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不同渗滤液回灌条件下MSW实验室模拟填埋产气研究

王浩  
【摘要】: 随着我国经济的持续发展和城市化进程的加快,城市人口日益增长,城市规模不断扩大,城市生活垃圾(Municipal solid waste,简称MSW)的产量也在逐年增加。填埋法是我国处理垃圾的主要方法,填埋过程中所产生的填埋气(landfill gas)一方面若对它不加管理,任其排放会对环境,人类造成种种污染和破坏;另一方面若对填埋气进行专门收集利用,就不仅能减轻其对环境的污染而且能变废为宝,创造一笔财富。 我国在填埋场甲烷产生预测和评价研究方面处于刚刚起步阶段,尚缺乏准确的预测方法和评价数据,而目前大规模的垃圾处理工程实践急需对填埋气产生及迁移做系统而深入的研究。虽然国外对垃圾填埋产气进行了大量的研究,积累了许多有益的数据、方法和经验,但由于我国的垃圾特性和填埋场条件与国外差异较大,垃圾降解速度及填埋气产生量、产气速率亦有所不同,许多已经研究开发的填埋场甲烷产生模型不能直接利用。因此,针对我国城市生活垃圾成份特点,研究填埋垃圾降解过程及填埋气的产生量、产生速率,积累有关基础数据,对我国垃圾填埋气污染控制与回收利用工程实践具有重要意义。本文通过理论分析,模拟实验和数学模型的方法,对垃圾填埋产气的发生,影响因素进行了研究。主要的研究内容有下面三个: (1)以北京市城市生活垃圾为研究对象,通过模拟实验研究回灌条件,包括回灌负荷,回灌周期以及回灌速度对垃圾降解,填埋气产生过程的影响。研究结果表明:采用渗滤液回灌并采用合适的回灌量,采用和产甲烷世代时间相符的回灌频率以及尽量小的回灌速度对加速垃圾的厌氧降解以及改善产气性能具有明显的作用。 (2)同样以北京市普通生活垃圾为对象,通过实验室模拟实验研究了不同渗滤液水质(包括自产渗滤液和填埋场渗滤液)循环对垃圾降解,填埋气产生的影响,研究结果表明:使用填埋场渗滤液进行回灌能明显得降低VFA在垃圾稳定化过程中的抑制作用,增加总的产气量,提高所产生气体中甲烷的比例。 (3)从回灌着手,利用回灌过程中碳元素的平衡对两步一级反应耦合产气模型(FTLRM)进行修改和校正,建立新的两步一级反应模型(MFTLRM)。利用模拟柱中的典型数据对新旧模型进行拟合分析,对比两个模型存在的优缺点。


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