基于CALMIM程序的典型填埋场甲烷释放规律分析

运用CALMIM程序对我国3个典型填埋场的甲烷释放量进行了模拟,分析了气候因素、覆盖层表面植被覆盖率以及甲烷氧化对填埋场甲烷释放的影响.结果表明,江村沟填埋场甲烷释放量明显高于老港填埋场和天子岭填埋场,且上海老港填埋场甲烷释放量高于杭州天子岭填埋场;季节因素(如温度、降水)对填埋场甲烷释放影响非常明显,在不考虑氧化情况下,江村沟填埋场最大甲烷释放量出现在8月份,为94 kg/m3,最低甲烷释放量出现在11月份,为65 kg/m3,而天子岭填埋场最大甲烷释放量出现在1月份,为14 kg/m3,最小甲烷释放量出现在9月,为6kg/m3;覆盖层表面植被的存在可以减小甲烷的释放,但甲烷减小的趋势并不是很明显;当覆盖层中最大甲烷氧化速率为50μg CH4gsoil-1d~(-1)时,不考虑甲烷氧化情况下甲烷释放量为考虑甲烷氧化情况下甲烷释放量的6.36倍,当最大甲烷氧化速率大于100μg CH4gsoil-1d~(-1)时,甲烷释放量接近于零.     

生物炭改性填埋场覆盖粉土的甲烷氧化能力试验研究

试验采用一种填埋场覆盖粉土作为土料,分别以木屑和水稻秸秆为原料热解的生物炭作为土料的改良剂,通过30天的甲烷氧化培养瓶试验研究了粉土以及两种不同生物炭改性土的甲烷氧化能力,同时研究了土样含水率对其甲烷氧化能力的影响。试验结果表明：两种生物炭均能提高粉土的甲烷氧化能力2.5倍左右。试验中所有土样在含水率在10%时几乎没有甲烷氧化能力,粉土以及两种生物炭改性土的甲烷氧化适宜含水率范围也各不相同,掺入生物炭能够增大粉土的甲烷氧化适宜含水率范围;本文运用击实曲线估计了试验中土样的水气双开敞(即水气都连通)条件的含水率范围,其结果表明：土样的水气双开敞条件含水率界限差值越大,土样的甲烷氧化适宜含水率界限差值也越大。掺入生物炭增大了粉土土样的水气双开敞条件的含水率范围,因此增大了其甲烷氧化适宜含水率范围。     

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.     

氨吹脱/投炭SBR处理垃圾渗滤液

以南京市某生活垃圾填埋场渗滤液为研究对象,采用氨吹脱/投炭SBR/混凝沉淀工艺处理小型生活垃圾填埋场渗滤液.试验中研究了氨吹脱单元中pH值、气液比对氨氮去除的影响,探讨了投炭SBR单元中粉末活性炭浓度对COD去除率,进水氨氮浓度对氨氮及COD去除率的影响.全流程试验结果表明:该工艺对COD、BOD5、氨氮的去除率分别为89.9%,94.0%,98.7%,出水水质达到了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-1997)的Ⅱ级排放标准.两级氨吹脱与投炭SBR组合工艺处理低有机物浓度的小型生活垃圾填埋场渗滤液,在技术上是可行的.     

垃圾自身参数对垃圾产气规律的影响研究

研究垃圾产气规律对于评估填埋场能源气体回收利用价值和结构安全稳定性有着重要意义.垃圾本身参数对产气速率,产气总量的影响研究仍然不够全面,有待深入研究.通过实验室垃圾降解产气实验,研究了垃圾含水率、孔隙比和有机质含量对垃圾产气速率和总量的影响.实验结果表明,含水率可以最大程度影响垃圾好氧产气峰值大小,对厌氧产气峰值大小也有较大影响;孔隙比可以对垃圾好氧产气峰值大小,厌氧产气峰值大小,厌氧产气峰值时间产生较大影响;有机质含量对垃圾好氧产气峰值大小和厌氧产气峰值时间影响较大.实验还表明当孔隙比为1.5,含水率为50%,有机质含量为65%时垃圾产气总量最大.实验结果可用于垃圾填埋场产气相关理论研究.     

Methane oxidation kinetics of bio-cover sewage sludge modified by coal ash for landfill

在实验室模拟条件下,以粉煤灰改性污泥为垃圾填埋场生物覆盖材料,分析了初始甲烷浓度、初始氧气浓度对甲烷氧化效率的影响,并测定了甲烷氧化动力学方程及动力学参数,旨在为材料实际工程应用提供理论依据.结果表明:初始CH4、O2浓度制约生物覆盖材料的甲烷氧化效率,初始CH4、O2浓度越高,材料甲烷氧化能力越强;甲烷氧化过程符合2级动力学方程-dV(CH4)/dt=kV(CH4)V(O2);利用Michaelis-Menten模型得出覆盖层材料的最大氧化速率Vmax为2.54 μmol g-1h-1,半速常数Km为0.49 μmol.     

NaCl改性沸石去除废水中氨氮的条件优化研究

通过实验考察了沸石粒径、投加量、废水pH和吸附时间对NaCl改性沸石去除废水中氨氮的影响,结合单因子实验和正交实验获得优化条件组合,并在优化组合条件下,将NaCl改性沸石去除氨氮效果在实际废水中进行验证.结果表明,粒径越小越利于NaCl改性沸石对废水中氨氮的去除,而投加量、废水pH和吸附时间亦对改性沸石去除氨氮产生影响,通过正交优化实验分析得出,最主要影响因素为沸石投加量,结合单因子实验,筛选出改性沸石去除废水中氨氮的最佳工艺组合条件为沸石粒径60目、沸石投加量70g/L、废水pH=6、吸附时间1h,废水中氨氮去除率达到90.5%.在最佳工艺组合条件下,NaCl改性沸石对生活污水、养猪废水和化工工业废水中氨氮的去除率分别为91.67%、91.65%和89.31%,与在模拟废水中的去除率基本一致.这为改性沸石的进一步实际应用奠定了基础.     

电化学氧化法除氨氮的影响因素

研究了电化学氧化法除氨氮(NH3-N)的影响因素.结果表明:电化学氧化过程中,氨氮去除速率与氨氮的初始浓度无关;随着电流密度的增大,氨氮去除速率和能耗增加;高Cl-浓度或中性条件有利于氨氮的去除.城市污水处理实验表明,电解4 h后,初沉池出水处理后氨氮浓度从26.8降为6.1 mg.L-1;二沉池出水处理后氨氮浓度从19.9降为0.1 mg.L-1,优于I类地表水环境质量标准.     

负载型CeO_2催化臭氧氧化控制溴酸盐效能的稳定性

为明确催化臭氧氧化控制溴酸盐效能的稳定性,通过连续流实验,考察了负载型氧化铈催化臭氧氧化在长期运行过程中对溴酸盐生成量的控制效能,并对催化柱的床层高度、进水流量、臭氧投加量等条件对控制溴酸盐生成量稳定性的影响进行了研究.结果表明:一年中不同时间、不同季节,连续流负载型氧化铈催化氧化柱均能有效控制溴酸盐的生成量,且运行效果稳定可靠;不同反应条件下(催化柱床层高度为150~750,mm,进水流量为50~400,m L/min,臭氧投量为5.43~12.42,mg/L),催化臭氧氧化都能明显抑制溴酸盐的生成;建议的最佳反应条件为床层厚度600,mm、进水流量200,m L/min,臭氧投加量采用中、低臭氧投量.     

厌氧+SBR处理酱油模拟废水的研究

为考察厌氧-SBR法对酱油废水处理效果的影响因素,对废水的COD、氨氮、正磷酸盐去除效果进行研究,同时在实验后期对酱油废水进行脱色处理.研究结果表明,进水COD为2 000 mg/L左右,氨氮在80.7 mg/L左右,正磷酸盐在9.7 mg/L左右,COD去除效率为96%、氨氮的去除率为95%、磷的去除效率97%.酱油废水色度为200倍,聚合氯化铝投加10～40 mg,活性炭投加1.5～3.0g,出水色度降至50倍以下.     

植被根系含量对膨胀土持水和渗透特性的影响

为探究植被根系含量对膨胀土持水和渗透特性的影响规律,选取南宁市膨胀土地区的膨胀土,掺入狗牙根根系制备不同含根率的试样,进行室内压力板仪试验和变水头渗透试验,采用Van Genuchten-Mualem模型预测不同含根率的膨胀土非饱和渗透系数。结果表明:掺入根系后膨胀土持水能力减弱,根系掺入增加膨胀土内部大孔隙的比例,含根率越高,大孔隙体积占总孔隙体积比例越大,持水能力相较于纯土下降的幅度越大;饱和状态下,膨胀土渗透系数随含根率增大而增大;非饱和状态下,低吸力阶段（0～25 kPa）的膨胀土渗透性随含根率的增大而增大,随着基质吸力增加到高吸力阶段（200～1 000 kPa）,根系优势流效果减弱,含根膨胀土渗透性逐渐趋近低于纯土;细观结果表明根系的掺入使膨胀土内部产生贯通裂缝,是影响膨胀土持水和渗透能力的关键因素。本研究进一步揭示植被根系对膨胀土增渗作用的机理和规律,为综合评价植被防护膨胀土边坡效果提供参考。     

耕作土壤人渗能力衰减机理

基于大田土壤水分入渗试验与相关参数的测定，分析了耕作土壤入渗能力衰减过程，探讨了耕作土壤入渗能力衰减机理。试验结果表明：耕作土壤的入渗能力在农业生产周期内变化较大；耕作土壤由高含水量到低含水量的变化过程中，土壤干容重呈增大趋势，土壤入渗能力呈减小趋势；作物生育期内，耕作土壤入渗能力衰减主要是由于土壤结构的变化所导致的。研究结果可为灌水技术参数的确定及水资源的合理利用提供参考。     

桂林红粘土的物质组成及其工程地质性质特征

经差热、X衍射、扫描电镜鉴定和化学成分测试及近千组常规土工试验资料统计分析表明,物质成分上桂林红粘土主要由高岭石、伊利石、绿泥石等次生粘土矿物组成,并含有少量的蒙脱石、蛭石及混层矿物,铁铝氧化物高度富集,粘粒含量一般都在50%以上;工程地质性质上桂林红粘土具有天然含水量、孔隙比、液限及抗剪强度较高,容重、饱和度、比表面较大,压缩性、交换容量较低,透水性、崩解性较小及中-弱胀缩性等特点.     

含水率和加筋条件对棕榈加筋土的影响

通过击实试验、无侧限抗压试验,将加筋土与未加筋土的无侧限抗压强度、破坏时的轴向应变和正割模量相比较,研究了含水率对不同加筋条件下棕榈加筋土抗压强度和变形的影响,并从能量吸收能力角度说明含水率和加筋条件对加筋土强度和变形的影响。结果表明:增强土样抗压强度的适宜加筋率和筋材长度分别为0.5%和20 mm;且土样在具有最优含水率的条件下,纤维增强效果最佳,在最优含水率附近纤维增强效果都成降低趋势;加筋土的能量吸收能力随加筋率、纤维长度、含水率的增加而增加;纤维的加入降低了土体的刚度。另外,土样的破坏形态由未加筋土单一剪切面的脆性破坏逐渐转变为加筋土多剪切面的塑性破坏。     

月球极区冻土模拟月壤钻进试验研究

月球极区已经发现水资源存在的证据,极区水资源的探测、采集与利用技术日益成为世界各国研究的热点。冻土是月球极区水资源存在的重要形式,对极区冻土实施采样返回作业是未来深空探测的重要任务内容。为满足未来冻土采样任务需求,在中国首次开展了冻土模拟月壤采样技术试验研究。基于探月三期模拟月壤制备基础,结合国内外极区冻土类月壤含水量探测与分析信息调研,进行不同含水量的冻土模拟月壤制备,开展钻取试验,初步总结冻土类模拟月壤钻进特性。通过试验得出结论,相较于高密实度的无水模拟月壤,冻土类月壤黏度更大,所需钻进力载更大,钻进过程排粉状态明显不同,需采用的钻进策略也有显著差别,样品形态因含水量不同呈现块状散体或柱状。试验获得了冻土模拟月壤钻进特性第一手资料,可支持后续冻土月壤采样技术深入研究。     

真空蒸馏技术提取土壤水实验研究

简要介绍共沸蒸馏、真空蒸馏、离心分离、锌的微量蒸馏4种土壤水提取技术,并对其优缺点进行了比较.对黏土含量较高且达到田间持水量的土壤在提取温度为100℃、连续加热5h条件下,真空蒸馏提取土壤水进行氢氧稳定同位素分析.结果表明:真空蒸馏技术在提取温度为100℃和连续加热5h条件下,土壤水提取百分比接近100%;土壤中有部分弱束缚水被提取出来,约占提取水分的0.45%;对土壤含水量较高的黏土,δ(D)和δ(18O)最大提取误差(提取的土壤水与加入水同位素的差值)分别为-1.2%和-0.07%,提取的土壤水同位素都贫化.     

海南岛热带山地鸡毛松人工林的土壤性质研究

对海南岛尖峰岭热带雨林区采伐迹地鸡毛松(Dacrycarpus imbricatusBl.)人工林与原始林以及皆伐迹地的天然更新林的土壤理化性质进行了研究,结果表明:鸡毛松人工林的土壤经过长期的恢复发育,其毛管孔隙、土壤含水率、容积湿度和容重等较原始林高;与皆伐迹地天然更新林比,其土壤容重减少,毛管孔隙、含水率和持水量有较大增加,土壤物理性能得到改善,保持了涵养水源等系统服务能力;与原始林比较,土壤有机质、P这两个关键肥力因子未得到完全恢复,N、K和交换性盐基总量得到保持,Ca和Mg有较大幅度增加,pH值和离子交换量有较大的提高,酸缓冲能力增强;鸡毛松林土壤恢复发育存在空间差异,阴坡土壤的物理性质相对较接近原始林,阳坡土壤的养分元素含量和离子交换量存在较大优势;不同层次土壤的容重、含水率、持水量、总孔隙度、大部分土壤养分元素和交换性离子含量的变化趋势与原始林的相同,但阴坡表层含水率高,通气性差,土壤P素向深层淋溶.由此认为,在热带雨林区采伐迹地适地种植鸡毛松人工林,只要经营得当,对林地土壤理化环境不会造成大的影响,群落生态系统功能会逐渐恢复.     

土壤初始含水量对黄土坡地水分运动与转化特征的影响

通过室内模拟降雨试验,研究了水蚀条件下初始含水量分别为1.3%、5.7%、9.7%、14.2%和18.9%时黄土坡地水分的迁移特征。结果表明随着土壤初始含水量的增加,坡面产流开始时间提前,坡地平均径流系数和径流量呈线性增加趋势;坡面径流含沙量与土壤初始含水量呈抛物线关系,在9.7%含水量左右存在最小值;土壤初始含水量越高,坡地累计入渗量越小,雨水转化为土壤水分的比率越小。在土壤初始含水量较高的雨季,建议采取保护性耕作措施,增加雨水入渗率,减少水土流失量。     

土壤质地对土壤入渗能力的影响

基于不同土壤质地条件下的大田土壤积水入渗试验资料，以土壤粒径小于0．002mm的黏粒质量百分数为反映土壤质地的物理量，分析讨论了土壤质地对大田土壤水分入渗能力和Kostiakov—Lewis三参数模型参数的影响。试验结果表明：土壤质地对大田土壤入渗能力的影响十分明显；土壤质地由轻变重，土壤入渗能力减小；3个入渗参数值随着土壤质地由轻变重而递减。研究结果对于地面灌溉合理灌水技术参数的确定及水资源合理利用具有重要价值。