【正文】 2. 格拉那達(dá)城市的垃圾填埋場 (西班牙 ) . 垃圾填埋場的結(jié)構(gòu) 這篇文章是對拉納達(dá)格東北部 2公里的一個(gè)有 300,000人口的南西班牙城市垃圾填埋的研究。這個(gè)表面積為 1984年開始運(yùn)行到 1999年結(jié)束。在這個(gè)期間，垃圾沿山坡的河床放置的平均高度是 870和 500 m (參見圖 1). 垃圾填埋場是有一定密度的 , 當(dāng)數(shù)年以后發(fā)現(xiàn)前面地布滿來自相同的區(qū)域的數(shù)層土壤和類似垃圾填埋場的物質(zhì)。 使填滿垃圾的垃圾填埋場的密度變緊密 ,垃圾變緊密的速度是 Tm/。氣體由一系列設(shè)施抽出所在 3035 m 的距離被分開。 1999年出于對緩解環(huán)境消極影響的考慮，垃圾填埋被封閉了。 隨后，計(jì)劃被草擬修建設(shè)施提取沼氣和重復(fù)利用它創(chuàng)造電能。 同年由 INAGRA項(xiàng)目被執(zhí)行了 (屬于 CESPA3的公司 )。 這個(gè)區(qū)域平均每年的秋天 和冬天季節(jié)降雨降雪從 66到 400毫米變動(dòng) .在格拉納達(dá)的平均每年的溫度主要依靠氣象臺(tái)測量得到。以 Cartuja氣象臺(tái)為標(biāo)準(zhǔn)城市的平均溫度是 1C，而在城市之外 10公里的機(jī)場氣象臺(tái)它是 . 格拉納達(dá)的溫度受內(nèi)華達(dá)山脈影響。最高溫度在夏天的數(shù)個(gè)月而最低溫度是在十二月和一月。平均每年溫度的熱量變化是很大的，共計(jì)差不多 201C。 這是存在白天和夜間溫度之間的變化。 區(qū)域的潛在蒸發(fā)量，由 Thornthwaite方法計(jì)算，在夏天數(shù)個(gè)月期間通常有一個(gè)氣流 的時(shí)期可達(dá)范圍從 700到 900毫米。 垃圾填埋是在阿 爾漢布拉宮一個(gè)大黏土狀水池底土下形成，上層結(jié)構(gòu)是由沙子制成，在下層中減少水傳輸容量。在垃圾掩埋場沒有表面的帶水層或地下水。 當(dāng)垃圾填埋場被密封之后，來自格拉那達(dá)城市的垃圾 ,連同其他的附近城市和城鎮(zhèn)的垃圾在格拉納達(dá)外面 20公里處進(jìn)行植物堆肥，垃圾處理和最近在 Alhendin鎮(zhèn)開始安裝堆肥設(shè)施 .對植物產(chǎn)生主要作用的是： 金屬、紙和紙板、塑料和容器混雜，有機(jī)材料為天然肥料，其他為簡單廢物。 垃圾的生產(chǎn)和特性 在垃圾填埋場的最大處理量期間，總共有 1,420,000Tm的垃圾進(jìn)入垃圾填埋場。垃圾生產(chǎn)的增量可 以在圖 2中看出。表明從 1984年到 1999年期間有相當(dāng)數(shù)量的垃圾進(jìn)入了垃圾填埋場。這是最近幾十年來垃圾數(shù)量的傾向特點(diǎn)和在和平社會(huì)的垃圾平均比率[18,27的 ]。 為了分析垃圾的宏觀構(gòu)成。表 1得出了現(xiàn)場研究的結(jié)果。 表 1 垃圾填埋場的宏觀構(gòu)成 沼氣理論上的生產(chǎn) /生產(chǎn)量的定量化 一些方法已經(jīng)用于估計(jì)在垃圾處置站點(diǎn) CH4放射。 這些方法有很大的變化，不僅僅在于他們的假定，而且在于他們的復(fù)雜和需要的相當(dāng)多的資料。一些根據(jù)理論氣體出產(chǎn)量來估算，而另外一些使用優(yōu)先處理的動(dòng)能學(xué)式子 [2832]。 . 沼氣的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估 沼氣產(chǎn)生的估算是通過經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，換句話說，計(jì)算是使用實(shí)驗(yàn)和理論的數(shù)據(jù)。基于垃圾的宏觀性和先前區(qū)段的下降數(shù)據(jù)，以及對從垃圾填埋場散發(fā)的氣體樣品的分析，由此假設(shè)出可能的垃圾的化學(xué)式 (參見表 2)。 表 2 可能的垃圾的化學(xué)式 干燥成分 可降解成分 化學(xué)式 表 3 垃圾的宏觀構(gòu)成 重量 (%) 濕度 (%) 垃圾干重 (%) 干燥垃圾的可降解性 (%) 容易 難 總計(jì) 有機(jī)成分 濕紙 硬紙板 紡織品 塑料 金屬 玻璃 其他或惰性物質(zhì) 合計(jì) Total C44 H70O29N % % 沼氣產(chǎn)量和甲烷濃度的估算 甲烷產(chǎn)量 (m3/Tm) 沼 氣產(chǎn)量 (m3/Tm) 甲烷濃度 (% v/v) 每噸垃圾生產(chǎn)的沼氣量已經(jīng)由分解等式定義出了。 40年的分解結(jié)果在表 3總結(jié)出來了。 前面部分提出每噸垃圾產(chǎn)生的沼氣量已經(jīng)被假定計(jì)算出來。它是根據(jù)化學(xué)計(jì)量學(xué)演算出的假定數(shù)據(jù)， 但在實(shí)際垃圾填埋場的情況卻復(fù)雜的多。其中一個(gè)重要的原因是潛在的垃圾填埋氣體生產(chǎn)的評估是分解動(dòng)能學(xué)。有些研究員使用根據(jù)預(yù)測出的知識(shí)構(gòu)成的等式或算法的模型來估算 [23]。 其它使用以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的模型受到外環(huán)境的約束 [33]。 而且他們是基于領(lǐng)域測量上的研究 [29]. 在這種情況下，決心發(fā)展一個(gè)理論 實(shí)際混合的方法即 Tabasaran(1976) 運(yùn)動(dòng)模型[和后來的修正的韋伯 (1996)模型 30][31]. 這個(gè)方法在二個(gè)不同情況下允許每噸廢物的生產(chǎn)力曲線上下正常變化： (i)為快速地分解 23%的無機(jī)垃圾 (SDW)和 34%有機(jī)垃圾 (RDW)以及沼氣的生產(chǎn)和抽出而選取一個(gè)最佳的條件 。(ii)一個(gè)比較糟糕的情況是有些地方的情況是不一樣的 ,如有些是有機(jī)材料的百分比為 RDW 31%和無機(jī)材料的百分比為 SDW 21%。 如果用不同的參數(shù)設(shè)置來評估對比這二種情況。這樣生產(chǎn)水平將獲得一個(gè)從。根據(jù)假設(shè)垃圾填埋氣體理論產(chǎn)生量。 但是，在垃圾填埋場里會(huì)發(fā)生更加復(fù)雜的反應(yīng)，并且產(chǎn)生其他化合物例如硫化氫、硫醇、 CO、水蒸氣、 N2和 O2。而且，根 據(jù)垃圾填埋場的開發(fā)系統(tǒng)和能量補(bǔ)救系統(tǒng) [34]，應(yīng)該使用甲烷修正系數(shù) (MCF)來使甲烷的最后的比例在 45%左右，這在其他研究方面都可以獲得 .[8,18,35]。 圖 3顯示了甲烷氣含量為 50和 45%時(shí)的最好和最壞情況的生產(chǎn)曲線 . 沼氣產(chǎn)量 (甲烷 45%) 沼氣產(chǎn)量 (甲烷 50%) 圖 3. 最佳與最壞的沼氣產(chǎn)量分析 . 讓我們感興趣的實(shí)際上是可利用的并且最可能的集中的生產(chǎn)，這里估計(jì)有 45%甲烷含量的生產(chǎn)符合要求。沼氣在垃圾填埋場里作為可燃燒的氣體是以大約 4000kcal/Nm3的低卡值 (LCV)集中 (根據(jù)它的甲烷內(nèi)容 )，研究表明是在 3861kcal/N m3LCV之下。這意味著沼氣有很高能量可以轉(zhuǎn)變成電能 [14]。 沼氣單位 (Nm3/h) 能量單位 (KW) 圖 4. 2021– 圖 4是一個(gè)開發(fā)時(shí)期中可用的沼氣最大的開發(fā)潛能。項(xiàng)目實(shí)用性取決于引擎或渦輪的使用，一般是 (操作 8000h/year)或 8年 (操作 7500h/year)。設(shè)備將持續(xù)燃燒沼氣以達(dá)到高溫狀態(tài)。因?yàn)橐婊驕u輪的替換或大規(guī)模修理都是大投資 .如果在低于期望的 沼氣量 ,在經(jīng)濟(jì)上 是不可行的。 在格拉納達(dá)的密封垃圾填埋場被認(rèn)為是產(chǎn)沼氣量相對比較高的垃圾填埋場，估計(jì)在250550 N m3/h。 這將平均生產(chǎn)出 4,500,000千瓦 h/year的電能。為此，一個(gè)活躍氣體匯集系統(tǒng)和排除系統(tǒng)發(fā)電的受控燃燒問題是必要的。為了獲得最佳的沼氣能量，把垃圾填埋氣體集中在一個(gè)地方是最佳的選擇。以下內(nèi)容是描述使用基礎(chǔ)設(shè)施反氣化垃圾填埋氣體并且概述能量補(bǔ)救系統(tǒng)。 3. 安裝設(shè)計(jì) 為沼氣提取和再用提議的技術(shù)可以認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。它是最新技術(shù)與歐共體和西班牙立法的完全相符。氣體提取和運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)是用于這 些設(shè)施一般類型。根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算總成本。以下簡要地描述設(shè)施的組成。 . 收集和抽出系統(tǒng) 氣體匯集系統(tǒng)包括 50口垂直的氣體提取井網(wǎng)絡(luò)，如圖 5所見，脫水單位，高密度聚乙烯氣體運(yùn)輸管道和閃光。通過監(jiān)控儀器包括周期性調(diào)整油井控制這個(gè)系統(tǒng)活動(dòng)。氣體提取設(shè)備以吹風(fēng)機(jī)，在系統(tǒng)的吸壓力機(jī)為 LFG的提取。氣體提取系統(tǒng)的撤除和重建是為了維護(hù)氣體高出產(chǎn)量。 . 能源可再生系統(tǒng) 為了保證總環(huán)境補(bǔ)救垃圾填埋站點(diǎn)，必要的氣體處理設(shè)備，例如閃光，管道和吹風(fēng)機(jī)，是根據(jù)最佳的氣體生產(chǎn)曲線計(jì)量。然而，對于電 力生產(chǎn)，學(xué)習(xí)安裝一個(gè)最佳類型的發(fā)電器是必要的 (即根據(jù)最佳和最壞的情景 )?？紤]到植物在 (60,000 h)中操作量是 8000 h/year，所以沼氣的流程容量低于 50%不應(yīng)該是引擎的最大設(shè)計(jì)流程。 例如，研究表示 836千瓦引擎在最佳條件下是可實(shí)行的。然而，發(fā)現(xiàn) 624千瓦的電子引擎能為 60,000h操作，而且無需在沼氣最佳或最壞情況下的 50%設(shè)計(jì)流程，這就是選擇的引擎種類。 4. 經(jīng)濟(jì)上的可行性 垃圾填埋氣體 (LFG)運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)可行性取決于一定的因素，包括 LFG質(zhì)量，地方設(shè)備能量價(jià)值 (電、蒸汽、氣體或 者其他獲得的產(chǎn)品 )和選擇。標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)下的 LFG電力生產(chǎn)技術(shù)費(fèi)用效益分析。費(fèi)用劃分為基礎(chǔ)建設(shè)成本、每年運(yùn)行和維護(hù) (Oamp。M)費(fèi)用，以及煤炭稅和能源稅，還有個(gè)重要費(fèi)用成本是環(huán)境保護(hù)。效益是電力能源的賣出 [14]。 在進(jìn)行項(xiàng)目的收益計(jì)算時(shí)，應(yīng)該考慮到最好和最壞的情況，而且要包括分期償還款和開發(fā)費(fèi)用。垃圾填埋的經(jīng)濟(jì)可行性取決于資金流動(dòng)的經(jīng)濟(jì)分析，在 3年期間和 7年的另一個(gè)期間使用內(nèi)部退稅率 (IRR)作為有利參量。 就這些經(jīng)濟(jì)上有利假設(shè)的最好和最壞的情況 (參見圖 6)，在 IRR上沒有很大區(qū)別。這意味著垃圾填埋在 7年里從經(jīng)濟(jì) 和環(huán)境上可以令人滿意和有效益。 圖 6. 3—7年開發(fā)期中的內(nèi)部資源回收率 . 5. 結(jié)論 經(jīng)驗(yàn)和理論設(shè)計(jì)模型是用 3861kcal/Nm3LCV產(chǎn)生的沼氣的容量估算 45%甲烷含量。 在垃圾填埋場對沼氣的產(chǎn)生分析表示，整體流速從 250到 550Nm3/h范圍變化，這說明潛在的平均電力生產(chǎn)力是 4,500,000千瓦 h/year。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在 7年的開發(fā)期間設(shè)備的經(jīng)濟(jì)能力為沼氣補(bǔ)救估計(jì)有 IRR 20%。 得到的結(jié)果表示，格拉納達(dá)密封的垃圾填埋場沼氣利用在城市廢物管理中是一個(gè)非常好的選擇。此外，由 于它可增加再造能源來源的用途并且減少甲烷和二氧化碳產(chǎn)生的溫室效應(yīng) ,對于用沼氣作為燃料來源滿足環(huán)境要求。 第一年的安裝和操作結(jié)果已經(jīng)出來了。我們將會(huì)在這篇文章上闡述這些結(jié)果，并且將來能出版這篇文章。 Study of the energy potential of the biogas produced by an urban waste landfill in Southern Spain Montserrat Zamora Je Ignacio Pe180。 rez Pe180。 rezb, Ignacio Aguilar Pave180。 sc, A180。 ngel Ramos Ridaoa Section of Environmental Technology, Department of Civil Engineering, University of Granada, 18071 Granada, Spain Section of Construction Engineering, Department of Civil Engineering, University of Granada, Granada, Spain Received 8 April 2021。 accepted 5 May 2021 Abstract Sanitary landfills have been and continue to be one of the most mon ways to dispose of urban waste although such landfills inevitably generate waste management problems. Landfills are an important source of anthropogenic CH4 emissions. In this sense the European Union has passed regulations regarding the effective management of biogas within the framework of an EU policy for renewable energies. The sealed landfill analyzed in this study is an example of energy recovery, but in this case the biogas generated by the landfill is being reused to produce electrical energy. This article presents the results of the economic viability study, which was carried out previous to the construction of the installation. The results based on the use of empirical and theoretical models show the biogas to have a 45% proportion of metha