垃圾填埋場好氧通風多場耦合理論及應用

目錄
第1章 緒論
1.1 好氧通風的工程背景和意義 1
1.2 好氧通風技術的特點 4
1.2.1 好氧通風的主要形式 4
1.2.2 好氧通風技術的關鍵設計參數 6
1.3 好氧通風與多物理場之間相互作用的研究進展 9
1.3.1 垃圾填埋場好氧過程的多場耦合框架 9
1.3.2 好氧通風對垃圾土生化降解的影響 11
1.3.3 好氧通風對氣體分布特征的影響 13
1.3.4 好氧通風對溫度分布特征的影響 14
1.3.5 垃圾土飽和-非飽和滲透特性 19
1.3.6 好氧通風對垃圾堆體沉降特征的影響 23
1.4 好氧通風技術面臨的難題 27
第2章 好氧通風過程中有機質降解模型與定量表征
2.1 生活垃圾好氧降解的動力學機理 29
2.1.1 有機物好氧降解的動力學原理 29
2.1.2 有機物好氧降解的主要影響因素 29
2.2 考慮水分-溫度-通風強度條件下的有機質降解耦合模型 31
2.2.1 有機質好氧降解水分影響方程 31
2.2.2 有機質好氧降解溫度影響方程 33
2.2.3 有機質好氧降解通風強度影響方程 34
2.2.4 有機質好氧降解耦合動力學模型的構建 34
2.2.5 有機質好氧降解耦合動力學模型的可靠性驗證 36
2.2.6 有機質好氧降解耦合動力學模型參數的影響 44
第3章 好氧通風過程中多組分氣體遷移及生化反應特性
3.1 垃圾土中氣體遷移的滲流基礎理論 47
3.1.1 垃圾土多孔介質多相體描述 47
3.1.2 多孔介質中的達西定律和氣體滲透率 48
3.1.3 氣體徑向穩(wěn)態(tài)流動描述 48
3.1.4 氣體徑向流動質量守恒方程 49
3.2 垃圾土中氣體滲透特性及與孔隙結構的關系 50
3.2.1 垃圾土氣體滲透試驗研究進展 50
3.2.2 垃圾土室內滲透試驗*佳進氣壓力的確定 54
3.2.3 垃圾土氣體滲透率與孔隙度定量表征模型 59
3.3 好氧通風過程中多組分氣體的化學反應特性試驗 71
3.3.1 好氧環(huán)境下多組分氣體生化反應特性試驗 71
3.3.2 氣體反應變化特性 73
3.4 好氧通風過程中多組分氣體化學反應動力模型 79
3.4.1 好氧降解條件下多組分氣體化學反應動力模型的構建 79
3.4.2 模型參數的獲取及可靠性驗證 81
3.4.3 模型參數影響 85
第4章 好氧通風過程中多組分氣體遷移規(guī)律及優(yōu)勢流效應
4.1 垃圾土中氣體優(yōu)勢滲透測試試驗 93
4.2 好氧通風多組分氣體遷移的滲流-化學耦合數學模型 100
4.2.1 多組分氣體優(yōu)勢滲透理論框架的提出 100
4.2.2 考慮優(yōu)勢流和多組分反應的耦合模型 102
4.3 優(yōu)勢流效應對注氣過程氣體分布的影響 103
4.3.1 注氣過程中多組分氣體的遷移與演化 103
4.3.2 優(yōu)勢流效應對氣體分布的影響規(guī)律 107
4.4 好氧過程氣體濃度現場監(jiān)測試驗——以單井為例 109
4.4.1 試驗方案及設備 109
4.4.2 試驗原理 113
4.4.3 氣體壓力濃度試驗結果 114
4.4.4 氣體壓力濃度影響半徑 119
4.5 好氧通風過程氣體壓強和濃度解析預測 121
4.5.1 以氣體壓強為變量的定量預測解析模型 121
4.5.2 單井注氣條件下氣體壓強分布預測模型結果 123
4.5.3 模型參數對氣體壓強預測模型的影響 125
4.5.4 單井注氣條件下濃度預測模型 126
4.5.5 濃度預測模型結果 128
4.5.6 模型參數對氧氣濃度預測模型的影響 130
4.5.7 采用氣體壓強表征的氣井影響半徑 131
4.5.8 以氧氣濃度表征的氣井影響半徑 132
4.5.7 采用氣體壓強表征的氣井影響半徑 131
4.5.8 以氧氣濃度表征的氣井影響半徑 132
第5章 好氧通風過程溫度分布特征 133
5.1 好氧通風過程滲流-溫度耦合模型 133
5.2 好氧通風過程填埋場溫度分布模擬 136
5.2.1 計算模型及參數設置 136
5.2.2 溫度分布的模擬結果 138
第6章 垃圾填埋場滲濾液回灌優(yōu)勢流效應 144
6.1 滲濾液回灌過程的優(yōu)勢滲透模擬 144
6.1.1 滲濾液回灌計算模型及參數 144
6.1.2 滲濾液回灌過程預測 145
6.2 滲濾液抽排對填埋場水位影響現場試驗 155
6.2.1 單井抽排過程中滲濾液水位監(jiān)測試驗 155
6.2.2 單井抽排過程的非飽和水力特性參數反演 159
第7章 垃圾土優(yōu)勢滲透定量表征模型參數 162
7.1 多步重力自由排水試驗方案 162
7.1.1 試驗裝置 162
7.1.2 試驗材料 163
7.1.3 飽和含水率、滲透系數測試 164
7.1.4 多步重力自由排水過程控制方法 165
7.2 飽和-非飽和水力參數的數值反演 165
7.2.1 飽和含水率與飽和滲透系數 165
7.2.2 Hydrus-ID模型構建 166
7.2.3 不同屬性垃圾分類排水試驗流出量擬合 167
7.3 水力特性參數的影響因素 169
7.3.1 VGM 參數 169
7.3.2 DPEM 參數 170
第8章 好氧降解對垃圾土沉降變形影響試驗 172
8.1 垃圾土厭氧-好氧聯合沉降特性試驗 172
8.1.1 試驗材料 172
8.1.2 試驗設備 173
8.1.3 試驗方案 175
8.1.4 垃圾土沉降試驗結果 176
8.2 垃圾土厭氧-好氧聯合生物降解特性試驗 184
8.2.1 垃圾土一維降解計算值 184
8.2.2 試驗材料 186
8.2.3 試驗設備 186
8.2.4 試驗步驟 187
8.2.5 有機物降解試驗結果 188
8.3 厭氧-好氧條件下的垃圾土干重度變化規(guī)律 193
8.3.1 垃圾土體積變化規(guī)律 193
8.3.2 厭氧-好氧條件下的垃圾土質量變化預測模型 195
8.3.3 垃圾土重度變化規(guī)律 196
第9章 垃圾填埋場好氧通風優(yōu)化調控方法及應用 199
9.1 好氧通風系統并群優(yōu)化調控方法的工藝 199
9.1.1 技術背景 199
9.1.2 優(yōu)化方法的計算步驟 201
9.1.3 優(yōu)化計算模型 202
9.2 好氧通風優(yōu)化調控方法可靠性評價 203
9.2.1 好氧通風修復治理場地概況 203
9.2.2 好氧通風氣井及通風方案的優(yōu)化設計 206
9.2.3 長期現場監(jiān)測與可靠性分析 208
參考文獻 210