沼氣收集與垃圾填埋場安全運行的技術分析

摘要垃圾填埋場安全運行與沼氣收集有著緊密聯系，文章從填埋場如何規范操作以及如何從技術上保證氣體收集順利進行從而保障填埋場安全運行作了闡述。

關鍵詞垃圾填埋場安全運行；沼氣收集；回收利用

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0166-01

城市生活垃圾處理主要有衛生填埋、生物堆肥、焚燒發電等，而衛生填埋處理生活垃圾是目前我國采取的最普遍的處理方式。垃圾經填埋以后，經過厭氧發酵，會產生以甲烷和二氧化碳為主、少量硫化氫等的填埋氣，也稱沼氣。如果不及時采取適當的辦法將其采集排放，填埋氣體就會在填埋場內橫向、縱向遷移，或不斷積累，當甲烷達到一定程度時，遇明火就會發生爆炸和火災，排放到空氣中的甲烷會加劇全球氣候變暖，少量的有毒氣體會危害人們身體健康。

另一方面，填埋氣是一種可回收利用的能源，甲烷含量約50%，是天然氣熱值的一半。因此綜合利用垃圾填埋氣，用其發電、提純做汽車燃料等，申請清潔發展機制（CDM）交易，既能取得良好經濟效益，又能實現環保、增加當地就業、稅收等社會效益。

1青島市小澗西垃圾填埋場現狀

青島市小澗西固體廢棄物綜合處置場位于河套街道辦小澗西村北1.7千米，占地面積65.88公頃，填埋場庫區為26.88公頃。填埋場具有國際先進的防滲系統、污水收集處理系統、填埋氣體收集利用系統等，是中環協評定的國家一級無害化處理場。工程于2000年開工建設，2002年5月投入運行，設計日處理量為1500噸，總庫容量為710萬m3，項目總投資2.4億元，主要擔負青島市主城區的生活垃圾處理任務，目前已累計填埋垃圾量約為1015萬噸，已填埋庫容600萬m3。在垃圾焚燒發電廠一期工程項目運行之前，填埋場日處理量約為3000噸，焚燒廠運行之后，日處理量約為1000噸（包括焚燒廠飛灰35噸），剩余使用年限大約為5年。是建設部首批認定的一級無害化填埋場之一。

小澗西垃圾填埋場沼氣利用工程于2008年建設，裝機容量為三臺1063 kW顏巴赫內燃發電機組，以及一臺1500 m3/h火炬一臺。由于氣體收集技術不足以及與填埋運行缺乏有機結合，氣量不足，僅少量燃燒火炬，一直到2010年7月正式并網發電，2011年3月起實現三臺機組滿負荷運行。

2填埋場安全規范運行是保證沼氣收集的前提

1）先進管理體系，是安全填埋的制度保證。小澗西填埋場先后通過了ISO9001、ISO14001和OHSAS18001質量、環境和職業健康安全三體系認證，其中，涉及ISO9001的，主要有填埋場的設計和填埋作業工藝規范；涉及ISO14001的，主要是填埋場重要環境因素的管理措施；涉及OHSAS18001的，是填埋場危險源的識別、評價，對重大危險源的控制措施和管理手段。并制定了《小澗西填埋場作業方案與管理規程》。

2）規范填埋作業是填埋場安全運行的關鍵，也是保證沼氣收集量的關鍵。實際運行過程中，填埋場作業方考慮成本等因素，往往采取不壓實或部分壓實，減薄覆蓋土層等辦法。只有嚴格履行雙方合同，嚴格按照相關標準作業，是保證盡可能多的收集填埋氣，實現客觀經濟效益的前提。小澗西垃圾填埋場采取了土覆蓋和膜覆蓋相結合的辦法，更好地幫助了沼氣回收利用。

3）滲瀝液的處理。2003年10月，填埋場配套污水處理廠運行，日處理規模是200噸/日，由于小澗西填埋場實際垃圾處理量比設計填埋量翻了一番，日處理量200噸的原污水處理廠不能滿足生產需要。因此，2009年進行了擴容改造，設計處理能力為：900m3/d，采用MBR+反滲透工藝。工程于2011年10月正式投入運行。處理標準執行《城鎮污水處理廠綜合排放標準》（GB18918-2002）一級標準中A標準，出水排至距離廠區3.5公里處的桃源河下游。

3不斷完善的沼氣收集技術是填埋場安全運行的有力保障

沼氣收集系統主要由氣井（有豎井和橫井）、抽氣管路、氣體處理系統組成。

1）氣井結構：小澗西填埋場主要采用橫井結構。主要有井內集氣段和井頭密封段兩個部分組成。其中井內集氣段為碎石包裹的PE多孔管，井頭密封段為粘土包裹的無孔PE管。井頭接入氣體收集系統，中間加閥門進行單井的控制。

2）氣體收集系統：所有的氣體回收井通過支管連接再匯總至總管，氣體收集系統應考慮冷凝水排放裝量和檢測取樣口，整個氣體收集系統設計為負壓操作。如下圖。

3）氣井密封：氣井密封不嚴會導致空氣抽入氣井的垃圾體內，不僅影響收集的氣體質量也會破壞垃圾體的厭氧環境。當井內的PE管和碎石均放置完畢后，進行垃圾回填時要將垃圾壓實，氣井上部垃圾層厚不小于3 m，表面用粘土密封，井頭部位的粘土也要壓實。

4）施工的關鍵點：該填埋氣收集井的最大特點在于氣水同向，填埋氣可以通過負壓將其抽走，但滲濾液的外排則需要保證一定的坡度3%~4%，讓其自流至氣井最低點（井頭），如無法保證坡度，氣井在施工完畢后將出現，無法正常使用或使用時間降低的情況。

5）氣體處理系統：一是設置過濾器，出去沼氣中的灰塵雜質等，二是根據含硫情況決定是否增設脫硫裝置，三是利用制冷機去掉大部分水分。

6）澗西垃圾場建設的填埋氣收集橫井，根據所抽檢的氣井情況看，其單井產氣量均大于150 m3/h（受抽氣試驗裝置最大流量限制）。下表是小澗西填埋氣收集橫井，單井抽氣試驗的數據匯總：

4結束語

垃圾填埋場導入先進管理體系，嚴格執行作業規范，采用土覆蓋和膜覆蓋等創新方式，既能保證填埋場的安全運行，又為垃圾填埋氣的回收利用創造了良好的條件；同時，不斷創新、提高氣體收集技術，提升垃圾填埋氣利用率，也為填埋場的安全運行提供了有力保障，二者相輔相成。

參考文獻

[1]生活垃圾衛生填埋技術規范介紹[J].環境衛生工程，2005.

[2]張小余.天水市垃圾填埋場滲濾液減量控制及處理方案設計[D].蘭州大學，2012.

作者簡介

盧志鵬（1975-），漢族，山東青島膠南人，工程師，運營經理，學士，研究方向：新能源電廠運行管理，安全管理。

endprint

摘要垃圾填埋場安全運行與沼氣收集有著緊密聯系，文章從填埋場如何規范操作以及如何從技術上保證氣體收集順利進行從而保障填埋場安全運行作了闡述。

關鍵詞垃圾填埋場安全運行；沼氣收集；回收利用

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0166-01

城市生活垃圾處理主要有衛生填埋、生物堆肥、焚燒發電等，而衛生填埋處理生活垃圾是目前我國采取的最普遍的處理方式。垃圾經填埋以后，經過厭氧發酵，會產生以甲烷和二氧化碳為主、少量硫化氫等的填埋氣，也稱沼氣。如果不及時采取適當的辦法將其采集排放，填埋氣體就會在填埋場內橫向、縱向遷移，或不斷積累，當甲烷達到一定程度時，遇明火就會發生爆炸和火災，排放到空氣中的甲烷會加劇全球氣候變暖，少量的有毒氣體會危害人們身體健康。

另一方面，填埋氣是一種可回收利用的能源，甲烷含量約50%，是天然氣熱值的一半。因此綜合利用垃圾填埋氣，用其發電、提純做汽車燃料等，申請清潔發展機制（CDM）交易，既能取得良好經濟效益，又能實現環保、增加當地就業、稅收等社會效益。

1青島市小澗西垃圾填埋場現狀

青島市小澗西固體廢棄物綜合處置場位于河套街道辦小澗西村北1.7千米，占地面積65.88公頃，填埋場庫區為26.88公頃。填埋場具有國際先進的防滲系統、污水收集處理系統、填埋氣體收集利用系統等，是中環協評定的國家一級無害化處理場。工程于2000年開工建設，2002年5月投入運行，設計日處理量為1500噸，總庫容量為710萬m3，項目總投資2.4億元，主要擔負青島市主城區的生活垃圾處理任務，目前已累計填埋垃圾量約為1015萬噸，已填埋庫容600萬m3。在垃圾焚燒發電廠一期工程項目運行之前，填埋場日處理量約為3000噸，焚燒廠運行之后，日處理量約為1000噸（包括焚燒廠飛灰35噸），剩余使用年限大約為5年。是建設部首批認定的一級無害化填埋場之一。

小澗西垃圾填埋場沼氣利用工程于2008年建設，裝機容量為三臺1063 kW顏巴赫內燃發電機組，以及一臺1500 m3/h火炬一臺。由于氣體收集技術不足以及與填埋運行缺乏有機結合，氣量不足，僅少量燃燒火炬，一直到2010年7月正式并網發電，2011年3月起實現三臺機組滿負荷運行。

2填埋場安全規范運行是保證沼氣收集的前提

1）先進管理體系，是安全填埋的制度保證。小澗西填埋場先后通過了ISO9001、ISO14001和OHSAS18001質量、環境和職業健康安全三體系認證，其中，涉及ISO9001的，主要有填埋場的設計和填埋作業工藝規范；涉及ISO14001的，主要是填埋場重要環境因素的管理措施；涉及OHSAS18001的，是填埋場危險源的識別、評價，對重大危險源的控制措施和管理手段。并制定了《小澗西填埋場作業方案與管理規程》。

2）規范填埋作業是填埋場安全運行的關鍵，也是保證沼氣收集量的關鍵。實際運行過程中，填埋場作業方考慮成本等因素，往往采取不壓實或部分壓實，減薄覆蓋土層等辦法。只有嚴格履行雙方合同，嚴格按照相關標準作業，是保證盡可能多的收集填埋氣，實現客觀經濟效益的前提。小澗西垃圾填埋場采取了土覆蓋和膜覆蓋相結合的辦法，更好地幫助了沼氣回收利用。

3）滲瀝液的處理。2003年10月，填埋場配套污水處理廠運行，日處理規模是200噸/日，由于小澗西填埋場實際垃圾處理量比設計填埋量翻了一番，日處理量200噸的原污水處理廠不能滿足生產需要。因此，2009年進行了擴容改造，設計處理能力為：900m3/d，采用MBR+反滲透工藝。工程于2011年10月正式投入運行。處理標準執行《城鎮污水處理廠綜合排放標準》（GB18918-2002）一級標準中A標準，出水排至距離廠區3.5公里處的桃源河下游。

3不斷完善的沼氣收集技術是填埋場安全運行的有力保障

沼氣收集系統主要由氣井（有豎井和橫井）、抽氣管路、氣體處理系統組成。

1）氣井結構：小澗西填埋場主要采用橫井結構。主要有井內集氣段和井頭密封段兩個部分組成。其中井內集氣段為碎石包裹的PE多孔管，井頭密封段為粘土包裹的無孔PE管。井頭接入氣體收集系統，中間加閥門進行單井的控制。

2）氣體收集系統：所有的氣體回收井通過支管連接再匯總至總管，氣體收集系統應考慮冷凝水排放裝量和檢測取樣口，整個氣體收集系統設計為負壓操作。如下圖。

3）氣井密封：氣井密封不嚴會導致空氣抽入氣井的垃圾體內，不僅影響收集的氣體質量也會破壞垃圾體的厭氧環境。當井內的PE管和碎石均放置完畢后，進行垃圾回填時要將垃圾壓實，氣井上部垃圾層厚不小于3 m，表面用粘土密封，井頭部位的粘土也要壓實。

4）施工的關鍵點：該填埋氣收集井的最大特點在于氣水同向，填埋氣可以通過負壓將其抽走，但滲濾液的外排則需要保證一定的坡度3%~4%，讓其自流至氣井最低點（井頭），如無法保證坡度，氣井在施工完畢后將出現，無法正常使用或使用時間降低的情況。

5）氣體處理系統：一是設置過濾器，出去沼氣中的灰塵雜質等，二是根據含硫情況決定是否增設脫硫裝置，三是利用制冷機去掉大部分水分。

6）澗西垃圾場建設的填埋氣收集橫井，根據所抽檢的氣井情況看，其單井產氣量均大于150 m3/h（受抽氣試驗裝置最大流量限制）。下表是小澗西填埋氣收集橫井，單井抽氣試驗的數據匯總：

4結束語

垃圾填埋場導入先進管理體系，嚴格執行作業規范，采用土覆蓋和膜覆蓋等創新方式，既能保證填埋場的安全運行，又為垃圾填埋氣的回收利用創造了良好的條件；同時，不斷創新、提高氣體收集技術，提升垃圾填埋氣利用率，也為填埋場的安全運行提供了有力保障，二者相輔相成。

參考文獻

[1]生活垃圾衛生填埋技術規范介紹[J].環境衛生工程，2005.

[2]張小余.天水市垃圾填埋場滲濾液減量控制及處理方案設計[D].蘭州大學，2012.

作者簡介

盧志鵬（1975-），漢族，山東青島膠南人，工程師，運營經理，學士，研究方向：新能源電廠運行管理，安全管理。

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摘要垃圾填埋場安全運行與沼氣收集有著緊密聯系，文章從填埋場如何規范操作以及如何從技術上保證氣體收集順利進行從而保障填埋場安全運行作了闡述。

關鍵詞垃圾填埋場安全運行；沼氣收集；回收利用

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0166-01

城市生活垃圾處理主要有衛生填埋、生物堆肥、焚燒發電等，而衛生填埋處理生活垃圾是目前我國采取的最普遍的處理方式。垃圾經填埋以后，經過厭氧發酵，會產生以甲烷和二氧化碳為主、少量硫化氫等的填埋氣，也稱沼氣。如果不及時采取適當的辦法將其采集排放，填埋氣體就會在填埋場內橫向、縱向遷移，或不斷積累，當甲烷達到一定程度時，遇明火就會發生爆炸和火災，排放到空氣中的甲烷會加劇全球氣候變暖，少量的有毒氣體會危害人們身體健康。

另一方面，填埋氣是一種可回收利用的能源，甲烷含量約50%，是天然氣熱值的一半。因此綜合利用垃圾填埋氣，用其發電、提純做汽車燃料等，申請清潔發展機制（CDM）交易，既能取得良好經濟效益，又能實現環保、增加當地就業、稅收等社會效益。

1青島市小澗西垃圾填埋場現狀

青島市小澗西固體廢棄物綜合處置場位于河套街道辦小澗西村北1.7千米，占地面積65.88公頃，填埋場庫區為26.88公頃。填埋場具有國際先進的防滲系統、污水收集處理系統、填埋氣體收集利用系統等，是中環協評定的國家一級無害化處理場。工程于2000年開工建設，2002年5月投入運行，設計日處理量為1500噸，總庫容量為710萬m3，項目總投資2.4億元，主要擔負青島市主城區的生活垃圾處理任務，目前已累計填埋垃圾量約為1015萬噸，已填埋庫容600萬m3。在垃圾焚燒發電廠一期工程項目運行之前，填埋場日處理量約為3000噸，焚燒廠運行之后，日處理量約為1000噸（包括焚燒廠飛灰35噸），剩余使用年限大約為5年。是建設部首批認定的一級無害化填埋場之一。

小澗西垃圾填埋場沼氣利用工程于2008年建設，裝機容量為三臺1063 kW顏巴赫內燃發電機組，以及一臺1500 m3/h火炬一臺。由于氣體收集技術不足以及與填埋運行缺乏有機結合，氣量不足，僅少量燃燒火炬，一直到2010年7月正式并網發電，2011年3月起實現三臺機組滿負荷運行。

2填埋場安全規范運行是保證沼氣收集的前提

1）先進管理體系，是安全填埋的制度保證。小澗西填埋場先后通過了ISO9001、ISO14001和OHSAS18001質量、環境和職業健康安全三體系認證，其中，涉及ISO9001的，主要有填埋場的設計和填埋作業工藝規范；涉及ISO14001的，主要是填埋場重要環境因素的管理措施；涉及OHSAS18001的，是填埋場危險源的識別、評價，對重大危險源的控制措施和管理手段。并制定了《小澗西填埋場作業方案與管理規程》。

2）規范填埋作業是填埋場安全運行的關鍵，也是保證沼氣收集量的關鍵。實際運行過程中，填埋場作業方考慮成本等因素，往往采取不壓實或部分壓實，減薄覆蓋土層等辦法。只有嚴格履行雙方合同，嚴格按照相關標準作業，是保證盡可能多的收集填埋氣，實現客觀經濟效益的前提。小澗西垃圾填埋場采取了土覆蓋和膜覆蓋相結合的辦法，更好地幫助了沼氣回收利用。

3）滲瀝液的處理。2003年10月，填埋場配套污水處理廠運行，日處理規模是200噸/日，由于小澗西填埋場實際垃圾處理量比設計填埋量翻了一番，日處理量200噸的原污水處理廠不能滿足生產需要。因此，2009年進行了擴容改造，設計處理能力為：900m3/d，采用MBR+反滲透工藝。工程于2011年10月正式投入運行。處理標準執行《城鎮污水處理廠綜合排放標準》（GB18918-2002）一級標準中A標準，出水排至距離廠區3.5公里處的桃源河下游。

3不斷完善的沼氣收集技術是填埋場安全運行的有力保障

沼氣收集系統主要由氣井（有豎井和橫井）、抽氣管路、氣體處理系統組成。

1）氣井結構：小澗西填埋場主要采用橫井結構。主要有井內集氣段和井頭密封段兩個部分組成。其中井內集氣段為碎石包裹的PE多孔管，井頭密封段為粘土包裹的無孔PE管。井頭接入氣體收集系統，中間加閥門進行單井的控制。

2）氣體收集系統：所有的氣體回收井通過支管連接再匯總至總管，氣體收集系統應考慮冷凝水排放裝量和檢測取樣口，整個氣體收集系統設計為負壓操作。如下圖。

3）氣井密封：氣井密封不嚴會導致空氣抽入氣井的垃圾體內，不僅影響收集的氣體質量也會破壞垃圾體的厭氧環境。當井內的PE管和碎石均放置完畢后，進行垃圾回填時要將垃圾壓實，氣井上部垃圾層厚不小于3 m，表面用粘土密封，井頭部位的粘土也要壓實。

4）施工的關鍵點：該填埋氣收集井的最大特點在于氣水同向，填埋氣可以通過負壓將其抽走，但滲濾液的外排則需要保證一定的坡度3%~4%，讓其自流至氣井最低點（井頭），如無法保證坡度，氣井在施工完畢后將出現，無法正常使用或使用時間降低的情況。

5）氣體處理系統：一是設置過濾器，出去沼氣中的灰塵雜質等，二是根據含硫情況決定是否增設脫硫裝置，三是利用制冷機去掉大部分水分。

6）澗西垃圾場建設的填埋氣收集橫井，根據所抽檢的氣井情況看，其單井產氣量均大于150 m3/h（受抽氣試驗裝置最大流量限制）。下表是小澗西填埋氣收集橫井，單井抽氣試驗的數據匯總：

4結束語

垃圾填埋場導入先進管理體系，嚴格執行作業規范，采用土覆蓋和膜覆蓋等創新方式，既能保證填埋場的安全運行，又為垃圾填埋氣的回收利用創造了良好的條件；同時，不斷創新、提高氣體收集技術，提升垃圾填埋氣利用率，也為填埋場的安全運行提供了有力保障，二者相輔相成。

參考文獻

[1]生活垃圾衛生填埋技術規范介紹[J].環境衛生工程，2005.

[2]張小余.天水市垃圾填埋場滲濾液減量控制及處理方案設計[D].蘭州大學，2012.

作者簡介

盧志鵬（1975-），漢族，山東青島膠南人，工程師，運營經理，學士，研究方向：新能源電廠運行管理，安全管理。

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