垃圾填埋场:填埋气发电技术应用

本文就填埋气国内外应用情况进行了描述,并对填埋气发电实际应用中的主要技术问题尤其是填埋气产量预测和发电机组性能进行了探讨,为开展填埋气发电技术应用提供了一定的指导价值。填埋场内垃圾经过厌氧分解将产生大量的填埋气(LFG),填埋气产生可以简单归结为二个基本阶段,见下图。     

分层填埋垃圾体中气体一维稳态运移规律

针对垃圾填埋场分层填埋特点,提出了填埋垃圾产气率和导气系数分层计算方法,建立了分层填埋垃圾体中气体一维稳态运移分析模型,分析了垃圾的产气率、导气系数和封顶覆盖层的气密性对气压力大小及分布的影响,并探讨了垃圾填埋龄期对气压力分布的影响规律。分析结果表明:对于均质垃圾体,产气率与导气系数的比值越大,则填埋气压力越大;对于含封顶覆盖层的垃圾体,产气率主要控制气压力大小,导气系数控制气压力沿填埋深度分布梯度。封顶覆盖层厚度的增加或其导气系数的降低将使填埋气释放量减少,则气压力整体提高。垃圾填埋龄期越大,则垃圾体中气压力越小。     

固体废弃物填埋场填埋气提纯利用研究

介绍填埋气在国外的提纯利用,比较我国填埋气利用的三种方式(发电、热能利用、提纯代天然气),对填埋气的掺混调制方案和与天然气的互换性进行了分析。     

污泥与生活垃圾混合填埋产沼的模拟实验研究

通过城市生活垃圾与污水厂脱水污泥的混合填埋模拟实验，研究了添加污泥对垃圾降解及填埋气产生过程的影响，实验结果表明，在填埋垃圾中添加污泥起到了接种微生物的作用，加快了有机垃圾的降解与填埋气的产生，产气速率较生活垃圾直接填埋提高30％以上，填埋气中CH4浓度可达到64％，与没有添加污泥相比，填埋气中CH4含量有较大幅度的提高，有利于填埋气的资源化利用，同时也可为污泥的资源化利用提供经济可行的途径。     

垃圾填埋气迁移规律的数值模拟研究

用CFD软件FLUENT建立了填埋气迁移的三维多孔介质模型,对填埋场覆盖层、抽气井负压、填埋场周边土壤等对填埋气迁移的影响规律进行了模拟研究,为科学有效的收集利用填埋气奠定基础。     

城市生活垃圾填埋场气压分布一维稳态分析模型

掌握填埋场气压分布是填埋气灾害控制和资源化利用的基础。提出了分层垃圾填埋体气压分布一维稳态分析模型及求解方法。该模型可分析含有给定抽气压力或给定抽气流量水平导气层的填埋体气压分布。采用该模型探讨了垃圾分层特征、封顶覆盖层下和填埋体内的高渗透性水平导气层、填埋体底部渗沥液导排系统兼作填埋气导排通道对填埋体气压分布的影响规律。通过参数分析得到以下结论：填埋体垃圾不考虑产气速率和固有渗透系数随垃圾埋深增加而减小（产气速率和固有渗透系数按埋深平均）会高估填埋体内气压;封顶覆盖层下和填埋体内设置水平导气层可有效降低填埋体内气压;填埋体底部填埋气导排通道对填埋气气压较大的深部垃圾降压效果较明显。分析结果表明,该模型可指导填埋气收集系统设计,如水平导气层位置和间距布置及抽气功率选择等。     

垃圾填埋气并入城市燃气管网的可行性研究

分析垃圾填埋气并入城市燃气管网的技术(填埋气提纯技术、水合物法脱碳技术)、并入燃气管网可能引起的环境问题(二噁英问题,细菌、硫化氢及易挥发性物质问题),认为垃圾填埋气并入城市燃气管网是可行的。     

垃圾填埋气脱碳工艺换热网络用能分析

垃圾填埋气是垃圾厌氧发酵甲烷化分解的产物,主要成分为CH4和CO2。对垃圾填埋气的处理可采用MDEA法脱碳工艺进行脱碳净化,回收其中的CO2并制成干冰。利用AspenPlus软件对垃圾填埋气脱碳工艺的换热网络进行稳态模拟,对模拟结果进行能量平衡分析,并利用夹点技术对系统用能做进一步的探讨。     

生活垃圾回收利用现状及技术

本文分析了我国城市生活垃圾填埋场填埋气体回收利用现状,对填埋气回收利用技术进行了分析和比较,并提出了填埋气体回收利用技术发展方向.     

垃圾填埋气的产生及其影响因素分析

通过对垃圾填埋降解过程及其影响因素的分析, 讨论了加速垃圾填埋气产生及填埋场稳定化的措施及方法     

垃圾卫生填埋场的填埋气和渗滤液处理及综合利用

北神树垃圾卫生填埋场于1997年1月开始正式填埋垃圾,于2002年-2004年建成了垃圾填埋气收集、利用和垃圾渗滤液处理设施.垃圾填埋气可用来发电,为填埋场的渗滤液处理设施和日常生活提供电能.渗滤液经过膜生物反应器(MBR)/纳滤(NF)/反渗透(RO)处理,出水不仅可用来冲刷路面、降尘和清洗垃圾运输、作业车辆,还可满足绿地用水要求,真正实现垃圾填埋过程中产生的二次污染物的综合循环利用.     

垃圾填埋气提纯生物天然气的碳减排效益分析

垃圾填埋气是清洁低碳的生物质能源,通过净化、提纯后制成生物天然气并入城镇燃气管网或压缩为压缩天然气(CNG),已成为垃圾填埋气综合利用的新模式。环境效益的量化通常通过核算CO_2减排量体现。随着我国自愿减排交易机制的建立,采用自愿减排方法学计算CO_2减排量并申请减排项目,经过审定后可通过碳交易体系获得减排收益。简述垃圾填埋气利用的现状和我国自愿减排交易机制概况,采用自愿减排方法学对北京市某生活垃圾填埋场填埋气提纯生物天然气并压缩为CNG项目的 CO_2减排量进行估算。根据方法学计算基准线排放量和项目排放量,从而计算出项目减排量,得到该项目在2017—2026年10 a间预计年均减排CO_2量为129 812.5 t,年均可获得约649×10~4元的减排收益,经济效益可观。建议相关部门关注适用于垃圾填埋气提纯为CNG项目的方法学,以及在项目可行性研究阶段考虑申请减排项目。     

垃圾填埋场地利用中的气体阻隔和承载力强化

以重庆某已封场非规范垃圾填埋场为例,分析了在该填埋场地上进行防渗和稳定化处理的工程措施效果。通过分析不同深度填埋垃圾中的生物可降解物质(BDM)含量及填埋气中的CH4含量,评判垃圾填埋场的稳定化程度,据此采用帷幕灌浆技术对该场地进行处理,以达到气体防渗和地基稳定性条件。结果表明:该填埋场表层13 m深度以内的垃圾体稳定化程度较低,而填埋深度超过13 m的垃圾体基本稳定。实施帷幕灌浆后,可切断垃圾填埋场与周边建筑工程间填埋气的横向通道,填埋气中的CH4含量1%,可满足《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》(GB/T 25179—2010)中高度利用的要求;另外,地基承载力为240~320 kPa,可满足工程设计要求。由此说明,帷幕灌浆技术可以实现对已封场非规范垃圾填埋场地进行安全利用。     

CDM机制与填埋气回收利用

本文分析了我国填埋气回收利用项目申请清洁发展机制的发展现状和趋势,描述了申请清洁发展机制（CDM）的关键问题和解决方法。国家有关部门应该充分利用清洁发展机制或制定自有的类似的市场机制,引导国内填埋场自发主动地回收利用填埋气,以提高填埋场的管理运营能力并实现温室气体减排。     

快速变压吸附技术在提纯垃圾填埋气的应用

阐述生活垃圾填埋气概况及沼气提纯生产生物天然气方法,提出快速变压吸附技术原理、装置及流程,指出利用动力学分子直径的差异及可将CH_4和N_2有效分离。列举提纯生活垃圾填埋气应用实例,应用快速变压吸附技术可得到满足车用压缩天然气标准的生物天然气。     

城市生活垃圾填埋场可生物降解物降解产物量化分析

我国是世界上生活垃圾产生量和堆存量最大的国家,垃圾污染问题十分严重.目前,城市垃圾处理手段主要有填埋、焚烧与堆肥.在生活垃圾的资源化研究中,最为突出的就是有机垃圾的厌氧消化技术.厌氧消化与好氧堆肥相比,它具有过程可控制、降解快、能量再利用等优点.欧洲近十年来积极开发这一新的垃圾处理技术,并已取得生产试验成功,每年大约有106t的垃圾通过厌氧消化得到处理.生活垃圾厌氧消化存在两大问题:①填埋气;②渗滤液.填埋气热值很高,20000kJ/m3,是很好的气态燃料,可用于发电.本课题中主要研究填埋气产量和产气速率,影响产沼气因素,如何提高填埋气产气速率.我国近些年在城市有机垃圾厌氧消化产沼气方面也做了一些初步研究,如垃圾填埋场有机污染物的生物降解机理,垃圾填埋场气体产生和模型研究,高温厌氧消化处理城市有机垃圾的正交试验研究,城市有机垃圾厌氧消化痕量激活剂的促进作用及产能研究等等.     

黄土覆盖层水–气耦合运移土柱试验及数值模拟

基于水分储存与释放机理的土质覆盖层在干旱和半干旱地区垃圾填埋场具有较好的应用前景。前人研究土质覆盖层大多侧重于其雨水存储及防渗性能,忽略了填埋气在覆盖层中的运移及其影响。通过在黄土土柱底部通入甲烷和二氧化碳等比例混合气体模拟填埋气在覆盖层运移,在土柱顶部施加3 cm常水头模拟雨水入渗对黄土覆盖层中气压分布以及各气体组分分布的影响。基于试验结果,利用商业软件Geo-Studio中的Air/W模块对黄土覆盖层水–气耦合运移进行了数值模拟与分析。研究结果表明:模拟雨水入渗降低了上层黄土的导气系数,导致土柱中气压显著增加,呈现出先增加至"突破值"然后回落至"稳定值";气压"突破值"约等于上部土体进气值;数值模拟能较好地模拟水分入渗过程并捕捉到气压变化趋势,但由于其无法模拟多组分填埋气在土柱中的复杂物理过程,导致气压的模拟结果与实测值存在差距。本文为更准确模拟分析土质覆盖层中水与填埋气耦合运移过程提供了一些建议。     

垃圾填埋场填埋气发电环境影响评价实例及要点

本文针对垃圾填埋场填埋气发电工程,提出了环境影响评价过程需注意的要点,并结合实际项目,介绍了环境影响报告编制的主要内容,并最终得出项目可行的结论。     

城市垃圾填埋场的生态建设——以上海老港垃圾填埋场工程为例

随着我国城市化的加速推进,越来越多的人涌向城市,“垃圾围城”已成为很多城市需要面对又迫切需要解决的难题。卫生填埋、焚烧和堆肥是国际上通用的三种垃圾无害化处理方法,在我国填埋是主要途径,其比例高达75％。垃圾填埋场作为城市一种特殊的废弃地类型,其环境污染和生态破坏问题日趋严重,不仅会产生大量的填埋气和垃圾渗滤液,对周边地区的地下水及附近居民的安全和健康构成威胁,而且还可能导致填埋面沉降、火灾等“垃圾灾难”及不可预测的“垃圾危机”等。因而,美化、生态化垃圾填埋场已势在必行,这也是建设美丽城市、美丽中国的重要组成部分。     

基于模糊渗流理论的垃圾填埋气运移数学模型研究

介质的非均质性和各向异性导致填埋场渗透率跨越好几个数量级,加之目前还没有足够先进的检测手段对填埋场内部进行观测,渗透率很难准确确定,同时刻意追求其精确值也是与现实不符的。本文通过对填埋气运移规律的分析,基于模糊渗流理论建立了垃圾填埋气运移的数学模型,并利用模糊结构元的方法得到一维理想模糊渗流问题的解析解。这为填埋气控制系统的设计以及环境影响预测和评价提供了理论依据,为研究煤层气、石油污染等地下渗流问题开辟了一条新的途径。