填埋场渗滤液水位对渗滤液处理收集的影响研究

2019-07-11

摘 要: 为研究我国填埋场中气体运移规律建立了考虑我国城市固废组分特点的填埋场液 - 气运移耦合模型,应用此模型对西安江村沟填埋场现场抽气试验进行模拟分析。结果表明:抽气竖井影响半径随饱和度升高明显缩小;抽气竖井影响范围随堆体水位下降而显著提高,降低堆体水位可显著提高填埋气收集效率。根据分析结果建议对于典型高厨余固废含量填埋场,在设计抽气竖井间距时应考虑高厨余垃圾组分特点及降解规律,并且采取相应措施对填埋场中渗滤液水位进行控制,以提高渗滤液处理收集效率。

城市固废中含有大量可降解有机质,在填埋后通过生化降解反应可产生大量以甲烷和二氧化碳为主要成分的填埋气。据报道我国城市固废每年累计产生填埋气超过 130 亿 m 3 ,但我国目前填埋气收集率仅为 25% ~ 40%,约为发达国家的一半,固废资

源化利用率存在明显差距 [1] ,绝大多数填埋气无序的排放到大气中,浪费了大量天然气资源,加剧了温室效应,造成大气污染。另一方面,填埋气中含有大量甲烷及少量有异味的组分(如硫化氢等),任意排放会影响周边居住环境,甚至导致火灾或爆炸事故的发生。为提高我国填埋气收集利用水平,必须对填埋场中气体运移规律进行研究。国内外学者对填埋场中气体运移规律进行了很多研究工作,例如: Nastev M 等

[2] 在考虑温度场的基础上,模拟了填埋场中液相与多组分气相的耦合运移规律;

[3] 建立模型对抽气竖井中气压分布规律进行求解;

[4] 在气体等密度假定下进行了含水率对堆体气压分布规律的参数敏感性分析;

[5] 基于气体渗透系数不变以及竖井内各处气体流量相等的假定,建立了填埋气轴对称运移模型;

[6] 建立了填埋场气 - 固 - 热多场耦合模型;

[7] 建立了多层填埋场气体运移模型,研究了垃圾非均质性及中间覆盖层对填埋气运移规律的影响。由于填埋场内部严重非均质,导致堆体中渗流规律极为复杂,多数已有研究忽略了填埋场中液相分布及渗流对填埋气运移规律的影响,部分考虑填埋场中液 -气联合运移的研究[1,8 -9] 也将堆体中渗滤液水位对气体运移的影响进行简化。我国城市固废具有高厨余含量、高初始含水率的特点,在填埋初期会大量产生渗滤液,因此在我国城市固废填埋场中普遍存在渗滤液水位雍高的问题[10] ,填埋气运移规律与发达国家“干坟墓”型填埋场存在区别。填埋场中液、气运移相互阻滞[11]使目前研究成果难以准确描述我国典型组分城市固废填埋场中填埋气运移规律。

本文在考虑我国典型高厨余固废特点的基础上,针对竖井抽气问题建立了填埋场液 - 气运移耦合模型,应用此模型模拟西安江村沟填埋场现场抽气试验过程,分析了渗滤液水位对抽气竖井影响范围的影响。


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