城市生活垃圾填埋场气压分布一维稳态分析模型(3)

　　在填埋体内设置水平导气层是高效收集填埋气的一种常用手段。假定在填埋体埋深12和24 m处各设有一厚度为60 cm的水平导气层（导气层上下两层垃圾厚度各减小30 cm），其固有渗透系数为30×10-9m2，并假设12和24 m处导气层抽气速率分别为q1和q2。由图4可见，当q2=0 kg/（m2·s）时，q1从2.0×10-6 kg/（m2·s）增大到4.0×10-6 kg/（m2·s），12 m埋深导气层以下垃圾的填埋气气压在相同埋深处均降低了0.24 kPa，即导气层以下气压分布曲线形态不随导气层抽气速率变化而变化。这是由于稳态条件下导气层下部气压分布形状由该部分的产气速率和固有渗透系数决定。当抽气速率为2.0×10-6 kg/（m2·s）的导气层从埋深12 m处下降至埋深24 m处时，底部最大气压降低幅度从13%增大到49%，但12 m以上垃圾气压分布没有变化。这是因为在稳态条件下填埋体底部至12 m处的垃圾产气速率a不变，且该部分填埋气出流量恒定，故对于12 m以上产气速率a不变的垃圾气压分布不变。由上述分析可见，填埋体内设置水平导气层可有效降低填埋体内的气压；相同抽气速率条件下，填埋体内水平导气层埋深越深降压效果越好；本文模型可指导水平导气层位置和间距布置及合理选择抽气功率。
　　图4填埋体内设置水平导气层对气压分布的影响
　　2.4填埋体底部填埋气导排通道对气压分布的影响
　　国外低水位填埋场底部渗沥液导排系统兼作填埋气导排通道[7，1718]。下面分析填埋体底部填埋气导排通道集气速率q对气压分布的影响。由图5可见，填埋气气压减小值随集气速率q的增大而增大。集气速率为2.0×10-6kg/（m2·s）时，底部填埋气气压由无气体导排时的2.05 kPa下降至0.43 kPa，下降幅度为79%；而埋深12 m处填埋气气压下降幅度仅为28%。其最大气压则是由无气体导排时的2.05 kPa下降至0.93 kPa，降幅为55%，且其位置由底部上升至埋深21 m处。由上述分析可见，填埋体底部填埋气导排通道可有效减小填埋体内填埋气气压，特别是接近导排通道的深部垃圾填埋气气压。
　　图5填埋体底部渗沥液导排系统兼作填埋气
　　导排通道对气压分布的影响
　　3结论
　　提出了分层垃圾填埋体气压分布一维稳态分析模型，并提出顶部边界为给定气压、底部边界为给定气压或流量工况的求解方法，分析了垃圾分层特征、封顶覆盖层下和填埋体内高渗透性的水平导气层、填埋体底部渗沥液导排系统兼作填埋气导排通道对填埋场气压分布的影响，并得到如下结论：填埋体均质化模型（产气速率和固有渗透系数按埋深平均）会显著高估填埋体内气压，填埋体气压分析宜采用分层模型；封顶覆盖层下和填埋体内设置水平导气层可有效减小填埋体气压，在相同抽气速率条件下水平导气层埋深越深降压效果越好；填埋体底部填埋气导排通道对填埋气气压较大的深部垃圾降压效果较明显；本文模型可指导填埋气导气系统布置及合理选择抽气功率。