城市固體廢棄物滲流—壓縮—降解過程的模擬研究.pdf

1、伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，城市生活垃圾快速增加，垃圾填埋場的數(shù)目也在不斷增加。目前，我國的填埋場大都存在滲瀝液產(chǎn)出量大，堆體水位雍高的問題，進(jìn)而引發(fā)環(huán)境污染、堆體失穩(wěn)等災(zāi)害。上述問題與垃圾土內(nèi)部所發(fā)生的滲流、壓縮和降解過程密不可分。為了深入認(rèn)識該過程中固、液、氣相互作用機(jī)理及規(guī)律，一些學(xué)者提出了多場耦合的分析方法，基本上都不采取過程模擬的方式;通?？紤]的因素比較多，模型也比較復(fù)雜，在應(yīng)用中往往忽略一些重要參數(shù)的時空變化

2、，因此很少能夠用于實際填埋場的水位分析和滲濾液產(chǎn)量計算。在滲瀝液導(dǎo)排量的計算方面，目前通常采取水文分析方法或經(jīng)驗公式獲得，難以定量考慮由于填埋體的壓縮、降解引起的排出。因此，開展垃圾土的滲流-壓縮-降解過程的研究，針對性地揭示垃圾土在滲流、壓縮和降解過程中滲瀝液導(dǎo)排量以及自身含水特性的變化規(guī)律，具有重要的理論價值和工程意義的?；诖?，本文采用數(shù)值分析的方法開展了以下研究內(nèi)容:
　　(1)探討了垃圾土的基本組成、水體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，總結(jié)了

3、垃圾土的壓縮、降解基本性質(zhì)。對垃圾土體的滲流、壓縮、降解過程進(jìn)行分解，提出了一維條件下考慮降解的滲流-壓縮耦合分析方法——以ABAQUS軟件的滲流-壓縮耦合模塊作為分析工具，結(jié)合手算對降解進(jìn)行修正。在計算時，該方法考慮了填埋體滲透系數(shù)由于壓縮發(fā)生的改變而變化以及垃圾的壓縮特性、持水特性隨齡期的更新。
　　(2)采用本文提出的分析方法模擬了單元體在分級受荷條件下的滲流、壓縮、降解過程，通過不同分析方法的對比及參數(shù)分析，得出以下結(jié)論:

4、1）滲瀝液導(dǎo)排量隨垃圾的初始含水率、壓縮性、降解速率及降雨入滲強(qiáng)度的增大而增大。其中垃圾的初始含水率、壓縮性和降雨入滲強(qiáng)度的影響較大，降解速率的影響較微弱;2）對單元體而言，垃圾的初始含水率會在較短期（3～9個月）內(nèi)發(fā)揮作用并消失，因此較高的初始含水率易引起滲瀝液導(dǎo)排量的激增。
　　(3)基于單元體滲流、壓縮、降解過程的模擬流程，提出了填埋體分層堆填過程模擬方法，通過不同工況以及不同參數(shù)的對比分析，得出以下結(jié)論:1）堆填過程中一旦

5、產(chǎn)生水位，通常隨堆填高度快速上升。在堆填過程中，底部導(dǎo)排性能越好，則形成水位所需的時間越久，最終水位高度也越小;2）與單元體的研究結(jié)果相類似，垃圾的初始含水率、降雨入滲強(qiáng)度對滲瀝液導(dǎo)排量有重要影響;作業(yè)方式對填埋場的滲瀝液導(dǎo)排量影響較大——合理的分區(qū)方法不僅可以降低滲瀝液導(dǎo)排量，而且使其隨時間波動較小，反之則會造成滲瀝液導(dǎo)排量激增;3）HELP模型預(yù)測短期滲瀝液產(chǎn)量時誤差較大，若以其計算結(jié)果為污水處理廠的設(shè)計參照，有可能導(dǎo)致堆填后期設(shè)計