複合反濾滲濾液抽排豎井滲透-淤堵機理與淤堵防治

《複合反濾滲濾液抽排豎井滲透-淤堵機理與淤堵防治》是依託浙江大學，由蘭吉武擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複合反濾滲濾液抽排豎井滲透-淤堵機理與淤堵防治
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：蘭吉武
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

我國填埋場建有滲濾液水位迫降抽排豎井超過2萬口，但其普遍存在淤堵快、出水流量低和水位控制效果差的問題。工程探索表明，一種具備複合反濾結構的滲濾液抽排豎井具有良好的抗淤堵性能，但其滲透-淤堵機理尚不清楚，難以進一步最佳化和推廣。擬針對填埋場複合反濾滲濾液抽排豎井開展研究。通過單元體試驗和模擬，研究複合反濾層的滲流機理，掌握各反濾結構層流量負荷分布規律，揭示其在不同物化生化特性滲濾液、溫度、上覆壓力、位移等因素作用下的滲透-淤堵回響，探索最佳化複合反濾結構；開展複合反濾抽排豎井長期室內模型試驗，掌握其反濾結構及井周垃圾長期使用後的淤堵時空發展規律，試驗探索淤堵防治技術；建立考慮淤堵時空效應的複合反濾抽排豎井井流計算方法；開展現場試驗，驗證和進一步探索複合反濾層抽排豎井出水效果、淤堵發展規律及淤堵防治技術。本研究可闡明複合反濾滲濾液抽排豎井的滲透-淤堵時空發展規律，有利於其進一步最佳化發展和推廣套用

結題摘要

堆體內水位壅高會降低垃圾的有效應力，也會引起填埋氣阻滯、氣壓增大，顯著降低堆體的穩定性。填埋場採用抽排豎井強制降低滲濾液水位，常有三種形式：具有複合反濾結構的大口徑豎井，具有複合反濾結構的小口徑豎井，以及常規結構的大口徑豎井。 廣州興豐填埋場降水實踐表明，具有複合反濾結構的大口徑和小口徑豎井，單井平均產水量可達25m3/d，遠大於常規降水豎井的5m3/d ~10m3/d，效果良好。但通過改變豎井結構，很難進一步提升出水量，原因是堆體記憶體在液氣阻滯效應，降低了滲濾液自堆體向豎井內的運移速率，限制了豎井的產水量。現場監測表明，厚度40m左右的堆體，實測主水位埋深4m~10m，滯水位埋深3m~5m，氣壓達到225kPa，水、氣壓力大，阻滯嚴重。 基於此，研發了一種負壓抽排豎井，除採用複合反濾結構，同時利用真空泵在豎井內形成負壓，增大滲濾液的滲流梯度，弱化填埋氣對滲濾液的阻滯，提高豎井產水量。在杭州天子嶺填埋場建設負壓抽排豎井並開展試驗，結果表明：（1）定降深25 m抽水，井內負壓由0 kPa增加至-30 kPa，qs由46.1 m3/d增加至66.3 m3/d，出水量顯著提升。（2）將井內負壓保持在-30 kPa時，降深由15 m增加至25 m，產水量由45.0 m3/d增加至66.3 m3/d。（3）定降深25m抽水，井內負壓由0kPa增加至-30kPa時，距井5m處水位降深由7.3m增加至12.7m，距井30m處由1.2m增加至1.6m。影響半徑平均由34.5m增加至37.2m。（4）井周邊堆體內的負壓隨著深度和距井水平距離逐漸減少。隨著深度的增加，堆體內負壓逐漸衰減。當井內負壓為-30kPa時，距井5m深度15m處負壓為-14.7kPa，深度30m處負壓為-3.5kPa。隨著水平距離的增加，堆體內真空也逐漸衰減。（5）隨著負壓的增加，折算堆體內飽和滲透係數kw由1.41×10-6 m/s逐漸增加3.29×10-6 m/s。 研究表明，具備複合反濾結構的大口徑、小口徑豎井均取得很好的套用效果，尤其是小口徑豎井，具有成井速度快、降水效果好的特點，已在深圳、廣州、杭州、上海及西安等多地獲得套用。負壓抽排豎井可增大堆體內滲濾液的滲流梯度，弱化液氣阻滯效應，提高豎井產水量，具有良好的套用前景。