垃圾填埋过程中会产生大量垃圾渗滤液,一旦渗滤液中的有害物质进入土壤和地下水,将直接威胁人类健康。因此在垃圾填埋场底部铺设防渗层、阻止渗滤液渗入地下水和地下水进入填埋场显得至关重要。传统的天然粘土衬垫有价格低廉等优势,但其容易受渗滤液侵蚀、干燥收缩等因素的影响而导致防渗效果和衰减力下降。国内外学者就如何改进衬里的防渗性能和衰减力作了大量研究,但都没有明显的效果,因此研究一种新型的防渗衬里具有重要的意义。本文选取膨润土、沸石和赤泥三种材料。根据土工试验方法标准,分别测定了其粒度、含水率、干密度及渗透系数等参数,研究了含水率和干密度对渗透系数的影响,为设计单层和多层矿物衬里提供依据。试验测得三种材料在各自最优含水率和最大干密度条件下,渗透系数分别为2.54×10-7、7.84×10-7和2.81×10-7 cm/s,都不符合防渗衬里对渗透系数的要求(小于10-7cm/s)。采用实际垃圾渗滤液进行了两批土柱试验。第一批试验设计了膨润土、沸石和赤泥单层衬里,厚度均为2cm。试验结果表明,三种材料单层矿物衬里的渗透系数都大于10-7 cm/s,衰减有害物质的效果也不佳。第二批试验设计了五种结构的衬里,柱1、2、3分别为膨润土、赤泥、沸石单层衬里,柱4、5为三种材料构成的多层复合衬里,五柱厚度均为4cm。柱4结构从上到下依次为赤泥、膨润土、沸石;柱5结构从上到下依次为赤泥、沸石、膨润土。试验得出五柱平均渗透系数分别为1.88×10-8、5.17×10-7、4.36×10-7、1.04×10-7和1.38×10-8cm/s,对氨氮的平均衰减率分别为91.35%、60.93%、99.46%、99.20%和98.92%;柱1、3、4、5对电导率和COD的平均衰减率分别为42.09%、52.36%、44.09%、30.64%和77.68%、41.39%、49.91%、34.97%,四柱出水pH值基本与原液相当。其中经不同厚度的赤泥单层衬里出水pH、COD和电导率都高于原液,因此赤泥不适宜单独用作防渗衬里材料,但其具有强度优势,能够保护衬里结构。其它两种单层衬里厚度增大后,渗透系数明显减小,衰减有害物质的能力也明显增强。多层矿物衬里综合性能具有一定优势,不仅结构得到保护,出水pH值与原液相当,而且渗透性能和衰减能力也基本能够达到或超过三种材料单独用作防渗衬里时的最好水平。