填埋场 释放气体运移数值模型及应用

文章编号:0253�2468(2000)�03�0327�05���中图分类号:X705���文献标识码:A填埋场释放气体运移数值模型及应用陈家军1,王红旗1,王金生1,聂永丰2,李国鼎2�(1�北京师范大学环境科学研究所环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京�100875;2�清华大学环境科学与工程系,北京�100084)摘要:以多孔介质流体动力学理论为基础,在考虑填埋场内气体压力变化较小、相应气体密度变化小的情况下建立了填埋场释放气体运移数值模型.该模型具有适用范围广的特点,如边界形状任意、介质性质空间变化.模型中考虑了填埋场中介质含水量变化对气体运移的影响.利用本数值模型对无控制系统和有控制系统时释放气体运移进行了对比模拟分析,给出了有水平气体控制系统时的优化排气量并得出相应的释放气体收集率,可为填埋场释放气体控制系统的设计及环境影响预测和评价提供理论依据.关键词:填埋场释放气体;运移;数值模型;应用NumericalmodeloflandfillgasmigrationanditsapplicationCHENJiajun1,WANGHongqi1,WANGJinsheng1,NIEYongfeng2,LIGuoding2�(1.InstituteofEnviron�mentalSciences,BeijingNormalUniversity,StateKeyJointLaboratoryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl,Beijing100875;2.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084)Abstract:Basedonthetheoryoffluiddynamicsinporousmedia,anumericalmodeloflandfillgasmigrationisdevelopedunderpre�sumptionofsmallvariationofairpressure,negligiblechangeofgasdensity.Thismodelischaracterizedwithwiderrangeofitsavailability,suchasanyshapeofdomainandspacevariationofmediapropertyatlandfillsite.Theinfluenceofwatercontentofthemediaonlandfillgasmigrationistakenintoaccount.Inthispaper,thecomparisonandanalysisoflandfillgasmigrationsimulationarepresentedinassumptionsofwithlandfillgascontrolsystemandwithoutlandfillgascontrolsystem,andtheoptimalpumpageofgaspumpingwelliscalculated,thustheratiooflandfillgascollectionisgivencorrespondingly.Henceitcanprovidebasisfordesigningoflandfillgascontrolsystemandforenvironmentalimpactpredictionandassessmentoflandfillgasmigration.Keywords:landfillgas;migration;numericalmodel;application收稿日期:1999�01�28;修订日期:1999�09�16基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(98002712)作者简介:陈家军(1962�),男,副教授(博士)固体废弃物处置主要方法之一是填埋处置.填埋场释放气体中通常有CH4、CO2、CO、H2、H2S、N2、O2以及各种挥发性气体等[1,2].城市垃圾填埋场释放气体中CH4占40%�60%.有些填埋场会释放严重影响居民身体健康和动植物生长的H2S、苯、二甲苯等[2,3].为了控制和贮存这部分移动气体,减少填埋场气体的无组织释放、减轻其对环境的污染,最大限度地回收利用释放气体中的能源气体,就必须对气体移动范围做出可靠的估计,要做到这一点,则必须研究并掌握填埋场释放气体产生、运移规律,建立合适的数学模型,对填埋场释放气体运移规律进行预测,为完善填埋场释放气体控制系统设计及管理提供理论依据.我国固体废物填埋处置起步较晚,对填埋场释放气体运移的研究则更少[