好氧生物填埋場中水分注入、產(chǎn)生及運移過程擬穩(wěn)態(tài)模擬研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展、城市的急速擴(kuò)張，近幾年運送至政府規(guī)定消納點的城市生活垃圾量每年以近3％速度增長，2010年已達(dá)1.58億噸，全國2/3的城市出現(xiàn)“垃圾圍城”的現(xiàn)象。城市生活垃圾的處理是人們急需解決的問題，目前我國處理生活垃圾的方式主要是填埋。但是對于已封場的填埋場，內(nèi)部垃圾降解速度非常緩慢。有學(xué)者提出采用注水、注氣等方式對已封場的填埋場進(jìn)行治理，以加速堆體內(nèi)垃圾的降解或抽取甲烷等填埋場氣進(jìn)行綜合利用。然而關(guān)于注水量與填埋場水分分布的關(guān)系

2、、以及其對垃圾降解或產(chǎn)氣過程的影響研究還處于開始階段。對于簡易填埋場可以進(jìn)行注水注氣條件下的加速降解治理（即好氧生物反應(yīng)器技術(shù)）。
　　 簡易填埋場的治理中滲濾液對地下水造成二次污染是直接關(guān)系到項目是否可行及環(huán)境安全的關(guān)鍵問題。本文借鑒前人對土壤中水分運移過程的研究，對填埋場好氧治理過程中水分的運移進(jìn)行了探索性研究，建立了相關(guān)模型。其模擬結(jié)果對填埋場的治理有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。本文研究內(nèi)容主要包括:
　　 (1)基于柱坐

3、標(biāo)建立三維水分運移控制方程，通過源匯項與好氧反應(yīng)機(jī)理模型實現(xiàn)了不同尺度耦合。相比于直角坐標(biāo)系下的水分控制方程，柱坐標(biāo)下更能體現(xiàn)表面水塘注水和豎式井時的水分布狀態(tài)。而大多數(shù)研究者處理源匯項時，僅僅是一個常數(shù)或是一個關(guān)于時間的函數(shù)，本文中源匯項與各位置的含水率相關(guān)，并通過gPROMS軟件對此模型進(jìn)行求解，以更接近實際情況。
　　 (2)模擬表面水塘注水時含水率分布的擬穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性。①在擬穩(wěn)態(tài)模擬中，分別考察了表面水塘注水時注水量、

4、堆體滲透特性（飽和滲透系數(shù)）、堆體溫度對水分分布的影響。以填埋場底部不下滲為目標(biāo)，獲得了給定條件下的最優(yōu)注水量為0.6m3/d;飽和滲透系數(shù)大時注水井口處含水率高、影響范圍小;好氧微生物最優(yōu)反應(yīng)溫度為55℃時，溫度對含水率和好氧微生物濃度的影響在30-50℃間比較明顯，在10℃時可忽略。②為了研究填埋場含水率隨時間的變化，進(jìn)行了惰性介質(zhì)中水分運移過程的動態(tài)模擬。因為考慮水分運移和反應(yīng)的共同影響，模型包括了不同尺度的變量，其求解相對比較困