evaluating aerobic landfill bioreactions using a numerical model

20 Pages·2005·3.01 MB·English

EEVVAALLUUAATTIINNGG AAEERROOBBIICC
LLAANNDDFFIILLLL BBIIOORREEAACCTTIIOONNSS
UUSSIINNGG AA NNUUMMEERRIICCAALL
MMOODDEELL
BByy
GG..RR.. WWaalltteerr,, SS..JJ.. SSmmiitthh,, LL..
MMaajjoorr,, aanndd JJ.. TTaanngg
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
BBAACCKKGGRROOUUNNDD
•• SSPPAACCEE FFOORR MMUUNNIICCIIPPAALL SSOOLLIIDD WWAASSTTEE ((MMSSWW))
LLAANNDDFFIILLLLSS IISS AATT AA PPRREEMMIIUUMM
•• DDEEGGRRAADDAATTIIOONN OOFF OORRGGAANNIICC WWAASSTTEE IINN
LLAANNDDFFIILLLLSS IISS SSLLOOWW DDUUEE TTOO AANNAAEERROOBBIICC
CCOONNDDIITTIIOONNSS
•• CCLLOOSSEEDD MMSSWW LLAANNDDFFIILLLLSS CCAANN GGEENNEERRAATTEE
MMEETTHHAANNEE AANNDD UUNNDDEERRGGOO SSUUBBSSIIDDEENNCCEE FFOORR
DDEECCAADDEESS
•• MMEETTHHAANNEE RREECCOOVVEERRYY FFOORR EENNEERRGGYY FFRROOMM
SSMMAALLLL LLAANNDDFFIILLLLSS IISS UUNNEECCOONNOOMMIICCAALL
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
CCOONNCCEEPPTT OOFF AA SSUUSSTTAAIINNAABBLLEE
LLAANNDDFFIILLLL ((SSWWIITTZZEERRLLAANNDD,, 11998866))
•• EEAACCHH GGEENNEERRAATTIIOONN SSHHOOUULLDD MMAANNAAGGEE IITTSS
WWAASSTTEE TTOO FFIINNAALL SSTTOORRAAGGEE QQUUAALLIITTYY ((3300 YYEEAARRSS))
•• FFIINNAALL SSTTOORRAAGGEE QQUUAALLIITTYY:: AAnnyy eemmiissssiioonnss ttoo tthhee
eennvviirroonnmmeenntt aarree aacccceeppttaabbllee wwiitthhoouutt ffuurrtthheerr ttrreeaattmmeenntt
oorr ccoonnttrrooll
•• UUKK FFIINNAALL SSTTOORRAAGGEE QQUUAALLIITTYY CCRRIITTEERRIIAA
–– RReedduuccee llaannddffiillll ggaass ggeenneerraattiioonn bbyy 9999..99 %% ((220000 ccuubbiicc
mmeetteerrss//mmeettrriicc ttoonn ttoo 00..11 ccuubbiicc mmeetteerrss//mmeettrriicc ttoonn))
–– LLeeaacchhaattee qquuaalliittyy ddeetteerrmmiinneedd bbyy llooccaall eennvviirroonnmmeennttaall
ccoonnddiittiioonnss
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
CCOONNCCEEPPTT OOFF TTHHEE
AAEERROOBBIICC BBIIOOCCEELLLL
•• PPUURRPPOOSSEE::
–– SSppeeeedd tthhee ddeeggrraaddaattiioonn ooff oorrggaanniicc wwaassttee bbyy ccrreeaattiinngg aaeerroobbiicc
ccoonnddiittiioonnss
•• AADDVVAANNTTAAGGEESS::
–– PPrreesseerrvvee ddiissppoossaall ssppaaccee iinn aaccttiivvee llaannddffiillllss aanndd eexxtteenndd tthheeiirr
lliiffee
–– LLiimmiitt oorr eelliimmiinnaattee mmeetthhaannee pprroodduuccttiioonn iinn cclloosseedd llaannddffiillllss
–– PPrroommoottee ccoonnssoolliiddaattiioonn ooff rreeffuussee ttoo iimmpprroovvee ffuuttuurree llaanndd uussee
•• OOPPEERRAATTIINNGG PPRRIINNCCIIPPLLEESS::
–– DDeerriivveedd ffrroomm ccoommppoossttiinngg sscciieennccee aanndd eexxppeerriieennccee
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
CCOONNCCEEPPTTUUAALL MMOODDEELL OOFF
AAEERROOBBIICC BBIIOOCCEELLLL
+ O + ORGANIC WASTE
2
+ CO + H O + HEAT
2 2
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
OOPPEERRAATTIINNGG FFAACCTTOORRSS
•• WWAATTEERR AAPPPPLLIICCAATTIIOONN
–– MMaaiinnttaaiinn DDeessiirreedd MMooiissttuurree CCoonntteenntt ttoo SSuuppppoorrtt MMiiccrroobbiiaall
PPooppuullaattiioonn
–– RReeppllaaccee WWaatteerr RReemmoovveedd bbyy EEvvaappoorraattiioonn
•• TTEEMMPPEERRAATTUURREE CCOONNTTRROOLL
–– AAeerroobbiicc BBiiooddeeggrraaddaattiioonn RReelleeaasseess AApppprrooxxiimmaatteellyy 33660000
ccaall//ggmm ssuubbssttrraattee ooxxiiddiizzeedd
–– OOppttiimmaall BBiiooddeeggrraaddaattiioonn:: 4400 ttoo 6600 ooCC ((110000 ttoo 114400 ooFF))
–– PPrreevveenntt HHoott SSppoottss tthhaatt MMaayy RReessuulltt iinn SSppoonnttaanneeoouuss
CCoommbbuussttiioonn
•• >> 8800 ooCC ((118800 ooFF))
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
BBIIOODDEEGGRRAADDAATTIIOONN RRAATTEE AASS AA
FFUUNNCCTTIIOONN OOFF TTEEMMPPEERRAATTUURREE
1
0.9
e
t
a
R 0.8

n
o 0.7 Composted Mixed Refuse
i
t
p Newsprint
m 0.6
Fresh Mixed Refuse
u
s
0.5
n
o
C
0.4

2
O
0.3
e
v
i
at 0.2
l
e
R
0.1
0
20 30 40 50 60 70 80
o
Temperature ( C)
Reference: Practical Handbook of Compost Engineering, pg.360
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
PPRRIIMMAARRYY HHEEAATT RREEMMOOVVAALL
PPRROOCCEESSSSEESS
•• VVAAPPOORRIIZZAATTIIOONN OOFF WWAATTEERR
•• AADDVVEECCTTIIVVEE TTRRAANNSSPPOORRTT OOFF HHEEAATT IINN AAIIRR FFLLOOWW
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
VVAAPPOORRIIZZAATTIIOONN OOFF WWAATTEERR
3000
2500
)
m
g 2000
/ Internal Energy (liquid)
J
(
Internal Energy (gas)
y
g
r Heat of Vaporization
e 1500
n HEAT OF VAPORIZATION
E

l
a
n
r 1000
e
t
n
I
500
0
0 20 40 60 80 100
Temperature (C)
HYDRO
GEO
CHEM, INC.
TTHHEERRMMAALL PPRROOPPEERRTTIIEESS OOFF WWEETT AAIIRR
30% 2500
25%
2000
Wt% H20
Enthalpy
)
20% m
0 g
2 1500 J/
H (

t
% n
15% e
t t
h n
g o
ei 1000 C
W
t
a
10%
e
H
500
5%
0% 0
0 20 40 60 80 100
Temperature (C)
HYDRO
GEO
CHEM, INC.