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锅炉与工业窑炉协同处置城市固废及腐蚀风险研究现状

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环境工程 2022年第11期40卷 1-12页

作者：陈冠益刘馨仪孙昱楠杜承明王晓华颜蓓蓓程占军林法伟天津商业大学机械工程学院天津300134 天津大学环境科学与工程学院天津300072 生物气/油技术工程研究中心天津市生物质废弃物利用重点实验室天津300072

在循环经济背景下,能源化与资源化利用成为我国城市固废处置的有效途径。然而,城市固废来源广泛、种类复杂、成分多变,可对处置城市固废的设备稳定运行造成影响。通过综述锅炉与工业窑炉处置城市固废现状、运行过程腐蚀现象、机理及影... 详细信息

在循环经济背景下,能源化与资源化利用成为我国城市固废处置的有效途径。然而,城市固废来源广泛、种类复杂、成分多变,可对处置城市固废的设备稳定运行造成影响。通过综述锅炉与工业窑炉处置城市固废现状、运行过程腐蚀现象、机理及影响因素,概括了目前针对性防腐措施,介绍了S、Cl、碱金属元素对锅炉与工业窑炉协同处置城市固废工艺的影响,总结了现有研究的不足,在此基础上提出了需进一步探究的方向,为城市固废的回收利用提供了必要依据。

关键词：城市固废锅炉工业窑炉循环利用腐蚀

基于机器学习的高分辨率遥感影像城市固废检测

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基于机器学习的高分辨率遥感影像城市固废检测

作者：肖莎福州大学

学位级别：硕士

城市化进程的加快导致固废随处堆放的问题日益突出,因此对城市固废进行快速检测的需求也愈发强烈。现有研究大多聚焦于采用人工目视解译和影像监督分类的方法识别大型垃圾场,然而这些方法面临自动化程度低、很难建立判别标志、难以检测... 详细信息

城市化进程的加快导致固废随处堆放的问题日益突出,因此对城市固废进行快速检测的需求也愈发强烈。现有研究大多聚焦于采用人工目视解译和影像监督分类的方法识别大型垃圾场,然而这些方法面临自动化程度低、很难建立判别标志、难以检测出小面积露天固废堆等问题。为了克服现有方法的局限,本文从图像目标检测的角度,引入传统机器学习方法和区域卷积神经网络(Region-based convolutional neural networks,RCNN)模型开展固废检测,并针对基础的Faster R-CNN模型样本信息不足的问题,提出了基于样本合成的卷积神经固废检测框架(Sample composition based Faster R-CNN,SC Faster R-CNN)。主要的研究内容和成果如下:(1)基于传统机器学习的固废检测。引入传统机器学习目标检测思想,实现了基于选择性搜索(Selective Search,SS)、局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)、尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)、梯度方向直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)人工特征提取的固废检测,通过对比实验表明了 SS+LBP+SVM方法在检测精度和检测效率上的优越性。将SS+LBP+SVM方法应用于2个较大区域范围遥感影像,准确率和召回率均低于40%,说明该方法暂时无法满足实际工程的需求。(2)基于样本合成的卷积神经网络的固废检测。引入卷积神经网络目标检测思想,针对现有模型样本信息输入不足的问题,提出了基于样本合成的卷积神经固废检测框架——SC Faster R-CNN。实现了基于 R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN、SC Faster R-CNN的固废检测,通过对比实验展示了 SC Faster R-CNN模型在检测精度和检测效率上的绝对优势。SC Faster R-CNN较传统的机器学习方法在检测精度和检测效率上都有明显提升。在2个较大区域范围的应用中,,准确率分别为96.29%、77.45%,召回率分别为98.11%、92.94%,总检测时间分别为356s、287s。由此说明了卷积神经网络模型主动学习的特征比人工设计的特征更适合表达固废样本,而样本合成方法能够有效的抑制错检和漏检现象。

关键词：目标检测机器学习卷积神经网络样本合成城市固废

基于改进关联分析的城市固废环境影响因子筛选

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基于改进关联分析的城市固废环境影响因子筛选

作者：丁春华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

国内城市化进程加速的同时,城市固废的种类和产量与日俱增,对人体健康和环境安全造成危害。目前,国内对城市固废的生态环境影响研究不多,实际工作中存在应该重点监测的化学物质不明等问题。合理有效的城市固废环境影响因子研究是城市固... 详细信息

国内城市化进程加速的同时,城市固废的种类和产量与日俱增,对人体健康和环境安全造成危害。目前,国内对城市固废的生态环境影响研究不多,实际工作中存在应该重点监测的化学物质不明等问题。合理有效的城市固废环境影响因子研究是城市固废的环境安全评估和环境污染治理的基础,对生态可持续发展具有重要意义。针对传统依赖专家经验进行环境影响因子筛选方法主观性强,难以客观量化的不足,从分辨系数、指标权重确定及其权重优化调整等三个角度改进传统灰色关联分析方法,给出一种数据驱动的自适应分辨系数多指标变权综合改进关联分析的城市固废环境影响因子筛选方法,并据此建立了城市固废环境影响梯级优控因子清单。具体工作包括:首先,研究城市固废环境影响因子候选清单及其初筛问题,建立初筛因子清单。结合文献调研、专家咨询和现场调研情况,系统汇总形成城市固废环境影响因子候选清单。进而,研究城市固废环境影响因子的筛选问题,依据固废的暴露势、接触势和毒性势等理化特性,确定初筛原则,并据此得到城市固废环境影响因子初筛清单。其次,从分辨系数、指标权重分配和权重调整三个角度改进关联分析,给出基于自适应分辨系数多指标变权综合改进关联分析的环境影响因子复筛方法。针对传统灰色关联分析的分辨系数取值不明确可能导致结论说服力降低和关联度区分不足的问题,给出分辨系数动态调整的原则,引入反映序列整体分布特性的变异系数概念,提出考虑指标取值分布特性动态调整分辨系数的自适应分辨系数改进关联分析方法,提高了其分辨能力。针对指标权重均匀分配未考虑指标间存在的关联性,可能会造成信息丢失或内部关联度较高的部分指标控制整体关联度等问题,给出改进的序关系法确定指标常权权重。该方法选择更为合理的10/10～18/2标度作为准则层重要度赋值的参照量度;提出指标环境危害贡献率的概念,综合准则层重要度赋值和指标层危害贡献率来确定指标间的相对重要程度,并据此确定各指标权重。针对常权综合改进关联分析区分能力不足问题,考虑指标评价向量的信息熵,设计惩罚型状态变权向量对常权进行修正,提升关联分析方法的区分能力,并加强指标体系的内部均衡及其对复杂环境的自适应。综合上述三项成果,建立了基于自适应分辨系数多指标变权综合改进关联分析的影响因子复筛方法。算例分析结果验证了该方法的有效性和先进性。最后,以环渤海某典型城市为例,进行实例分析。利用基于自适应分辨系数多指标变权综合改进关联分析的影响因子复筛方法,确定了城市固废环境影响因子清单,并给出基于离差平方和最小化聚类的影响因子优控等级划分方法,将75项固废环境影响因子划分为4个等级,建立了城市固废环境影响分析的梯级优控因子清单。研究结果表明,相比于传统灰色关联度,新方法的有机类别影响因子关联度区分度增大117.84%,无机类别影响因子关联度增大44.95%。

关键词：城市固废因子筛选灰色关联分析序关系法信息熵

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饱和城市固废一维降解固结理论研究

饱和城市固废一维降解固结理论研究

作者：郭淇钢浙江大学

学位级别：硕士

我国城市固废以快速易降解的厨余组分为主,渗滤液产量大,容易引起填埋体水位雍高达到饱和状态。填埋后的城市固废因降解产生固相质量损失,从而造成在外力作用下的固结是一个相当复杂的过程。主要体现在以下三个方面：(1)可降解固相水解... 详细信息

我国城市固废以快速易降解的厨余组分为主,渗滤液产量大,容易引起填埋体水位雍高达到饱和状态。填埋后的城市固废因降解产生固相质量损失,从而造成在外力作用下的固结是一个相当复杂的过程。主要体现在以下三个方面：(1)可降解固相水解和胞内水释放引起固相和孔隙体积的变化;(2)胞内水释放引起孔隙水质量变化;(3)可降解固相水解和胞内水释放导致压缩性衰变。本文重点研究饱和城市固废一维降解固结特性。主要内容和成果如下：(1)建立了饱和城市固废一维降解固结普遍模型。不同于传统土体,可降解固相水解产生的孔隙需要额外孔隙水填充,使得超静孔压减小;胞内水释放产生的孔隙由释放形成的等体积孔隙水填充,不产生额外的超静孔压变化;固相质量损失导致骨架疏松,压缩性增大,使得超静孔压增加。因此实际过程中超静孔压的响应是上述三方面超静孔压响应的综合结果。(2)基于已有城市固废降解、压缩和渗透特性研究,获得了考虑可降解固相水解、胞内水释放为孔隙水及降解导致压缩性衰变的一维降解固结简化模型;基于简化模型,针对饱和城市固废填埋层底部淤堵不透水和顶部自由排水工况,获得了一维降解固结解析解。针对我国填埋场新鲜固废的计算结果表明：在瞬时常荷载作用下,固结初期,填埋层底部的超静孔压值会超过初始值,这主要是因为降解引起固相质量损失导致骨架疏松、压缩性增大;固结后期,整个填埋层出现负的超静孔压,这主要是因为后期填埋层孔隙比因固相质量损失而增大,而压缩性衰变相对较小。参数敏感性分析表明：次压缩速率越大,固结初期超静孔压越大;增加填埋层的先期固结压力会延缓超静孔压的消散。(3)基于饱和城市固废一维降解固结简化模型,去除常数固结系数假定,获得了考虑固结系数变化的饱和城市固废一维降解固结简化模型。验证了COMSOL Multiphysics求解的可靠性,并数值求解该简化模型,以研究固结系数变化对降解固结性状的影响。结果如下：固结初期,固结系数随着深度的增加而增大,填埋层上部的固结系数小于初始值,填埋层底部出现固结系数超过初始值。但整个填埋层超静孔压值大于对应的常数固结系数工况中的相应值,这主要是因为填埋层上部固结系数减小,固结系数越小超静孔压的消散越慢。由于固结后期固结系数相对较小,负的超静孔压的消散也较慢。相比常数固结系数工况,考虑固结系数变化时,主压缩的发展相对较慢,次压缩几乎不受影响。(4)基于实测不同龄期试样的可降解固相质量、胞内水质量和沉降值,结合一阶动力学模型拟合得到可降解固相水解速率、胞内水释放速率和次压缩速率;并研究不同降解环境对胞内水释放速率和可降解固相水解速率的影响;分析胞内水释放完成程度与可降解固相水解完成程度的关系;假定用可降解组分质量损失程度表征次压缩的完成程度,并基于实测结果对该假定进行验证。基于第四章中考虑固结系数变化的饱和城市固废一维降解固结简化模型,结合三个速率的相关性,本章获得了变固结系数条件下,同时考虑可降解固相和胞内水对次压缩影响的饱和城市固废一维降解固结简化模型;通过算例分析得到如下结果：次压缩速率由胞内水速率控制这一假定导致固结初期超静孔压偏大,后期则偏小;胞内水释放速率相同时,可降解固相水解速率越大,固结初期超静孔压越小。

关键词：固结降解城市固废饱和超静孔压应变

高水位城市固废填埋场竖井联合真空法降水机理研究

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高水位城市固废填埋场竖井联合真空法降水机理研究

作者：倪达浙江工业大学

学位级别：硕士

我国城市固废堆体经降解和降雨入渗产生大量渗滤液,长期导排不畅的渗滤液淤积于堆体内,导致堆体内渗滤液水位普遍雍高。高渗滤液水位极易诱发固废堆体失稳、地下水土污染及填埋气无法有效收集等问题,这些给公众健康和周边环境造成严重... 详细信息

我国城市固废堆体经降解和降雨入渗产生大量渗滤液,长期导排不畅的渗滤液淤积于堆体内,导致堆体内渗滤液水位普遍雍高。高渗滤液水位极易诱发固废堆体失稳、地下水土污染及填埋气无法有效收集等问题,这些给公众健康和周边环境造成严重威胁。针对高渗滤液水位,通常采用竖井联合真空法降水进行渗滤液抽排,以提高堆体稳定安全性和填埋气收集率。竖井联合真空法降水在我国高水位填埋场渗滤液水位控制和填埋气收集优化中具有广阔的应用前景,但由于缺乏对竖井联合真空法降水机理的认识,制约了该方法的发展。因此,研究高水位填埋场竖井联合真空法降水机理有助于更合理更高效的进行渗滤液水位控制和填埋气收集。本文采用砂土模拟填埋场深层垃圾,通过自主设计制作的竖井联合真空法降水模型系统对饱和土体进行不同速率的注气(注气阶段),模拟填埋场内垃圾产气,再静置一段时间(静置阶段);静置阶段结束后,进行竖井联合真空法抽水,模拟高水位城市固废填埋场竖井联合真空法降水。主要研究内容和研究结果如下:(1)依据模型试验过程中固液气三相物质的质量守恒和体积守恒关系,分析注气和静置过程中水位以下土体内气体体积和平均气压的变化规律。通过注气和静置阶段的孔压监测数据,研究了水位以下土体内封闭气包带的形成和发展规律。研究结果表明:直到静置阶段结束时不同工况下水位面以下土体内气体的平均气压约为外界大气压的1.35～4.26倍,说明了土体内封闭气包带的积聚十分明显。当注气速率越大,水位面以下土体内封闭气包带体积越大,水位雍高越多,水位面以下土体内封闭气包带平均气压越小。静置阶段的初期,水位面以下土体内气体往水面自由的逃逸,封闭气包带的体积随之减少,孔压出现短时间的较小幅度的降低;静置阶段后期,水位面以下土体内气体逃逸完成,剩下的气体在土体孔隙中形成了稳定的封闭气包带。(2)通过将有注气的竖井联合真空法降水模型试验(第二组)结果与无注气的竖井联合真空法降水模型试验(第一组)结果对比,分析研究了不同真空度下竖井降水过程中水位和抽水速率的变化规律,获得竖井联合真空法降水对土体水位下降及封闭气包带的影响规律,以及土体内封闭气包带对水运移的影响规律。研究结果表明:较高真空度(6k Pa、8k Pa、9.5k Pa)明显加速了水位以下封闭气包带扩散,对靠近竖井区域的水抽排产生了更强的阻滞影响,导致第二组试验在较高真空度(6k Pa、8k Pa、9.5k Pa)下初期抽水出现反规律性的降水漏斗;而第一组试验并没有此现象出现。第二组和第一组试验在抽水初期,随着真空度的增加,抽水速率减小;在抽水后期,随着真空度的增加,抽水速率增加。在抽水初期,随着真空度的增加,累计抽水量逐渐减小;在抽水后期,真空度越大,封闭气包带的突破和消散速度越快,累计抽水量逐渐增大。(3)基于试验结果分析的相关机理探讨:注气阶段前中期土体孔隙内的水受到气体挤压、土颗粒挤压和围压的影响,从孔隙内流出;注气阶段后期,注入的大量气体逐渐贯穿土体孔隙,形成气体通道,通道气体的移动主要受毛细管力的影响;注气阶段后期和静置阶段前中期有气体从水位以下土体内逃逸,此过程伴随着水从土体孔隙内流出;静置阶段后期,部分气体被封闭在了土体内,此时气体的移动主要受浮力的影响;静置阶段结束时,水位以下土体内存在不易逃逸的封闭气包带堵塞了土体部分孔隙通道;真空度的施加和竖井抽水降低土体水位的同时作用会降低封闭气包带的突破气压,使得封闭气包带易于扩散。

关键词：城市固废填埋场降水竖井真空

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城市固废现状、污染成因及治理对策

资源节约与环保 2022年第9期37卷 39-42页

作者：徐慧郑州市新密生态环境服务中心河南郑州452373

随着工业化、城镇化进程的加快,一般固废、工业固废、生活垃圾等城市固废产生量也急剧增加,城市固废已经成为制约城市可持续发展的重要因素。文章以郑州市为例,首先探讨了城市固体废物的主要特点、分类及其危害,探讨了全市固体废物的现... 详细信息

随着工业化、城镇化进程的加快,一般固废、工业固废、生活垃圾等城市固废产生量也急剧增加,城市固废已经成为制约城市可持续发展的重要因素。文章以郑州市为例,首先探讨了城市固体废物的主要特点、分类及其危害,探讨了全市固体废物的现状及其污染成因,并提出了城市固体废物的处理处置策略,为进一步推动城市环境治理,营造可持续发展环境具有积极的现实指导意义。

关键词：城市固废固废污染资源化

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城市固废处理研究进展

山东化工 2010年第7期39卷 57-59页

作者：玉群英刘子凤惠州市环境科学研究所广东惠州516001

分析了垃圾处理的传统方法的利弊,简述了国内外城市固废处理方法的研究现状,提出低热值生活垃圾热解气化焚烧工艺将具有资源回收适用范围更广,效率更高,对环境污染更小等特点,具有广泛的应用推广前景。

关键词：城市固废热处理研究进展

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城市固废现状分析及治理对策

皮革制作与环保科技 2023年第3期4卷 83-85页

作者：胡传侠楼小洁刘丹蕾浙江皓景环境技术有限公司浙江义乌322000

本文讨论了城市固废的主要组成和危害,分析了城市固废治理的基本原则,论述了城市固废治理工作的现状,并在这一基础上提出了提升城市固废治理效率的对策。

关键词：城市固废固废处理现状分析固体污染治理治理对策

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城市固废综合处理技术的探究

中国科技期刊数据库工业A 2022年第3期 79-81页

作者：张敏河北巨和环境科技有限公司河北石家庄050000

固体废弃物是指在生产、生活和其他活动中已丧失其原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的物品,其存在形态有固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质。工业固体废弃物是指根据我国固体废物鉴别标准确定的具有危害性质... 详细信息

固体废弃物是指在生产、生活和其他活动中已丧失其原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的物品,其存在形态有固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质。工业固体废弃物是指根据我国固体废物鉴别标准确定的具有危害性质的废物。由于其种类繁多,结构复杂,数量庞大,对环境造成了很大的污染。固体废物主要分为危险废物、工业固体废物、城市固体废物。危险废物泛指除放射性废物以外,具有腐蚀性、易燃性、反应性、毒性、感染性的可能对人类的生活环境产生危害的废物,包括医疗废物、工业废水处理污泥、废电路板、废矿石等列入危险废物名录的物质;城市生活垃圾一是指城镇居民在日常工作和生活中产生的固废,二是指为城镇居民提供服务的行业产生的固废,三是除上述生活垃圾外,法律、法规规定作为城市生活垃圾管理的固体废物,如建筑施工过程中产生的渣土、拆除或破损的砖瓦、废木料等建筑垃圾。

关键词：城市固废综合处理技术