考虑非线性吸附时溶质在有限厚度粘土中的一维扩散解

在采用非线性分段式吸附等温模式的基础上,建立了溶质在粘土中的一维扩散模型,在考虑有限厚度边界及土中溶质背景浓度的条件下得到了相应的解.模型引入了移动边界以说明当溶质在粘土孔隙水中的浓度达到某一较高值后,阻滞因子将发生显著变化.算例分析表明,该模型和考虑经典非线性吸附等温线得到的结果相差不大,这进一步说明了该模型的合理性.考虑非线性吸附效应对溶质迁移有重要影响.在较高溶质浓度下采用线性吸附等温模式会得到偏不安全的结果.该解相对较简单,并可用于验证各种数值模型、拟合试验数据等.     

基于渗透特性的MSW颗粒组成和结构分析

在南方某填埋场埋深5~30m范围内取6组重约5kg的试样,对其进行筛分与分拣,研究垃圾颗粒组成随埋深的变化规律,同时对不同荷载作用下的垃圾试样进行染色切片,对比分析上覆压力对垃圾内部结构的影响.结果表明：对于不同埋深的城市固体废弃物,细颗粒（0D,即粒径<2cm）所占比例最大,几乎均超过50%,粗粒中2D颗粒所占比例最高,而塑料在2D颗粒中占比最大;随着荷载的增大,细粒含量增加,大孔隙和优先流通道减小.上覆压力主要通过减少垃圾内部孔隙通道,进而减小渗透系数;2D颗粒在荷载的作用下能定向排列,使渗流路径发生曲折,进而导致渗流各向异性.2D颗粒的定向排列是垃圾渗流各向异性产生的关键因素,其中塑料又是其最重要的因素.     

浓度变化时复合衬层中有机污染物的一维扩散分析

在考虑填埋场有机污染物浓度随时间变化的基础上,对有机污染物在复合衬层中的一维扩散问题进行了解析求解.计算模型考虑了2种常见的下边界条件,即零浓度下边界及零通量下边界.计算模型亦考虑了污染物在各介质中的背景浓度.利用该解析解得到的结果和已有的试验结果较为接近.对于美国规范规定的标准复合衬层,当污染物在膜中的扩散系数达到1.0×10-13m2·s-1且膜的分配系数达到50时,基本上可以忽略土工膜作为有机污染物扩散屏障的作用;对于同样的复合衬层,若膜的扩散系数达到1.0×10-12m2·s-1,则膜分配系数只需达到5即可忽略土工膜作为有机污染物扩散屏障的作用.对于标准复合衬层及GM GCL复合衬层,膜分配系数的变化对有机污染物通量击穿曲线的影响较大,而膜扩散系数对其的影响则相对较小.     

城市固废好氧加速稳定及碳氮迁移试验研究

选取上海市老港填埋场3~4a垃圾做室内强制通风单元体试验,监测固、液、气三相成分变化,并对有机污染负荷的削减规律以及碳、氮元素的迁移规律进行分析与研究.结果表明,固相纤维素/木质素(C/L)值从初始0.8降至0.4以下,固相中BDM、TOC、TN也有降低,固相指标降解速率呈现前期大后期小的特点,且上层垃圾降解程度更大.液相pH值、EC维持在固定区间,有机污染负荷得到了极大地削减,在整个试验期间,TOC、COD、BOD降解率分别达97%、94%、94%,TN、NH₄-N的降解率分别达到95%、94%.试验期间,累积CO₂释放量6.7kg,累计N₂释放量0.75kg.C/L值、降解稳定化归一指标β可作为固相垃圾稳定化程度判定指标,BOD/COD、NH₄-N/TN值可作为液相中可降解物质稳定化程度判定指标.根据质量守恒原理,对试验过程中碳、氮元素的迁移进行了分析.固相累积损失C质量2.09kg,液相累积流失C质量0.14kg,CO₂累积释放C质量1.83kg.固相累积损失N质量0.62kg,液相累积流失N质量0.08kg,N₂累积释放N质量0.75kg.降解基本结束后,固相中仍然残存着大量的不可降解或者难降解的含碳及含氮化合物.     

垃圾填埋场生化降解指标测试及液气产量评估

以上海某综合垃圾填埋场作为研究对象,钻取不同龄期的生活垃圾测试固液气生化降解指标,并对全场的渗滤液产量以及填埋气产量进行评估.经过测试和计算,该处区域已开始稳定产甲烷,进入慢速降解阶段.其中,固相垃圾样的C/L（纤维素与木质素的比值）大部分集中在0.72~1.53之间;渗滤液pH值介于7.91~8.92,BOD介于1050~5780mg/L,COD介于2640~15200mg/L,NH₃-N介于2110~4360mg/L.引入固相、液相以及气相归一化指标β₁、β₂、β₃,用于评估填埋场降解阶段.其中,β₁介于0.56~0.83,β₂介于0.65~0.76,β₃介于0.97~1.02.β₁与β₂能够作为判定垃圾场降解阶段的指标,但β₃只能作为判定垃圾场是否处于稳定产甲烷阶段的指标.另外,建立考虑垃圾压缩-渗流耦合作用的渗滤液产量计算方法,垃圾自身渗滤液产率在70%~80%左右;采用垃圾两阶段降解模型计算填埋气产量,随着垃圾停止入场填埋,填埋气可收集量快速降低,至2025a降至峰值的3.88%,至2040a降至峰值的0.08%.     

城市固体废弃物的压缩性及填埋场容量分析

总结了城市固体废弃物(MSW)中有机质的分解规律，提出了填埋体中有机质随时间(深度)变化的公式，并用现场测试结果进行了验证．进行了大尺寸的MSW室内压缩试验，通过现场取样获得了MSW原位压缩曲线．在此基础上提出了考虑荷载和有机质降解作用的填埋场容量计算方法．定量分析了有机质分解速度对填埋场的容量的影响．通过计算发现，当降解速率到达0．1／a这一量级时，有机质的降解能够有效地增加填埋场的容量．