覆盖层氧气消耗通量模型及甲烷氧化能力预测.pdf

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1、第66卷第3期化工学报、，01．66NO．32015年3月CIESCJournalMarch2015覆盖层氧气消耗通量模型及甲烷氧化能力预测邢志林，赵天涛，陈新安，车轮，张丽杰，全学军(重庆理工大学化学化工学院，重庆400054)摘要：填埋场覆盖层生物气扩散规律和甲烷氧化能力的评估是甲烷减排研究的重要组成部分。以数值模拟方法分析了氧气在覆盖层中的扩散规律，得到了指数方程形式的氧气扩散模型(。范围O．8941～0．9975)；通过检测有机碳和甲烷浓度变化进一步考察了模拟覆盖层不同深度的甲烷氧化能力，证实了在O．O5～0．25rn范围内甲烷氧化活性最高；以F

2、ick定律和轴向扩散模型推导了模拟覆盖层中氧气消耗通量模型，该模型计算得到的氧气消耗通量与覆盖层中微生物甲烷氧化经验方程相比无显著差异；结合以上模型推演出覆盖层甲烷消耗通量模型，与实际检测值相比，预测结果理想(R=0．9983)。该成果可为揭示填埋场覆盖层生物气扩散规律、强化甲烷氧化能力以及预测甲烷排放提供新的思路和理论依据。关键词：覆盖层；甲烷；氧化；扩散；氧气消耗通量；模型DOI：10．11949~．issn．0438—1157．20141280中图分类号：X505文献标志码：A文章编号：0438—1157(2015)O3—1117一O9Simula

3、tionmodelforoxygenconsumptionfluxandpredictionofmethaneoxidationinlandfillcoversoilXINGZhifin，ZHAOTiantao，CHENXin’an，CHELun，ZHANGLijie，QUANXuejun(SchoolofChemicalEngineering,ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054，China)Abstract：Diffusionprocessofbiogasandevaluationofmeth

4、aneoxidationinlandfi11coversoilareimportantpartsofresearchonmethaneemission．Diffusionprocessofoxygeninlandfillcoversoilwasanalyzedbysimulation，andanoxygendiffusionmodelfittedbyexponentialequation(0．8941

5、hswasalsoinvestigatedbyanalyzingorganiccarbonandmonitoringmethaneconcentration．Themostintensivemethaneoxidationoccurredatthelayerof0．05一O．25m．Anoxygenconsumptionfluxmode1in1andfillcoverwasderivedonthebasisofFick’Slawandaxialdispersionmode1．Therewasnosignificantdifferencebetweenfi

6、ttedvaluesbyoxygenconsumptionfluxmodelandderivedvaluesbyempiricalequationofbiologicalmethaneoxidation．Basedontheabovemodel，amethaneconsumptionfluxmodelwasderivedfinally，andthepredictionwasconsistentwithdetection．Theseresultsprovidednewideasandtheoreticalbasisforrevealingbiogasdif

7、fusionprocessinlandfillcoversoil，intensifyingmethaneoxidationcapabilityandpredictingmethaneemission．Keywords：landfillcover；methane；oxidation；diffusion；oxygenconsumptionflux；model2014．08．22收到初稿，2014．11-17收到修改稿。Receiveddate：2014一O8．22．联系人：赵天涛。第一作者：邢志林(1988一)，男，硕士研究生。Correspondingau

8、thor：Prof．ZRAOTiantao，tiantaozhao@gmail．