétegként funkcionáló geotextília kerül. Rézsűs, lejtős oldalakon a mosott kavics helyett beépítésre kerülhet osztályozatlan homokos kavics vagy kőzúzalék, a súrlódási erők növelése céljából. Kőzúzalék alkalmazása esetén a geomembrán mechanikai védelmére (átlyukadás) különös gond fordítandó, és előzetes laboratóriumi terhelési kísérletek végzése célszerű.

Amennyiben az egyenértékűség igazolható (hidraulikai), úgy geokompozitok, geodrének beépítése is megengedett.

A rekultivációs réteg

A szivárgó paplan fölé egy legalább 1,0-1,2 m vastag rekultivációs réteg kerül. A rekultivációs és szivárgó réteg vastagsága együtt legalább 1,5 m kell, hogy legyen. A vastagságának megválasztásánál figyelembe kell venni:

-       a területre jellemző fagylehatolási mélységet,

-       a rekultivációs növényzet gyökérzetének lehatolási mélységét. (A szivárgó paplanba a gyökérzóna ne érjen bele.)

-       vízháztartási viszonyokat. (A szigetelőréteget a kiszáradástól meg kell védeni.)

A rekultivációs réteg anyagának kiválasztásában jelentős szerepet játszanak a helyi adottságok. A lehetőségeken belül figyelembe kell venni, hogy a réteg elsődleges szerepe a csurgalékvíz minimalizálása, tehát azok a talajok jönnek elsődlegesen számításba, amelyek jó víztározó-képességgel rendelkeznek, és az alkalmazott növényzettel együtt jelentős az evapotranspiráció. Német ajánlások szerint leginkább kedvezőek a homoklisztes-, iszapos talajok, amelyeknek az agyag és iszaptartalma közepes, és az ún. szabadföldi vízkapacitása (VKSZ) legalább 200 mm. A 2.3.2. táblázat a rekultivációs rétegként számításba jövő leginkább kedvező talajfajtákat tünteti fel. A szabadföldi vízkapacitás értékénél a kisebb érték a lazán beépített talajokra (σ<1,45 g/cm2 ), a nagyobb érték a közepes tömörségű (ρ = 1,45-1,65 g/m3 ) talajokra vonatkozik

2.6. táblázat - Rekultivációs rétegként leginkább ajánlott talajok

Talajtípus Iszaptartalom (%) Agyagtartalom(%) Szabadföldi vízkapacitás(VKSZ; mm)
Homoklisztes, iszapos homok 10-40 40772 185-220
Iszapos homok, homokliszt 10-50 0-15 210-270
Agyagos homok 0-15 40688 220-270
Homokos homokliszt 10-50 15-45 160-200
Homokos iszap 50-80 0-17 200-260

A rekultivációs réteg vastagságát a rendelet szabályozza, a szigetelőréteg fölött a szivárgó- és rekultivációs réteg együttes vastagságának el kell érnie az 1,0 métert. Ez azt jelenti, hogy ha a szivárgó réteg vastagsága 0,3 m, akkor a rekultivációs réteg 0,7 méter vastag, és geodrén alkalmazása esetében értelemszerűen 1,0 m.

A rekultivációs réteg vastagságának a csökkentése csak olyan alternatív megoldásként jöhet számításba, amelyeknél a szigetelő funkciót betöltő elem nem időjárás érzékeny. Ilyen megoldás lehet pl. a geomembrán alkalmazása, azonban a nagyobb időjárás-hatásnak való kitettség miatt a membrán alá észlelőhálózat építése szükséges.

A rekultivációs réteg vastagságát, a szigetelőréteg hatékonyságát jelentősen befolyásolja az alkalmazott növényzet és a növények gyökérlehatolási mélysége. A 2.7. táblázat a leginkább számításba jövő növények gyökérzetének lehatolási mélységét tünteti fel.

2.7. táblázat - Rekultivációs rétegként leginkább ajánlott talajok

Növény A gyökérzet lehatolási mélysége (cm)
Zöldmezős vegetáció
szarvas kerep (Lotus corniculutus) 30-100
közönséges aszat (Cirsium) 80-150
réti perje (Poa pratensis) 70-200
francia perje (Arrhenatherum elatius) 100-200
gyermekláncfű (Taraxacum officinale) 70-240
mezei aszat (Cirsium arvensis) 80-150
ökörfarkkóró (Verbascum lychnitis) < 150
(fodros) sóska (Rumex crispus) < 150
Bokros, fás vegetáció, cserje
földiszeder (Rubus fructicosus) < 200
(hamis) akácfa (Acacia) > 200
fehér fűz (Salix alba) < 300
bükkfa (Fagus silvatica) 180-300
juharfa (Acer) > 150


A rekultivációs réteg beépítése rétegesen történik, általában 2 rétegben elegendő a terítés, mivel az elérendő térfogatsűrűség (a humuszréteg alatt) 1,4-1,6 t/m3, azaz a terítési rétegvastagság 0,5-0,6 m.

A humuszréteg vastagsága ne legyen több, mint 0,3 m, a térfogatsűrűség értéke 1,2-1,45 t/m3 között, a szabadföldi vízkapacitás értéke legalább 200 mm legyen.

Az átszivárgó vízmennyiséget tovább csökkenthetjük, ha a rekultivációs réteg alját (a humuszréteg és az altalaj alatt) ún. „gyökérzáró” rétegként képezzük ki, azaz úgy építjük meg, hogy azon a gyökérzóna minél nehezebben hatoljon át. Ilyen réteg lehet pl. egy 0,2-0,3 m vastag erősen kötött v. erősen kőtörmelékes tömör (ρ>1,8 t/m3) réteg, vagy számításba jöhetnek a geoműanyagok is.

Alternatív megoldások a záró-szigetelőrendszer elemeinél

Bentonitszőnyeg

A bentonitszőnyegek elsősorban akkor jöhetnek számításba, ha a depóniánál nagy felszínsüllyedések várhatók.

Német ajánlások (LAGA) alapján alkalmazásuk a következő esetekben ajánlott:

  • kis veszélyeztető potenciált jelentő lerakók végleges zárószigetelésénél;

  • általánosan ajánlott ideiglenes lezárásra, amíg a süllyedések nagy része lejátszódik.

Ásványi anyagú szigetelőrétegként való alkalmazásnál:

  • két szőnyeg fektetendő egymásra, ezzel elősegítve, hogy az alsó szőnyeg ne tudjon kiszáradni;

  • a maximálisan megengedhető rézsűhajlás 1:3, meredekebb hajlásnál a rendszer stabilitását erősíteni kell, pl. georáccsal.

Jelenleg még nem teljesen tisztázott kérdések:

  • a geotextília komponens öregedésének a folyamata;

  • a kiszáradás, biológiai hatásokkal szembeni hatékony és gazdaságos védekezési módszer.

Polimerekkel javított homok-bentonit keverék (TRISOPLAST)

A polimer adalékanyagot tartalmazó ásványi anyagú keveréktalajok a már ismert összetevők mellett további adalékként általában üzleti titokként kezelt összetételű polimert adagolnak. A legismertebb ilyen polimer adalékú keveréktalaj a TRISOPLAST nevű szigetelőanyag (TD Umwelttechnik GmbH Co. KG, Wentdorf). Magyarországon kevésbé ismert és még egyáltalán nem alkalmazták, ezért a többi alternatív megoldásnál részletesebben ismertetjük.

A TRISOPLAST szigetelőanyag műszaki adatait az alábbi ábrában foglaltuk össze.

2.35. ábra - A TRISOPLAST szigetelő anyag jellemző paraméterei

A TRISOPLAST szigetelő anyag jellemző paraméterei


Németországi tapasztalatok a keverékkel rendkívül kedvezőek, amit kiterjedt laboratóriumi vizsgálatok támasztanak alá:

Időállósága jelenleg nem tisztázott. A keverék kémiailag egyensúlyi állapotban van, várhatóan hosszú távon stabil marad, azonban a polimer adalék időállóságát még vizsgálni kell. Kevés tapasztalat van a szilárdsági tulajdonságoknak a beépített rétegben való változására.

A Na-Ca kationcsere lényegesen lassúbb, mint a bentonitszőnyegeknél.

Biológiai hatásokkal (pl. zárószigetelésnél) szemben ellenálló, azonban további tapasztalatokra van szükség.

Szivárgási tényező értéke: nagyon kedvező, az eddigi vizsgálatok eredményei 6×10-11 - 10-12 m/s tartományban mozogtak.

Gázáteresztő-képesség: megegyezik a hagyományos ásványi anyagú szigetelőrétegekével.

Deformációs tulajdonságok: kedvezőek, a vizsgálatok szerint a relatíve száraz állapotú réteg több százaléknyi deformációra is repedésmentesen reagált.

Állékonyság: a viszonylag magas bentonittartalom a meredekebb rézsűkön az állékonyságot csökkenti, további helyszíni vizsgálatok szükségesek.

Előállítás: a keveréket helyszínen keverő-berendezéssel kell előállítani, a recept szigorú betartásával. A beépítése hagyományos gépekkel lehetséges. A szivárgási tényező viszonylag érzéketlen a tömörítés minőségére, tapasztalat szerint 80-85% tömörségi fok elérése után a

k-tényező jelentősen nem változik, T=92% elérése egyenletes, kis szivárgási tényező értéket biztosít. A minimális beépítési rétegvastagság 7-10 cm. Mechanikai sérülésekre kevésbé érzékeny, mint a bentonitszőnyegek. Folyamatos helyszíni minőségellenőrzés szükséges.

A megkívánt vízzárósági kritérium alapján a szükséges beépítési rétegvastagságot az alábbi ábra alapján határozhatjuk meg.

2.36. ábra - A TRISOPLAST szigetelőréteg beépítési vastagságának a meghatározása (EGLOFFSTEIN - BEHRENS, 2002.)

A TRISOPLAST szigetelőréteg beépítési vastagságának a meghatározása (EGLOFFSTEIN - BEHRENS, 2002.)


Bentonit és ásványi anyagú keverékek

A lerakók helyén az esetek többségében nem áll rendelkezésre a helyszínen vagy gazdaságos távolságon belül jó minőségű agyag. Ebben az esetben kedvezően alkalmazhatók szemcsés talaj és bentonit megfelelő arányú keverékéből készített keverékek. A keverék szemcseeloszlása akkor a legjobb, ha megfelel a Fuller-görbe kívánalmainak.

A keverési arányt előzetes vizsgálatokkal kell meghatározni, a szükséges bentonit mennyiség: 6-12% közötti, a bentonit minőségétől, agyagásványos összetételétől, őrlési finomságától függően.

Előnyei:

·   meredek rézsűhajlásnál is alkalmazható, max 1:1,5;

·   zsugorodásra kevésbé hajlamos, így kisebb az esélye száradási repedések kialakulásának;

·   megfelelő tapasztalatok állnak rendelkezésre már kivitelezett zárószigeteléseknél.

Hátrányok:

·   kivitelezése fokozott technológiai fegyelmet, felkészültséget igényel;

·   a megkívánt vízzáróság csak szűk víztartalom intervallumban biztosítható, ezért a keverék előállítása speciális keverő-berendezést igényel a helyszínen;

·   kivitelezés közbeni erózióérzékenység.

Kapilláris szigetelőrendszer

A kapilláris szigetelőrendszer egy kétrétegű, eltérő szemcseméretű rétegekből álló rendszer. Alul helyezkedik a durvább szemcseméretű 0,2-0,3 m vastag, (általában kavics, homokos kavics) ún. kapilláris blokk, fölötte pedig a 0,4-0,6 m vastag, finom-, középfinom-szemcséjű homok anyagú kapilláris réteg. Telítetlen állapotban a finomszemcséjű kapilláris rétegnek lényegesen nagyobb a kapilláris szívása, mint a durvaszemcséjű kapilláris blokknak, s így a háromfázisú (talaj-levegő-víz) rendszerben a kapilláris réteg szivárgási tényezője lényegesen nagyobb, mint a kapilláris blokkban.

Számos kedvező tapasztalat áll rendelkezésre a rendszer hatékonyságáról.

1:2,5 lejtőhajlásig problémamentesen kivitelezhető. A kapilláris réteg és kapilláris blokk közé célszerű egy geotextília szűrőréteg beépítése, a finomszemcsék bemosódásának elkerülése érdekében.

A rendszer előnyei:

·   viszonylag egyszerű kivitelezhetőség, alacsony építési költségek;

·   egyszerű minőségi ellenőrzés;

·   kiszáradással szemben érzéketlen;

·   nagyobb dőlésszögek melletti alkalmazhatóság.

Alkalmazásánál figyelembe kell venni, hogy szemben a többi „hagyományos” természetes anyagú szigetelőrétegekkel, a kapilláris szigetelő rendszer gázokkal szemben nem szigetel.

Evapotranspirációs szigetelőrendszer

A hulladéklebomlási folyamat során az optimális lebomláshoz a hulladéktestben egy bizonyos mennyiségű, a hulladék fajtájától, összetételétől, szervesanyag tartalmától függő vízmennyiségre is szükség van (lásd a gázképződéssel foglalkozó fejezetben). Ebből adódóan nem biztos, hogy minden esetben a hulladék teljes izolációja jelenti a legjobb megoldást. Az előzőekben leírtak és a kedvező gazdaságosságuk miatt kerülnek egyre inkább előtérbe az ún. evapotranspirációs (ET) zárószigetelések.

Az ET szigetelések a vízháztartási mérlegen alapulnak, amit a talaj tározási tényezője, a csapadék, a felszíni lefolyás, az evapotranspiráció és az infiltráció határoz meg. Az ilyen típusú szigetelők kialakításánál lényeges kérdések:

  • A nagy tározási tényezővel (szabadföldi vízkapacitás nagyobb, mint 200 mm) rendelkező finomszemcsés talajok, mint az iszap, agyagos iszap alkalmazása.

  • Őshonos vegetációk telepítése az evapotranspiráció növelése érdekében.

  • Helyben előforduló talajok alkalmazása a költséghatékony kialakítás érdekében.

Valójában az előzőekben ismertetett kapilláris zárószigetelő rendszer is bizonyos mértékig az ET szigetelések közé sorolható, legalább is több szerző ide sorolja.

Az egyrétegű ET szigetelőrendszerek koncepciós vázlatát és működésének elvét szemlélteti a 2.37. ábra.

Az ET zárószigetelés szükséges vastagságának a meghatározása a lerakó vízháztartásának a vizsgálatát kívánja meg, amit a korábban ismertetett HELP modellel elvégezhetünk. A méretezés lépései:

  • A tervezett éves beszivárgási arány meghatározása a kritikus meteorológiai évre, valamint a tározási tényező definiálása.

  • A tervezett beszivárgási arány definiálása. Ezt az értéket általános esetekben 10 mm/év értékben határozzák meg természetes szigetelők (agyagszigetelők) esetében. Geomembrán és geokompozit szivárgóréteg esetében kb. 3 mm/év. A tervezett beszivárgási arányt meghatározhatjuk a hulladéklebomláshoz szükséges vízmennyiség alapján is.

  • A zárószigetelő réteg vastagságának kiszámítása.

2.37. ábra - Az evapotranspirációs lezárás elve

Az evapotranspirációs lezárás elve


Geomembrán szigetelő fólia alkalmazása

A geomembrán megkívánt vastagsága nem veszélyes hulladékok lerakójánál, alternatív megoldásként, az alkalmazott geomembrán típustól/anyagtól függően lehet 1,0 - 2,0 mm. Megfelelő anyagválasztás és beépítés esetén élettartamuk mai ismereteink szerint a 100 évet meghaladja.

A kiválasztás szempontjai, követelményei megegyeznek a 2.3.3.2. fejezetben leírtakkal.

Aszfalt szigetelés

Az aszfalt szigetelés számításba jöhet a szigetelő fólia helyett kombinált szigetelőrendszer elemeként, vagy önmagában is a záró szigetelőrendszer kialakításakor. Hazánkban az alkalmazása nem terjedt el.

Általában 1:2,5 lejtésig alkalmazható, esetenként nagyobb lejtőszög esetén is beépíthető, a beépítés kötélvontatással (csörlővel) mozgatott tömörítőgéppel történhet.

Alternatív megoldások a szivárgó paplan esetében

Geoműanyag szivárgók

A geoműanyagokból felépített szivárgó réteg lehet speciálisan erre a célra előállított drénpaplan, vagy két geotextília közötti georács (geokompozit paplan).

Az alkalmazásnál megkívánt funkciók:

·   a finom szemcsék bemosódásának megakadályozása;

·   a beszivárgó csurgalékvíz elvezetése;

·   a műanyag fólia mechanikai védelme;

·   a növényi gyökérzettel szembeni ellenálló-képesség;

·   időállóság;

·   állékonyság.

Homok szivárgópaplan

A rekultivációs réteg-, az esésviszonyok-, a növényi telepítés jó megválasztásával, a zárószigetelés vízháztartásának optimalizálásával esetenként megfontolandó, hogy a felhasználás helyén nagyon sokszor hiányzó szűrőkavics (k > 10-4 -103 m/s) helyett méretezett vastagságú homokréteg kerüljön beépítésre, esetleg akár dréncsövek beépítésével segítve a hatékony víztelenítést (SASSE, T.- BIENER, E., 2002.)

Általában elmondható, hogy műszakilag kedvezőbb és indokoltabb a zárószigetelés, és azon belül a szivárgó paplan méretezése, mint az előírások merev alkalmazása.

Példák az alternatív szigetelőrendszerek felépítésére

Az alternatív szigetelőrendszerek összehasonlításánál a két legfontosabb paraméter:

·   a hatékonyság,

·   a költségek.

Az előzőekben tárgyalt alternatív megoldások alkalmazására mutatnak be példákat a az alábbi ábrák. Az ábrákon feltüntetett rétegkombinációk, méretek összhangban vannak a lerakó rendelet előírásaival, és közülük a helyi adottságok, a lerakó paraméterei alapján, figyelembe véve a gazdaságossági szempontokat, lehet az optimális megoldást megtalálni. A bentonitszőnyeg alkalmazásával kialakított rétegrend variánsokat a 2.38ábra, a talajkeverékből (pl. bentonit és talaj) kialakított rétegrendet a 2.39 ábra szemlélteti, a kapilláris szigetelőrendszer kialakítására mutat be lehetőségeket a 2.40 ábra. A geomembrán szigetelő fólia alkalmazására mutat be lehetőségeket a 2.41ábra.

2.38. ábra - Alternatív zárószigetelő rendszer felépítése bentonitszőnyeg felhasználásával

Alternatív zárószigetelő rendszer felépítése bentonitszőnyeg felhasználásával


2.39. ábra - Alternatív zárószigetelő rendszer felépítése talajkeverék felhasználásával

Alternatív zárószigetelő rendszer felépítése talajkeverék felhasználásával


2.40. ábra - Alternatív zárószigetelő rendszer kialakítása: kapilláris zárószigetelés

Alternatív zárószigetelő rendszer kialakítása: kapilláris zárószigetelés


2.41. ábra - Alternatív zárószigetelő rendszer felépítése geomembrán felhasználásával

Alternatív zárószigetelő rendszer felépítése geomembrán felhasználásával