填埋场及邻近地层中温度和气体压力的耦合模拟

基于多孔介质渗流力学和热力学理论,从填埋场内非等温的角度,考虑填埋场污染气体的产生和运移,建立了填埋场内热质传输的耦合数学模型,给出了针对模型控制方程的数值离散方法.模拟结果表明:由于填埋场内热量产生的不均衡性,导致了温度分布的不均匀,进而产生的温度梯度对填埋场内污染气体压力的空间分布及时间变化产生了不可忽略的影响.而在邻近地层中,温度和气压的变化速率都较填埋场内的慢,这是由于选取了较低的气体渗流率和温度传导系数的缘故.该耦合模型的提出及相关分析不仅可为填埋场内污染气体的产生和运移研究提供理论支持,而且对相关控制参数的分析和填埋气体收集系统的设计有着重要的实践意义.     

生物反应器填埋场中重金属固定和释放规律实验研究

通过实验柱模拟生物反应器填埋场的完全厌氧状态与氧气入侵状态,用以研究填埋场完全厌氧稳定化过程及氧气介入的情况下重金属的固定与释放规律。结果表明,Cd、Mn、Ni、Pb和Zn,在厌氧降解完全结束时其滞留率分别达到70.2%、83.9%、90.6%、70%和95.7%。氧气的入侵不会增加Pb和Cd的活性,却促进了Mn、Ni和Zn的释放,但相对于固定总量来说,释放量不大。因此,生活垃圾对于重金属有很大的固定容量,且环境变化的冲击对填埋场重金属固定的影响较小。     

生物反应器填埋场中重金属固定和释放规律实验研究

通过实验柱模拟生物反应器填埋场的完全厌氧状态与氧气入侵状态,用以研究填埋场完全厌氧稳定化过程及氧气介入的情况下重金属的固定与释放规律。结果表明:Cd、Mn、Ni、Pb和Zn,在厌氧降解完全结束时其滞留率分别达到70.2%、83.9%、90.6%、70%和95.7%。氧气的入侵不会增加Pb和Cd的活性,却促进了Mn、Ni和Zn的释放,但相对于固定总量来说,释放量不大。因此,生活垃圾对于重金属有很大的固定容量,且环境变化的冲击对填埋场重金属固定的影响较小。     

压力曝气生物反应器处理废水的研究

压力曝气反应器采用压力曝气提高混合液的溶解氧及有机物降解速度,曝气压力为0.05~0.25 MPa;密闭塔式结构,设备最佳高度与直径比为3∶1.以乙醛废水为试验介质,在曝气压力分别为0.10,0.15,0.20 MPa时,反应器中混合液溶解氧(DO)质量浓度达到5.0,7.5,10.0 mg.L-1;有机物降解速度(以化学耗氧量COD计)分别为5.80,7.20和9.50 kg.m-3.d-1,为常压曝气的2.5~4.0倍.在曝气压力为0.15~0.20 MPa时,污泥表观产率为常压曝气的1/2~1/3左右,混合液微生物脱氢酶活性指示物(TF)质量浓度达到80μg.mL-1.应用该反应器处理味精废水,污泥龄为5~8 d,污泥质量浓度为3 500~5 000 mg.L-1,水力停留时间为7 h,曝气压力0.10 MPa,曝气量为处理水量的20~30倍,COD去除率达到97.7%,NH3-N去除率达到96.0%,处理出水达到国家一级排放标准.     

组合式生物反应器处理多组分恶臭气体性能研究

针对含多组分恶臭气体处理效率不高、稳定性不足等问题,开发出组合式生物反应器。研究了组合式生物反应器的运行效果、污染物去除特性和微生物特性。多组分恶臭气体的主要成分为硫化氢、氨以及由甲硫醇、乙硫醇、乙酸、丁酸、二甲胺等物质组成的挥发性有机化合物。组合式生物反应器能有效去除这些污染物质,但不同类型的污染物在组合式反应器的不同功能区中的去除效果不同。硫化氢、氨、甲硫醇、乙硫醇和二甲胺在酸性区中的去除率较高;而乙酸和丁酸在中性区中的去除率较高。     

生物降解下垃圾填埋场的边坡稳定性

为研究垃圾体生物降解对填埋场边坡稳定性的影响,考虑垃圾体的物理和机械特性随着时间和降解程度的变化,将填埋场分为5个不同的降解区域,每个区域存在不同的黏聚力和内摩擦角.通过建立有限差分法的数值模型,利用FLAC3D求解填埋场的安全系数,分析垃圾场边坡稳定的破坏机理.通过实例对填埋场的边坡稳定进行分析,得到该数值方法的计算结果低于极限平衡法的计算结果,该方法可以预测填埋场在复杂边界条件下的局部失稳破坏和边坡位移过大导致的破坏,同时更有利于边坡稳定的应力-应变破坏机理的分析.     

垃圾填埋场的温室气体控制

垃圾填埋场是温室气体产生的一个重要来源,有资料表明美国的填埋场温室气体排放占了所有温室气体排放总量的40％－50％,笔者分析计算了填埋场的温室气体产量,气体产生的主要垃圾成分;提出了减少温室气体排的几个途径,并指出今后的研究方向。     

生物修复技术减少垃圾填埋场甲烷气体排放的研究

垃圾场的甲烷释放是全球变暖的主要因素.本文通过分析垃圾填埋场的甲烷释放因素,提出了通过生物修复技术是减少垃圾填埋场甲烷排放,主要是通过先卫生填埋后植物覆盖的方式.地上部分通过对不同植被类型的筛选,确定出利于甲烷氧化的树种;地下部分通过卫生填埋和生物反应器方法相结合,有效地提高甲烷氧化分解能力,降低甲烷的释放量.对温室气体减排及改善垃圾填埋场卫生环境状况是良好契机.     

生活垃圾填埋场封场后不均匀沉降分析与预测

分析了我国南方某填埋场封场后垃圾堆体的不均匀沉降的成因,预测封场后10年内垃圾堆体的不均匀沉降量,为生活垃圾填埋场封场设计提供参考。     

基于优势流效应的填埋场渗沥液回灌过程预测

渗滤液回灌对于补充垃圾堆体水分及加速降解稳定化具有重要的促进作用,垃圾堆体的非均质性和大孔隙特征造成了渗沥液流动过程出现显著的优势流效应.以双渗透率模型为基础,开展典型回灌工艺条件下垃圾堆体中渗沥液的分布规律预测研究.预测结果表明:一定限度内增大回灌速率、回灌频率、回灌量、初始含水量等因素可提高渗滤液的影响深度、入渗量...     

致密砂岩气藏不同自吸压差下水锁损害

普遍认为致密砂岩气藏在负压差自吸时不存在水锁损害。为此,依据现场资料设计无压差、正压差、负压差自吸条件下水锁损害实验,通过测试束缚水饱和度及当前含水饱和度,判断研究区域是否发生水锁损害。以返排后渗透率与初始渗透率比值来评价水锁损害程度,比值越大水锁损害程度越小。实验结果表明:研究区域当前含水饱和度明显高于束缚水饱和度,存在水锁损害。虽然负压差条件下水锁损害程度最小,但是水锁损害依然严重。可见,当致密砂岩气藏以负压差生产时,水锁损害同样不容忽视。     

垃圾简易堆填场输氧抽气治理技术试验研究

为分析垃圾简易填埋场应用输氧抽气治理技术的变化规律,通过在某垃圾简易堆填场开展输氧抽气现场试验和监测,研究技术应用过程中垃圾填埋气体成分与含量变化、垃圾体内温度变化特征,以及垃圾体沉降规律等。结果表明,单井抽气模式下,垃圾填埋气体中氧气含量升高并逐步稳定;其含量接近于环境空气中氧气含量,而甲烷含量急剧降低。系统输氧抽气运行由于新鲜空气输入氧气含量可达20%左右,试验停止后氧气含量逐渐降低;二氧化碳含量逐渐降低,后期由于好氧反应加速,二氧化碳气体含量升高反弹。输氧抽气可加速垃圾体有机质的降解。输氧抽气导致垃圾体温度显著上升,试验区非饱和带垃圾体中部温度升幅较大,可达42~45℃。输氧抽气使垃圾体沉降加速,沉降区域以抽注气井为中心向四周扩展,2个月试验期间,中心区域沉降值达145 mm。     

内压作用下12万立方米曼型干式煤气柜柜体的有限元计算

本文应用有限元对内压作用下的12万m~3曼型干式煤气柜柜体进行了计算。根据计算结果提出了便于工程应用的两种简化算法。     

考虑变形与时间效应的土压力计算方法研究

根据土压力的大小随挡土墙位移的变化而变化的特点，提出了考虑位移的土压力计算方法，并在此基础上推导了考虑位移的朗肯土压力理论。又根据土压力随时间的发展规律，提出了考虑时间效应的土压力计算方法。最后，提出了考虑变形和时间效应的土压力计算方法。     

测定高压气体溶解度的装置

建立了一套测定高压下气体在液体中溶解度的装置,该装置具有以下特点：气液相可充分混合,平衡釜通过底部活塞加压,最高测定压力可达40．0 MPa,液相在体系循环状态下取样可避免物系的二次平衡,体系死体积较小,装置恒温槽的控温精度较高(±0．1℃)．利用此装置测定了温度为298．15 K、303．15 K和压力2．0～12．0 MPa下甲烷在正己烷中的溶解度数据并与文献值相比较,从实验数据的精度和重复性考察了实验装置的可靠性,实验值和文献值的相对误差均小于2．5%,同时根据Kricheveky-Kasarnovsky(K-K)方程提出了一种从高压实验数据回归常压实验数据的方法．     

分层填埋场竖井及水平井联合抽气

采用特征函数展开法求解分层填埋场的二维气体运移模型,考虑了由于压缩、降解和含水量分布不均等引起的产气率和渗透系数成层特性以及垃圾的各向异性,然后结合边界和连续性条件确定其待定参数.最后,基于考虑了气体竖向和水平向运移的解析解,研究了竖井、水平井收集系统和排气层对填埋场内气体压力和回收率的影响,进一步提出了土工膜覆盖下填埋场气体收集系统的设计方法.     

高填方路基施工期沉降分析

随着道路建设逐渐向山区的延伸,在实际工程建设中高填方路基段不均匀沉降问题成为制约工程质量的一大瓶颈.采用有限元法对高填方路段不同施工时间以及不同填筑高度下的路基沉降进行模拟,并结合衡枣高速工程实例对模拟结果进行分析.研究结果表明:利用有限元法模拟高填方路基沉降问题具有较高的精度.随着填筑高度的增加,路基底部各点的沉降值均出现明显增大.对于路基中线不同深度个点,随这填筑高度的增加,其竖向位移呈线性减小.     

桩筏基础固结沉降实用计算方法

针对饱和深厚黏土中的摩擦型桩筏基础,提出求解基础体系固结沉降的简化分析方法.采用桩-土-筏非线性共同作用模型和交替方向隐式差分算法求解二维平面应变区域内任意时刻不同位置的超孔隙水压力,计算桩端以下土层的平均固结度和基础体系的固结沉降.与有限元精确解的对比分析表明,提出的计算模型与简化假定基本合理.将该方法用于分析2个饱和黏土地基中的桩筏基础固结沉降,得到了与实测值比较接近的预测结果.     

低渗致密气藏启动压力梯度测试方法讨论及分析

气体在低渗致密气藏储层中渗流普遍存在启动压力梯度(λ)现象,渗流法与气泡法是测试该参数两种主要手段;究竟在实际工作中应采用哪种方法来获取该参数,存在较大争议。首先分别采用气泡法及渗流法测试了10块岩样λ,剖析造成两者测试结果差异的根本原因;然后基于76块岩样气泡法测试值,建立综合考虑渗透率及含水饱和度影响的预测λ经验关系式;应用该方程与其他21块岩样气泡法测试结果进行对比。研究表明,气泡法及渗流法反映气体流动特征不同,气泡法描述的是气体从静止到流动的最大压力梯度,而渗流法表示气体保持连续流动所需要的最小压力梯度;气泡法测试过程更加符合启动压力梯度定义。渗透率及含水饱和度是影响启动压力梯度关键因素;建立的经验预测关系式较好地考虑了气藏物性及含水特点,计算值与实验测试值吻合较好。