垃圾土蠕变-降解沉降特性试验研究

为了研究垃圾土蠕变降解沉降特性,选取重庆市某垃圾场典型试样,基于室内蠕变观测试验得到蠕变降解沉降过程曲线（0~330 d）,建立了符合其沉降变形特性的PTH计算模型,验证了该模型合理性,同时对沉降影响因素进行了详细分析。结果表明,因外部应力和内部蠕变降解引起的沉降总量可达试样高度的33.2%,渗滤液在前期的溢出量受外部荷载和有机物含量的控制;垃圾土中有机物的降解规律可用Richards 模型来表示,累计沉降量和累计渗滤液产量之间符合指数函数关系;有利于初期压缩变形和后期降解沉降的最优有机物含量区间为29.1%～36.47%;内部温度监测结果显示,20～41 ℃是一个可加快内部有机物降解速率的温度区间,且在41 ℃时作用最大。     

城市垃圾填埋场沉降模型的研究

研究了城市垃圾填埋场的沉降变形机理,提出了计算沉降量的模型,模型由荷载应力下的压缩沉降和有机物降解后的压缩沉降两项组成.结合具体工程实例,研究了填埋场的库容,计算了填埋场封场后的沉降量,并给出了沉降量随时间的变化规律.研究表明,初始孔隙比、有机物含量及有机物的降解率是影响填埋场沉降的主要因素;沉降量随时间呈指数衰减,衰减系数为0.10～0.14.     

降解对垃圾土压缩回弹特性的影响

采用人工配制的垃圾土样进行压缩回弹对比试验,通过对垃圾土中有机质含量和降解环境的控制,得到试样的压缩与回弹曲线,分析降解作用和有机质含量对垃圾土压缩及回弹特性的影响规律.结果表明,有机质含量越高,垃圾土的压缩性越强,回弹性也越强;有机质含量相同时,与抑制降解下垃圾土的压缩性相比,考虑降解时的垃圾土呈现更高压缩性,但表现出较小的回弹性.降解对垃圾土压缩的影响表现出前期影响大、后期影响较小的规律,这种变化与生化降解规律一致.建议分3段选取压缩系数:0～25、25～200和200～400 kPa,以全面描述垃圾土瞬时压缩、非线性压缩及线性压缩的能力.     

微波/过氧化氢降解水中甲基红

研究了微波/过氧化氢协同作用下水中甲基红的降解。考察了甲基红初始质量浓度、pH、H2O2加入量、反应时间、温度等因素对降解率和降解量的影响,并建立了甲基红降解的数学模型。结果表明,碱性条件下、反应时间延长有利于甲基红的降解,甲基红初始质量浓度越大,则氧化苛刻度Z值越大,甲基红降解反应动力学为一级反应,反应速率常数为0.172 4min-1,降解量的活化能126.6kJ/mol。在H2O2加入体积分数为1.6%、甲基红初始质量浓度为130mg/L、反应温度473K、反应时间为12min、pH=10的条件下,甲基红的降解率可达到78%。     

生活垃圾降解特性室内试验研究

按照杭州天子岭垃圾填埋场生活垃圾的成分,人工配制新鲜生活垃圾试样,放入密封的聚氯乙烯(PVC)桶并置入恒温降解箱内进行厌氧降解。待生活垃圾试样达到指定的降解龄期时,进行降解特性相关试验。结果表明:生活垃圾的密度随着降解龄期的增加而增加,密度与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.94;生活垃圾的自然应变随着降解龄期的增加而增加,自然应变与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.94;生活垃圾中有机质的含量随着降解龄期的增加而减小,有机质含量与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.99。建立了三个关系对应的指数函数表达式。研究结果可为大型垃圾填埋场的库容分析提供参考依据。     

城市固体垃圾应力压缩计算方法

采用分层总和法,不考虑固体垃圾有机物降解的影响,提出了城市固体垃圾的一维应力压缩计算方法.该方法仅考虑材料的竖向压缩,而不考虑侧向挤出所引起的压缩,该方法既简单又实用.研究表明,初始孔隙比对城市固体垃圾的应力压缩起着重要的影响,而初始天然重度影响不大.然后考虑垃圾侧向挤出等因素,建立了城市固体垃圾的二维应力压缩计算方法.该方法采用Duncan-Chang模型编制二维应力压缩有限元计算程序,模拟了垃圾填筑的实际操作过程,该方法的计算结果比较接近工程实际情况.研究表明,固体垃圾边坡坡脚处的水平位移及竖向位移最大;实际填筑厚度与理论填筑厚度的关系可用直线表示,直线斜率为0.486.最后对一维与二维计算方法的结果进行比较,二维应力压缩计算结果为一维应力压缩计算结果的1.15～1.25倍.     

亚甲基兰电化学降解反应机理研究

研究了亚甲基兰在以活性炭为电极材料的三维电极上电化学降解过程,讨论了溶液流速、溶液初始质量浓度以及电解电流对亚甲基兰降解的影响,对反应过程进行了动力学分析并对反应机理进行了探讨.结果表明,亚甲基兰溶液质量浓度随反应时间成直线下降,亚甲基兰降解率与初始质量浓度成反比关系、与电解电流成正比关系.反应符合零级反应,电化学降解反应为控制步骤.     

低温等离子体降解甲苯影响因素分析

采用变频低温等离子体技术对甲苯进行降解,考察了场强、频率、停留时间和初始质量浓度对甲苯降解率的影响.通过一次回归正交设计,建立了多元线性回归模型,得出了各因素与降解率之间的定量规律,确定了实验范围内的最优方案,并进行因素影响趋势实验对理论结果进行验证.结果表明,在最优方案条件下降解率理论最高值可达到86.64%.在实验范围内,各因素与降解率呈线性相关关系.而在电场参数(场强、频率)的上水平附近,降解率呈现出由线性转为非线性的趋势.     

黑曲霉对菲共代谢降解的影响

研究废水中多环芳烃类有机物污染物的共代谢降解行为,考察pH值、初始体积分数、共代谢底物以及最佳体积分数比对菲共代谢降解的影响.结果表明:在真菌黑曲霉降解菲时通过黑曲霉生长曲线的实验可知,黑曲霉的最旺盛生长时间为30 h;通过对菲初始体积分数的选择,得出黑曲霉降解菲的最佳体积分数为100×10-6;通过对不同共代谢底物的实验,得出最佳共代谢底物为琥珀酸钠;对一级基质和二级基质不同体积分数比实验,得出最佳体积分数比为1∶1;对酸度进行选择,得到pH值为6.0～7.0时,效果最好.最佳条件时降解率可达到98.6%.     

光催化降解甲醛的影响因素及动力学研究

采用气-固相光催化反应器,研究了包括相对湿度、甲醛初始质量质量浓度、温度和臭氧量对甲醛气体降解的影响．结果表明,最佳相对湿度为30%左右,较低的甲醛初始质量质量浓度,其光催化降解率较高．但单位催化剂上甲醛去除负荷是随甲醛初始质量质量浓度的增大,呈先增大后减少变化．温度的升高有利于甲醛的降解．甲醛的降解率随着臭氧量的增大明显升高,且臭氧与光催化氧化工艺具有协同作用．动力学研究表明,甲醛光催化降解反应可用Langmuir-Hinshelwood动力学方程来描述,在所研究条件范围内,甲醛光催化降解符合一级反应动力学．     

污泥与生活垃圾混合填埋产沼的模拟实验研究

通过城市生活垃圾与污水厂脱水污泥的混合填埋模拟实验，研究了添加污泥对垃圾降解及填埋气产生过程的影响，实验结果表明，在填埋垃圾中添加污泥起到了接种微生物的作用，加快了有机垃圾的降解与填埋气的产生，产气速率较生活垃圾直接填埋提高30％以上，填埋气中CH4浓度可达到64％，与没有添加污泥相比，填埋气中CH4含量有较大幅度的提高，有利于填埋气的资源化利用，同时也可为污泥的资源化利用提供经济可行的途径。     

三维电极法处理垃圾渗滤液的实验研究

研究了基于PbO2/Ti阳极的三维电极法处理垃圾渗滤液。结果表明,三维电极法电化学氧化过程可有效去除垃圾渗滤液中的污染物,保持较高的电流利用效率(ICE),并提高可生化性,氯化物浓度、电流密度、绝缘物质填充量以及反应时间均对反应效果产生了一定的影响。研究还表明,三维电极反应器中进行的反应为一级反应,反应遵从关系式:dC/dt=-akC,该法可作为垃圾渗滤液的预处理工艺。     

污泥与城市生活垃圾混填的力学特性及稳定性

工业污水和生活污水排放量日益增多,污水处理厂污泥产量日趋加大,污泥填埋关键技术问题已成为当今环境工程以及环境岩土工程的热点问题之一。污泥和垃圾混合填埋在其他国家已得到应用,但由于目前中国关于污泥及其城市生活垃圾混合样的基础性室内试验成果不多,对污泥与城市垃圾混合样的工程力学特性及其混合填埋的适宜比例等不甚了解,从而导致中国污泥垃圾混合填埋工程事故频繁发生。对不同配比的污泥与城市生活垃圾混合样进行了固结压缩实验、三轴固结不排水实验、无侧限抗压强度实验,得出污泥与城市生活垃圾混合样的工程力学特性;同时,用ANSYS数值模拟方法,对不同配合比的污泥城市生活垃圾混合填埋边坡的稳定性进行分析,从而对污泥与城市生活垃圾混合填埋的适宜配合比及其稳定安全问题提出理论支撑。     

城市新鲜生活垃圾变形与强度的关联特性

为了研究新鲜生活垃圾压缩变形、抗剪强度的相关特性及其规律,参照杭州天子岭固体废弃物填埋场垃圾的主要成分,人工配制新鲜生活垃圾试样,采用大型压缩与直剪联合测定实验仪器,对新鲜生活垃圾试样进行压缩变形、强度联合测定试验,得到压缩量、孔隙比、时间与竖向压力的关系曲线.试样的初始孔隙比为2.1,试验竖向压力为25、50、100、200 kPa,每级竖向压力的作用时间分别为0、0.25、0.5、1、2、6、12、24 h.结果表明,新鲜生活垃圾的强度与垃圾压缩变形有关,随着竖向压力及压缩应变的增大而增大;城市新鲜生活垃圾的强度特性符合库仑强度理论;获得了垃圾的压缩性指标及抗剪强度参数.垃圾的压缩系数为1.4 MPa-1,压缩指数为0.372,内摩擦角在24°到31°之间,内聚力在9到23 kPa之间.     

介质阻挡放电废气中萘的降解特性和机理

针对大气中日益严重的多环芳烃（PAHS）污染问题,采用介质阻挡放电对模拟废气中萘的降解特性和机理进行了研究,分析萘的初始体积分数、停留时间和废气组分对萘降解效率和降解产物的影响,并通过对降解副产物的分析,探索其降解机理.研究结果表明：萘初始体积分数的增加引起了萘降解效率下降,但提高了降解的能量利用率;随着反应停留时间的延长,萘的降解效率趋于平稳,COx选择率逐步提高;当废气中氧气的体积分数为3%时,70%以上的萘能被降解,但COx选择率却只有30%;当氧气体积分数为3%～20%时,萘的降解效率相对稳定,但COx选择率却稳步提高;当氧气体积分数为20%时,COx选择率达到77%.根据降解副产物的分析,氮气激发态在萘的初始降解过程中起到重要的作用,而且O自由基能够通过与萘分子的直接碰撞反应促进萘的降解,而萘的深度降解则依靠O、OH等自由基的氧化.     

光助Fenton法降解水中对氨基苯酚的研究

采用光助Fenton氧化法处理对氨基苯酚模拟废水,考察了光强、Fenton试剂的用量、初始pH值、反应时间对降解效果的影响,初步探讨了其降解动力学规律.结果表明,450 W高压汞灯照射以及较强太阳光照射的条件均可以明显加快Fenton法催化氧化降解对氨基苯酚溶液的过程.Fe2＋（2.5 g/L）投加量为1.0 mL,H2O2（6%）投加量为1.0 mL,初始pH值为4,太阳光照射下降解对氨基苯酚时效果较好,反应40 m in后降解率高达99%;降解过程符合准一级反应动力学方程.     

城市固体废弃物剪切强度参数的研究

为了在填埋场稳定性分析时合理地选取城市固体废弃物剪切强度参数，参照杭州天子岭填埋场城市固体废弃物的主要成分，人工配制固体废弃物试样，利用大型三轴剪力仪进行固结排水剪试验，延伸岩土工程中研究土体的概念和方法，研究城市固体废弃物的剪切强度特性.城市固体废弃物的黏聚力和摩擦角随着轴向应变的增加逐渐增大，摩擦角增长较为平缓，应变较大时达到峰值，黏聚力主要由纤维状加筋相所产生，增长趋势较快.结合国内外大量的强度参数资料，提出了两种典型城市固体废弃物成分的强度参数，可以用于成分相近的填埋场稳定分析中.     

用作填埋场替代盖层的水泥黄土工程特性

压实水泥黄土作为城市生活垃圾卫生填埋场新型替代盖层材料具有经济、易于施工等特点.掺加一定量水泥可以有效降低黄土的压缩性、收缩性以及渗透性,极大地提高黄土的力学强度.试验研究表明,随着水泥掺量的增加,水泥黄土的液限降低,塑限升高,最大干密度降低,并且最优含水率总保持比塑限大近2个百分点.黄土中掺加5%～10%水泥对改善黄土压缩性和收缩性效果显著.依据等效替代原则,通过适当增大厚度的措施,水泥黄土的渗透性完全可以控制在规范要求以内,以符合填埋场最终盖层设计要求,达到最终盖层替代的目的.