防渗膜集成永久性渗漏监控系统的定位

介绍了由导电HDPE防渗膜和预埋渗漏监控模块共同构成的集成永久性防渗膜渗漏监控系统及其基本工作原理,阐述了第3代导电防渗膜以及渗漏监控模块的特点,重点介绍了在贵州省环境保护厅监督下进行的我国第1次防渗膜永久监控系统现场验证实验,就实验场地规划、导电防渗膜的安装与检测、渗漏监控模块的安装、系统调试和实验过程分别做了说明。实验结果表明,监控系统可以对直径1 cm的小孔渗漏发出实时报警信号,定位的漏点与实际漏点间的差距仅为0.68 m,相对于1 405 m~2的实验区域,定位精度达到了1/1 000,显示了极高的敏感度和良好的渗漏定位能力。该现场验证实验的成功,对于建立有效的填埋场环境监控系统有着积极的影响。     

垃圾填埋场HDPE膜漏洞密度及其影响因素的统计分析

采用偶极子方法对全国不同地区的80个垃圾填埋场进行了防渗层事故性破损的检测,根据检测结果计算了不同填埋场的漏洞密度;通过对漏洞密度数据进行前处理、拟合优度检验,确定了我国填埋场漏洞密度服从参数为(25.62,0.88)的Gamma分布;在此基础上对漏洞密度的影响因素进行了统计分析,结果表明,具有工程施工资质且具有专业防渗施工经验的公司其漏洞产生量仅为19.1个/万m2,而没有资质的公司其漏洞产生量高达37.6个/万m2;采用卵石作为导排层的填埋场漏洞数量明显小于采用导排层的填埋场;采用2 mm厚土工膜的填埋场漏洞数量远小于采用1.5 mm厚土工膜的填埋场。     

垃圾填埋场渗漏电学监测系统设计及室内模拟试验

根据垃圾场渗滤液渗入地下后引起的地下介质电性变化及对自然电位场的改变,设计了用于垃圾填埋场渗滤液渗漏的在线电学监测系统。该系统在垃圾场建设期布设于高密度聚乙烯膜下方,在垃圾场运行期可实时监测垃圾场渗漏与否、渗漏点的位置及数量、渗滤液形成的羽状体在地下的形态,以便及时采取措施防止渗滤液造成严重的地下环境污染。并通过室内模拟实验证实了不同渗漏情况下,地下介质分布的电性剖面不同,电剖面异常区和污染区的分布具有空间对应关系。该系统的设置是实现环保型、智能型垃圾填埋场的重要举措。     

垂直HDPE膜安装过程的电学破损检测方法

针对柔性垂直防渗帷幕的结构特点和场地条件,参考水平防渗系统破损检测的偶极子方法,提出了适用于柔性垂直防渗帷幕HDPE铺设过程破损检测的改进的方法和装置——缆式电法。结果表明,当HDPE垂直膜两侧施加高压直流电时,漏洞附近介质电势有明显异常,可以通过检测电势定位漏点位置。基于现场实验数据对模拟漏洞检测结果进行验证,最后基于验证后的数据讨论了缆式电法在柔性垂直防渗帷幕渗漏检测方面的可行性和影响因素,得出以下主要结论:缆式电法通过检测HDPE膜表面电势的异常点(极小值点)对漏洞位置进行定位,它能够对漏洞进行准确定位,定位精度在0.1 m以内,有效检测距离大于1 m;供电电极和检测传感器到膜的距离越近,漏洞信号越明显,越容易判断漏洞及其所在位置;检测传感器间距越小,漏洞信号越明显,越容易判断漏洞及其所在位置,检测漏点处偏离实际漏点位置的距离越小。     

用丙二醇碳酸酯对膨润土进行活化的研究

膨润土及其产品GCL正广泛应用于城市垃圾填埋场的防渗系统中。但是膨润土的膨胀性能在成分复杂的液体(如渗滤液)中会大幅下降,从而直接影响防渗效果。在分析中,利用丙二醇碳酸酯对钠基膨润土进行活化,提高其耐化学性,并分析了其性能改善的机理。     

用丙二醇碳酸酯对膨润土进行活化的研究

膨润土及其产品GCL正广泛应用于城市垃圾填埋场的防渗系统中。但是膨润土的膨胀性能在成分复杂的液体(如渗滤液)中会大幅下降，从而直接影响防渗效果。在分析中，利用丙二醇碳酸酯对钠基膨润土进行活化，提高其耐化学性，并分析了其性能改善的机理。     

生物反应器填埋场技术发展现状及研究前景

生物反应器填埋场是近20年来发展起来的一种新的填埋方式,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、结构特性、氧化一还原环境和费用一效益分析等因素,都需要进一步研究。我国城市垃圾处理方式主要是填埋,这种新型的填埋场在我国将会有很好的前景,防渗层性能、临时覆盖、建设形式和监测手段等问题是其发展的主要障碍。     

垃圾填埋气收集控制的CFD数值模拟应用研究

基于多孔介质渗流理论,给出了填埋气在填埋场内流动控制方程组及其定解条件,但实际填埋场的不规则边界使其很难求得解析解。建立填埋场竖井抽气物理模型,采用计算流体力学数值模拟软件PHONEICS求得控制方程的数值解,并用相关文献的结论进行校验,结果与前人结论相吻合。将该方法应用于实际填埋场抽气系统的设计,通过PHONEICS软件编程接口二次开发计算负压抽气条件下流入抽气系统的外部空气量,由此引入抽气效率做为抽气效果的评价指标,模拟了传统等边三角形布置竖井抽气系统的运行效果,并根据模拟结果对传统竖井抽气系统进行优化。     

基于随机-模糊耦合的填埋场地下水污染风险评价方法

为分析参数不确定性对填埋场渗漏风险评估结果的影响,构建了填埋场地下水污染风险评价的物理过程模型,在此基础上,分别采用模糊理论和概率理论刻画模糊不确定性参数和随机不确定性参数,同时采用基于随机理论的Monte Carlo方法模拟模糊不确定参数,最终构建了基于模糊随机耦合的填埋场地下水污染风险评价方法。采用该模型对东北某一般工业固废填埋场进行案例研究,结果表明,实测浓度在模型模拟的的浓度区间(10%~90%分位值浓度)之内。说明本模型构建的模糊-随机耦合的地下水污染风险评价模型能较准确地预测地下水中污染物实际浓度,可以用于填埋场地下水污染风险评价.风险评估结果表明,该填埋场地下水的潜在污染物为As和Mn,其中As为主要健康风险物质,其非致癌风险值超过风险可接受水平的概率为22%,致癌风险超过10-4的概率为33%,超过10-5的概率为86%,应该采取措施控制含As填埋废物中As的溶出,降低其环境风险;Mn的非致癌风险值小于风险可接受水平的概率为100%,无风险。     

垃圾填埋场中硝酸还原酶测定条件优化

作为垃圾填埋场中氮素转化的关键酶之一,硝酸还原酶在填埋场氮素转移的过程中起着重要的作用。以生物反应器填埋场中的垃圾样品为研究对象,以土壤酶学测定方法为基础,对填埋场中硝酸还原酶的测定条件进行了优化研究。结果表明,填埋场中硝酸还原酶的最佳测定条件为：垃圾样品的风干温度为30℃,分别加入1%的KNO₃溶液2.0 mL和1%的葡萄糖溶液0.5 mL,抽气7 min后,置于20℃的培养箱中培养36 h。在该条件下对填埋场中硝酸还原酶活性进行测定,RSD小于1.66％,说明该分析方法结果可靠,精密度高。     

微囊藻毒素-LR的全内反射荧光免疫传感器研究

在开发全内反射荧光免疫传感器的基础上,研究水中微囊藻毒素-LR(MC-LR)的检测方法。建立了基于MC-LR平面波导免疫芯片的制备方法,并结合流动分析和荧光检测开发检测系统,针对MC-LR的免疫检测条件进行优化。结果表明,全内反射荧光免疫传感器对MC-LR抗体的检测限为0.001μg/mL;在间接竞争免疫检测模式下,最优检测条件是预反应时间5min、预反应温度37℃、进样停留时间500s;在最优检测条件下,对MC-LR的检测限为0.100μg/L,线性区间为0.200~4.000μg/L;全内反射荧光免疫传感器检测MC-LR的加标回收率均在100.0%±20.0%,平行测定的相对标准偏差小于5%。     

小城镇生活垃圾填埋场优化布点

运用系统的观点对小城镇生活垃圾填埋场选址进行多因素、多层次的分析,建立了小城镇生活垃圾填埋场综合评判系统的层次结构模型,确定了小城镇生活垃圾填埋场布点的适宜度等级。以重庆市小城镇为研究对象,以区域性联合集中处理为前提,以22.2 km为县域镇区域联合半径,利用ArcCatalog和ArcMap软件对所收集到的数据进行了图形数字化、关键区域的提取、缓存区分析、建设地形适宜度分析和地质灾害区划分析,并进行了各影响因素图层的叠加计算和关键区域的叠加计算,最终得到了重庆市小城镇填埋场优化布点图,为有关部门提供决策支持。     

基于层次分析法的坦塘垃圾填埋场适宜性评价

垃圾填埋场场址的适宜性评价是生活垃圾填埋场建设和运营的前提和基础。以湖南省永州市坦塘垃圾填埋场为例,在分析研究区的地质与水文地质条件的基础上,确定了填埋场适宜性的影响因素为填埋场规模、运输条件、环境条件、建场条件和地质条件,具体包括填埋场面积及容量、综合路况条件、对地表水体污染的可能性、地形平坦程度以及场地是否处在岩溶区等条件,明确了局部地区岩溶发育是制约其适宜性的主要因素。结合垃圾填埋场的建设情况和相关规范、标准,采用层次分析法对坦塘垃圾填埋场进行适宜性评价。评价结果表明,坦塘垃圾填埋场是一个适宜场地,评价结果与实际情况相符。     

高铁酸钾预处理垃圾渗滤液

采用自制高纯度高铁酸钾预处理危废填埋场和垃圾焚烧厂的垃圾渗滤液,探讨和分析了处理效果。正交实验表明,高铁酸钾预处理危废填埋场渗滤液COD的最佳条件为:高铁酸钾与COD的初始质量浓度比为0.5、渗滤液初始pH值4.00、反应温度30℃、反应时间40 min,此时COD去除率达71.51%。此最佳条件下高铁酸钾对不同类型垃圾渗滤液的色度、SS、COD、BOD5、氨氮、总磷、重金属离子等污染因子都具有良好的去除效果,危废填埋场渗滤液经高铁酸钾预处理后可以直接进入后续生化处理系统;垃圾焚烧厂渗滤液预处理后其COD为2 861.0 mg/L,经二次预处理也可进入生化处理系统。实验结果表明,高铁酸钾对不同类型垃圾渗滤液都具有良好的预处理效果。     

软土地基上生活垃圾卫生填埋场的岩土工程问题与对策

生活垃圾卫生填埋场是处理固体废弃物的有效方法之一.尽管国内外学者对与垃圾填埋场相关的许多问题已经做了大量的研究工作,但是对软土地基上填埋场可能引起的一些岩土工程问题研究不多.针对软土地基上的填埋场,分析了填埋场在建设与运营过程将会遇到的若干岩土工程问题.针对填埋场的沉降、稳定性等问题,提出了将垃圾荷载看作变量对地基沉降进行计算和设计.考虑垃圾体的稳定性,分析由于地基破坏而引起的整体稳定性问题和变形引起的衬里系统的内部稳定性问题,研究地基处理的可行性和适应性,并加强填埋过程中的岩土工程监测工作.     

生活垃圾焚烧飞灰高压压制技术开发及示范工程

以某生活垃圾焚烧电厂飞灰减容工程为例,对高压压制技术处置生活垃圾飞灰进行了研究,分析了螯合灰密度和压块无侧限抗压强度分别与作用压强的关系。通过调节原料含水率、原料温度、成型尺寸、压制压强,优化了飞灰高压压制主要工艺参数。经工程应用验证,该技术能够大幅提高飞灰密度,减容率达50%以上,成型率达到90%以上;飞灰压制成品能满足生活垃圾填埋场的浸出毒性标准。飞灰高压压制技术可有效提高填埋场的飞灰填埋库容效率,大幅延长现有填埋场的运营寿命。     

重金属元素在冻土与融土中迁移的对比试验

随着寒区经济的发展,冻土地区的矿山开采活动不断加剧,随之产生的重金属污染问题也越来越严重.冻土地区生态环境脆弱,一旦受到破坏就很难恢复.针对此问题,室内模拟了尾矿矿渣在冻土与融土中的填埋及其对填埋场周边土体的影响,通过检测填埋场各处土壤的温度、含水量以及重金属元素的含量,发现温度和水分对重金属元素的迁移影响很大.土壤温度越低,重金属元素的迁移越慢;在温度梯度的作用下,重金属元素均随着水分从土体的暖端向冷端迁徙并聚集于冻结锋面.重金属元素在冻土中的迁移比融土中慢,表明冻土环境不利于重金属元素的迁移.在土壤质地、温度和含水量等相同的情况下,Zn的迁移性较强,Pb和Cu的迁移性相对较弱.     

表面增强拉曼光谱技术检测高氯酸根离子

高氯酸根离子是水质污染物中常见的污染源之一.通过化学还原法制备稳定、分散性好的纳米银溶胶颗粒(粒径为30～40 nm),并以此为基底,探究了利用表面增强拉曼光谱技术迅速准确地检测质量浓度为10-6～10-1 g/L的高氯酸根离子溶液的表面增强拉曼光谱.结果表明,当高氯酸根离子质量浓度为10-5～10-1 g/L时,随着高氯酸根离子浓度的降低,表面增强拉曼光谱强度逐渐减弱.     

Ag@SiO_2核壳粒子SERS快速检测辛基酚

以Ag@SiO_2核壳粒子为基底,利用表面增强拉曼光谱(SERS)技术实现酚类内分泌干扰物的快速检测。采用柠檬酸钠还原硝酸银制得银纳米粒子,以正硅酸乙酯为硅源,在银纳米颗粒表面包裹不同厚度的SiO_2得到Ag@SiO_2核壳粒子。通过透射电镜、紫外光谱、X射线衍射等表征手段对Ag@SiO_2核壳粒子进行了表征和分析。以辛基酚为探针研究Ag@SiO_2粒子表面增强拉曼效应与SiO_2厚度、核壳粒子浓度的关系及辛基酚的检测限,并以此法检测实际环境样品中辛基酚的含量。结果表明,辛基酚的表面增强拉曼效应随着Ag@SiO_2壳厚的增加而减弱,随着辛基酚浓度的增大而增强,且在1 390 cm~(-1)处的峰强信息与浓度有着良好的线性关系,辛基酚最低检测限浓度为1μg·L~(-1),可以实现辛基酚的SERS检     

改性膨润土作为垃圾渗透液防渗层的实验研究

本文以天然钠基膨润土为原料,采用水溶液聚合法,在室温条件下,通过改性聚丙烯酰胺对膨润土进行直接插层改性,制备了一种新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料。以此防渗材料作为防渗层,选用沈阳大辛填埋场的垃圾渗透液为处理对象,在动态实验下,就其对实际垃圾渗滤液中主要污染物去除的有效性和控制垃圾渗滤液渗透的可行性进行研究。抗渗性能测试结果表明,改性膨润土防渗性能较好,渗透系数为1．0×10^-7cm/s,达到固体废物填埋场的防渗材料国家标准1．0×10^-7cm／s的使用要求。改性膨润土防渗层对COD、氨氮、重金属离子去除效果较好,吸附作用较强,COD和氨氮最大去除率分别达到81％和91％,TFe、Zn^2＋和TCr的最大去除率分别达到71％、58％和73％。实验结果验证了本研究所制备的改性膨润土防渗材料具有优良的抗渗、截污性能。