城市固廢的熱-固-液-氣-化-生耦合模型.pdf

1、我國(guó)城市固廢以快速易降解的廚余組分為主，滲濾液產(chǎn)量大，容易引起填埋體水位過(guò)高，甚至使固廢堆體達(dá)到飽和狀態(tài)。集中填埋后的城市固廢因降解產(chǎn)生固相質(zhì)量損失，滲濾液中過(guò)高的VFA會(huì)影響生化降解的進(jìn)行，液氣運(yùn)移過(guò)程、生化反應(yīng)會(huì)造成堆體內(nèi)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(guò)程中處于多場(chǎng)耦合相互作用的狀態(tài)。通過(guò)建立THMCB多場(chǎng)耦合模型研究了城市固體廢棄物堆體內(nèi)的多場(chǎng)耦合作用，推導(dǎo)了多場(chǎng)耦合骨架位移、液氣運(yùn)移、能量平衡、生化反

2、應(yīng)以及溶質(zhì)遷移的控制方程，重點(diǎn)模擬了溫度對(duì)城市固廢中生化降解過(guò)程的影響。THMCB多場(chǎng)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(yán)格厭氧、好氧、兼性環(huán)境下對(duì)城市固體廢棄物生化降解過(guò)程進(jìn)行模擬，氧氣濃度為控制變量，當(dāng)氧氣濃度高于10％時(shí)，以好氧降解為主，氧氣濃度低于10％時(shí)以厭氧降解為主。對(duì)已有的生化降解反應(yīng)速率一級(jí)動(dòng)力方程進(jìn)行了修正，在水解反應(yīng)、甲烷化反應(yīng)、甲烷菌衰亡反應(yīng)的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程中加入溫度影響函數(shù)?；贠GS軟件

3、，通過(guò)數(shù)值計(jì)算分析了溫度對(duì)城市固廢中纖維素、總糖、蛋白質(zhì)和脂肪組分的厭氧降解過(guò)程的影響，并研究了不同溫度下的水解與甲烷化過(guò)程，研究結(jié)果表明，在10-45℃溫度范圍內(nèi)，溫度會(huì)顯著影響水解與甲烷化進(jìn)程的反應(yīng)速率。將大型模型槽試驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，揭示了溫度在多場(chǎng)耦合作用中的影響。在填埋初期采用好氧降解模型進(jìn)行了初步計(jì)算，模擬了填埋初期堆體內(nèi)的好氧降解過(guò)程導(dǎo)致的堆體內(nèi)溫度變化，模擬結(jié)果與模型槽試驗(yàn)結(jié)果在填埋初期(1-20d)溫度上升