污泥-生活垃圾混合填埋体的四个科学问题

x
用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈

  污泥与生活垃圾在填埋场混合填埋是污泥重要的处置途径之一,但是混合填埋体的强度、生化降解过程及稳定性等问题尚不明确,填埋场存在工程灾变及区域环境污染的风险。

  

  ▲污泥 SEM 图像

  某生活污水厂的污泥,微观结构呈片状-絮凝状,孔隙较大,颗粒之间黏结较为松散

  污泥是污水处理厂对污水进行处理过程中产生的沉淀物质,以及污水表面漂出的浮沫所得的残渣,物质组分中无机颗粒成分含量少,主要以有机物形式存在,含有大量的微生物、病原体、重金属及有机污染物等,如处理不善将会造成严重的二次污染。近年来,随着社会经济的发展、人口的增加、污水处理能力的提高等,污泥产生量迅猛增加。依据《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》,到2020 年全国污水处理规模将达到2.68×108m3/d,按照每万吨污水产生湿污泥约5t 计算(400%含水率),年产市政污泥近5000×104t。长期以来,受我国污水处理界“重水轻泥”倾向的影响,我国90%以上的污水处理厂没有污泥处理配套设施,60%以上的污泥没有经过任何处理就直接弃置。污泥未经处理直接堆放易腐烂并产生恶臭,给生态环境带来巨大的潜在危害,甚至直接威胁人类的健康。不少城市除了出现“垃圾围城”的状况外,也出现了“污泥围城”的景象,导致不少污水处理厂无法正常运转。由于污泥一直没有得到有效、安全、卫生地处理与处置,引发了较为严重的社会问题和环境问题。污泥处理处置的难题已经成为水环境治理工程中的瓶颈之一。

  污泥在生活垃圾填埋场进行填埋是国内外常用的处置技术途径之一,2009 年颁布实施的《城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋用泥质》(GB/T 23485—2009)也为污泥混合填埋处置提供了依据。目前对污泥与生活垃圾混合填埋体的强度特性、破坏机理、生化降解、堆体稳定性评价等问题缺少系统研究,难以为混合填埋场的设计、运营等提供技术支撑,导致填埋场发生失稳等工程灾害及区域环境污染问题。例如,国内某大型填埋场填埋污泥时未考虑其特殊性质,造成填埋气压和孔隙水应力过高,污泥受压挤渗入周边垃圾和衬垫系统中,导致堆体抗剪强度降低,2009 年发生填埋场失稳事故,大量垃圾、污泥和渗沥液冲出填埋场,排入附近的城市河道,造成了严重的区域环境污染。英国戴顿填埋场由于污泥降解过程产生的填埋气增加了孔隙水应力,最终引起填埋场边坡失稳。

  

  ▲混合填埋体的复合材料模型

  由于组成成分、理化特性及物理力学性质的复杂性和特殊性,污泥-生活垃圾混合填埋体的岩土力学性质及稳定性的研究是具有典型代表意义的环境土工问题,需要采用多种技术手段进行系统研究。

  《污泥-生活垃圾混合填埋体强度演化及稳定性》(李磊 等著. 北京:科学出版社,2019.02)一书以固体废弃物生化过程与其岩土力学性质之间的耦合作用为科学问题,研究填埋场复杂生化条件下污泥-生活垃圾混合填埋体强度演化过程及灾变机理。研究思路和方法针对混合填埋处置中的压实特性生化降解特性强度特性及演化规律填埋场边坡稳定性四大问题分别开展。

  ▍在压实特性研究方面,开展大量击实试验,对混合填埋体的压实特性进行详细研究,为混合填埋处置中的压实设计提供参数,同时击实试验的开展也为后期生化降解试验和强度试验的制样提供依据。

  ▍在生化降解特性研究方面,研制一套生化降解填埋柱,并对气体、渗滤液、有机物含量进行系统研究,可为混合填埋处置中的气体、液体收集系统的设计提供理论依据,同时生化降解试验也为后期强度演化及稳定性的研究和分析提供了支撑。

  ▍在强度特性及演化规律研究方面,研制一套大型单剪仪,并开展不同生化降解阶段混合填埋体的强度试验,获取混合填埋体的强度特性以及演化规律,可为混合填埋工程的强度设计提供理论依据,也为稳定性的研究提供基础参数。

  

  ▲不同填埋方式下剪应力与剪应变的关系

  ▍在边坡稳定性研究方面,结合强度参数、生化降解动力学模型、孔隙气压力,对混合填埋场的稳定性进行数值分析,为混合填埋工程的边坡稳定性设计提供理论依据。

  本书的内容来自作者及团队近年来所完成的一系列科研项目成果,包括国家自然科学基金资助项目(NO. 51478167、NO. 51278172)、江苏省自然科学基金资助项目(NO. SBK201241540)等。本书的成果能够为复杂生化环境下固体废弃物岩土力学性质的研究提供思路和方法,在应用层面也能够为污泥的填埋处置及填埋场的灾变调控提供理论依据和技术支撑。

  由于污泥进入生活垃圾填埋场进行混合填埋的问题比较复杂,是一门多学科交叉的环境土工问题,许多问题及研究手段尚需进一步完善。

  

  本文摘编自《污泥-生活垃圾混合填埋体强度演化及稳定性》(李磊 等著. 北京:科学出版社,2019.02)一书“前言”,有删减,标题为编者所加。

  ISBN 978-7-03-060464-4

  责任编辑:周丹沈旭 李亚佩

  (本文编辑:刘四旦)

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

跟贴 跟贴 2 参与 3
推荐
资讯
财经
科技
娱乐
游戏
搞笑
汽车
历史
生活
更多
二次元
军事
教育
健身
健康
家居
故事
房产
宠物
旅游
时尚
美食
育儿
情感
人文
数码
三农
艺术
职场
体育
星座
© 1997-2020 网易公司版权所有 About NetEase | 公司简介 | 联系方法 | 招聘信息 | 客户服务 | 隐私政策 | 广告服务 | 侵权投诉 Reporting Infringements | 不良信息举报

赛杰奥

科学出版社地球科学公众号

头像

赛杰奥

科学出版社地球科学公众号

586

篇文章

1006

人关注

列表加载中...
请登录后再关注
x

用户登录

网易通行证/邮箱用户可以直接登录:
忘记密码