基于填埋气体控制垃圾渗滤液输送系统阻塞的现场试验研究

摘要

垃圾填埋场渗滤液输送管道堵塞爆裂现象常常发生。为从根本上解决该问题，前人提出了“以废治废”的思想，并通过室内模拟试验论证了该设想的可行性。
　　本文拟在前人室内实验研究的基础上，以成都市长安垃圾填埋场为依托，通过现场试验对该设想进行进一步验证。试验采用长安垃圾填埋场排放的填埋气体与填埋场渗滤液进行化学反应，借助于单因素和正交实验分析方法，探讨采用实际填埋气体去除渗滤液中结垢离子的工程可行性及其控制方法，并将试验确定的最佳工况应用于实际工程设计。研究表明:
　　1)长安垃圾填埋场渗滤液pH值在8.0左右，钙镁浓度均在300mg/L上下，过高硬度的渗滤液在碱性条件下易于生成沉淀;所选填埋场导排口混合气体的流量基本稳定在720ml/min，CO2含量维持在32～36％之间，能够满足试验需求。
　　2)单因素试验的结果是，气体流量越小、渗滤液pH值越高、进气量适宜的条件下，较之连续进气方式，采用间歇进气方式，成垢离子的去除效果更好。
　　3)正交试验结果显示，结合实际情况考虑，连续进气反应条件下推荐的最优工况为:pH值9.5～10.0，气体流量0.08L/min，进气量2L，此时钙离子的去除率为77.83％;间歇进气反应条件下推荐的最优工况为:pH值9.5～10.0，气体流量0.08L/min，进气量1.5L，此时钙离子的去除率为77.71％。pH值对钙离子去除率的影响程度上起关键作用。
　　4)根据试验得到的最优工况，初步设计了渗滤液管输的化学阻塞防控工艺方案:渗滤液曝气反应池和沉淀池体积至少为1280m3;采用连续进气和间歇进气，最佳气量分别为1812m3/d和1359 m3/d;调节渗滤液pH值所需碱量约为10.87kg/d。采用该方案，可显著降低渗滤液在管输过程中的化学堵塞和爆管导致的环境污染风险，具有良好的经济效益和环境效益。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 渗滤液收集导排系统堵塞的研究现状

1．2．2 渗滤液输送管道堵塞的研究现状

1．2．3 相近领域其他结垢堵塞的研究现状

1．3 研究目标、内容及技术路线

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究主要内容

1．3．3 技术路线

第2章 实验基础理论及相关原理

2．1 填埋气体的产生、组成及其利用

2．1．1 填埋气的产生和组成

2．1．2 填埋气的利用

2．1．3 小结

2．2 渗滤液的组成、特性及污染危害

2．2．1 渗滤液组成和特性

2．2．2 渗滤液的污染及危害

2．3 结垢理论分析

2．3．1 结晶基本理论

2．3．2 CaCO3结晶规律理论

2．3．3 管道堵塞物分析

2．4 碳酸及碳酸盐系统平衡理论

2．5 化学反应相关理论

2．5．1 气液反应双膜理论

2．5．2 化学反应速率

第3章 实验设计与方案

3．1 实验场地、实验装置及材料

3．1．1 实验场地的选取

3．1．2 实验装置及部件

3．1．3 实验材料及仪器设备

3．2 实验方案

3．2．1 实验总体设计安排

3．2．2 实验测定指标及方法

第4章 填埋气去除渗滤液成垢离子的现场实验研究

4．1 基础实验结果分析

4．1．1 实验用渗滤液水质结果分析

4．1．2 实验用填埋气组分分析结果

4．2 单因素实验设计与结果分析

4．2．1 “未调pH值进气”实验

4．2．2 “调节pH值进气”实验

4．3 正交实验设计与结果分析

4．3．1 连续进气条件下正交实验结果分析

4．3．2 间歇进气条件下正交实验结果分析

4．3．3 本节小结

4．4 最佳沉淀时间的确定

第5章 渗滤液管输防垢工艺方案设计

5．1 长安垃圾填埋场概况

5．2 渗滤液管输防垢工艺设计

5．3 工艺方案应用可行性分析

5．3．1 技术适宜性分析

5．3．2 经济适宜性分析

5．3．3 环境效益分析

5．4 本章小结

结论与建议

结论

建议

致谢

参考文献