李　磊，王　佩，徐　菲，張春雷（.河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京　0098；.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇南京　0098）

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污泥棄置場(chǎng)產(chǎn)氣特性試驗(yàn)

李磊1，王佩1，徐菲1，張春雷2
（1.河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210098；2.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇南京210098）

摘要：以某污泥棄置場(chǎng)修復(fù)工程為例，采用室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M污泥的產(chǎn)氣過程，并對(duì)氣體產(chǎn)生速率常數(shù)進(jìn)行溫度修正，建立了能夠反映現(xiàn)場(chǎng)條件的污泥棄置場(chǎng)產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)模型。采用所建立的模型預(yù)測(cè)污泥棄置場(chǎng)產(chǎn)氣總量和產(chǎn)氣速率，結(jié)果表明：污泥棄置場(chǎng)的產(chǎn)氣過程長(zhǎng)達(dá)50 a，但是產(chǎn)氣總量和最大年產(chǎn)氣量均較?。贿M(jìn)行封場(chǎng)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)建設(shè)氣體導(dǎo)排系統(tǒng)，可以不考慮對(duì)氣體進(jìn)行集中處理。

關(guān)鍵詞：污泥棄置場(chǎng)；污泥產(chǎn)氣過程；室內(nèi)試驗(yàn)；動(dòng)力學(xué)模型

污泥是污水處理廠對(duì)污水進(jìn)行處理過程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)以及污水表面漂出的浮沫所得的殘?jiān)?，其物質(zhì)組分中無機(jī)顆粒成分含量少，主要以有機(jī)物形式存在，并含有大量的微生物、病原體、重金屬以及有機(jī)污染物等，如處理不善將會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染。長(zhǎng)期以來，受我國(guó)污水處理界“重水輕泥”傾向的影響，我國(guó)90%以上污水處理廠沒有污泥處理配套設(shè)施，60%以上的污泥沒有經(jīng)過任何處理就直接棄置，形成大面積的污染土地。如成都長(zhǎng)安、深圳下坪、南昌麥園及蘇州七子山等污泥填埋場(chǎng)均有大量未經(jīng)規(guī)范處理的棄置污泥；部分地方甚至把污泥直接棄置在魚塘、礦坑、農(nóng)田中。這些棄置的污泥因?yàn)楹矢?、含有污染物、物理力學(xué)性質(zhì)差、產(chǎn)生甲烷氣、產(chǎn)生噴涌等易引發(fā)安全問題和環(huán)境問題［1-5］，其最終安全處置已經(jīng)成為污染土治理領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。

為了解決棄置污泥場(chǎng)地修復(fù)和封場(chǎng)中所面臨的技術(shù)難題，目前主要開展了基本物理力學(xué)性質(zhì)的研究工作，為對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以及制定后續(xù)合理的處理方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)［6］。除了力學(xué)性質(zhì)之外，棄置污泥產(chǎn)生的氣體也會(huì)影響到堆體的穩(wěn)定性：污泥中含有大量的有機(jī)物，在微生物的作用下會(huì)產(chǎn)氣，產(chǎn)生的氣體會(huì)導(dǎo)致污泥孔隙水應(yīng)力增加以及體積膨脹，引起堆體失穩(wěn)等工程災(zāi)害［7-8］。由于污泥在理化性質(zhì)上與生活垃圾有著較大的區(qū)別，其產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率以及成分等與生活垃圾不同［9-10］，生活垃圾產(chǎn)氣研究成果直接應(yīng)用于污泥產(chǎn)氣研究會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生較大的偏差。目前關(guān)于污泥產(chǎn)氣的研究成果較少，Debra等［11］等發(fā)現(xiàn)污泥摻入垃圾后，加速了氣體的產(chǎn)生速率；污泥的產(chǎn)氣過程啟動(dòng)較快，且改性后的污泥產(chǎn)氣速率明顯增加，并可以提高氣體中的甲烷氣含量［12］；朱英等［13］的研究結(jié)果表明，化學(xué)計(jì)量法和動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)的氣體產(chǎn)生量和產(chǎn)生率更能反映污泥填埋場(chǎng)實(shí)際的氣體產(chǎn)生情況。另外，棄置污泥屬于無序處理，不同年代棄置的污泥往往混合在一起，產(chǎn)氣規(guī)律與新鮮污泥差異較大。

為明確污泥棄置場(chǎng)的產(chǎn)氣過程，以國(guó)內(nèi)某大型污泥棄置場(chǎng)中的污泥為研究對(duì)象，采用室內(nèi)試驗(yàn)研究不同棄置年代和深度下污泥的產(chǎn)氣過程，并采用動(dòng)力學(xué)模型對(duì)棄置污泥的長(zhǎng)期產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率進(jìn)行計(jì)算，為污泥棄置場(chǎng)的修復(fù)提供相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)。

1　工程概況

江蘇某企業(yè)從20世紀(jì)80年代中期開始將企業(yè)所產(chǎn)生的污泥棄置在附近的廢棄礦坑，占地總面積約3.333hm2（50畝），深度從3m到20m不等，目前形成了4個(gè)大小不等的污泥棄置場(chǎng)所。污泥棄置過程和結(jié)束始終未做任何覆蓋措施，該處地層以滲透性較低的黏土為主，大量的降雨也貯留在污泥坑中。根據(jù)測(cè)算，目前整個(gè)礦坑內(nèi)污泥總量已超過30萬m3。

為了解決該處棄置污泥的安全處置問題并進(jìn)行污染場(chǎng)地修復(fù)，采用對(duì)棄置污泥進(jìn)行加固并在周圍設(shè)置垂直防滲帷幕后封場(chǎng)的修復(fù)方案。在場(chǎng)地修復(fù)中的封場(chǎng)設(shè)計(jì)中需要考慮是否設(shè)計(jì)填埋氣的收集和處理設(shè)施，并為其設(shè)計(jì)提供產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率等基礎(chǔ)參數(shù)。但是棄置污泥與垃圾、新鮮污泥的性質(zhì)有較大差異，直接采用已有的垃圾填埋場(chǎng)的封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)填埋氣的收集處理系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生較大誤差，需要根據(jù)棄置污泥的性質(zhì)、棄置場(chǎng)地的實(shí)際情況，研究其產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣速率，為封場(chǎng)中氣體收集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的依據(jù)。

2　試驗(yàn)方案

2.1現(xiàn)場(chǎng)取樣

污水廠產(chǎn)生的新鮮脫水污泥來自于2種不同的工藝，分別編號(hào)為1、2?，F(xiàn)場(chǎng)棄置污泥的取樣采用玻璃鋼船，取樣人員坐在船上，從對(duì)岸用牽引繩將船拖至污泥棄置場(chǎng)地中間采集柱狀樣。柱狀樣采用自制的5 m分層取樣器，自泥面往下按30cm分層包裝。試標(biāo)編號(hào)標(biāo)記為A-B的形式，A表示污泥棄置場(chǎng)編號(hào)（1，2，3，4），按照棄置的年代，1號(hào)年代最久，4號(hào)最新；B分別用1、2、3表示表層（約1 m以下）、中間層（約2 m以下）、底層（約5m）。由于4號(hào)場(chǎng)地深度較淺，僅取了中間層樣品。

樣品取后立刻用塑料密封袋密封并排除空氣，放置在冷藏箱中冷藏，24h之內(nèi)開始相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)以及試驗(yàn)工作。

2.2污泥的基本指標(biāo)

污泥的基本性質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1　污泥的基本性質(zhì)指標(biāo)Table 1 Basic characteristics of sludge

從表1中可以看出，棄置污泥含水率遠(yuǎn)高于新鮮污泥，表層的含水率普遍低于底層，主要原因是大量降雨匯集在棄置場(chǎng)中不能排出。另外，污泥的有機(jī)質(zhì)含量較高，具有較強(qiáng)的產(chǎn)氣潛能，棄置污泥有機(jī)質(zhì)低于新鮮污泥，上部的污泥有機(jī)質(zhì)含量高于底部污泥有機(jī)質(zhì)含量，表明棄置的污泥已經(jīng)產(chǎn)生了降解，并且隨著棄置年代的增加，降解量也在增加。

2.3試驗(yàn)方法及儀器

室內(nèi)試驗(yàn)所用的裝置如圖1所示。

圖1　污泥產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置Fig.1 Experimental system of gas generation from sludge

現(xiàn)場(chǎng)取回的污泥從密封袋中取出800g，迅速裝填于2 L錐形瓶?jī)?nèi)，瓶口在封閉之前進(jìn)行充氮（時(shí)間控制為1.5min），目的是充分的充氮以排除氧氣，使錐形瓶?jī)?nèi)固化污泥處于厭氧環(huán)境，保證污泥產(chǎn)氣過程是一個(gè)厭氧反應(yīng)過程。整個(gè)錐形瓶放置于35℃恒溫水浴鍋中。所產(chǎn)氣體經(jīng)過干燥管干燥后，采用排液法（飽和NaHCO3）收集氣體，通過排出的水量即可獲得產(chǎn)生的氣量（所獲得的氣量已扣除錐形瓶中原先殘余的氣體體積）。

3　結(jié)果與分析

3.1產(chǎn)氣試驗(yàn)結(jié)果

污泥產(chǎn)氣試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2　污泥產(chǎn)氣試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Experimental result of gas generation from sludge

從圖2中可以看出：

a.污泥的產(chǎn)氣過程啟動(dòng)迅速，在試驗(yàn)第一天開始后就已經(jīng)啟動(dòng)，這與文獻(xiàn)［12］的研究結(jié)果較接近。另外，新鮮污泥產(chǎn)氣現(xiàn)象十分明顯，而且產(chǎn)氣量較高，這與其有機(jī)質(zhì)含量較高以及pH值較接近中性而有利于產(chǎn)氣有關(guān)。

b.棄置場(chǎng)中的污泥產(chǎn)氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于新鮮污泥的產(chǎn)氣量，主要在于所棄置污泥的棄置時(shí)間最長(zhǎng)已經(jīng)接近30a，大量易降解的有機(jī)物已經(jīng)被分解，所以產(chǎn)氣量大幅度下降。

c.從棄置場(chǎng)中污泥分層產(chǎn)氣的狀況來看，雖然底部的污泥棄置時(shí)間早、上部的污泥棄置時(shí)間短，但是普遍存在表層產(chǎn)氣量小、底部產(chǎn)氣量大的現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)剩下的污泥樣品中的有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明：1-1、1-2、1-3試樣的有機(jī)質(zhì)減少量分別為22.5 g、43.1 g和52.3 g；2-1、2-2、2-3試樣的有機(jī)質(zhì)減少量分別為32.1 g、23.2 g和34.7 g；3-1、3-2、3-3試樣的有機(jī)質(zhì)減少量分別為37.6 g、42.4 g和41.8 g。有機(jī)質(zhì)減少量和產(chǎn)氣量的變化規(guī)律基本一致，表明底層污泥的有機(jī)質(zhì)更多地被降解后轉(zhuǎn)化為填埋氣。造成這種現(xiàn)象的原因是下部的污泥產(chǎn)氣條件受到了抑制，一旦挖出后，恢復(fù)適宜的產(chǎn)氣條件，其產(chǎn)氣量馬上有顯著的提升。

d.抑制下部污泥產(chǎn)氣的原因主要包括溫度、含水率以及酸堿環(huán)境等。從取樣分析的結(jié)果來看，底部污泥的含水率顯著偏高，pH值偏高，另外底層的溫度受陽(yáng)光輻射等影響較小，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明溫度普遍維持在15℃左右，這些原因造成底部污泥產(chǎn)氣受到一定的抑制。

e.棄置場(chǎng)中污泥產(chǎn)氣過程將是長(zhǎng)期的，對(duì)封場(chǎng)后上部蓋層將會(huì)產(chǎn)生不利影響。目前污泥棄置場(chǎng)為敞開式，產(chǎn)生的氣體是無組織大面積揮發(fā)和排放，不會(huì)對(duì)上覆污泥產(chǎn)生影響。如果增加上部的蓋層，但是沒有良好的氣體導(dǎo)排系統(tǒng)，加之污泥透氣性極差，易導(dǎo)致底部污泥產(chǎn)生的氣體聚集，產(chǎn)生過高的氣壓，在氣壓累計(jì)到一定程度時(shí)，易發(fā)生噴涌等問題，直接影響到上部蓋層的穩(wěn)定性。因此，污泥棄置場(chǎng)封場(chǎng)工程需要布設(shè)相應(yīng)的氣體收集和導(dǎo)排系統(tǒng)。

3.2產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)模型

從產(chǎn)氣試驗(yàn)研究結(jié)果來看，棄置場(chǎng)中的污泥雖然經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)10余年的穩(wěn)定期，但是由于棄置時(shí)未經(jīng)過任何預(yù)處理，造成棄置的污泥仍然處于不穩(wěn)定狀態(tài)，其長(zhǎng)期產(chǎn)氣量仍然不可忽視。雖然室內(nèi)試驗(yàn)的研究成果可以在一定程度上反映污泥產(chǎn)氣的基本規(guī)律，但是對(duì)氣體收集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，需要獲得產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率等參數(shù)，上述室內(nèi)試驗(yàn)成果尚難以滿足工程設(shè)計(jì)的要求。因此，需要在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立反映污泥產(chǎn)氣總量以及產(chǎn)氣速率的動(dòng)力學(xué)模型，為封場(chǎng)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)參數(shù)。

目前，填埋場(chǎng)的產(chǎn)氣模型主要分為動(dòng)力學(xué)模型和統(tǒng)計(jì)模型2種類型。其中，動(dòng)力學(xué)模型主要有Gardner模型［14］和Sheldon Arleta模型等［15］；統(tǒng)計(jì)模型有IPCC模型、化學(xué)計(jì)量式模型和COD估算模型等［16］。統(tǒng)計(jì)學(xué)模型一般需要大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而污泥產(chǎn)氣方面目前缺少相應(yīng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，難以采用統(tǒng)計(jì)學(xué)模型。動(dòng)力學(xué)模型則是按照CH4/CO2產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行預(yù)測(cè)，從原理上符合產(chǎn)氣規(guī)律，并可以通過室內(nèi)試驗(yàn)獲得其相關(guān)參數(shù)。

從上述的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，污泥的產(chǎn)氣階段啟動(dòng)很快，基本不存在滯后；研究中一般認(rèn)為產(chǎn)氣速率與產(chǎn)氣潛能之間符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)關(guān)系［17-18］，即

對(duì)式（1）進(jìn)行變換并積分，得

因此，在這一階段的產(chǎn)氣量可以表示

式中：α——產(chǎn)氣速率；C——時(shí)間t后剩下的污泥可產(chǎn)生的填埋氣，即產(chǎn)氣潛能；k——?dú)怏w產(chǎn)生速率常數(shù)；C0——某時(shí)刻垃圾總的產(chǎn)氣潛能；G——t時(shí)刻后單位質(zhì)量污泥產(chǎn)氣量。

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)獲得的產(chǎn)氣量，建立了預(yù)測(cè)污泥產(chǎn)氣量的動(dòng)力學(xué)方程。如表2所示。

表2　污泥產(chǎn)氣量動(dòng)力學(xué)模型Table 2 Dynamic model of gas generation from sludge

所建立的產(chǎn)氣模型與實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)具有良好的相關(guān)性；而且其潛在的產(chǎn)氣能力C0的規(guī)律與污泥產(chǎn)氣性能的變化規(guī)律基本一致，即產(chǎn)氣量越大的污泥，其潛在的產(chǎn)氣能力也越大。

3.3模型修正

產(chǎn)氣過程受到很多因素的影響，如含水率、溫度、pH值和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。室內(nèi)試驗(yàn)為了加快試驗(yàn)的周期以便在短時(shí)間內(nèi)獲得污泥產(chǎn)氣模型，采用了提高反應(yīng)溫度的方法，其他因素則未進(jìn)行干涉。因此，對(duì)于本試驗(yàn)結(jié)果影響較大的因素為反應(yīng)溫度?，F(xiàn)場(chǎng)取樣過程中對(duì)分層污泥樣品的溫度進(jìn)行了測(cè)量，其50 cm以下層溫度基本趨于穩(wěn)定，基本在15℃左右波動(dòng)。但是從試驗(yàn)周期角度出發(fā)，如果采用15℃的溫度，試驗(yàn)周期過長(zhǎng)，而且產(chǎn)氣量較小，精度也較差。為了獲得現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度條件下的動(dòng)力學(xué)模型，本文通過建立k與溫度T之間的關(guān)系來解決上述問題。

為減少試驗(yàn)量，每個(gè)污泥棄置場(chǎng)中的分層樣品等比例混合（編號(hào)分別為U1、U2、U3、U4），試驗(yàn)中分別設(shè)計(jì)了35℃、33℃、30℃、28℃、26℃溫度梯度下15d的產(chǎn)氣試驗(yàn)，并計(jì)算不同溫度下的k，其變化關(guān)系如圖3所示。

圖3　k與T的關(guān)系Fig.3 Relationship between k and T

試驗(yàn)結(jié)果表明，k與T之間服從指數(shù)分布規(guī)律（圖3）。根據(jù)圖3中獲得的k與T的關(guān)系即可獲得現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度條件下污泥產(chǎn)氣的動(dòng)力學(xué)模型。

3.4污泥產(chǎn)氣過程的預(yù)測(cè)

根據(jù)所建立的動(dòng)力學(xué)模型及其對(duì)產(chǎn)氣速率常數(shù)的修正，獲得了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件下污泥產(chǎn)氣的動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)污泥的產(chǎn)氣過程進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果如圖4所示。

污泥趨于穩(wěn)定的重要標(biāo)志之一是產(chǎn)氣速率逐步降低并趨于穩(wěn)定，產(chǎn)氣量逐步增加，最后趨于穩(wěn)定。從上述產(chǎn)氣速率和總產(chǎn)氣量預(yù)測(cè)結(jié)果中可以看出：

a.根據(jù)產(chǎn)氣速率以及產(chǎn)氣量，1號(hào)棄置場(chǎng)中污泥的穩(wěn)定時(shí)間最長(zhǎng)，50 a后底層產(chǎn)氣速率仍然未趨于穩(wěn)定；2號(hào)棄置場(chǎng)在50a內(nèi)產(chǎn)氣基本已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定；3、4號(hào)棄置場(chǎng)在40a內(nèi)產(chǎn)氣已基本穩(wěn)定。

b.1號(hào)棄置場(chǎng)中的污泥棄置周期最長(zhǎng)，但是最終的穩(wěn)定時(shí)間也越長(zhǎng)，造成這種現(xiàn)象的原因除了含水率不穩(wěn)定及地形條件造成污泥流動(dòng)混合、溫度變化等外，比較重要的原因在于1號(hào)試樣和2號(hào)試樣污泥產(chǎn)氣規(guī)律有較大差異?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明，1號(hào)棄置場(chǎng)全部為1號(hào)試樣污泥，其余的基本以2號(hào)試樣污泥為主，從1號(hào)試樣、2號(hào)試樣污泥的產(chǎn)氣過程來看，1號(hào)試樣污泥趨于穩(wěn)定時(shí)間約15 a，2號(hào)試樣污泥的趨于穩(wěn)定時(shí)間約10a，從穩(wěn)定時(shí)間來說，這也是呈現(xiàn)污泥棄置時(shí)間雖然早，但仍然尚未穩(wěn)定的原因。

c.對(duì)比實(shí)驗(yàn)室和模擬現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)氣結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)棄置污泥的穩(wěn)定時(shí)間遠(yuǎn)小于實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果。即使改變溫度一個(gè)因素，也造成其最終的結(jié)果出現(xiàn)了顯著改變，產(chǎn)氣周期較長(zhǎng)。因此，最終封場(chǎng)氣體收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮到填埋氣的產(chǎn)生周期。

d.對(duì)比已有的生活垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)氣研究成果，一般垃圾產(chǎn)氣量最小約20 m3/t，最大可以達(dá)到100～400m3/t［19-20］。而根據(jù)本文的研究結(jié)果，即使產(chǎn)氣潛能最大的1號(hào)試樣污泥，其產(chǎn)氣量也僅為6.1 m3/t，最小的為2-1棄置污泥，產(chǎn)氣量為1.09 m3/t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于生活垃圾的產(chǎn)氣量。棄置污泥在50 a的總產(chǎn)氣量約為71萬m3，最大的年產(chǎn)氣量約8萬m3。其產(chǎn)氣量較少，不需要設(shè)置專門的處理設(shè)施，但是需要布置導(dǎo)氣設(shè)施，防止出現(xiàn)封場(chǎng)后局部氣壓過高的問題。

圖4　污泥產(chǎn)氣過程預(yù)測(cè)Fig.4 Forecast of gas generation process

4　結(jié)　　語

a.采用室內(nèi)強(qiáng)化試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室尺度內(nèi)獲得了污泥的產(chǎn)氣規(guī)律，并通過動(dòng)力學(xué)模型以及對(duì)產(chǎn)氣速率常數(shù)的修正，建立了模擬現(xiàn)場(chǎng)條件下預(yù)測(cè)污泥產(chǎn)氣速率以及產(chǎn)氣量的動(dòng)力學(xué)模型。

b.通過試驗(yàn)結(jié)果以及預(yù)測(cè)的結(jié)果可以看出，雖然污泥棄置的時(shí)間已經(jīng)較長(zhǎng)，但是產(chǎn)氣過程仍然在持續(xù)，并且尚未進(jìn)入穩(wěn)定階段，封場(chǎng)中需要設(shè)置氣體收集和導(dǎo)排系統(tǒng)，防止因?yàn)闅怏w累積產(chǎn)生污泥噴涌、沼氣爆炸等問題。但是因污泥的總產(chǎn)氣量和最大年產(chǎn)氣量均較小，因此可以不對(duì)氣體進(jìn)行集中處理，采取無組織排放。

c.棄置污泥的穩(wěn)定時(shí)間和棄置時(shí)間不一定相關(guān)，而是受到現(xiàn)場(chǎng)地形、降雨、污泥混合、不同泥質(zhì)等多種因素的影響。因此對(duì)棄置污泥的產(chǎn)氣計(jì)算需要綜合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件進(jìn)行分析。

d.現(xiàn)場(chǎng)大量污泥的產(chǎn)氣受到了諸如含水率、應(yīng)力、溫度、透氣性等多種因素影響，本文僅考慮了現(xiàn)場(chǎng)的溫度條件，更為準(zhǔn)確的產(chǎn)氣模型應(yīng)當(dāng)綜合考慮上述多種因素。

e.污泥棄置場(chǎng)地的修復(fù)是污染土修復(fù)領(lǐng)域的一項(xiàng)新課題，本文僅僅探討了未經(jīng)處理的棄置污泥產(chǎn)氣過程，在實(shí)際修復(fù)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)處理后的污泥產(chǎn)氣狀況進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

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Experimental study on gas generation process in abandoned sludge yard

LI Lei1，WANG Pei1，XU Fei1，ZHANG Chunlei2
（1.School of Earth Science and Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，China；2.College of Environment，Hohai University，Nanjing 210098，China）

Abstract：Using the restoration project of an abandoned sludge yard as an example，the gas generation process of sludge was investigated through laboratory experiments.A dynamic model of gas generation from sludge was built based on the experiments and correction of the gas generation rate constant based on temperature，which can reflect the actual situation.The gas generation quantity and rate were forecasted using the dynamic model.The results show that the process of gas generation takes as long as 50 years，while the total gas generation quantity and maximum annual gas generation quantity are low.The gas-exhausting system should be included in the design of the cover system，but the concentrated disposal does not need to be considered.

Key words：abandoned sludge yard；gas generation process of sludge；laboratory experiment；dynamic model

作者簡(jiǎn)介：李磊（1976—），男，河南固始人，副教授，博士，主要從事環(huán)境巖土工程研究。E-mail：dr.lilei@163.com

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2012CB719804）；國(guó)家自然科學(xué)基金（51278172，51478167）

收稿日期：2015-04-16

DOI：10.3876/j.issn.1000-1980.2016.01.011

中圖分類號(hào)：X52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000-1980（2016）01-0065-07