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.     

某简易垃圾填埋场渗滤液在场底天然土层迁移模拟与长期预测

为了解我国早期建设的简易填埋堆场底部天然土层中污染物迁移状况,作者以安徽某填埋场为例,在前期现场勘查、取样和室内测试工作基础上建立了三维有限元分析模型,对宏量有机污染物COD在土层中的迁移状况进行了模拟分析.通过拟合求参获得COD在该场底土层中扩散系数、机械弥散系数和阻滞因子等运移参数的合理取值,在此基础上开展了污染物...     

低真空度下土工离心机产热机理试验研究

目的为1000 g以上的大型高速土工离心机提供散热方案,保证土工离心机的正常工作。方法通过试验研究和理论分析相结合的方法,研究低真空度下高速转子的产热机理,分析散热模式。结果绝对压力越高,离心室内的升温速度越快。不同真空度下(绝对压力10000、5000、3000、2000、1000 Pa),离心机驱动电机的输入功耗分别为2.17、3.79、5.17、7.66、11.56 kW。超重力高速土工离心机的产热主要由空气与高速转子的摩擦引起的第一热源,由高速旋转空气与离心舱壁面摩擦产生的第二热源,还有其他机构摩擦、空气与底部顶部摩擦产生的少量热源。结论第一热源产生的壁面热量可以通过设置冷却夹套快速带走,离心舱中心产生的第二热源的热量可以通过通入适量的冷风加以冷却,还可以通过注入冷却剂快速蒸发,利用汽化潜热进行快速冷却。     

渗滤液回灌设计中一些参数的理论研究

考虑填埋场中微生物对污染物的生物降解作用 ,建立了描述回灌条件下填埋场内渗滤液迁移规律的数值模型。通过建立的模型分析了回灌设计中的一些技术参数 (如水力负荷、有机负荷及配水次数等 )对回灌处理效果的影响规律 ,以供实际工程参考     

降解和压缩作用下城市生活垃圾的持水量变化

在自制的城市生活垃圾降解-压缩-渗流仪中开展了5组持水量试验,分别研究不同温度和逐级递增应力条件下新鲜高厨余垃圾的持水量随时间的变化,新鲜高厨余、新鲜无厨余和基本降解垃圾的持水量随应力的变化.试验结果表明：在恒定应力条件下,新鲜高厨余垃圾的持水量随时间呈指数下降,即MRC=a-b（1-exp（-ct^d））;在应力10kPa和室温（0～27℃）条件下,持水量下降较慢（c=0.003,d=1.18）;在应力10kPa和恒温（40±3℃）条件下,持水量下降较快（c=0.173,d=0.601）;应力从50kPa逐级递增至100kPa、200kPa和400kPa后,持水量分别瞬时下降3.0%、2.3%和1.9%;新鲜高厨余、新鲜无厨余和基本降解垃圾的持水量均随应力的对数呈线性下降,即MRC=m-n×lg（σ）;当应力从10kPa增大至400kPa时,新鲜高厨余、基本降解和新鲜无厨余垃圾的持水量分别从63.0%、46.5%和37.9%下降至46.0%、35.3%和30.4%.通过对比分析国内外持水量试验结果,揭示了在相同应力条件下新鲜垃圾持水量随厨余含量的增加而增大、不同组分老垃圾持水量基本相同的规律.分析了生化降解和应力压缩对新鲜高厨余垃圾持水量的影响机理,并提出了增大新鲜高厨余垃圾脱水速率和脱水量的工程建议.     

考虑pH值和挥发性脂肪酸影响的填埋城市固废厌氧降解模型

建立了描述填埋城市固体废弃物降解过程和行为的2阶段厌氧降解机理模型.模型考虑了含水率、挥发性脂肪酸(VFA)和pH值等主要环境因素的作用.为了适用于不同渗滤液酸化水平下的降解,单独考虑了pH值和分子态VFA对甲烷菌繁殖的影响.建立了气相高CO2分压下的渗滤液pH值计算方程,并给出了降解环境中CO2分压的计算方法.通过对一固废降解试验的模拟验证了模型的有效性.最后,采用所建立的pH值计算方程揭示了填埋环境下高CO2分压对渗滤液pH值影响显著,渗滤液pH值与VFA间缺乏不同酸化水平下的一致对应关系和高酸化水平下pH值对VFA浓度变化不敏感、分子态VFA抑制作用明显等规律.     

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.     

填埋场底土污染物浓度实测值和理论解的比较

为了研究现场条件下污染物在粘性土中的运移机理,对运行13年的苏州七子山填埋场进行了钻孔取样.通过对土样进行分层切片、加去离子水混合并结合室内小型离心机分离,得到了填埋场底土中Cl-,Na+及COD的孔隙水浓度.将室内试验测试值和一维扩散理论进行了比较,结果表明,实测浓度剖面与扩散曲线差别较大,可见水力梯度引起的对流和机械弥散作用比分子扩散作用来得重要.将实测值与一维对流弥散解析解的计算值亦进行了比较,结果表明试验数据较为发散,但可以采用一维对流弥散理论进行大致的拟合,从而可得到运移参数的取值范围.进一步的理论预测表明,当填埋场运行30年之后,Cl-的影响深度可达到10 m以上.为了防止和延缓渗滤液污染物的进一步运移,填埋场应采取有效措施阻止渗滤液的扩散.     

高有机质含量垃圾的含水量监测试验研究——利用表面处理的TDR探头

为了研究时域反射技术(TDR)对高电导率、高有机质含量的填埋垃圾的适用性,设计并制作了探针表面镀环氧树脂基复合材料和套PVC管的TDR探头,测试并评估了各个探头测试介质含水量的电导率适用范围和感应区域范围,同时推荐了95%探针长度套PVC热缩管的探头作为最优选择.对所选探头进行标定后,安装在填埋自制新鲜垃圾和现场老垃圾的模型单元中,测试渗滤液入渗过程中和入渗后的含水量变化,结果表明:经表面处理后的TDR探头能够有效测试高有机质含量填埋垃圾的含水量,且能够对瞬态渗流过程引起的含水量变化迅速响应;当渗流达到稳定时,TDR测试的含水量结果与水量平衡分析结果较为接近,绝对误差在5%以内.     

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.