【技术】城市垃圾填埋与沼气化技术的现状与发展-第2页-北极星固废网

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1.2国内利用现状

我国对城市垃圾填埋制取沼气技术的研究起步较晚，只是近一、二年进行了一些实验性研究。1997年，国家环保总局在南京、鞍山和马鞍山三城市启动了“促进中国城市垃圾填埋沼气收集利用”项目。目前，南京市已成功实现气体收集发电的目标。鞍山市的“收集甲烷用于汽车燃料”项目，马鞍山市的“收集甲烷用于焚烧医院有毒有害废物”项目，也已于2003年完成[4]。

2002年8月开始运营的广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场是我国第一座与国际技术管理接轨的大型生活垃圾处理设施。兴丰垃圾场设置有垂直和水平填埋沼气收集管网系统，有130个竖井，气体收集率可达70%。根据兴丰场未来的垃圾量计算，该场至少能发电20年以上，最高发电装机容量可达1.3万kW。由国家计委、国家环保总局、国家经贸委、财政部、建设部、科技部等共同编写的《中国城市垃圾填埋气体收集利用国家行动方案》于2002年10月23日正式出台，预计到2015年中国城市垃圾填埋无害化处理将达到60%至70%。据预测和专家估计，到2015年，我国的城市垃圾年产量将达1.79亿t，预计其中60%采用卫生填埋处理，则每年需填埋处置1.1亿t垃圾，假设对填埋垃圾所产生的沼气全部进行回收利用，按每kg垃圾产生0.064～0.44m3填埋气来计，则可产生总量相当于10～70亿m3的天然气，其最小值与目前我国煤层气产量相当，最大值相当于我国目前天然气产量的1/5，这是一个相当可观的数字。同时大量减少甲烷排放量，对环境保护所起的作用将更为可观[5]。

根据我国政府制定的计划，到2010年所有城市都要建设符合环境要求的城市垃圾处理设施，使全部垃圾做到无害化处理。据预测，到2010年我国城市垃圾的产生量将达到219亿t[6]。随着垃圾分类收集工作的大力推广与发展，必将有更多的厨余类有机垃圾被分选出来，有机垃圾含量按45%计算，则到2010年约有113亿吨的有机垃圾产量。若按约有30%的有机垃圾被用来进行厌氧消化处理计算的话，则每年可产生生物气体量约为50亿m3，其中蕴含的能量大约为300亿kWh，相当于30亿升柴油，可供车辆行驶420亿公里，另外厌氧消化残渣产量约为1000万吨，其经过静态腐熟一段时间后即可作为粗堆肥产品出售，产生附加的经济效益。

2城市垃圾填埋与沼气化技术的原理

2.1城市垃圾填埋技术的原理

我国对城市垃圾填埋主要采用卫生填埋技术，后来又逐渐发展成为生态填埋。所谓卫生填埋就是能对垃圾渗滤液和填埋气体进行控制的填埋方式[7]，通常首先要进行防渗处理，在填埋场底采用人工衬层，四周采用垂直防渗幕墙并使之与天然隔水层相连接，使填埋场场底下形成一个独立的水系，使之不会污染地下水，渗滤液一般通过管道收集后直接处理或送城市污水处理厂处理。垃圾填埋场气体中含有大量甲烷、二氧化碳及其他微量成分，若不采取适当的收排系统进行处理，则会在填埋场累积，通过填埋覆盖层或侧壁向场外释放，对周围环境和人类健康造成很大危害。

2.2城市垃圾沼气化技术的原理

城市垃圾沼气化技术就是利用垃圾厌氧消化制沼气。厌氧消化Anaerobic Digestion又称为厌氧发酵，是指在没有溶解氧和硝酸盐氮的条件下，微生物将有机物转化为甲烷、二氧化碳、无机营养物质和腐殖质的过程[8～10]。在这个过程中有机物不断被几种微生物的组合体分解，最后将其中大部分的碳以甲烷和二氧化碳的形式释放出来。被分解的有机碳化物中的能量大部分储存在甲烷中，仅一小部分有机碳化物氧化成二氧化碳，释放的能量作为微生物生命活动的需要。厌氧发酵是一个复杂的生物学过程，在自然界内厌氧发酵过程也广泛存在着。有机物在有水的地方，在无氧条件下，很容易发生厌氧发酵，并产生厌氧发酵的代表性产物甲烷和硫化氢。

3城市垃圾填埋与沼气化技术在我国的可行性分析

3.1城市垃圾填埋与沼气化技术的技术经济性分析

3.1.1城市垃圾填埋与沼气化技术的技术性分析

城市垃圾填埋与沼气化技术的关键问题是沼气的收集与导出和渗滤液的处理与防护，以防止爆炸和造成二次污染。对沼气收集采用布设集气管道的方式，在国内外已经有了一定的应用，技术上也基本成熟;而对沼气的导出通常采取的方法有：①通过石笼等形式将填埋沼气导排;②进石笼和收集灌将沼气导排并使安全燃烧;③经管网系统收集净化作能源回收利用。另一个对防止垃圾渗滤液的方法有：①设置防渗衬里;②设置导流渠或导流坝;③选择合适的覆盖材料。同时，对渗滤液收集之后采取专门的处理，再引入污水处理厂，最终达到达标排放。

延伸阅读：

中国沼气发电技术发展现状与前景展望

原标题：城市垃圾填埋与沼气化技术的现状与发展

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