宁波市垃圾填埋场填埋气体排放控制及利用研究

王 斌

（宁波枫林绿色能源开发有限公司，浙江 宁波 315822）

城市生活垃圾卫生填埋后，由于处于厌氧环境，垃圾中的有机成分逐渐分解，产生甲烷、硫化物和二氧化碳等气体，即填埋气体。这些气体会对环境造成影响和危害，其中甲烷与二氧化碳都属于温室气体，同等质量的甲烷导致的温室效应相当于二氧化碳的21 倍，垃圾填埋场产生的甲烷排放量约占全球总甲烷排放量的6%～l8%，对全球性气候变暖作用不可小觑。而且甲烷一旦聚积量过大，或迁移流动，就有可能与空气中的氧气混合产生爆炸。因此，应对生活垃圾卫生填埋场填埋气体进行排放控制并加以利用。

1 填埋气体的收集

1.1 收集形式

具有强烈温室效应的臭味填埋气体的增多必然对周边环境造成影响，为此垃圾填埋场利用垃圾填埋堆体深度均布竖井。收集堆体外溢填埋气体，并在堆体表面建立有效的收集管网，同时利用罗茨风机将填埋气体吸出，从而达到有序收集的目的。

1.2 收集量

按照填埋场接纳的生活垃圾总量及逐年的递增情况，并根据实际生活垃圾的填埋、垃圾堆体深度、堆体排水等情况进行分析，采用相关动力学模型，按60%收集率进行评估计算，宁波枫林绿色能源开发有限公司2008 年填埋厂区填埋气体收集量为805 m3/h，2010 年为881 m3/h，以后随填埋量不断增加，2017 年将达1 006 m3/h。

2 填埋气体的污染控制与利用

2.1 填埋气体利用途径分析

主要途径有：①能量回收后外售。收集后直接燃烧产生热能进行回收，主要手段是采用对外供热和内燃机发电、热力发电等电能形式对外输出。②作为燃料外售。将可用的填埋气体经预净化处理变成合格燃料，外供给燃料用户。③作为部分化学工业原材料外售，如甲醇等制造工业。

综合考虑及效能分析后，宁波市采用将填埋气体中的甲烷、硫化氢、氨气等存在异味的温室效应气体组分进行燃烧，燃烧产生的热能可以进行余热利用，增加经济效益的同时异味气体得到同步去除，实现节能减排。具体为：①引入焚烧炉燃烧余热利用。采用钻井机具在填埋场厂区垃圾堆体均布竖井，利用罗茨风机进行负压收集，同时建立有效可靠的供气管网送至焚烧厂区。填埋气体在焚烧厂区经升压、净化处理等工艺，并通过特制燃烧器送至焚烧炉进行助燃。这种途径不仅改善焚烧炉燃烧条件，而且还通过填埋气体燃烧提高了焚烧炉的燃烧效率。②作为燃料应用在炉渣综合利用烧结多孔砖项目上，降低企业的运营成本。③增加火炬燃烧排空系统，保证填埋气体即产即烧，同时这也是燃烧管网系统的安全应急保护。

2.2 引入焚烧炉燃烧余热利用项目

焚烧厂区的垃圾焚烧炉采用350 t/d 顺推阶梯式炉排炉，该炉主要特点是在不添加辅助燃料的前提下，保证生活垃圾充分燃烧，由于宁波市的气候特点及季节变化，实际运行中垃圾燃烧有一定波动，为了平衡生活垃圾热值波动，保持燃烧稳定，把填埋气体引到炉膛的烘干区提高垃圾着火区的温度。

2.2.1 项目情况

在填埋厂区和焚烧厂区用敷设DN250 mm 填埋气体收集总管，并经焚烧厂区对填埋气体进行升压、净化等处理，通过特制燃烧装置送入焚烧炉燃烧发电，具体布置见图1。

图1 填埋气体综合利用工程系统布置

为保证填埋气体引入垃圾焚烧炉后能够对生活垃圾着火起到较好的烘干助燃作用，结合现场的实际情况以及余热锅炉热力计算等，确定特制燃烧器安装在焚烧炉的着火段末端位置，这样有效地强化了垃圾烘干及点燃，同时避免了对焚烧设备直接热侵蚀。

2.2.2 项目效能分析

填埋气体入炉掺烧项目于2008 年8 月调试运行，从运行结果来看，炉膛燃烧中心温度基本为1 000 ℃，垃圾燃烧火床火焰饱满，符合预先设计要求。据测算，因引入填埋气体燃烧产生年发电量约0.59×106kW·h（相当于节约标煤1 800 t），直接经济收益为300 多万元，由于焚烧作用二氧化碳年减排量达到8.3 万t。

2.3 填埋气体烧结多孔砖项目

由于垃圾焚烧后的炉渣制砖要添加辅助燃料，从节能考虑，把填埋气体作为燃料供给砖厂用于烧结多孔砖生产。由于填埋气体是持续不断产生，微成本填埋气体的引入，大幅降低了砖厂的经营成本。特别是在湿冷的12 月～次年4 月尤为明显。据核算，按每天节约700 元人民币计，该项目共投入30 万元，成本投资静态回收期14个月。

3 填埋区域污染物控制效果

经过对填埋气体有组织的收集，填埋场区域主要污染物排放量得到明显减少，达到了预期效果，其排放量见表1。

表1 宁波市生活垃圾填埋场主要污染物排放量 mg/m3

4 结束语

从宁波市垃圾填埋气体排放控制和利用实践来看，在现代化的垃圾填埋场，由于垃圾填埋量的日趋增多，如何处理好、利用好这些具有臭味的高温室效应气体是一个迫在眉睫的问题，将填埋气体变废为宝，综合性的处理模式可以一举多得，在生活垃圾多种手段并存处理的地区具有很强的推广意义。