【文章內(nèi)容簡介】 ，各個階段的反應都在同時進行。 填埋場氣體產(chǎn)出能力取決于很多因素,包括廢棄物的構成、含水量、pH 值以及有效營養(yǎng)成分等。一開始,當可分解的垃圾倒入填埋場時,垃圾帶著周圍大氣中的氧一起進入,經(jīng)過一段細菌分解的自然過程,耗盡了空氣中的氧(需氧分解) ,在填埋場中形成厭氧環(huán)境,這通常發(fā)生在填埋單元封閉后6個月或更長一段時間內(nèi)。厭氧環(huán)境是產(chǎn)生甲烷的必要條件之一。如果氧氣重新進入填埋場,帶有氧氣的廢棄物將回復到需氧狀態(tài),并使產(chǎn)生甲烷的細菌群體被殺死,需要再過一段時間以后,甲烷產(chǎn)出能力才能回復正常。由于此時填埋場內(nèi)尚有部分甲烷存在,甲烷逐漸減少完全取決于剛填埋的需氧廢棄物有多少,還有其它一些因素。二氧化碳則在需氧和厭氧狀態(tài)均可產(chǎn)生。在靜止狀態(tài)下,填埋場氣體的構成大概一半為甲烷,另一半為二氧化碳,另有少量的氮。 填埋氣體的產(chǎn)生過程階段 主要特征結束標志持續(xù)時間 初期調(diào)整階段 過渡階段 酸化階段CH4發(fā)酵階 成熟階段氣體中主要為CO2, 溫度急劇升高ORP 降低, 有H2 產(chǎn)生氣體主要成分是CO2, pH 值達到最低CH4含量為50 %左右, pH 值升高CH4 和CO2濃度急劇下降, 重新出現(xiàn)N2填埋氣體中不含O2氣體中不含有NH2 濃度開始降低游離脂肪酸的形成達到峰值, 開始產(chǎn)生CH4 氣體中CHCO2開始減少且產(chǎn)生N2氣體中以N2為主且厭氧分反應結束幾小時～1 周1～6 個月3個月～3 年8～40 年1～40 年或更長只要存在一定條件,填埋場氣體將不斷生成,這些條件包括:垃圾成柱狀堆積,缺少空氣的環(huán)境,溫度在10～57 ℃之間以及纖維素或其它有機材料(甲烷細菌的作用物) 的有效作用。給填埋場加水可加快氣體的產(chǎn)出,在干旱地區(qū)干燥的填埋場內(nèi),長時間(也許要100 年) 內(nèi)也只有少量氣體生成,而對那些有機材料可適當加水的填埋場,在8～15 年內(nèi),填埋場廢氣將生成得很快,以后就降到較低的水平() 。當氣體生成時,填埋場內(nèi)存在一定的氣體壓力,已經(jīng)量測到的壓力大約為0125～0175 kPa ,有些單元可高達1150kPa ,這些壓力已可使氣體從填埋場中排入大氣,滲入土內(nèi),甚至進入周圍的建筑之中。垃圾填埋氣體對環(huán)境的危害由填埋氣體的組分決定了其具有易燃、易爆的危險性和有毒性。填埋氣體極易引起火災及爆炸，其毒性污染大氣環(huán)境，威脅工作人員及附近居民的身體健康。由于填埋氣體還具有遷移作用，因此不僅對填埋場內(nèi)構成危害，而且對場外的服務設施，財產(chǎn)造成危害。這些易燃、有害氣體將破壞附近的農(nóng)作物、蔬菜、樹木或灌木，并且對相鄰的將要開辟的場地是一種潛在的危害，如北京的一處垃圾填埋場附近居民廚房發(fā)生的爆炸事件。根據(jù)國外有關資料，在垃圾填埋場附近250米范圍內(nèi)搞任何開發(fā)項目都應對LFG的橫向遷移規(guī)律進行現(xiàn)場測試，并對其潛在危險性進行全面評價。4主要計算 填埋場庫容及覆土量：（1）任意年的垃圾填埋量：可由計算得到：其中：任意年總填埋場庫容；任意年的覆土量；由于垃圾資源化和填埋期間的自然降解對垃圾的減容率為15%。則任意年的垃圾填埋量為：（2）任意年的覆土容積：由于覆蓋土容積按填埋垃圾的填埋量的10%計；則任意年的覆土容積為：（3）任意年的填埋場庫容：（4）10年的填埋場庫容：（5）10年的覆土量： 填埋氣體的產(chǎn)氣量： 本次設計中選用Marticorena經(jīng)驗模型該模型是針對具體的垃圾填埋場提出的，其前提假設垃圾是按年份分層填埋的，該模型認為各處氣體的產(chǎn)生具有等同性和可累加性，在以年為單位的時間尺度上，一個地區(qū)的垃圾也可認為是分層分塊填埋于不同處，所以將該預測模型應用于區(qū)域填埋氣體產(chǎn)生量的預測是可行的。（1）該模型推導如下： 式中： MP一時間為t的垃圾的特定產(chǎn)甲烷潛能，Nm3/t；MP0一新鮮垃圾的特定產(chǎn)甲烷潛能，Nm3/t；t一時間，a ；td一垃圾生命持續(xù)時間，a ；D一某一層垃圾的特定年產(chǎn)甲烷率，Nm3/（ta）；F一整個垃圾場的甲烷產(chǎn)率，Nm3/a；Ti 一第i年中垃圾的質(zhì)量，t； （2）公式中各量的確定 ? MP0的確定 MP0為新鮮垃圾的產(chǎn)CH4潛能(Nm3/t)，各國研究者關于 MP0進行過大量研究，確定該值的方法有現(xiàn)場實驗法、實驗室實驗法、理論計算法等，所得MP0 的數(shù)值從2O到200(Nm3/t )，根據(jù)對現(xiàn)場垃圾填埋場進行的產(chǎn)CH4的潛能實驗，測定的 MP0為85(Nm3/t)，將測定值與各種理論計算值比較，發(fā)現(xiàn)與COD法的計算結果比較接近．同時，根據(jù)對各城市的垃圾成分調(diào)查結果發(fā)現(xiàn)，北京、上海、深圳等大城市的干基有機物比例約有25％ ～35％，中小城市的干基有機物比例約有15％ ～25％ ．又通過垃圾概化分子式的方法計算，( kg一COD／kg一DVS)．，按照垃圾中的有機物在填埋場中厭氧分解的轉(zhuǎn)化率為85％ ，大城市垃圾中的干基有機物比例平均為30％ ，中小城市垃圾中的干基有機物比例平均為20％ ，確定出大城市垃圾填埋場的 MP0為85(Nm3/t)，中小城市垃圾填埋場的MP0為65(Nm3/t)． ?td的確定 td的數(shù)值有很多爭議，Bogner等人提出為20年，而Findikakis等人則提出是l2年．實際上，因為特定的填埋場各種條件相差很大，只能通過在填埋場不同深度取樣進行產(chǎn)氣潛能分析得出．為了考察我國城市垃圾在填埋場中的垃圾持續(xù)產(chǎn)CH4時間，通過對垃圾填埋場進行了現(xiàn)場調(diào)查，填埋垃圾大約在4—5年后其產(chǎn)CH4過程即趨于結束．因此，我們選取大城市d=5年，中小城市d=4年，這基本符合我國城市垃圾中可堆腐有機物以廚余廢物為主，分解周期較短的特點． 計算結果 年份 / Nm3/t 1 1482812 2 1157050 3 904288