一、垃圾沼气(发电)化处理的必要性
目前,填埋式垃圾场侵占了大量土地,且产生出大量的有害性气体,毒害性和危害性极大。垃圾场从建场投入使用到结束后长达数十年。排放了大量的沼气等有害气体,给社会环境污染极大。
研究表明,填埋式垃圾场对周围环境和人类健康具有下列危害:
一、易发生爆炸事故和火灾。填埋场气体爆炸事故,国内外常有发生。
二、填埋堆体滑坡。堆体滑坡随时会给周边人们的生活带来不便。
三、造成地下水质发生变化。填埋场释放气体中挥发性有机物及二氧化碳都将造成地下水的污染。
四、填埋场气体的释放加剧了全球变暖。由于填埋场气体中含有大量的二氧化碳,通过温室效应,使气温上升,可造成地表气温升高。
五、填埋场气体的释放及扩散造成填埋场及附近植物根区氧气缺乏,从而造成植物死亡。
因此,垃圾场的垃圾合理的处理应用非常必要,其社会效益不可估量。
二、垃圾沼气(发电)化处理工艺及方法
垃圾一旦进入垃圾场,微生物的分解过程就开始,并不断开始产生沼气,排出沼气。因此,利用沼气化处理降解垃圾,效益可观,方法可行。
垃圾沼气(发电)化处理工艺流程
垃圾沼气化处理的方法是:先将运来的垃圾进行机械和人工分检,分检后的垃圾再进入精分检池内进行砂石和泥土分离,分检后的大量有机物经酸化发酵,多级厌氧,发酵产生沼气,沼气净化后用于发电,发电余热和浮飘物燃烧后给厌氧间加温,这样可实现中恒温厌氧发酵,大大提高降解速度,减短滞留期。沼渣可用于作高效有机肥或燃料,砂、石及泥土可作建筑原料等。
研究证明,消耗1kgCOD可产生甲烷0.35m3,粗略估算每千克垃圾可产生沼气0.35m3,根据垃圾总量可以粗略的算出产生沼气的总量。
三、沼气的主要成分
在上述工艺设备正常运行的情况下,所产生的甲烷体积含量一般为45%~55%,这样含量的甲烷的热值大约为17-22MJ/m3。
沼气通常由二氧化碳、甲烷和其他微量成分(如氮气、硫化氢和挥发性有机气体)组成。
甲烷(CH4) 45%~58%
氧气(O2) 1%~2%或更低
氮气(N2) 2%~10%
二氧化碳(CO2) 36%~53%
氢气(H2) 0~1%
微量气体:
硫化氢(H2S) 0~1%
一氧化碳(CO) 0~0.2%
有害气体中的非甲烷有机化合物包括乙烷、甲苯、硫化氢、乙苯、氟氯烯等几十种。
四、垃圾沼气(发电)化处理可实现无公害化排放
垃圾的主要成分(以北京为例):厨余32.6%、纸15.1%、塑料14.6%、灰土21.46%、金属1.96%、其它14.28%。容重约0.402t/m3、含水率约54%。
目前,国外和国内处理垃圾主要靠填埋或焚烧,填埋垃圾侵占了大量的土地,且污染了环境,焚烧设备投资大,二次污染也较严重。
近年来,科技人员在纷纷的为垃圾寻找新的出路。如沼气(甲烷)化处理、垃圾发酵制造酒精等。
垃圾沼气化处理技术可靠、投资相对较少、产生效益可观,关键在于它能将垃圾彻底的进行了无公害化处理,运行费用低,管理简单。
垃圾被沼气化处理后,各此所用。砂、石、泥被分离后可用作建筑材料等,浮飘有机物被燃烧后产生了热能,有机物厌氧产生的沼气可直接用于发电,发电余热可提高发酵间的温度,加速发酵速度,缩短发酵周期,未降解完的30%有机物压干后可直接作肥料或燃料,降解后的水可在系统内被循环利用。
总之,垃圾沼气化处理真正的实现了无公害化排放。
五、垃圾沼气(发电)化处理的发展前景
垃圾沼气(发电)化处理,一举多得。目前,国际环境污染加剧,能源需求矛盾突出,这两大问题都制约了世界经济的发展和和平。我国能源紧缺已成为经济发展的瓶颈子,国家出台了《可再生能源法》,大力鼓励开发利用可再生能源。利用垃圾生产沼气来发电,即处理了垃圾,又获得了能源。且经济收益可观,利国利己,前景广阔。
人们开发利用沼气已有几十年的历史,近年来国内外专家已总结了十多种成熟且高效的工艺及设备,生产沼气的成套装置技术成熟、工艺可靠、性能稳定,可适应各类发酵原料的使用。