卫生垃圾填埋场边界的地电特性研究

研究卫生垃圾填埋场边界的地电特性,界定卫生垃圾填埋场边界有助于场地环境的维护和管理,采用电阻率二维层析成像技术中的3种装置排列(测深、温纳、偶极-偶极)对小型卫生垃圾填埋场模型进行对比测量,通过电阴率二维层析成像技术对填埋场边界的地电特性进行分析研究.研究结果表明,在测深和温纳两种装置排列,不能进行精确定位;而偶极-偶...     

ERT技术界定卫生填埋场边界的试验研究

界定卫生垃圾填埋场边界有助于场地环境的维护和管理,采用电阻率二维层析成像技术中的3种装置排列(测深、温纳、偶极-偶极)对高阻体上表面特征进行试验模拟,并通过电阻率二维层析成像技术对垃圾填埋场边界的电性特征进行研究,在此基础上开展了现场勘查. 结果表明:在由测深和温纳2种装置排列所得到的二维反演图像中,高阻体的上表面与高阻区相切,误差达到25%,表明2种排列不能进行精确定位;而偶极-偶极的反演图像中高阻体的上表面在低阻区与高阻扩散末端的分界点上,反演精度较高,误差在5%以内.      

填埋场渗漏检测高压直流电法等效电路模型的建立

通过对400V、350V、300V高压直流工作电压下小型模拟填埋场实验数据的分析 ,提出了简化的模型等效电路 .由于高密度聚乙烯(HDPE)衬层的存在使得模型具有了整流特性 ,其电容大小将随着衬层面积和供电电压的增加而增加 ;供电电极的接触电阻与大地的电阻率成正比 ,与电极的粗细及入土深度有关 .同时 ,接触电阻主要由电极附近的土壤电阻决定 ,大于10倍电极半径以外的土壤对接触电阻的影响不超过全部电阻的10% ,故降低电极附近土壤的电阻率可有效地降低电极的接触电阻 .     

垃圾渗滤液对压实黏土工程特性的影响规律及微观机理

为研究垃圾填埋场渗滤液对压实黏土的影响,开展了垃圾渗滤液侵蚀作用下黏土的含水率、比重、剪切和渗透试验,研究渗滤液浓度及侵蚀时间对黏土工程性质的影响规律,分析渗滤液污染黏土的工程特性。通过SEM试验研究渗滤液对底部压实黏土衬垫的侵蚀机理。研究结果表明:渗滤液侵蚀对黏土的各项工程性质有较大的影响,随着渗滤液浓度及浸泡时间的增加,浸泡后的黏土渗透性、比重和剪切强度均减小,而含水率增大。渗滤液对黏土的侵蚀主要来自其化学成分的吸附、粘结及水化学作用。压实黏土强度的变化会给填埋场的稳定性带来安全隐患。该成果可为垃圾填埋场的安全设计提供理论和数据支持。     

基于ERT的垃圾厌氧填埋初期的水分运移过程研究

水分监测是填埋场运行过程中必不可少的一个方面,考虑到现有监测方法不容易得到垃圾内部的水分分布情况,本文将高密度电阻率成像法(ERT)用于监测生活垃圾在厌氧填埋初期的水分分布和运移过程研究.通过建立室内厌氧填埋模拟柱,应用取样分析、时域反射传感器(TDR)、高密度电阻率成像等方法对生活垃圾在厌氧填埋条件下初期两个月的降解和水分变化过程进行了监测与研究.结果表明,试验期间生活垃圾处于好氧降解过渡至厌氧降解的阶段.随着垃圾的降解,含水量呈现增加的趋势,在第30d之后,柱体内部存在明显的水分运移现象.在柱体下部单元层中,高密度电阻率成像法得到的垃圾电阻率值与时域反射传感器(TDR)测得的体积含水量之间存在明显的对应关系.根据电阻率与体积含水量的拟合公式,得到了柱体下部单元的含水量分布和储存水量的变化过程.储存水量的变化过程与质量含水量计算得到的结果是一致的,两者之间的可决系数达到0.9488.以上研究结果充分说明,在厌氧填埋初期,高密度电阻率成像法可以用于监测垃圾堆体内的含水量分布和水分运移过程.     

高压直流电法2种双人工合成衬层模拟填埋场渗漏检测的比较

利用高压直流电法对双人工合成衬层间加粘土层和土工导水网2种模拟填埋场渗漏定位进行试验研究.结果表明:对上层膜检测时,第2种模拟填埋场的总回路电阻比第1种的约大15%;对下层膜检测时,第2种模拟填埋场的总回路电阻比第1种的约大20%.利用高压直流电法,2种模拟填埋场都可以较好地进行漏洞定位,在电极间距为1m时,漏洞定位误差不超过10cm.     

单衬层填埋场渗漏检测ELIM法的正演解析

建立了填埋场渗漏检测电势映像法(ELIM)模型.将单衬层填埋场看作水平方向为无穷大的3层均匀介质,上层为垃圾层,中间层为人工合成衬层,下层为土壤层.从稳定电流电场的本质出发,将漏洞电流等效为位于电流流入端的负电流源和位于电流流出端的正电流源.基于该模型对填埋场渗漏检测的电势映像法进行了正演解析,并根据模型的基本特征,对3层介质模型的解析结果进行了简化,结果表明该模型中电场在半无穷空间的电势分布与半空间模型中无穷媒质空间中的电势分布规律基本相同.     

填埋场地电模型的电学特性

利用高压直流电法进行了填埋场人工合成衬层漏洞检测,当供电电压为400,350,300V时,改变供电方向,地电模型表现出不同的电学特征.结果表明,由于高密度聚乙烯和土壤充分接触,在其接触面上形成类似于PN结的导电膜.当膜下电极为负时,模型所表现出的容性特征远超过当膜下电极为正时所表现出的容性特征.探讨了这种导电膜的形成和机理,并得出电容的大小将随着衬层面积以及电压的增加而增长的结论.     

白泥复合衬层防渗稳定性的研究

为考察白泥复合防渗衬层的防渗稳定性和对污染物的阻滞去除能力,利用自制击实渗透仪对白泥和亚粘土防渗衬层进行了对比研究. 结果表明:白泥/亚粘土“夹层结构"复合衬层能保持低于国家防渗规范(10－7 cm/s)的防渗性,并对渗滤液中的重金属,COD_Cr和NH₄＋-N具有较强的阻滞去除能力,可以与常用的亚粘土防渗衬层相媲美,不过其淋滤出水ρ(Cl－)高,因此其长期防渗稳定性需进一步研究;60%白泥+40%亚粘土“混合式"复合衬层和白泥防渗衬层在渗滤液渗透作用下,其防渗性能不好,渗透系数超过国家防渗规范要求,因此不宜用于填埋场防渗.      

黄土高原地区某简易固废填埋场铜、镉元素在土壤中的迁移研究

中国早期建设的固废填埋场大多以简易填埋场为主.关于黄土高原工业固废简易填埋场的研究略少见报道,本文就山西黄土高原地区某简易固废填埋场的重金属(铜、镉元素)迁移情况进行研究,得出以下结论:(1)铜、镉元素在黄土层中的垂直和横向扩散能力有限,固废层中的铜、镉元素并没有扩散到下层粉质粘土和周边土壤中.(2)虽然覆土层在固废层之上,但从检测结果中可以看出,覆土层的铜、镉元素含量还是要高于下层粉质黏土层和周边未受污染土层.在实际生产生活中有一定的风险.     

铬(Ⅵ)在粘土衬层中迁移转化的研究

对有毒有害物质在粘土衬层中的自然渗透、迁移及转化加以研究,可为有毒有害废物的安全填埋场的设计、施工和污染预测提供实验依据及关键参数:铬(Ⅵ)是填埋场渗滤液中有代表性的重金属,通过铬(Ⅵ)在击实粘土中的渗透实验与浸提实验,发现铬(Ⅵ)的渗透系数约为水的４倍;铬(Ⅵ)可被粘土中还原性物质转化为毒性较小的铬(Ⅲ):粘土击实到最大干密度可大大提高其防渗效果。      

垃圾渗沥液腐蚀下污泥灰改性黏土压缩特性及孔隙结构

采用市政污泥为原材料烧制污泥灰,并将污泥灰作为改良添加剂对传统填埋场压实黏土衬垫系统进行改性,以达到实现污泥资源化利用以及减少黏土作为衬垫防渗材料的用量.为评价污泥灰改性黏土作为填埋场衬垫材料的工程特性以及微观结构,通过固结压缩试验、低温氮气吸附试验、颗粒分析试验分别检测改性黏土的压缩特性、微观孔隙结构、颗粒组成.压缩试验结果表明,受垃圾渗沥液腐蚀后的改性黏土,随污泥灰含量的增加,孔隙比增大、压缩量减小;经垃圾渗沥液腐蚀后,改性黏土的压缩系数(α1-2)为0.310~0.391MPa-1,固结系数(Cv)为2.446~2.768cm2/s.低温氮气吸附试验结果表明,改性黏土的吸附-脱附等温线属于Ⅴ型等温线;对于垃圾渗沥液腐蚀的改性黏土,孔径分布呈双肩峰形式,孔径为3~7nm的孔隙占比较大,累计孔容为0.509~0.530cm3/g.颗粒分析试验结果显示,受渗沥液腐蚀后改性黏土颗粒组成差异性明显,粒径>11.5 μm的颗粒为35.09%~49.42%;粒径为2.3~1.5 μm的颗粒为2.35%~7.28%;粒径<2.3 μm的颗粒为46.57%~57.63%.污泥灰改性黏土具有较好的抗垃圾渗滤液腐蚀效果,可将其作为填埋场衬垫材料使用.     

湿堆磷石膏渣场黏土防渗层效果分析

大规模磷石膏堆存一般使用水力填充的方法,即采用湿堆磷石膏渣场。我国大多数现存湿堆磷石膏渣场均采用黏土底垫层作为防渗层。通过对磷石膏渣场中酸性水的渗漏速率与渣场高度、磷石膏的渗透特征、黏土防渗层厚度以及黏土渗透系数的关系进行分析。结果表明:由于湿堆磷石膏渣场黏土防渗层上部无渗沥液收集层,即使黏土垫层达到了一般工业固废填埋场防渗标准的要求,湿堆磷石膏渣场的酸性工艺水渗漏量仍将远超过相同占地面积的一般工业固废填埋场。在黏土垫层下部存在碳酸盐岩层的情况下,从磷石膏渣场中渗漏的酸水还可能导致溶洞的出现和发展,进而导致黏土防渗层的塌陷和酸性工艺水的大规模渗漏,最终造成更为严重的环境污染。     

海滨垃圾填埋场渗滤液污染土壤的复电阻率特性

为了解渗滤液污染土壤的复电阻率特性及其与海水入侵所造成的电特性差异,指导海滨场地的污染探测,设计了黏土和砂土两种土壤,在水饱和情况下通入不同浓度的渗滤液,测量复电阻率的幅值和相位响应;在砂土中通入与渗滤液电阻率相同的模拟海水,对比海水入侵与渗滤液污染所造成的相位差异.结果表明:受渗滤液污染土壤的复电阻率变化明显,0.1 Hz下被2%渗滤液（渗滤液体积占溶液总体积比例为2%）污染的土壤中,与背景值相比,黏土的幅值和相位分别降低了78%和70%,砂土的幅值和相位分别降低了66%和33%,且渗滤液浓度越高,幅值和相位的值就越小;而对于电阻率背景值较低的土壤（如海水入侵场地或地下水-海水交错带区域）,通入渗滤液后,其复电阻率参数没有明显变化.对比海水入侵与渗滤液污染,受渗滤液污染较轻的土壤的相位略高于海水入侵污染土壤,而当渗滤液浓度较高时,二者几乎没有区别.研究显示,正常条件下,复电阻率法对渗滤液污染的反映灵敏,有较好的指示意义,其参数变化主要与孔隙水中金属离子的含量和双电层极化有关;而在天然低电阻率背景条件下,渗滤液污染引起的电阻率变化很小,但相位变化较为明显,这种相位的变化有可能被识别出来.      

一种新材料在城市生活垃圾卫生填埋场中的应用

针对我国目前垃圾填埋场存在的问题 ,提出推广应用一种新型的复合土工合成材料 (GCL)。简要介绍了GCL的结构及水力特性 ,图解说明了GCL在垃圾填埋场中的各种应用 ,并与CCL、GM相比较 ,说明了GCL在垃圾填埋场中的应用优势     

高密度电法在莱州湾海水入侵调查中的研究与应用

利用高密度电法研究海水入侵是一种简单、高效的方法,但目前在国内外应用较少。该方法依据水中Cl-浓度增加视电阻率降低的地球物理前提,在莱州湾地区不同地质条件区域,选定典型剖面进行测试,确定了Cl-达到250 mg/L时的视电阻率特征值。基于以上条件,在莱州湾地区布设16条高密度电法剖面,成功的划定了莱州湾地区海水入侵界面,说明高密度电法可作为检测海水入侵的方法之一,为环评、灾害治理等提供技术支持。     

重金属污染场地电阻率法探测数值模拟及应用研究

为了分析重金属污染场地的电阻率法探测效果,建立典型污染场地的电阻率模型,采用有限元法对电阻率法探测进行数值模拟,分析电阻率法探测的典型装置———温纳装置对于不同污染程度和污染区域的探测效果.模拟结果表明,电法装置的探测效果受到污染程度和污染区域埋深的影响,污染程度越严重,探测得到的低阻异常越明显,污染区域越容易识别;反之,污染程度较轻时(污染土壤与背景土壤电阻率比值大于60%),温纳装置探测无法得到明显的低阻异常,不利于污染区域判断;污染区域越靠近地表,则越容易被检测出,污染区域埋深较深时,视电阻率断面图异常不明显,不易污染区域判断.实际场地电阻率法探测结果也表明,电阻率法能够正确检测出污染相对严重的区域.     

垃圾填埋场生态覆盖系统研究

为了探索生态覆盖系统的合理设计,利用非压实覆盖土层储蓄降水、依靠植物的蒸腾和土壤蒸发消耗土壤水从而控制渗沥污染,在武汉大学灌溉排水与水环境综合试验场开展了不同组合覆盖形式的渗沥控制试验,并对生态覆盖系统进行非饱和水运动数值模拟和水量平衡分析,结果表明,适合于生态覆盖的土壤类型为壤土和粘壤土,覆盖土层填筑密度宜在1.1-...