考虑竖井作用的填埋场气-液耦合运移规律

为研究存在竖井的填埋场中填埋气、渗滤液的运移规律，在忽略气、液竖向流动的前提下，基于有机物生化降解、气-液本构关系和气、液连续性条件，结合抽气、回灌渗滤液等工况，建立填埋场平面轴对称气-液耦合运移理论，得到被动集气和主动集气2种工况下的简化解析解。计算结果表明:孔隙水压力和孔隙气压力均随离开竖井距离的增大而增大；孔隙水压力随时间逐渐消散，孔隙气压力先达到峰值再消散；考虑液相对孔隙气压力的耦合影响时，孔隙气压力有所提高；气相渗透系数增大会减小液相对孔隙气压力的耦合影响，液相渗透系数增大会加剧耦合影响。     

A-O脱氮型生物反应器填埋技术试验研究

为了解决生物反应器填埋场渗滤液循环的氨氮积累问题,提出了A-O脱氮型生物反应器填埋技术,在渗滤液回灌的基础上,对回灌渗滤液进行曝气处理、pH调节和温度控制。通过建立模拟填埋柱试验,研究了不同填埋工艺对渗滤液中氨氮、COD去除以及填埋垃圾产气特征的影响。结果表明：A-O脱氮型生物反应器填埋系统在氨氮、COD去除以及产气特征上均优于传统填埋系统和渗滤液厌氧回灌填埋系统。A-O脱氮型生物反应器填埋系统中渗滤液氨氮浓度降至200.9mg/L,COD浓度降至1900mg/L,最高产气速率和累积产气量分别达到195L/d和2976L,后期CH₄浓度稳定在60％左右。     

生物反应器填埋场气体压力下沉降的预测

为了研究生物反应器填埋场中气体压力对沉降的影响,把生物反应器填埋场简化为单向气体渗流场,结合Darcy定律、气体状态方程、有效应力原理和多孔介质流体动力学理论,并假定生物反应器填埋场渗滤液完全回灌,在气体质量守恒的基础上,根据气体消散期间垃圾场内和大气之间的气体压力与填埋场沉降之间的变化关系,建立生物反应器填埋场在气体压力作用下沉降的数值模型.运用有限差分法进行求解.实例分析表明:该模型能够较好地预测生物反应器填埋场的沉降.     

垃圾填埋场竖井抽气条件下的填埋气压力分布

对垃圾填埋气污染控制与回收利用系统的规划设计，目前实际工程中通常采用现场抽气试验的方法确定相关技术对数。文章通过分析填埋气在垃圾体中迁移运动的特点，建立了在抽气条件下填埋气体的迁移运动模型，该模型综合反映了垃圾体内填埋气产生量、抽气量、培训班圾体气体渗透系数、抽气井埋深、覆盖层厚度及特性对抽气效果的影响。利用该模型，可计算抽气时垃圾体填埋气的压力分析，并可分析计算不同条件下抽气井影响半径、抽气井埋深等重要工程参数，可为填埋气污染控制与回收利用工程实践提供理论基础与技术依据。     

填埋层空气状况对填埋初期渗滤液水质的影响

渗滤液的回灌可以加速填埋场的稳定化 ,降低渗滤液的有机物浓度 .但填埋初期进行渗滤液的直接回灌 ,会导致垃圾层内有机酸的积累 ,阻碍甲烷化过程的建立 .通过实验室模拟 ,研究了垃圾层中空气状况对填埋初期渗滤液直接回灌出水水质的影响 .研究结果表明 :向填埋层供给少量空气 ,就可以解决填埋初期渗滤液直接回灌产生的有机酸积累问题 ,使渗滤液中的有机物迅速降解 .     

垃圾填埋场中淋滤液回灌液压变化规律

为研究垃圾填埋场中因进行淋滤液回灌而对孔隙水压力运移产生的影响,在忽略淋滤液在竖直方向上运移的前提下,在考虑填埋场淋滤液回灌的实际工况、液相本构方程、水量平衡条件和有机物生化降解的基础上,建立孔隙水压力理论方程。补充不同的边界条件,得到群井回灌和单井回灌2种情况下模型的解析解。计算及分析结果表明:(a)在进行单井回灌时,回灌进行到30 d后孔隙水压力基本稳定;孔隙水压力随离开回灌井距离的增加而迅速减小,在离回灌井15 m范围内回灌效果较好,20 m以外的区域回灌效果较差。(b)在进行群井回灌时,回灌前期孔隙水压力迅速增加,填埋单元中各处孔隙水压力最终均达到回灌水头压力;与单井相比,群井的回灌效果较好。(c)淋滤液回灌在垃圾体中会产生较高的孔隙水压力,因此在实际工程中确定回灌的时间和距离时应考虑孔隙水压力。     

厌氧-准好氧生物反应器填埋场产酸期最优工况试验研究

根据厌氧、好氧以及准好氧生物反应器填埋场的特点,结合农村地区生活垃圾处理现状,开展了厌氧-准好氧生物反应器处理农村生活垃圾产酸期最优工况的室内模拟试验。研究表明,影响COD去除率的影响因素依次为回灌频率、p H、曝气时间以及回灌比例;影响氨氮去除率的影响因素依次为p H、回灌比例、回灌频率以及曝气时间。由综合平衡法分析得出在回灌频率3 d/次,回灌比例75%,p H值调节为8.0,渗滤液回灌前曝气10 min时,对于产酸阶段的厌氧-准好氧联合型生物反应器填埋场运行情况最佳。     

填埋层空气状况对渗滤液中氮成分变化的影响

渗滤液回灌厌氧填埋层可以有效降解渗滤液中的有机物 ,但却对氨氮去除无效 ;而且由于有机物降解的加速 ,使回灌后渗滤液中氨氮的质量浓度比常规垃圾填埋场更高 ,从而导致渗滤液必须再经过复杂的物化处理后才能达标排放 .为此 ,通过实验室模拟 ,研究了垃圾层中空气状况对回灌渗滤液出水中氮成分变化的影响 .结果表明 :只要向填埋层供给少量空气 ,就可有效降低渗滤液中氨氮的质量浓度 ,从而减轻渗滤液后续处理的压力     

回灌条件下垃圾渗滤液水头动态变化规律

建立了回灌条件下垃圾渗滤液水头动态变化的模型，并用分离变量法对该模型进行了解析求解，对解进行了分析讨论，分析结果表明：水头的变化趋势大致为一抛物线，在抛物线顶点处达到最大，在一定的时间范围内，时间越长，其压力水头变化越明显。压力水头动态变化表明了通过填埋场回灌渗滤液水头的动态变化，可以短时间内使垃圾渗滤液中的有机污染物得到有效去除。其解可为垃圾填埋场渗滤液控制系统的设计和管理提供科学的理论依据和技术支持，对于城市垃圾填埋场渗滤液的处理具有一定的指导作用和工程实用价值。     

填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响

为研究填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响,采用模拟试验方法研究好氧生物反应器、厌氧生物反应器、准好氧填埋和传统厌氧填埋等工况下垃圾固相(挥发性固体质量百分比VS、生物可降解度BDM、纤维素质量百分比、纤维素与木质素质量比C/L)、渗滤液(化学需氧量CODcr质量浓度、生物需氧量BOD5质量浓度、BOD5与CODcr质量浓度比B/C、总氮质量浓度TN、氨氮质量浓度NH3-N)和填埋气(甲烷CH4、二氧化碳CO2)等参数随时间变化。结果表明:生物反应器填埋(好氧或厌氧)能提高垃圾降解速率、加速垃圾稳定化。好氧生物反应器填埋对垃圾固相VS、BDM、纤维素的降解率分别达到57.5%、71.4%和93%,稳定化时间较厌氧生物反应器填埋缩短60%以上;渗滤液回灌加速降解渗滤液中小分子有机物:好氧生物反应器(189d)和厌氧生物反应器(596d)中CODcr和BOD5的降解率分别达到96%和99%,而且好氧生物反应器中TN和NH3-N的去除率分别达到96%和99%;厌氧生物反应器填埋利于甲烷气体集中产生和提高甲烷产率,好氧生物反应器和准好氧填埋能大大削减温室气体排放。     

基于正态分布概率模型的渗滤液回灌影响分析

渗滤液回灌能有效加速填埋场的稳定并处理多余的渗滤液, 而预测回灌过程中渗滤液的运移规律对于合理设置回灌井的间距和数量具有重要的意义. 考虑了垃圾体的非均质性, 建立了垃圾体的渗透系数随空间正态分布变化的概率模型. 利用 COMSOL Multiphysics^® 软件, 首先对单孔隙度的横纵向均质模型和正态分布模型的 渗透系数以及压力水头进行了比较, 其次研究了在横纵向渗透系数比值、回灌速率和回灌时间等不同 影响因素下, 均质模型和正态分布模型的含水率以及横向影响范围的变化规律. 结果表明, 随着横纵向渗透系数比值的增加, 最终在 100 d 时: 均质模型的含水率由 0.609 增加到 0.68, 横向影响范围从4.842 m 增加到 6.79 m; 正态分布模型的含水率由 0.573 增加到 0.610, 横向影响范围从4.097 m 变为 4.04 m. 这说明横纵向渗透系数比值对正态分布模型的含水 率和渗滤液横向影响范围的影响明显高于均质模型. 而当回灌速率和回灌时间相同时, 正态分布模型渗滤液的渗流速度更快, 易于优先达到饱和含水率, 并在短暂的峰值后迅速下降, 且随着回灌速率和回灌时间的增加, 达到饱和含水率和峰值的时间也逐渐增加.     

陈腐垃圾的重金属污染特征及其潜在风险评价

以九江市生活垃圾填埋场陈腐垃圾为调查对象,分析了不同填埋结构不同回灌方式下陈腐垃圾中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的含量.结果表明:4个填埋体陈腐垃圾中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb重金属平均含量均低于《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)三级标准,厌氧填埋体D(渗滤液回灌)陈腐垃圾中的Cr略微超标,2种填埋结构清水回灌方式陈腐垃圾中重金属的含量低于渗滤液回灌方式;准好氧填埋结构陈腐垃圾内梅罗综合污染指数处于清洁水平,厌氧填埋结构陈腐垃圾内梅罗综合污染指数处于轻微污染水平.潜在生态风险评价表明,不同填埋结构、不同回灌方式垃圾填埋场陈腐垃圾的重金属潜在生态风险指数(RI)均处于轻微生态风险水平,没有明显的级别差异.     

城市生活垃圾渗滤液回灌处理技术研究Ⅰ--pH值的变化对NH3-N去除的影响

通过对垃圾填埋场所产生的垃圾渗滤液进行回灌处理研究,发现在回灌之前采用石灰调节渗滤液的pH值对NH3-N的去除有较大的影响.同时pH为8-9的渗滤液回灌到垃圾填埋场中改变了垃圾内部的酸性环境,加快了垃圾的生化反应使回灌后渗滤液的COD值有明显的降低.     

水循环对垃圾土温度影响的 室内试验及验证研究

垃圾土在填埋场中的降解是一个复杂的过程,在此过程中不仅会产生填埋气和渗滤液,而且还会产生热量这一伴生产物,垃圾土产生的热量会使垃圾土自身温度不断升高,而过高的温度对填埋气、衬垫系统以及垃圾填埋场的安全性都会产生影响.通过水循环对垃圾土温度及降解产气影响的室内试验,监测垃圾土中温度变化,根据试验的产气时间过程线和垃圾土降解反应方程式,拟合出产气方程的参数,建立了降解产热源项和垃圾土温度变化的轴对称模型,推求模型解答.由模型计算结果与试验结果比较分析,建立的产热源项和计算模型能较好地模拟水循环对垃圾土温度的影响过程.     

不同场地考虑衬垫层影响的填埋场地震响应

采用薄层土体代替衬垫层,并提出薄层土体相应的动力计算参数,建立填埋场动力计算模型,采用一维多层土体的等效线性解法进行求解,研究了衬垫界面、填埋高度和场地条件对填埋场地震响应的影响规律.计算结果表明:在中震或强震作用下填埋场衬垫处发生较大的剪切位移,限制了地震波的向上传播,忽略衬垫层对填埋场地震响应的影响会造成较大的误差;当填埋场高度为15m时,填埋场顶部峰值加速度最大,随着填埋高度的增加,填埋场基本周期逐渐增大,远离了共振状态,使得填埋场顶部加速度逐渐减小;通过对比4种场地条件下填埋场的地震响应变化规律可发现场地条件的变化对填埋场的地震响应也有较大影响.     

准噶尔盆地南缘煤型气运移机制探讨

依据天然气δ13C2数值把准南煤型气划分为A组和B组。A组煤型气主要分布在安集海背斜以西的第三排构造带,B组煤型气主要分布在安集海背斜以东,包括准南的三排构造带;根据水溶气和游离气的组分运移特征,结合准南地层压力、地层水矿化度和重碳酸根浓度,提出A组煤型气为水溶气运移,B组煤型气以游离气运移为主;异常压力是水溶气向上运移的动力,构造应力控制了煤型气的运移方式,应力强烈的第一排构造带以游离气运移为主,应力较弱的第三排构造带以水溶气运移为主,第二排构造带上煤型气两种运移方式都存在;煤型气i-C4/n-C4和i-C5/n-C5值显示运移通道为构造微裂缝或短暂开启的断层,运移的水动力较强。     

城市生活垃圾渗滤液回灌处理技术研究Ⅰ——pH值的变化对NH3—N去除的影响

通过对垃圾填埋场所产生的垃圾渗滤液进行回灌处理研究，发现在回灌之前采用为调节渗滤液的pH值为NH3－N的去除有较大的影响，同时pH为8－9的渗滤回灌到垃圾填埋场中改变了垃圾内部的酸性环境，加快了垃圾的生化反应使回灌后渗滤液的COD值有明显的降低。     

垃圾填埋场渗滤液有机物质量浓度的预测

用假设垃圾填埋场液固相中的有机物按一级反应降解而推导出的有机物质量浓度计算模型,并利用其来预测渗滤液中COD质量浓度,根据F.G.Pohland(循环、非循环)和M.E.Tittlehaum的实验数据验证,结果表明:所建立的模型能够较准确地预测垃圾场渗滤液中的COD质量浓度,Pohland循环、Pohland非循环和Tittlehaum循环3种模式下的模型参数相关系数分别为0.892 5,0.947 4和0.916 4.以娄底市垃圾填埋场为例,最终选用了由Pohland非循环模式确定的方程及参数对垃圾渗滤液中的COD质量浓度进行预测.预测结果表明,娄底市垃圾填埋场渗滤液中的COD质量浓度在填埋初期呈逐步上升趋势,最大COD质量浓度出现在填埋后的第210 d左右,为18.324 g/L;随后浓度开始缓慢下降,在填埋后的第720 d左右时浓度约为4.649 g/L.通过与其他城市已建成的垃圾填埋场的监测数据比较,预测结果具有较高的可信度,说明该模型及其参数能够满足垃圾填埋场设计的需要,可为填埋场水处理设施的设计提供依据.     

城市生活垃圾卫生填埋场存在的问题及探讨

传统的生活垃圾填埋场阻止水分进入场内,封场后的填埋场变成了一个“垃圾的干墓穴”,越来越低的湿含量降低了场内微生物的降解活动,延长了填埋场的维护期,增加了垃圾渗滤液污染地下水的长期潜在的可能性,对填埋场的底部防渗系统提出了很高要求．传统的“干坟墓式”填埋场改进为生物反应器型填埋场,已经将被动的垃圾降解过程改进为由人类主动控制的加速降解过程．但是,生物填埋场仍然没有完全脱离干墓式填埋场限制垃圾渗滤液产生的设计理念．结合垃圾填埋发展的趋势,作推荐了一种新的“湿式”填埋模式,有待进一步的实验和理论研究．     

反渗透技术在垃圾填埋场渗滤液处理中的应用

为了对垃圾填埋场渗滤液处理方法的选择提供有价值的依据,对上海浦东新区黎明生活垃圾填埋场污水处理站进行了2年的跟踪研究.污水处理站采用反渗透膜处理技术与渗滤液的回灌相结合的方式对填埋场渗滤液进行无害化处理,并不断进行工艺参数优化,处理效果满足达标排放要求.