垃圾渗沥液腐蚀下污泥灰改性黏土压缩特性及孔隙结构

采用市政污泥为原材料烧制污泥灰,并将污泥灰作为改良添加剂对传统填埋场压实黏土衬垫系统进行改性,以达到实现污泥资源化利用以及减少黏土作为衬垫防渗材料的用量.为评价污泥灰改性黏土作为填埋场衬垫材料的工程特性以及微观结构,通过固结压缩试验、低温氮气吸附试验、颗粒分析试验分别检测改性黏土的压缩特性、微观孔隙结构、颗粒组成.压缩试验结果表明,受垃圾渗沥液腐蚀后的改性黏土,随污泥灰含量的增加,孔隙比增大、压缩量减小;经垃圾渗沥液腐蚀后,改性黏土的压缩系数(α1-2)为0.310~0.391MPa-1,固结系数(Cv)为2.446~2.768cm2/s.低温氮气吸附试验结果表明,改性黏土的吸附-脱附等温线属于Ⅴ型等温线;对于垃圾渗沥液腐蚀的改性黏土,孔径分布呈双肩峰形式,孔径为3~7nm的孔隙占比较大,累计孔容为0.509~0.530cm3/g.颗粒分析试验结果显示,受渗沥液腐蚀后改性黏土颗粒组成差异性明显,粒径>11.5 μm的颗粒为35.09%~49.42%;粒径为2.3~1.5 μm的颗粒为2.35%~7.28%;粒径<2.3 μm的颗粒为46.57%~57.63%.污泥灰改性黏土具有较好的抗垃圾渗滤液腐蚀效果,可将其作为填埋场衬垫材料使用.     

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.     

辽东湾河口区海洋垃圾赋存特征及管理对策

海洋垃圾已引起国际社会的广泛关注,是当前环境领域热点问题之一.为揭示我国渤海近岸海域海洋垃圾的赋存特征及其分布规律,于2018年丰水期（8月）在辽东湾河口区海域布设6个长度为5~10 km的调查断面,利用拖网同时采集海面漂浮垃圾与海底垃圾,初步调查辽东湾近岸海域海洋垃圾分布和组成特征,并对海洋垃圾来源进行了分析.结果表明:①辽东湾海面漂浮垃圾数量密度为67个/km2,质量密度为741 g/km2;海底垃圾数量密度为19个/km2,质量密度为2 544 g/km2.②在所收集的各类海洋垃圾中,塑料类垃圾数量占比约为50.9%,其中海底塑料类垃圾数量占比（62.1%）明显高于海面漂浮塑料垃圾数量占比（37.5%）.③由塑料垃圾形态特征和表面带有的标识判断,辽东湾近岸海域塑料垃圾主要是来源于生活塑料垃圾（84.9%）和渔业垃圾（15.1%）.在此基础上,建议加强源头管理以减少塑料垃圾进入海洋,主要包括完善当前海洋垃圾分类方法、加强渔业塑料垃圾回收、提升公民保护海洋环境意识和制定国家海洋塑料垃圾行动计划等.      

深圳海滩塑料垃圾及其重金属污染分析

海洋塑料垃圾污染是一个全球性环境问题,为了解海岸线上塑料垃圾及其重金属污染情况,本研究在深圳海岸线上选取5个典型海滩,分析海滩塑料垃圾的组成和来源,并研究塑料垃圾的重金属含量及其浸出行为,评估其潜在的摄入风险.结果表明：塑料和泡沫塑料是海滩垃圾最主要的组成成分,占比高达72%;人类海岸活动是海滩塑料垃圾最主要的来源,占比高达80.58%;塑料垃圾中Zn、Ba、Pb的含量较高,其中Zn的平均值达到500mg/kg以上;在模拟胃酸溶液中,Zn的浸出浓度最高（0.7605~2.6283mg/L）,Mn浸出率最高（16.22%~83.45%）,Sb的浸出量和浸出率均为最低.基于海滩塑料垃圾样品中重金属最大可浸出率的摄入风险评估表明,塑料样品中的重金属不会造成健康风险.本研究提供的基础数据资料有助于海洋塑料垃圾的管理.     

村镇生活垃圾与秸秆混合焚烧过程中多环芳烃(PAHs)释放特征

为了解我国农村地区生活垃圾与玉米秸秆焚烧处置过程烟气中多环芳烃(PAHs)释放特征,对我国农村地区生活垃圾可燃组分以及生活垃圾与玉米秸秆混合焚烧组分在焚烧过程烟气中PAHs化合物释放特征进行分析,利用气相色谱-质谱仪(GC-MS)对样品中的16种PAHs进行分析,研究气态以及颗粒态PAHs的释放因子、环数比例、气固态分配以及排放特征值.结果表明气态PAHs排放因子为当垃圾与秸秆混合比例为1∶2时PAHs的总量最多,而颗粒态为当垃圾与秸秆混合比例为1∶3时PAHs的总量最多;气态PAHs主要集中于2～3环低环数化合物,颗粒态PAHs则主要以中低环数(3～4环)化合物为主,本研究为促进我国村镇生活垃圾处理与资源化运用提供理论依据.     

晚期垃圾渗滤液厌氧氨氧化脱氮性能及其污泥特性

为研究ANAMMOX(厌氧氨氧化)工艺处理晚期垃圾渗滤液过程中氮转化途径的变化及颗粒污泥特性,采用2套ANAMMOX-UASB生物膜反应器(1#系统和2#系统)分别处理晚期垃圾渗滤液和无机配水,考察两种水质条件下ANAMMOX系统的脱氮性能,并对稳定运行时期两个系统颗粒污泥中ANAMMOX菌活性、硝化活性、反硝化活性及其污泥理化特性进行对比. 结果表明:1#系统经过连续培养逐渐适应了晚期垃圾渗滤液,实现了ANAMMOX耦合异养反硝化高效脱氮;稳定期1#系统和2#系统中TN的平均去除率分别为86.66%和76.77%. 1#系统和2#系统的颗粒污泥均具有ANAMMOX活性、硝化活性和反硝化活性,1#系统中颗粒污泥ANAMMOX活性和硝化活性较2#系统略有降低,而反硝化活性则大有提高;两个系统中ANAMMOX过程对TN去除速率分别为0.286和0.301 g/(g·d). 1#系统中颗粒污泥呈红褐色,2#系统中颗粒污泥呈砖红色,两个系统中粒径>1.5~2.5 mm的颗粒污泥所占比例分别为66.10%和50.67%,基本处于传质作用最佳的区间.      

温州沿海大型塑料垃圾排放特征研究

通过调查温州滨海地区近岸海上渔业、航运码头、滨海旅游及餐饮业等行业塑料垃圾的排放,分析行业区域塑料垃圾赋存特征,并初步估算各行业塑料垃圾排放量.结果表明：海上渔业活动区中,以避风塘渔港（S4）塑料垃圾占比最高（91.68%）,且以聚乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯塑料为主,而东沙渔港（S2）和霞关海水养殖区（S6）以聚苯乙烯泡沫为主,占比分别为26.75%和23.66%.海滩餐饮活动区的塑料垃圾最少,塑料垃圾占比为33.13%.各活动区塑料垃圾的主要类型有塑料袋、塑料瓶、塑料盒、塑料管及破碎的塑料块.据估算,海上渔业活动区与滨海旅游区年排放塑料垃圾量约为1.21×10⁴t/a.为从根本上防治海洋塑料垃圾和海洋微塑料污染,需首先对沿海各行业的塑料垃圾排放源头加强管理,如海水养殖与海洋捕捞活动.     

西溪湿地底泥氮、磷和有机质含量竖向分布规律

利用特制的取样器从西溪湿地钻取连续完整的底泥试样,对不同深度底泥中总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)含量进行测试;通过TN、TP、OM在表层底泥、底泥孔隙水和上覆水体中含量变化的分析结果,并运用有机指数法对该湿地底泥的污染程度进行了评价.结果表明,该湿地60cm深度以内的底泥为轻度~中度污染,属于活性层;埋深大于60cm的底泥未受污染或者污染较轻,属于相对稳定层;TN、TP、OM在垂向上的变化呈显著相关关系.TN、TP在底泥孔隙水中的含量显著高于在上覆水体中的含量;由于存在浓度梯度,底泥孔隙水中的氮、磷及其他有机污染物会释放到上覆水体中去,只实施换水处理难以根除湿地水体富营养化的问题.对作为内污染源的底泥,疏浚应是一种更有效的治理措施,60cm活性层深度可作为该湿地疏浚参考深度.     

黑河流域下游水分驱动下的生态演化

在 GIS 技术支持下,以地下水数值模拟模型为依托,分析了地下水埋深对植被群落(草地、有林地、疏林地和灌木林)盖度的影响,剖析了水源距离对景观变化的影响.结果表明,在一定的地下水埋深范围内,天然植被群落盖度与地下水埋深之间有着较显著的 LOGSTIC 关系(“S”型曲线),且草地植被群落盖度对地下水埋深变化的响应程度最大.从水源距离对景观空间分异的影响来看,随着水源距离的增加,非荒漠景观的分布面积比例逐渐减小.水源距离对景观动态也有着显著的影响.     

黄海桑沟湾潮滩塑料垃圾与微塑料组成和来源研究

海岸带潮滩中微塑料来源复杂,大块塑料在物理、化学、生物等作用下的破碎是潮滩微塑料的主要来源之一。本研究调查了黄海桑沟湾7个潮滩中不同尺寸塑料垃圾的组成、丰度以及微塑料的形状、颜色、成分等,并通过定性和定量的方式研究塑料垃圾破碎与微塑料的关系以识别微塑料来源。结果表明,聚苯乙烯泡沫在5 mm～2.5 cm、1～5 mm与<1 mm尺寸范围的样品中分别占85%、97%和82%;在>2.5 cm的塑料样品中,与养殖相关的塑料占76%;塑料垃圾和微塑料的总体丰度随着尺寸的减小而增加2～4个数量级。1～5 mm的微塑料丰度与5 mm～2.5 cm的塑料垃圾丰度具有显著相关性。通过对比不同尺寸塑料垃圾与微塑料的形态和成分特征,识别出潮滩中的微塑料主要是由聚苯乙烯泡沫、聚乙烯浮子、黄色海绵、纤维渔绳以及聚丙烯绳等破碎形成,表明养殖活动是桑沟湾潮滩塑料垃圾及微塑料的重要来源。未来需进一步探索微塑料来源的鉴别方法,寻找识别微塑料来源的新证据。     

近5年我国部分城市群生活垃圾特性

城市生活垃圾处理处置日益成为世界范围内一个普遍关注的问题,生活垃圾特性是终端处理方式选择的重要依据.从全国超30个城市共采集400余个生活垃圾样品,分析了垃圾的物理组成、污染物含量和热值等基础物化特性.并以深圳为例分析了采样时间和垃圾分类措施等对生活垃圾物化特性的影响.通过偏最小二乘法建立了垃圾组成与热值间的关联模型,并对模型进行了校验.结果表明,湿基中厨余类仍是垃圾中占比最高的组分,大多数样品的占比在40%～60%之间;可燃组成中橡塑类和纸类占比较高,分别在20%～30%和10%～20%之间;无机物占比通常不超过5%;垃圾含水率在50%～60%之间. 2019年实施垃圾分类后生活垃圾中厨余类占比明显降低,橡塑类占比增加,其他组分变化不大,垃圾热值得到一定的提升.生活垃圾中S、 Cl和N这3种污染元素的含量均在1%以下,其平均值规律为：N>Cl>S;垃圾样品中的Hg、 As、 Cr、 Cd和Pb含量随组分及采样时间没有明显的变化规律,垃圾中Pb、 Cr含量受到环境背景值的影响.模型分析发现橡塑类和垃圾水分是生活垃圾热值的主要影响变量,85.96%的样品实测值与预测值之间的偏...     

生活垃圾非饱和渗透性质测定的多步出流方法

传统土壤渗透性测量方法直接测量填埋生活垃圾的渗透性质误差较大.本实验现场测定六里屯填埋场原状垃圾土饱和含水率和饱和渗透系数,其平均含水率随填埋深度增加而增大,平均渗透系数为0.018 5mm·s^-1.在保证容重相同条件下,用多步出流法实验室测定扰动样品水分特征曲线和非饱和渗透系数.运用渗压出流和理论拟合测试技术,为建立渗透参数的随机分布模型提供参数测定方法.实验结果与模型显著相关.通过实验及模型模拟,揭示了填埋垃圾水分特征曲线的变化规律,证明多步出流法是适用于填埋场非饱和渗透性质测定的有效方法.     

细砂比例对均匀级配石英砂滤料过滤性能的影响

石英砂过滤是去除水中颗粒物最常用的技术,其中均匀级配滤料因纳污能力较强、过滤周期较长而得到广泛应用。但目前工程设计标准中对均匀级配滤料的有效粒径（d₁₀）和均匀系数（K₆₀）的界定较为宽泛,为进一步探明滤料组成对均匀级配滤料过滤性能的影响,通过中试试验考察了不同比例细砂（<0.9,0.9~1.0 mm）的2种均匀级配滤料滤柱的除浊效果和运行特性,并采用不同表面电位和粒径的粉末活性炭作为示踪颗粒,研究2种滤料对颗粒物的截留特性。结果表明:与细砂比例较低（16%）的滤料相比,细砂比例较高（29%）的滤料出水浊度低0.2 NTU左右,滤柱水头损失平均增长速率高8.7%~31.6%、滤层含泥率高12%~27%,以滤后水浊度为控制指标时运行周期长7 h;颗粒物截留方面,2种滤料对颗粒物的截留均随着颗粒表面电负性增大和粒径减小而降低,其中细砂比例较高的滤料对颗粒物的截留受颗粒性质影响较小,表现出更稳定的截留效果。因此,适当提高均匀级配石英砂滤料中细砂比例虽然使过滤水头损失略有增加,但能获得更低的出水浊度和更稳定的颗粒物截留效果。     

Insights into metals in individual fine particles from municipal solid waste using synchrotron radiation-based micro-analytical techniques

Excessive inter-contamination with heavy metals hampers the application of biological treatment products derived from mixed or mechanically-sorted municipal solid waste (MSW). In this study, we investigated fine particles of < 2 mm, which are small fractions in MSW but constitute a significant component of the total heavy metal content, using bulk detection techniques. A total of 17 individual fine particles were evaluated using synchrotron radiation-based micro-X-ray fluorescence and micro-X-ray diffraction. We also discussed the association, speciation and source apportionment of heavy metals. Metals were found to exist in a diffuse distribution with heterogeneous intensities and intense hot-spots of < 10 μm within the fine particles. Zn-Cu, Pb-Fe and Fe-Mn-Cr had significant correlations in terms of spatial distribution. The overlapped enrichment, spatial association, and the mineral phases of metals revealed the potential sources of fine particles from size-reduced waste fractions (such as scraps of organic wastes or ceramics) or from the importation of other particles. The diverse sources of heavy metal pollutants within the fine particles suggested that separate collection and treatment of the biodegradable waste fraction (such as food waste) is a preferable means of facilitating the beneficial utilization of the stabilized products.     

污泥焚烧细颗粒物中重金属赋存形态的研究

以沈阳市某污水处理厂剩余污泥为原料,采用小型流化床对污泥进行焚烧,利用布袋和荷电低压颗粒物撞击器（ELPI+）对细颗粒物进行收集,研究焚烧温度、污泥粒径、CaO的添加量对重金属赋存特性和细颗粒物微观形貌的影响,利用热力学软件FactSage7.2研究焚烧过程中重金属化学形态的变化.结果表明,随着焚烧温度的升高,残渣态变化最为明显,Cd、Cr、Cu、Pb和Zn 5种重金属的残渣态增幅均在15%以上,其中重金属Cd的变化最为明显,残渣态增幅高达29%.随着污泥粒径的增大,矿物质和焦炭颗粒的破碎程度减小,最终以矿物质和焦炭破碎为来源的一些粒径较大的细颗粒物数量增加.此外,总体上重金属的赋存形态随着粒径的增加向着稳定的趋势发展.在焚烧过程中CaO是可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进细颗粒物之间的成长和团聚.随着CaO的添加,细颗粒物聚并成了一个更大的球状颗粒整体.     

青岛沿海大气气溶胶中无机组分在粗、细粒子上的分布

在1997-09～1998-08分4次对大气气溶胶进行了监测.结果表明:青岛沿海地区的气溶胶质量浓度多集中于＜2.5μm的细粒子中,同时采暖季节细粒子比例浓度大大高于非采暖季节.SO₄^2-、NH₄⁺、NO₃^-、K⁺主要存在于粒径小于2.5μm的细粒子中.Na⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ca²⁺则主要存在于大于2.5μm的粗粒子中,冬季F^-、Cl^-、Br^-均主要存在于细粒子中,而夏季则主要存在于粗粒子中,表明这3种离子在气溶胶粒径分布中可能受人为燃烧源和温度影响.     

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.     

城市固体废物的焚烧实验

 稳定均匀的燃烧温度是确保减少垃圾焚烧系统大气污染物排放量的一个重要因素.采用内旋流流化床(ICFB)进行了城市生活垃圾焚烧实验,探讨了不同的布风速度、垃圾焚烧量、流化床浓相区高度和不同种类垃圾对焚烧稳定性的影响,并给出了流化床内部温度和CO、NO_X、SO₂等大气污染物的浓度变化.内旋流流化床采用非均匀布风,低速风的移动区尚未流化时,浓相区温度存在一定的不均匀性,低速风区流速超过2倍初始流化速度后,浓相区温度是均匀一致的;流化床的床料具有较好的蓄热能力,较厚的床层有利于提高燃烧的稳定性,可减少垃圾给料和垃圾热值的波动对燃烧温度造成的不利影响;垃圾的焚烧效果与垃圾的热值有直接关系,焚烧低热值垃圾时,为了提高焚烧温度并达到较好的排放指标,需要增加一定量辅助燃料进行助燃;内旋流流化床在燃烧稳定性以及燃烧温度控制上具有一定优势.     

中外垃圾土体渗透系数试验对比分析

从试验数据、试验方法 2个方面总结归纳了关于现有垃圾填埋场渗透系数的国内外试验,并且通过对比国内外渗透系数的一系列试验成果,分析了国内外渗透系数试验在基础数据、试验方法多样性方面的优劣。以此为基点,对未来国内岩土工程发展方向提出了建议。     

南京北郊霾天气溶胶化学组分粒径分布特征

为研究南京霾天气中大气气溶胶化学成分及其粒径分布的特征,使用β射线测尘仪、安德森9级撞击式采样器、离子色谱分析仪和热光碳分析仪对南京冬、春季节的颗粒物进行了采样分析.结果表明,霾日中3种主要二次离子SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺在细粒径段中占比最高（77.4%）,霾日中除F^-和Cl^-外其余离子均呈三峰型分布,工业排放、生物质燃烧与二次反应是粗、细粒径段中水溶性离子最重要来源.OC、EC均主要富集于细粒子中,PM_2.1~10中OC与EC相关性较好（R²=0.76）,说明存在共同来源.通过OC/EC特征物比值的方法得到霾日期间碳质颗粒物的来源为机动车尾气排放、燃煤和生物质燃烧.