太阳能-埋管换热器增温填埋垃圾技术的性能研究

填埋垃圾的厌氧发酵需要较高的温度,由于中国北方地区冬季的气温低,垃圾填埋场的厌氧发酵速度较慢。为解决这一问题,提出太阳能-埋管换热器增温填埋垃圾技术,建立垃圾填埋体及其周边区域的3D物理模型,采用试验和数值模拟的方法,对垃圾填埋体内部的增温效果和传热性能进行了研究,并对试验结果和数值模拟结果进行了相互对比验证。研究结果表明:埋管密集处垃圾填埋体的温度变化显著,热量向上传递多于向下传递;在晴天白天,埋管换热量呈现先升高后降低的变化趋势;2021年9月23日—12月21日,垃圾填埋体的日平均温度的平均值为36.3℃,增温加热期内,垃圾填埋体传热系数的平均值为32.5 W/(m^(2)·K);随着埋管内水流量在0.4~1.0 m^(3)/h内增加,垃圾填埋体的日平均温度和单位体积换热功率均逐渐增加,且增加趋势逐渐平缓,埋管内水流量增加至1.0 m^(3)/h时,模拟得到的垃圾填埋体日平均温度为37.0℃,单位体积换热功率为52.9 W/m^(3)。

填埋垃圾稳定化进程的光谱学特性表征

采用光谱分析技术,对4个不同填埋年限垃圾提取出的水溶性有机物(DOM)进行了研究,探讨DOM的荧光和紫外光谱变化特征在填埋场稳定度表征中应用的可能性。荧光光谱显示:填埋0年垃圾DOM以类蛋白物质为主,而填埋1,5,10年垃圾DOM以类腐殖质物质为主,并且随着填埋龄的延伸其紫外区和可见光区荧光峰强度的比值r(A,C)及荧光指数f450/500呈下降趋势;DOM的紫外吸收光谱也表明,随着填埋年限的延伸填埋垃圾DOM的分子量增大,腐殖化程度加强,单位水溶性有机物浓度DOM的254 nm紫外吸收值SUVA随着填埋龄呈上升趋势,但DOM在465及665 nm吸光度值的比E4/E6随填埋龄的变化规律不明显。因此,填埋垃圾DOM的r(A,C),f450/500及SUVA值可以有效地表征填埋场和填埋垃圾的稳定化进程。

不同降解阶段填埋垃圾体的气体渗透特性研究

通过对不同降解阶段填埋垃圾体渗透系数的测定,研究了在不同压实密度、不同含水率条件下垃圾体渗透特性的变化情况,实验表明:1 对不同降解阶段的填埋垃圾体,新鲜垃圾与混和垃圾的渗透系数接近,腐熟垃圾明显高于前两者;随压实密度增加,其气体渗透系数均呈指数规律递减;2 随着垃圾体含水率的增加,腐熟与新鲜垃圾的渗透系数均呈线性规律递减,含水率对渗透系数的影响要远小于压实密度的影响;3 新鲜垃圾、混合垃圾、腐熟垃圾均具有较显著的各向异性特征,在典型压实密度下,水平方向的气体渗透系数Kh为垂直方向渗透系数Kv的3.5～27.3倍。

填埋垃圾腐殖质组成在填埋场稳定度表征中的应用

通过对上海老港生活垃圾填埋场1991—2004年封场单元填埋垃圾腐殖质组成的分析,考察了填埋垃圾中腐殖质组成随填埋龄的变化规律。研究结果表明,填埋垃圾腐殖质的总可提取率和胡敏酸(HA)与富里酸(FA)比值(HA/FA)分别随填埋龄呈线性下降和上升趋势。因此,填埋垃圾总可提取率和HA/FA可用来有效表征填埋场和填埋垃圾稳定度。

填埋垃圾渗滤液中水溶性有机物去除规律研究

采集垃圾渗滤液四个不同处理阶段水样,提取制备水溶性有机物(DOM),采用荧光光谱、紫外光谱及红外光谱,研究了不同阶段渗滤液DOM含量与结构特征。结果显示,整个处理过程渗滤液DOM浓度降低了377.6mg·L-1,总去除率为78.34%,厌氧处理氧化沟和MBR过程分别去除了不同处理阶段出水中的水溶性有机物碳(DOC);厌氧处理增加了渗滤液DOM中不饱和化合物和多糖类物质含量,提高了渗滤液的可生化性;氧化沟处理有效降解了不饱和化合物和糖类。调节池和和厌氧处理过程DOM出现了类蛋白荧光峰和类腐殖质荧光峰,而氧化沟和MBR出水只有类腐殖质荧光峰,类蛋白物质和类富里酸物质主要在厌氧区和氧化沟中去除,而类胡敏酸物质主要在MBR过程中去除。

瑞雷波法和地质雷达法在查找填埋垃圾充填边界中的综合应用

介绍了瑞雷波法和地质雷达法的基本原理、野外工作方法等,通过瑞雷波法和地质雷达法在查找实际工程填埋垃圾充填边界中的综合应用,查明了垃圾填埋场充填边界的分布位置、分布形态等,并通过对比分析同时结合钻探验证结果综合反映了这两种方法的探测结果具有较好的一致性,从而证明了采用瑞雷波法和地质雷达法的综合探测手段查找垃圾填埋场充填边界是有效的、可靠的,探测结果为下一步勘察设计提供了可靠的地质依据及地球物理参数,为今后其它同类的勘探工程实际资料解释积累了经验。

填埋垃圾组分分析和资源化开采利用

通过对老港生活垃圾填埋场1991～2004年填埋垃圾的试验性开采和分选,分析了不同填埋年份垃圾的组分以及变化规律,并对填埋垃圾中混合塑料特性进行深入研究,由此对垃圾填埋场或堆场中填埋垃圾的大规模开采和资源化利用的可行性进行初步探索。

填埋垃圾处置与资源化利用研究

垃圾填埋场的邻避效应困扰着城市的发展,尤其是产生的渗滤液容易造成地表水和地下水污染,威胁着人们的身体健康。为了解决垃圾填埋场的污染问题,采用科学合理的方法对已经封场或即将封场的垃圾填埋场进行处置,置换出高价值的土地,是十分有意义且必要的。本文分析了填埋垃圾场存在的问题,针对填埋垃圾的处置与资源化利用进行研究,探讨实现垃圾填埋场的无害化、减量化和资源化的方法。

沈阳市大辛填埋垃圾场特征情况分析

研究垃圾场特征情况对于封场后的填埋场资源化与安全化处理十分必要。为掌握研究填埋垃圾场的特征性质,本研究针对沈阳市大辛生 活垃圾填埋场中关键理化指标进行检测,探索填埋垃圾场的特征情况。

我国垃圾填埋碳排放核算标准的编制建议

填埋作为我国主要的垃圾处理方式之一,是碳排放的重要来源;编制我国垃圾填埋碳排放核算标准,将支持碳排放统计核算体系建设,推进碳达峰、碳中和目标进程。本文梳理了国内外垃圾填埋碳排放核算的相关标准和指南研制进展,分析了我国垃圾填埋碳排放核算标准编制面临的挑战,在深入讨论相关标准的基准方法、编制重点任务的基础上提出了有关发展建议。研究认为,国际上已有的标准和指南以及提供的缺省值不完全适用于我国垃圾填埋碳排放核算的实际情况,目前我国缺少规范统一的垃圾填埋碳排放核算方法,也缺乏可靠的核算清单数据。为此,针对我国填埋垃圾特征和技术现状,提出了我国垃圾填埋碳排放核算方法、核算范围和清单的建议内容;明晰了我国垃圾填埋碳排放核算标准编制的重点任务,提供了适合我国垃圾填埋场景的清单数据获取方式。后续,可充分考虑地区因素,采用我国特征性数据,以获得更贴合实际情况的垃圾填埋碳排放核算结果,据此开展我国垃圾填埋碳排放核算标准的编制工作。

生活垃圾填埋场开采再利用碳排放模型及其应用

采用碳排放因子法建立了生活垃圾填埋场开采再利用的全生命周期碳排放模型,核算了单位质量填埋垃圾在保持原状、开采-材料再回收和开采-能源回收三种场景的碳排放量,分析了开采再利用场景下碳减排主要驱动因素与碳减排量的影响规律,探究了填埋场开采再利用相对于保持原状的碳减排潜力。结果表明:开采-材料再回收场景的碳排放量少于开采-能源回收场景;开采-材料再回收场景的碳减排量随塑料回收率的提高而增大,开采-能源回收场景的碳减排量随垃圾衍生燃料热处理量的增加而增大;简易填埋场在开采-材料再回收场景的碳减排潜力最大,达-495 kgCO_(2)eq/t。该研究可为我国垃圾填埋场开采再利用的碳减排潜力评估提供一定的参考依据。

平原地区多期次高龄生活垃圾填埋场重金属污染

通过对江苏某市郊生活垃圾填埋场及周边耕地中Cu、Zn、Ni、Cd、Pb、Hg、As、Cr 8种重金属元素含量进行调查分析,研究重金属元素在土壤中的分布特征,采用内梅罗指数法与潜在生态危害指数法对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明:填埋场表层土壤中Cu、Zn、Ni、Cd、Pb、Cr含量均高于所在区域背景值,Hg、As含量低于区域背景值,重金属元素总体变异程度高,受人类活动影响显著;生活垃圾填埋场内部表层土壤污染较填埋场深部及周边严重,填埋场内外部重金属污染存在较强的关联性。两种方法的评价结果均表明,Cd、Cu和Hg在填埋场表深层、内外部一致性好,污染风险高,应予重点关注。两种方法对Hg、Zn的生态风险评价结果相差较大,可能与重金属毒性赋值相关。

垃圾填埋场覆盖层氯代烷烃吸附/降解与土壤微生态及代谢特性

连续3a全面调研了重庆某填埋场自然生长植被群落组成,结果表明,不同植被根际土壤对氯代烷烃的吸附量差异显著,二氯甲烷(DCM),三氯甲烷(CF)和四氯甲烷(CT)在根际土壤中的吸附量分别为1.0~5.14mg/g_(soil),0.7~3.1mg/g_(soil)和0.32~3.3mg/g_(soil),最大吸附量是裸土的3倍以上;其中酸模、狗牙草等植被对DCM吸附最多,而补血草、五节芒等则对CF吸附最强;大多数植被根际土壤对氯代烷烃吸附符合Freundlich模型.生物降解实验结果表明,植被根际能显著强化覆盖土微生物对CH_(4)、DCE和CF的生物转化,与裸土相比,强化倍数最高达20、6和7倍,所有植被根际土壤的氧化速率与裸土相比均存在显著性差异,酸模、艾草和锦绣苋等强化降解效果最好.多样性分析发现,大多数植被根际土壤微生物丰富度显著高于裸土,不同植被根际土壤微生物群落结构具有显著差异,根际作用可诱导优势甲烷氧化菌由Methylophilaceae向Methylocicrobium、Methylomonadaceaehe、Methylobacter、Methylobacillus、Methylocystis和Methylococcus转变;代谢组分析发现Neopetasitenine可能在强化微生物活性中起重要作用.通过机制分析表明强化氯代烷烃的生物转化能力仍是其削减的关键.

非正规垃圾填埋场地下水污染模拟与控制措施研究

为研究城市垃圾填埋场工程的环境及经济效应,以安徽省北部地区某城市城区某垃圾填埋场工程为例,利用GMS软件建立地下水渗流与溶质迁移三维耦合数值模型,考虑污染扩散趋势以及后期自然衰减的作用,通过模拟填埋场垃圾渗滤液泄漏后Cl-在地下水中的迁移过程以及在不同污染防控工程措施下迁移的情形,比较了其效果、工程量和成本等指标,并提出合理化建议。结果表明,自然条件下,20年后迁移距离约为400 m,到达下游城区饮用水井;当以HDPE土工膜—膨润土复合墙进行垂直防渗帷幕工程后,以HDPE土工膜进行地面封场,区域监测井Cl-浓度均低于地下水Ⅲ类标准值,控制效果显著。通过对比分析不同工程措施的效果、工程量及经济成本,最终建议采用以HDPE土工膜进行地面封场与以HDPE土工膜—膨润土复合墙作为下游区域垂直防渗帷幕的组合方案。

生活垃圾填埋场渗滤液渗漏场地污染风险评价体系

为应对生活垃圾填埋场渗滤液渗漏导致的场地污染问题以及分析对周边环境和人类健康的影响,本研究综合考虑了自然和社会影响因素,采用“源−途径−受体”全过程分析法,建立了包括潜在危险、场地环境脆弱性和敏感目标在内的风险评价指标体系,并确定了各指标评分标准。通过对生活垃圾填埋场污染防控领域的权威专家进行问卷调查,并运用层次分析法确定了各指标的权重,应用加权求和法计算了风险指数,将污染风险分为“高”“中”“低”三级。此外,选取了国内6座典型生活垃圾填埋场(包括3座简易型和3座正规型)进行风险评价和验证。结果表明:①3座简易型(1~3号)和3座正规型(1~3号)生活垃圾填埋场的风险等级依次为高(7.14)、高(7.79)、中(5.35)、中(5.56)、中(5.86)、中(6.29)。②通过与现有方法和实际情况进行对比验证,证明了本研究所建的风险评价体系合理可行,在指标代表性和评价结果有效性方面优于现有体系。③本研究充分利用了地表水、地下水、渗滤液监测及水文地质调查等场地调查数据,提高了评价的准确性。研究显示,提出的风险评价体系适用于我国生活垃圾填埋场的高厨余特征,能够有效地识别渗滤液渗漏场地污染风险的关键环节,本文可为场地分级管理提供指引,并为渗滤液渗漏场地污染的治理、修复、监测及管理提供有力依据。

基于多元分析的某地区垃圾填埋场地下水生态环境风险定量评价

随着城市化进程加快,城市生活垃圾的产量不断增加,许多城市形成了大量非正规垃圾填埋场,这类填埋场缺少防渗装置,产出的渗滤液对填埋场及其附近地下水、土壤等造成潜在污染风险。科学地评估此类垃圾填埋场的环境风险,对分类管理和治理垃圾填埋场以及科学地进行地下水污染防治具有重要意义。本文综合运用DRASTIC模型、层次分析法、聚类分析法等进行生态环境风险指标体系构建,以某地区14个垃圾填埋场为研究对象,评价其地下水生态环境风险。在评价过程中,主要考虑填埋场现状、填埋场的危险性、包气带的抗污能力、含水层脆弱性4个方面,依次对已选取的填埋场大小、实际填埋量、包气带黏性土层厚度等21个指标进行评价分级。结果显示,2号填埋场风险得分最低,为4.13分,5号填埋场风险得分最高,为7.95分,将填埋场评价得分进行分类后得到,3个垃圾填埋场风险指数为低风险,6个垃圾填埋场风险指数为中风险,5个垃圾填埋场风险指数为高风险。上述成果与前期专家打分评估的结果基本一致。本文提出的方法对于垃圾填埋场地下水污染风险具有参考意义,本研究成果对重点污染源风险的定量评价及科学管控也具有重要参考价值。

城镇生活垃圾填埋场环境问题分析及污染防控措施

随着经济和人口的快速增长,加上城镇化进程的快速推进,人类生产生活过程中产生的固体垃圾急剧增加。填埋是处置城镇生活垃圾最常见的手段,然而垃圾填埋场已成为威胁周围环境和人体健康的重要因素,其环境问题日益凸显。本文全面分析了垃圾填埋场对周边水体、土壤、大气等环境介质的影响,综述了垃圾填埋场产生的主要污染物及引发的环境污染问题。分析表明垃圾填埋场,特别是一些简易垃圾填埋场,对区域地表水、地下水、大气和土壤环境造成不同程度的无机、有机污染,主要包括废气、重金属、有机物、氮、磷、抗生素、微塑料等污染。垃圾产生源头控制、妥善处置、加强治理、生态恢复是垃圾填埋场污染防控的重要措施。研究为垃圾填埋场周边环境污染防治提供了建议和参考。

生活垃圾填埋场周边水环境状况调查评价——以贵州某生活垃圾填埋场为例

近年来,不少地区发生了垃圾填埋场渗滤液泄漏而引发地下水污染和土壤重金属超标等问题,对当地居民生活生产用水以及粮食安全造成了严重威胁。以贵州某生活垃圾卫生填埋场为研究对象,详细调查了填埋场周边水文地质条件,对填埋场上游、场内、下游地表水进行系统取样检测,采用单因子指数法、综合评价法、灰色关联分析法对水质污染指标和水质进行了评价。结果显示:填埋场下游区域地表水部分水质指标严重超标,部分样点水体污染程度为重污染;样品中污染物主要物质成分与生活垃圾卫生填埋场渗滤液污染物主要物质成分基本一致,表明该生活垃圾填埋场存在渗滤液泄漏,对下游地表水造成了污染。

非正规垃圾填埋场填埋气品质的影响因素分析

为探究非正规垃圾填埋场填埋气甲烷含量的影响因素及其作用机制,试验选取4个非正规垃圾填埋场,对其垃圾组分和填埋气组分进行长期跟踪与采样分析。结果表明,采取封场措施有助于显著增加填埋气的甲烷含量。填埋气的甲烷含量与月均气温呈正相关。随着气温的上升,相比甲烷最低含量和甲烷平均含量,各堆点甲烷最高含量增加幅度均最大。研究表明,采取封场措施和建设覆盖层是管理运营非正规垃圾填埋场的优先选择。