垃圾填埋场中水平导排盲沟渗流模型及间距设计

水平导排盲沟是垃圾填埋场一种重要的堆体内渗沥液导排设施,其水平间距对导排能力和水位控制效果有直接影响。通过建立水平导排盲沟渗流模型,得到了盲沟上水位浸润线的解析解,提出了对应于稳定控制警戒水位要求的水平导排盲沟间距设计方法,并与数值计算结果进行比较。进一步揭示了入流量、垃圾饱和渗透系数、盲沟尺寸、盲沟等效渗透系数和盲沟水平间距对盲沟水位控制能力的影响规律,研究结果表明:当盲沟等效渗透系数小于10~(-4)cm/s时,堆体最大水头及盲沟上水头均明显上升;控制入流量与垃圾饱和渗透系数比值小于0.05时,有利于实现堆体水位控制。基于上述分析,提出了无量纲化的盲沟水平间距设计用图。最后,通过算例分析,验证了文章提出的水平导排盲沟间距设计方法。     

基于渗流-压缩耦合作用的填埋场渗沥液导排量分析

目前,渗滤液的导排量分析通常采取水文分析方法或经验公式获得,不考虑由于填埋体的压缩引起的排出,从而低估渗滤液导排量或难以估计封场后渗沥液的产生情况。采用有限元软件模拟填埋体压缩及饱和-非饱和渗流过程,考虑了填埋体渗透系数由于压缩发生的改变而变化,分析了各堆填阶段的渗沥液导排量。研究了初始含水率、压缩性、降雨强度等对渗滤液导排量的影响,并和现场实测数据进行了对比验证。结果表明：垃圾初始含水率、压缩性、降雨强度是决定渗沥液导排量的主要因素,垃圾初始压缩指数C_c为1.31时的渗沥液导排量比不考虑压缩堆填期间的渗沥液导排量提高了26.0%;分区填埋作业时,渗沥液导排较小,且随时间波动较小。     

生活垃圾卫生填埋场运营存在的问题及解决措施

总结国内新建标准卫生填埋场运营经验,发现均存在渗沥液导排系统不畅、因初始填埋不规范而破坏防渗层的共性问题。提出建立渗沥液分层导排系统,规范初始填埋作业工程措施,保障填埋场正常运营。     

考虑垃圾体成层性的渗滤液回灌运移规律

渗滤液回灌不仅能处理渗滤液、节约费用和保护环境,而且加速了填埋场稳定化,增加了产气率。以上海某填埋场四期工程为计算模型,本文考虑垃圾土沉降导致的成层性,运用SEEP/W有限元软件模拟渗滤液喷洒回灌。垃圾土在自重作用下会产生较大的沉降变形,导致垃圾土的孔隙率随深度变化,残余含水量、饱和含水量及饱和渗透系数也随之变化。在数值模拟中,以VGM(van-Genuchten-Mualem)函数描述垃圾土渗透系数与基质吸力关系,以流量边界模拟填埋场顶部、底部的渗滤液回灌和导排,分析了回灌过程中渗滤液的饱和-非饱和渗流情况,进而探讨了垃圾土成层性、回灌强度和排水流量对渗滤液运移规律的影响。     

南方山谷型填埋场渗滤液产量及水位控制措施

在我国南方建成的第一批山谷型填埋场大多存在渗滤液产量大、堆体中渗滤液水位高的问题。基于对南方几个典型填埋场的现场调查和相关测试结果,从水量平衡的角度分析了影响山谷型填埋场渗滤液产量的关键因素,探讨了我国现有山谷型垃圾填埋场在渗滤液产量及水位控制方面存在的问题,并借鉴国内外相关工程经验教训提出了一些改进措施(包括采用带有垂直防渗体的截洪沟来控制场外汇水区域地下径流补给量、采用新型临时覆盖材料及工艺避免在堆体中形成渗滤液阻滞层、渗滤液收集与导排系统的防淤堵设计及淤堵反冲洗维护措施等)。     

气压和温度变化共同作用下垃圾填埋场边坡稳定性研究

城市生活垃圾填埋场在高渗沥液水位情况下发生边坡失稳滑坡的工程事故已多次发生,初步分析认为滑坡由渗沥液水位、垃圾降解产气和温度升高等因素共同引起。目前尚未见考虑渗沥液水位、气压和温度共同影响填埋场边坡稳定性研究的报道。通过简化垃圾填埋场气压和温度分布的计算,利用瑞典条分法进行考虑渗沥液水位、气压和温度共同影响的填埋场边坡稳定性分析。计算结果表明:考虑气压和温度的影响使得填埋场边坡稳定安全系数降低24.7%～43.0%;建议在同时考虑渗沥液水位、气压和温度的影响进行填埋场边坡稳定分析时,控制最小安全系数大于1.0可保证填埋场安全运行。本研究可为垃圾填埋场的设计、施工和运行管理提供理论支撑。     

垃圾填埋场工程防渗技术的设计与施工

浙江省仙居县生活垃圾填埋场工程设计选用的主要防渗材料包括天然黏土和人工合成土工膜防渗衬层等。介绍了该工程主库区、封场覆盖、调蓄池、渗沥液导排系统和垃圾挡坝工程的防渗结构设计,以及GCL土工聚合黏土衬垫与HDPE土工膜的关键施工技术。     

高陡边坡生活垃圾填埋场排水系统设计探讨

对于山谷型垃圾填埋场,必须采取针对性的措施保障排水系统的安全。结合无锡市桃花山生活垃圾卫生填埋场工程,介绍了高陡边坡填埋场排水系统的设计,包括渗滤液导排、地下水导排和地表水导排系统的设计。库区施工完毕后,经历了雨季的考验,对地下水的导排效果和喷锚层的安全稳定性得到了验证。     

城市生活垃圾填埋场气压分布一维稳态分析模型

掌握填埋场气压分布是填埋气灾害控制和资源化利用的基础。提出了分层垃圾填埋体气压分布一维稳态分析模型及求解方法。该模型可分析含有给定抽气压力或给定抽气流量水平导气层的填埋体气压分布。采用该模型探讨了垃圾分层特征、封顶覆盖层下和填埋体内的高渗透性水平导气层、填埋体底部渗沥液导排系统兼作填埋气导排通道对填埋体气压分布的影响规律。通过参数分析得到以下结论：填埋体垃圾不考虑产气速率和固有渗透系数随垃圾埋深增加而减小（产气速率和固有渗透系数按埋深平均）会高估填埋体内气压;封顶覆盖层下和填埋体内设置水平导气层可有效降低填埋体内气压;填埋体底部填埋气导排通道对填埋气气压较大的深部垃圾降压效果较明显。分析结果表明,该模型可指导填埋气收集系统设计,如水平导气层位置和间距布置及抽气功率选择等。     

高含水率疏浚淤泥透气真空防淤堵模型

透气真空技术解决了传统真空处理高含水率疏浚淤泥存在的淤堵问题,但其防淤堵控制尚缺乏有效分析方法.利用Ruth滤水理论建立了高含水率疏浚淤泥径向排水模型,采用透气真空抽水模型的试验结果验证了模型的有效性.同时,明确了反映淤泥排水层滤水性能的径向平均比阻arav在抽水过程中的变化规律:传统真空抽水形成的淤泥排水层有一个被压密的过程,孔隙结构不稳定,排水管道易发生淤堵;而采用透气真空抽水可以使淤泥排水层形成相对稳定的孔隙结构,有效地防止淤堵现象的发生.     

Engineering properties for high kitchen waste content municipal solid waste

Engineering properties of municipal solid waste(MSW) depend largely on the waste's initial composition and degree of degradation.MSWs in developing countries usually have a high kitchen waste content(called HKWC MSW).After comparing and analyzing the laboratory and field test results of physical composition,hydraulic properties,gas generation and gas permeability,and mechanical properties for HKWC MSW and low kitchen waste content MSW(called LKWC MSW),the following findings were obtained:(1) HKWC MSW has a higher initial water content(IWC) than LKWC MSW,but the field capacities of decomposed HKWC and LKWC MSWs are similar;(2) the hydraulic conductivity and gas permeability for HKWC MSW are both an order of magnitude smaller than those for LKWC MSW;(3)compared with LKWC MSW,HKWC MSW has a higher landfill gas(LFG) generation rate but a shorter duration and a lower potential capacity;(4) the primary compression feature for decomposed HKWC MSW is similar to that of decomposed LKWC MSW,but the compression induced by degradation of HKWC MSW is greater than that of LKWC MSW;and(5) the shear strength of HKWC MSW changes significantly with time and strain.Based on the differences of engineering properties between these two kinds of MSWs,the geo-environmental issues in HKWC MSW landfills were analyzed,including high leachate production,high leachate mounds,low LFG collection efficiency,large settlement and slope stability problem,and corresponding advice for the management and design of HKWC MSW landfills was recommended.     

考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场 渗滤液回灌运移规律

生物反应器填埋场在渗滤液的回灌过程中,垃圾体会产生较大的沉降变形,这主要是由于填埋体的自重和生物降解所致。由于沉降变形会导致生物反应器填埋场中垃圾体的孔隙比减小,孔隙比的减小会影响垃圾体的渗透系数和填埋场所能容纳的渗滤液量。为了研究考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场渗滤液回灌运移规律,根据质量守恒原理,以修正的Darcy定理为基础,结合Elagroudy等人提出的沉降模型,建立了考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场渗滤液回灌的计算模型,应用该模型研究了非饱和条件下渗滤液在生物反应器填埋场中的运移规律,分析了回灌强度、垃圾体初始孔隙比、初始含水率和组成成份等参数变化对垃圾体含水率和填埋场单位表面积回灌量的影响规律。     

堆浸铀矿堆水力学特征参数的试验与反演研究

为了掌握堆浸铀矿堆非抱和区的水力学特性,根据多孔介质的液体流动控制方程和描述水力学性质的van Genuchten模型,阐述了堆浸铀矿堆水力学特征参数的数值反演模型。接着,选用来自某铀矿山新堆浸场分形维数D=1.8的铀矿石样,利用自制的一维液体非饱和渗流试验装置,测定了不同喷淋强度下试验柱底部的累计排水量和5个不同高度矿样内的含水率。最后,利用HYDRUS-1D软件获得了试验样本在注水期间和排水期间的水力学特征参数。结果表明：①数值反演方法确定的水力学特征参数能很好地与实际情况相匹配,参数估算结果可用于工程实际;②注水期间和排水期间需要分别确定对应的水力学特征参数;③注水期间反演估算获得的堆浸铀矿堆饱和渗透系数比排水期间的更接近饱和渗流试验获得的结果。     

竖井抽水下垃圾填埋场渗滤液运移规律研究

城市固废由于组成成分的多样性及分层填埋等原因,导致渗滤液运移存在明显的优先流及各向异性现象。在成都某填埋场开展多口竖井抽水及水位恢复试验,同时结合高密度电法技术(ERT)现场大尺度研究渗滤液分布及运移规律。多口竖井水位恢复试验显示填埋体内渗滤液运移具有明显的不均质性,表现为同一填埋场不同位置的竖井抽排性能差异较大,竖井周围垃圾渗透系数值分布范围为2.35×10-5~3.90×10-4 cm/s。竖井抽水下周围监测井的水位异常变化表明渗滤液补给存在明显优先流特征。ERT监测渗滤液抽水及回灌过程中堆体内电阻率变化,进一步揭示了现场渗流存在显著的各向异性和优先流特征,主要渗流路径与水平向呈0~30°。     

Organic acid transport through a partially saturated liner system beneath a landfill

A one-dimensional model was developed to investigate the transport of organic acids (commonly found in landfill leachate) through a partially saturated composite liner system beneath a landfill. Specific attention was paid to the influence of water content distribution on aqueous-phase diffusion process. Composite liner system was investigated, which was consisted of a geomembrane and a compacted clay liner underlain by three kinds of attenuation layer: sand layer, sandy clay loam layer, and clay layer. Volumetric water content profile in soil layers was obtained by Van Genuchten model, and the Millington and Quirk model was employed to describe the non-linear relationship between volumetric water content and diffusion coefficient. Three cases were analyzed and compared, i.e., totally saturated condition, unsaturated condition without considering unsaturated diffusion model, and unsaturated condition considering unsaturated diffusion model. The numerical results show that the unsaturated sand attenuation layer could serve as excellent diffusion barrier to organic contaminant due to its low water retention capacity. When the dependence of diffusion coefficient on volumetric water content is sufficiently considered, the contaminant flux decreases significantly in all the three kinds of attenuation layer. Unsaturated diffusion model capturing the relationship between water content and diffusion coefficient enables a more reasonable prediction of contaminant transport and distribution in soils.     

垃圾体渗透性试验及填埋场水文分析研究

探讨了城市生活垃圾水力学参数的实验测试方法,设计并制作了一套实验装置,对在不同压力条件下填埋体的渗透系数进行了实验测试。通过对实验结果的拟合分析,阐述了垃圾体渗透系数随孔隙比变化的规律。采用美国环保署的HELP模型,利用垃圾体在不同压力条件下的渗透试验结果,对填埋场进行了水体平衡分析。结果表明压力场对填埋场水文状况的影响不容忽略。