城市生活垃圾填埋场气体的导排和利用设计方案.doc

城市生活垃圾填埋场气体的导排和利用设计方案1.1填埋场气体的组成与产生原理（1）填埋场气体的组成填埋场的气体主要是填埋垃圾中的可降解生物将有机物进行降解，分解为氨气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、硫化氢、甲烷、氮气和氧气。此外含有少量的微量气体。表1.1填埋场气体的成分组分体积分数（干基）%组分体积分数（干基）%组分体积分数（干基）%甲烷4560氧气0.11.0氢气00.2二氧化碳4060硫化氢01.0一氧化碳00.2氮气25氨气0.11.0微量气体0.060.6（2） 产生原理填埋场气体的的产生是个非常复杂的问题。综合国外研究可将垃圾填埋场释放气体的产生过程划分为四个阶段。第一阶段一一好氧阶段一定量的空气随着垃圾进入填埋场，在微生物的作用下，将有机物进行了降解分解我二氧化碳，同时放出大量的热。好氧分解在短时间内进行，释放出较大的能量。第二阶段一一过渡阶段氧气被完全耗尽时，厌氧开始进行。复杂的有机物如多糖、蛋白质等在微生物的作用下分解和化学作用下水解、发酵，不溶性物质迅速变成可溶性的物质并产生挥发性脂肪酸、二氧化碳、少量的氢气、极少量氮气。第三阶段一一产酸产甲烷阶段微生物将第二阶段累积的溶于水的产物转化为15个碳原子的酸和醇、二氧化碳、氢气。另外在在产酸菌的作用下，利用二氧化碳、氢气在甲烷菌的作用下转化为甲烷和二氧化碳。第四阶段一一稳定阶段当废物中大部分可降解有机物可转化为甲烷和二氧化碳后，填埋场气体产生的产生速率显著减少，填埋场处于稳定阶段或成熟阶段。1.2填埋场气体收集和导排1.2.1填埋场气体导排方式在选择填埋场气体导排方式时，根据填埋场的实际情况，进行综合考虑，确定最佳方案。填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施，严防填埋气体自然聚集、迁移引起的火灾和爆炸。填埋场不具备填埋气体利用条件时，应主动导出并采用火炬法集中燃烧处理。由于本次设计为新建填埋场，初期产气量不大，而后会迅速增加。填埋场所产生的气体主要是以甲烷和硫化氢为主，此种情况下，回收气体一方面可以作为源来进行使用，另一方面，还可以避免气体泄漏引起的意外爆炸。填埋场气体的导排方式主要有两种，即主动导排和被动导排。（1） 主动导排主动导排主要由抽气井、气体收集管、冷凝水收集井、泵站，抽风机和气体检测设备。主动导排是在填埋场内铺设一些垂直导气井或水平的盲沟，用管道将这些导气井和盲沟相连接至抽气装备。然后将气体抽出来。主动收集系统是采用抽真空的方法来控制气体的流动 。 （2） 被动导排被动导排就是不用机械抽气设备，利用垃圾体内的气体压力来收集填埋气体。被动收集设施根据设置方向分为竖向收集方式和水平收集方式两种类型。被动收集系统的优点是费用较低，而且维护保养也比较简单。若将排气口与带阀门的管子连接，被动收集系统即可转变成主动收集系统。这两种方式各有优缺点，水平收集则比较适用在未封场的垃圾场上或者正在进行作业的垃圾填面上，其缺点是易与填埋作业发生冲突，集气半径相对小一些，优点是可在边填埋边集气，利于沼气的及时收集，。垂直收集适合在已封场的垃圾填埋场或已封顶的垃圾填埋单元进行沼气的收集，其特点是封顶后打井易于操作，垃圾覆盖较好利于集气，集气半径较大，但一般不能边填埋边集气。经对比上述两种收集方式的优缺点，本设计选择竖向收集井方式。即主动导排竖向收集方式。1.2.2填埋场抽气系统的设计由上一小节选用了竖向收集气体的方式，竖井向上的收集方式是气体会沿着竖井来到地面上被燃烧和利用。气体输送管被安装在填埋场顶部。这种方法不仅提高了气体的控制程度，而且提高了气体的收集效率。竖井收气的关键问题是竖井的间距，竖井的间距的计算。竖井井距可用下式来计算：X=2Rcos30式中：R影响半径。（注：在缺少实验数据的情况下，影响半径可采用45m）X三角形布置井的间距；本设计为被动导排，根据规范对于深度大并用人工薄膜的情况下井距为4560m，取50m，则