城市生活垃圾填埋场甲烷收集效率研究

为提高垃圾填埋场CH4收集系统的收集效率,减少CH4的排放,对广州某生活垃圾填埋场CH4收集效率和填埋堆体表面CH4释放速率进行了研究.研究表明:采用US-EPA一级动力学模型计算出2010年该填埋场理论CH4产量为7.22×107m3,估算实际产量为(2.17～2.89)×107m3,实际收集量为1.75×107m3,实际收集量占估算实际产量的60.6%～80.6%.填埋作业面是填埋场主要的CH4排放源,年排放量为0.175×107m3,占实际收集量的10.0%.其中,陈垃圾作业面和新填垃圾作业面CH4的释放速率分别为4.17mol·m-·2h-1和0.29mol·m-·2h-1.     

填埋气产气量估算模型在我国的应用

填埋气(LFG)是一种利用价值高的高热值清洁燃料,对LFG进行控制和利用已成为城市垃圾处置技术的重要组成部分,但有效开发利用的前提是对LFG产量及产气速率进行较为准确的估算。重点分析了两中典型的生活垃圾填埋气估算模型:Land GEM模型、Scholl Cayon模型,探讨了这两种模型参数的确定。并以北京市某填埋场为例,运用两种模型预测该填埋场填埋气产气量,比较讨论分析了两模型预测结果的差异,为LFG的利用提供了设计依据。     

垃圾填埋气产生量估算模型简述

目前国内生活垃圾的主要处理方式是卫生填埋,填埋气中甲烷的成分占40%～60%,可作为一种清洁的可再生能源加以利用。利用填埋气首先确定其产生速率和产生量,建立准确预测填埋气产气量、产气周期、产气速率的估算模型非常重要。本文论述计算甲烷气体产生量和产气速率模型(动力学模型、统计学模型与经验模型)的使用条件和优缺点。不同的模型有不同的使用条件,目前使用较多的是经验模型。应用国外成熟模型对北京市填埋场进行填埋气估算,需要调整模型中相关参数,关键参数的确定需要实验数据作支撑。     

北京市生活垃圾填埋场产甲烷不确定性定量评估

为了提高北京市生活垃圾填埋场产CH4评估精度,联合FOD模型和Monte Carlo方法,依靠本地和国家数据及专家经验,对模型进行不确定性识别和敏感性分析,量化各参数对模型输出结果的影响.结果表明,2008年北京市因填埋产CH4量95%的概率分布范围为(11.80～19.76)×104t.a-1,均值为15.58×104t.a-1,排放的不确定范围为-24.26%～26.83%.FOD模型中甲烷修正因子MCF(2000年后)对2008年排放结果的影响最大,其结果不确定性的贡献率为41.4%.研究提高了北京市生活垃圾填埋场CH4排放量评估精度和质量,为指导填埋场温室气体清单改进和数据收集提供科学依据.     

垃圾填埋场稳定化评价参数的中试实验研究

采用4 座单个填充规模约30t 的垃圾填埋柱(R1~R4),每周分别回灌1.6,0.8, 0.2m³ 的渗滤液以及0.1m³ 清水(R4)进行生物反应器填埋场中试实验.通过对填埋场稳定化过程中渗滤液、填埋气体(LFG)、垃圾特性参数、场地沉降等方面进行的多指标数值监测及结果分析,确定了渗滤液、填埋气体、垃圾特性参数等3 个因子中包含的COD、BOD₅、BOD₅/COD、NH₃-N、CH₄ 所占百分比、生化产甲烷潜能(BMP)、挥发性固体含量(VS)、纤维素、半纤维素、与木质素之比[(C+H)/L]8 个指标作为评价参数,建立3 因子8 参数填埋场稳定化综合指数计算评价方法和综合指数分级系统.     

生活垃圾填埋场春夏季CH4释放及影响因素

采用静态箱法监测了2个生活垃圾填埋场春、夏季及昼夜的CH₄释放通量,并分析了影响CH₄释放的相关因素. 结果表明:填埋气体(LFG)主动收集对填埋场CH₄释放的影响显著. 在填埋龄相近的条件(4.0～4.5年)下,无LFG主动收集的填埋场春、夏季CH₄的释放通量(以CH₄计)平均值〔(541±1　005) mg/(m2·h)〕比有LFG主动收集的填埋场提高4.4倍. 在有LFG主动收集的填埋场内,填埋龄为1.0～1.5年的非渗滤液灌溉区的CH₄释放通量均值〔(324±847)mg/(m2·h)〕为灌溉区的10.0倍左右. 在有LFG主动收集的填埋场内,CH₄释放通量与各环境因子间无显著相关;而在无LFG主动收集的填埋场内,CH₄释放通量分别与覆土温度和气温呈显著正相关,与大气压强呈显著负相关.相关性分析结果表明,CH₄释放通量与填埋场覆土中含水率,w(有机碳)和w(总氮)呈显著正相关.      

单元包封密闭式填埋工艺在阿苏卫垃圾卫生填埋场的探索实践

针对传统垃圾填埋工艺存在分区作业时间长、填埋气引发臭气污染等问题,结合阿苏卫垃圾卫生填埋场实际情况,采用单元包封密闭式填埋工艺,利用旱季垃圾堤坝进行分区填埋操作、渗滤液导排盲沟作为填埋单元分隔、构建填埋气及渗滤液收集系统等技术措施,有效地实现了雨污分流. 实施单元包封密闭式填埋工艺后,2010年填埋场渗滤液产生总量减少了约76 000 t,比前4 a平均产生量减少了35%;填埋气收集量增加了12×106 m3,收集总量比前4 a平均值增加了139%;臭气排放指标达到GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》二级排放标准. 该工艺的实施可以使填埋场运行管理更加规范.      

生活垃圾填埋场填埋气产生量估算模型

生活垃圾填埋场产生的填埋气含有约60%左右的甲烷,具有较高的利用价值。但有效开发利用的前提是对填埋气产气量及产气速率进行较为准确的估算,而填埋气的产生是一个非常复杂的过程,为此一些发达国家对此进行了积极的探索和研究,取得了一定的经验。文章据此对各种生活垃圾填埋场填埋气产生量及产气速率的估算方法进行了归纳和总结,按照理论模型和经验模型进行了分类,并比较了各自的优缺点和适用性;同时对先进国家的经验模型进行了剖析,为填埋气的利用提供了设计依据。     

生活垃圾填埋场填埋作业台阶甲烷排放研究

为了解我国生活垃圾填埋场填埋作业期间的甲烷排放情况,采用DM(Default Methodology)模型、LandGEM(Landfill Gas Emission Model)模型与静态箱法模拟和测试计算了杭州市天子岭生活垃圾填埋场填埋作业台阶1h的甲烷排放量,结果分别为3.65×103m3、1.52×103m3和1.11×103m3;与DM模型相比,LandGEM模型的模拟结果与现场测试结果更接近.生活垃圾填埋场在填埋作业台阶运行期间(约2年)产生的甲烷量约占理论产生总量的50%,而填埋气体主动收集系统收集率仅为43%,即在此期间未被收集利用而排放的甲烷量约占理论产生总量的29%.因此,调控填埋作业期间的甲烷排放是我国控制生活垃圾填埋场甲烷排放总量的关键之一.     

城市垃圾填埋场覆膜内的甲烷及恶臭物质特征研究

卫生填埋是常用的固体废弃物处置方法。部分填埋场对已经封场和暂时不填埋垃圾的区域覆盖高密度聚乙烯膜(HDPE),便于雨水分流、减少垃圾渗滤液产生量。通过在华北地区某城市生活垃圾卫生填埋场设置采样点,监测分析了HDPE覆膜内积聚的甲烷及恶臭物质的浓度和成分,研究在不同季节、填埋时间产生的甲烷及恶臭物质特征。结果表明:填埋场覆膜内甲烷的平均浓度为15.6%;硫化物、胺类以及恶臭浓度分别为153.9 mg/m3,16.0 mg/m3以及4 322 OU。主要的恶臭物质为硫化氢和氨。总挥发性有机物的浓度为0~147.2 mg/m3,苯系物、烷烃和烯烃是挥发性有机物的主要成分。恶臭浓度与硫化物、胺类浓度具有明显的相关性。环境温度、垃圾填埋龄和填埋量对甲烷及恶臭物质的产生与释放有明显影响。夏季甲烷及恶臭浓度分别达到81.2%和20 943 OU,明显高于其他季节。随着垃圾填埋龄和填埋量的增加,恶臭物质的浓度和成分均发生显著变化。     

填埋场渗滤液水质变化预测模型实验研究

利用垃圾污染负荷浸出实验装置对下坪垃圾填埋场渗滤液水质变化规律进行了模拟研究。并利用实验数据通过指数回归法确定了渗滤液水质预测模型的有关参数。实验结果和现场监测数据表明,单批填埋垃圾渗滤液的浓度在垃圾填埋75d后达到最大值,COD最大可达31581mg/L。利用渗滤液水质预测模型计算表明,垃圾填埋90．9d后垃圾渗滤液COD达到最大值,模拟计算结果和现场监测数据符合较好,说明该模型以及通过污染负荷浸出实验得出的模型参数可以较准确地对填埋场渗滤液水质变化进行预测。     

中国生活垃圾填埋场甲烷源碳排放量预测评估

生活垃圾填埋场为全球第三大人为甲烷排放源。中国填埋垃圾体量巨大,生化降解持续产生含甲烷的填埋气,对中国碳达峰目标实现具有潜在影响,亟待预测评估。文章基于中国近40年生活垃圾产量和填埋量相关统计数据,建立了中国城市生活垃圾人均日产量与人均GDP的数学关系,预测了未来10年生活垃圾总产量和填埋量。通过对目前常用的3种填埋气产量计算模型比较分析与实测数据验证,筛选出了比较符合中国城市生活垃圾产气特点的双组分产气模型,利用该模型预测了中国未来10年填埋气总产量和甲烷排放量,评估了碳达峰前生活垃圾填埋场甲烷源碳减排潜力。预测结果表明：2021-2030年中国至少新增28.1亿t生活垃圾,其中8.5亿t仍以填埋方式处置;2021-2030年全国所有垃圾填埋场填埋气总产量达1 399.9亿m³,其中约75%的填埋气由2021-2030年间新增填埋垃圾产生,剩余25%由1980-2020年累计填埋的33.1亿t垃圾产生。评估结果表明：全国垃圾填埋场甲烷排放量介于494.7～659.6亿m³,对应的甲烷源碳排放量估算为8.9～11.8亿t。相比于中国其他重点行...     

垃圾填埋场渗滤液回流技术的研究

垃圾填埋场产生大量渗滤液,而一般渗滤液中含有很高浓度的有机物,特别是填埋场的初滤水COD_cr浓度可高达8×104mg/L,BOD₅浓度可高达5×104mg/L。因此,渗滤液必须得到处理。渗滤液回流可以利用垃圾填埋层中大量繁殖的微生物分解其中的有机物,使渗滤液得 到净化;同时利用回流控制填埋层含水量,加快有机物分解,提高沼气产生量。通过实验初步得出:渗滤液回流可以将渗滤液中有机物浓度大 大降低,COD_cr去除率最高可以达到95%以上,在半好氧状态下NH₃-N浓度可以降到10mg/L以下;沼气产生速率大大高于未回流的填埋层;同时填埋层渗滤液中有机物浓度大大降低。      

渗滤液浓缩液回灌出水盐分对回灌参数的敏感性研究

采用成都某垃圾填埋场的渗滤液浓缩液,对装填了填埋龄为15年垃圾的垃圾柱开展了回灌实验,研究了回灌负荷、回灌频次、回灌速度以及回灌方式对回灌出水盐分的影响;基于实验结果,利用一种新型的灰色绝对接近关联度分析方法进行建模,研究了回灌出水盐分对各参数的敏感性。研究结果表明:以0号垃圾柱的回灌出水盐分为基准,回灌出水盐分对回灌参数的敏感性大小为:回灌负荷(6 L/d)>回灌速度(24 L/h)>回灌负荷(4.5 L/d)>回灌频次(6次/d)>回灌频次(3次/d)>回灌方式(中央布水)>回灌速度(6 L/h)>回灌方式(分散布水),因此降低回灌出水盐分优先控制的因素为回灌负荷和回灌速度。     

准好氧填埋工艺中通气管径对垃圾填埋气(LFG)影响研究及空气热力学计算

针对我国土地资源有限、垃圾产生量大的特点,准好氧填埋工艺逐渐成为中小型城市治理固体废物污染的首选技术.该工艺中,进入填埋堆体的空气量对垃圾填埋气(LFG)的产生及组分有重要的影响.为了确定准好氧填埋结构中竖直导气管与渗滤液导排主管直径的合理比例,在涿州市生活垃圾处理场建立了中试装置进行模拟准好氧填埋试验,并设置了直径分...     

沈阳市老虎冲垃圾填埋场填埋气产量估算

通过选取3种不同的填埋气预测模型：IPCC模型、中国填埋气估算模型、德国模型,结合沈阳市老虎冲填埋场的实际情况,对各参数进行了修订,从而预测老虎冲填埋场填埋气产量情况,并分析比较各模型预测结果。结果表明,2003—2011年,3种模型反映了相同的填埋气变化趋势,趋于上升状态;2012—2025年,由于填埋量发生变化,IPCC模型与中国填埋气估算模型和德国模型的填埋气变化情况相反,呈下降趋势。3种模型预测的填埋气产量的峰值大小为：中国填埋气估算模型为3.3×107m3/a,IPCC模型为2.1×107m3/a,德国模型为9.8×106m3/a。根据实际产气情况进行对比,发现德国模型更符合实际情况。     

中国城市垃圾填埋场沼气发电潜力分析

本文采用IPCC2006模型对中国垃圾填埋产生的甲烷资源与发电潜力进行估算结果表明:中国城市垃圾的甲烷潜在产量为299.3万t,体积41.86亿m3,潜在发电量为128亿kwh.在不考虑税收的情况下,垃圾填埋场填埋气发电投资回报期约为5～7年.倘若能申请批准CDM项目,投资回报期将有望缩短到2～3年.利用垃圾填埋沼气发电不仅节约资源还改善了人们居住的环境.随着填埋场填埋气发电技术的日益成熟,填埋气发电在国内有着广泛的应用前景.     

垃圾渗滤液处理工程实例

利用厌氧UASB+膜生物反应器MBR+纳滤工艺处理垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液,介绍了各处理阶段的设计、运行参数和经济技术指标,设计处理规模为100 m3/d。在进水ρ(COD)为10 000 mg/L,ρ(BOD5)为5 000 mg/L,经处理后,出水ρ(COD)达到60 mg/L,ρ(BOD5)约为20 mg/L,去除率分别达到99.4%、99.6%,且出水稳定,达到地方标准DB 11/307-2005《北京市水污染排放标准》中二级排放标准。     

城市生活垃圾填埋场释放汞的形态初步研究

大气的人为汞释放源研究已经较为广泛,但国内外对垃圾填埋场这一潜在的大气汞释放源还没有重视,尤其是垃圾填埋场释放汞的形态研究较为缺乏。2003年11月下旬,对贵阳市一新建的生活垃圾填埋场排放气体中的总汞(TGM)、单甲基汞(MMHg)、二甲基汞(DMHg)进行了初步的研究。结果显示填埋半年、填埋一年与填埋两年的垃圾填埋场排气筒气体中总汞浓度分别为665.52±291.25ng/m3(n=305)、25.6±3.2ng/m3(n=13)、14.5±1.8ng/m3(n=28);填埋半年与填埋两年的垃圾填埋场排气筒气体中单甲基汞浓度分别为2.06±1.82ng/m3(n=11)、0.18±0.06ng/m3(n=2),二甲基汞浓度为9.45±5.18ng/m3(n=12)。这一结果初步说明垃圾填埋场不仅是大气总汞的释放源类型之一,也是大气中毒性更强的单甲基汞与二甲基汞的释放源之一。     

城市生活垃圾填埋场的物质存量特征及其环境影响:以粤港澳大湾区为例

填埋场中的生活垃圾成分复杂,即使在封场后其存量垃圾仍将持续产生温室气体、恶臭、地下水污染等环境问题,是城市生态环境修复的重点领域之一.生活垃圾填埋场物质存量、组成成分和理化特征是掌握其潜在环境影响的关键.但是目前关于填埋场物质存量及其环境影响的研究还不多见.本研究以我国城市化程度最高、人口最为密集的粤港澳大湾区城市群为例,基于国内外报道的科技信息和统计数据,对11个城市的生活垃圾产生量、处理量、组成成分、填埋场存量及关键元素碳存量进行分析.结果表明:①粤港澳大湾区2017年生活垃圾产生量为26. 4 Tg,平均每年增长0. 8 Tg,其中卫生填埋处置占58. 9%;②总生活垃圾填埋处置量为230. 1 Tg,其中食物、塑料和纸类垃圾的累计填埋处置量最多,分别为109. 6、38. 9和29. 6 Tg;③2001～2017年,大湾区城市生活垃圾填埋场总碳输入量为50. 0 Tg,通过填埋气排放的碳为7. 1 Tg,通过渗滤液排放的碳为1. 5 Tg,累积碳存量为41. 4 Tg.本研究可为研究城市生活垃圾填埋场的环境影响提供基础数据,为大湾区城市生态环境修复提供科学依据.