垃圾填埋场填埋气回收处理与利用

简单介绍了阿苏卫垃圾卫生填埋场的建设和运行情况,并对填埋场的垃圾成分和垃圾量进行了分析,得到该填埋场填埋气的实测组分.依据经典EPA产气模型对填埋场潜在填埋气产量进行了预测.结果表明,在2005-2039年的运行期间,预计该填埋场填埋气的平均产量约为33.7×106 m3/a.比较研究了填埋场填埋气的回收利用技术,指出并网发电是该填埋场填埋气的最佳利用方式.通过对填埋场填埋气发电项目进行的技术经济分析表明,该工程总投资为3 394×104元,项目年直接经济效益达230×104元.      

生活垃圾填埋气体产量的现场测试及IPCC推荐模型的校验

为了获得深圳市玉龙坑垃圾填埋场封场后填埋气体的实际产量,采用改进的现场抽气方法分别测定了填埋场内4口抽气井抽气影响区域内填埋气体的产量,计算获得其产甲烷速率分别为14.67×10-5、9.46×10-5、9.55×10-5和4.28×10-5m3/(t.h).据此计算出2005年玉龙坑垃圾填埋场的甲烷产率为322 m3/h,表明该填埋场填埋气体在经济性上已经失去了回收利用价值.采用此实测数据对IPCC推荐模型进行校验,发现垃圾降解的半衰期是影响IPCC推荐模型预测准确性的关键参数.我国城市生活垃圾中可降解有机物以厨余垃圾为主,分解周期较短,垃圾降解的半衰期短于IPCC模型的推荐取值范围.为了准确预测填埋气体的产量,需要在充分调查我国生活垃圾特性的基础上,确定模型参数的合理取值,提高IPCC推荐模型在我国的适用性.     

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。     

垃圾填埋场不同产气模型大气环境影响评价内容的讨论

以敦煌市城市生活垃圾处理场为例,分别用Scholl Canyon模型、Mgmemcon模型和IPCC推荐的一阶衰减模型(FOD)估算填埋垃圾在运营期及封场后的产气量,对比分析3种模型估算出填埋气在不同时期的产气规律,并据此进行大气环境影响评价,探讨不同产气模型的估算结果在大气环境评价等级、评价内容、大气环境质量现状监测要求和环境影响的范围及程度等方面的差异。结果表明Mgmemcon模型估算的年最大产气量最小,与其它两种方法差异较大;Scholl Canyon模型和FOD模型预测年最大产气量及相应年份一致。合理选择填埋气预测模型,是客观评价垃圾填埋场建设项目大气环境影响的基础,也是项目建设具备环境可行性的重要依据。     

基于LandG EM模型北京垃圾填埋场填埋气产生量估算

填埋是北京市垃圾处理的主要方式,占90%。填埋过程中产生的填埋气(LFG)是一种高热值清洁能源,对LFG有效利用的前提是准确的估算LFG产生量。文章采用LandGEM模型对北京市垃圾填埋场LFG产生量进行估算,2012年LFG产生量为19 653 m3/h,LFG产生量高峰在2016年达到24 003 m3/h。LFG产气量对模型参数最终CH4产生潜力(L0)的敏感性高于CH4产生率(k)的1.4倍:其对L0的敏感性指数恒等于1,对k的敏感性指数在0.547～0.802之间波动。基于北京市垃圾组分确定模型参数(L0=43.3 m3/t、k=0.051 a-1)为最佳值。北京市垃圾填埋场LFG收集效率为0～78%,平均值为35%。2009-2011年,模型估算北京市填埋场LFG收集量比实际收集量平均高9%,预测值和实际值吻合较好,表明该模型和参数的选择具有较高准确性,为LFG利用项目提供较为切合实际的设计依据。     

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.     

七子山垃圾填埋场垃圾填埋产气清单分析

主要研究垃圾填埋污染清单中的气体排放量问题,填埋气的主要成分是二氧化碳和甲烷,二者都是重要的温室气体,通过采用三种产气估算模型（LandGEM模型、IPCC推荐的模型和概化分子模型）分别估算了单位垃圾填埋产生的甲烷和二氧化碳排放量,并对估算结果做了对比分析。最后采用LandGEM模型计算的结果,得出单位质量垃圾在整个生命周期中的产气量。     

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。     

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。     

我国填埋场改造及发展方向的探讨

对我国部分生活垃圾填埋场和室内填埋设施的填埋气组分进行了现场测试和分析,结果表明,厌氧填埋场的CH₄含量高,半好氧填埋场CH₄含量很低。并针对我国填埋场的现状提出了如果打算利用填埋气进行发电,填埋构造可以作成厌氧填埋,否则,填埋场应以安全性为 主,应建造成半好氧结构。      

安徽省垃圾填埋气CO_2减排潜力研究

采用IPCC与可生物降解两种预测模型对安徽省2020年城市生活垃圾填埋气甲烷产量进行预测,并分析比较模型预测结果;进而通过填埋气发电项目对安徽省垃圾填埋气二氧化碳减排潜力进行探讨。结果表明:预计到2020年,安徽总的生活垃圾清运量可达到758.9万吨,可产生的生活垃圾填埋气甲烷产量约45.5万吨,若这些甲烷气体不经处理直接排放到大气中,相当于排放约900万吨的CO2,因此,安徽省垃圾填埋气CO2减排潜力巨大,其基于清洁发展机制(CDM)的减排潜力可达1.46×109吨。该研究对促进安徽省CDM项目的开发,充分利用CDM资金促进安徽经济的可持续、健康发展具有一定的指导意义。     

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.     

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...     

污泥填埋场气体产量的预测方法研究

为有效利用污泥填埋场内产生的沼气,以上海白龙港污水处理厂污泥为例,对污泥填埋场中气体产生率及产生量进行了预测.应用元素的归一化摩尔化方法得到该污水处理厂污泥有机物的近似分子式为C28H52O16N4.用化学计量法和IPCC模型预测的甲烷气体产生潜能分别为60.6,61.7kg/t(以干重计).用动力学模型和IPCC模型预测的甲烷气体产生率分别为13.3,11.1kg/(t×a)(以干重计),2种方法计算的甲烷气体产生率的差别主要在于参数的取值不同,化学计量法和动力学模型法预测的气体产生量和产生率更能反映污泥填埋场实际的气体产生情况,应用IPCC模型更适合于从宏观角度估算一个地区或整个国家的填埋场产气量.     

衡阳市吉兴垃圾填埋场产气因素研究

在分析衡阳市吉兴垃圾填埋场生活垃圾特点的基础上,通过对多处填埋气体进行测量,探讨影响产气的主要因素,并介绍了加快填埋气体产生速率的方法.最后采用IPCC模型对填埋气总产量和年产量进行了计算,结果表明该填埋场具有很好的利用前景.     

密闭化填埋作业条件下的场内恶臭污染分布情况与分析

随着城市化进程的加剧,填埋场恶臭逐渐成为影响城市生活的重要污染.对于场界范围内的恶臭发生源通常要依靠经验确定,难以对填埋场界范围内的恶臭污染强度分布及变化规律进行科学的描述.利用电子鼻与GPS定位仪对生活垃圾填埋场内的恶臭污染情况进行检测,通过GIS软件作图绘制恶臭污染等强度曲线,对场内强污染源释放点进行确定,发现覆盖膜破损及焚烧火炬尾气排放是造成场内恶臭污染的主要原因.对填埋气产量估算分析表明提高填埋气处理能力是控制恶臭污染的关键.     

垃圾填埋场生化降解指标测试及液气产量评估

以上海某综合垃圾填埋场作为研究对象,钻取不同龄期的生活垃圾测试固液气生化降解指标,并对全场的渗滤液产量以及填埋气产量进行评估.经过测试和计算,该处区域已开始稳定产甲烷,进入慢速降解阶段.其中,固相垃圾样的C/L（纤维素与木质素的比值）大部分集中在0.72~1.53之间;渗滤液pH值介于7.91~8.92,BOD介于1050~5780mg/L,COD介于2640~15200mg/L,NH₃-N介于2110~4360mg/L.引入固相、液相以及气相归一化指标β₁、β₂、β₃,用于评估填埋场降解阶段.其中,β₁介于0.56~0.83,β₂介于0.65~0.76,β₃介于0.97~1.02.β₁与β₂能够作为判定垃圾场降解阶段的指标,但β₃只能作为判定垃圾场是否处于稳定产甲烷阶段的指标.另外,建立考虑垃圾压缩-渗流耦合作用的渗滤液产量计算方法,垃圾自身渗滤液产率在70%~80%左右;采用垃圾两阶段降解模型计算填埋气产量,随着垃圾停止入场填埋,填埋气可收集量快速降低,至2025a降至峰值的3.88%,至2040a降至峰值的0.08%.     

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.      

边界元法在填埋场气体运移数值模拟中的应用

基于多孔介质流体动力学理论和边界元法原理,构建了填埋气运移边界元数值模型,进行填埋场内部填理气的运动规律研究;通过与理想条件下的解析解对比分析,检验了该边界元数值模型方法本身;进行了垂直抽气井设施的填埋场实例气体运动数值模拟,得到了填埋场内部填埋气体的压力分布情况,由此确定了集气井的影响范围.模型精度分析和模型验证结果表明,该模型与解析解的平均相对误差在3%以下,与实测数据的平均相对误差均在10%左右,具有较高的精度;抽气井模拟结果表明,该模型可应用于填埋场气体运移的模拟预测和现场分析,能够为填埋场释放气体控制系统设计和优化提供理论依据.