垃圾填埋场甲烷释放及氧化技术研究进展

温室气体的大量释放导致全球温室效应日趋加剧。垃圾填埋场作为人类活动最大的甲烷（CH₄）释放源,其甲烷排放和控制技术的基础研究对缓解温室效应意义重大。从甲烷氧化研究进展、垃圾处理现状和垃圾填埋场甲烷释放影响因素等方面对国内外研究进展进行综述。甲烷好氧氧化已经形成了完整的研究体系,而硫酸盐还原型(SAMO)及反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)原理亟待研究。垃圾填埋场甲烷的产生受垃圾组分、含水率、温度以及pH等因素影响。控制影响因素,综合利用经济可行的减排策略是今后研究的主要方向。     

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.     

垃圾填埋场甲烷厌氧氧化作用研究进展

垃圾填埋场是温室气体甲烷的重要人为排放源之一,垃圾分解产生的甲烷会发生垂向和侧向迁移,并被氧化固定在垃圾填埋场中。研究显示与硫酸盐还原作用耦合的甲烷厌氧氧化(AOM)作用在垃圾填埋场内及其渗滤液羽状体中均可发生,形成自生碳酸盐和硫化物等沉积。因此,AOM作用是垃圾填埋场甲烷减排的重要途径之一。然而只运用气体地球化学方法与技术难以确定填埋场AOM作用的特征,而填埋场内自生碳酸盐可能保存了AOM作用的信息,但其矿物学、地球化学等特征很少有报导,还有待进一步研究确定。     

垃圾填埋场甲烷排放监测方法研究进展

甲烷是第二大重要的温室气体,而生活垃圾填埋场是第三大甲烷人为排放源。因此,作为全球变化研究的重要组成部分,填埋场甲烷排放监测具有重要意义。监测方法的理论基础是基于质量守恒定律的气体对流扩散规律,常用的监测方法包括通量箱法、微气象法、质量平衡法、示踪气体羽流法与气体羽流法等,各种方法都有其优缺点,但新的监测方法受到了越来越多的重视。     

生物炭填埋场土壤覆盖层的甲烷减排性能和生物特征

覆盖土的组分与甲烷生物氧化潜力效率密切相关.将水稻秸秆生物炭与填埋场覆盖层土壤以一定的比例混合后填充入覆盖层模拟柱,形成生物炭土壤覆盖层模拟柱(RB),同时设置土壤覆盖层模拟柱(RS)为对照组,考察生物炭的添加对覆盖层的甲烷减排性能和生物特征的影响.结果表明:RB的甲烷减排性能提升较快,第81d时进气中99％的甲烷已被...     

生活垃圾填埋场甲烷排放规律的短期监测

为了解国内生活垃圾填埋场封场后的甲烷排放规律及其影响因素,以静态箱法测试了杭州市天子岭卫生填埋场封场后的甲烷排放情况.24h周期内,2个测试点甲烷排放速率均值的变化范围为3.67～36.65 mmo·l(m²·h)^-1.2个测试点甲烷排放速率的最大比值为625,其差异可以根据覆土层厚度的不同得到解释.单点甲烷排放速率显示与大气压强和覆土层含水率的相关性,逐次回归结果分别为r²=0.89(测试点1)和r²     

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...     

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.     

垃圾填埋场营造人工植被的研究

采用３种不同栽培方式,受试木本植物１６种、草本植物９种,在垃圾填埋场进行营造人工植被的试验。结果表明,填埋场甲烷气是影响植物成活的主要因素。在填埋１－２年的废弃地上,栽培短周期生长植物全部成活,获得了预期效果。在埋龄１年的垃圾废弃地上不易种植长周期生长的木本植物,在埋龄２年的废弃地上,仍需采取覆盖６０ｃｍ土层阻断沼气等措施才能生长。筛选出抗性较好的植物枸杞、苦楝、紫穗槐、刺槐、白蜡树、女贞、苜蓿、     

中国典型城市垃圾填埋场甲烷δ13C特征研究

城市垃圾填埋场是全球甲烷源中具有可削减意义的重要人为甲烷源。甲烷13C同位素特征是区域和全球甲烷源源强恒算的一个重要定量因子。研究测得中国阿苏卫垃圾填埋场甲烷δ13C特征值的一般范围为-54 9‰～-49 0‰,反映出了城市垃圾填埋场普遍的甲烷δ13C特征。研究表明,在排气系统方面与国外垃圾填埋场的结构差异和特定的场地条件,使阿苏卫垃圾填埋场排气系统和覆土层排放的甲烷都经历了相当程度的氧化,二者的甲烷δ13C特征值差异并不显著,普遍略重于国外相应研究结果,显示出较为显著的氧化特征。      

中国水泥行业二氧化碳减排技术及成本研究

为降低水泥行业碳减排成本,确定最优碳减排技术路径,研究基于经济-能源模型,核算中国水泥行业最新碳减排技术的边际减排成本,使用情景分析方法,研究了与未实施减排技术相比,2020年17项技术的碳减排潜力,并将其作为基准情景,和2025,2030,2035年3个未来情景的碳减排潜力作比较,从而得出不同情景下的边际减排成本曲线。结果表明:1）2020年我国水泥行业17项减排技术的平均减排成本为124元/tCO₂,2020年实现总减排量3043万t,总减排成本为10.3亿元;在保持技术水平和排放水平不变的情况下,2035年17项减排技术可实现总减排量21307万t,总减排成本为103.4亿元。2）在各项减排技术中,集成模块化窑衬节能技术与水泥熟料烧成系统优化技术,具有较高减排潜力和较低减排成本,适合广泛推广;CO₂捕集利用与封存（CCUS）技术虽具有较高减排成本,但是未来减排潜力较大,应给予重视。3）技术普及率与熟料产量是决定减排潜力的重要因素,因此未来水泥行业应注重节能减排政策技术推广与产业结构调整,可进一步实现减排目标。     

中国钢铁行业CO2减排技术及成本研究

钢铁行业是我国主要的能源消费及CO₂排放行业,推动钢铁行业低碳绿色发展已成为实现我国碳达峰、碳中和的重要环节。为此,研究围绕能源结构调整、工艺结构优化、节能减排技术推广和CCUS技术应用4方面,通过设置基础情景、稳定发展情景和强化减排情景3类情景,利用边际减排成本曲线对我国钢铁行业34项减排技术的减排成本和减排潜力进行分析。结果表明:在稳定发展情景下,我国钢铁行业平均减排成本为433元/tCO₂,所有技术的总减排成本为2100亿元,总减排潜力为4.9亿t。在各项减排技术中,废铁-电弧炉炼钢具有较高的减排经济效益,其以较低的单位减排成本贡献了钢铁行业近50%的碳减排量。未来,我国应加快推进长流程炼钢向短流程炼钢的发展,推动钢铁行业生产工艺的结构性调整。     

中国石化和化工行业二氧化碳减排技术及成本研究

石化和化工行业是我国经济发展的支柱性产业,但同时也是高耗能、高排放行业。平衡石化和化工行业发展与碳达峰、碳中和之间的关系,制定科学、合理的减排措施,是实现石化和化工行业低碳绿色发展的重要措施。为此,研究围绕石化和化工重点行业,利用专家型和基于模型的边际成本曲线对我国石化和化工行业的关键减排技术及减排成本进行分析。研究结果显示,我国石化和化工行业平均减排成本为298元/tCO₂,2035年累积碳减排量为4.4亿t,约占行业碳排放总量的30%。与节能减排措施相比,能源替代手段具有较高的减排成本,但也同时具有较高的减排潜力。2035年,能源替代的减排潜力占到总减排潜力的62%。未来,应着力推动传统煤化工行业能源利用向可再生、清洁能源的转变,助推石化和化工行业碳达峰、碳中和目标的实现。     

中国垃圾填埋场2012年甲烷排放特征研究

垃圾填埋场是全球重要的CH_4排放源。基于中国1955个垃圾填埋场基础数据和排放因子数据库,核算了中国2012年垃圾填埋场CH_4排放水平,同时分区域和分规模推荐了基于已填容量的计算模型。2012年中国垃圾填埋场的CH_4排放量为148.12万t,广东排放量最高,西藏排放量最低。华东地区的垃圾填埋场CH_4排放在7个区域中占全国排放比例最高,达到33.00%,西北地区排放占比最低,为8.76%;大型填埋场(I类)CH_4排放占总排放比例达45.88%。中国垃圾填埋场CH_4排放在空间分布上具有较强的集聚性,北京-天津,上海-绍兴-宁波,广州-东莞-深圳-清远构成了中国垃圾填埋场CH_4排放的三大核心区域。垃圾填埋场单位已填容量的CH_4排放水平在0.86~1.83 kg/m~3。     

华南典型废塑料循环技术综合绩效评价

我国华南地区废塑料循环利用技术种类众多,尚未形成多元循环技术综合绩效对比分析的方法体系.以华南地区废聚丙烯(PP)为例,构建了废PP循环技术的环境-经济综合绩效评价计算方法.综合绩效结果表明,改性再生技术具有最高的综合绩效.华南地区各循环技术的综合绩效对比结果表明,应对降级利用技术进行升级,减少化学裂解与焚烧发电技术的...     

中国垃圾填埋场恶臭影响人口和人群活动研究

恶臭是垃圾填埋场邻避效应的主要原因。解决垃圾填埋场邻避问题的基础性工作是较全面和准确地评估受其恶臭影响的人口和人群活动。利用Land Scan 1 km人口空间数据、单位机构点源GIS数据和微博大数据等,基于中国每个垃圾填埋场基础信息和恶臭影响范围,以"自下而上"的研究模式较彻底地评估了中国受垃圾填埋场恶臭影响的人口、敏感单位和人群活动。研究结论表明:受影响人口为1 227.52万人,占全国总人口的0.90%,其中儿童164万,老人100万,即敏感人群(儿童+老人)人口总数达到264万。广东、湖南、四川受恶臭影响人口最多,天津、海南、西藏受恶臭影响人口最少。受影响敏感单位共计7 818个,其中学校3 143个,医院4 675个。研究特色在于保证了微观层面数据的准确性和可靠性,即以每个垃圾填埋场自身数据为计算依据,不做太多参数平均化假设,同时又能较完整地覆盖全国所有垃圾填埋场,从而较为准确和全面地评估了中国垃圾填埋场恶臭的影响情况。试探性地使用了微博大数据表征人群活动强度,提供了此前难以或者无法获取的微观层面的人群活动信息,对于研究垃圾填埋场恶臭的影响具有重要意义。     

利用生物滤池对填埋场甲烷减排的研究

填埋场是一个巨大的人为甲烷释放源,它对全球的温室效应的贡献非常巨大。生物滤池是一种非常具有潜力的大气甲烷减排的方法,它能经济有效地对小型填埋场和封场后的填埋场进行甲烷减排。本文论述了生物滤床的甲烷氧化过程,同时还论述了影响生物滤床甲烷氧化性能的因素,通过对比研究各大因素对生物滤床甲烷氧化性能的影响选出甲烷氧化性能最佳的生物滤床。     

垃圾中甲烷产率计算及全国垃圾甲烷气资源估算

本文比较分析了几种常用的有关垃圾场甲烷气产率计算方法,并详细计算了甲烷的产率及累计产量,在此基础上用一个比较实际的垃圾填埋场计算垃圾填埋过程中甲烷气的产率情况及累计产量,为垃圾填埋场的沼气发电提供了可靠的资料。并用此方法计算了全国各省份垃圾的甲烷排放量,并大致计算了全国的垃圾中甲烷资源的潜力。     

地面抽采煤层气环境影响和管理对策探讨

随着我国一系列鼓励煤层气开发政策、规划的实施,区域煤层气规模化和商业化开发将逐步展开.煤层气开发环境问题与常规天然气相比有其特殊性,主要表现为井网密度大、疏水降压排采和加压集输引发的特殊环境问题.井网密度大则对地表生态环境的影响大;煤层排水是煤层气开发区别于常规油气资源开发最主要的环境问题;加压集输和井网密度大增加动力设备,影响声环境质量和生态环境质量等.针对煤层气开发环境问题的特殊性,提出煤层气开发应以水平井为主减少地表扰动.不同水文地质条件煤层排水水质不同,我国为缺水国家,煤层排水如果为淡水,应考虑综合利用;如果为高矿化度水应考虑适当处理回注地下.     

我国煤矿低浓度瓦斯排放及利用现状分析

通过对我国煤矿低浓度瓦斯排放及利用现状的调研与分析,总结和发现煤矿抽放瓦斯及风排瓦斯排放的规律与特点,以更好地选择适宜的技术及政策措施,实现煤矿瓦斯低浓度瓦斯资源化利用以及达到“以用促抽、以抽促采、抽（放）风（排）并用”的目标。