填埋场气的收集与利用
陈晓东
（南昌有色冶金设计研究院 330002）
[内容摘要]论述了填埋场气的产生、主要成分及其特性，提出了填埋场气产气量和收集量的估算方法，简要介绍了收集系统的设计，对填埋场气的处理和利用提出了设想。
[关键词]填埋场气收集利用
一概述
随着国民经济的发展，人民生活水平日益提高，城市人口的不断增长，城市生活垃圾越来越多，垃圾成份日益复杂多样,一种是生活垃圾，包括居民生活垃圾、商业垃圾、集市贸易垃圾、街道垃圾、公共场所垃圾和机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾；一种是建筑废弃物，包括建筑残土、砖瓦石陶瓷等残碎物、废水泥及水泥制品残碎物和废砂及其它建材残弃物。其中生活垃圾含有有机物。为了防止垃圾对环境造成污染，必须对垃圾进行处理如卫生填埋、堆肥及焚烧等。但填埋场在一定的条件下会产生填埋场气，该气体具有易燃易爆的性质，同时还蕴藏着丰富的能量。为保证填埋场的安全和尽可能的回收能源，变废为宝，因而有必要对填埋场气加以收集，进行处理和利用。
二填埋场气的产生、主要成分和特性
（一）填埋场气的产生
填埋场气的产生与很多因素有关，包括垃圾的成分、ＰＨ值及其堆积量、填埋场的水分、温度及填埋年份等。在一定的条件下，如适当的水份、温度及酸碱度，垃圾中的有机物经过生物化学反应后，使填埋场产生大量的气体，通常称为填埋场气。国外资料一般称为LFG（landfill gas）。由于其主要成分和热值近似于沼气，也有文章称其为“沼气”。
据国内外有关资料介绍，产生填埋场气的生物化学反应分为以下四个阶段。
第一阶段为好氧生物分解，可能持续几周，主要成分是氮、氧和二氧化碳。氧气是从周围大气被垃圾带入填埋场的，经过一段时间的生物化学反应后而被逐渐被耗尽。二氧化碳将随时间的推移而迅速产生。
第二阶段为厌氧生物分解，为不产甲烷期，氮特别是氧的百分数下降很快，直到氧气耗尽进入厌氧反应阶段。本阶段的主要成分是氢、氮和二氧化碳。
第三阶段为厌氧生物分解，为产甲烷的不稳定期，二氧化碳和氮的百分数显著下降，氢和氧的浓度趋于零，甲烷的百分数很快上升。
第四阶段为厌氧生物分解，为产甲烷的假稳定期。这个阶段的甲烷、二氧化碳和氮的百分数
达到了稳定的数值。甲烷的百分数在达到了高峰值后开始下降。经过较长的一段时间后，当垃圾中的有机物被消耗完后，便不再产生任何气体。
（二）填埋场气的主要成分
填埋场气的成分是随着填埋场气产生的不同阶段而变化的，换句话说是随着填埋年份而变化的；同时填埋场气的成分还与垃圾的成分有关，是一个变数，从理论上来说是一个非常难确定的数值。
我院一九九三年四月所作《深圳市下坪垃圾卫生填埋场初步设计说明书》中填埋场气主要成分见表1.1。填埋场气的热值（40℃时）为18900kJ／m3。
《水利水电科技进展》一九九七年四月钱学德和郭志平合著的“填埋场气体收集系统”一文中的气体主要成份见表1.2。
建设部同济大学环卫机械研究所与深圳市卫生管理处于一九九六年七月所作的《深圳市玉龙坑垃圾填埋场安全防范研究》中的气体成份见表1.3。
一般的填埋场气的气体成份随时间而变化的规律见图1──填埋场气成分随时间变化图。
一般而言，填埋场气的热值约在18850 kJ／m3(4500kcal/m3 )上下。
（三）填埋场气的特性
1、易燃易爆性：由于气体中甲烷含量较高，为可燃气体。如不加以收集和控制，就很容易引起火灾和爆炸。
2、有毒有恶臭气味：是由于沼气中含有硫化氢、一氧化碳和硫醇等。
3、甲烷、二氧化碳和氮气会使人窒息。
三填埋场气的产生量和收集量
正确掌握填埋场气的产气规律及其产生量和收集量，才可以对其进行收集处理和加以利用，选择设备，确定合理的工艺流程，进行技术经济分析。
对于某一特定的垃圾填埋场而言，其产气量取决于填埋年份和垃圾中的可降解有机物的数量和品质，但是要正确的测出任何一个填埋场的产气量都很困难，因此只能通过下列经验数据或经验公式来估算。
（一）通过经验数据来估算
美国人Amalendu Bagchi所著《废弃物填埋场的设计、施工和监测》一书中提到甲烷的产气速率为2.5～15.0ｌ／ｋｇ·年。
同济大学环卫机械研究所与深圳市卫生管理处于1996年7月所作的《深圳市玉龙坑垃圾填埋场安全防范研究》中提到的产气率为17×10-6 m3 ／kg·d，换算为6.205ｌ／ｋｇ·年，生活垃圾的产气量为0.37m3 ／ｋｇ。
用垃圾总量与上述产气速率相乘，就可以得到每年的产气量。
（二）通过经验公式来估算
可以通过下经验公式计算产气量。
1、当知道填埋物的有机含碳量时：
Ｇｔ＝1.868×TOC×（0.014×Ｔ＋0.28）───────（1）
式中，Ｇｔ──长时间产生的总气体量，m3／ton垃圾；
TOC ──总有机碳，kg／ton垃圾，其经验值为150～200；
Ｔ──温度，℃。
2、产气量随时间变化的计算：
Ｇａ＝Ｇｔ×（1－１０－ｋｔ）─────────（2）
式中，Ｇｔ──至ｔ年为止的产气量，m3／ton垃圾；
Ｋ──TOC衰减常数，其值在0.025～0.050之间，
ｔ──至ｔ年为止，气体产生时间，年。
3、对于特定t年之产气量的计算：
Ｇb＝Ｇｔ×（１０ｋ－1）×１０－ｋｔ────────（3）
式中，Ｇb ──在第ｔ年的产气量，m3／ton垃圾；
Ｋ──TOC衰减常数，其值在0.025～0.050之间，其它符号同上。
通过以上计算公式计算出填埋场气逐年的变化量。由于各种原因，填埋场所产生的气体不能完全被收集，实际收集的气体量为理论产气量的11～39％。一般计算时可取20～25％。
四填埋场气的收集系统
（一）收集系统的作用
首先，填埋场气是填埋场的必然产物，如不有效地加以收集和控制，极易发生火灾和爆炸事故，造成损失。因而填埋场必须设置气体收集和输导等控制系统，以保证填埋场的安全。
其次，控制气体成份，提高甲烷的含量，为填埋场气的有效利用提供基础。
（二）收集系统主要设备
填埋场内的气体由于压力不平衡而产生流动，经过收集井的吸收进入收集管，并通过汇流中转器进入输气管后，集中送入收集站。填埋场气在站内进行净化和加压处理后，送入燃气发电站进行发电或进行其他利用。
1、垂直式收集井：较水平式收集井施工方便，造价低，是目前通常采用的收集形式。竖井通常设计为直径在0.6～1.2m之间接，长3m；井内为多孔管，直径在150～200mm范围内，其管材采用耐腐蚀和耐久性的材料如PVC或HDPE，其顶部用盖板密封。收集井的结构见图2──收集井结构示意图。垂直式收集井的作用半径为40～50 m，井间距则在80～100 m，需要注意的是，收集井的定位要使其影响区域相互交迭，如果竖井建在正六边形的角上，则可以得到100%的交
2、汇流中转器：单独有效地管理和控制该区域内的填埋场气的收集。每个汇流中转器控制５个收集井，汇流５个收集井的气体直接输送至收集站，从而使整个收集系统更易控制和调节。各汇流中转器也可以是互相连通的，以便在事故或检修时互为备用。
通常把汇流中转器设计成８个接差头，５个作为填埋场气入口，一个大的作为出口，一个与其它的汇流中转器相连，一个作为备用。
汇流中转器详见图3──汇流中转器示意图。
3、收集管和输气管：为了区别，把收集井到汇流中转器之间的管道称为收集管，把汇流中转器到收集站之间的管道称为输气管。为减少阻力和各管道之间阻力的不平衡的影响，气流速度采用低值。管径由流量和流速确定。
收集系统详见图4----填埋场气收集系统示意图。
五填埋场气的利用
在初期的两年之内及填埋场封场之前的两三年内，填埋场产生的气体没有多少利用价值，只做放空处理或就地燃烧。
（一）作为城市燃料
从填埋场气的成份中我们可以知道，填埋场气是有毒性、有腐蚀和有恶味的气体；从其产生的过程中可知道，产气量和品质是随垃圾成份和填埋年份而变化波动的，这给填埋场气的收集特别是处理和利用带来困难。
由于填埋场总是距居民生活区较远从而造成管线较长，以及产气量和气体品质的不稳定，还需要进行严格的净化处理和加压，一般而言，作为城市燃料其可行性不高。但对于大型的填埋场气是否回收利用则需通过技术经济比较来决定。如其能量可在合适的成本下回收，填埋场气作为城市燃料也不失为一种利用途径。
（二）发电
根据国外的经验，燃气轮机发电普遍运用于一般的填埋场，技术成熟，应为优先考虑的利用方式。参见图5──填埋场气收集和利用原则性流程图。
以下为台湾某垃圾填埋场的利用情况。
1、填埋场概况
该填埋场分两期建设。第一期从1993年至2002年，累计垃圾量为294.82万吨；第二期（含第一期，下同）从2002年至2017年，累计垃圾量为649.88万吨。
根据公式（1）和（3）计算得，第一期产气量的最小值和最大值分别为693和926百万立方米；第二期产气量的最小值和最大值分别为1527和2041百万立方米；折合每小时气量，第一期的最小值和最大值分别为3300 m3／h和7300 m3／h；第二期产气量的最小值和最大值分别为6300 m3／h和11900 m3／h。
填埋场气的收集率为10%到30%。
估计该填埋场气的热值为4500kcal/ m3 = 5.23kWh/ m3。
2、燃气轮机发电
第一期：最小值3300 m3／h ×0.1×5.23 =1727 kW；
最大值7300 m3／h ×0.1×5.23 =11454 kW；
取其平均值6500 kW，燃气轮机效率为0.3，机械效率为0.95，发电机功率因数为0.8，则燃气轮机功率为6500×0.3 = 1950 kW 取2000 kW 需2台1000 kW 机组；
发电机功率为1950×0.95/0.8 = 2316 kva 取2400 kva 需2台1200 kva；
计划于1993年建设第一套，于1998年建设第二套。
第二期：最小值6300 m3／h ×0.1×5.23 =3295 kW；
最大值11900 m3／h ×0.1×5.23 =18671 kW；
取其平均值11000 kW，则
燃气轮机功率为11000×0.3 = 3300 kW 扣除第一期后为1350kW 取1400 kW 则第二期需2 台700kW 机组；
发电机功率为3300×0.95/0.8 = 3919kva 扣除第一期后为1603 kva 取1600kva，则第二期需2 台800kva；计划于2002年建设第一套，于2006年建设第二套。
六结束语
垃圾填埋场的主要目的是处理垃圾，保护环境。至于填埋场气的回收利用，一些发达国家也是从八十年代才开始研究，已有一些成熟的经验。但目前国内对此的研究尚处于起步阶段，回收利用较少。杭州天子岭垃圾填埋场的气体发电工程已于1998年10月27日投产发电，是我国第一家垃圾填埋场院气体发电工程，每年可发电近1600万度，产值约为790万元，可减少排放CO2量8～10万吨，具有良好的经济效益和社会效益。为了作到垃圾的无害化和资源化，填埋场气回收利用特别是发电的研究是垃圾填埋场技术发展的一个方向。
[主要参考文献]
[1] 南昌有色冶金设计研究院《深圳市下坪垃圾卫生填埋场初步设计说明书》1993年
[2] 同济大学环卫机械研究所、深圳市卫生管理处《深圳市玉龙坑垃圾填埋场安全防
范研究》 1996年7月
[3] 钱学德 郭志平《水利水电科技进展》“填埋场气体收集系统” 1997年4月
[4] Amalendu Bagchi 著《废弃物填埋场的设计、施工和监测》中国环境科学研究院
固体所译 1992年12月
[作者简介]
陈晓东，男，1966年9月出生，毕业于南京工学院动力工程系，工程师，曾获中国有色金属工业总公司科技进步三等奖。
通讯地址：江西南昌八一大道一号 南昌有色冶金设计研究院热工室
邮政编码 330002
电话 (0791)6264941～265
（上接第178页）
第一阶段是PH 值的非灵敏区，由于PH 变化很慢，需要加入大量的中和剂，中和剂的加入量
满足当量定律，控制系统可以根据当量定律计算出加入量（Q 1= Q 2×N 2/N 1）一次性加入,不足部分由二级调节加入。
2．第二阶段的控制
第二阶段PH 变化速度加快，可采用前馈比例控制其加入量为
其中: K a ；K b ，K C ，K d 分别表示溶液体积大小，混合作用的强弱，PH 值变化快慢，中和
剂单位时间流量的比例系数，△PH 为PH 值误差，α为限速因子，各参数的选择与化学反应性质,系统运行状况和有关物理参量有关。经过二个阶段的调节之后，污水的PH 值即可控制在6~9之内。
㈢BSOEM-PH 值自控排放技术的特点
经过在大庆油田化工总厂几套除盐水装置中的应用，该技术归纳总结有如下特点：
1．调节时间短，可在5分钟之内使出水PH 值稳定在6~9之间。
2．排放合格率高，其排放合格率可达98%以上，经环保部门的多次抽检均达标排放。
3．中和用酸碱耗低。以往采用人工加酸加碱的方法去控制污水的PH 值在6~9之间有很大的
难度，人工调整必须要通过加酸（加碱）一加碱（加酸）几次反复才能调整合格，酸碱耗很高，有些用户为了使排水钢管的腐蚀速率降低，采用向中和池加入过量的碱，以确保污水PH 值大于6，
%1
α??????=N K K PH K K Q d c b a
这样一方面使碱耗量大幅度升高，同时对环境造成碱性污染，而采用BSOEM-PH值自控排放技术则可将加酸，加碱量控制在最佳状态。既保证了排放合格率，又使酸碱消耗降至最低。
4．控制系统功能齐全
该系统主要包括实时数据库，人机界面，控制组态系统维护，系统生成和图形生成显示等几个模块。它具有工况图显示功能，在线仪表选点显示功能及历史数据储存显示功能，仪表参数检查及录入功能，故障报警提示功能；打印报表功能；系统基本维护功能；高级组态设定功能。
5．该系统的软件采用组态模块设计，可根据用户需要自动组合控制回路。
6．系统硬件模块化，由智能仪表模块，控制模块，接口模块和计算机等构成计算机控制系统。
7．控制系统中的互联器采用国际通用标准设计，可直接与开放型DCS、通用软件平台直接并网，便于网络管理。
8．为了保证系统运行的灵敏性，可靠性、稳定性，关键性设备、仪表均为国外先进产品。
三、BSOEM-PH值自控排放技术在酸碱性污水处理中的应用情况
大庆市北盛有限公司开发研制的BSOEM-PH值自控排放技术自问世以来，以其优异的性能与可靠的质量受到用户的好评，该装置仅在大庆地区就有五套在运行，国内还有一些建设中的电厂也采用了该项技术。目前此项技术已申请了国家发明专利。并被评为黑龙江省九八年环保科技进步一等奖及最佳环保适用推广技术。今年中央电视台对此项技术也做了专题报道。
目前，环境保护工作越来越受人们的重视，让我们为保护我们共同的生存环境而作出努力。
垃圾填埋场在水平收集条件下一维气体运移模型 【摘要】：在垃圾填埋场中的水平层上部和下部提取沼气越来越常见，一维稳态垃圾填埋气模型开发用于协助评估和设计收集系统。模型可用模拟一层垃圾气体压力分布在各种操作条件，包括上部和下部边界给定的流量和压力，该模型可预测填埋场中最大压力的位置，已经能够形成多大的真空压力，必须应用于特定气体收集在水平集气层。模型的实用程序说明了几个感兴趣的场景。在一个垃圾填埋渗滤液收集系统，如果没有气体收集，相当大的气体压力可以在底部形成，垃圾填埋场渗滤液收集系统在开始设计时就应考虑，影响真空参数包括：垃圾深度产气率。垃圾的渗透系数的评价表明不单独依赖渗滤液收集系统用来移除气体，因此模型可用来说明一个水平在衬垫下层结合气体从底部抽取的垃圾填埋场。提出了几个建议用于改善垃圾填埋场气体收集效率。 1介绍 在美国城市固体垃圾填埋场通常配备垃圾填埋气收集系统来满足监管要求,解决环境和安全问题并控制的气味。传统的垃圾填埋场气体收集方法涉及到在垃圾体中安装大半径竖井和随后应用真空方法在腐烂的垃圾中提取沼气（主要是是甲烷和二氧化碳）。当一个垃圾体填埋场达到最终阶段和配有一个低渗透率的覆盖层时，竖井的使用是最有效的。然而在一些情况下，垃圾填埋场运营商面对在垃圾填埋场达到最终阶段之前早些时候释放气体时收集气体的需要。例如美国环境保护局发表新能源性能标准指导表明大型填埋场要处理每年至少50吨非甲烷有机物。为防止超过规定非甲烷有机物排放量被超过，气体的收集和控制系统必须在30个月内安装。最新颁布的要求规定生化垃圾填埋场安装并使用气体收集控制系统已经比传统的垃圾填埋场的时间提前很多。 在垃圾体达到最终阶段之前垃圾填埋场运营商可以使用几种可供选择填埋气收集技术。水平井可以在垃圾体中放置，当足够的垃圾添加后，气体收集系统就能够工作。渗滤液收集系统（LCS）被设计用来促进从垃圾体中排出渗滤液，包括垃圾体下衬垫系统之上有渗透性的介质，因此这也可以用来当做集气系统。覆盖在垃圾和土体的土工膜能够减少和阻挡气体从表面和边坡散溢。使用所有这些技术，可以想象一个垃圾填埋气收集系统可以在设计中根本没有竖井。 如综上所述填埋气运移模型能够有助于工程师设计气体收集系统。数学模型来模拟填埋气产生，构成和运移在之前已经发表。在填埋场中关于竖向抽取气体大量的解析和数值模型已经发展。.young模拟平流气体运移和压力在填埋场中水平抽气井在单相等温二维稳态条
填埋气体的收集系统 Prepared on 24 November 2020
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填埋场气的收集与利用 陈晓东 （南昌有色冶金设计研究院 330002） [内容摘要]论述了填埋场气的产生、主要成分及其特性，提出了填埋场气产气量和收集量的估算方法，简要介绍了收集系统的设计，对填埋场气的处理和利用提出了设想。 [关键词]填埋场气收集利用 一概述 随着国民经济的发展，人民生活水平日益提高，城市人口的不断增长，城市生活垃圾越来越多，垃圾成份日益复杂多样,一种是生活垃圾，包括居民生活垃圾、商业垃圾、集市贸易垃圾、街道垃圾、公共场所垃圾和机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾；一种是建筑废弃物，包括建筑残土、砖瓦石陶瓷等残碎物、废水泥及水泥制品残碎物和废砂及其它建材残弃物。其中生活垃圾含有有机物。为了防止垃圾对环境造成污染，必须对垃圾进行处理如卫生填埋、堆肥及焚烧等。但填埋场在一定的条件下会产生填埋场气，该气体具有易燃易爆的性质，同时还蕴藏着丰富的能量。为保证填埋场的安全和尽可能的回收能源，变废为宝，因而有必要对填埋场气加以收集，进行处理和利用。 二填埋场气的产生、主要成分和特性 （一）填埋场气的产生 填埋场气的产生与很多因素有关，包括垃圾的成分、ＰＨ值及其堆积量、填埋场的水分、温度及填埋年份等。在一定的条件下，如适当的水份、温度及酸碱度，垃圾中的有机物经过生物化学反应后，使填埋场产生大量的气体，通常称为填埋场气。国外资料一般称为LFG（landfill gas）。由于其主要成分和热值近似于沼气，也有文章称其为“沼气”。 据国内外有关资料介绍，产生填埋场气的生物化学反应分为以下四个阶段。 第一阶段为好氧生物分解，可能持续几周，主要成分是氮、氧和二氧化碳。氧气是从周围大气被垃圾带入填埋场的，经过一段时间的生物化学反应后而被逐渐被耗尽。二氧化碳将随时间的推移而迅速产生。 第二阶段为厌氧生物分解，为不产甲烷期，氮特别是氧的百分数下降很快，直到氧气耗尽进入厌氧反应阶段。本阶段的主要成分是氢、氮和二氧化碳。 第三阶段为厌氧生物分解，为产甲烷的不稳定期，二氧化碳和氮的百分数显著下降，氢和氧的浓度趋于零，甲烷的百分数很快上升。 第四阶段为厌氧生物分解，为产甲烷的假稳定期。这个阶段的甲烷、二氧化碳和氮的百分数
填埋气综合利用的途径 摘要：随着我国城镇化建设进程的加快和人民生活水平的提高，生活垃圾填埋场数量增加，产生的填埋气总气量也在逐年增加，而目前我国垃圾填埋场的填埋气还没有得到充分利用。讨论填埋气的典型利用途径和正在开发中的技术方法。关键词：填埋气；节能减排；利用1填埋场的填埋气排放在生活垃圾的处理方面，由于垃圾卫生填埋技术相对简单、处置量大、费用较低，已经成为了国内外大多数城市垃圾处置的主要方式。填埋场排放的气液形式的环境有害物质主要是填埋气和渗滤液。生物质或有机体在填埋场厌氧发酵条件下将产生大量的填埋气，填埋气存在安全隐患，因为填埋气主要含有甲烷（40%～60%左右）、二氧化碳（30%～50%左右）以及少量氮气和其他微量气体。CH4是一种易燃易爆的气体，当空气中浓度达到5～15%时就可能发生燃烧或爆炸。甲烷比空气轻，在垃圾填埋场中会向上移动并可能在某处积聚因而在条件成熟时形成燃烧或爆炸，国内外有过这方面的报道。另外填埋气中的甲烷所造成的温室效应是二氧化碳的21倍左右，属于强温室效应气体，对臭氧层有破坏作用。随着我国城市化进程的加快，填埋场越来越多，所产生的渗滤液和填埋气的总量也越来越大。我国每年填埋生活垃圾超过1.5亿吨，典型的生活垃圾每千克可产生0.065～0.44m3填埋气，全国每年的城市生活垃圾将产生至少100～600亿m3左右的填埋气。填埋气由于含有大量的甲烷成分，其高位热值约可达15600～19500kJ/m3，比高炉煤气的热值还高，与焦炉煤气的热值相当，具有较高的能量价值。填埋场的填埋气是一种现成的、方便的、较容易获得、可连续供应的可再生能源。如果对垃圾填埋气进行回收利用，既可减少温室气体的无序排放，消除环境污染，又可回收能量变废为宝，起到双重效果，实现生活垃圾的资源化。2填埋气的典型利用途径填埋气可以通过诸如燃烧发电、燃烧蒸发废液［1，2］和并入燃气管道等直接方式，以及液化储存、重整制取醇醚和提取作为CO2化工原料等间接方式加以利用。 2.1用于内燃机和燃气轮机发电垃圾填埋气中含有大量CO2，这使得填埋气的热值降低、火焰传播速度较慢、混合气点火温度提高。因此，填埋气在通过内燃机（一般为柴油机）燃烧释能做功发电时，一般需要采取一些技术措施，比如在柴油机的基础上增加预燃室、进气增压、用火花塞点火取代压燃点火、增加缸体体积、提高压缩比，来保证填埋气在柴油机内的稳定燃烧。内燃机发电的优点是成本低、效率较高(两缸机达33％左右)、技术较成熟，发电功率一般为160～500kW，典型应用实例有杭州天子岭、北京北神树、深圳下坪等处。填埋气用于内燃机的缺点是对内燃机有腐蚀、内燃机排出的尾气NOx含量高、对填埋气中甲烷浓度要求较高等。国外有康明斯等公司开展了以填埋气为燃料的柴油机的研究，发电效率可达35%。国内有中科院工程热物理研究所等单位掌握了燃机系统进气压缩比、歧管喷注和多腔室几何约束等关键技术［3］，拥有自主知识产权的填埋气发动机设计技术，设计的单机容量达500kW，发电效率达33%以上，设备费用约为2000元/kW左右；国外同类设备费用则为国内设备费用的3倍左右。燃气轮机相比于内燃机方式的一个显著不同就是燃料的连续燃烧。连续燃烧工作方式可以提高燃烧效率，同时也降低了因不完全燃烧所产生的有害物。另外，它的NOx排放远远小于内燃机工作方式，燃气轮机无需三元催化，也可以避免象内燃机工作过程中可能出现的爆震。采用内燃机的填埋气发电要求填埋气中甲烷含量达到30～35%以上。燃气轮机工作方式在填埋气的甲烷含量低至25%时可能不能稳定工作。采用填埋气为燃料的燃气轮机一般功率为几十到几百kW。由于技术门槛较高，国内尚没有自主知识产权的以填埋气为燃料的燃气轮机设计技术。 填埋气发电一般填埋场自用或者供给附近的用户。对于并网发电，目前有2个困难：①没有具体政策，上网电价无法确定；②并网点的远近影响填埋气沼气发电的经济效益。 2.2制取二甲醚
2009年5月 中国填埋气估算模型 用户手册 版本 1.1 赞助 美国华盛顿 美国环境保护局 (USEPA) 填埋场甲烷推广计划 (LMOP) 高睿智 编写 美国北卡罗来纳州 东方研究集团(Eastern Research Group, Inc.) Clint Burklin, 专业工程师 及 中国香港特别行政区 浩宏环保（香港）有限公司 包乐莱 美国环境保护局 合同号 EP-W-06-022 工作序列号 28
声明 本用户手册是受美国环境保护局(USEPA)属下之填埋场甲烷推广计划(LMOP)委托特别为中国而编写。手册中所介绍的方法以工程的专业判断作为基础，并代表一些拥有专业填埋场气体估算知识及经验的人士的标准做法。美国环境保护局及其承办商东方研究集团和浩宏环保均不担保可以获得通过模型算出的填埋气量、亦未表达或暗示任何其它保证。我们也无意将本手册及其内容或其中所含的信息作为益处提供给任何第三方。如有第三方利用本报告，必须自行承担风险。美国环境保护局及其承办商东方研究集团和浩宏环保均不会对由第三方获取、编制或提供的资料的准确性负责。 摘要 本用户手册介绍了一个计算机模型，该模型用于预测中国已有或拟建的城市生活垃圾填埋场内填埋气体产生量和回收量，版本号为1.1（中国填埋气估算模型版本1.1；以下简称“中国填埋气模型”）。此模型是由美国环境保护局填埋场甲烷推广计划承办商东方研究集团和浩宏环保共同开发的。中国填埋气模型可以用来预测填埋场填埋气的产生率，并为已安装或即将安装气体收集和控制系统的填埋场预测潜在填埋气回收率。 中国填埋气模型是以一阶衰减方程式作为基础的Excel?工作表。模型要求用户输入填埋场相关数据，包括填埋场开始营运和封场年份、垃圾年填埋量、填埋场地理位置（所处气候区域）、垃圾中大概的煤灰含量、填埋场火灾历史及其它一些决定收集效率的填埋场特征。模型会在用户提供的具体数据基础上，为输入参数选取推荐值，包括k、L0、收集效率和火灾折扣因子等，并预测填埋气产生和回收率。若用户持有可靠数据，亦可自行输入这些参数的数值。输入参数的推荐值是基于气候、垃圾特征、中国垃圾填埋方式以及这些条件对填埋气产生量的影响等而得出的。我们评估了中国四个填埋场的实际填埋气回收率，但因未能得到充分的实际回收量的数据, 难以校准模型结果，同时亦希望在收集更多的数据后推出改良版本。当填埋场相关数据不详或不充分时，我们建议了一些默认值以供使用。
第一章 山西省宁武县县城生活垃圾110t/d处理工程环评监测方案 （修改本） 国环评证乙字第1313号 2007年3月
1 前言 1.1项目提出的背景 宁武县位于山西省北中部，东经111°50′-120°40′，北纬38°31′-39°8′之间。县境北以内长城为边，与朔州相邻；西北以黄花岭为界，与神池县接壤；西南以荷叶坪山、芦芽山为屏，与五寨、岢岚相望；南部与静乐县相衔；东南以云中山与忻州分界；东部与原平县连通。县境南北长约105km，东西宽约45km，总面积1987.7km2。 宁武县交通条件良好，县域内有大运、太宁、崞水、忻保4条干线公路合十数条县乡、乡公路合专用公路，铁路有北同蒲铁路、朔黄铁路、宁苛铁路和宁静铁路，已基本形成以县城为中心，纵横交错、四通八达的公路、铁路交通运输网，是忻州市北部的重要枢纽之一。 宁武县是国家级贫困县，是国家西部大开发的战略决策和便利的交通条件为该县的现代化建设提供了良好的发展机遇。近几年来，宁武县县城面貌和经济建设得到了很大发展，人民生活水平不断提高，城市生活垃圾产量日益增长，而宁武县生活垃圾处置设施的建设相对滞后，生活垃圾采用落后的简单填埋和在郊区裸露堆放的作业方式。据统计宁武县县城除有固定的垃圾堆放场若干处外，在城区周围还有三、四十个无序堆放的垃圾堆，不仅占用了大量的土地，而且垃圾堆放处蚊蝇滋生，垃圾自然发酵，散发臭气、沼气，渗沥液污染地表水、地下水，对生态环境造成严重污染，对居民的身体健康构成了很大的威胁，因此，宁武县兴建生活垃圾处理工程是非常必要的。 1.2评价任务的由来 根据《中华人民共和国环境保护法》和《建设项目环境保护管理条例》等有关法律法规的要求，该工程应进行环境影响评价，为此宁武县城区环卫有限责任公司于2006年12月正式委托XX大学承担该项目的环境影响评价工作。 接受委托后，我校组成了项目课题组。课题组成员赴现场进行了实地踏勘，对项目所在区域的自然物理环境、自然生态环境、社会经济环境、生活质量等进行了调查和资料收集工作；对工程进行了初步分析，根据工程特点和环境特征，进行了环境影响因子识别和评价因子的筛选，类比同类型项目的工作方案划定了本工程的环境监测方案，现提交建设单位，报请主管部门组织审查。 2工程概况 2.1 建设项目概况 2.1.1 项目名称、建设单位及建设地点 项目名称：山西省宁武县县城生活垃圾110t/d处理工程； 建设单位：宁武县城区环卫有限责任公司； 建设地点：宁武县凤凰镇。 2.1.2 建设性质
1.1填埋气燃烧系统设计说明 鉴于填埋气所能造成的危害，《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》（CJJ133-2009）中规定：“填埋场必须设置填埋气体导排设施”，总填埋容量大于100万t 时还必须设置气体主动导排处理设施（100万t-250万t）或者配套建设填埋气体利用设施（大于250万t）。控制填埋气排放通常的有效方法是安装填埋气收集系统并且在气体控制系统中安装一套气体处理设备，本文即设计安装一套燃烧设备，此设备的作用便在于将甲烷等挥发性有机化合物和其他有害气体污染物在排放至大气之前处理掉。 1.2填埋气量说明 1.2.1生活垃圾和填埋气的构成
总体来讲，我国城市生活垃圾组分的特点是：垃圾水分含量较高，含水率通常在30%?50%,有机物和包装物的比
例较高，占垃圾干重比例的50%以上，灰土含量较低[22], 我国城市垃圾的详细组成分类见表1.1。厌氧降解产生的甲烷气除去溶于渗滤液中及氧化损失的部分之外，一般体积分数占50%左右。填埋气中的组要成分见表1.2,除了表中的三种之外，还有极少量的硫化氢和非甲烷有机质成分。 表1.1城市垃圾干重组成 表1.2生活垃圾填埋气组成 组成平均浓度/% 甲烷（CH Q50 二氧化碳（co,）45 氮气（M） 5
1.2.3填埋场库容及填埋气量 某填埋场占地10公顷，总库容200万肉3,场内总共可接受垃圾260万，，符合上述一般城市垃圾组成。用《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》(CJJ133-2009)中一阶衰减式计算预测出其峰值产气接近5000溯/”《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》(CJJ133-2009)中明确规定“填埋气体主动导排系统的抽气流量应能随填埋气体产气速率的变化而调节气体收集率不得小于60%”，假设该填埋场的气体收集率为65%, 则可计算出实际得到燃烧气体的最大流量为3250 W//z0 1.3燃烧系统 填埋气除了甲烷和二氧化碳之外，还含有少量的硫化氢和水分等酸性气体，若不经处理而直接燃烧，则会污染大气, 并且长期这样的话还会腐蚀输气管道和其他燃烧设备，因此在气体进入火炬燃烧之前需要进行预处理。
填埋气处理——生物法处理工艺 文章来源：蓝白蓝网 2010-03-16 16:54 填埋场气体中散发臭味的物质一般能用生物的方法被微生物降解，这些物质中的大部分是那些浓度在10-6级范围的微量物质，诸如硫、氮和氧的化合物。生物降解工艺一般只用在那些小的填埋场，填埋场气体的回收和利用从费用效益分析的角度来看是不可行的，因此可以用生物法进行有毒害物质的去除后，气体直接排放或烧掉。 在废气的生物处理中，微生物的存在形式可分为悬浮生长系统和附着生长系统两种。悬浮生长系统即微生物及其营养物配料存在于液相中，气体中的污染物通过与悬浮液接触后转移到液相中而被微生物所净化，其形式有喷淋塔、鼓泡塔等生物洗涤器。附着生长系统中微生物附着生长于固体介质上，废气通过由介质构成的固定床层时被吸收、吸附，最终被微生物所净化，其形式有生物过滤器和生物滴滤器。 气态污染物生物净化装置中，研究最早和应用最广泛的是生物过滤器或生物滤床，如图8-16所示。生物过滤器内部充填活性填料，废气经增湿后进入生物过滤器，与填料上附着生长的生物膜接触时，废气中的污染物被微生物吸附，并氧化分解为无害的无机产物。一般有机物的最终分解产物为CO2，有机氮先被转化为NH3，最后转化为硝酸；硫化物最终氧化成硫酸。为了给微生物提供最佳的生长条件，使滤料保持在40%～60%的含水率是很重要的。为保证微生物所需的水分和冲洗出反应产物，需定期的向生物过滤器中喷水，为调节填料内微生物生长所需的酸碱度，可向生物过滤器添加缓冲溶液。生物滤池的特点是生物相和液相都不是流动的，而且只有一个反应器，气液接触面积大，运行和启动容易，投资最省，运行费用最低。 生物过滤器采用具有生物活性的填料，通常有土壤、堆肥、泥炭、谷壳、木屑、树皮、活性炭以及其它一些天然有机材料，这些填料都具有多孔、适宜微生物生长且有较强的持水能力等性质。为防止填料压实、保持填料层均匀和减小气流阻力，常在上述活性填料中掺入一些比表面积大、孔隙率高的惰性材料，如熔岩、炉渣、聚苯乙烯颗粒等。在这些填料中，堆肥是目前应用较多的材料，它是以污水处理厂的污泥、城市垃圾、动物粪便等有机废物为原料，经好氧发酵得到熟化堆肥，含有大量微生物及其生长所需的有机和无机营养成分，是微生物生长繁殖最适合的场所。用堆肥作填料的生物滤池处理废气的效果非常好。但因堆肥是由可生物降解的物质组成的，因而使用寿命有限，一般运行1～5年后就必须更换填料。土壤中也含有大量微生物，也是常用的过滤材料，可用来处理硫化氢和硫醇。一般要经过特殊筛选，以地表沃土尤其是火山灰质腐殖土为好。也可向土壤中加入改良剂来改善土质。土壤作滤料的典型配比为：粘土1.2%、有机腐殖土15%、细砂土53.9%、粗砂29.6%，滤层厚度为0.4～1m不等。滤料的选择同时也决定了生物滤床的压力损失，泥炭滤料的压力损失一般在200～300Pa，而垃圾堆肥的压力损失估计在500～1500Pa之间。 生物滴滤器的结构与生物过滤器相似，不同之处在于顶部设有喷淋装置，不断喷淋下的液体通过多孔填料的表面向下滴。喷淋液中往往含有微生物生长所需要的营养物质，并且由此来控制设备内的湿度和pH值。设置储水容器和液体连续循环的方法使得大多数的污染物能溶解在液体中，为实现更高的除臭效果提供了先决条件。生
前言垃圾填埋气发电简介 在我国，目前70％以上的城市生活垃圾，都是集中收集后，运送到一个或多个当地城市政府所有的垃圾填埋处理厂填埋处理。目前垃圾填埋大多属于露天填埋，在垃圾填埋的过程中，因为填埋场垃圾堆放体内部缺少氧气，垃圾中的有机物会发酵产生出大量的沼气（填埋气），平均每吨垃圾在填埋场寿命期内可产生约100—200立方米的填埋气体，其主要成分是甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮等气体。 垃圾沼气成分和天然气类似，相比天然气，垃圾沼气具有高热值，抗爆性能较好等特点，是一种很好的清洁燃料。目前全球的温室效应中，填埋气中的甲烷、二氧化碳等气体是造成全球气候变暖的气体之一，如果这些沼气直接排放到大气中，不仅会对环境造成污染，当夏天温度升高时极易爆炸，同时更是一种能源浪费。垃圾填埋气发电采用了完整地垃圾沼气收集和利用理念，通过先进的垃圾沼气收集系统，输送系统，沼气净化系统和沼气发电系统，将垃圾沼气完全利用，产生电力，并入城市大电网之中，向电力用户提供清洁能源。因此，现阶段垃圾填埋气发电是一种既能有效利用废气资源发电，又能减少空气污染的无害化处理方式，是符合国家“节能减排”提倡的大方向目标的项目，是典型的“低碳经济”。 现今沼气发电理论和设备在全球发展是成熟的，已经有数十年的发展和应用的历史。在我国，垃圾填埋气发电项目已经在杭州、北京、上海、天津、深圳等城市试点商业化运行。这些项目不仅能通过利用废气发电获得发电收益，同时垃圾填理场填埋气发电是减排填埋场温室气体排放的有效措施，已纳入了联合国清洁发展机制(CDM）项目资助范围，项目可以根据《京都议定书》、《清洁发展机制项目运行管理办法》向联合国申报CDM（清洁发展机制）项目，通过世界上的“碳交易市场”从欧盟、美国、日本等发达国家获得二氧化碳减排额外收益。由此看出，投资填埋气发电项目具有较好的环境效益和经济效益。 我国目前拥有大量垃圾填埋场，但垃圾填埋气发电应用范围还不广，利用率仍比较低。作为能源消费大国，我国利用垃圾制造沼气发电的市场前景是十分广阔的。
填埋气体的收集系统 The manuscript was revised on the evening of 2021
目录 1概述3 生活垃圾的定义 (3) 城市生活垃圾处理方法简介 (3) 3 4 5 6 6 6 6 6 8 9 9 9 10 13 13 13 13 13 15 15 15 16 16 17 17
《固体废弃物与噪声控制课程设计》课程设计任务书 一．课程设计题目 填埋气体的收集系统 二．设计参数 1．垃圾以250t/d（240t/d、230t/d、220t/d、210t/d）进行填埋；考虑垃圾填埋压实后的密度为650kg/m3，垃圾资源化和填埋期间的自然降解对垃圾的减容率为15%，覆盖土容积按填埋垃圾量的10%计， 2．填埋气体产气量计算 任选一种填埋气体的计算方法，进行产气量的估算。 三．课程设计报告的内容 经对比后，确定填埋场的结构；计算服务年限为10年（2016年-2025年）的填埋场库容及覆土量；对填埋气体的产气量进行估算并确定收集系统；若气体需要收集，进行抽气井布点（回收气体占总产气量的60％），并画出填埋场的工艺流程图、抽气井及井口装置图、竖直抽气井的布置图；绘制设计任务书中的图纸；写出设计说明书及计算说明书。 四．格式 课程设计说明书内容完整、计算准确、论文简洁、文理通顺、装订整齐、A4打印；图表要整齐，每个图、表都要有名称和编号，并与说明书内容一致，最后成果及图表要字体工整。
（正文：宋体，5号字；1号标题小4号字；行间距：20磅；页眉（固体废弃物与噪声控制课程设计）、页码：如-1-；所有公式必须用公式编辑器进行编辑。表格必须三线表。） 五．设计时间 2014年6月16日~2014年6月20日 环境工程教研室 2014-6-12 1概述 生活垃圾的定义 根据《中华人民共和国固体废物污染物环境防治法》中的规定，生活垃圾是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废弃物。 一般而言，工业废弃物之外的固体废弃物都可以统称为生活垃圾。但是在日常生活中所讲的生活垃圾是指由家庭日常产生并由城市环境卫生机构收集处置的混合固体废弃物，以及与这类废物性质类似的办公、商业、园林废弃物
垃圾填埋气项目发电简介 1. 前言 在我国，目前70％以上的城市生活垃圾，都是集中收集后，运送到一个或多个当地城市政府所有的垃圾填埋处理厂填埋处理。目前垃圾填埋大多属于露天填埋，在垃圾填埋的过程中，因为填埋场垃圾堆放体内部缺少氧气，垃圾中的有机物会发酵产生出大量的沼气（LFG 填埋气），平均每吨垃圾在填埋场寿命期内可产生约100~200 立方米的填埋气体，其主要成分是甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮等气体。 垃圾沼气成分和天然气类似，相比天然气，垃圾沼气具有高热值，抗爆性能较好等特点，是一种很好的清洁燃料。目前全球的温室效应中，填埋气中的甲烷、二氧化碳等气体是造成全球气候变暖的气体之一，如果这些沼气直接排放到大气中，不仅会对环境造成污染，当夏天温度升高时极易爆炸，同时更是一种能源浪费。垃圾填埋气发电采用了完整地垃圾沼气收集和利用理念，通过先进的垃圾沼气收集系统，输送系统，沼气净化系统和沼气发电系统，将垃圾沼气完全利用，产生电力，并入城市大电网之中，向电力用户提供清洁能源。因此，现阶段垃圾填埋气发电是一种既能有效利用废气资源发电，又能减少空气污染的无害化处理方式，是符合国家“节能减排” 提倡的大方向目标的项目，是典型的“低碳经济” 。 现今沼气发电理论和设备在全球发展是成熟的，已经有数十年的发展和应用的历史。在我国，垃圾填埋气发电项目已经在杭州、北京、上海、天津、深圳等城市试点商业化运行。这些项目不仅能通过利用废气发电获得发电收益，同时垃圾填理场填埋气发电是减排填埋场温室气体排放的有效措施，已纳入了联合国清洁发展机制（CDM ）项目资助范围，项目可以根据《京都议定书》、《清洁发展机制项目运行管理办法》向联合国申报CDM （清洁发展机制）项目，通过世界上的“碳交易市场”从 欧盟、美国、日本等发达国家获得二氧化碳减排额外收益。由此看出，投资填埋气发电项目具有较好的环境效益和经济效益。 我国目前拥有大量垃圾填埋场，但垃圾填埋气发电应用范围还不广，利用率仍比较低。作为能源消费大国，我国利用垃圾制造沼气发电的市场前景是十分广阔的。 第一部分填埋气发电市场情况 1.1 填埋气发电市场现状 垃圾填埋气发电市场目前属于朝阳行业，投资填埋气发电市场不像垃圾焚烧发电厂一样存在二次污染需要处理，在沼气被集中收走后，还可增加垃圾场20%的填埋库容量。目前全国共建成并投入商业运 营的填埋气发电厂有24家左右，但由于国家这两年大力提倡的“节能减排”目标，2010 年在建的项目增多到20 多个。全国各地的垃圾填埋场沼气发电项目分布不均，大部分集中在华东、东部沿海等发达城市，在偏远地区，特别是西北、西南地区，市场占有比例非常小，潜在市场巨大。目前填埋气发电市场上项目公司多采用合资企业的性质经营，项目设备大部分依靠进口，技术和市场均处于成长阶段，市场进入
六里屯垃圾填埋场 I期填埋区（已封场）、II期填埋区的臭 味气体处理方案 中国科学院生态环境研究中心 2007年1月15日
目录 1 概述 (2) 1.1 现有臭味气体的主要成分和治理方法 (2) 1.2 生物处理技术的特点 (3) 1.3 现有的生物处理技术 (4) 1.4几种生物处理技术的比较 (7) 1.5 臭味气体生物处理工艺的选择 (8) 2 六里屯垃圾填埋场臭味气体处理技术与设施 (10) 3 六里屯垃圾填埋场臭味气体处理方案 (11) 3.1已封场的垃圾填埋区（I期） (11) 3.2填埋场工作区（II期）： (13)
1 概述 随着北京市民人均收入和消费水平的提高，城市规模的扩展和郊区小城镇建设步伐加快，城市生活垃圾问题已日益凸显。 六里屯垃圾填埋场消纳的是未经处理的生活垃圾，有机成分多，在填埋一段时间后，会产生大量的气体，其主要成分是甲烷。甲烷浓度在5%——15%之间极易发生爆炸，对填埋场是一大隐患。因此，需要用收集导管导出排放。沼气又是一种温室气体，其温室效应为二氧化碳的40倍，对空气破坏力极强。同时，产生气体还含有硫醇类、硫化氢、氨等气体，异味严重，不仅产生强烈的感官刺激，有些恶臭物质具有毒性，逸散到空气中的恶臭物质随着空气的流动扩散到各处，又会带来区域性影响。填埋区表积污水和作业面水分蒸发以及污水处理区在停留和处理过程中也会产生臭味气体，一期工程填平以后，局部地表被填埋体中产生的气体顶起，发生自然释放现象，由此产生对周边环境的异味污染和扰民问题。 1.1 现有臭味气体的主要成分和治理方法 通常，臭味气体中的发臭物质的主要成分包括：①含硫化合物，如硫化氢、硫醇、硫醚类；②含氮化合物，如氨、胺类；③低级脂肪酸，如乙酸、丙酸； ④烃类物质，如苯乙烯等。其中硫化氢、氨和硫醇是主要的臭味物质。 臭味气体的处理方法有很多，主要有物理法、燃烧法、化学氧化法、吸收法、吸附法、生物法等。 燃烧法可以将臭味气体中的有机物质转化成二氧化碳和水，有机物破坏机理包括氧化、热裂解、热分解。这种方法适于高浓度的臭味气体处理，其缺点是能耗高，处理不完全会造成二次污染。 利用某些固态多孔性吸附剂对气态污染物具有很强吸附能力以达到吸附分离污染物的方法称为吸附法。与其他方法相比，吸附法具有去除效率高，能耗低，
目录 1概述 (3) 1.1生活垃圾的定义 (3) 1.2城市生活垃圾处理方法简介 (3) 2 填埋场气体的收集系统 (3) 2.1收集系统的概述 (4) 2.2气体收集系统的类型和构造 (5) 3填埋气 (6) 3.1 填埋气体的组成 (6) 3.2 填埋气体的特性 (6) 3.3 填埋气体产生原理 (6) 3.4 填埋场气体的产生过程 (6) 3.5 影响填埋场气体生成的因素 (8) 3.6垃圾填埋气体对环境的危害 (9) 4主要计算 (9) 4.1填埋场库容及覆土量 (9) 4.2填埋气体的产气量 (10) 5填埋气体的收集方式 (13) 5.1 导气系统 (13) 5.2 排气系统 (13) 6抽气井布置 (13) 6.1 抽气井布点 (13) 6.2 抽气井及井口装置 (15) 7填埋场的工艺流程 (15) 7.1 填埋区划分 (15) 7.2 垃圾填埋工序 (16) 7.3 垃圾填埋工艺图 (16) 8结论 (17) 参考文献 (17)
《固体废弃物与噪声控制课程设计》课程设计任务书 一．课程设计题目 填埋气体的收集系统 二．设计参数 1．垃圾以250t/d（240t/d、230t/d、220t/d、210t/d）进行填埋；考虑垃圾填埋压实后的密度为650kg/m3，垃圾资源化和填埋期间的自然降解对垃圾的减容率为15%，覆盖土容积按填埋垃圾量的10%计， 2．填埋气体产气量计算 任选一种填埋气体的计算方法，进行产气量的估算。 三．课程设计报告的容 经对比后，确定填埋场的结构；计算服务年限为10年（2016年-2025年）的填埋场库容及覆土量；对填埋气体的产气量进行估算并确定收集系统；若气体需要收集，进行抽气井布点（回收气体占总产气量的60％），并画出填埋场的工艺流程图、抽气井及井口装置图、竖直抽气井的布置图；绘制设计任务书中的图纸；写出设计说明书及计算说明书。四．格式 课程设计说明书容完整、计算准确、论文简洁、文理通顺、装订整齐、A4打印；图表要整齐，每个图、表都要有名称和编号，并与说明书容一致，最后成果及图表要字体工整。（正文：宋体，5号字；1号标题小4号字；行间距：20磅；页眉（固体废弃物与噪声控制课程设计）、页码：如-1-；所有公式必须用公式编辑器进行编辑。表格必须三线表。）五．设计时间 2014年6月16日~2014年6月20日 环境工程教研室 2014-6-12
城市生活垃圾填埋场甲烷气资源的产量估算及其利用 房怀阳 吴长振 (中山大学环境科学研究所,广州 510275) 摘要:本文论述了填埋场甲烷气体的产生过程及影响因素,介绍了三种产气量估算方法及其主要特点、适用范围,并指出运用数学模型对产气量作出预测,为垃圾填埋场气体收集与处理系统的设计提供可靠的依据。同时,论述了甲烷气体的减排和综合利用措施。 关键词:城市生活垃圾,填埋场,甲烷气资源,减排与利用 The Integrated Using and Yield Estim ation of Meth ane R esource from Manicip al Solid W aste Landf ill/F ang H u aiyang ,Wu Ch angzhen(Institute of E nvironmental Science ,Zhongsh an U niversity ,G u angzhou 510275). Abstract :This paper briefly discussed the production and its influence factors of methane from solid waste landfill site.Three estima 2tion methods of the yield of methane in rubbish ,including their characters and application scope were analyzed.Basing on them ,this paper forecased the production of methane and provided the credible reference for the design to disposal system of the gases from landfill site. K ey w ords :municipal solid waste ,landfill ,methane resource ,reducing and using 收稿日期:1999-09-25 近十余年来,随着城市人口的增加,城市生活垃圾也在逐年增加。1992年以后,我国垃圾、粪便清运量年均达到1亿t 以上,1997年增加到114亿t ,人均440kg/a 。同时,垃圾构成也发生了很大的变化,表现为有机物增加,可燃物增多,可利用价值增大。造成这一变化的主要原因是近年来人们生活习惯、生活水平和燃料结构都发生了不同程度的改变[1,2]。 目前,我国主要采用卫生填埋法处理、处置城市生活垃圾。这一方法与其它方法相比,具有投资少、处理费用低、处理量大的特点,对垃圾热值无特殊要求,并可回收沼气,因此在世界各国仍广泛采用。由于填埋场沼气的可利用量随当地气候、地理条件及填埋场的填埋量、垃圾组份不同而异,所以各垃圾填埋场在设计沼气回收利用时应根据准确的气体发生量为依据。实际上,该发生量的测定较复杂,所用仪器的费用很高。因此,探求一种理论模型来精确地估算填埋场气体中可回收利用的沼气量是非常有意义的。 1 甲烷气体的产生及影响因素 投入填埋场中的垃圾,含有丰富的有机物质。通常家庭生活垃圾中含有水果皮、食物残渣、菜叶、纸等有机物,庭院垃圾中也有一定数量的有机物质。 垃圾埋入填埋场后,微生物(如甲烷菌等)首先进行好氧分解,消耗填埋场中的O 2,产生大量的热,造成厌氧环境;随之进入第二步,即厌氧分解。这一过程较为复杂,场内产生的气体组份目前已被发现的有 100种以上,其中以CO 2、CH 4为主。在分解过程 中,填埋场有机物首先转变成可溶性分子态有机物, 在甲烷菌的作用下进一步降解为高分子有机酸,然后分解为醋酸及盐酸盐,随之产生CH 4及CO 2[3]。 影响垃圾填埋场内甲烷产量的因素很多,主要有生活垃圾的组成、垃圾颗粒的大小、有机质含量、填埋年限、温度、含水量和湿度、渗滤液的p H 值、毒素含量。具体来讲,当垃圾中有机物含量增高时,甲烷的产量则升高。在不同温度条件下,甲烷的产生速率差异很大,一般认为在一个深的、封闭好的环境中,产生甲烷的最适温度为40℃。此时,产生速率为30℃的3倍,为背景温度1817℃的718倍,但温度升高到55℃时甲烷气的产生就停止。含水量或湿度也会影响甲烷的生成,含水量高时,各生化反应组成成分间接触程度大,可促进细菌的新陈代谢,产气量提高。甲烷的产量随湿度的高低呈曲线变化,湿度为55%时甲烷气的产生明显高于湿度为33%的产气量,只有当湿度大于50%时才能满足甲烷生成的需要。但是,湿度过高时甲烷气的产量会降低。p H 值的高低也会影响甲烷气的产量,最适于垃圾发 酵的p H 值为618～712。此外,根据张淑娟等对甲烷浓度与环境因子的定量关系研究表明,甲烷产量的影响因子,如垃圾湿度、渗滤液的p H 值等在不同的地区、不同的小环境、不同的发酵阶段各因子对甲烷产率的影响程度也不尽相同[4]。 2 甲烷气体产生量与产率的计算 目前,填埋场甲烷产量、产率在理论上有三种计算方法,即质量平衡和理论产气量模型、理论动力学模型和生物降解理论最大产气量模型。 211 质量平衡和理论产气量模型 此公式由IPCC 1995年推荐[5],主要是用于计算生活垃圾的产气总量,其公式为: ? 033?
WORD整理版 垃圾场封场项目填埋气体收集工程专项施工方案
施工组织设计（方案）报审表 工程名称：含山县垃圾场封场项目工程编号： 致：安徽凯奇建设项目管理有限公司（监理单位） 我方已根据施工合同的有关规定完成了含山县垃圾场封场项目工程填埋气收集工程施工组织设计（方案）的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。 附：1、填埋气收集工程专项方案 承包单位（章） 项目经理 日期
专业监理工程师审查意见： 专业监理工程师 日期 总监理工程师审查意见： 项目监理机构 总监理工程师 日期 会签一览表 工程名称含山县垃圾场封场项目工程 方案名称填埋气收集工程专项方案
编制 质量安全部 审核 生产技术部 总工审批 目录1 编制依据 1.1 有关工程文件 1.2 有关规范规程 2 工程概况 2.1 工程概况 2.2 设计说明 3 施工部署 4 主要施工方法 4.1 工艺流程 4. 2 施工方案
4. 2.1 沟槽开挖 4. 2.2 验槽 4. 2.3 HDPE管施工 4. 2.4沟槽回填 5 质量证措施 5.1 质量保证组织机构 5.2 工程质量保证措施 6 工期保证措施 7 安全保证措施 7.1 成立安全组织机构 7.2 安全技术措施 7.3 安全注意事项 8 文明施工、环境保护措施 8.1 建立健全强有力的环保体系 8.2 实行环保目标责任制 1 编制依据 1.1 有关工程文件 1.1.1 《含山县垃圾场封场项目岩土工程勘察报告》 1.1.2 施工组织设计 1.2 有关规范规程 1.2.1 生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范 1.2.2 生活垃圾卫生填埋封场技术规程 2 工程概况 含山县垃圾场封场项目工程包括土方整理工程、进场道路工程、垂直防渗系统、封场覆盖系统、渗滤液收集导排系统、地表水收集系统、填埋
垃圾填埋气项目发电简介 1.前言 在我国，目前70％以上的城市生活垃圾，都是集中收集后，运送到一个或多个当地城市政府所有的垃圾填埋处理厂填埋处理。目前垃圾填埋大多属于露天填埋，在垃圾填埋的过程中，因为填埋场垃圾堆放体内部缺少氧气，垃圾中的有机物会发酵产生出大量的沼气（LFG填埋气），平均每吨垃圾在填埋场寿命期内可产生约100~200立方米的填埋气体，其主要成分是甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮等气体。 垃圾沼气成分和天然气类似，相比天然气，垃圾沼气具有高热值，抗爆性能较好等特点，是一种很好的清洁燃料。目前全球的温室效应中，填埋气中的甲烷、二氧化碳等气体是造成全球气候变暖的气体之一，如果这些沼气直接排放到大气中，不仅会对环境造成污染，当夏天温度升高时极易爆炸，同时更是一种能源浪费。垃圾填埋气发电采用了完整地垃圾沼气收集和利用理念，通过先进的垃圾沼气收集系统，输送系统，沼气净化系统和沼气发电系统，将垃圾沼气完全利用，产生电力，并入城市大电网之中，向电力用户提供清洁能源。因此，现阶段垃圾填埋气发电是一种既能有效利用废气资源发电，又能减少空气污染的无害化处理方式，是符合国家“节能减排”提倡的大方向目标的项目，是典型的“低碳经济”。 现今沼气发电理论和设备在全球发展是成熟的，已经有数十年的发展和应用的历史。在我国，垃圾填埋气发电项目已经在杭州、北京、上海、天津、深圳等城市试点商业化运行。这些项目不仅能通过利用废气发电获得发电收益，同时垃圾填理场填埋气发电是减排填埋场温室气体排放的有效措施，已纳入了联合国清洁发展机制(CDM）项目资助范围，项目可以根据《京都议定书》、《清洁发展机制项目运行管理办法》向联合国申报CDM（清洁发展机制）项目，通过世界上的“碳交易市场”从欧盟、美国、日本等发达国家获得二氧化碳减排额外收益。由此看出，投资填埋气发电项目具有较好的环境效益和经济效益。 我国目前拥有大量垃圾填埋场，但垃圾填埋气发电应用范围还不广，利用率仍比较低。作为能源消费大国，我国利用垃圾制造沼气发电的市场前景是十分广阔的。 第一部分填埋气发电市场情况 1.1 填埋气发电市场现状 垃圾填埋气发电市场目前属于朝阳行业，投资填埋气发电市场不像垃圾焚烧发电厂一样存在二次污染需要处理，在沼气被集中收走后，还可增加垃圾场20%的填埋库容量。目前全国共建成并投入商业运营的填埋气发电厂有24家左右，但由于国家这两年大力提倡的“节能减排”目标，2010年在建的项目增多到20多个。全国各地的垃圾填埋场沼气发电项目分布不均，大部分集中在华东、东部沿海等发达城市，在偏远地区，特别是西北、西南地区，市场占有比例非常小，潜在市场巨大。目前填埋气发电市场上项目公司多采用合资企业的性质经营，项目设备大部分依靠进口，技术和市场均处于成长阶段，市场进入