垃圾土介质中多组分气体压力与浓度定量表征关系初探
——以现场注气试验为例
2021-10-15樊亚茹王海军
科学技术与工程 2021年27期
关键词:模型
樊亚茹, 王海军, 刘 磊, 姚 远
(1.沈阳工业大学建筑与土木工程学院, 沈阳 110870; 2.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,武汉 430071; 3.污染泥土科学与工程湖北省重点实验室, 武汉 430071; 4.武汉环境投资开发集团有限公司, 武汉 430019)
好氧通风处理方式可有效加速垃圾填埋场的降解稳定化,并降低渗沥液和沼气浓度,其原理是向填埋场内部持续不断地供给氧气,促进垃圾土中的有机物在有氧环境下加速降解[1]。
注气井的有效作用范围是设计好氧通风系统的关键,而明确注气过程中垃圾堆体中气体的分布状态是解决这一关键问题的前提[2-3]。从20世纪初开始,部分学者开始关注注气过程中气体压力和浓度分布特征。注气强度可根据被修复库区内垃圾中的有机质含量进行预测,也可基于库区内压力分布对单个注气井的注入量进行推算[4]。Hrad等[5]基于现场试验定义了单井注气条件下的影响半径判定方法,即氧气浓度为5%。Cossu等[6]首次开展了单井注气试验,对注气井水平方向的气体浓度进行了监测,为评估单井有效作用范围提供了基础数据。王慧玲等[7]在单井注气模式下,描述了气体的变化情况,为现场注气试验提供了一定的参考。除此之外,有学者通过气体迁移数学模型对注气过程中气体的分布状态进行了预测。具有代表性的有:Cossu等[8]通过气体压力为变量的连续性方程解析解,给出了注气过程中气体压力沿水平方向的分布。Dimitrios等[9]基于流体动力学理论构建了考虑甲烷氧化的CFD(computational fluid dynamics)耦合模型,模型考虑了有机质的好氧降解过程和气体渗流的耦合。……
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