Utilisation of geological surplus masses in landfill cover: percolation results from pilot test

Abstract

To minimize the generation of leachates and thus the contamination of the environment, landfills are usually closed using a cover system which includes a low-permeable hydraulic barrier. For landfills for ordinary and hazardous wastes, a common requirement is that the hydraulic conductivity of this layer must be less than 1x10-9 m/s. Compacted soil layers with natural dry crust clays have been used for this purpose in Norway. However, these soils are not always available within reasonable transport distances of landfills. An ongoing field-scale pilot test conducted at a landfill site in southern Norway therefore aims to evaluate whether a press filter residue from a soil-washing plant or an excavated cement stabilised clay could be used instead of natural-occurring clays. These two materials are normally considered wastes and currently have no application. Their reuse would therefore contribute to reduce the environmental footprint and the costs associated with their deposition in a landfill. Field results for a 6-month period (May 1st to October 31st, 2023) are presented and discussed in this article. These initial results indicate that the cover made of compacted dry crust clay is the most effective, but that the two alternative materials also fulfil the hydraulic conductivity target of 1×10-9 m/s. Overall, field measurements match well characterisation and hydraulic conductivity tests conducted in the laboratory. However, the difference in hydraulic conductivity between the dry crust clay and the reused materials is smaller in the field than in the lab. The environmental aspects regarding the reuse of these materials are yet to be evaluated.

Afin de minimiser la génération de lixiviats et donc la contamination de l‘environnement, les décharges et sites d‘enfouissement sont généralement restaurés au moyen d‘un système de recouvrement comprenant une couche de faible perméabilité. En Norvège, les installations de stockage de déchets ordinaires et dangereux doivent normalement être recouverts d‘une couche d'argile compactée ayant une conductivité hydraulique inférieure à 1×10-9 m/s. On emploie souvent des argiles glacio-marines altérées à cette fin, mais les matériaux adéquats ne sont pas toujours disponibles dans un rayon de transport raisonnable des décharges. Un essai pilote est donc en cours sur une décharge du sud de la Norvège afin d‘évaluer si un résidu filtré provenant d'une usine de lavage de sols et une argile stabilisée au ciment excavée pourraient être utilisés à la place des argiles conventionnelles. Ces deux matériaux sont généralement considérés comme des déchets et n'ont actuellement aucune autre application. Leur réutilisation permettrait donc de réduire l‘empreinte environnementale et les coûts liés à leur entreposage. Cet article présente les résultats de terrain pour une période de 6 mois, du 1er mai au 31 octobre 2023. Ces premiers résultats indiquent que la couverture constituée d'argile est la plus efficace, mais que les deux matériaux recyclés remplissent également le critère 1×10-9 m/s. Les résultats de ces essais de terrain confirment bien les caractérisations et tests de perméabilité réalises au laboratoire. Cependant, la différence de perméabilité entre l’argile et les matériaux recyclés est plus faible sur le terrain qu’au laboratoire. Les aspects environnementaux liés à la réutilisation de ces matériaux restent cependant à évaluer.