摘要：本文通过国内外生活垃圾填埋产生沼气后进行导排利用的现状分析，结合济南市无害化处理厂垃圾填埋后沼气产生的现状进行分析、预测、研究，提出沼气导排利用的对策。
关键词：垃圾填埋场；沼气；导排；研究
一、 国内外垃圾填埋产沼利用现状
（一） 垃圾填埋产沼利用现状
随着城市现代化进程的加快和国民经济的快速发展，城市生活垃圾产量与日俱增，由此而带来环境污染问题日益严重，垃圾处理日益引起了各级领导的重视和全社会的关注。世界上各国垃圾处理方法大致分为卫生填埋、堆肥和焚烧三种，在这三种方法中，虽然垃圾焚烧及其资源化利用的比例在逐步上升，但是在发达国家包括美国、英国、德国、澳大利亚等国家在内，城市生活垃圾处理仍然以填埋占多数，即使日本这样严重缺乏土地资源的国家，垃圾填埋的比例也占到20%。这些国家的环境机构相继颁布了环境保护及其资源回收利用的法规，要求垃圾填埋场必须将沼气收集处理，禁止自然排放，防止污染环境。
生活垃圾经厌氧发酵后产生大量的填埋气体（LFG），俗称沼气，其主要成分是甲烷（CH4），沼气的典型成分如下：
甲烷（CH4）：38—65%；
氧（O2）：1-2%；
二氧化碳（CO2）：30-48%；
氢（H2）：0.2-1%。
世界上许多国家如美国、英国、德国、澳大利亚等国家对垃圾填埋沼气早已利用，主要用途有：
1、 用于蒸汽锅炉燃烧；
2、 通过内燃机发电；
3、 作为运输工具的动力燃料（沼气汽车）；
4、 经脱水净化处理后作为管道气体；
5、 应用于CO2工业；
6、 用作生产甲醇的燃料。
沼气的热值和城市煤气的热值接近，大约6700KJ/M3，每升沼气所含的能量大约相当于0.45升柴油或者0.6升汽油的能量，1立方米沼气大约可发电1.25KW，欧洲第一座完全使用沼气发电的气轮机发电厂建于1987年10月，而我国第一座沼气发电站于1999年在杭州天子岭填埋场建成投入使用。美国垃圾填埋沼气主要用于发电，也有一些工厂从事净化处理沼气后用作管道气利用，我国杭州天子岭垃圾填埋场、广州大田山垃圾填埋场相继建成沼气发电站并投入使用，产生了良好的环境效益、社会效益和经济效益。
（二）沼气的危害
甲烷（CH4）气体是潜在的温室气体，会导致生态失衡，它对臭氧层的破坏是CO2的20倍，它对全球变暖的危害仅次于CO2，居第二位。
1、产生温室效应。沼气比空气轻还是重取决于CO2和CH4所占的比率。纯沼气的比重接近空气的比重，通常是1.0，当沼气比空气轻时，就会快速消散，形成损耗臭氧层和加剧全球温室效应的烟雾。
2、存在爆炸隐患。当沼气比空气重时，沼气在低洼处积聚，当沼气浓度达到爆炸极限（甲烷气5%-15%与空气混合）时，一旦遇到明火就会发生爆炸，引发火灾事故，对周围环境和人员构成威胁。
3、造成地下水源的污染。垃圾填埋场产生的沼气中含有挥发性有机物以及CO2等都易溶于地下水，这有可能破坏原来地下水中CO2的平衡，促使地下水周围岩层的溶解，引起地下水硬度升高，影响人畜健康。
4、造成填埋场场区及附近植物根区因氧气缺乏而死亡。
二、济南市垃圾填埋现状及沼气导排存在的问题
（一）垃圾填埋现状
济南市生活垃圾无害化综合处理厂总占地552亩（约3．7公顷），垃圾卫生填埋场于1998年投入使用，垃圾填埋量为1200t／d，经扩建后，垃圾填埋处理量将达到1400t／d，设计填埋年限约为9年，目前已使用两年多，实际填埋垃圾量已达近百万吨。填埋场一期工程平面面积为356×320m2，占地11.4万m2。填埋场四周采用了高喷灌浆防渗幕墙的人工防渗方法。为增加填埋库容量，填埋场四周设有块石砌筑的垃圾挡墙，场内还设有导气石笼以利于导排沼气。
（二）沼气产生、导排现状及存在问题
垃圾中的有机物转化为沼气是一个复杂的生物化学反应过程。垃圾填埋后，其中残留的空气（氧气）首先被好氧菌消耗掉，而后在厌氧的条件下，厌氧及甲烷化菌繁殖并分解垃圾中的有机物，使其最终转化为CH4、CO2等。沼气中的主要成份为CH4、CO2并有少量的H2、CO及烃类等。在产气过程中其主要成份的含量呈动态变化，在稳定产气期间，其CH4与CO2的含量一般为45％～55％和40％～45％。参考其它垃圾填埋场的经验，确定采用的沼气成份为CH450％、CO2及其他为50％。
沼气的产生，厌氧分解的速度与许多因素有关，主要是垃圾的成分（有机物的含量及种类）、垃圾的水份、温度，垃圾的PH值及其中的抑制因素，覆盖及压实情况等。不同的城市、不同的气候，不同