2.2试验方法
试验用生活垃圾是西宁市新鲜生活垃圾。将采集的垃圾烘干、分类后破碎至2mm;取破碎后样品60g与1200mlNaOH碱溶液(浓度0.1mol/L)充分混合置于高压釜中,在200℃条件下消解处理1h,取80ml含垃圾0.68g)加入250ml容量瓶中,再加入120ml消化污泥,密封后中温发酵;每天记录产气量,并采集气样和水样进行分析测定。
2.3试验结果
用碱液吸收产气,除去CO2,可以认为剩下的气体都是CH4。用总产气量减去对比的污泥产气量,就得出垃圾实际的产气量。垃圾消解液和污泥空白样产气结果见表1(其中污泥产气折算成480ml)。
表1产CH4累积产气量

用垃圾实际产CH4量进行拟合得出试验垃圾产CH4累计量(M)曲线方程为:
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通过计算得出曲线最后逼近值为71.15。得出深圳市垃圾的最大产CH4潜能为104.6m3/t干垃圾,按照垃圾含水率46.6%折算,得出实际新鲜垃圾的最大产CH4潜能MP0为55.86m3/t。
3垃圾填埋场CH4产量预测
对于人口约20万人的城市建设一个日处理200t的垃圾卫生填埋场,按使用年限25年、气体收集率60%计,产气高峰期每年可以回收300多万m3的CH4,并且可以持续利用15年以上。而建设一个服务人口相当于50万人的500t/d的垃圾卫生填埋场,同样条件下产气高峰期的CH4回收量可以达到700多万m3/年,500万m3/年以上的利用周期可以长达约20年。假设我国城市垃圾的填埋率由目前的40%提高到2020年的70%(占垃圾产生总量的比例),结合对我国城市垃圾产生量的预测,得出今后10年我国城市垃圾填埋场CH4产生量预测结果(图3)。根据预测结果,我国填埋场CH4产生量在今后10年将以较快速度增加,年增长量3.0亿m3,到2020年将达到98.4亿m3。

图3我国垃圾填埋场CH4产量的预测
根据预测结果,到2020年,如果将填埋气体全部收集用于燃烧供热,可以节省1200万t标准煤,按煤含碳80%、含硫3%计算,扣除燃烧CH4排放的CO2,可以减排CO2 1600万t、SO2 72万t。2020年我国若能回收70%CH4,折合煤气140亿m3。设每户居民每月用煤气30m3,这些CH4可供西宁市400万户家庭使用近10年。用回收的CH4作燃料发电,同时按发电效率30%计,则每年可发电300亿度,按工业用电0.95元/度计算,每年可节约人民币285亿元。
4结语
垃圾填埋场CH4所能创造的价值是相当可观的,而我国目前绝大多数垃圾填埋场产生的CH4都自由排空,这不仅污染了大气环境,而且还使这一有价值的清洁能源白白丧失,因此,收集和利用填埋场中CH4对于能源相对紧缺的今天意义十分重大。
参考文献略







2020全国厨余(餐厨)
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