垃圾填埋場氣體的組成及影響因素
垃圾一旦進入填埋場,微生物的分解過程就開始了。第一步是好氧分解,消耗填埋場中的氧氣,產生大量的熱。第二步進行厭氧分解,產生沼氣,其組成見表1。
表1 填埋場內氣體成分與濃度
|
作為垃圾本身的生物厭氧降解過程,其最終產物主要是CO2和CH4。垃圾被填埋的初期,有機物分解產生的廢氣主要是CO2,經過一段時間以后,氣體中的甲烷成分逐漸上升,產氣高峰一般要在垃圾填埋3~5年之后才出現,而廢氣中CH4含量較高時會引起爆炸(空氣中CH4的爆炸極限范圍是5~15 V%。因此,做好填埋場氣體的收集處理是一項很重要的工作。氣體成分和濃度隨填埋年限和垃圾成分的不同而變化。其主要成分隨時間的變化見表2。
表2 垃圾處理場廢氣主要成分變化
|
LFG的成分復雜,除垃圾特性外,其影響因素還包括溫度、厭氧程度、養分及毒素、pH值、濕度、填埋年限與區域、填埋方式與類型等。
(1)垃圾特性 垃圾中可降解的有機物含量,以及這些有機物中纖維素、蛋白質、脂肪的構成比例,對LFG的產生起著決定性的作用。其中,易降解有機物對填埋氣的貢獻最為直接,而較小的垃圾粒度也有助于填埋降解過程的加速。
(2)溫度 甲烷的最佳產生溫度是40℃,此時其速率是30℃的3倍;當溫度升至60℃時,甲烷的產生幾乎停止。Chaiampo等的研究表明,在1-5m處,中溫甲烷菌起主要作用,而在更深的垃圾內部,則嗜熱甲烷菌起主要作用。
(2)厭氧程度 甲烷菌是嚴格厭氧的,少量氧氣(空氣)的存在對垃圾降解速度影響不大,但對填埋氣中甲烷的組成有很大影響。
(3)養分與毒素 垃圾降解中起發酵作用的細菌,需要適當的養分(氮、磷、鉀等)才能良好生長,若其中C/N比值較低,垃圾降解將變緩,產氣量會下降;垃圾中如含有過量的、對降解垃圾的微生物有毒害作用的毒素,則不利于填埋氣的產生。
(4)pH值 甲烷菌最適宜的pH值范圍為6.8~7.5,高于或低于此值,甲烷的產生速率和產生量都有明顯下降。
(5)濕度 當濕度為55%時,微生物、養分和被降解垃圾之間的接觸程度大,促進了微生物的代謝,填埋氣產量比33%的濕度有明顯提高;但過多的含水量將會起到降溫作用,并且阻滯氣體的流動,導致氣體產量的降低。

使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”