淺析城市生活垃圾填埋氣體利用

【摘 要】本文分析了當(dāng)前我國中小城市垃圾填埋沼氣利用情況，并對(duì)當(dāng)前垃圾填埋沼氣綜合開發(fā)利用及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了科學(xué)論述。

【關(guān)鍵詞】垃圾填埋；沼氣綜合利用；清潔能源

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口不斷向城市集中，城市生活垃圾對(duì)環(huán)境污染所帶來的影響越來越突出，成為制約城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，影響城市人民群眾生活質(zhì)量的一個(gè)重要因素，也成為當(dāng)今世界各國的城市所面臨的棘手問題之一。

目前，國內(nèi)外垃圾處理方式有垃圾填埋、垃圾堆肥、制造衍生燃料、焚燒等。其中最常用的為填埋和堆肥，處理量約占垃圾處理總量的90%以上。填埋就是經(jīng)過科學(xué)的選址、嚴(yán)格的場地防護(hù)處理，使填埋的廢棄物不再對(duì)周圍環(huán)境造成污染。堆肥法是利用某些微生物的氧化分解有機(jī)物的能力來處理可降解有機(jī)廢物的一種方法。但是填埋和堆肥處置方式都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。在衛(wèi)生填埋過程中，有機(jī)物在厭氧微生物的作用下分解，會(huì)產(chǎn)生含有大量CH4和CO2的垃圾填埋氣——沼氣。如果沒有相應(yīng)的技術(shù)措施，則在填埋場里會(huì)產(chǎn)生壓力，尤其在夏季，高溫、高濕時(shí)產(chǎn)氣加速，大量沼氣可形成較高的內(nèi)壓，在填埋場的邊緣處溢出，引發(fā)燃燒爆炸事故，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的二次污染問題。

目前，有20多個(gè)國家的270多個(gè)垃圾填埋場安裝了填埋沼氣的回收利用安置，利用途徑大致包括五種，第一種是直接燃燒產(chǎn)生蒸汽，用于生活或工業(yè)供熱；第二種是通過內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，作為運(yùn)輸工具的動(dòng)力燃料；第三種是用于CO2工業(yè)；第四種是用于制造甲醇的原料；第五種是經(jīng)深度凈化處理后用作管道煤氣。其中發(fā)電、民用燃料和汽車燃料是3種最為普遍的利用方式。

中小城市生活垃圾處理方式以簡易填埋為主，較少用到焚燒、堆肥等處理方式。且絕大部分城市垃圾填埋場都是簡易型的，不符合國家垃圾填埋場建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，難以達(dá)到垃圾無害化處理的要求，無害化處理率極低。目前，我國中小城市現(xiàn)有垃圾填埋場中80%以上沒有任何防滲措施；90%以上沒有滲濾液收集、處理設(shè)施，已對(duì)周圍地下水體、地表水體、土壤等造成嚴(yán)重污染。

目前，我國相當(dāng)一部分中小城市已建設(shè)了生活垃圾無害化處理場。其中，大多數(shù)為衛(wèi)生填埋場，約占80%；其它還有焚燒廠、堆肥場1座，無害化處理能力一般在300—500t/d，無害化處理量為9萬t/a。這些無害化垃圾處理場項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)行，雖加快了我國中小城市生活垃圾處理進(jìn)程，但由于城市生活垃圾產(chǎn)生量，隨著城市人口增長和城市的發(fā)展持續(xù)大幅度上升，加上歷史欠賬較多，我國中小城市生活垃圾處理設(shè)施建設(shè)仍不適應(yīng)城市發(fā)展垃圾處理的需要。

“十一五”期間，河南省采取多種形式加快推進(jìn)了城市生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)，投資33億元陸續(xù)新建百座生活垃圾填埋場，目前已基本實(shí)現(xiàn)全省城市生活垃圾處置無害化、減量化、資源化。河南省城市生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目主要是衛(wèi)生填埋場，有些還包括分選、堆肥、焚燒系統(tǒng)，以及相應(yīng)數(shù)量的垃圾清運(yùn)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，以滿足轉(zhuǎn)運(yùn)能力的要求。其中，項(xiàng)城市生活垃圾填埋場日處理能力300t，預(yù)計(jì)可使用17年以上。項(xiàng)城市生活垃圾日產(chǎn)量約為300t，平均年增長率為10%。該垃圾填埋場投運(yùn)行后，項(xiàng)城市的生活垃圾形成了一套減量化、資源化、無害化處理模式，無害化處理率由80%增至100%。但項(xiàng)城市生活垃圾填埋場在設(shè)計(jì)和施工中并未考慮垃圾填埋氣的利用問題。按項(xiàng)城市年產(chǎn)垃圾13萬t左右，其中90%用于填埋處理來計(jì)算，這些垃圾產(chǎn)生的甲烷量約4.5萬m3。

根據(jù)河南省城市生活垃圾產(chǎn)生量及處理現(xiàn)狀，應(yīng)制定河南省城市生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃，盡快出臺(tái)垃圾填埋氣綜合利用強(qiáng)制性政策。綜合利用生活垃圾填埋場填埋氣，既可保障填埋場和周圍環(huán)境的安全，又能利用資源、回收能量，具有較好環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，符合國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策規(guī)定。國家有關(guān)部委也應(yīng)出臺(tái)相關(guān)措施與方案，鼓勵(lì)企業(yè)參與、進(jìn)入城市垃圾處理領(lǐng)域，從事商業(yè)化運(yùn)作，加強(qiáng)對(duì)填埋場氣體的綜合利用。但由于單純的填埋氣體發(fā)電或作為汽車燃料等投資較高，難有收益，所以一直以來政府和企業(yè)介入的積極性不高。政府部門需要從政策和市場規(guī)則上予以支持和保護(hù)，以加快城市生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)的步伐。

城市政府應(yīng)加大城市生活垃圾填埋場埋氣綜合利用技術(shù)的推行力度，增加科技投入。針對(duì)城市生活垃圾處理存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，組織技術(shù)開發(fā)、示范和推廣，不斷提高城市生活垃圾無害化處理水平。一要重點(diǎn)研究垃圾綜合處理技術(shù)路線，研究開發(fā)垃圾分揀和與處理工藝技術(shù)，充分回收生活垃圾中的可用資源，減少最終處置。二要適當(dāng)引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)、設(shè)備、人才和資金，促進(jìn)垃圾無害化處

理設(shè)施技術(shù)管理水平的提高。

城市政府應(yīng)拓寬資金籌措渠道，實(shí)現(xiàn)垃圾利用產(chǎn)業(yè)化。積極利用中央資金對(duì)城市生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的支持，對(duì)從事生活垃圾綜合利用的企業(yè)，實(shí)施財(cái)政貼息和稅收優(yōu)惠政策，一方面，引導(dǎo)加強(qiáng)填埋氣的綜合利用，另一方面，鼓勵(lì)企業(yè)和民營資本進(jìn)入該領(lǐng)域。依靠清潔能源發(fā)展機(jī)制提供的資金來彌補(bǔ)運(yùn)營經(jīng)費(fèi)，通過CDM項(xiàng)目獲得部分資金援助和先進(jìn)技術(shù)，提高市場競爭力；同時(shí)，提高清潔能源效率，降低生產(chǎn)成本。垃圾填埋氣發(fā)電的減排成本和減排增量成本都較垃圾焚燒發(fā)電低，引資的可能性較大，具有較好的市場前景，應(yīng)積極實(shí)施引入，使垃圾處理企業(yè)獲得資金支持，降低運(yùn)營成本，步入良性循環(huán)。

推進(jìn)填埋場埋氣綜合利用，應(yīng)堅(jiān)持因地制宜、技術(shù)可行、設(shè)備可靠、適度規(guī)模、綜合治理加利用的原則。發(fā)電、民用燃料和汽車燃料是利用填埋氣最普遍的方式，可以合理選擇其中之一或適當(dāng)組合發(fā)展。一是用于發(fā)電。對(duì)欲建或已建的垃圾填埋場的填埋氣進(jìn)行收集、凈化，根據(jù)產(chǎn)氣量的大小和發(fā)展趨勢合理配置燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組。二是作為城市燃?xì)?。在填埋場附近有小村?zhèn)和居民區(qū)的情況下，將純化后的填埋氣提供給居民作為其生活燃?xì)?，其技術(shù)裝備可采用常規(guī)的城市煤氣設(shè)備。我國已經(jīng)有填埋沼氣供民用的經(jīng)驗(yàn)，基本上無技術(shù)障礙。三是作為汽車燃料。LFG經(jīng)深度處理，將CO2含量降低至3%以下，并除去有害成分后，可以像天然氣一樣作為汽車燃料。

作者簡介：曹子甲（1978-），男，籍貫：河南項(xiàng)城，學(xué)歷：?？疲毞Q：助理工程師，研究方向：城建方面，垃圾處理方面。