垃圾填埋场沼气发电技术的现状及其前景.doc

中国沼气发电技术发展现状与前景展望摘要：本文通过对中国沼气利用现状和沼气发电工程市场前景的调查与分析，描述了沼气发电技术发展现状及其能源利用市场潜力，对影响沼气发电商品化和市场化的社会经济因素和主要障碍进行了分析评价，并提出了一些对策和措施。关键词：沼气 工程 发电1、引言生物质能是来源于太阳能的一种可再生能源，具有资源丰富、含碳量低的特点，加之在其生长过程中吸收大气中的C02，因而用新技术开发利用生物质能不仅有助于减轻温室效应和生态良性循环，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成为解决能源与环境问题的重要途径。随着对环境的日益重视，人们开始利用各种方式来减少工农业生产对环境的破坏。近十几年来，在各级政府有关部门和企业的帮助协调下，用于处理畜禽粪便及各种生产、生活污水的大中型沼气工程纷纷上马，至1998年底，我国已建成大中型沼气工程742处，年产沼气量为16393.94万立方米；垃圾填埋法产生沼气是处理城市垃圾的主要方式之一，具有简单易行和费用较低的特点，同时还可回收能源，正受到世界各国的普遍欢迎。目前，全世界共建成4817座垃圾填埋场，每年可回收沼气51.42亿立方米。沼气是一种具有较高热值的可燃气体，与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取暖、炊事和照明，随着沼气产量的不断增加，如何更高效地利用沼气，成为摆在我们面前的一项课题。2、沼气发电技术进展状况沼气燃烧发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能，是有效利用沼气的一种重要方式。目前用于沼气发电的设备主要有内燃机和汽轮机。国外用于沼气发电的内燃机主要使用发动机和发动机，其单位重量的功率约为27 T。汽轮机中燃气发动机和蒸汽发动机均有使用，燃气发动机的优点是单位重量的功率大，一般为70140T；蒸汽发动机一般为10T。国外沼气发电机组主要用于垃圾填埋场的沼气处理工艺中。目前，美国在沼气发电领域有许多成熟的技术和工程，处于世界领先水平。现有61个填埋场使用内燃机发电，加上使用汽轮机发电的装机，总容量已达340兆瓦；欧洲用于沼气发电的内燃机，较大的单机容量在0.42兆瓦，填埋沼气的发电效率约为1.682m3。我国开展沼气发电领域的研究始于八十年代初，1998年全国沼气发电量为1,055，160。在此期间，先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的研究工作。我国的沼气发动机主要为两类，即双燃料式和全烧式。目前，对“沼气一柴油”双燃料发动机的研究开发工作较多。如：中国农机研究院与四川绵阳新华内燃机厂共同研制开发的S1951型双燃料发动机：上海新中动力机厂研制的2027G双燃料机等。成都科技大学等单位还对双燃料机的调速、供气系统以及提高热效率等方面进行过研究。潍坊柴油机厂研制出功率为120 的6160A一3型全烧式沼气发动机，贵州柴油机厂和四川农业机械研究所共同开发出60 的6135(Q)型全烧沼气发动机发电机组；此外，还有重庆、上海、南通等一些机构进行过这方面的研究、研制工作。可以说，目前我国在沼气发电方面的研究工作主要集中在内燃机系列上。表1是我国部分12以下沼气发电机组的测试性能比较。3、沼气发电前景广阔 沼气发电工程本身是提供清洁能源，解决环境问题的工程，它的运行不仅解决沼气工程中的一些主要环境问题，而且由于其产生大量电能和热能，又为沼气的综合利用找到了广泛的应用前景：1)有助于减少温室气体的排放通过沼气发电工程可以减少4的排放，每减少1屯4的排放，相当于减少25吨C02的排放，对缓和温室效应有利。2)有利于变废为宝，提高沼气工程的综合效益我们以沼电在酒厂中的的综合效益为例：四川荣县进行了120 沼气发电的生产和示范。用酒糟废水经厌氧消化产生沼气，发电效率为1.69 m3，当年成本为0.0465元。沼电能够基本满足该厂的生产用电：山东昌乐酒厂安装2台120 的沼气发电机组，170m3酒糟日产沼气4800m3，发电8640，全年能源节约开支29万元，工程运行一年即收回全部成本。杭州天子岭填埋场发电工程在运行过程中，在平均电价为0.438元的条件下，投 资回报率可达14.8%。 3)可减少对周围环境的污染。由于综合利用手段单一，很多沼气工程产生的沼气大量排入大气中，不仅严重污染周围的环境，也对工作人员的安全和健康产生了极大的威胁，沼气发电则为沼气找到了一条合理利用的途径。4)小沼电为农村地区能源利用开辟新途径我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。因地制宜地发展小沼电，犹如建造微型“坑口电站”，可取长补短就地供电。 表1 12以下沼气发电机组测试表研制单位 产品型号功率（）甲烷含量（%）比气耗(m3)节油率（%）热效率（%）四川省农机所0.8 1.35773 0.868100 23.45四川省农机所195 12.97 89.4 0.37 100 30.7泰安电机厂123212.85 78.45 0.492 81 31.99泰安电机厂103 11.18 86.5 0.248 62 37.89南充农机所195 13.53 70.9 0.322 81. 38.8武进柴油机厂195 13.52 71.2 0.40 100 35.39上海内燃机所5 5.62 72.35 0.687 100 26.78重庆电机厂1.21.52 77.05 0.76 100294、沼气发电商业化发展的主要障碍80年代是我国沼气发电研究的起始阶段，也是较为活跃的时期。但近十年的发展比较 缓慢。主要存在以下障碍：4.1技术障碍我国沼气发动机的开发研究主要集中在内燃机系列上，一般只是对柴油机和汽油机进行较浅层次的改装，对发动机的热工性能研究不深，由于产品质量不过关，在运行使用中出现诸多问题，给用户带来不便，从而影响其发展进程。导致这种情况的根本原因是没有对沼气发动机进行深入的研究，技术不过关，缺乏足够的生产实践。致使发动机在运行中产生热负荷高、可靠性差、起动困难；另外我国研制的全烧沼气发动机的排气温度过高，气阀易烧坏，使气缸盖等成为易损件等诸多技术问题。4.2市场障碍由于我国沼气发动机存在许多问题，先前应用国产发电机组的沼气发电工程有许多长 期处于停机状态。这就使后来发展的绝大多数沼气工程放弃了沼气发电方式，转而寻求其他的利用途径。少数沼气发电工程(如天津、杭州等)依靠贷款引进购买较为成熟的国外发电机组设备来维持运行。我国生产厂家则由于技术不够成熟而造成买方市场的严重匮乏，沼气发动机和发电机组无法形成规模化批量生产，使科研生产单位缺乏相关的研究经费，没有对其作深入研究开发的积极性，不能提供质量过关的产品，进一步阻碍产品的市场化进程，对生产科研单位自身以及沼气发电领域的发展都不利。 此外，沼气发电市场不规范，没有相应的较为完善的行业标准，也不利于其商业化开发和利用。4.3政策障碍缺乏相应的激励政策和限制性政策，不能有效地动员和吸收投资，成为影响其技术发展的一个重要原因。由于目前沼气发电工程在技术和市场化方面面临许多问题，这就需要国家在这个领域给予政策方面的扶持。如果国家给予在税收、贷款方面的优惠政策、投资补贴和产业保护措施，以及电力部门在沼气电力并网方面给予支持和帮助，制定优惠的上网电价，将大大改善沼气发电的经济性和市场前景，对其进入市场具有很积极的作用。5、促进沼气发电商业化发展的建议从以上沼气发电商业化所面临的主要障碍来看，如果要克服其障碍，达到促进沼气发电技术商业化发展的目的，还需要采取一些措施和行动。5.1制定发展规划对我国沼气利用现状和市场前景进行成分调查，描述沼气发电能源利用市场，确定本项目建设发展领域，并评价发展沼气发电商品化和市场化的社会经济因素，分析沼气发电的技术开发和市场潜力，制定相关工艺开发利用的规划，明确开发的目标。5.2加强技术保障体系的建设引进吸收国外先进技术和经验，加强技术支持和保障体系的建设、扶持和培养，制定国家级的沼气发电工程技术规范和标准，逐步建立和完善可持续的、市场化的推广沼气发电综合性服务网络。5.3引入竞争机制，创新投资体系针对目前我国沼气发电技术发展资金匮乏的现状，认真总结分析我国外现行的资金筹措和运行管理经验，学习国外技术成熟的商业化运营沼气发电工程先进优惠政策以及市场化融资体系建设模式。转变观念，鼓励和动员更多的公司和企业投入到沼气发电技术的竞争行列。5.4研究制定国家级的配套政策进一步加强同环保部门、工业企业、科研院所和金融机构的合作与协调，研究制定激励性政策，地方性和全国性相结合的政策。同时应对沼气发电技术的产业化、商业化研究制定配套政策。参考文献：1蒋同昌等，我国沼气发电机的研究和生产概括，中国沼气，1992；10(2)：4446。2孙俊华沼气发电机的使用与维修。中国沼气，1990；8(4)：2324。3中国农业部美国能源部项目专家组。中国生物质能技术商业化策略设计北京：中国环境科学出版社，1999。推动中国城市垃圾填埋气体收集利用项目进展情况报告推动中国城市固体垃圾填埋气体回收利用项目为我国政府和联合国开发计划署联合申请全球环境基金资助的技术援助项目。该项目的基本内容是进行三个城市垃圾填埋气体回收利用的试点；分析我国城市垃圾管理基本框架、城市垃圾资源化的技术前景、制定促进我国城市垃圾填埋气体回收利用的国家行动方案；加强填埋气体回收利用的能力建设；通过填埋气体的回收利用，实现减排温室气体的全球环境目标。国家环保总局为该项目执行单位。该项目包括五个部分，即鞍山、马鞍山、南京三个城市的示范项目，我国垃圾填埋气体回收利用国家行动方案以及鞍山联合国垃圾填埋技术培训中心。三个示范城市因地制宜的选择了有示范意义的填埋气体利用技术。其中鞍山采用了利用填埋气体制取汽车燃料的技术路线，南京为利用填埋气体发电上网，马鞍山为利用填埋气体焚烧医疗垃圾。项目总投资1956.5万美元，其中赠款528.5万美元，三个示范城市所获得的资助分别为：鞍山：836万美元；南京：80万美元；马鞍山：37万美元。项目于1997年启动，预计2002年底全部结束。项目五部分中国家行动方案和南京示范项目已成功完成。鞍山培训中心也已达到项目的要求，目前正在进行进一步的能力建设。鞍山和马鞍山示范项目预计年底可完成。 鞍山示范项目主体工程分为高压部分和低压部分。目前己完成了高压部分的招标工作，由中国通用机械工程总公司中标，负责高压部分的设计和建设。总设计己完成，需国外采购的设备也己签订了合同，进入了现场施工阶段。低压部分非标准设备的采购和制造己完成。目前正在准备进行最后一次的低压部分标准设备的招标工作。 马鞍山市项目由于西气东输等客观原因，改变了项目最初设计时将垃圾填埋气体并入城市民用管网的方案。目前确定的利用方式为焚烧医疗垃圾与供应工厂锅炉燃料。工程总投资578万元人民币。马鞍山市市容管理局、市环保局和市卫生局己联合下发了实行医疗固体废弃物集中焚烧处置的通知o市容局和环卫处正在筹建填埋气回收利用的运营机构马鞍山市环佳能源有限责任公司o正在准备第一期需国际采购的设备的招标工作。现场的配套设施正在施工。 南京示范项目采取了与外资合作的形式。 2001年2月，南京市计委批准项目可研，同月南京环发实业公司，南京水阁垃圾填埋场与澳大利亚布兰堡集团可宁卫公司分别签订合作协议。 2001年7月，通过招标，项目的沼气收集系统、输电系统和电场建设分别由江苏地质勘探设计院、江苏深水供用电工程公司和可宁卫公司负责建设。全部工程于2002年5月建成，5月5日开机成功，5月15日投入商业试运营。目前发电容量为125，计划总装机容量为52 。 2002 年7月25日，在南京市水阁垃圾填埋场举行了垃圾填埋气体收集发电上网投运揭牌仪式。国家环保总局副局长祝光耀、项目办主任罗高来；南京市副市长周学柏、南京市市容局局长张东毛；联合国开发计划署驻华副代表倪荣国先生，联合国经济社会事务部李少义先生等出席了揭牌仪式，并分别代表有关方面做了发言；祝贺南京市顺利完成示范项目。南京示范项目的成功实践，在加快城市建设和环境保护协调发展上进行了有益探索；在城市垃圾管理模式上面向市场，在运用市场经济规律上进行了有益的尝试，在垃圾无害化、资源化处理上积累了经验，提供了一个很好的范例。项目的成功，不仅对南京而且对我国其它类似城市将会产生积极的影响。 国家行动方案主要内容包括：我国城市垃圾填埋气体资源量估算；发达国家城市垃圾填埋处理技术与管理经验介绍；我国三个项目示范城市垃圾处理管理体制、政策、技术、融资障碍现状分析；促进我国城市垃圾管理体制市场化、垃圾处理资源化的建议等。 国家行动方案主要目的是为城市规划和管理者设计垃圾填埋场时，为其充分考虑如何有效利用垃圾填埋气体和温室气体减排提供有价值的参考；为垃圾填埋气体的收集利用提供新的评估体系；为在国内推广南京、鞍山、马鞍山三个城市示范项目的经验；为促进我国城市垃圾处理产业化、资源化，使我国城市垃圾管理体制和相关政策的制定更加适应市场经济发展的要求提供参考。 国家行动方案已经过国家环境保护总局、国家发展计划委会、国家经济贸易发展委员会、财政部、建设部等相关部委的讨论和审议。并决定以新闻发布会的形式向社会公布。 鞍山垃圾填埋技术培训中心已经编纂了四本培训教材并成功的举行了多次培训活动。目前正在进行中心网站的建设，以进一步加强中心的培训和宣传能力，为今后的可持续发展和项目的后继开发活动打下基础。 杭州天子岭垃圾填埋产生沼气发电技术经济评价一、选点及其依据 1.自然地理位置浙江省省会杭州位于浙江中部，幅员面积16596平方公里，以平原、湖泊为主。杭州为一风景优美的城市，1995年全市绿化面积7737公顷。杭州气候温暖湿润，雨量充沛，年均气温166夏季平均气温33.8， 冬季平均气温3.6，年日照时数1912小时，年均降雨量1449毫米，属亚热带湿润气候区。2.社会经济发展和环境状况杭州市辖5个区，7个县，134个建制镇，96个乡及4681个村，共有人口 59796万，总户数182.55万，其中市区人口143.52万，户数46.06万，市区人口中非农业人口121.38万，农业人口22.14万。 杭州经济以轻工、纺织、电子、旅游、医药为主，近年来经济发展十分迅速，国民生产总值增长率约19。1995年全市国民生产总值762亿元，人均国民生产总值10838元，财政收入55.12亿元，市区职工平均年收入 6619元，农民人均年纯收人3641元，城市用水普及率达98.9，燃气普及率81.2。近年来，杭州在经济发展的同时，其环境状况也有了很大的改善，市区绿化面积逐年增加，大气中：氧化硫和含量下降，1995年全市废气、废水、粉尘的处置回收率分别为64.7、68 8、84.8，城市生活污水日处理能力达895万吨，城市垃圾的收集率在60以上。3.资源量和可获得性情况随着城市的不断发展、人口的逐年增加，浙江省及杭州市的固体生活垃圾的总量也在以约10的年增长率逐年递增，到1995年，杭州市区生活垃圾的口清运量为1781吨，年清运总量达65万吨；而整个浙江省1995年城镇生活垃圾清运总量已达490万吨（见表1）。表1 浙江省及杭州市生活固体垃圾资源情况1990年1991年1992年1993年1994年1995年浙江省城镇生活垃圾清运量（万t）251288341372443490杭州市区生活垃圾清运量（万t）47.6515465浙江省城镇粪便清运量（万t）184260228304311241杭州市区粪便清运量（万t）27.3263022目前垃圾处理的方法仍以填埋、卫生填埋及堆放为主，其中杭州天子岭垃圾填埋场本要处理杭州市区的生活垃圾。今后，由于经济发展、人口增加和城市化进程的加速，必然导致生活垃圾总量的进一步增加。在杭州市清运的混合生活垃圾中，无机物含量约占69，有机物含量占31.其中食品类废弃物占有机物含量的绝大部分，垃圾的含水率在 20以上（见表2）。表2 杭州市生活垃圾组成分（）垃圾成分厨余纸类塑料纤维、草木有机物计炉灰、土玻璃金属无机物计含量2531.51.531652269杭州经济发达，自然环境优雅，但能源资源等相对缺乏，缺口靠外省调运，因此，利用垃圾填埋产生的沼气发电，既有利于保护杭州优美的自然旅游环境，又可作为一种补充能源的途径。4.天子岭垃圾填埋厂沼气利用工程基本情况杭州大子岭垃圾填埋场位于杭州市北部郊区，垃圾填埋场呈峡谷型，总占地面积16万平方米。垃圾填埋场于1991年投入运行，起始作业面标高54米，现在的填埋作业面是90米，填埋作业可持续到2004年，届时作业面标高165米，总填埋能力为600万立方米，最深处可达5O米左右。天子岭填埋场的填埋物设计能力为日处理垃圾1288吨，即每年处理47万吨，而实际填埋量为设计的70。截止到1995年底，已有140万吨垃圾在大子岭填埋场填埋。由于运输回收等多种原因，大子岭的填埋物组分与杭州市混合生活垃圾相比略有不同，有机物的比例较无机物略高（见表3）。表3 天子岭垃圾填埋物组成成分（）垃圾成分食品纸类塑料动物纺织品有机物计炉灰、土玻璃金属砖瓦瓷器无机物计含量46.111.511.540.981.1852.3245.491.40.90.8948.68由于杭州年降雨量较大，因此填埋场垃圾的含水量也较高，一般在40左右，雨季时可达5060；沥滤液的平均发生量在旱季是每天300400吨，雨季时为每天700800吨。大子岭填埋场为浙江省较为光进的大型填埋场，主要用于填埋处理杭州及其周围城镇的固体垃圾，在收集填埋气体之前填埋作业已进行约6年，产气量基本稳定并达到发电利用的要求，适干作为案例分析和示范的对象。二、系统技术经济特性1、工艺技术路线及系统描述（1）工艺技术路线案例初步设计值如下：填埋气体流量；20000标米3/日 能量值（低热值）：17.67兆焦/米3 能量值（高热值）； 19.65兆焦/米3 硫化氢：25微克/升 挥发性有机物： 950微克/升 含水量：饱和 电力输出：1400千瓦（净值）垃圾填埋场产出气体的收集：根据测定计算，天子岭垃圾填埋物产生气体的回收率为70左右，每天可回收气体9657立方米，通过打垂直气井，每天可回收气体19131立方米。天子岭填埋气体的成分组成为：甲烷占54.4，二氧化碳占34.1，另外还有10的氮气和1.3的氧气， 每标准立方米的回收气体热值为19500千焦。由于垃圾的含水率比较高 （4050%），因此垃圾内部的气体的通透性很差，从商业利用的角度而言，所打的竖井的井距需限制在50米以内，竖井井口的平均温度在40； 填埋回收气体力水蒸汽所饱和，因此回收系统还考虑了冷凝水的收集和 向沥滤液处理系统排放。（2）填埋气体收集系统参数如下： 填埋气体垂直收集井数：1015 井距：4050米 抽气泵：1000标米3/日应急火炬：20000标米3/日填埋气体处理：填埋气体处理系统见图1，填埋气体将处理到完全满足燃气发动机的要求，规格化的处理系统被安装在国个完整的集装箱内，以便于现场安装和工厂。图1 填埋气体处理系统流程图填埋气体发电：填埋气体收集处理后经净化送入两台燃气轮机，就地发电并网。平行运行的每台燃气轮机的技术参数如下：机械输出：760千瓦 400V发电机：36千瓦 发电机效率：39.05 排放： 500毫克/米3 955毫克/米3 150毫克/米3 能量输入：1888干瓦燃气发动机、发电机等被装在集装箱内，都有完整的润滑油系统、冷却系统、管路系统、排放消声器、控制器、开关屏、用电配电系统、保护继电器、通风设备、照明系统等。2.主要技术经济指标填埋气体回收利用上程设计寿命为20年，日回收气体19131立方米，气体热值19500千焦，发电输出电力1400千瓦，工作方式为24小时运行，运行时间占全年时问的95。工程设计总投资2075万元，项目年直接经济效益为510.7万元。三、投资工程设计总投资2075万元，其中包括1660万元的设施建设资金和415万元的技术投入；工程占地1250平方米，初始投资见表4。表4 天子岭垃圾填埋气体利用工程初始投资表（万元，1995年价格）项目名称财务经济征地及平整费用7.515工程投资 土建工程4545 焚烧火炬5.85.8 发电机组及风机931931 自控系统及测量仪器120120 零部件、配件及工具257257 安装105105办公设备、交通工具30.730.7技术投入415415其它158158合计20752082.5四、运行费用及效益1. 运行费用工程运行费用包括人下、动力、设备维修检测等。项目运行费用见表8.5。表5 天子岭垃圾填埋气体利用项目运行费用表（万元，1995年价格）项目名称财务经济动力、水费等维护及维修费工资、奖金管理费及其它合计65105301021013010530102752.效益项目中沼气口收发电后直接上网，分峰谷电价，预定电价如下： 14 小时峰值电价为： 0.63元千瓦时10小时非峰值电价为；0.17元人千瓦时平均电价为：0.438元千瓦时年电力销售收入为（税前）：510.69万元项目经济分析电价（按长期预测价格）为；0.80元千瓦时五、财务经济分析1.财务及经济分析垃圾填埋气体发电项日在基准情况下的财务和经济分析结果见表8.6。如果考虑通货膨胀，项目的财务内部收益率为12.5，属于微盈利项目；在不考虑通货膨胀的情况下，则项目的仅为8.37，低于12的基准内部收益率。2.敏感性分析表8.7为项目财务敏感性分析，结果表明，该项日对初始投资及运行费用的变化不是特别敏感，相对而言，项日对效益的变化比较敏感，因此，电力销售情况及电价的变化将对项目的经济性产生比较重要的影响。但是应当看到，在无通货膨胀的情况下，即使电力销售收入增加10，项目的内部收益率仍低于基准内部收益率。3.各种方案的比较下面进一步分析不同投资方式、政府采用减免税、贷款补贴等优惠政策对项目产生的影响，并对各种方案进行比较。在以下分析中基本方案条件如下：投资：纯政府投资或完全利用自有资金，无贷款增值税率：17增值税附加率:8所得税率；33折旧年限:10年不考虑通货膨胀。（1）投资来源基本方案纯政府投资或完全利用自有资金；无贷款方案卫；自有资金50，贷款50” （万元） （）贷款利率12，贷款年限10年。（2）贷款利率以下为不同贷款利率情况下的财务分析，投资来源均为自房资金 50，贷款50，贷款年限10年。万案1:全息贷款（12%）方案2：低息或贴息贷款（6） 方案3；低息或贴息贷款（3） 方案4；无息贷款（0），还本不付息 （万元）（）(3)税率以下为各种减免税政策下的财务分析结果，方案5方案9中均为无 贷款的情况。基本方案：纯政府投资或完全利用自有资金，无贷款方案5：免所得税方案6:免增值税附加 方案7：减增值税及附加u） 方案8：免增值税及附加方案9：免所得税、增值税及附加方案10：免所得税、增值税及附加，无息贷款（万元）（）以上几种方案分析结果表明：(1) 由于垃圾填埋气体回收利用项目的特殊性，在基本方案下，如项目的全部投资完全来源于政府投资或企业的自有资金，财务内部收益率。垃圾填埋场气体的收集与处理本文着重对垃圾填埋场气体的收集系统及处理系统进行论述，以解决垃圾填埋场在封场后可能发生的火灾危险。1 填埋场气体的产生城市生活垃圾包括居民家庭、道路清扫(包括果皮箱收集)、商业营业垃圾(包括菜场垃圾)、企事业单位(包括机关、学校、医院)、以及露天公共场所等产生的垃圾，亦有一部分工业垃圾和建筑垃圾混杂其中。因此在投入填埋场的垃圾中，含有相当丰富的有机物质。通常，家庭垃圾中，含有马铃薯皮、水果皮、食物残渣、菜叶、纸张、毛皮等有机物。庭院垃圾中也含有一定数量的有机物质。垃圾一旦进入填埋场，微生物的分解过程就开始了。第一步是好氧分解，消耗填埋场中的氧气，产生大量的热。第二步进行厌氧分解，产生沼气，其组成见表1。作为垃圾本身的生物厌氧降解过程，其最终产物主要是2和4。垃圾被填埋的初期，有机物分解产生的废气主要是2，经过一段时间以后，气体中的甲烷成分逐渐上升，产气高峰一般要在垃圾填埋35年之后才出现，而废气中4含量较高时会引起爆炸(空气中4的爆炸极限范围是515 。因此，做好填埋场气体的收集处理是一项很重要的工作。气体成分和浓度随填埋年限和垃圾成分的不同而变化。其主要成分随时间的变化见表2。表1填埋场内气体成分与浓度气体名称分子式浓度气体名称分子式浓度气体名称分子式浓度甲烷4085 氧O2031.6 苯C6H60.08 二氧化碳2085 氮N2082.5 氩0.01 一氧化碳2.8 硫化氢H2S075 C7H160.45 氨300.3510-6315010-6 甲苯C6H530.09 氢H203.6 C2H610010-6表2垃圾处理场废气主要成分变化完工时间(月)03366121218182424303036364242484 521294046475147482 887465525251465050N2 5.23.00.41.00.40.21.30.90.42 深圳垃圾填埋场 深圳市玉龙坑垃圾填埋场是市区垃圾处理的最终消纳场所，占地面积6.12 公顷，该填埋场建于1980年，投入运行时为裸堆，后经扩建并增设了排气管、排洪沟等设施，进行了垃圾的碾压和覆土，于1984年正式启用，成为一个准卫生填埋场，目前，容量已接近饱和，年底即将封场。该垃圾场位于一个山谷地带，四周地势较高，产生的沼气不易很快扩散，而且易燃、易爆、有毒的气体长期自然排放，不仅存在着严重的环境污染，而且还存在着爆炸的危险。玉龙坑垃圾填埋场由于设计没有安装排气管，垃圾填埋后，所产生的气体自然排出，为了减少其危害程度，1984年增设了排气设施，但由于设计不规范，而且垃圾覆土过程中，推土机将部分导气管推弯，使导气管出现倾斜，甚至断裂的现象，直接影响了填埋场的排气效果，一旦引起火灾，就会引起填埋场沼气爆炸，后果不堪设想，因此，对填埋场封场后排气制订切实可行的方案，对减少隐患，改善环境将有着十分重要的意义。填埋场气体的量及其成分，主要取决于填埋垃圾的种类与数量，所采用的地面处理方法、填埋深度、填埋场温度和填埋场实际使用年限等因素。填埋初期，第一和第二阶段(历时1年左右)，主要成分是二氧化碳、氮、少量氢、一氧化碳和氧；第三阶段(历时2年)是甲烷发酵的不稳定期,主要成分是二氧化碳和甲烷，产生量也较少;第四阶段为稳定的废气产生期，主要成分是甲烷和二氧化碳，(历时2030年)，一般第1516年为产气高峰，本阶段属气体回收利用期。垃圾场沼气产生量曲线如图1(K为产气率)。图1垃圾场沼气产生量曲线表3深圳市市区历年垃圾量 年代198419851986198719881989垃圾量 t87 600131 400142 350147 460168 265243 734年代1990199119921993199419