准好氧填埋场产甲烷特性研究

【摘要】： 根据厌氧填埋和准好氧填埋理论分别构建了大型填埋模拟试验装置,并对装置中不同层次的CH4、CO2、O2体积百分含量和温度数据进行了长期的监测。 研究结果表明:厌氧填埋场于第21周开始进入稳定产甲烷阶段,CH4平均浓度保持在38.4%;准好氧填埋场于第17周开始基本形成,不同层次的甲烷浓度表现出下层中层上层的规律,各层甲烷浓度分别为33.1%、15%和3.1%。甲烷浓度层次分布的不同主要是由于氧气在各层中的含量不同而引起的。准好氧填埋场中氧气在上、中、下各层的浓度分别为14.6%、1.8%、0.5%,说明由于受到填埋结构的影响,准好氧填埋场上层基本为好氧环境,产甲烷生长完全被抑制,甲烷浓度几乎为零;准好氧填埋场中层同时存在好氧区域和厌氧区域,产甲烷过程部分被抑制;准好氧填埋场下层为厌氧区域,甲烷含量较高。 准好氧填埋场中甲烷平均浓度为17%,低于厌氧填埋装置中甲烷浓度的1/2,对抑制甲烷排放,减少温室效应效果显著,适合大多数没有填埋气回收装置的中、小型填埋场采用。 本研究还首次在大型模拟填埋装置中分层次对温度参数进行了研究,结果表明:上、中、下三层的温度变化趋势比较平坦,平均温度分别为73、69.7和55.4℃。温度的层次变化也受到氧气含量的影响,相对各层次而言,层中氧气含量越高,该层次的温度也越高,所以准好氧填埋场中温度变化规律为上层中层下层。 初步探讨了准好氧填埋场中温度和产甲烷之间的关系,实验数据表明:除了下层温度范围介于54.8～58.6℃之间,属于高温发酵范围外,中层和上层温度均远远超出高温发酵的最高温度。传统厌氧填埋场温度仅30～50℃,准好氧填埋场中过高的温度抑制了产甲烷菌的活性,导致产气效率降低,对抑制甲烷的排放有一定的作用。 利用半变异函数对准好氧填埋场中温度的空间变异特性进行了分析,并优化筛选出线性有基台值模型作为温度参数的变异函数理论模型,变程值3.5 m,基台值83.6。通过克里格插值法建立准好氧填埋场纵剖面上的等温线图,统计得到准好氧填埋场中温度加权平均值为59.8℃,可作为判断准好氧填埋结构基本形成的参考值。 【关键词】：生活垃圾 准好氧填埋 甲烷 氧气 温度
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X705
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 前言7-12
• 1.2 准好氧填埋场研究现状12-13
• 1.3 研究的目的、意义及技术路线13-15
• 第二章 准好氧填埋场的基本原理15-21
• 2.1 准好氧填埋产生的技术背景15-16
• 2.2 准好氧填埋场的构造16-17
• 2.3 准好氧填埋场的运行原理及净化机理17-19
• 2.4 准好氧填埋对抑制甲烷排放的优势19-20
• 2.5 温度对准好氧填埋过程的影响20-21
• 第三章 填埋结构对产甲烷特性影响的研究21-33
• 3.1 试验方法21-22
• 3.2 厌氧填埋场中气体浓度变化规律22-25
• 3.3 准好氧填埋场中气体浓度变化规律25-28
• 3.4 准好氧填埋场气体空间分布28-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 温度对产甲烷的影响33-42
• 4.1 试验方法33
• 4.2 准好氧填埋场温度特性研究33-36
• 4.3 温度半变异函数研究36-40
• 4.4 准好氧结构下温度对产甲烷的抑制40-41
• 4.5 本章小结41-42
• 第五章 总结和建议42-44
• 5.1 总结42
• 5.2 建议42-44
• 参考文献44-48
• 致谢48-49
• 作者简介49

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