中国环境科学 2010,30(2)：204~208 China Environmental Science 污泥填埋场气体产量的预测方法研究
朱英1,2,赵由才2*,李鸿江3(1.山东省科学院新材料研究所,山东济南 250014；2.同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海 200092；3.深圳市环境工程科学技术中心,广东深圳 518001)
摘要：为有效利用污泥填埋场内产生的沼气,以上海白龙港污水处理厂污泥为例,对污泥填埋场中气体产生率及产生量进行了预测.应用元素的归一化摩尔化方法得到该污水处理厂污泥有机物的近似分子式为C28H52O16N4.用化学计量法和IPCC模型预测的甲烷气体产生潜能分别为60.6,61.7kg/t(以干重计).用动力学模型和IPCC模型预测的甲烷气体产生率分别为13.3,11.1kg/(t⋅a)(以干重计),2种方法计算的甲烷气体产生率的差别主要在于参数的取值不同,化学计量法和动力学模型法预测的气体产生量和产生率更能反映污泥填埋场实际的气体产生情况,应用IPCC模型更适合于从宏观角度估算一个地区或整个国家的填埋场产气量.
关键词：污泥；沼气；预测方法；产生量；产生率
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2010)02-0204-05
Prediction methods of the gas production content in the sludge landfill. ZHU Ying1,2, ZHAO You-cai2 *, LI Hong-jiang3 (1.New Materials Research Institute of Shandong Academy of Sciences, Jinan 250014, China；2.State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, Tongji University, Shanghai 200092, China；3.Shenzhen Environment Engineering Technology Center, Shenzhen 518001, China). China Environmental Science, 2010,30(2)：204~208
Abstract：In order to utilize the sludge landfill gas effectively, production rate and production content of sludge landfill gas were predicted. The approximate formula of sludge organics for Bailonggang wastewater treatment plant in Shanghai was C28H52O16N4 using the normalized molar methods of elements. The potential of methane production predicted using chemometrics method and IPCC model were 60.6, 61.7kg/t (dry weight), respectively. The production rate of methane predicted using dynamics model method and IPCC model method were 13.3, 11.1kg/(t⋅a) (dry weight), respectively. The difference for the methane production rate of these two methods lies in the differences for the values of parameters. The methane production content predicted using chemometrics method and methane production rate predicted using dynamics model method was suit to reflect the actual situation. IPCC model was suitable for estimate the gas production content of a region or country as a whole from a macro perspective.
Key words：sludge; methane; prediction method; production content; production rate
目前我国污泥年产量约532万t(干重),折合含水率80%的湿污泥为2660万t.根据我国目前的经济现状,污泥填埋是我国污泥处置最主要的方法之一[1-2].沼气是一种很好的清洁可再生能源,对沼气的回收和利用一方面可满足温室气体减排的需要;另一方面可以替代其他能源.
填埋物质的性质以及降解的时期决定了某一个时期的气体组成及其产生的潜能.目前,填埋场产沼气模型大致可以分为动力学模型和统计模型2种类型.其中,动力学模型主要有Gardner 模型[3]和Sheldon Arleta模型[4]等;统计模型有IPCC模型[5]、化学计量式模型和COD估算模型[6]等.也有研究者对模型进行了改进[7],采用改进的一阶降解模型对不同的垃圾成分采用不同的降解速率进行计算,能够较准确地预测出填埋场气体产生量.国内外学者对有机固体废弃物填埋场的产气量已有较多研究[8-9],对污泥在填埋场的产气量研究一般是将其归类为有机固体废物,而根据具体污泥特性对其在填埋场的产气量
收稿日期：2009-05-21
基金项目：教育部重大专项(305005)
* 责任作者, 教授, zhaoyoucai@
