降解、压缩和干湿循环耦合作用下垃圾持水特性及填埋场液气导排控制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41402249
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0705.工程地质环境与灾害
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Municipal solid waste (MSW) landfills in China face the problem of low efficiency in leachate drainage and landfill gas (LFG) collection. This is resulted by the formation and variation of unsaturated, saturated and gas-filled dry zones in landfills. Landfilled MSWs undergo coupled processes of biodegradation, compression and liquid-gas flow. It is difficult for liquid-gas flow modeling to determine the unsaturated, saturated and gas-filled dry zones in landfills without considering bio-hydro-mechanical coupled effects on the change of water retention properties for MSWs. This project will study the relationship of particle size and inner-particle moisture content with the degree of biodegradation for MSWs through laboratory experiments. Soil-water characteristic curves (SWCC) of MSWs with different degrees of biodegradation and compression will be tested under drying-wetting cycles. The effect of suction change on waste deformation will be assessed. The effects of particle-size, void ratio and hysteresis on water retention properties of MSWs will be studied, and a hysteresis model will be established to assess the increment of saturation during the bio-hydro-mechanical coupled processes. The governing equations for liquid-gas flow as well as the corresponding program of a bio-hydro-mechanical (BHM) coupled model proposed by the applicant will be updated through the hysteresis model. The formation and variation of typical liquid-gas zones in Chinese landfill will be studied through the BHM coupled model. Optimization methods for the design and operation of leachate drainage and LFG collection systems will be developed.
我国城市垃圾填埋场液气存在形式复杂,垃圾体存在非饱和区、饱和区及封闭气包区,这些区域的形成以及不断发展和变化是我国填埋场液气导排难以有效实施的根本原因。填埋场垃圾受到降解、压缩和渗流的耦合作用,未考虑耦合作用下垃圾持水特性的变化导致目前液气耦合运移分析无法揭示填埋场典型液气存在形式。本项目通过室内试验揭示固相颗粒尺寸及胞内水含量与降解程度的相关关系;在此基础上开展降解-压缩耦合作用下不同饱和度路径垃圾土水特征曲线测试,分析基质吸力对垃圾变形的影响,揭示降解、压缩和干湿循环耦合作用过程中固相颗粒尺寸和孔隙比变化以及干湿滞回效应对垃圾持水特性的影响规律,建立降解、压缩和干湿循环耦合作用下垃圾饱和度增量计算模型,并对已有固-液-气耦合作用模型的渗流控制方程和相应的数值分析程序进行更新;针对我国填埋场工程特点,分析填埋场典型液气存在形式的形成、发展和变化规律,提出液气导排系统设计和运行优化方法。

结项摘要

开展城市生活垃圾持水特性研究对于填埋场液气存在形式分析及液气导排系统设计和运行优化具有非常重要的意义。通过人工配制新鲜样的室内降解试验,获取不同降解程度垃圾试样。测试了垃圾试样的降解程度表征指标C/L和DOD、固相颗粒颗分曲线和比重。提出吸水纸法结合烘干法测试垃圾试样胞内水含量,并通过室内试验验证了方法的可靠性,发现2个月内胞内水基本释放完毕。提出了考虑降解的颗分曲线计算模型,该模型能够较好地预测不同降解龄期下垃圾试样的颗分曲线。研制了大尺寸城市生活垃圾骨架和孔隙水体积变化系数测量装置,利用该装置测试了新鲜状态和2个月降解龄下各3个不同孔隙比试样的土水特征曲线,分析得到了孔隙比和降解对垃圾持水特性的影响规律。提出了基于颗分曲线和孔隙比的土水特征曲线预测模型,该模型较好的预测了2个月降解龄垃圾试样和高龄期钻孔试样的土水特征曲线,且所预测得到的土水特征曲线能够较好地反映孔隙比和降解对于垃圾持水特性的影响规律。通过上述试验确定了垃圾骨架和孔隙水体积变化模型参数的取值。开展了不同降解程度垃圾试样渗透系数的室内试验,建立了考虑降解-压缩耦合作用的渗透系数计算模型。建立了考虑优先流和基质流的填埋场竖井降水模型,获得了渗沥液水位降深的解析解。更新了已有固-液-气耦合模型和分析程序,针对我国高水位填埋场,分析了两个填埋场的现场竖井抽水试验,建议降水设计时wf和kfr/kmr的取值分别为0.45和500;分析了中型和大型填埋场填埋气收集率与渗沥液水位的相关性,建议渗沥液水位控制在填埋厚度的30%以下,以确保填埋气收集的有效性。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
One-dimensional consolidation of saturated degradable porous media with degradation-dependent compressibility
具有退化相关压缩性的饱和可降解多孔介质的一维固结
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Environmental Earth Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiao Bing Xu;Yun Min Chen;Wen Jie Xu;Qi Gang Guo;Liang Tong Zhan
  • 通讯作者:
    Liang Tong Zhan
Evolution of saturated hydraulic conductivity with compression and degradation for municipal solid waste
城市固体废物压缩和降解过程中饱和导水率的演变
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Waste Management
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Han Ke;Jie Hu;Xiao Bing Xu;Wen Fang Wang;Yun Min Chen;Liang Tong Zhan
  • 通讯作者:
    Liang Tong Zhan
非饱和土质覆盖层多组分气体运移机理研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张旭俊;陈云敏;徐晓兵;詹良通;杨益彪
  • 通讯作者:
    杨益彪
Biochemical, hydrological and mechanical behaviors of high food waste content MSW landfill: liquid-gas interactions observed from a large-scale experiment
高食物垃圾含量城市固体废弃物填埋场的生化、水文和机械行为:大规模实验观察到的液-气相互作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Waste Management
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Liang Tong Zhan;Hui Xu;Yun Min Chen;Ji Wu Lan;Wei An Lin;Xiao Bing Xu;Pin Jing He
  • 通讯作者:
    Pin Jing He
基于颗分曲线预测可降解土体土水特征曲线的初探研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    土木工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐晓兵;陈云敏;张旭俊;肖电坤
  • 通讯作者:
    肖电坤

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

单一组分与多组分城市生活垃圾孔隙率特性对比研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐晓兵;李育超;詹良通;陈云敏
  • 通讯作者:
    陈云敏
不同压力下垃圾降解压缩试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柯瀚;刘骏龙;陈云敏;詹良通;徐晓兵
  • 通讯作者:
    徐晓兵
分层堆填条件下填埋场沉降计算及实例分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柯瀚;王耀商;陈云敏;詹良通;徐晓兵
  • 通讯作者:
    徐晓兵
穿越软土层嵌岩桩筏基础沉降特征与计算方法
  • DOI:
    10.1155/2021/7882046
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡敏云;陆雨珂;陈小雨;张庆山;徐晓兵;张勇
  • 通讯作者:
    张勇
单一组分与多组分城市生活垃圾孔隙率特性对比研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐晓兵;李育超;詹良通;陈云敏
  • 通讯作者:
    陈云敏

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码