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。     

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.     

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.      

渗滤液回流对准好氧填埋产气过程影响研究

依据准好氧填埋的原理,构建了大型模拟填埋场。对准好氧填埋结构渗滤液回流情况下填埋气产气过程做了跟踪监测。定期测定填埋气中的组分浓度变化,结合填埋场渗滤液水质变化进行分析。结果表明准好氧填埋条件下进行渗滤液回流有利于减轻渗滤液的排放量且不会造成NH4+-N的累积。渗滤液回流可以加快甲烷的产气速度,渗滤液回流时的甲烷浓度约为不回流时的甲烷浓度的2倍。从而可加快垃圾的稳定化进程。     

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.     

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。     

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。     

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。     

厌氧分步生物反应器系统处理城市生活垃圾的试验研究

以生活垃圾中COD溶出量为研究参数,试验研究了厌氧分步生物反应器系统和渗滤液直接回灌填埋场中的有机物降解规律与产甲烷特征.结果表明:厌氧分步生物反应器系统可显著促进生活垃圾及渗滤液中有机污染物的降解,加速填埋垃圾稳定化,其COD溶出总量与填埋时间的对数呈极显著的线性相关性.厌氧分步生物反应器中产甲烷反应器的产气量占总产气量的80%,甲烷含量55%～69%,较适容积COD负荷为6.5～7.5g/(L·d).     

沈阳市垃圾填埋处理甲烷产量研究

分析了4种典型的生活垃圾填埋处理甲烷产气量模型：IPCC模型、化学计量式模型、COD模型和生物降解理论模型;利用这4种模型估算沈阳市生活垃圾的甲烷产气总量,对计算结果的差异进行比较讨论;分析了4种模型的优缺点及其不同的适用性;根据沈阳市城市生活垃圾的特点,建议采用生物降解理论模型来估算沈阳市垃圾填埋甲烷产气量。     

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。     

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。     

生活垃圾处理的碳排放和减排策略

利用质量平衡模型,在核算生活垃圾处理技术碳排放的基础上,通过低碳化程度评价方法,建立了面向不同层次需求的生活垃圾低碳化策略.研究结果表明,餐厨垃圾产沼利用、生活垃圾填埋气收集利用和焚烧发电的低碳化程度最高,分别为93.7%、75.3%和71.0%.在不具备上述处理条件的地区,可以采用准好氧填埋,或在填埋之前进行好氧稳定预处理实现碳减排,其低碳化程度分别为61.8%和56.7%.根据目前生活垃圾的处理情况,估算我国每年生活垃圾处理过程将形成甲烷排放超过600万t,总碳排放约1.5亿t;而通过实施低碳化处理策略,2015年甲烷排放可减少至约500万t,总碳排放减少至1.3亿t.     

活性碳为载体的生物反应器填埋场模拟实验研究

生物反应器填埋场是一种新型的垃圾卫生填埋场,可以加速填埋场的稳定及甲烷的产生。通过模拟试验探讨了加装了活性炭载体的生物反应器填埋场在不同操作条件下的产气情况及COD,pH值、挥发性脂肪酸的变化趋势。试验证明添加活性炭做载体的反应器不仅有助于垃圾降解及渗滤液中COD。浓度的降低,而且填埋气中甲烷含量也较高;但是简单的两相型反应器却不利于甲烷气体的产生和CODCr的降解,这是由于其水解速度慢,水解反应时间长引起的。     

北京市安定生活垃圾填埋场膜覆盖工艺甲烷减排量评估

为减少臭气污染和温室气体排放,北京市生活垃圾填埋场于2008年开始推行膜覆盖工艺。目前对于膜覆盖工艺甲烷减排效果尚缺乏综合评估。选择北京市安定生活垃圾填埋场为研究对象,采用现场测量与模型估算分析评估了2014年填埋场膜覆盖工艺与传统黏土覆盖工艺甲烷排放量的差异。结果表明:填埋场膜覆盖工艺和传统黏土覆盖工艺的甲烷年总排放量分别为3.43×10~6m~3和5.56×10~6m~3,膜覆盖工艺甲烷年减排量为2.13×10~6m~3,减排率达到38.3%,甲烷减排效果明显。     

垃圾填埋气制汽车燃料气的主要环境影响分析

文章从垃圾填埋气的危害、垃圾填埋气制汽车燃料气的环境影响、压缩垃圾填埋气代替燃油的环境影响等方面进行了具体分析。提出垃圾填埋气制汽车燃料气既降低了垃圾卫生填埋场的安全隐患,减少包括温室气体在内的大气污染物排放量,又可代替不可再生能源,降低汽车尾气的污染程度,环境效益显著。     

杭州市城市生活垃圾处理主要温室气体及VOCs排放特征

为了解城市生活垃圾处理过程中主要温室气体及VOCs排放的变化特征,基于《2006年IPCC国家温室气体清单指南》《浙江省市县温室气体清单编制指南》和《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南》推荐的方法,估算了2005-2016年杭州市生活垃圾处理主要温室气体及VOCs排放量.结果表明:2005-2016年杭州市生活垃圾处理过程中温室气体排放占绝对主导地位,VOCs排放只占极少一部分.杭州市生活垃圾处理主要温室气体和VOCs排放量总体上呈上升趋势,与2005年相比,2016年杭州市生活垃圾处理主要温室气体排放量增长了68.8%,VOCs排放量增长了134.0%.从生活垃圾处理方式来看,杭州市生活垃圾填埋处理的温室气体排放量远高于焚烧处理方式,但填埋处理的VOCs排放量却低于焚烧处理方式（2007年和2008年除外）.杭州市生活垃圾填埋处理和焚烧处理的温室气体排放强度分别为0.72~0.86、0.18~0.23.从排放贡献和排放强度来看,采用填埋处理方式有利于减少垃圾处理过程中VOCs的排放,而采用焚烧处理方式更有利于温室气体的减排.随着人均生活垃圾产生量的上升,无论是温室气体还是VOCs,杭州市人均垃圾处理排放量总体呈现稳步上升的态势.研究显示,深入垃圾分类回收、控制人均生活垃圾产生量、优化垃圾焚烧处理方式,可以实现生活垃圾处理主要温室气体和VOCs的协同减排.      

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.     

深圳过桥窝垃圾填埋场填埋气体产量研究

结合垃圾成分、填埋量等因素,利用IPCC产气模型对深圳过桥窝垃圾填埋场封场后一段时期的产气情况进行了预测,将现场气体测试的结果与之进行比较,得出该填埋场气体不适合收集利用以及垃圾中厨余含量高、降解周期短的结论.