Процесс разложения отходов

Общее уравнение ЗПП отражает активность протекания реакции разложения, которая пропорциональна количеству остающегося реагента, то есть массе нестойкого органического углерода отходов, находящегося в благоприятных для разложения условиях (DDOCm). При этом масса такого вещества, которая останется неразложенной за определенный период времени в общем виде выражена через уравнение 1.3.

Уравнение 1.3

Уравнение затухания первого порядка

DDOCmt = DDOCm₀ · e^-kt

где:

DDOCmt = масса способного к разложению органического углерода, который останется ко времени t на ОРО, Гг;

DDOCm₀ = масса нестойкого DOC, помещенного на ОРО на момент начала реакции (во время 0), Гг;

k = постоянная реакции;

t = время, прошедшее с момента начала реакции, года.

Для расчета метана, выделившегося в течение 1 расчетного года, в общем случае значение DDOCm, разложившегося на CH₄ и CO₂ за период T в промежутке между (t-1) и t, выражено в уравнении 1.4.

Уравнение 1.4

Ddocm, разложившийся за год T

DDOCm decompT = DDOCm0 · [e^-k(t-1) - e^-kt]

где:

DDOCm decompT = масса органического углерода (DDOCm), разложившегося в период между (t-1) и t, Гг;

T = означает год, для которого производится расчет, относительно начального года 0;

DDOCm₀ = масса DOC, помещенного на ОРО на момент начала реакции (во время 0), Гг;

k = постоянная реакции;

t = время, прошедшее с момента начала реакции, года.

С реакцией первого порядка количество продукта (здесь DDOCm decomp) всегда пропорционально количеству реактивного материала (здесь DDOCm). Это означает, что количество образующегося за год CH₄ соответствует не количеству помещенных в этот период отходов, а общему количеству оставшегося неразложенным к этому году на ОРО DDOCm. Таким образом, если известно количество разлагающегося органического вещества на ОРО в начале года, то при оценке выбросов каждый год рассматривается, как год номер 1. В этом случае в уравнениях общего вида 1.3 и 1.4 t=1, и расчеты производятся с помощью двух уравнений 1.5 и 1.6.

Уравнение 1.5

Масса способного к разложению органического углерода,

накопленного в конце года T

DDOCma_T = DDOCmd_T + (DDOCma_T-1 · e^-k)

Уравнение 1.6

Масса способного к разложению органического углерода,

разложившегося в год T

DDOCm decomp_T = DDOCma_T-1 · (1 - e^-k)

где:

DDOCm decomp_T = DDOCm, разложившийся до CH₄ в расчетный год T, Гг;

T = год, для которого производится расчет (учитываемый исторический год);

DDOCma_T = DDOCm, накопленный на ОРО к концу года T, Гг;

DDOCma_T-1 = DDOCm, накопленный на ОРО к концу года предыдущего года (T-1), Гг;

DDOCmd_T = DDOCm, удаленный на ОРО в год T, Гг;

k = постоянная реакции.

В уравнениях 1.5 и 1.6 расчетный год, принятый за начальный для всей серии расчетов по годам (год размещения первой порции отходов на ОРО), считается нулевым. Последний расчетный год - последний год, для которого производится инвентаризация.

На большинстве ОРО отходы удаляются непрерывно в течение всего года. Однако известно, что образование CH₄ начинается не сразу после помещения отходов на ОРО. Значение времени задержки изменяется в зависимости от состава отходов и климатических условий. В этом методе предполагается, что реакция распада и образование CH₄ из всех отходов, удаленных в течение расчетного года, начинается по 1 января следующего года, когда среднее время хранения отходов на ОРО до начала реакции (ее задержка) составляет шесть месяцев. В реальности отходы, помещенные в начале года, начнут выделять CH₄ раньше, а отходы, помещенные на ОРО в конце года - позже.