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

发布时间：2017-07-15 10:11

  本文关键词：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

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【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1812 m3/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。
【关键词】：管道堵塞 实际填埋气体 正交试验 最优工况 工艺设计
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 渗滤液收集导排系统堵塞的研究现状13
• 1.2.2 渗滤液输送管道堵塞的研究现状13-15
• 1.2.3 相近领域其他结垢堵塞的研究现状15-16
• 1.3 研究目标、内容及技术路线16-19
• 1.3.1 研究目标16
• 1.3.2 研究主要内容16-17
• 1.3.3 技术路线17-19
• 第2章 实验基础理论及相关原理19-33
• 2.1 填埋气体的产生、组成及其利用19-22
• 2.1.1 填埋气的产生和组成19-20
• 2.1.2 填埋气的利用20-21
• 2.1.3 小结21-22
• 2.2 渗滤液的组成、特性及污染危害22-24
• 2.2.1 渗滤液组成和特性22-23
• 2.2.2 渗滤液的污染及危害23-24
• 2.3 结垢理论分析24-27
• 2.3.1 结晶基本理论24-25
• 2.3.2 CaC03结晶规律理论25-27
• 2.3.3 管道堵塞物分析27
• 2.4 碳酸及碳酸盐系统平衡理论27-30
• 2.5 化学反应相关理论30-33
• 2.5.1 气液反应双膜理论30-32
• 2.5.2 化学反应速率32-33
• 第3章 实验设计与方案33-41
• 3.1 实验场地、实验装置及材料33-38
• 3.1.1 实验场地的选取33
• 3.1.2 实验装置及部件33-37
• 3.1.3 实验材料及仪器设备37-38
• 3.2 实验方案38-41
• 3.2.1 实验总体设计安排38-39
• 3.2.2 实验测定指标及方法39-41
• 第4章 填埋气去除渗滤液成垢离子的现场实验研究41-64
• 4.1 基础实验结果分析41-42
• 4.1.1 实验用渗滤液水质结果分析41
• 4.1.2 实验用填埋气组分分析结果41-42
• 4.2 单因素实验设计与结果分析42-57
• 4.2.1 “未调pH值进气”实验43-47
• 4.2.2 “调节pH值进气”实验47-57
• 4.3 正交实验设计与结果分析57-62
• 4.3.1 连续进气条件下正交实验结果分析58-60
• 4.3.2 间歇进气条件下正交实验结果分析60-62
• 4.3.3 本节小结62
• 4.4 最佳沉淀时间的确定62-64
• 第5章 渗滤液管输防垢工艺方案设计64-71
• 5.1 长安垃圾填埋场概况64
• 5.2 渗滤液管输防垢工艺设计64-67
• 5.3 工艺方案应用可行性分析67-69
• 5.3.1 技术适宜性分析67
• 5.3.2 经济适宜性分析67-69
• 5.3.3 环境效益分析69
• 5.4 本章小结69-71
• 结论与建议71-73
• 结论71
• 建议71-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-78

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