城市固体废弃物经营管理策略

城市固体废弃物管理处置属市政公益事业，其经营管理所包含的成本预算，收费标准，再生资源开发利用，场地设施综合应用是一门新的学科，如何解决经营成本，收费标准，公众承受能力之间的矛盾，如何在采用简便易行的处置方法时开展多种经营，提高经营水平，发挥投资效益，是固体废弃物处置中心应该研究的课题。本文就采用垃圾卫生填埋场这种新兴的处置方法发型论述，围绕如何降低成本，如何制定合理的收费标准，如何提高经营效益进行探讨，为建设文明，卫生，清洁，优美的现代城市进行有益的尝试。     

城市固体废弃物变形特性的时间因素研究

通过室内蠕变-降解对比试验,研究了城市固体废弃物(MSW)的变形随时间的变化过程。试验结果显示,不同的生物降解条件下MSW的变形特性表现出不同的规律,有利于生物降解条件下的变形与时间的相关性较大,也就是说随着时间的延长,MSW的蠕变变形是应力与有机物生物降解耦合作用的结果。采用室内蠕变-降解试验可以很好地模拟垃圾土的长期变形过程,为室内进一步研究垃圾土的蠕变降解特性提供很好的依据。     

滑带土强度参数的水致弱化规律试验研究

滑带土的强度特性直接关系到滑坡体的稳定性,在影响滑带土强度特性的众多因素中,水的作用至关重要,且水对不同种类滑带土强度特性的影响程度不同。粉土和粉质黏土属于两种常见的滑带土类型,笔者选取三峡的粉土滑带土和栾川的粉质黏土滑带土,进行了不同含水率下的室内直接剪切试验,旨在对比研究此两种滑带土的水致弱化规律。试验结果表明:在含水率增大的过程中,三峡粉土滑带土的黏聚力先增大后减小,在液限附近存在一个极大值,栾川粉质黏土滑带土的黏聚力则呈对数形式递减;随着含水率的增大,三峡粉土滑带土和栾川粉质黏土滑带土的内摩擦角均呈线性降低,三峡粉土滑带土内摩擦角降低的速率小于栾川粉质黏土滑带土。     

黏土的张拉-剪切耦合强度研究

为了合理描述平均主应力增大或减小时黏土的弹塑性变形,尤其对最小主应力小于零时加载路径下土的弹塑性变形问题,利用摩擦块模型揭示土的摩擦强度和黏聚强度机理,给出土的抗剪强度公式.结合土的黏聚强度特性,将子午面划分为φ硬化区和c硬化区.在φ硬化区,将超固结状态对塑性变形的影响考虑进应力路径本构模型中,从而得到塑性变形的计算方法;在c硬化区,利用双曲线关系来描述黏聚力与剪应变的关系,结合剪胀方程确定塑性体应变,建立考虑黏聚效应的黏土应力路径本构模型.该模型仅有6个材料参数,且各参数的物理意义明确.通过试验结果对模型的验证表明,建立的本构模型能合理描述复杂应力条件,尤其是拉伸荷载作用下土的应力应变关系.

     

南方短时冻土抗剪强度指标C、φ值的试验研究

以2008年南方地区发生的极端冰雪灾害使土体短时冻结并融化后造成的地质灾害为背景,通过模拟极端冰雪环境,研究在短时冻结-解冻条件下,冻融作用、温度和含水量等因素对南方地区粉质粘土的抗剪强度指标C、φ值的影响.对不扰动土及重塑土试样进行大量直接剪切试验和环境扫描电镜试验,试验发现冻融前后土的C、φ值和微观结构均有一定的变化,并分析了正冻结土与正解冻土在不同温度及含水量下C、φ值的变化规律.     

基于循环经济理念的平顶山市固体废弃物资源化利用研究

随着城市人口的不断增加及工业化、城镇化进程的加快,城市固体废弃物产生量逐年增多,与之相比,现阶段城市固体废弃物处理能力严重滞后。将循环经济理念引入城市固体废弃物的管理,是解决当前资源危机和环境危机问题、实现城市可持续发展的必经之路。对平顶山市固体废弃物处理现状进行分析,并结合国内外实践经验,对平顶山市固体废弃物资源化利用提出了对策和建议。     

冻结黏土力学性能多参数试验研究

为获得冻结黏土力学性能的相关参数及其变化规律,从皖北某矿获取三个层位的原状土样,通过冻胀试验、单轴抗压强度试验、抗剪强度试验和蠕变试验,获得了冻结黏土的弹性模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力等物理参数及变化规律.试验结果表明:冻土的冻胀规律可用指数函数来描述,冻胀率、冻胀力都在经历最初的快速发展后,最终趋于稳定;在-15～-5℃范围内,各土层冻土的弹性模量、单轴抗压强度、黏聚力均随温度降低而增大,而泊松比随温度降低而减小;在应力水平较低条件下,冻土蠕变基本上属于稳定性蠕变;当应力水平较高时,试验结果属于非稳定性蠕变.     

路用坡积体填料剪切性能试验研究

为了研究路用坡积体填料的剪切特性,以陕西略阳山区典型坡积体为研究对象,开展室内大型直剪试验,研究不同含石率和不同法向应力下坡积体填料的剪切特性,重点对剪应力-剪切位移曲线、剪胀剪缩特性、抗剪强度及其参数进行分析。结果表明:剪应力-剪切位移曲线分为线性变形阶段、初始屈服阶段和硬化阶段,剪切过程中由于块石存在出现了轻微抖动现象;高含石率的坡积体填料比低含石率的坡积体填料的剪胀剪缩现象更为明显;相同含石率条件下,剪缩段的法向应力越大,剪缩越明显,剪胀段则相反;含石率在45%～65%时,路基填料的抗剪强度较高;内摩擦角随含石率增大而增大,而黏聚力呈先增大后减小再增大继而减小的趋势。     

延安新区压实黄土抗剪强度试验研究

压实黄土的抗剪强度是影响黄土高填方边坡稳定性的重要因素。对延安新区压实Q_2、Q_3黄土开展了多组不同初始压实度和初始含水率条件下的直剪试验,研究了压实度、含水率对黏聚力、内摩擦角和抗剪强度的影响,初步探讨了现场回填压实黄土和室内制备压实黄土表现出不同抗剪强度特性的原因。结果表明:黏聚力和内摩擦角均随着压实度的增大而增大,土中粘粒含量对压实Q_2、Q_3黄土的黏聚力和内摩擦角指标有较大影响;黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均随含水率的增大而不断减小,压实Q_2黄土对含水率变化更为敏感;现场回填压实黄土比室内制备的压实黄土具有更高的抗剪强度。     

广州地区土体与混凝土表面摩擦特性的试验研究

为了研究广州地区不同土体与混凝土表面的摩擦角,将取自不同地区的4种不同土体试样、3种不同的浆土混合体放入改造后的直剪仪中,在不同法向应力下进行快剪的直剪试验,得到不同土体、浆土混合体与混凝土试件表面的摩擦角。试验结果表明：(1)花岗岩残积重塑干土与混凝土试块表面摩擦角为25.2°;花岗岩残积原状土与混凝土试块表面摩擦角为24.1°;南沙淤泥质土与混凝土试块表面摩擦角为17.2°;福建标准干砂与混凝土试块表面摩擦角为31.7°。(2)分析土体与混凝土表面的摩擦角时,认为剪切时的法向应力、颗粒间的咬合摩擦、含水量、土体与混凝土表面的共同作用等为主要因素;而混凝土剪切表面的黏聚力大小,则与混凝土表面的凸凹程度、土中砂粒的含量及颗粒级配、土体的非饱和状态等有关。(3)随着浆土混合体中泥浆质量比例的提高,管片与浆土混合体的摩擦阻力减小,浆土混合体的整体黏聚力也同时减小。     

对城市生活垃圾管理和处置的探讨

对我国城市生活垃圾管理与处置提出了一些建议．城市生活垃圾的处理方法主要有填埋、堆肥和焚烧．填埋法工艺简单，管理方便，投资少，适用范围广，又可做最终处置方法．我国是发展中国家，依据国情，大部分地区宜采用填埋法处理垃圾，目前，生活垃圾的资源化主要是对废塑料、废橡胶、废纸、废电池、电子废弃物、医疗废弃物和泔脚而言．这类生活垃圾性质特殊，经回收、处理后，再次利用可取得较好的经济效益，并能防止环境污染．在欧盟国家中，荷兰、德国的垃圾管理较成功，它们已经基本形成了一整套全面管理垃圾的标准、条例和法规，其中垃圾管理目标等级制度的建立和包装品废弃物的管理是很值得借鉴的．     

基于主成分分析的垃圾焚烧炉运行和污染物排放分析

在杭州某150 t/d的循环流化床垃圾焚烧炉上试验研究了焚烧炉运行参数与污染物排放之间的关系.采用主成分分析（PCA）方法研究了各运行参数对燃烧过程中污染物排放的贡献,实现了高维复杂数据的降维,并分析了多环芳烃和典型无机污染物之间的关联性.结果表明,用2个主成分就可以描述原有变量80％以上的信息,主成分1保留了与温度相关的大部分变量以及给水压力和汽包压力的信息,主成分2主要提供了给水温度、总风量和主蒸汽压力的信息.多环芳烃各同系物在尾部烟道的生成途径是相同的,CO和多环芳烃之间存在强烈的关联,而SO2和NOx与多环芳烃的关联不大.     

生活垃圾接种堆肥中试研究

利用高温好氧菌群对生活垃圾进行人工接种堆肥实验,通过测定堆肥过程中温度、C／N比、总菌数等,较系统地研究了高温好氧菌群在生活垃圾堆肥中试系统中的作用．初始有机物含量53％,含水率为57．6％,C／N比为29;供气量控制在0．05m^3／min*m^3,处理1、处理2、处理3组堆料中分别接种1％、3％、5％(质量分数)的高温好氧菌群,与加入3％灭活菌的对照组进行对比实验．实验结果表明,接种高温好氧菌群可使前发酵堆肥高温时间提前,高温持续时间加长,从而加快了堆肥过程中有机质降解,缩短堆肥时间．     

城市垃圾填埋场沉降模型的研究

研究了城市垃圾填埋场的沉降变形机理,提出了计算沉降量的模型,模型由荷载应力下的压缩沉降和有机物降解后的压缩沉降两项组成.结合具体工程实例,研究了填埋场的库容,计算了填埋场封场后的沉降量,并给出了沉降量随时间的变化规律.研究表明,初始孔隙比、有机物含量及有机物的降解率是影响填埋场沉降的主要因素;沉降量随时间呈指数衰减,衰减系数为0.10～0.14.     

考虑应力路径影响的垃圾土应力-应变特性

填埋场内垃圾土体存在多种应力状态(如压缩、拉伸、加载和卸载等),常规三轴试验和直剪试验难以全面进行模拟。为此,利用GDS三轴仪针对垃圾土重塑样开展9种不同应力路径下的三轴试验,深入研究分析应力路径对垃圾土应力-应变特性和屈服特性的影响,提出描述垃圾土应力-应变关系统一的数学模型,并得到p-q应力空间上垃圾土的屈服轨迹。通过与砂土进行比较,揭示应力路径对垃圾土中纤维材料加筋作用的影响规律。结果表明：对于σ₃≥0的压缩路径,垃圾土的应力关系曲线上翘,没有任何出现峰值或趋于渐近值的迹象,纤维材料起到的加筋作用最显著;对于σ₃<0的压缩路径,垃圾土的偏应力随轴向应变增加而增大,并逐渐趋于某定值,纤维材料起到的加筋作用较弱;对于Δq<0的伸长路径,垃圾土与砂土的应力-应变关系曲线近乎一致,纤维材料几乎不产生加筋作用。垃圾土中纤维材料的加筋作用与应力路径密切相关,研究成果为全面深入理解垃圾土的力学特性提供了依据。     

造纸固废生产"有机-无机复混肥"的研究

利用碱法草浆造纸企业产生的固体废弃物：白泥、木质素、生化污泥及废草渣,经堆肥处理后复配、造粒,生产出一种有机-无机复混肥,并进行了农田试验。结果表明：该有机-无机复混肥可有效提高作物产量,改善作物品质,并对土壤具有显著的政良作用。该研究对防止碱法草浆造纸企业固体废弃物污染,缓解国内用肥危机具有重要的意义。     

Microstructures and thermal properties of municipal solid waste incineration fly ash

To analyze the feasibility of utilization of thermal technology in fly ash treatment, thermal properties and microstructures of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash were studied by measuring the chemical element composition, specific surface area, pore sizes, functional groups, TEM image, mineralogy and DSC-TG curves of raw and sintered fly ash specimens. The results show that MSWI fly ash particles mostly have irregular shapes and non-typical pore structure, and the supersonic treatment improves the pore structure; MSWI fly ash consists of such crystals as SiO₂, CaSO₄ and silica-aluminates, and some soluble salts like KCl and NaCl. During the sintering process, mineralogy changes largely and novel solid solutions are produced gradually with the rise of temperature. Therefore, the utilization of a proper thermal technology not only destructs those persistent organic toxicants but also stabilizes hazardous heavy metals in MSWI fly ash.     

城市生活垃圾焚烧渣工程特性试验研究

焚烧法减量效果显著,已成为生活垃圾的主要处理方法,然而城市生活垃圾焚烧会产生大量底渣,底渣如何处置利用是当前一个重要且亟待解决的难题。以武汉地区底渣为例,借助微观观测技术和室内测试试验,较为全面地分析武汉底渣的物理、化学及工程特性,与不同地区底渣特性进行对比,并进一步探讨武汉底渣在道路工程中作为路基填料、垃圾填埋场中用作防渗层的可行性。结果表明,底渣颗粒形状各异,表面光滑且有细小孔洞,是一种塑性较低、比重较高的级配不良砂性粗粒土;底渣重金属元素浸出浓度均未超过国家相关标准的规定限值;底渣的击实性与中细砂相似,有一定的压缩性,但其固结特性不明显;底渣的渗透系数略大于细砂,经掺和膨润土后可考虑用作垃圾填埋场防渗材料;底渣内摩擦角接近中细砂取值,同时还具有一定的黏聚力;在承载变形能力上,底渣的CBR测定值较高,满足路基工程材料对承载力的要求。     

不同渗滤液水位对垃圾土产气特性的影响研究

针对填埋场垃圾含水率沿纵向差异性较大,且较多垃圾处于渗滤液液面以下,降解规律较为复杂等问题。对无锡桃花山填埋场新鲜垃圾进行分拣、破碎,分别使用渗滤液原液、渗滤液(pH=7.45)及清水(pH=7.45)进行含水率控制,通过恒温水槽控制降解温度为41℃,进行现场垃圾的室内温控降解试验。试验结果表明:相同含水率条件下,产气速率第一峰值、二次产气开始时间及累计产气量,均为原液试样渗滤液(pH=7.45)试样水(pH=7.45)试样,且与含渗滤液(水)率呈正相关。