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生活垃圾填埋场不同填埋方式填埋气特性研究
作者:刘玉强 黄启飞 王琪 刘国浔 来源:互联网 发布时间:2008-7-29 10:01:21
解的有机物;中等程度降解的有机物;较慢降解的有机物。每一种有机物都有其产气曲线,其输入项为垃圾量、成分、含水率以及产气滞后时间和转化时间(可降解的物质转化为生物气所需的时间)。三种不同的有机物的转化量之和就是总的垃圾填埋气的产气量[13,14]。
1.1.2垃圾填埋产气过程的国内研究
我国对填埋气的产量和产气速率的研究起步较晚,随着城市垃圾填埋场填埋气问题的日益突出,国内已经越来越多地关注填埋气的研究。我国目前对填埋气进行的模型研究基本上都是通过现场抽气试验和试验室模拟两种方法确定填埋场的产气量和产气速率。
黎青松等[15]通过对深圳市玉龙坑填埋场的现场打井抽气实验,在Scholl-Canyon模型的基础上得到该填埋场的垃圾产气量为189m3/t。而且还得出了垃圾产气速率的表达式。胡明甫[16]通过研究分析Buswell-Mueller化学计量法和化学需氧量法估算填埋场产气量,并进而通过Scholl-Canyon模型对产气速率进行研究,给出城市垃圾填埋场历年填埋气产气量预测计算的具体方法。焦学军等[17]针对上海老港垃圾填埋场结合实验室研究,应用MGMEMCON模型得出理论上的甲烷产量为52.97L/kg,实验室研究结果为,在填埋后的1~5年内产气速率随时间的增加而减少,填埋2年的垃圾实际的产气速率为4.6mL/(kg•d),2年内的产气速率下降较快,从第3年开始将逐渐趋于稳定。
王伟等[18]在城市垃圾填埋场CH4产生模型的基础上,对今后20年国内垃圾填埋场CH4产生情况进行了预测,表明随着垃圾产生量的增长,CH4排放量占我国温室气体排放总量的分额将从2000年的3.83%,增加到2020年的7.19%。
1.2填埋气迁移过程的研究进展
1.2.1填埋气迁移过程的国外研究
20世纪70年代末期国外开始对填埋气的迁移进行系统研究。
填埋气在土壤中的迁移:Douglas等[19]研究了填埋场释放气体CH4在非饱和土壤中的迁移模型,其模型与地下水中污染物迁移模型类似,该模型反映了填埋气的迁移是由于填埋气压力、浓度与速度梯度而产生。1975年,Houshang等[20]研究发现,填埋气在填埋场周边土壤中可迁移相当远的距离,填埋气在土壤中还向上扩散,并在一些封闭的建筑物内积聚,存在火灾与爆炸隐患。所以填埋场必须采取控制填埋气流动的措施,以保护人身和财产安全。进一步研究表明,填埋气迁移距离是土壤渗透率、气体压力和浓度的函数。
填埋气在垃圾体中的迁移:1979年,Stanford大学的Angelos等[21]认为影响填埋气产生的因素有降雨量、微生物量、垃圾组成及密度、填埋场深度、垃圾填埋方法、填埋场内温度和外界温度等。并就填埋场释放气体浓度及压力随时间变化的情况进行分析,建立了三种混合气体CH4、CO2及N2通过多孔介质的一维流动模型。采用有限差分法求解计算出的填埋气压力、浓度与实测值比较接近,该模型的不足之处是把垃圾体当成各向均质的多孔介质。
英国的Alan[22]考虑垃圾体渗透系数各向异性以及填埋气产生的持续性,结合达西定律,建立起连续性方程。该模型考虑了填埋场垃圾体各向异性的特点,更接近填埋场实际情况。但该模型仅考虑设置水平抽气井,使用中受到一定限制。Arigala[23]以实际工程中广泛应用的垂直抽气系统为建模对象,开发了更为复杂的三维模型,该模型作了如下假定:填埋气是CH4与CO2组成的等分子混合气体;垃圾按其可生化性分为食物等易降解废物,纸类等可降解废物,以及其余不可降解废物。抽气井内填埋气迁移属一维线性。利用有限差分方法进行数值分析,其解不仅可用于设有防渗衬层的新填埋场,还适用于没有设置防渗衬层的老填埋场的抽气系统设计,该模型通过对典型填埋场释放气体压力分布的数值模拟,提出了抽气系统优化设计的思路和方法。
1.2.2填埋气迁移过程的国内研究现状
20世纪80年代,我国开始了对填埋气污染控制方面的研究,填埋气的污染控制和资源化在90年代末有了进一步的发展。庄启化从填埋气体的迁移规律出发,阐述了填埋气体的迁移控制系统。黎青松等[24]通过深圳市玉龙坑垃圾填埋场的现场抽气试验,进行了填埋气体安全控制与回收利用工程基本参数的研究。结果表明,填埋气中CH4含量较高,并具有很高的利用价值。当抽气和产气量达到平衡,在抽气流量为2.35m3/min时,抽气井的作用半径(Radius of influence)为28m。邹春等[25]在分析了填埋气在土壤中横向迁移的机理,并根据过渡扩散理论和达西定律建立相应的数学模型及其解算方法。并将该模型与MOORE
1.1.2垃圾填埋产气过程的国内研究
我国对填埋气的产量和产气速率的研究起步较晚,随着城市垃圾填埋场填埋气问题的日益突出,国内已经越来越多地关注填埋气的研究。我国目前对填埋气进行的模型研究基本上都是通过现场抽气试验和试验室模拟两种方法确定填埋场的产气量和产气速率。
黎青松等[15]通过对深圳市玉龙坑填埋场的现场打井抽气实验,在Scholl-Canyon模型的基础上得到该填埋场的垃圾产气量为189m3/t。而且还得出了垃圾产气速率的表达式。胡明甫[16]通过研究分析Buswell-Mueller化学计量法和化学需氧量法估算填埋场产气量,并进而通过Scholl-Canyon模型对产气速率进行研究,给出城市垃圾填埋场历年填埋气产气量预测计算的具体方法。焦学军等[17]针对上海老港垃圾填埋场结合实验室研究,应用MGMEMCON模型得出理论上的甲烷产量为52.97L/kg,实验室研究结果为,在填埋后的1~5年内产气速率随时间的增加而减少,填埋2年的垃圾实际的产气速率为4.6mL/(kg•d),2年内的产气速率下降较快,从第3年开始将逐渐趋于稳定。
王伟等[18]在城市垃圾填埋场CH4产生模型的基础上,对今后20年国内垃圾填埋场CH4产生情况进行了预测,表明随着垃圾产生量的增长,CH4排放量占我国温室气体排放总量的分额将从2000年的3.83%,增加到2020年的7.19%。
1.2填埋气迁移过程的研究进展
1.2.1填埋气迁移过程的国外研究
20世纪70年代末期国外开始对填埋气的迁移进行系统研究。
填埋气在土壤中的迁移:Douglas等[19]研究了填埋场释放气体CH4在非饱和土壤中的迁移模型,其模型与地下水中污染物迁移模型类似,该模型反映了填埋气的迁移是由于填埋气压力、浓度与速度梯度而产生。1975年,Houshang等[20]研究发现,填埋气在填埋场周边土壤中可迁移相当远的距离,填埋气在土壤中还向上扩散,并在一些封闭的建筑物内积聚,存在火灾与爆炸隐患。所以填埋场必须采取控制填埋气流动的措施,以保护人身和财产安全。进一步研究表明,填埋气迁移距离是土壤渗透率、气体压力和浓度的函数。
填埋气在垃圾体中的迁移:1979年,Stanford大学的Angelos等[21]认为影响填埋气产生的因素有降雨量、微生物量、垃圾组成及密度、填埋场深度、垃圾填埋方法、填埋场内温度和外界温度等。并就填埋场释放气体浓度及压力随时间变化的情况进行分析,建立了三种混合气体CH4、CO2及N2通过多孔介质的一维流动模型。采用有限差分法求解计算出的填埋气压力、浓度与实测值比较接近,该模型的不足之处是把垃圾体当成各向均质的多孔介质。
英国的Alan[22]考虑垃圾体渗透系数各向异性以及填埋气产生的持续性,结合达西定律,建立起连续性方程。该模型考虑了填埋场垃圾体各向异性的特点,更接近填埋场实际情况。但该模型仅考虑设置水平抽气井,使用中受到一定限制。Arigala[23]以实际工程中广泛应用的垂直抽气系统为建模对象,开发了更为复杂的三维模型,该模型作了如下假定:填埋气是CH4与CO2组成的等分子混合气体;垃圾按其可生化性分为食物等易降解废物,纸类等可降解废物,以及其余不可降解废物。抽气井内填埋气迁移属一维线性。利用有限差分方法进行数值分析,其解不仅可用于设有防渗衬层的新填埋场,还适用于没有设置防渗衬层的老填埋场的抽气系统设计,该模型通过对典型填埋场释放气体压力分布的数值模拟,提出了抽气系统优化设计的思路和方法。
1.2.2填埋气迁移过程的国内研究现状
20世纪80年代,我国开始了对填埋气污染控制方面的研究,填埋气的污染控制和资源化在90年代末有了进一步的发展。庄启化从填埋气体的迁移规律出发,阐述了填埋气体的迁移控制系统。黎青松等[24]通过深圳市玉龙坑垃圾填埋场的现场抽气试验,进行了填埋气体安全控制与回收利用工程基本参数的研究。结果表明,填埋气中CH4含量较高,并具有很高的利用价值。当抽气和产气量达到平衡,在抽气流量为2.35m3/min时,抽气井的作用半径(Radius of influence)为28m。邹春等[25]在分析了填埋气在土壤中横向迁移的机理,并根据过渡扩散理论和达西定律建立相应的数学模型及其解算方法。并将该模型与MOORE



