填埋垃圾体气体渗透特性的实验研究

通过对模拟填埋垃圾体压实方向和与其垂直方向上气体渗透系数的测定,研究了在不同压实密度、不同含水率条件下垃圾体渗透特性的变化情况．实验表明：(1)在垂直压实的填埋垃圾体中,水平方向渗透系数平均值Ka^-为垂直方向渗透系数Ka^-的7．5-20．0倍,填埋垃圾体各向异性特征明显;(2)垃圾体渗透系数与压实密度、含水率的关系分别满足指数和线性递减规律．表明压实密度对渗透系数的影响较含水率大得多。     

压实膨润土非饱和渗透系数的一种预测分析方法

用新疆柯尔碱膨润土制备不同干密度土样进行土水特征曲线实验和渗透实验,得到不同干密度土样的土水特征曲线,通过van Genuchten模型预测出相应的非饱和渗透系数,进而得到不同干密度土样非饱和渗透系数与含水率的关系。结果显示:非饱和渗透系数随着含水率的减小非线性的减小,随干密度的增大而减小。当含水率较高时,非饱和渗透系数随含水率的变化比较小;当含水率较小时,渗透系数随含水率的变化比较大。而干密度对渗透系数的影响伴随整个实验过程,当干密度较小时,随着干密度的增大,渗透系数受干密度影响较大。当干密度较大时,此时干密度的进一步增大对渗透系数的影响不大。     

主压缩沉降阶段垃圾填埋体渗透特性研究

针对垃圾填埋体的研究主要集中在降解及垃圾渗滤液处理,而其渗透特性研究不足的现状,选取处于4种压力状况下的垃圾填埋体,对其主压缩沉降阶段渗透特性进行室内物理试验,结合试验数据对垃圾填埋体渗透性能变化规律进行分析研究.结果表明,4种压力状况下垃圾填埋体试验测定分析符合达西定律,其COD变化处于产酸阶段,对渗透性能的影响可以不予考虑;在此基础上,对垃圾渗透系数计算表明,处于主压缩沉降阶段内,除没有施加压力状况下垃圾填埋体渗透性能变化规律与其他试验表现不尽相同外,其他垃圾填埋体渗透系数变化大致符合自然指数规律,而4种压力状态下的垃圾填埋体渗透系数数值均在10~(-4.5)～10~(-5.3) m·s~(-1)的范围内,与典型垃圾渗透系数的代表值相一致.     

干湿循环与垃圾渗滤液耦合作用下GCL防渗性能

开展膨胀指数和渗透系数测定试验,研究干湿循环与垃圾渗滤液渗透耦合作用下膨润土的膨胀性能和土工合成黏土衬垫（GCL）防渗性能变化规律.结果表明,干湿循环与垃圾渗滤液渗透耦合作用对膨润土的膨胀性能和GCL的防渗性能具有显著负面影响：在7次干湿循环后,垃圾渗滤液饱和的膨润土的膨胀指数从20mL/2g降低至7.5mL/2g,GCL的渗透系数从1.65×10^-11m/s增加到1.89×10^-7m/s.膨胀指数下降和渗透系数升高的根本原因是膨润土渗透膨胀性能的丧失.单纯的垃圾渗滤液渗透不会改变GCL的渗透系数.将有效应力从20kPa升高至150kPa,可以促使GCL的渗透系数降低4个数量级,满足填埋场防渗要求（< 5.0x10^-11m/s）.     

测定土壤饱和渗透系数的试验方法与结果优化

土的渗透系数是一个极其重要的水文地质参数,它反映了土壤和岩层的透水性能,是地下水计算中一个不可缺少的指标,但土的渗透试验受诸多因素的影响,如土的物理性质、试验环境、试验场所、人为操作等。为了较为客观、准确地获取包气带浅层土壤饱和渗透系数,本文概述了Guelph渗透仪法野外渗透试验和室内变水头渗透试验测定土壤饱和渗透系数的原理与方法,并通过统计学中的置信区间对试验数据进行了优化处理。结果表明:野外试验测得的土壤饱和渗透系数较室内试验大,但误差在一个数量级内;室内试验测得的土壤饱和渗透系数与《工程地质手册》(第三版)给出的土壤饱和渗透系数参考值接近;Guelph渗透仪用于野外测定土壤饱和渗透系数的可靠性较高。     

填埋场渗滤液水质变化预测模型实验研究

利用垃圾污染负荷浸出实验装置对下坪垃圾填埋场渗滤液水质变化规律进行了模拟研究。并利用实验数据通过指数回归法确定了渗滤液水质预测模型的有关参数。实验结果和现场监测数据表明,单批填埋垃圾渗滤液的浓度在垃圾填埋75d后达到最大值,COD最大可达31581mg/L。利用渗滤液水质预测模型计算表明,垃圾填埋90．9d后垃圾渗滤液COD达到最大值,模拟计算结果和现场监测数据符合较好,说明该模型以及通过污染负荷浸出实验得出的模型参数可以较准确地对填埋场渗滤液水质变化进行预测。     

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.     

非饱和土壤水分水平运动分形Richards模型的实验验证和分析

合适的数学模型在探究非饱和土壤水分运动规律的中起着极其重要的作用。基于水平土柱非饱和土壤中水分运动实验,利用实验中观测到的非Boltzmann尺度律现象,对影响非Boltzmann尺度律参数大小的因素进行分析整理。在扩散系数与含水率呈指数函数关系条件下,采用分形导数Richards模型(FRE)对水平土柱非饱和土壤水分运动实验中含水率的空间分布及含水率穿透曲线结果进行模拟。结果表明:土壤颗粒级配不均性、较高的实验水头等会增大非Boltzmann尺度律参数;无论非Boltzmann尺度律参数>0. 5还是<0. 5,分形导数Richards模型的拟合效果均优于经典Richards模型(CRE)。因此,分形导数Richards模型对水分运动规律的描述是有效的,可以为非饱和土壤中水分运动模拟提供模型参考。     

垃圾填埋场填埋气回收处理与利用

简单介绍了阿苏卫垃圾卫生填埋场的建设和运行情况,并对填埋场的垃圾成分和垃圾量进行了分析,得到该填埋场填埋气的实测组分.依据经典EPA产气模型对填埋场潜在填埋气产量进行了预测.结果表明,在2005-2039年的运行期间,预计该填埋场填埋气的平均产量约为33.7×106 m3/a.比较研究了填埋场填埋气的回收利用技术,指出并网发电是该填埋场填埋气的最佳利用方式.通过对填埋场填埋气发电项目进行的技术经济分析表明,该工程总投资为3 394×104元,项目年直接经济效益达230×104元.      

生活垃圾填埋场覆盖层水分调控之保水剂筛选研究

聚丙烯酰胺(PAM)类高分子合成材料对有机无机物具有较强的絮凝、吸附作用.选择10种水溶性以及4种非水溶性PAM保水剂,通过考察相对分子质量、离子类型、离子度、粒径等性状对保水性能和使用寿命的影响,对各种剂型的保水能力进行比较,确定了以持水性、重复使用性和抗干扰性为主要筛选因素的评判体系,筛选出最佳材料———非水溶性的JB和水溶性的W SN20两种剂型的保水剂.其中JB能使基质砂的饱和水合度增加32%.而加压式多步出流试验表明,垃圾中添加0.1%JB可改善其渗透性、提高持水性能、减缓渗漏,表现为基质势26.735 kPa时样品的平衡含水率比对照提高12%以上,由此明显改变垃圾的水分特征曲线.     

压实膨润土的土水特性试验研究

回填材料是高放废物地质处置库多重屏障系统的重要组成部分,以蒙脱石为主要成分的膨润土是较理想的回填材料,研究膨润土的非饱和渗透特性,对于回填材料选材和处置库安全性评价具有重要意义。文章通过室内试验开展柯尔碱膨润土的土水特性研究,用压力膜仪实测不同干密度柯尔碱膨润土的土水特征曲线,根据柔性壁渗透仪测得的饱和导水率数据,采用Van Genuchten(1980)预测模型分别计算得到每种干密度膨润土在不同含水量及基质吸力条件下的非饱和导水率,建立了非饱和导水率与含水量、基质吸力的相关关系,对比分析干密度对曲线的影响。结果表明,干密度对柯尔碱膨润土的土水特征曲线有着明显的影响,在初始含水量相同的情况下,干密度较大的膨润土脱水速率比干密度较小的膨润土脱水速率慢,表现出较高的持水性能。柯尔碱膨润土的非饱和导水率随含水量减小和基质吸力增大皆呈非线性降低,干密度越小,非饱和导水率越大。     

利用等效水力传导系数在地下水与地表水交互影响模拟中的应用

在滨海地区的环境管理工作中,地表水—地下水交互影响的重要性日益凸显。一方面在湿地系统的研究中,交互影响对地下水系统有着巨大的影响;另一方面,在河流——地下水系统中,大尺度管理模型的建立也是一个难题。因此,将等效水力传导系数的概念引入环境管理之中以解决这些问题。等效水力传导系数的推导过程是基于明渠流曼宁公式建立的,完成地表水系统与地下水系统的统一。最后,以抽水井管理为例,对该方法进行了演示。     

宁波市不同区分类垃圾组成与理化特性研究

为了对分类垃圾制定合理的处理方案,对宁波市主城区分类垃圾和处理终端的垃圾物理组成和理化特性进行了为期1年的研究.结果表明,生活垃圾中厨果类、纸类、橡塑类所占比例分别为50.63%、20.92%、15.70%,平均容重为145.10 kg·m~(-3),各区的平均湿基低位热值为8049.57kJ·kg~(-1);农贸市场、餐厨垃圾处理厂、焚烧厂、填埋场中厨果类分别占比77.34%、63.85%、58.17%、58.19%,平均容重分别为204.93、250.33、269.16、268.07 kg·m~(-3);厨果类含量春季较低,夏季较高,含水率为68.95%,碳氮比(C/N)为18.16,淀粉含量为9.08%,粗蛋白含量为13.41%,粗脂肪含量为9.33%.宁波市主城区生活垃圾分类初见成效,其他垃圾适合焚烧,厨余垃圾适合生化处理.     

底栖动物扰动对河床渗透性的影响研究

河床渗透性是影响地表水与地下水相互交换的重要因素,为探究底栖动物扰动对河床渗透性的影响,以渭河干流上5个研究点为例,通过对河床沉积物垂向渗透系数和沉积物粒度进行分析,再结合底栖动物的种类和密度,研究垂向渗透系数与底栖动物之间的相关性,以及底栖动物扰动对河床渗透性的影响.结果表明,沉积物成分分布以沙和砾石为主的草滩,渗透系数达到18.479 m·d-1,底栖动物的生物密度为139 ind·m-2;沉积物成分中粉沙和黏土占很大比重的眉县,渗透系数为2.807 m·d-1,底栖动物的生物密度为2 742 ind·m-2;沉积物粒度分布基本相同的眉县、咸阳、临潼和华县等4个渗透性较差研究点中底栖动物的生物密度和垂向渗透系数均差别较大,但是生物密度和垂向渗透系数呈显著相关性,其两者之间皮尔森相关系数r=0.987.不同研究点影响沉积物渗透性的主要决定因素不同,渗透性较强研究点主要为沉积物颗粒大小,渗透性较差研究点主要为底栖动物扰动;不同研究点内生物密度差别较大,不同生物种类差别也较大;底栖动物的生物扰动能够缓解细小沉积物的阻塞,以使弱渗透性河床沉积物的渗透性增强.     

华北平原耕作土壤特性对基因工程菌迁移的影响

基因工程菌在土壤中的迁移是影响污染土壤生物强化修复的重要因素.在华北平原饱和耕作土壤中,考察了1株阿特拉津降解基因工程菌迁移留存及其影响因素.结果表明,在饱和耕作土壤中,平流渗透是基因工程菌迁移的主要机制,其过程可用过滤模型拟合.土壤性质对孔隙水流和基因工程菌迁移具有显著影响.随着土壤粒径、孔隙率和土壤砂粒组分增加,土壤水力传导率常数增大,基因工程菌过滤系数减小,土壤对基因工程菌过滤留存作用降低.土壤条件不变时,增加入渗流量也会增大土壤水力传导率常数,减小基因工程菌过滤系数.饱和土壤中,水力传导率常数为5.02~6.70 m·d-1时,基因工程菌在土壤中的过滤系数为0.105~0.274,二者存在显著负相关关系.     

污水快速渗滤处理系统水力负荷周期的设计

水力负荷周期是污水快速渗滤处理系统中最关键的运行参数。本研究在面积为８０ｍ＾２啤酒废水现场中试验中,分别得出了淹水期入渗速率递减曲线和落干期入渗速率恢复曲线,它们分别用指数方程和对数方程来表达。据此提出了一种以追了大水力负荷为目标时水力负荷周期的定量设计方法。将其应用于该次试验后得出的结果为１．７８ｄ淹水,２．７７ｄ落干。计算结果与实测结果比较表明,该方法是可行的。     

生活垃圾填埋场填埋作业台阶甲烷排放研究

为了解我国生活垃圾填埋场填埋作业期间的甲烷排放情况,采用DM(Default Methodology)模型、LandGEM(Landfill Gas Emission Model)模型与静态箱法模拟和测试计算了杭州市天子岭生活垃圾填埋场填埋作业台阶1h的甲烷排放量,结果分别为3.65×103m3、1.52×103m3和1.11×103m3;与DM模型相比,LandGEM模型的模拟结果与现场测试结果更接近.生活垃圾填埋场在填埋作业台阶运行期间(约2年)产生的甲烷量约占理论产生总量的50%,而填埋气体主动收集系统收集率仅为43%,即在此期间未被收集利用而排放的甲烷量约占理论产生总量的29%.因此,调控填埋作业期间的甲烷排放是我国控制生活垃圾填埋场甲烷排放总量的关键之一.     

聚合絮凝剂电解制备过程的极化特性研究

对于沙壤土柱实验，用ＴＤＲ结合土壤抽提液的溶质分析，研究了在非饱和灌溉条件下的硝化和ＮＯ＾－３的迁移，测得的土壤体电导率与土壤抽提液的电导率之比和土壤含水量成线性关系，籍此用ＴＤＲ可以确定非饱和灌溉条件下土壤中溶质浓度的变化规律；     

河流潜流带颤蚓生物扰动对沉积物渗透性的影响研究

为了探究河流沉积物中底栖动物扰动对沉积物渗透性的影响,以渭河陕西段为研究对象,通过原位采样,布置不同颤蚓密度的试验管,进行室内颤蚓生物扰动对渗透系数影响的模拟实验测试.同时,通过对不同颤蚓密度下垂向渗透系数和沉积物指标进行相关分析和回归分析,研究颤蚓密度大小对渗透系数变化、沉积物表层特征、成分及渗透性变化的影响.结果表明,在研究时段内,渗透系数在白天和晚上的变化程度小于在整个试验时段上的变化程度;光照条件对颤蚓扰动作用影响不明显;沉积物的渗透系数在颤蚓密度约为1.0 ind.·cm-2时达到最大值,颤蚓密度越大,沉积物表面越粗糙,沉积物厚度变化程度越大,沉积物成分变化越大,沉积物颗粒有变小趋势,浮泥含量增加.颤蚓生物扰动作用能够影响沉积物的渗透性能,当颤蚓密度小于一定量值时,颤蚓生物扰动对沉积物渗透性有加强作用;而颤蚓密度大于一定量值后,颤蚓生物扰动对沉积物渗透性有减弱作用,这一颤蚓密度量值大致在2.0~2.5 ind.·cm-2之间.研究表明,颤蚓通过生物扰动改变沉积物的内部和表层结构、沉积物成分组成等,以此破坏或加强沉积物中细小颗粒物的阻塞,致使沉积物的渗透性能增强或减弱.