填埋场覆盖材料的甲烷氧化能力及其影响因素
甲烷气体是一种重要的温室气体,其对全球温室效应的贡献率约占12%~20%[1-2]。目前,垃圾填埋处置是仅次于湿地和稻田的第三大甲烷排放源[3-5]。据统计,2008年我国城市生活垃圾无害化处理量为10216万t,其中卫生填埋8559万t(占83.8%)[6]。由于我国生活垃圾绝大部分采用厌氧填埋处置,其甲烷的产生量巨大[5,7]。填埋场覆土对于CH4气体具有明显的氧化作用,可以减少CH4气体的排放量。甲烷氧化是利用填埋场覆土中的甲烷氧化菌,在好氧环境下将CH4催化氧化为CO2的过程[8]。王云龙等研究指出,垃圾填埋场覆土具有较强的甲烷氧化能力,甲烷氧化速率最大可达290g/(m2•d)[9]。同时,甲烷氧化速率会受到覆盖材料和环境因素(如温度,含水率,有机质含量,孔隙度,pH和CH4/O2比等)的影响[10-13]。其中,覆盖材料的特性对甲烷氧化具有显著影响。研究表明,腐熟堆肥中微生物数量约为土壤的10倍,其有机质含量高,易形成疏松结构,利于气体扩散,故腐熟堆肥是较好的CH4氧化材料。
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受扩建工程影响的老垃圾填埋场沉降分析
随着各地城市化进程的加快,国内第一批垃圾填埋场的填埋容量即将接近其设计容量。鉴于新场选址日趋困难,为节约宝贵的城市土地资源,对原有填埋场进行改扩建已经成为一种趋势。我国的杭州天子岭、苏州七子山、深圳下坪垃圾填埋场等先后开始了扩建工程。若在此类填埋场上进行竖向加高扩建,面临许多问题,其中老填埋场的沉降无疑对改扩建工程起着至关重要的影响。一方面,老填埋场的沉降将影响到改扩建后新场的运营安全;另一方面,老填埋场的沉降直接影响到新场的容量[1-4]。由于扩建工程在老场垃圾堆体上建设,垃圾沉降除了新场垃圾堆体的沉降外,还应考虑由新场垃圾堆体引起的老场垃圾堆体的“二次沉降”[1,3,4]。苏州七子山生活垃圾填埋场建成于20世纪90年代初,设计填埋标高80m,填埋场总库容约470万m3,设计服务年限15a,启用于1993年。到2006年初,填埋场部分填埋至70m标高。新填埋场建设规划在老填埋场(简称为“老场”)封场基础上构建合适的防渗衬垫系统,在填埋场下游拓展扩建垃圾坝,新建渗沥液调节池。在老填埋场垃
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兰州市生活垃圾填埋处理现状及对策
卫生填埋是世界各国生活垃圾处理的基本方法和首选技术。据1995年统计[1],欧美国家的填埋处理量约占45%~80%。包括我国在内的发展中国家填埋处理量则高达95%以上。卫生填埋在我国起步于20世纪80年代后期[2]。从1989年我国发布实施第一个卫生填埋行业标准至今,第3代《生活垃圾卫生填埋技术规范》已于2004年6月1日发布实施[3]。同时有关卫生填埋场的“污染控制”和“环境监测”国家标准以及“运行维护”和“项目建设”的行业标准相继颁布实施。期间,直辖市和发达城市先后建成了数十座大型卫生填埋场,而更多的中小城市则建造了数百个中小型卫生填埋场[2,4]。兰州市生活垃圾一直沿用传统的填沟处理方式,没有进行过实地调查和研究。为此,2002~2004年间专门组织力量进行了认真、全面地现场调查和访问,发现了一些亟待解决的问题,并结合兰州市的实际情况提出了相应的对策和建议。1兰州市生活垃圾填埋处理现状1.1兰州市垃圾填埋场的分布兰州市区由城关、七里河、安宁、西固4区组成,面积1671.6km2。目
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北京市生活垃圾填埋场恶臭控制研究与对策
1生活垃圾填埋场恶臭物质产生机理1.1生活垃圾填埋场恶臭物质的产生恶臭物质是指凡是能够刺激人的嗅觉器官,普遍引起不愉快或厌恶、损害人体健康的气味和液体。生活垃圾填埋场恶臭物质主要来源于生活垃圾中有机物的好氧及厌氧分解,特别是厨余垃圾的分解。生活垃圾分解是一个自然过程,根据氧气需求程度和依靠的微生物种类,分好氧分解和厌氧分解两种。在垃圾填埋初期,垃圾中的有机成分如蛋白质和脂肪,在好氧细菌的作用下生成有刺激性气味的气体NH3等;中、后期,随着氧气供应的不足,厌氧微生物发挥作用,将生活垃圾中的蛋白质和脂肪分解为不彻底的氧化产物,如含硫化合物H2S、SO2、硫醇类等和含氮的化合物如胺类、酰胺类等,最终形成以甲烷和二氧化碳为主的填埋气和一些液体物质。上述物质,如果收集不完全,溢到空气中,会产生恶臭。表1填埋场气体的典型组分(干基)(数据来源:《生活垃圾卫生填埋技术》173页,化学工业出版社,2004年)伴随着垃圾的分解和雨季的到来,填埋场会产生大量的渗沥液。这些积存在垃圾堆体上的渗沥液,以及收集在
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城市生活垃圾填埋体温度变化试验研究
传统填埋场垃圾的降解过程,是一个同时进行着物理、化学和生物反应(生物反应占主导地位)的复杂而又漫长的过程,其实质是由多种细菌参与的多阶段复杂的生物化学过程。垃圾降解是微生物通过复杂的生化反应将垃圾体内固态有机成分最终转化为甲烷和二氧化碳的过程,在此阶段内会产生大量的热能,导致垃圾填埋体温度的升高。国际上大多研究资料表明[1]:垃圾填埋体内的温度处于20~80℃之间,但是温度在垃圾填埋体内的具体变化规律研究较少。因而系统研究城市生活垃圾填埋体温度变化规律,一方面对于丰富和发展垃圾降解理论具有一定的理论意义,另一方面可望为填埋垃圾渗滤液的污染控制和预测我国南北方填埋垃圾的稳定化时间提供参考。国外学者对于垃圾填埋体温度变化的研究主要集中在进行现场测试,例如:Rees[2]的研究结果表明,随着填埋场深度的增加,垃圾层中的温度受外界气温的影响逐渐变小,当填埋深度大于2.1m时,其温度受场地温度影响不明显;当深度大于4.7m时,其温度不受场地温度影响。Kenneth等[3]和Barlaz等[4]对填
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垃圾填埋场采用钠基膨润土防水毯防渗技术的探讨
卫生填埋是世界上最常用的垃圾处理技术,截至2008年底,国内城市生活垃圾无害化处理场为579座,其中填埋场456座,填埋处理的垃圾量占总量的70%以上[1]。防渗是卫生填埋处理技术的主要标志,它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液对水体污染。填埋场防渗材料主要有两类,一类是天然防渗材料,即粘土防渗层或粘土与膨润土混合的防渗层,另一类是人工合成材料防渗层,如各种土工膜所构成的防渗层等。由于粘土获取比较困难,需要粘土取土场,取土后会造成植被破坏、水土流失严重,必须采取一定的环境保护措施进行施工后的植被保护和防止水土流失,把产生的生态破坏降低到最低要求,甚至有些地区已禁止开采粘土,目前采用粘土作为防渗材料的已比较少。近几年钠基膨润土防水毯在卫生填埋场中得到快速发展,现已部分或全部取代粘土防渗层。1垃圾填埋场防渗防渗的技术关键是防渗层的构造,其结构形式直接决定了防渗效果和工程建设投资。《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》(CJJ113-2007)对防渗结构类型和防渗工程材料均有详细要求。1.
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垂直防渗技术在苏州市七子山垃圾填埋场扩建工程中的应用
1七子山垃圾填埋场工程概述1.1老垃圾填埋场概况苏州市七子山垃圾填埋场位于苏州市吴中区西南,七子山北坡的三号、四号山坳。自1993年投入运行以来运行状况良好,解决了苏州市及周边一些地区的生活垃圾出路问题,取得了良好的社会效益和环境效益。原有库容470万m3,2008年使用期满。1.2新垃圾填埋场扩建工程为了解决2008年后苏州市生活垃圾的出路,扩建工程从2007年5月开工,于2008年12月主体竣工运营。扩建工程处理规模为1600t/d,累计填埋垃圾量800万m3,服务年限为16a。为节约土地资源,整个扩建工程由水平拓展库区和竖向堆高库区2部分组成,采用竖向堆高和水平拓展相结合的扩建方案。1.3老垃圾填埋场防渗概况渗沥液控制是填埋场建设关键问题之一。对渗沥液最直接、最有效的防治与控制措施是建立防渗系统,将渗沥液及其有害污染物控制在一定范围内,同时建立渗沥液处理设施,使其达到相关排放标准。目前在填埋场应用的防渗系统有水平防渗衬层和垂直注浆帷幕2种[1]。黏土固化注浆帷幕因具有较低的渗透性能
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城市垃圾填埋场振动台试验的数值模拟研究
城市垃圾填埋场法是城市固体废弃物最重要的处置手段,它经历了从无衬垫系统的随意堆放、简单的黏土衬垫阻隔到采用人工合成材料严格防渗等几个发展阶段。在过去相当长的一段时间内,其地震稳定性并没有引起人们的足够重视。随着严格的防渗系统、渗滤液和气体收集与排放系统的引进,这些系统的完整性受到了极大的关注,城市垃圾填埋场的地震稳定性已成为环境岩土工程领域重要的问题。当遭遇地震灾害,填埋场大多不会像其他土工建筑物那样对人民的生命财产构成严重危害,但强烈地震却可能摧毁填埋场的内部结构,使填埋场丧失正常的防渗功能,甚至发生滑坡,而这些破坏往往是无法修复的,从而使人们对环境的保护前功尽弃,造成不可估量的损失。科学的填埋场地震稳定性分析方法依赖于人们对填埋场动力响应规律的深入认识,然而,与传统岩土边坡、土石坝相比,目前城市垃圾填埋场震害实例还比较少,尚难以形成对填埋场地震响应特性进行全面系统的了解。本文在对填埋场进行了较详细的振动台模型试验研究的基础上,采用Flac2D商用软件对模型试验进行非线性数值模拟,将模
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六里屯垃圾填埋场调节池生物滤池除臭工程研究
海淀区六里屯垃圾填埋场作为海淀区唯一的一个生活垃圾终端处理设施,现阶段垃圾日填埋量达到了2800t。与此同时,生活垃圾渗滤液的处理任务日益加重,渗滤液调节池除臭也逐渐成为填埋场工作的重点和难点。调节池恶臭是填埋场恶臭的重要组成部分之一,其成分主要是有机物在厌氧微生物菌作用下分解产生的气体[1]。由于垃圾渗滤液成分复杂,生物发酵产生的恶臭浓度高、成分复杂,其主要成分为硫化氢、氨气、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、甲烷等,对人体和环境均会带来较大影响[2]。目前,恶臭气体的处理方法主要有高温裂解法、燃烧法、化学氧化法、吸收吸附法、微生物法、等离子法等[3]。微生物处理臭味技术非常适合垃圾处理场的臭味气体成分复杂、流量大、易于管理维护的特点。微生物法处理臭味气体,主要是利用微生物实现发臭物质的转换,把发臭物质吸附、吸收和生物转化为无臭的物质[4]。常规的除臭生物反应器,主要采用细菌作为微生物的主体,细菌适用于水溶性好的污染物;真菌降解疏水性或水溶性差的污染物的效率高于细菌。而臭气中的污染物是多样而复
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垃圾填埋场防渗浆材对污染物的阻滞规律
城市生活垃圾卫生填埋是各国最常用的且处理垃圾量最大的方法。为了保护地下水、地表水和土壤不受垃圾渗沥液的污染,在一些发达国家,几乎所有填埋场工程都采用了垂直隔离墙。但目前我国用于垃圾填埋场的垂直防渗技术基本都是借用了水利工程、地质工程及土木工程的技术方法,尚未形成针对垃圾填埋场渗沥液防渗漏的理论与技术[1],尤其是防渗浆材对污染物阻滞性能的研究,国内只有张可能、邓飞跃、陈永贵等就粘土固化浆液进行了研究[2-4]。所以作者在垃圾填埋场防渗浆材研究和柔壁渗透仪研制的基础上[5-8],就其对污染物阻滞规律进行了实验研究,以便为垃圾填埋场垂直防渗技术提供依据。1垃圾填埋场防渗对浆材性能的要求1.1对浆材性能的要求垃圾填埋场防渗浆材的目的是防止渗沥液中的有毒有害污染物对地下水、地表水和土壤造成污染,因此对防渗浆材及其结石体性能的要求是:浆材可灌性好,结石体渗透系数不大于1×10-7cm/s,对渗沥液中的有机和重金属等污染物有吸附阻滞作用,具有一定适应地基变形的塑性及耐久性等。1.2浆材配方研究借鉴国
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