廢物填埋的氣體擴(kuò)散問題

在終廢物處置場，填埋廢物中所含的有機(jī)物分解和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體。除了被稱為溫室氣體的甲烷和二氧化碳之外，還會(huì)產(chǎn)生氮?dú)夂蜌錃?。根?jù)位置可能會(huì)產(chǎn)生硫化氫氣體。這些氣體在處置場中產(chǎn)生，由于濃度不同而擴(kuò)散，密度不同產(chǎn)生浮力，壓力差攜帶平流，這些氣體在處置場中產(chǎn)生并移動(dòng)到大氣中。在這里，我想談?wù)剼怏w擴(kuò)散。

氣體擴(kuò)散是怎么計(jì)算的？

氣體從高濃度向低濃度擴(kuò)散。由于空氣主要由氮?dú)?、氧氣和二氧化碳組成，當(dāng)處置場產(chǎn)生甲烷氣體或氫氣時(shí)，處置場內(nèi)的濃度增加，空氣向濃度接近于零的大氣移動(dòng)。將繼續(xù)。這種運(yùn)動(dòng)的速度取決于濃度，但也取決于物質(zhì)。眾所周知，每種物質(zhì)的擴(kuò)散速度與分子量平方根的倒數(shù)成正比。如果你用字母寫它很難理解，但它看起來像下面的公式。

例如，如果A物質(zhì)是氫氣，B物質(zhì)是氮?dú)?，則A物質(zhì)的分子量為2，B物質(zhì)的分子量為28，上式為√28÷√2，其值約為3.74 的計(jì)算... 因此，由于物質(zhì)A的擴(kuò)散速度÷物質(zhì)B的擴(kuò)散速度為3.74，可以看出氫氣的移動(dòng)速度是氮?dú)獾?.74倍。由于氫氣的分子量小，因此很容易想象氫氣是流動(dòng)性強(qiáng)的氣體。

但實(shí)際上，這個(gè)數(shù)字是不真實(shí)的。這是因?yàn)槎趸己脱鯕獾雀鞣N氣體混合在空氣中，所以它們相互作用。另一個(gè)原因是浮力和壓力（大氣壓力）也存在，所以通常不能單獨(dú)用擴(kuò)散現(xiàn)象來解釋。這樣一來，氣體的運(yùn)動(dòng)就與復(fù)雜的現(xiàn)象交織在一起，但運(yùn)動(dòng)的難易程度可以通過分子量來把握。

生活垃圾填埋場惡臭氣體擴(kuò)散規(guī)律研究    

隨著城市化進(jìn)程的加快,我國日均生活垃圾處理總量急劇增加.目前對(duì)生活垃圾主要的處理方法仍是填埋方式.近年來垃圾填埋場惡臭擾民事件頻繁發(fā)生,引起了周圍居民的抗議和投訴,造成了很壞的社會(huì)影響.為了解決臭氣擾民問題,必須對(duì)生活垃圾填埋場的臭氣污染狀況進(jìn)行正確的預(yù)警預(yù)報(bào),以便決策者制定有針對(duì)性的預(yù)防措施.而這其中關(guān)鍵的一步就是對(duì)填埋場臭氣的擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的研究.本文將在基于CFD大氣擴(kuò)散模型的基礎(chǔ)上深入研究復(fù)雜地形地貌下垃圾填埋場污染物的擴(kuò)散規(guī)律.文中先對(duì)意大利佛羅倫薩大學(xué)的填埋場污染物風(fēng)洞試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,以此驗(yàn)證本課題所用CFD數(shù)值模擬方法的可行性.并在此基礎(chǔ)上研究復(fù)雜地形地貌下(四面環(huán)山型和三面環(huán)山型)垃圾填埋場污染物的擴(kuò)散規(guī)律,其中背景氣候取對(duì)擴(kuò)散較不利的逆溫天氣.重點(diǎn)研究風(fēng)速場和距離填埋場中心沿風(fēng)速度方向360m,454m和800m,高度為15m處污染物的濃度狀況.此外以氨氣作為污染氣體研究三面環(huán)山型工況在不同風(fēng)向角作用下填埋場應(yīng)保持與居民區(qū)和休閑區(qū)的小距離等.研究結(jié)果表明:山地特殊地形地貌將顯著地改變近地面來流風(fēng)的風(fēng)速,風(fēng)向和湍流結(jié)構(gòu),其中迎風(fēng)面和背風(fēng)面山腳處風(fēng)速低,山頂偏后方(相對(duì)風(fēng)向)風(fēng)速達(dá)到大。-李東發(fā)

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