Skip to main content
SUPERVISOR
Majid Sartaj
مجید سرتاج (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Jolous Jamshidi
رضا جلوس جمشیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1383

TITLE

Simulation and Investigation of Performance of Leachate Injection Systems in Bioreactor Landfills
The bioreactor landfilling is a waste management practice which has been introduced since the midst of 70’s. In this method, the common storage based design approach of conventional landfills is modified to enhance the biological degradation of the waste. One of the most common practices in the design of bioreactor landfills is leachate recirculation. Many research studies have demonstrated the advantages of leachate recirculation, showing that injecting leachate into landfills not only increases the stabilization rate of the waste but also improves the quality of collected leachate at the bottom of landfill. The realization of a leachate recirculation system has always been complicated by design and execution of such systems. Incorrect design of such systems would cause leachate to seep from the landfill edges and could result in unstable conditions in above ground landfilling and increased head on bottom liners. Investigations have shown that vertical and horizontal injection wells are the best methods of introducing leachate into bioreactor landfills in terms of performance. In the current research, the hydraulic properties of Municipal Solid Waste (MSW) in Iran have been measured in laboratory scale under different conditions of density and age. The results have been incorporated into the VS2DTI software to simulate the leachate flow through horizontal and vertical injection wells considering different scenarios for anisotropy and heterogeneity and ignoring the effect of gas production on leachate migration. Results show that anisotropy is more important in determination of distance of influence in injection systems compared to heterogeneity. Results of the simulations have been tabulated at the end of each section to provide guidance for designers of injection systems for preliminary assessments. Also thermal response of leachate injection into landfills has been investigated by simulating the injection of 4 o C leachate (winter conditions) and 32 o C leachate (summer conditions). Simulations show that injecting cold leachate would considerably decrease the temperature within landfill. This could reduce the waste degradation rate in landfills.
تبدیل سیستم‌های دفن پسماند به بیورآکتور، ایده‌ای است که از اواخر دهه هفتاد میلادی مورد توجه محققین در زمینه مدیریت مواد زائد جامد بوده است. در سیستم مرکز دفن بیورآکتور تلاش می‌گردد به‌جای نگرش ذخیره‌ای موجود بر مراکز دفن، طراحی به‌گونه‌ای انجام شود که عملکرد لندفیل به‌صورت فرایند محور باشد. از جمله متداول‌ترین فرایند‌های پیشنهاد شده در اجرای مراکز دفن به صورت رآکتور بیولوژیکی بازچرخانی شیرابه می‌باشد. تحقیقات گسترده در زمینه مزایای لندفیل‌های بیورآکتور نشان می‌دهد علاوه بر تجزیه سریع‌تر زائدات و در نتیجه کاهش بازه آلایندگی این مراکز به دلیل فراهم شدن رطوبت کافی جهت تثبیت زائدات در اثر بازچرخانی، شیرابه عبوری نیز بر اثر عبور از میان زائدات تحت تاثیر برخی مکانیزم‌های تصفیه مانند جذب قرار می‌گیرد و از بار آلی آن کاسته می‌شود. با وجود اثبات مزایای قابل ملاحظه بازچرخانی شیرابه، اجرای آن در مقیاس واقعی تحت تاثیر پیچیدگی فرایند طراحی و نیز مشکلات غیر قابل پیش‌بینی در حین اجرا بسیار محدود بوده است. عدم طراحی مناسب این سیستم‌ها سبب مشکلاتی از قبیل نشت شیرابه از دیواره‌ها و پوشش‌های فوقانی لندفیل، عدم پایداری شیروانی‌ها در دفن روسطحی، غیر اقتصادی شدن فرایند اجرا و نیز افزایش هد بر روی پوشش‌های کف می‌گردد. تحقیقات نشان می‌دهد سیستم‌های تزریق افقی و قائم دارای بیشترین کارایی در تزریق شیرابه به داخل مراکز دفن می‌باشند. بر این اساس و با توجه به تفاوت موجود در ویژگی‌ پسماندهای جمع‌آوری شده در ایران، در تحقیق حاضر پس از تعیین ویژگی‌های هیدرولیکی زائدات تازه و پیر و تحت درجات فشردگی مختلف در مقیاس آزمایشگاهی، شبیه‌سازی چاه‌های تزریق افقی و قائم باتوجه به خصوصیات به‌دست آمده از مطالعات آزمایشگاهی تحت حالت‌های مختلف غیر همسانی و نیز غیر همگنی محیط و با فرض صرف‌‌نظر کردن از تاثیر متقابل حرکت گاز و شیرابه در داخل مرکز دفن و نیز جریان‌های انتخابی و وابسطه به چگالی صورت پذیرفت. در کنار شبیه‌سازی هیدرولیکی، تاثیر تزریق شیرابه بر دمای درون مرکز دفن نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد، غیر همسانی محیط بیشترین تاثیر را در تعیین حداکثر فاصله تاثیر چاه‌های تزریق دارا می‌باشد. همچنین نتایج شبیه‌سازی حرارتی بیان‌گر کاهش قابل ملاحظه دمای داخل مرکز دفن در تزریق در فصل زمستان (با فرض دمای 4 درجه سانتی‌گراد برای شیرابه تزریقی) می‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی