基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的循環(huán)式垃圾準(zhǔn)好氧填埋研究.pdf

1、準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)因具有填埋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、垃圾降解速度快等優(yōu)勢(shì)而成為目前垃圾處理處置領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。但是目前國(guó)內(nèi)的研究仍以基于室內(nèi)試驗(yàn)的理論分析為主，為了探索準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)的工程適應(yīng)性和對(duì)準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)的一些重要問題進(jìn)行深入研究，開展了三個(gè)規(guī)模為10m×10m×5m的不同回灌方式和前期不同覆蓋方式的垃圾循環(huán)式準(zhǔn)好氧填埋單元的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。探討了準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)滲濾液水質(zhì)在不同時(shí)期的降解規(guī)律；氧氣在準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)的傳質(zhì)和消耗規(guī)律以及填埋氣體的排放規(guī)律。

2、同時(shí)對(duì)填埋場(chǎng)污染物運(yùn)移的平衡流與優(yōu)先流進(jìn)行數(shù)值模擬，確定影響污染物運(yùn)移的主要因素。本研究可為準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)的推廣應(yīng)用提供相關(guān)的技術(shù)參數(shù)和理論依據(jù)。 通過(guò)對(duì)試驗(yàn)單元滲濾液水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明：三個(gè)單元的COD在分別經(jīng)過(guò)742、704、697天后，從最初的26172 mg/L、72435 mg/L和65324 mg/L降低到1566mg/L、1443mg/L和2013mg/L，去除率分別為94．0％、98．0％和96．9％。BOD

3、5分別從21012mg/L、42800mg/L和33900mg/L降低到130mg/L、120mg/L和140mg/L，去除率為99．4％、99．7％和99．6％?？梢钥闯鰷?zhǔn)好氧填埋對(duì)有機(jī)物的去除效果明顯，但是由于受到滲濾液收集管直徑較小的限制，滲濾液氨氮的降解受到一定的影響，降解效果不夠理想。分別利用Excel和Lingo軟件對(duì)滲濾液COD降解模型進(jìn)行擬合和預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示采用Lingo擬合的結(jié)果與實(shí)測(cè)值比較接近，其預(yù)測(cè)值也更為準(zhǔn)確。

4、 在考慮彌散、對(duì)流、吸附和降解作用下，首次利用FlexPDE軟件對(duì)填埋場(chǎng)污染物的平衡流和優(yōu)先流運(yùn)移模型進(jìn)行模擬。研究表明：在平衡流條件下，當(dāng)擴(kuò)散系數(shù)和滲流速度增大時(shí)，污染物的濃度降低趨勢(shì)很明顯。當(dāng)擴(kuò)散系數(shù)為0．5m2/d和0．05m2/d時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)較小方向上的運(yùn)移可以忽略不計(jì)，滲流速度降低到0．02m/d后，對(duì)污染物運(yùn)移的影響可以忽略不計(jì)。污染物衰減系數(shù)對(duì)污染物運(yùn)移的影響較大，衰減系數(shù)越大，污染物濃度降低得越快，而當(dāng)污染物衰減

5、系數(shù)減小到0．0008/d后，污染物濃度變化受衰減系數(shù)的影響大大減小。通過(guò)優(yōu)先流模擬發(fā)現(xiàn)，在流動(dòng)區(qū)域，由于污染物隨著流體快速運(yùn)移，其濃度也發(fā)生較大的變化，而對(duì)于不流動(dòng)區(qū)域，由于污染物濃度的變化只受到降解以及動(dòng)力學(xué)傳質(zhì)的影響，所以其濃度變化緩慢；流動(dòng)區(qū)域的含水率越大，不流動(dòng)區(qū)域污染物濃度降低的越快；傳質(zhì)系數(shù)越大，不流動(dòng)區(qū)域污染物濃度降低越快，相對(duì)而言流動(dòng)區(qū)域的濃度有所增大。在優(yōu)先流發(fā)生時(shí)，滲流速度和擴(kuò)散系數(shù)明顯增大，當(dāng)擴(kuò)散系數(shù)為5m2/d

6、，滲流速度為2m/d時(shí)，到了第50天，流動(dòng)區(qū)域污染物濃度的最大值與擴(kuò)散系數(shù)為0．5m2/d，滲流速度為0．2m/d相比較，降低了96．7％。說(shuō)明優(yōu)先流對(duì)污染物運(yùn)移的影響大。 對(duì)準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)氧氣的傳質(zhì)和消耗規(guī)律進(jìn)行試驗(yàn)研究，并利用Surfer軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：氧氣在垃圾層的傳遞方式主要以擴(kuò)散傳遞為主：通過(guò)覆蓋層進(jìn)入垃圾層中的氧氣分布具有一定的層次效應(yīng)，從上到下濃度依次減小。在滲濾液收集管氧氣供給的影響下，導(dǎo)氣管周

7、圍的氧氣濃度有所增加。三個(gè)試驗(yàn)單元上、中、下層氧氣的平均濃度分別為：13．8％、2．1％、0．6％：13．6％、2．3％、0.3％；13．8％、2．4％、0．4％。利用氧氣濃度的大小將填埋場(chǎng)的不同垃圾降解區(qū)域進(jìn)行劃分，好氧、兼氧和厭氧區(qū)的氧氣濃度分別為大于2．4％、大于0而小于等于2．4％和等于0。 利用靜態(tài)箱法對(duì)準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)填埋氣體排放通量進(jìn)行研究。結(jié)果表明，距離導(dǎo)氣管較近的區(qū)域，在垃圾好氧降解的條件下，CH4的排放通量絕大

8、部分接近于零，即處于完全被氧化的狀態(tài)。隨著離導(dǎo)氣管距離的增加，CH4排放量逐漸增大，但是受到填埋場(chǎng)垃圾層厚度等的影響，不同的區(qū)域的CH4和CO2排放量有所不同，填埋垃圾層較厚的區(qū)域，氣體的產(chǎn)量增大，排放量也較大。在填埋邊坡地帶，CH4排放量較低，CO2排放量較大，在覆蓋層較薄區(qū)域，大氣滲透到垃圾層的深度增加，使垃圾好氧降解區(qū)域增大，CO2排放量增大。整個(gè)試驗(yàn)中的CH4排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CO2排放量，兩者的通量比值除了第二單元在4月為47外，