一种新型 垃圾填埋场 生物覆盖层基质的甲烷氧化动力学研究

收稿日期:2010-04-06��修回日期:2010-04-26项目来源:国家自然科学基金(50808017);国家863高技术计划(2007AA06Z350)作者简介:杨文静(1981-),女,博士研究生,主要研究方向为水土地球化学,E-mai:lyangwjzh@126.com通讯作者:张相锋,E-mai:lzhangx@fbnu.edu.cn一种新型垃圾填埋场生物覆盖层基质的甲烷氧化动力学研究杨文静,张相锋1,董世魁1,刘晓静2,温�璐1,陆文静3,王洪涛3(1.北京师范大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京�100875;2.甘肃农业大学草业学院,兰州�730070;3.清华大学环境科学与工程系,北京�100084)摘�要:陶粒与堆肥的混合基质可作为氧化消减垃圾填埋气的材料。在实验室模拟条件下,分析了生物覆盖层基质的含水率、温度、初始甲烷浓度、初始氧气浓度等环境因子对甲烷氧化效率的影响,借助Originversion7.5软件进行生物覆盖层材料甲烷氧化动力学参数拟合,旨在为实际工程应用提供科学依据。试验结果表明:堆肥与陶粒的复合基质最佳含水率为40%时,甲烷的氧化速率达6.28�molCH4�g-1h-1;覆盖层材料的最大甲烷氧化速率为Vmax为9.10427�molCH4g-1h-1,半速常数Km为3.45%。关键词:陶粒;堆肥;甲烷氧化;动力学参数中图分类号:X705;S216.4��文献标识码:A��文章编号:1000-1166(2010)03-0011-05MethaneOxidationKineticsofANewOrganicCoverforLandfill/YANGWen-jing1,ZHANGXiang-feng1,DONGSh-ikui1,LIUXiao-jing2,WENLu1,LUWen-jing3,WANGHong-tao3/(1.EnvironmentStimulationandPollutionControlStateKeyJointLaboratory,SchoolofEnvironmenta,lBeijingNormalUniversity,Beijing,100875,China;2.SchoolofGrassland,GansuAgricaltureUniveristy,Lanzhou730070,China;3.DepartmentofenvironmentalScience&Technology,TsinghuaUniversity,Beijing,100084,China)Abstract:Organiccovermatrixofceramsiteandcompostcouldbeusedasmaterialstooxidizeandeliminatelandfillgas.Laboratory-scaleexperimentwasmadetoanalyzetheeffectofenvironmentalfactors,suchasmoisturecontent,tempera-ture,methanecontent,oxygencontentofbio-covermatrix,onmethaneoxidationefficiency.KineticparameterfittingsweredonebydintofOriginversion7.5software,aimingatprovidingscientificbasisforpracticalengineeringapplication.Re-sultsshowedthatthemixtureofcompostandceramsitewasthemostappropriatebio-covermaterialforlandfil.lThemethaneoxidationratereachedto6.28�mol�g-1h-1whenwatercontentofbio-covermixturewas40%.Thelargestmethaneox-idationrateVmaxwas9.10427�molCH4�g-1h-1,Km3.45%.Keywords:organiccovermatrix;compost;methaneoxidation;methaneoxidationdynamicsparameter1�引言甲烷作为一种温室气体,对温室效应的影响约为22%[1]。它吸收红外辐射的能力是CO2的20~30倍[2]。CH4的人类活动释放源主要是水稻田、反刍动物、垃圾堆填等,其中垃圾填埋场是主要的甲烷排放源[3]。据估计2000年全球垃圾填埋场释放的CH4为8.42亿吨当量CO2,占当年CH4释放总量的1