城市固廢的熱-固-液-氣-化-生耦合模型.pdf

1、我國城市固廢以快速易降解的廚余組分為主，滲濾液產量大，容易引起填埋體水位過高，甚至使固廢堆體達到飽和狀態(tài)。集中填埋后的城市固廢因降解產生固相質量損失，滲濾液中過高的VFA會影響生化降解的進行，液氣運移過程、生化反應會造成堆體內部能量的遷移，因此城市固體廢棄物堆體在生化降解趨于穩(wěn)定化的過程中處于多場耦合相互作用的狀態(tài)。通過建立THMCB多場耦合模型研究了城市固體廢棄物堆體內的多場耦合作用，推導了多場耦合骨架位移、液氣運移、能量平衡、生化反

2、應以及溶質遷移的控制方程，重點模擬了溫度對城市固廢中生化降解過程的影響。THMCB多場耦合模型包含了生化降解的二階段厭氧模型與好氧降解模型，可在嚴格厭氧、好氧、兼性環(huán)境下對城市固體廢棄物生化降解過程進行模擬，氧氣濃度為控制變量，當氧氣濃度高于10％時，以好氧降解為主，氧氣濃度低于10％時以厭氧降解為主。對已有的生化降解反應速率一級動力方程進行了修正，在水解反應、甲烷化反應、甲烷菌衰亡反應的一級動力學方程中加入溫度影響函數(shù)。基于OGS軟件

3、，通過數(shù)值計算分析了溫度對城市固廢中纖維素、總糖、蛋白質和脂肪組分的厭氧降解過程的影響，并研究了不同溫度下的水解與甲烷化過程，研究結果表明，在10-45℃溫度范圍內，溫度會顯著影響水解與甲烷化進程的反應速率。將大型模型槽試驗數(shù)據與數(shù)值計算結果進行對比，揭示了溫度在多場耦合作用中的影響。在填埋初期采用好氧降解模型進行了初步計算，模擬了填埋初期堆體內的好氧降解過程導致的堆體內溫度變化，模擬結果與模型槽試驗結果在填埋初期(1-20d)溫度上升