高寒地區(qū)生活垃圾填埋場氣體遷移規(guī)律的研究.pdf

1、本文對國內(nèi)外填埋場氣體研究進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上,介紹了我國高寒地區(qū)城市的簡況,提出了研究高寒地區(qū)生活垃圾填埋場氣體遷移狀況具有重要工程和社會意義。本文結(jié)合橫向科研課題《齊齊哈爾市城市生活垃圾管理與處理》的研究內(nèi)容,以齊齊哈爾市城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場為研究對象,提出了本課題的主要研究內(nèi)容,期望本文的研究工作能為該市垃圾填埋場的運(yùn)行管理、填埋場氣體的收集利用提供技術(shù)依據(jù),也為其他高寒地區(qū)城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場提供借鑒。
　　 本文

2、建立了生活垃圾衛(wèi)生填埋場中多孔介質(zhì)垃圾體內(nèi)填埋場氣體遷移的理論模型和相關(guān)控制方程組、給出了該方程組的定解方法,考慮了滲透系數(shù)、孔隙率、產(chǎn)氣率、溫度等因素對填埋場內(nèi)部的影響,結(jié)合齊齊哈爾市的實(shí)際情況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,本文的研究工作得出了如下主要結(jié)論:
　　 (1)齊齊哈爾市生活垃圾的成分組成隨居民區(qū)的不同變化較大,但食物殘余物占的比例都很高,具有良好的降解性。通過對該市典型生活垃圾試樣元素分析和工業(yè)分析的基礎(chǔ)上,求得其產(chǎn)氣率為1

3、03.46L3/kg。
　　 (2)齊齊哈爾市1971～2000年的氣象統(tǒng)計(jì)資料得出,年平均氣溫2.3℃,極端最高氣溫41.6℃,極端最低氣溫-42.2℃,凍結(jié)期平均為195天。該市凍土層的厚度最大可達(dá)4.8m。說明氣溫會顯著影響生活垃圾填埋場內(nèi)產(chǎn)氣垃圾填埋場的厚度,從而影響垃圾填埋場的產(chǎn)氣率。經(jīng)測算,該市生活垃圾衛(wèi)生填埋場的垃圾體產(chǎn)氣率為(1.0～2.7)×10-7kg/(m3·s)。
　　 (3)對齊齊哈爾市生活垃圾

4、填埋場進(jìn)行數(shù)值模擬的結(jié)果表明:垃圾體滲透系數(shù)各向同性與各向異性條件下壓力分布情況和流場各不相同。填埋垃圾體各向異性時(shí),Kh/Kv值從3.0變化到37.5,填埋場內(nèi)深度方向壓力逐漸增大,最大變化值為7683.1Pa。將垃圾體當(dāng)成各向同性,計(jì)算的填埋氣壓力分布有一定的誤差,垃圾體各向同性時(shí)與各向異向時(shí)相差501.2Pa。
　　 (4)在不改變產(chǎn)氣率時(shí),改變垃圾體孔隙率,填埋場內(nèi)的壓力分布變化不大,垃圾體孔隙率從0.67變化到0.50

5、壓力變化最大值為56.1Pa。隨著產(chǎn)氣速率的減小,同一深度的氣體壓力也在減小,產(chǎn)氣率越小,填埋氣體在填埋場內(nèi)的壓力變化值越小。當(dāng)垃圾體產(chǎn)氣率從1.0×10-7kg/(m3·s)變化到2.7×10-7kg/(m3·s)時(shí),填埋場內(nèi)深度方向壓力變化最大值為732Pa。
　　 (5)外界溫度對填埋場頂部覆土層和垃圾體內(nèi)溫度的影響,會導(dǎo)致其溫度下降,使垃圾填埋體分為產(chǎn)氣和不產(chǎn)氣兩部分。當(dāng)垃圾體的產(chǎn)氣率和孔隙率一定時(shí),填埋場內(nèi)冰凍層厚度由

6、1.0m變化到4.8m的過程中,填埋場內(nèi)深度方向壓力逐漸降低,最大變化值為65.8Pa。當(dāng)填埋場內(nèi)冰凍層厚度和孔隙率一定時(shí),垃圾體的產(chǎn)氣率由1.0×10-7kg/(m3·s)變化到2.7×10-7kg/(m3·s)過程中,填埋場內(nèi)深度方向壓力逐漸增加,最大變化值為674.9Pa。
　　 (6)填埋場內(nèi)冰凍層厚度和產(chǎn)氣率一定時(shí),垃圾體的孔隙率由0.67變化到0.50過程中,填埋場內(nèi)深度方向壓力變化不大,最大變化值為37.9Pa。填

7、埋場在考慮垃圾體全部產(chǎn)氣時(shí)最大的填埋氣流量為0.762m3/s；相應(yīng)的分層情況下,出口處最大的填埋氣流量為0.683m3/s。
　　 (7)在高寒地區(qū)填埋場氣體收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,應(yīng)考慮填埋場溫度對集氣管材強(qiáng)度和安全性的影響,避免低溫下集氣管道的泄露和破損,保證集氣系統(tǒng)的安全性和可靠性。
　　 本文得出的研究結(jié)果,可為齊齊哈爾市生活垃圾填埋場氣體的收集與填埋場的管理提供可靠依據(jù),也可為其他高寒地區(qū)生活垃圾衛(wèi)生填埋場的運(yùn)行與