复杂地形地貌条件下生活垃圾填埋场恶臭气体扩散规律研究

发布时间：2020-08-27 07:04

【摘要】：随着城市化进程的加快,我国日均生活垃圾处理总量急剧增加。目前对生活垃圾最主要的处理方法仍是填埋方式。近年来垃圾填埋场恶臭扰民事件频繁发生,引起了周围居民的抗议和投诉,造成了很坏的社会影响。为了解决臭气扰民问题,必须对生活垃圾填埋场的臭气污染状况进行正确的预警预报,以便决策者制定有针对性的预防措施。而这其中最关键的一步就是对填埋场臭气的扩散规律进行系统的研究。本文将在基于CFD大气扩散模型的基础上深入研究复杂地形地貌下垃圾填埋场污染物的扩散规律。文中先对意大利佛罗伦萨大学的填埋场污染物风洞试验进行了数值模拟研究,以此验证本课题所用CFD数值模拟方法的可行性。并在此基础上研究复杂地形地貌下(四面环山型和三面环山型)垃圾填埋场污染物的扩散规律,其中背景气候取对扩散较不利的逆温天气。重点研究风速场和距离填埋场中心沿风速度方向360m、454m和800m,高度为15m处污染物的浓度状况。此外以氨气作为污染气体研究三面环山型工况在不同风向角作用下填埋场应保持与居民区和休闲区的最小距离等。研究结果表明:山地特殊地形地貌将显著地改变近地面来流风的风速、风向和湍流结构,其中迎风面和背风面山脚处风速最低,山顶偏后方(相对风向)风速达到最大。山体背风面会产生较大范围的回流区域,且风速较低;风向对山体表面风速度影响不大,但风向是影响三面环山型垃圾填埋场污染物扩散的关键因素;从用氨气作为污染气体来研究污染物沿风方向的影响距离的结果可知,当风向角从0°变化到90°时,污染物的影响距离从890m变化到超过5200m,其中风向角为0°时影响距离最近,而风向角为45°时污染物的影响距离最远。故垃圾填埋场的选址要结合特殊的地形地貌和当地特殊的气象条件,填埋场距离居住和休闲区的最小距离也要经过科学的计算,这样才能避免更多居民受臭气污染的影响。如三面环山型,建议当地盛行风与填埋场的风向角为0度,这样可以减低污染物的扩散距离。人类活动特别是在逆温情况下应该避免在盛行风的方向上,尽量在盛行风两侧较远的地方活动。本课题的研究不但可以为污染物扩散相关问题的模拟提供参考,也可以为生活垃圾填埋场地址的选取和附近建筑群的布局提供理论依据,本课题的研究对垃圾填埋场恶臭污染预警预报系统的建立也将起到一定的推进作用。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X799.3;X512
【图文】：

技术路线

图 2-1 近壁面区域的划分Fig.2-1 Subdivisions of near-wall region（2-1）所示： y <5 所对应的区域是粘性底层，这时速度沿壁面法线方； 30<y <300 所对应的流动处于对数律层，这时速度沿壁面法线方向呈当y＞300 时就进入湍流核心区域了。低雷诺数的湍流模型方程相比，壁面函数法不要求在壁面区的网格太密把第一层网格内节点布置在对数律成立的范围内。此条件可以通过控制决。y+就是第一层网格质心到壁面的无量纲距离。对于 y+的值，各个学是不一样的，因为实际上本来就没有一个明确的分界面存在。但一般在定是没有问题的。保证 y+值的合理性，才能准确的将壁面区的物理量与物理量有效地联系起来。如果 y+不合理，就要调整你的边界层网格密度件自带的自适应网格技术，可以比较方便解决这个问题。

1 耦合式解法同时联立求解离散化的控制方程组是耦合式解法的实质，过程如下图 2- 图 2 - 2 流场数值解法归纳图Fig.2 - 2 Inductive diagram of numerical solutions of flow field

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本文编号：2805785