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

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.

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.