垃圾填埋场水分迁移规律研究

论文摘要

我国城市生活垃圾处理处置以填埋为主。垃圾填埋场内产生的渗沥液成分复杂,难于处理。在渗沥液处理的众多方法中,渗沥液回灌法建设投资少、运行简单、占地少,已被工程应用证实具有处理填埋场渗沥液和促进填埋场稳定化的双重功效。研究表明,渗沥液回灌主要是通过提高填埋垃圾的含水率来改善微生物厌氧发酵的环境,同时填埋场内水分的分布会影响填埋气体的迁移和产量,因此有必要建立垃圾填埋场内水、气迁移规律模型并进行数值模拟,为工程设计及操作提供理论指导。本文主要从如下方面展开对垃圾填埋场进行渗沥液回灌时的水分和气体迁移规律研究:(1)收集国内外有关垃圾渗沥液回灌处理、垃圾填埋场渗沥液和填埋气体产量模型、垃圾填埋场中水分迁移及水、气二相耦合迁移规律等方面的研究现状。(2)以多孔介质渗流力学为理论基础,将封场后的垃圾填埋场视为饱和的多孔介质,建立渗沥液迁移规律模型及水、气二相迁移规律模型。(3)利用多物理场有限元分析软件对渗沥液迁移规律模型及水、气二相迁移规律模型进行数值模拟。(4)水分迁移规律数值模拟结果表明,垃圾填埋场在无渗沥液回灌的条件下,含水率会降低,最终稳定在29%左右;在有渗沥液回灌的条件下,不同的水力负荷和回灌方式对垃圾填埋场内的水分分布均有影响。水、气二相数值模拟结果表明,水、气二相迁移以“水驱气”为主,随着水分不断入渗,填埋气体逐步向非入渗区迁移,当垃圾土中的水分含量增大时,气体有效渗透率变小,导致气体产量下降。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号表
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究的意义
• 1.2 本文研究的主要内容、方案
• 2 国内外研究情况
• 2.1 渗沥液回灌概况及国内外研究情况
• 2.2 垃圾填埋场中水、气迁移模型研究
• 3 垃圾填埋场中水、气迁移规律模型
• 3.1 基本概念
• 3.2 垃圾填埋场中水、气迁移规律模型
• 4 填埋场中水、气迁移模型数值模拟应用
• 4.1 数值模拟结果验证
• 4.2 垃圾填埋场中饱和-非饱和水分迁移规律数值模拟
• 4.3 水-气二相渗流微分模型数值模拟
• 5 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献