考虑LFG多组分影响的生物覆盖层的甲烷运移特性研究

论文摘要

甲烷是全球排放量第二大的温室气体,而垃圾场内会产生大量的甲烷气体,甲烷气体排放量占全球温室气体总排放量的4%,并呈现逐年上升的趋势,而我国中小型填埋场并未设置气体收集装置,若其内部的甲烷随意排放到大气中,将会加速温室效应,而甲烷含量过高也会引起爆炸。众多学者对中小型垃圾填埋场的甲烷减排方法进行了研究,认为在覆盖土层中添加含有甲烷氧化菌的物质将具有良好的甲烷减排效果。本文以台州沙北垃圾填埋场的覆盖层土样以及杭州天子岭垃圾填埋场填埋时间为1.5年的陈腐垃圾所组成的改性土为试验材料,通过室内试验以及数值模拟等方法,对陈腐垃圾改性生物覆盖层的甲烷氧化能力及气体运移规律进行研究,并对覆盖层内部甲烷氧化的最优条件进行讨论与研究,本文所做的主要工作如下所示:(1)通过培养瓶试验对陈腐垃圾改性土材料的甲烷氧化速率进行研究,通过控制单一变量的方法研究陈腐垃圾掺量、含水率、温度以及填埋气中的二氧化碳对甲烷氧化速率的影响。其结果表明当陈腐垃圾的掺量达到50%后,试样的甲烷氧化能力无进一步的提升;试样的最适宜含水率在30%左右,最适宜温度为25℃左右,且二氧化碳对试样的甲烷氧化能力有着明显的提升。(2)利用自制的土柱装置模拟填埋场现场环境,对陈腐垃圾改性土生物覆盖层进行现场模拟试验,并将试验的含水率分别控制为10%与20%,研究含水率对覆盖层气体运移以及甲烷氧化情况的影响。其结果表明,含水率为10%的试样不具备甲烷氧化能力,而含水率为20%的试样甲烷氧化能力较强,可将土柱内的甲烷全部氧化。其反应主要发生在20cm～40cm处,且在第24天达到最大值。土柱内的气压变化值随着高度的升高呈现线性增加趋势,且材料的渗透系数随着含水率的升高而降低。在试验过程中,土柱内的温度会随着甲烷氧化速率的增加而升高。(3)建立了甲烷在填埋场覆盖系统中的一维气体运移模型,并通过查表法以及拉普拉斯变换的相关性质求出了覆盖系统中甲烷运移的半解析解。与土柱试验的结果进行拟合后发现其误差在可控范围内;对模型中的孔隙率以及扩散系数进行修改,以研究模型中参数的敏感性,通过计算结果可知,扩散系数的敏感性较大,土样的孔隙度敏感性较小,通过建立甲烷在覆盖层内的一维运移模型以及对参数的敏感性进行分析,可以对实际填埋场的设计参数进行指导,并可以对覆盖层不同高度处的甲烷浓度进行预测分析。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵晨曦

导师: 赵俭斌,邱战洪

关键词: 生物覆盖层,改性黏土,甲烷氧化速率,气体运移

来源: 沈阳建筑大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 沈阳建筑大学

基金: 国家自然科学基金项目

分类号: X705;X16

DOI: 10.27809/d.cnki.gsjgc.2019.000232

总页数: 76

文件大小: 6182K

下载量: 12

相关论文文献

• [1].基于一维波动理论的特厚覆盖层坝基动力特性研究[J]. 水电与抽水蓄能 2020(01)
• [2].浅谈海上风电浅覆盖层地质孤石解决方案[J]. 水电与新能源 2020(02)
• [3].植被对土质覆盖层水分运移和存储影响试验研究[J]. 岩土工程学报 2020(07)
• [4].敷设空腔覆盖层的水下弹性球壳散射特性研究[J]. 科学技术与工程 2020(21)
• [5].基于有限元分析的输送带覆盖层破坏过程研究[J]. 煤炭工程 2020(S1)
• [6].崩落法含矿覆盖层回收试验研究[J]. 矿业研究与开发 2019(09)
• [7].耐压抗冲覆盖层在水下爆炸载荷作用下的冲击防护特性[J]. 中国舰船研究 2018(03)
• [8].多孔覆盖层水下爆炸流固耦合分析[J]. 振动与冲击 2017(12)
• [9].西南水电工程中大变形覆盖层滑坡的支护处理探讨[J]. 水电站设计 2014(04)
• [10].水利工程深厚砂砾石覆盖层勘探方法[J]. 湖南水利水电 2019(06)
• [11].崩落采矿法的覆盖层消耗与补充技术研究[J]. 矿业研究与开发 2019(06)
• [12].植被作用下土质覆盖层渗透特性的现场试验[J]. 岩土力学 2018(01)
• [13].巨厚覆盖层勘察及边坡稳定性分析[J]. 四川地质学报 2016(04)
• [14].厚壁套管在大粒径砂砾石地层覆盖层钻探的应用[J]. 湖南水利水电 2017(04)
• [15].双层结构敷设声学覆盖层的吸声特性研究[J]. 振动与冲击 2015(23)
• [16].静水压下声学覆盖层声阻抗研究[J]. 舰船科学技术 2013(03)
• [17].水下覆盖层结构的声学特性分析[J]. 噪声与振动控制 2010(04)
• [18].露天转地下矿山覆盖层合理厚度及安全结构的研究[J]. 有色矿冶 2018(01)
• [19].分层多孔抗冲覆盖层水下爆炸响应分析[J]. 噪声与振动控制 2016(06)
• [20].某铁矿无底柱分段崩落法矿石覆盖层形成模拟研究[J]. 有色金属(矿山部分) 2016(03)
• [21].一种含横向圆柱形空腔的声学覆盖层的去耦机理分析[J]. 物理学报 2015(15)
• [22].复杂海况深水区覆盖层再造技术[J]. 铁道建筑技术 2015(11)
• [23].复杂海域条件下浅覆盖层深水基础施工方案设计[J]. 西部交通科技 2015(09)
• [24].敷设手性覆盖层加筋梁低频振动和声辐射特性[J]. 振动与冲击 2014(11)
• [25].成层非饱和覆盖层中气水两相扩散模型[J]. 力学学报 2013(02)
• [26].挥发性气体通过填埋场复合覆盖层的一维扩散解析解[J]. 岩土工程学报 2013(01)
• [27].高强耐磨辊子覆盖层[J]. 水泥 2009(02)
• [28].填埋场甲烷氧化覆盖层研究进展[J]. 城市道桥与防洪 2009(03)
• [29].埋地管道外覆盖层绝缘电阻率计算及应用[J]. 管道技术与设备 2009(06)
• [30].舰船柔性抗冲覆盖层抗爆机理研究[J]. 噪声与振动控制 2018(S1)

标签：生物覆盖层论文;  改性黏土论文;  甲烷氧化速率论文;  气体运移论文;