低潮位降雨及其径流对淤泥质潮间带颗粒物输运的影响研究综述

低潮降雨及其径流能够扰动淤泥质潮间带表层沉积物并夹带极大量颗粒物输入潮间带水体,这一过程被视为潮间带物质循环的“热点”,近年来备受关注。本文综合1978年至2018年针对降雨及其径流扰动和输运淤泥质潮间带物质的文章,阐释降雨在淤泥质潮间带物质输运过程中的作用及其导致的生态效应。这些研究发现降雨之所以能扰动和夹带沉积物首先是因为低潮期的雨滴冲击可以破坏并排出黏性沉积物,而后续形成的径流则向下坡方向转移被扰动的沉积物;其次,低潮降雨通常导致淤泥质潮间带径流中悬浮颗粒物浓度增大两倍以上,最高甚至增大到100倍,而潮汐和浅水波扰动则不能产生类似的效应;再次,附着在颗粒物上的有机质和金属等物质成分会出现与颗粒物浓度相一致的响应过程;最后,被降雨扰动的颗粒物在潮汐的输送下可能通过潮沟-潮下带系统从潮间带净输出至近岸水体。总而言之,在全球变化大背景下极端降雨事件趋于增加,因此降雨及其径流对淤泥质潮间带物质循环的影响应更加引起人们的关注。     

新加坡固体废物循环利用于填海造地技术的研究进展

近年来,经济快速发展使得包括新加坡在内的许多沿海国家和地区土地需求量增多,每年的填海规模不断增大,传统的砂石填料已无法满足需求.与此同时,城市固体废物也随着城市化发展而大量产生,其中以生活垃圾焚烧后残留的底渣、海洋淤泥以及建筑工程废土数量尤为庞大.针对世界各国（如丹麦、德国、荷兰等）对固体废物的处置和循环利用以及相关环境标准进行比较说明,并以此为基础介绍采用“化学物理复合法（CPCM）”将新加坡淤泥和垃圾焚烧底渣转化为“淤泥-底渣垃圾材料矩阵（MC-IBA Matrix）”来进行填海造地的“新生土”技术.对化学处理后的新加坡海洋淤泥和生活垃圾焚烧底渣混合物,采用室内三维真空预压和逐级堆载两种不同物理方法来进行加固处理,然后对生成的矩阵材料进行工程测试并依照欧盟与美国的标准进行重金属浸出试验.结果表明:生成的材料矩阵其地基允许承载力在4~6个月内可达15 t/m2,高于一般港口要求（8~12 t/m2）.与丹麦No.1662法令和LAGA德国道路工程材料质量标准比较,此材料的重金属浸出值符合其工程材料标准;与荷兰土壤质量法令中工业土壤质量标准相比,此材料符合工业用土标准.工程及环境试验结果均表明了“新生土”作为填海材料的可行性和优越性.从环保角度而言,“新生土”技术中潜在的重金属污染可控,又可缓解日益紧张的填埋场地;从工程角度来看,在较短时间内产生较高地基允许承载力,减少了传统高价砂石的使用,降低工程的时间和成本.因此,对土地有限的国家和地区来说,该绿色技术可解决缺少填埋场用地和填海材料的双重难题.      

河道淤泥气泡混合土动力特性试验研究

利用室内动三轴试验研究了河道淤泥气泡混合土(FMLSS)在动力荷载作用下的动力特性,探讨了围压、水泥掺入量、气泡含量和含水率对FMLSS的动剪切模量与阻尼比的影响。结果表明:FMLSS的动剪切模量随动剪应变的增大而减小,阻尼比随动剪应变的增大而增大。当动剪应变相同时,动剪切模量和阻尼比都随着围压的增大而增大;随着水泥掺入量增大,动剪切模量增大而阻尼比减小;动剪切模量随着气泡含量和含水率的增大而减小;阻尼比随着含水率的增加先减小后增大,受气泡含量的影响不显著。FMLSS的关系曲线呈平缓衰减型,阻尼比在0.01~0.03之间,体现出FMLSS是良好的弹性材料。     

淤泥EPS颗粒轻质土单向压缩下渐进性破坏研究

在疏浚淤泥中添加固化材料和轻质材料,将其转化为新型土工材料-轻质土,是疏浚淤泥资源化利用的有效方法之一。通过单轴压缩下宏观、细观力学试验,对疏浚淤泥EPS颗粒轻质土试样的变形特性及破坏机理进行了分析。试验结果表明,在荷载作用下,轻质土试样变形破坏具有明显的渐进性特征。渐进性破坏过程包括细观裂纹产生的线弹性变形阶段、细观裂纹稳定扩展的弹塑性变形阶段、细观裂纹整体贯通的破坏阶段。渐进性破坏产生的主要机理在于:一是在EPS颗粒与固化土结合面处局部存在的原生微裂纹;二是固化土胶结强度的逐渐丧失与固化土摩擦强度的逐渐发挥二者不同步。     

太湖淤泥和自来水厂污泥混合制砖研究

以太湖淤泥和自来水厂污泥为原料进行烧结砖的制备研究,干原料经混合加湿搅拌,制成4 cm×4cm×4cm的砖体试样,干燥后放入马弗炉中焙烧;测试了砖坯的含水率、干燥收缩,烧结砖的烧失量、烧成收缩、表观密度、吸水率和抗压强度,并利用XRD和SEM分别测试了烧结砖的矿物成分,和微观形貌特征。研究结果表明,减少淤泥含量导致砖的密度和抗压强度降低,烧失量、烧成收缩率和吸水率上升;淤泥掺量减少到60%,成型含水率为23%,经950℃高温煅烧后,所得砖体质量较好,强度满足MU10等级。     

节约土地资源的沉沙淤泥新型墙体材料的研制

引黄济青工程创造了惊人的经济效益和社会效益,但大量的黄河淤泥沉积,却危害了当地生态环境,造成土地资源浪费.通过分析黄河淤泥的化学成分、颗粒组成、塑性指数,对沉淀池堆场的淤泥和黄河河床的淤泥进行比较和筛选,最后进行了成型和煅烧,试验结果表明:2号堆场的黄河淤泥完全可以替代粘土作原料生产新型墙体材料,其技术指标完全符合国家产品质量要求,每年可节约土地约13.3公顷.     

Simultaneous phosphorus and nitrogen removal in a continuous-flow two-sludge system

The ability of simultaneous biological phosphorus and nitrogen removal was investigated in a lab-scale continuous-flow two-sludge system. Alternating anaerobic and anoxic conditions were combined with contact oxidation stage for treating raw municipal wastewater. Long-term experiments showed that the contradiction of competing for the organic substrate between denitrifying bacteria and PAOs （phosphorus accumulating organisms） in traditional phosphorus and nitrogen removal system has been resolved. The system can adapt to low influent COD/TN ratio （C/N）. Furthermore the SRT （sludge retention time） of nitrifying sludge and denitrifying phosphorus removal sludge can be controlled at optimal conditions respectively. The removal efficiency of COD, TP, TN, and NH4-N was 81.78%, 92.51%, 75.75%, and 84.47% respectively. It was also found that the appropriate influent C/N should be controlled at the range of 3.8-6, while the optimal C/N to the system ranged between 4-5, and the BFR （bypass sludge flow rate） should be controlled at 0.35 around.     

河湖疏浚淤泥的表征、絮凝和脱水

以无锡锡山湿地公园河道淤泥及太湖贡湖湾疏浚底泥为研究对象,对比分析了两种淤泥的矿物组成、粒径分布及泥微粒表面基团、ζ电位等理化特性。以聚丙烯酰胺类聚合物(polyacrylamide,PAM)为絮凝剂,对比分析了其在2种底泥絮凝分离、真空抽滤脱水过程中的作用特征,并对相关影响因素进行了探讨。结果表明,两种淤泥样具有相近的主体矿物组分、有机基团及ζ电位值,但有机质含量稍高的淤泥样中大颗粒所占比例相对较高。相比阳离子型PAM,阴离子型PAM在较少用量下即可获得较大絮团,但上清液浊度较高。絮凝泥在抽滤过程受絮团尺寸影响较大,PAM不同类型基团间的差异对其影响较小,但对趋于平衡后的泥饼含水率略有影响。     

Municipal sludge as landfill barrier material

The aim of this research is to find substitute barrier materials for natural clay from two kinds of municipal sludge: waterworks sludge( Sw ) and dredging sludge( Sd ). Laboratory tests were performed firstly to determine their Atterberg limits and hydraulic conductivity.Based on the results, the use of waterworks sludge was recommended. Then, shear strength tests were performed and it was found the shear resistance property of waterworks sludge is strong enough to maintain slope stability. In order to evaluate the possibility of secondary pollution, the heavy metal contents of waterworks sludge was determined and the results indicated that secondary pollution is unlikely happened. Finally, economic analysis proves that reusing waterworks sludge as barrier will reduce the lost a great for both landfill and waterworks. Based on the results, waterworks sludge was proposed to use and a further long-term simulated landfill test was suggested.