生物反应器填埋场中水平沟回灌渗滤液非饱和-饱和渗流分析

水平沟回灌是生物反应器填埋场中渗滤液回灌的主要模式之一，为研究水平沟回灌时生物反应器填埋场中渗滤液的非饱和-饱和运移规律，垃圾体的饱和与非饱和区域采用不同水流控制方程，饱和区域的水流控制方程采用饱和Richards方程，对垃圾体非饱和区域，由质量守恒原理，以修正的Darcy定理为基础，结合Elagroudy等提出的垃圾体沉降模型，建立了考虑垃圾体沉降的非饱和渗滤液运移控制方程。基于建立的考虑沉降特性的二维非饱和-饱和水平沟回灌计算模型，研究了水平沟回灌时渗滤液在生物反应器填埋场中的运移规律，提出水平沟回灌系统的设计方法。     

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。     

对“污染物运移过程的一维数值分析”讨论的答复

(1)关于填埋场内污染物浓度随时间变化的数学表述填埋场中填埋的生活垃圾成分复杂,受社会经济发展条件、生活习惯、季节、气候条件、填埋场管理、MSW管理、埋龄、初始含水量等多种因素控制。生活垃圾填埋后将发生降解,生成渗滤液和填埋气。例如填埋场管理,有的填埋场将渗滤液回灌,目的是加快生活垃圾降解,加快其固化过程;有的填埋场采用严格的最终封顶层以确保降低降雨(雪)入渗,尽量减少渗滤液生成数量,从而使得生活垃圾的降解和固化过程加长。本文所指污染物为渗滤液中的某种污染成分。由于受上述多种因素的共同影响,准确估计渗滤液中某种污染成分随时间变化非常困难。在研究填埋场污染物运移问题时,主要研究污染物对地下水的长     

2012年“华夏建设科学技术奖”获奖项目(三等奖) 生活垃圾卫生填埋场安全运营与节能减排技术集成及工程示范

一、立项背景卫生填埋作为生活垃圾最终处置的手段之一,在国内外占有重要的地位。我国南方多雨地区,城市生活垃圾填埋场渗滤液的产生量都较高,如果填埋场渗滤液导排系统在设计时对此问题考虑不够,或者填埋场渗滤液导排系统运行不稳定,都会导致填埋场内部渗滤液淤积。采用生物反应器填埋技术能够减少外排渗滤液量、缩短稳定化时间、增大填埋场利用率,国外已经开展了较     

浓缩液回灌对垃圾填埋体水位及稳定性的影响

成都长安填埋场渗滤液反渗透处理工艺日产260 t浓缩液,拟在填埋场进行回灌处理,回灌工程实施前需评估回灌工程对垃圾填埋体稳定性的影响.在该填埋场工程地质与水文地质勘查结果的基础上,利用GMS软件开展了垃圾填埋体非饱和一饱和三维渗流分析,模拟和预测了浓缩液回灌前后填埋体内渗滤液水位变化.基于渗流分析结果,利用Slope/...     

生物反应器填埋场的渗滤液特征及处理方法

生物反应器填埋场是通过人为调控而加速填埋垃圾稳定的新一代垃圾卫生填埋场。通过模拟试验对生物反应器填埋场的渗滤液污染物浓度变化特征进行了研究，在此基础上讨论了建设生物反应器填埋场的思路，并对生物反应器填埋场的渗滤液处理工艺进行了初步选择。     

采用垃圾准好氧填埋消除酸积累现象的试验研究

针对垃圾厌氧填埋渗滤液在直接回灌初期会出现严重的酸积累现象,分析研究了垃圾准好氧填埋与厌氧填埋的渗滤液直接回灌后的出水水质,发现采用准好氧垃圾填埋的体系内所含挥发性脂肪酸量和COD量比厌氧填埋柱低得多,不存在酸积累现象;从整个降解过程看,准好氧填埋加快了COD的降解速率,加速了垃圾体的稳定化进程;另外,环境温度对垃圾体的降解速率影响很大,较高的温度能够加速垃圾体的降解速度.     

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安全运营与节能减排技术集成及工程示范

一、立项背景 卫生填埋作为生活垃圾最终处置的手段之一,在国内外占有重要的地位.我国南方多雨地区,城市生活垃圾填埋场渗滤液的产生量都较高,如果填埋场渗滤液导排系统在设计时对此问题考虑不够,或者填埋场渗滤液导排系统运行不稳定,都会导致填埋场内部渗滤液淤积.采用生物反应器填埋技术能够减少外排渗滤液量、缩短稳定化时间、增大填埋场利用率,国外已经开展了较为广泛的研究,而国内目前还没有工程运营的实例.渗滤液和填埋气体是填埋场运行过程中产生的污染物质.垃圾填埋产生大量的渗滤液,而渗滤液水质复杂,对周边环境危害较大,必须对其进行处理.但目前国内渗滤液处理成本及运行成本较高,且关于渗滤液资源化利用的研究较少.垃圾填埋气体是一种温室效应很强的气体,同时也是一种高利用价值的能源物质.     

渗滤液回灌加速填埋场稳定化的机理与影响因素

加速填埋场稳定化是填埋场运行与管理的重要内容 ,也是降低填埋场环境风险的重要措施 .渗滤液回灌是厌氧生物反应器填埋场加速填埋场稳定化的根本方法 .笔者对渗滤液回灌加速填埋场稳定化作用、加速稳定化的机理——增加含水率、传质、适宜环境和接种作用进行了总结 ,并对渗滤液回灌加速稳定化的影响因素进行了分析     

Modeling anaerobic bioreactor landfills in methanogenic phase: long term and short term behaviors

We have developed a mathematical model to simulate the behavior of real bioreactor landfills in the anaerobic methanogenic phase. This coupled model is composed of a two-phase flow and a biological model based on Darcy's law and Monod's model, respectively. This model considers bacterial activity and biological behavior as a function of temperature and makes it possible to study the thermo-biological behavior of bioreactor landfills with temperature changes. In this model we consider different effects of saturation on solid waste degradation. These effects consist of increasing hydrolysis with saturation and also decreasing the concentration of volatile fatty acids (VFAs) and activating the methanogenic biomass. This paper presents first the mathematical coupled model and the numerical methods used to solve the conservation equations. The numerical model is then used to simulate two bioreactor landfills. This paper presents the results of long and short (with leachate recirculation) term numerical simulations comparing them with site results. Finally results as well as advantages and drawbacks of the model are discussed. The results show that the mathematical model is able to reproduce the hydro-thermo-biological behavior of a bioreactor landfill in different conditions, with and without leachate recirculation, and leads to a better understanding of important thermal and biological parameters.     

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。     

垃圾填埋场渗沥液水位壅高及工程控制

 我国垃圾填埋场渗沥液水位普遍壅高,严重影响安全运行。测试和总结垃圾的持水特性、饱和渗透系数以及渗沥液导排层渗透和淤堵特性。通过数值分析,揭示垃圾初始含水率、持水特性以及垃圾和导排层渗透系数对填埋场水位的影响规律。结果表明,垃圾饱和渗透系数随深度和龄期减小、导排层淤堵、垃圾初始含水率高导致水位明显壅高;而垃圾饱和渗透系数较小时,堆体内易形成局部滞水。结合实际工程,验证数值模拟结果,提出并实施水位壅高控制的工程措施,效果十分显著。     

老填埋场改扩建中的关键环境岩土技术问题

老填埋场由于采用简易填埋方式和传统填埋作业工艺,对区域土壤、地下水、地表水、大气都存在不同程度的环境污染问题。本文通过对国内外老填埋场改扩建工程的总结分析,指出垃圾堆体稳定、垃圾沉降、渗沥液迁移扩散问题是老填埋场改扩建中的关键岩土技术问题。垃圾堆体稳定主要涵盖新老垃圾堆体的局部稳定、整体稳定、接触面稳定问题,垃圾沉降包括过大沉降和不均匀沉降问题,渗沥液迁移扩散包括填埋场渗沥液迁移分析和地下水污染防治等问题。针对这三大问题,对其机理成因、模型方法、扩建工程措施、老场改建措施等方面进行归纳总结,结合具体工程对这些问题的研究成果进行综述,并从工程技术角度提出了初步解决方案,明确了需要进一步解决和研究的问题,为今后国内填埋场的改扩建指明了发展方向和技术改进途径。     

Afteruse development of former landfll sites in Hong Kong

Landfll is one of the major methods in disposing of municipal solid waste(MSW) in Hong Kong. There are now 13 closed landfll sites in Hong Kong, and a restoration program has been launched since 1999 to transform the closed landfll sites back into recreational area. The MSW underneath these closed landfll sites will biodegrade slowly and gradually, releasing toxic gases and leachate. As there have only been a few afteruse development ever completed in Hong Kong, this paper describes the consideration in planning and design of two former landfll sites in Hong Kong–Ngau Chi Wan(NCW) and Jordan Valley(JV) landflls, in particular a discussion on the MSW settlement. Various models in predicting the longterm MSW settlement have been available. This paper reviews the applicability of these models to predict MSW settlement. However, as the predicted settlements can be signifcantly in error, they need sitespecifc calibration and validation. This paper therefore presents the settlement monitoring data in these former landfll sites over the last 30 years, and suggests modifying the Bjarngard and Edgers’ method for estimating this long-term settlement as well as the effect of additional surcharge due to afteruse development. Based on the regression of these data, compression indices Cce and C at different stages of the settlement in the modifed method have been calibrated and validated.     

城市生活垃圾降解压缩试验仪研制及应用

为了研究城市生活垃圾降解与填埋场沉降关系问题,研制了一台垃圾降解压缩试验仪。该仪器具有温度控制、渗滤液回灌、加压、气体和液体收集等功能。5kg垃圾试样装入直径为190mm的土样室(试样初始高度为320mm),在150kPa压力下进行一维降解压缩试验。试验检验了温度、回灌、气压等因素对降解速率的影响程度。试验结果表明,温度是影响降解的主要因素,回灌能加快产气速率,在400kPa的气压下(绝对气压),降解仍能继续进行。在温度为41℃和回灌的条件下,6个月后降解已基本完成;气相色谱/质谱分析结果表明,气体组分主要为CH4、CO2和H2O。降解完成后,总的变形量为142mm,其中主压缩变形量为65mm,次压缩变形量为77mm。提出了在填埋场沉降计算时考虑气压影响的必要性。     

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.     

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°。