渗滤液回灌条件下生化反应器填埋场水分运移数值模拟

渗滤液回灌的填埋场生化反应器具有减少渗滤液处理难度、加速填埋场稳定化的作用,其中控制填埋场水分是研究的关键.通过对填埋场水分运移特征的分析,建立了渗滤液回灌条件下,生化反应器填埋场水分迁移的饱和-非饱和三维非稳定数学模型,并求其有限单元数值解,以此定量模拟和预报不同回灌条件下填埋场水分的时空分布规律并进行实用研究,从而可为生化反应器填埋场的设计和运行提供理论依据.     

垃圾填埋场温度-渗流耦合数学模型的研究

根据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分析了填埋场内水分运移与温度变化之间相互作用的机理;在综合考虑垃圾填埋场温度场与渗流场耦合的基础上,建立了垃圾渗滤液运移的双场耦合连续介质数学模型,并给出了求解该数学模型的有限元方法.为研究垃圾渗滤液在填埋场中的运移状况以及控制系统的设计、管理提供了可靠的理论依据.     

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.     

用于填埋场释放气体运移数学模拟的土柱导气实验研究

固体废物填埋场释放气体的产出情况和介质的导气性是控制填埋场气体运移的主导因素。利用松散砂土并考察了填埋场气压变化小的特性进行了导气试验，分析了砂土粒径和含水量对导气性的影响，给出了导气系数与含气率的幂函数关系经验公式，并于空气导气系数与填埋场释放气体系数的转换公式及计算方法，为填埋场释放气体运移研究中介质导气性的确定提供了方法研究。     

边界元法在填埋场气体运移数值模拟中的应用

基于多孔介质流体动力学理论和边界元法原理,构建了填埋气运移边界元数值模型,进行填埋场内部填理气的运动规律研究;通过与理想条件下的解析解对比分析,检验了该边界元数值模型方法本身;进行了垂直抽气井设施的填埋场实例气体运动数值模拟,得到了填埋场内部填埋气体的压力分布情况,由此确定了集气井的影响范围.模型精度分析和模型验证结果表明,该模型与解析解的平均相对误差在3%以下,与实测数据的平均相对误差均在10%左右,具有较高的精度;抽气井模拟结果表明,该模型可应用于填埋场气体运移的模拟预测和现场分析,能够为填埋场释放气体控制系统设计和优化提供理论依据.     

危险废物填埋场渗滤液对地下水环境的影响

以长沙市危险废物填埋场工程项目为例,构建了与之相应的地下水污染物运移三维耦合模型,进而对填埋场不同防渗条件下渗滤液污染物的运移情况进行预测,得出危险废物填埋场的建设运行对地下水环境的影响程度,以期为危险废物填埋场的规划和建设提供实践指导。     

填埋场释放气体运移数值模型及应用

以多也介质流体动力学理论为基础，在考虑填埋场内气体压力变化较小、相应气体密度变化小的情况下建立了填埋场释放气体运移数值模型。该模型具有适用范围广的特点，如边界形状任意、介质性质空间变化。模型中考虑了填埋场中介质含水量变化对气体运移的影响，利用本数值模型对无控制系统和有控制系统时释放气体运移进行了对比模拟分析，给出了有水平气体控制系统时的优化排气量并得出相庆的释放气体收集率，可为填埋场释放气体控制系     

垃圾填埋场地下水环境影响评价三维数值模型

为准确模拟垃圾填埋场渗滤液污染物在地下水中的运移情况,正确评价垃圾填埋场的建设运行对地下水环境的影响程度,以江苏省吴江盛泽城区垃圾填埋场工程项目为例,在合理概化水文地质概念模型的基础之上,构建了与之相应的地下水渗流与溶质运移三维耦合数值模型.通过对渗滤液污染物在填埋场不同防渗条件下的运移情况进行模拟预测,确定出了渗滤液污染物的扩散范围.结果表明,在防渗完好和防渗破损的情况下,渗滤液污染物运移范围均较小,对地下水环境的影响程度较弱.     

城市生活垃圾填埋场渗滤液粘度研究

采用旋转粘度计测试了CODCr浓度为 10 0 0～ 75 0 0 0mg L、温度在 5～ 70℃范围内的渗滤液粘度。实验结果表明 ,相同温度下渗滤液的粘度值与CODCr浓度呈线性关系 ;不同浓度渗滤液中溶质性质的差异是造成渗滤液比浓粘度差异的原因 ;研究填埋场水分运移时 ,可以不考虑粘度对渗滤液流动的影响。     

填埋场释放气体运移数值模型

以多孔介质流体动力学理论为基础,在考虑填埋场内气体压力变化较小、相应气体密度变化小的情况下建立了填埋场释放气体运移数值模型。该模型具有适用范围广的特点,如边界形状任意、介质性质空间变化。模型中考虑了填埋场中介质含水量变化对气体运移的影响。通过与简单条例上所得解析解的对比分析了本数值模型的精度的可靠性。从而可为填埋场释放气体的环境影响预测和评价及控制系统的设计、管理提供依据。     

填埋垃圾初始含水率对渗滤液产量的影响及修正渗滤液产量计算公式

我国填埋场设计阶段,渗滤液产量计算结果往往偏小.参照山谷型填埋场,建立了一个长400 m,宽500 m的水量平衡计算模型,模型中垃圾体高50 m,分5个填埋阶段,每阶段填高10 m,用时2 a,共填埋10 a.利用该模型,分阶段计算填埋垃圾初始含水率对渗滤液来源组成和总产量的影响.渗滤液总产量由降雨入渗量和垃圾自身渗滤液产量组成,初始含水率越高,垃圾自身渗滤液产量和渗滤液总产量越大,垃圾自身渗滤液产量所占渗滤液总产量的比例也越高.当填埋垃圾初始含水率分别为27%、40%、50%和60%时,日平均渗滤液总产量分别为272、583、823和1 063 m3.d-1,垃圾自身渗滤液产量分别为-144、168、408和647 m3.d-1.垃圾初始含水率高于50%时,自身渗滤液产量占渗滤液总产量的比例超过50%,成为渗滤液总产量的主要部分.目前中国规范中采用的渗滤液产量计算方法,未考虑垃圾自身渗滤液产量,当填埋垃圾初始含水率较高时,计算结果偏小.基于上述水量平衡分析结果,进一步提出了包括垃圾自身渗滤液产量的修正计算公式,并通过2个大型中国南方填埋场的现场实测数据进行了验证.     

固体废弃物填埋场中土工膜衬垫系统的发展与应用

固体废弃物填埋场中产生的渗滤液污染土壤和地下水 ,在填埋场正确设置防渗的衬垫系统是非常重要的。本文对国外土工膜衬垫系统在填埋场中的发展应用进行介绍和评价 ,分析了土工膜的选用原则 ,有助于我国合理和有效的进行土工膜衬垫的设置     

稳定化飞灰填埋场渗滤液产量预测

以南方某稳定化飞灰填埋场为研究对象,通过钻孔获取了新鲜、1、3、6和11个月等5个龄期的试样,并在实验室开展了颗粒分析、含水量、持水量等测试.不均匀系数Cu > 5,曲率系数Cc<1,属于级配不良土,容易形成优势流通道.含水量介于18.6%~46.4%之间,随埋深的增大而减小,随龄期的增长而增大.持水量介于15.0%~52.4%之间,随上覆应力的增大而减小,随龄期的增长而增大,由此建立了持水量计算模型.对于相同龄期和埋深的稳定化飞灰,其含水量要低于持水量2.6%~13.7%,这表明稳定化飞灰整体上未达到持水量状态,由此推测底部导排层收集到的渗滤液主要由雨水入渗后经过稳定化飞灰体内优势通道而进入导排层.在此基础上,建立了考虑填埋进程、降雨入渗量、优势流通道、稳定化飞灰产/吸水量等因素的填埋场渗滤液产量预测模型,并利用现场记录数据对模型进行了参数率定.模型分析结果表明,填埋场开始运营后的9个月内,渗滤液主要来源于降雨入渗量和运输车辆冲洗水量,分别占比约48%和52%.当稳定化飞灰体内优势流通道占总孔隙的比例从0%增至20%,导排层收集到的渗滤液量占渗滤液总收集量的比例从0增至34.1%.因此,建议对稳定化飞灰进行充分压实后再填埋,以减少优势流现象的发生,同时改用节水型车辆冲洗装置,最终降低渗滤液总产量.上述研究成果能够为我国类似稳定化飞灰填埋场中导排系统、调节池等的设计提供重要参考.     

填埋垃圾和渗滤液中CH4氧化菌的丰度研究

应用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-Time Quantitative Polymerase Chain Reaction,简称实时荧光定量PCR)技术对填埋场垃圾和渗滤液中CH₄氧化菌的pmoA基因进行定量分析. 结果表明:实时荧光定量PCR技术可用于渗滤液和垃圾中CH₄氧化菌的定量分析. 对于厌氧和准好氧填埋,初期渗滤液中CH₄氧化菌的数量均高于稳定期;准好氧填埋体渗滤液中CH₄氧化菌的数量均高于厌氧填埋体. 准好氧填埋垃圾中CH₄氧化菌的数量随着填埋龄的增加呈先增加后降低的趋势,并在填埋后的9个月左右达到最大值,与准好氧填埋体CH₄产生的规律相似. 同时,准好氧填埋垃圾中CH₄氧化菌的数量随着距导气管距离的增加而降低,但不同填埋时期的变幅不同,与准好氧填埋体O₂和CH₄的迁移规律有关. 此外,对渗滤液和垃圾样品的研究表明,准好氧填埋体垃圾填埋层内部存在大量的CH₄氧化菌,具有显著的CH₄氧化能力.      

PAM保水剂对生物反应器填埋场持水性能及生物活性影响研究

填埋垃圾的含水率是生物反应器填埋场中垃圾降解和渗滤液产生的重要影响因素.本文将农业上广泛应用的聚丙烯酰胺(PAM)高分子保水剂用于垃圾填埋场保水持水性能的改善,以提高填埋场微生物活性,促进有机物降解.选取了典型的非水溶性高分子保水剂JB和水溶性高分子保水剂WSN20,通过考察填埋过程中介质含水率、渗滤液产量及水质,填埋气组分和微生物活性的变化,评价保水剂种类及添加量对填埋介质持水性能和垃圾降解过程的影响.结果表明,保水剂的添加量对介质的持水能力和微生物活性具有较大的影响.适量高分子保水剂的添加可有效减少渗滤液的产生并改善其水质.其中非水溶性保水剂JB的效果尤为显著,0.1%的投加比时能使填埋装置内介质的含水率增加12%,提高填埋体系中的微生物活性3.3倍,渗滤液产生量的削减达到75.6%.     

生物反应器填埋场的发展及应用研究

缩短垃圾稳定化时间,并有效地收集和处理渗滤液及填埋气体,是促使传统卫生填埋法向生物反应器填埋场发展的主要因素。生物反应器填埋场通过回灌渗滤液等控制手段,改善填埋场内部微生化环境,加速填埋场稳定化进程。生物反应器填埋场的关键在于渗滤液收集系统、防渗系统、气体收集系统和渗滤液回灌系统。一些在运行的全规模生物反应器填埋场证明了这种操作方式能加快垃圾降解和填埋气体的产生,减少渗滤液处理量。然而还有一些经济和技术上的不确定性,包括持久有效性、压实度和氧化-还原环境等因素都需要进一步研究。     

北京市6座垃圾填埋场地下水环境质量的模糊评价

以接纳北京市城八区生活垃圾的6座填埋场的渗滤液和地下水环境质量为研究对象,2006年对6座垃圾填埋场的渗滤液性质以及丰水期、平水期和枯水期的地下水质进行监测分析和模糊评价.除北神树垃圾填埋场渗滤液中的BODs和悬浮物含量2项指标合格外,所有垃圾填埋场渗滤液中的COD、铵态氮和粪大肠菌群指标均超过了GB 16889-1997三级标准.其中铵态氮和粪大肠菌群超标最为严重.应用模糊数学进行综合评价的结果表明,6座垃圾填埋场枯水期、丰水期和平水期的地下水质均不合格,且综合评价结果为很差的占95%以上.地下水中的主要污染物是总硬度,其次为大肠菌群.     

垃圾填埋场地下水相关研究的研究热点与趋势:基于CiteSpace的可视化分析

随着经济社会的发展,我国每年会产生大量生活垃圾,而填埋由于具有成本低、操作便捷等优点,成为应用最为广泛的生活垃圾处理手段。然而垃圾填埋却会产生大量的垃圾渗滤液,严重威胁周边地下水的安全。为探讨垃圾填埋场地下水领域的研究热点与前沿,基于文献计量与数据可视化分析软件CiteSpace对Web of Science数据库进行了文献统计与信息挖掘,以期为我国垃圾填埋场地下水研究提供借鉴与参考。结合CiteSpace分析图谱发现,研究热点主要有渗滤液、吸附、重金属、评价方法（层次分析法）、多环芳烃、渗滤液污染指标、硝化等;研究前沿已从重金属、挥发性有机物（甲烷、碳）等具体的污染物质研究逐渐转变为污染区域、污染物影响、地理信息系统等研究。结合相关文献及CiteSpace结果进行分析认为,基于地理信息系统知识精细刻画区域内污染物的传输与扩散模型,以及结合污染区域健康风险评估进行系统的垃圾填埋场污染修复和治理工作将成为今后的发展趋势。     

卫生填埋场防渗衬垫系统优化设计

根据已建卫生填埋场防渗衬垫设计的实践经验总结,指出垃圾卫生填埋场防渗衬垫设计应从结构稳定、污染防治、减压导排等几方面进行综合考虑。采用现代环境卫生技术和环境土工技术,对防渗衬垫系统进行优化设计,并将其应用至现代卫生填埋场防渗衬垫设计中。