北京南站垃圾填埋场填埋气迁移模型研究

论文摘要

随着我国经济高速发展和城市化水平的提高,城市生活垃圾的产量急剧增加。卫生填埋是我国目前处理垃圾的主要手段,随着垃圾填埋场的大规模建设,填埋气体污染控制与资源化问题变得日益突出。同时,随着城市人口的不断增加,建筑物被不断的修建及拆除,产生了建筑垃圾与城市生活垃圾随意填埋堆放的现象。由于建筑垃圾的存在,将对城市生活垃圾有机垃圾降解产生填埋气以及填埋气迁移过程产生影响。因此,对此类特定填埋场气体迁移规律进行研究具有重要的现实意义。本文采用理论分析和数学处理相结合的方法,以将垃圾填埋场作为二次建筑用地新建北京南站工程为研究对象,分析了填埋场中上层建筑垃圾及下层城市生活垃圾特性,据此对此类特定填埋状态下填埋气体在垃圾体中的迁移进行了研究。首先系统研究了建筑垃圾及城市生活垃圾的特性,分析了城市生活垃圾中有机垃圾厌氧降解产生填埋气的过程及其影响因素,以及上层建筑垃圾的存在对下层有机垃圾降解产生填埋气的影响。在对影响因素系统分析及数学处理的基础上,运用Darcy定律,得出了建筑垃圾和城市生活垃圾混合体的竖向渗透系数和建筑垃圾覆盖层的气体渗透系数,建立了适用于此类特定填埋状态下填埋气在垃圾体中的迁移模型。研究结果表明,上层建筑垃圾的固体骨架特性,包括有效平均孔隙直径、孔隙度、孔隙弯曲程度等,将影响填埋场中填埋气迁移,建立了建筑垃圾的固体骨架特性与渗透系数间的函数关系。在上层为建筑垃圾、下层是城市生活垃圾的此类非规范填埋状态下所建立的填埋气迁移模型,是在已有的规范垃圾填埋场气体迁移模型的基础上进行修正得出的,该模型考虑了建筑垃圾有效平均孔隙直径对填埋气迁移的影响。模型得出了建筑垃圾和城市生活垃圾混合体的竖向渗透系数和建筑垃圾覆盖层的气体渗透系数均与建筑垃圾有效平均孔隙直径有关的函数。应用建立的数学模型,计算出了北京南站垃圾填埋场的压力分布。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 城市生活垃圾及其处理
• 1.2.1 城市生活垃圾及其危害
• 1.2.2 城市生活垃圾的处理
• 1.3 建筑垃圾及其回收利用
• 1.3.1 建筑垃圾及其危害
• 1.3.2 建筑垃圾的回收利用
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 规范填埋场填埋气迁移模型研究进展
• 1.4.2 非规范填埋场填埋气迁移模型研究进展
• 1.5 论文研究内容、研究目标及研究思路
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究目标
• 1.5.3 研究思路
• 第2章 填埋气的产生、迁移、控制与利用
• 2.1 填埋气的产生
• 2.1.1 填埋气的组成、性质及特点
• 2.1.2 填埋气的产生过程
• 2.1.3 影响填埋气产生的因素
• 2.2 填埋气的迁移
• 2.2.1 填埋气的迁移
• 2.2.2 填埋气迁移的特点
• 2.2.3 影响填埋气迁移的因素
• 2.3 填埋气的控制
• 2.3.1 填埋气的控制手段
• 2.3.2 填埋气的收集类型
• 2.4 填埋气的利用及处理
• 2.4.1 填埋气的利用
• 2.4.2 填埋气的处理
• 2.5 本章小结
• 第3章 Darcy定律及填埋气在垃圾体中的渗流
• 3.1 Darcy定律对填埋气在垃圾体中渗流的适应性分析
• 3.2 Darcy定律对填埋垃圾体的推广
• 3.3 本章小结
• 第4章 填埋气迁移模型研究
• 4.1 填埋气迁移数学模型
• 4.1.1 填埋气迁移基本方程
• 4.1.2 边界条件
• 4.2 规范填埋场填埋气迁移模型的解
• 4.3 非规范填埋场填埋气迁移模型的解
• 4.3.1 填埋垃圾体上部建筑垃圾覆盖层渗透系数
• 4.3.2 填埋垃圾体竖向渗透系数
• 4.3.3 其他参数
• 4.4 本章小结
• 第5章 填埋气迁移模型的应用
• 5.1 北京南站垃圾填埋场简介
• 5.2 填埋气迁移模型在北京南站垃圾填埋场中的应用
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目