摘 要

本论文研究了陈家冲卫生填埋场两个较大规模区域所产生的垃圾填埋气的组成成分在一年内的变化。监测了已建成并且正在使用的66口井所收集的垃圾填埋气。本次研究揭示了两个区的垃圾填埋气的成分异同以及变化情况。周围环境温度和降雨与两个区域产气成分都有很大的相关性。两个场区中甲烷成分都和CO₂显示出了较好的相关性，只在不稳定的沼气相中观测到H₂S和主要成分（CH₄和CO₂）显著的相关性。研究发现，CH₄/CO_２体积比可以用来作为判断厌氧反应各阶段变化的良好指标。本研究有助于垃圾填埋气收集系统更有效率的运行，并且阐明了垃圾填埋气的纯化及利用的规律。这篇论文的结论提供了给垃圾填埋场运营者有用的信息。

关键词：卫生填埋场；垃圾填埋气；产气率

ABSTRACT

The compositions and annual variations of landfill gas (LFG) were studied at two large-scale sites of Chen-Jia-Chong Landfill. Seventy-six wells were built and used for the collection and measurement of LFG. The investigation revealed the similarities and differences of LFG components and variations at two sites with different phases. It was found that ambient temperature and rainfall exhibited strong correlations with LFG components at both sites. Methane (CH₄) contents showed excellent correlations with CO₂ at both sites. Notable correlations between hydrogen sulfide (H2S) and major components (CH₄ and carbon dioxide [CO₂]) were only observed in unstable methane phase. Especially, the CH₄/CO₂volumetric ratio could act as an excellent indicator for anaerobic reaction stage by judging its phasic variations. The study is beneficial for the efficient operation of LFG collection system and could shed light on gas purification and utilization.The results in this paper could provide some beneficial information for landfill operators.

KEY WORDS：Landfill；Landfill gas；Production Rate

目录

1研究背景 1

1.1我国固体废弃物处理概述 1

1.2垃圾填埋气概述 3

1.3研究状况 4

2试验与分析 7

2.1试验简介 7

2.2材料和方法 7

2.2.1研究区域描述 7

2.2.2数据收集和模式 11

2.3结果与讨论 12

2.3.1LFG组分分配对比 12

2.3.2CH₄和CO₂含量的变化 13

2.3.3H₂S、H₂和O₂含量的变化 15

2.3.4LFG成分与外部因素的关系 17

2.4优化措施 18

3结论 20

参考文献 21

致谢 23

1研究背景

1.1我国固体废弃物处理概述

我国经济发展速度越来越快，城市生活垃圾的产生量也随着人们生活质量的提高越来越大。据不完全统计，近年来城市生活垃圾产生量每年增长率达到了10%。全国城市人均年生活垃圾产生量为400-550kg，直到2007年年末，全国655个城市生活垃圾总量达到1.52×10⁸t，各类生活垃圾场共467座，处理能力 28.2×10⁴t·d^-1，集中处理量9.300×10⁴t，集中处理率为61%；其中城市生活垃圾填埋场362座，处理能力20.1×10⁸t·d^-1，填埋处理量约为7.555×10⁴t；城市生活垃圾堆肥厂有17座，处理能力为0.69×10⁴t·d^-1，处理量有2.20×10⁴t；城市生活垃圾焚烧有67座，处理能力为4.40×10⁴t·d^-1，处理量为1.500×10⁴t；按处理量统计，填埋、堆肥、焚烧处理比例占 81.7%、2.7%和 15.6%，按清运量统计，填埋、堆肥、焚烧处理比例为49.9%、1.4%和 10.5%^[1]。

上文已提到城市生活垃圾的3种主要处理方式，即填埋、堆肥、焚烧。

1）堆肥。利用城市垃圾实施堆肥化处理，是一种古老而备受国内外关注的生物转化方法，此方法及对垃圾进行了稳定化和无害化处理，有同时实施了资源化。目前我国已有多个个城市实施机械化填埋出力，堆肥技术日臻完善。全国大约有7%左右的城市垃圾实施了堆肥处理。

堆肥就是在人为的控制条件下，通过生物化学作用，使垃圾中的一些有机成分分解转化为比较稳定的腐殖肥料部分，其本质就是一种发酵过程。根据发酵过程中微生物对氧的需求关系，又可以分为好氧的和厌氧的两种堆肥方式。

厌氧堆肥时间垃圾与空气隔绝的情况下堆肥发酵，其机制与污水处理厂污泥厌氧消化过程类似，，分为酸性发酵与碱性发酵两个阶段。

好养堆肥过程是在有氧条件下，通过好养微生物作用，使垃圾中的有机成分发生一系列放热分解反应，最终转化为简单而稳定的腐殖质的过程。由于好氧分解速度快，一般5-6周即可以完成，且环境条件较好，适于大规模生产。

堆肥从原理上讲是个不错的生活垃圾处理工艺，不过到目前我国并未有广泛应用，究其原因主要有：