我國北方生活垃圾填埋場(chǎng)甲烷釋放特性及控制方法研究

【摘要】：生活垃圾填埋場(chǎng)是我國重要的人為甲烷排放源。由于填埋氣收集系統(tǒng)效率低下,大量甲烷被無組織排放至大氣中。生物覆蓋層技術(shù)是控制甲烷無組織排放的關(guān)鍵技術(shù)之一,但在甲烷無組織排放規(guī)律未知時(shí),其應(yīng)用受到限制。因此,針對(duì)我國填埋場(chǎng)甲烷無組織釋放規(guī)律開展研究,并據(jù)此探究高效的生物覆蓋層技術(shù)對(duì)我國填埋場(chǎng)甲烷無組織排放的控制效果具有重大意義。本研究以北方某生活垃圾填埋場(chǎng)P為研究對(duì)象,基于靜態(tài)箱法、探針法及穩(wěn)定同位素法等監(jiān)測(cè)及分析方法,研究了填埋場(chǎng)P的甲烷氧化及釋放特性,結(jié)果表明,作業(yè)面一般不發(fā)生甲烷氧化過程。秋冬季節(jié)的作業(yè)面及覆土面甲烷釋放通量顯著上升,土壤覆蓋層基本喪失甲烷氧化能力。針對(duì)秋冬季節(jié)作業(yè)面甲烷無組織釋放嚴(yán)重的現(xiàn)象,在P填埋場(chǎng)搭建了五種臨時(shí)覆蓋層中試單元并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),研究了臨時(shí)覆蓋期(3個(gè)月)內(nèi)各覆蓋單元甲烷氧化及釋放特性?？瞻捉M基本不發(fā)生甲烷氧化過程。生物炭-土壤混合物單元平均甲烷氧化率(fox)為56.1%;甲烷釋放通量(Fout)為92.9-148.9 g/(m2·d)。礦化垃圾單元平均fox為61.5%;Fout為7.2-96.6 g/(m2·d)。堆肥及建筑渣土單元氧化能力較差。針對(duì)環(huán)境因素、材料自身性質(zhì)及工程因素對(duì)臨時(shí)覆蓋層甲烷氧化能力的影響開展研究。除土壤外,其余四種臨時(shí)覆蓋層對(duì)環(huán)境因素均有一定適應(yīng)性。氨氮含量增大,p H值由中性變?yōu)閴A性,有機(jī)質(zhì)含量降低均會(huì)導(dǎo)致覆蓋層甲烷氧化能力下降。生物炭-土壤混合物及礦化垃圾對(duì)不同區(qū)間甲烷負(fù)荷適應(yīng)性較好。隨著覆蓋層深度變淺,覆蓋層甲烷氧化率均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),表層甲烷氧化率普遍小于10 cm處。生物炭-土壤混合物及礦化垃圾覆蓋層甲烷減排潛力較大,約占我國總?cè)藶榧淄榕欧帕康?.9-1.0%。臨時(shí)覆蓋層應(yīng)用于實(shí)際工程時(shí),需特別注意“棉被效應(yīng)”及滲濾液的影響。 【關(guān)鍵詞】：生活垃圾填埋場(chǎng) 甲烷釋放及氧化 臨時(shí)覆蓋層 穩(wěn)定同位素技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X799.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-25
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-21
• 1.2.1 填埋場(chǎng)甲烷的產(chǎn)生與釋放9-10
• 1.2.2 填埋場(chǎng)甲烷氧化機(jī)理研究10-13
• 1.2.3 填埋場(chǎng)甲烷氧化特性研究13-14
• 1.2.4 替代材料強(qiáng)化甲烷氧化研究14-21
• 1.2.5 問題識(shí)別21
• 1.3 研究目的、內(nèi)容及技術(shù)路線21-25
• 1.3.1 研究目的21-22
• 1.3.2 研究內(nèi)容22-23
• 1.3.3 技術(shù)路線23-25
• 第2章 研究對(duì)象與方法25-31
• 2.1 研究對(duì)象及采樣計(jì)劃25-26
• 2.2 樣品采集方法26-27
• 2.2.1 氣體樣品采集26-27
• 2.2.2 土壤樣品采集27
• 2.3 樣品分析方法27-29
• 2.3.1 氣體樣品分析方法27-28
• 2.3.2 土壤樣品理化性質(zhì)分析方法28
• 2.3.3 土壤樣品微生物性質(zhì)分析方法28-29
• 2.4 數(shù)據(jù)處理方法29-31
• 2.4.1 甲烷釋放通量及氧化率計(jì)算29-30
• 2.4.2 微生物學(xué)性質(zhì)分析30-31
• 第3章 生活垃圾填埋場(chǎng)甲烷氧化及釋放特性研究31-52
• 3.1 研究對(duì)象及采樣情況簡介31
• 3.2 生活垃圾填埋場(chǎng)甲烷氧化及釋放時(shí)空分布特征研究31-43
• 3.2.1 填埋場(chǎng)不同作業(yè)區(qū)域甲烷氧化及釋放特性研究31-35
• 3.2.2 填埋場(chǎng)甲烷氧化及釋放特性隨時(shí)間變化規(guī)律研究35-41
• 3.2.3 填埋場(chǎng)甲烷氧化縱向變化規(guī)律研究41-43
• 3.3 環(huán)境因素對(duì)填埋場(chǎng)甲烷氧化能力的影響43-47
• 3.4 填埋場(chǎng)甲烷氧化及釋放行為模型模擬47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第4章 臨時(shí)覆蓋層強(qiáng)化甲烷氧化研究52-86
• 4.1 研究對(duì)象簡介52-53
• 4.2 填埋場(chǎng)臨時(shí)覆蓋層甲烷氧化及釋放特性53-59
• 4.3 臨時(shí)覆蓋層甲烷氧化能力影響因素研究59-70
• 4.3.1 環(huán)境因素對(duì)臨時(shí)覆蓋層甲烷氧化能力的影響59-63
• 4.3.2 材料理化性質(zhì)對(duì)臨時(shí)覆蓋層甲烷氧化能力的影響63-64
• 4.3.3 覆蓋層厚度對(duì)臨時(shí)覆蓋層甲烷氧化能力的影響64-65
• 4.3.4 甲烷負(fù)荷對(duì)臨時(shí)覆蓋層甲烷氧化能力的影響65-70
• 4.4 微生物學(xué)分析70-84
• 4.4.1 覆蓋初期甲烷氧化菌群落結(jié)構(gòu)分析70-77
• 4.4.2 臨時(shí)覆蓋期結(jié)束后（三個(gè)月后）甲烷氧化菌群落結(jié)構(gòu)分析77-83
• 4.4.3 覆蓋初期及臨時(shí)覆蓋期結(jié)束后微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)比83-84
• 4.5 本章小結(jié)84-86
• 第5章 臨時(shí)覆蓋層工程應(yīng)用分析86-94
• 5.1 臨時(shí)覆蓋層評(píng)價(jià)及工程應(yīng)用潛力分析86-87
• 5.2 ―棉被效應(yīng)‖對(duì)臨時(shí)覆蓋層的影響87-88
• 5.3 滲濾液對(duì)臨時(shí)覆蓋層的影響88-93
• 5.4 本章小結(jié)93-94
• 第6章 結(jié)論與建議94-96
• 6.1 結(jié)論94-95
• 6.2 建議95-96
• 參考文獻(xiàn)96-103
• 致謝103-105
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果105

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