垃圾填埋场填埋气竖井收集系统设计优化

目前实际工程中通常采用现场抽气试验的方法确定垃圾填埋气收集系统的相关技术参数 ,这种方法不能对影响抽气效果的因素综合分析并加以优化。本文利用竖井抽气条件下填埋气压力分布模型 ,分析讨论了抽气系统各参数对对抽气效果的影响 ,提出了垃圾填埋场填埋气竖井收集系统的抽气量、抽气井影响半径、抽气井埋深的优化设计方法 ,可为填埋气污染控制与回收利用系统的规划设计及运行管理提供技术支持     

暂存库填埋调质污泥的压缩与固结特性

污泥暂存库区面临减量增容的严峻问题。由于暂存库中的污泥已经发生了较大程度的降解,其固结性质与新鲜污泥相比已发生了较大的变化,可直接影响到原位处理效果,故选用FeCl_3和芬顿试剂对上海某污泥暂存库区的长期填埋污泥进行了调质改性,并对调质后污泥的固结压缩特性进行了研究。结果表明:经药剂调质后污泥的排水固结时间大大缩短,在初始低固结应力水平时压缩量较大,在后期高固结应力水平下沉降量较小;在初始低固结应力水平下,调质污泥的固结系数在10~(-3) cm~2·s~(-1)数量级范围内变化;添加FeCl_3的实验组对应的C_(v,max)=2.91×10~3 cm~2·s~(-1),芬顿调质实验组对应的C_(v,max)=9.88×10~(-3) cm~2·s~(-1)。渗透系数受固结应力影响较大,当FeCl_3的掺量为40%时,初级固结应力下样品的渗透系数k=4.439×10~(-6) cm·s~(-1);在400 kPa固结应力作用下,渗透系数减小为3.796×10~(-8) cm·s~(-1);经芬顿试剂调质的污泥在初级固结应力下,渗透系数k=6.48×10~(-6) cm·s~(-1);在400 kPa下,渗透系数k=9.94×10~(-8) cm·s~(-1)。以上结果对现场污泥真空固结法处理有一定的指导意义。     

非规范生活垃圾填埋场填埋气横向迁移规律及控制

我国城市中尚有大量非规范生活垃圾填埋场存在,对其进行污染整治消除填埋气导致的环境安全隐患刻不容缓.以重庆某垃圾填埋场为例,研究重庆市主城区的非规范生活垃圾填埋场填埋气的横向迁移问题,在垃圾场周边区域布设36个监测井,对监测井中的填埋气进行分析监测,以填埋气特征组分CH4气体的体积浓度变化研究填埋气的横向迁移规律.结果表明,监测井到填埋场边界的距离为监测井中CH4气体浓度的主要影响因素;垃圾场周边距离填埋场场界50 m以外的区域,填埋气的横向迁移已经相当微弱;但是距离填埋场边界50 m以内区域的填埋气的横向迁移明显,需要在距离填埋场边界50 m范围内采取措施与场内填埋气的导排措施配合,进行填埋气的污染控制.     

应用POMS复合膜分离去除废气中挥发性有机污染物

依靠POMS平板单层膜或POMS卷式膜上选择性分离层的选择性溶解和渗透作用,常温负压分离回收废气中乙酸乙酯等挥发性有机污染物(VOC)组分.结果表明,膜两侧操作压差和原料气流量对乙酸乙酯分离效率影响较大;当原料气处理量为1.770 0～2.810 0 m3/(m2·h)、膜两侧操作压差为0.08 MPa,POMS卷式膜乙酸乙酯渗透速率可达7.86 × 10-7 mol/(s·m2·Pa);乙酸乙酯为1 500～4 500 mg/m3时,其去除率可达80%.测得几种VOC组分在POMS复合膜中的溶解吸附量都比较可观,由此预测该膜处理废气中VOC可取得很好的净化效果.甲苯在POMS复合膜中的溶解吸附量低于乙酸乙酯,其实验测得渗透速率也小于乙酸乙酯.甲苯去除率也能达到80%.     

垃圾填埋场生物覆盖材料筛选及甲烷减排

通过模拟柱实验研究了消化污泥、矿化垃圾和黏土作为垃圾填埋场生物覆盖材料的甲烷氧化能力。3种材料的甲烷日氧化率平均值、总氧化率和氧化速率V(CH4)分别是:消化污泥10.27%、75.82%、1.76 mmol/(kg·d);矿化垃圾11.05%、75.61%、2.04 mmol/(kg·d);黏土9.05%、68.15%、1.33 mmol/(kg·d),消化污泥和矿化垃圾对甲烷的氧化能力均大于黏土。进一步探讨了消化污泥中添加粉煤灰、建筑垃圾和黏土进行改性后对甲烷的氧化能力,考察了改性污泥的渗透系数和抗压强度。结果表明:粉煤灰对消化污泥的改性效果最好,其日氧化率平均值、总氧化率和V(CH4)分别达到17.27%、92.37%和2.35 mmol/(kg·d),粉煤灰与消化污泥以1∶1～1.5∶1混配后可满足填埋场对覆盖材料渗透系数和抗压强度的要求。     

北京市生活垃圾处理的环境影响评价

目前北京市生活垃圾产生量不断增加,处理设施能力日渐不足,生活垃圾管理正面临着减量化与资源化必然趋势。在未来5～10年内,堆肥处理、焚烧处理和综合处理等方式将取代卫生填埋成为北京市垃圾处理的主要方式。本研究采用生命周期评价的方法,对北京市4处垃圾处理设施采用的不同工艺（卫生填埋、好氧堆肥、焚烧处理和综合处理）的环境影响进行比较。评价结果表明4,种处理方式中填埋、堆肥、焚烧和综合处理的环境影响负荷分别为4.82×10-2、1.10×10-21、.31×10-1和2.31×10-2,焚烧处理的总环境影响潜值最大,填埋处理次之,综合处理再次,堆肥处理最小。4种处理方式的资源耗竭系数分别为-2.39×10-51、.11×10-5、-3.45×10-4和-1.04×10-6,焚烧处理的资源耗竭系数最小。     

固化/稳定化处理污泥填埋气液转化模式

固化/稳定化污泥进行填埋产生填埋气,产气规律是指导填埋气收集处理系统设计的重要依据。通过构建大型填埋柱模拟填埋实验,研究不同固化材料添加量污泥气液转化规律。实验结果表明,原泥和固化污泥产气规律分为2种类型:前期产气速率呈线性增加,达到最大速率后产气速率呈指数降低。低添加量的固化污泥,产气分3个阶段,分别为产气抑制期、增长期和衰减期。高添加量固化污泥,产气只有一个阶段,产气速率随着时间推移逐渐减小,产气量很小。固化污泥降解过程就是有机质含量降低,气体产量、含水率增加相互转化过程,达到固化材料添加量25%时,水分和气体产生量均很小,降解受到很强抑制,产气150 d左右稳定,产气量很小,无需单独设置气体收集系统。     

垃圾填埋场甲烷氧化菌及甲烷通量的研究

采用静态箱法、滚管计数法和气相色谱法,对6个不同封场时间填埋区的甲烷通量、覆土层甲烷氧化菌数量和甲烷氧化速率的变化趋势进行了测定,并分析了它们与封场时间、植被覆盖率等因素之间的相关性。结果发现6个填埋区甲烷通量的变化范围在-0.34～5.31 mg/(m2.h)之间;覆土层甲烷氧化菌的数量范围为3.10×107～20.77×107 cfu/g干土,甲烷氧化速率在1.65×10-8～4.34×10-8mol/(h.g)之间。覆土层甲烷氧化菌的数量与甲烷氧化速率呈正相关,但前者并不是后者的决定性因素;甲烷通量高时可刺激甲烷氧化菌数量及氧化速率的提高,且三者均与封场时间呈显著负相关,与植被覆盖率呈负相关;当含水率大于15%时,随着覆土层含水率的增加,甲烷氧化速率呈下降趋势;覆土pH、有机质和铵态氮与甲烷氧化速率等无明显相关性。提高覆土层的甲烷氧化速率可有效减少垃圾填埋场的甲烷排放。     

垃圾填埋气收集控制的CFD数值模拟应用研究

基于多孔介质渗流理论,给出了填埋气在填埋场内流动控制方程组及其定解条件,但实际填埋场的不规则边界使其很难求得解析解。建立填埋场竖井抽气物理模型,采用计算流体力学数值模拟软件PHONEICS求得控制方程的数值解,并用相关文献的结论进行校验,结果与前人结论相吻合。将该方法应用于实际填埋场抽气系统的设计,通过PHONEICS软件编程接口二次开发计算负压抽气条件下流入抽气系统的外部空气量,由此引入抽气效率做为抽气效果的评价指标,模拟了传统等边三角形布置竖井抽气系统的运行效果,并根据模拟结果对传统竖井抽气系统进行优化。     

典型危险废物的工程力学特性

掌握填埋废物的工程力学特性是确保危险废物填埋堆体稳定性的重要前提条件,因此,针对6种典型危险废物的工程力学特性开展了调查研究.研究结果表明,污泥类危险废物的含水率和有机质含量远高于非污泥类危险废物,而前者的比重则显著低于后者.污泥类危险废物的渗透系数相对较小,比污染土壤和飞灰炉渣混合物的渗透系数小1个数量级,比滤池填料的渗透系数小2个数量级.不同危险废物的无侧限抗压强度排序为:飞灰炉渣混合物(314.3 kPa)和滤池填料(278.9 kPa)＞污染土壤(124.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(68.6 kPa)、锌铬污泥(71.4 kPa)、油泥(58.4 kPa).不同危险废物的粘聚力排序为:飞灰炉渣混合物(40.8 kPa)、滤池填料(31.1 kPa)＞污染土壤(20.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(1.94kPa)、锌铬污泥(3.10 kPa)、油泥(1.81 kPa).此外,不同危险废物的内摩擦角差异相对较小,其变化范围在18.8°～35.0°之间.综合分析可知,飞灰炉渣混合物和滤池填料的工程力学特性较好,而污泥类危险废物的工程力学特性则较差.     

支撑气膜法脱除／回收垃圾渗滤液中氨氮

利用由微孔疏水性聚丙烯中空纤维制成的工业级膜组件对垃圾渗滤液中氨氮进行支撑气膜法脱除研究，考察了泡沫分离．石灰絮凝等预处理技术对垃圾渗滤液表面张力及COD值的处理效果，在此基础上研究了物料因素和操作因素对膜传质性能的影响，并对该工艺的长期操作稳定性进行了研究。实验结果表明该预处理技术不仅可显著提高垃圾渗滤液的表面张力，还可大大降低其色度和COD值。当进料流量为100L／h、进料氨氮浓度为1000～3000mg／L、硫酸吸收液流量为200L／h、硫酸浓度为6％～10％、温度为20～30℃时，支撑气膜过程（两级膜组件串联）可有效脱除垃圾渗滤液中99％以上的氨氮，同时得到含10％～15％硫酸铵的水溶液作为副产品。工业级支撑气膜组件在连续运行的2个月内保持了良好的传质稳定性。     

Estimation of mechanical dispersion and dispersivity in a soil-gas system by column experiments and the dusty gas model

In a previous study, column experiments were carried out with Toyoura sand (permeability 2.05×10(-11)m(2)) and Toyoura sand mixed with bentonite (permeability 9.96×10(-13)m(2)) to obtain the molecular diffusion coefficient, the Knudsen diffusion coefficient, the tortuosity for the molecular diffusion coefficient, and the mechanical dispersion coefficient of soil-gas systems. In this study, we conducted column experiments with field soil (permeability 2.0×10(-13)m(2)) and showed that the above parameters can be obtained for both less-permeable and more-permeable soils by using the proposed method for obtaining the parameters and performing column experiments. We then estimated dispersivity from the mechanical dispersion coefficients obtained by the column experiments. We found that the dispersivity depended on the mole fraction of the tracer gas and could be represented by a quadratic equation.     

出水口位置对垂直潜流人工湿地净化的影响

研究出水口位置对垂直潜流人工湿地净化的影响。垂直潜流人工湿地以间歇进水方式运行,进水水力负荷为0.125m3/(m2.d),进水来自南宁市琅东污水处理厂初沉池出水。研究结果表明,出水口位置对垂直潜流人工湿地净化有显著影响。与底部出水相比,中部出水的TN、SS和COD去除率分别提高了8.01%、8.48%、7.99%,出水NO-3-N质量浓度降低了9.38 mg/L;但NH+4-N去除率则降低了26.25%,TP去除率降低了21.21%。     

鸟粪石结晶法去除垃圾渗滤液中NH_4~+-N的效果研究

研究了鸟粪石结晶法对经混凝预处理后的垃圾渗滤液中NH4+-N的去除效果,考察了不同影响因素对NH4+-N去除效果的影响,并进行了磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O,简称MAP)沉淀的表征及成分分析,并提出了反应后溶液中Mg2+、PO43-及MAP的回收利用办法。结果表明,反应的最佳条件为:pH8.5～9.5,Mg2+∶NH4+∶PO34-(摩尔比)=1.1∶1.0∶1.3,反应温度30℃,反应时间为25 min时,此时NH4+-N的去除率达94.70%;最佳沉淀剂投加组合为MgCl2.6 H2O与Na2HPO4·12H2O;pH为9.0时生成的沉淀符合典型MAP沉淀的晶体结构,生成的沉淀大部分为MAP,且没有氰化物、酚等有害物质的检出,而pH为10.5时生成的沉淀由许多疏松的微小沉淀颗粒组成,排列较杂乱,影响了沉淀的纯度。利用鸟粪石结晶法去除混凝预处理后的垃圾渗滤液中NH4+-N技术可行,经济效益合理,具有广阔的应用前景。     

太阳光Fenton法处理垃圾渗滤液中有机污染物

研究利用太阳光Fenton法处理垃圾渗滤液。根据太阳光辐射强度随时间的变化规律，选择重庆7、8月份的晴天，在中午12：00到下午14：00时进行试验，研究太阳光辐射时间、pH值、Fenton试剂用量对垃圾渗滤液COD去除率的影响。研究结果表明：太阳光Fenton法对垃圾渗滤液的COD有较好的去除效果，COD去除率达86.2%。太阳光Fenton法处理垃圾渗滤液的优化条件是：日光辐射时间为120 min，pH值为2.5，Fe²⁺浓度为5 mmol/L，H₂O₂浓度为570 mmol/L。同时，论文还对太阳光Fenton法处理垃圾渗滤液的动力学进行分析。研究结果显示：太阳光Fenton法处理垃圾渗滤液，其表观动力学方程为-dC/dt=2.6×10^-8×P^1.92×F^1.79×E^1.67。     

Evaluating fugacity models for trace components in landfill gas

A fugacity approach was evaluated to reconcile loadings of vinyl chloride (chloroethene), benzene, 1,3-butadiene and trichloroethylene in waste with concentrations observed in landfill gas monitoring studies. An evaluative environment derived from fictitious but realistic properties such as volume, composition, and temperature, constructed with data from the Brogborough landfill (UK) test cells was used to test a fugacity approach to generating the source term for use in landfill gas risk assessment models (e.g. GasSim). SOILVE, a dynamic Level II model adapted here for landfills, showed greatest utility for benzene and 1,3-butadiene, modelled under anaerobic conditions over a 10 year simulation. Modelled concentrations of these components (95,300 microg m(-3); 43 microg m(-3)) fell within measured ranges observed in gas from landfills (24,300-180,000 microg m(-3); 20-70 microg m(-3)). This study highlights the need (i) for representative and time-referenced biotransformation data; (ii) to evaluate the partitioning characteristics of organic matter within waste systems and (iii) for a better understanding of the role that gas extraction rate (flux) plays in producing trace component concentrations in landfill gas.     

Effect of incineration on the removal of key offensive odorants released from a landfill leachate treatment station (LLTS)

As a basic means to control odorants released from a landfill leachate treatment station (LLTS), effluents venting from this station were treated via incineration with methane rich landfill gas (at 750 °C). A list of the key offensive odorants covering 22 chemicals was measured by collecting those gas samples both before and after the treatment. Upon incineration, the concentration levels of most odorants decreased drastically below threshold levels. The sum of odorant intensities (SOIs), if compared between before and after incineration, decreased from 6.94 (intolerable level) to 3.45 (distinct level). The results indicate that the thermal incineration method can be used as a highly efficient tool to remove most common odorants (e.g., reduced sulfur species), while it is not so for certain volatile species (e.g., carbonyls, fatty acids, etc.).