固體廢物填埋設施性能退化與服役壽命預測

第1章 緒論 001
1.1　固體廢物的定義和來源 002
1.1.1　固體廢物定義及探析 002
1.1.2　固體廢物的性質 004
1.1.3　固體廢物的分類 005
1.1.4　我國固體廢物的現狀及利用處置情況 010
1.2　固體廢物填埋技術 012
1.2.1　填埋場的定義 012
1.2.2　填埋場的分類 013
1.2.3　填埋技術發(fā)展情況 014
1.3　壽命預測的基本理論 015
1.3.1　早期壽命預測 015
1.3.2　中晚期壽命預測 016
1.4　工程設施的壽命預測 019
1.4.1　壽命預測的研究領域 019
1.4.2　材料或零部件的壽命預測方法 020
1.4.3　系統(tǒng)（整體）的壽命評估方法 021
1.5　固體廢物填埋場的壽命預測 022
1.5.1　核心部件HDPE膜的老化 022
1.5.2　核心部件導排系統(tǒng)的老化 023
1.5.3　填埋場的整體性能評估 024
參考文獻 025
第2章  填埋場工程壽命理論體系 028
2.1　填埋場壽命基本概念 029
2.1.1　工程壽命基本概念 029
2.1.2　填埋場系統(tǒng)結構和功能分析 029
2.1.3　填埋場壽命定義 032
2.2　填埋場退化因素、機理和影響分析（FMMEA）方法 033
2.2.1　FMMEA分析工作內容 033
2.2.2　FMMEA分析工作流程 034
2.3　填埋場系統(tǒng)退化因素與失效模式 035
2.3.1　填埋場系統(tǒng)失效模式 035
2.3.2　填埋場系統(tǒng)失效機理 036
2.4　填埋場系統(tǒng)退化影響 038
2.5　填埋場系統(tǒng)壽命評估方法 042
2.5.1　常見系統(tǒng)壽命評估方法 042
2.5.2　不同方法適用性及優(yōu)缺點 043
參考文獻 044
第3章  填埋場環(huán)境下HDPE膜氧化老化規(guī)律 045
3.1　HDPE膜基本特性及老化機理 046
3.1.1　HDPE膜基本特性 046
3.1.2　HDPE膜退化模式 046
3.1.3　填埋環(huán)境下HDPE膜退化模式 051
3.1.4　HDPE膜的氧化老化機理 052
3.2　HDPE膜氧化老化預測研究方法 054
3.2.1　氧化老化研究總體思路 054
3.2.2　老化模擬試驗方法 056
3.2.3　性能參數測定方法 058
3.2.4　老化預測模型：3-stage模型 060
3.2.5　典型老化試驗案例 063
3.3　典型溫度下HDPE膜老化規(guī)律 067
3.3.1　土工膜厚度的影響 068
3.3.2　暴露介質的影響 070
3.3.3　滲濾液的影響 071
3.3.4　暴露條件的影響 072
3.3.5　HDPE膜品牌/規(guī)格的影響 073
3.3.6　抗氧化劑耗損速率的參數敏感性 074
3.4　溫度演進條件下HDPE膜老化規(guī)律 075
3.4.1　典型填埋場堆體與襯墊系統(tǒng)溫度特征 075
3.4.2　抗氧化劑耗損規(guī)律 078
3.4.3　氧化誘導規(guī)律 085
3.4.4　性能退化規(guī)律 086
3.4.5　溫度演進下的HDPE膜3-stage總時長 087
參考文獻 087
第4章  HDPE膜缺陷產生和演化特征與預測方法 090
4.1　HDPE膜缺陷產生和演化過程 091
4.1.1　HDPE膜缺陷產生和演化原因 091
4.1.2　HDPE膜缺陷表征指標 092
4.1.3　HDPE缺陷產生和演化全過程概化 092
4.2　HDPE膜缺陷檢測方法 094
4.2.1　運行前HDPE膜完整性檢測 094
4.2.2　運行過程滲漏監(jiān)測（預裝電極） 096
4.2.3　運行過程滲漏定位（未預裝電極） 096
4.3　HDPE膜初始缺陷預測方法 098
4.3.1　故障樹分析法 098
4.3.2　數值模擬預測法 100
4.3.3　基于數據挖掘技術的統(tǒng)計模型法 100
4.4　我國填埋場HDPE膜缺陷產生特征 100
4.4.1　我國填埋場缺陷總體情況 100
4.4.2　我國填埋場缺陷密度分類統(tǒng)計情況 103
4.4.3　我國填埋場HDPE膜缺陷特征 104
4.5　案例研究：基于統(tǒng)計學的HDPE膜初始缺陷模型構建 107
4.5.1　初始缺陷的預測模型構建方法 107
4.5.2　CDUA的多元回歸預測模型 109
4.5.3　TDUA的多元回歸預測模型 112
參考文獻 114
第5章  導排介質淤堵規(guī)律及預測方法 115
5.1　填埋場導排系統(tǒng)結構及淤堵機理 116
5.1.1　導排系統(tǒng)結構和類型 116
5.1.2　導排系統(tǒng)中滲流途徑的確定 118
5.1.3　填埋場導排介質淤堵形成機理 122
5.2　導排層淤堵模擬試驗方法 126
5.2.1　試驗裝置 126
5.2.2　試驗材料 127
5.2.3　試驗步驟 127
5.2.4　淤堵的數學表征 128
5.3　導排層導排性能退化預測方法 128
5.3.1　典型場景建立 128
5.3.2　淤堵條件下滲透系數的數學表征 129
5.4　典型場景下淤堵時空演化的淤堵實驗模擬規(guī)律 132
5.4.1　試驗材料與方法 133
5.4.2　淤堵規(guī)律試驗結果 138
5.4.3　淤堵時空演化 141
5.5　填埋場尺度下的淤堵時間演化的模型模擬 145
5.5.1　模擬參數設置 145
5.5.2　淤堵預測結果 148
參考文獻 153
第6章  固體廢物填埋場整體性能模擬與壽命預測方法 155
6.1　壽命預測指標及其失效閾值 156
6.1.1　固體廢物填埋場壽命終止模式 156
6.1.2　壽命終止指標 157
6.1.3　壽命終止指標閾值 158
6.1.4　指標閾值計算方法 158
6.2　固體廢物填埋場水分運移 161
6.3　基于水量均衡的填埋場性能模擬 163
6.3.1　常用水分運移與性能評估模型介紹 163
6.3.2　HELP模型介紹 164
6.3.3　ERAMLL模型介紹 165
6.3.4　不同模型優(yōu)缺點對比分析 166
6.4　固體廢物填埋場性能長期演化 167
6.4.1　長期性能演化預測框架 167
6.4.2　Landsim模型介紹 168
參考文獻 169
第7章  固體廢物填埋場整體性能模擬與壽命預測案例分析 171
7.1　典型條件下國內填埋場長期性能演化與壽命特征 172
7.1.1　研究區(qū)及填埋場概況 172
7.1.2　模型基本參數 173
7.1.3　材料老化參數 177
7.1.4　典型條件下填埋場壽命特征 180
7.2　填埋場壽命影響因素探究 183
7.2.1　氣候因素 183
7.2.2　黏土施工質量 189
7.2.3　HDPE膜初始缺陷 192
參考文獻 192
附錄 193
附錄1  危險廢物填埋污染控制標準（GB 18598—2019） 194
附錄2  一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標準（GB 18599—2020） 209