深圳下坪垃圾卫生填埋场沼气收集与利用方式研究

3.2 LFG的收集方式
下坪垃圾填埋场为改良型卫生填埋场，填埋场底部及周边设有HDPE水平防渗层，防渗层结构渗透系数小于10-7cm/s。为此，在填埋阶段填埋体内产生的LFG很难从填埋场底部及周边渗入土层和岩石裂缝，只能从填埋体表层和收集井逸出；在填埋场阶段性封场时填埋体内产生的LFG，只能从收集井逸出。
要有控制、有组织地将LFG导出并有效地收集，就需要有一种即能适应填埋场正常垃圾填埋作业又有使填埋体内形成的LFG有组织流向填埋体内预设的导出和收集装置。
LFG的导出和收集方式通常有两种形式：即竖向收集导出和水平收集导出方式，竖向方式又分为竖向收集向上导出、和竖向收集向下导出。
下坪垃圾填埋场属特大型水平防渗卫生填埋场，服务时间长、作业面大，在垃圾填埋服务期内将有大量LFG产生，但由于此时作业面仍在工作，无法在填埋体上设置导出装置，所以，竖向收集向上导出方式不适应下坪垃圾填埋场。水平收集和导出方式，由于收集和导出装置设在每层填埋体内，故该方式可在不影响垃圾填埋作业的情况下将LFG收集和导出，但该方式需要在垃圾填埋体每层每单元设水平收集管，且水平收集管由于埋设较浅易受碾压机械压迫而损坏，故施工困难、工程投资大，国内外均较少采用。
竖向收集向下导出方式是由竖向收集井和水平导出装置组成，竖向收集井为预设或现场打井，井内径φ800，中间设DN150的HDPE多孔管（也可不设），井内填φ20～φ40的砾石，井顶部设密封套管，在井底或垃圾填埋体中下层设水平导出装置。竖向收集井布置间距为40～60m（可根据垃圾可填埋作业工具的具体情况确定），水平导出装置可以是HDPE管、铸铁管、复合不锈钢管也可以采用盲沟的形式，水平导出装置应视填埋体的厚度每隔20～30m设一层。
在竖井收集水平盲沟导出系统中，导出系统的水平段采用盲沟，在盲沟的四周以HDPE膜和土工布密封，以增强盲沟的输气能力；盲沟至边坡处用集气罩转接成管道输气，并将气体输至水平导气总管；水平导气总管可设在下层作业面道路边。水平导气盲沟的优点是对垃圾体的不均匀沉降有较强的适应性。
在竖井HDPE管收集水平管导出系统中，水平导出管设在防不均匀沉降垫块上，垫块设置间距为4～5m；为防止管内积水不平导出管均以一定的坡度坡向收集井；水平导气总管可设在下层作业面道路边。水平管导出系统的优点是导报导可靠、效率高，但对垃圾体的不均匀沉降适应性差。
水平导出装置究竟采用HDPE管或铸铁道或复合不锈钢管还是只采用盲沟的形式，应根据两种收集方案的实测效果，并从施工、投资等方面进行研究后确定。
3.3LFG的收集系统
实际上LFG能否有效收集取决于多种因素，如垃圾填埋体内气体的压力和浓度将影响气体向收集井流动、导出装置通道面积及孔隙的大小和吸气机使导出装置产生负压大小、垃圾填埋体上下的密封程度等将影响LFG收集。在2000年之前，由于垃圾填埋时间较短，填埋深度较浅，LFG从垃圾表面以自由散发为主，导气井能收集的量较少，建议不进行收集。但需经常监测填埋场区和导气井的甲烷浓度，收集导出装置导出的LFG的量、气压、气体成份、甲烷浓度、气体湿度、LFG冷凝液成分进行测量和分析，以掌握LFG随季节、时间、温度、垃圾填埋量、垃圾的变化规律，为确定何时对LFG进行利用、利用前需对LFG进行何种处理等相关问题。
在LFG没有达到可利用的浓度（20%＜CH4＜45%）和流流量时，不考虑收集利用，但需要对导气装置加设密封套管、集中至LFG火炬燃烧。当从导气装置排出的LFG达到燃烧浓度（CH4>45%）和流量时，可用于内燃发电或锅炉生产蒸气，发出的电并入电网，蒸汽则送至用户。
LFG的收集利用系统主要包括收集井、收集管、导气管道、罗茨引风机LFG过滤脱水装置、内燃发电机组（或锅炉）、火炬等。
3.4LFG的收集井结构
收集井为预设或现场打井，井内径φ1000，中间设DN150的HDPE多孔管（也可不设），井内填φ20～φ40的砾石，井顶部设密封套管，收集井布置间距为40～60m（可根据垃圾填埋作业工具的具体情况确定）。
预设的收集井应设在防渗结构层上的粘土层或盲沟上，收集井底部铺设耐酸混凝土基座，将套管和多孔管立在基座上。现场钻孔增设的收集井，钻孔深度应严格控制，以免损伤防渗结构层。
收集井的加高过程分三个步骤：加高前、第一次加高、后续加高。
3.5LFG的导气装置结构
水平导出装置可以采用HDPE管也可只采用盲沟的形式，5-7组竖向收集井设一组水平导出装置，水平导出装置应视填埋体的厚度每隔20～30m设一组。
盲沟式水平导出装置断面为正方形，尺寸为1000×1000mm，沟内填φ20～φ40的砾石。为增加盲沟的密封性，可在盲沟四周敷设HDPE薄膜。
4LFG的利用
LFG的利用，近几年发展较快，逐渐从放散焚烧转向作为能源加以利用。
4.1作为燃料：LFG抽出汇集后经脱水、除去H2S及CO2后作为燃料用锅炉或民用。我国鞍山采用此方式。
4.2作为清洁燃料：LFG经化学方法除去H2S及CO2后，再经膜分离制成天然气（CNG>，用作汽车燃料。