隨著我國城市垃圾狀況和管理方式的變化，我國的城市生活垃圾管理正從單純的末端處理向源頭治理和綜合管理方向發(fā)展。近年來，我國相繼建造了不少大型的垃圾衛(wèi)生填埋場，填埋沼氣的問題也日益突出，成為城市垃圾填埋處置過程中引起廣泛關(guān)注的最重要的環(huán)境影響因素之一，同時，填埋沼氣也是可以加以利用的寶貴資源。因此，隨著人民生活水平的提高和垃圾分類收集工作的試行和推廣，采用填埋與沼氣化技術(shù)工藝處理城市生活垃圾無疑將成為一個非常重要的將城市垃圾資源化處理方法。
城市垃圾填埋與沼氣化技術(shù)的應用現(xiàn)狀
1.1國外利用現(xiàn)狀
利用厭氧消化能產(chǎn)生沼氣的現(xiàn)象早已為人們所知，其應用也已有100多年的歷史。進入20世紀以來，科學家分離出產(chǎn)甲烷的厭氧細菌，進一步揭示出了有機物厭氧消化產(chǎn)生沼氣的微生物學機理。1896年，英國小城市Exeter建起了一座處理生活污水污泥的厭氧消化池，所產(chǎn)沼氣用作一條街道的照明燃料;1906年印度Matunga建造了利用人糞生產(chǎn)沼氣的沼氣池。隨著工藝的進步與發(fā)展，厭氧消化被應用于畜牧業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工廢料的處理，并逐漸在高濃度有機廢水的處理上得到廣泛應用，但將其應用于固體廢物的處理，尤其是有機生活垃圾的處理，則只有十余年的歷史。
由于對城市垃圾采用填埋與沼氣化技術(shù)不僅可以能減輕其對環(huán)境的污染，而且可以回收利用能源，創(chuàng)造財富，變廢為寶。因此世界上許多國家如美國、英國早在20世紀70年代就開始了對垃圾填埋的填埋氣進行研究，20世紀80年代初便開始利用填埋氣。隨著近些年來環(huán)境變遷和溫室效應的加劇、石油價格的上漲以及能源危機的加劇，采用填埋與沼氣化技術(shù)處理城市垃圾更加得到重視。
美國對垃圾填埋的沼氣利用發(fā)展較快，1982～1990年，利用填埋沼氣的填埋場由16個發(fā)展到244個。美國對填埋沼氣的利用主要集中在發(fā)電，也有部分將填埋沼氣轉(zhuǎn)化為管道天然氣。據(jù)估算，美國全國天然氣消費量的1%可以被填埋氣體中的甲烷所代替，全國約有1000個填埋場適合開展填埋氣體的利用，每年可產(chǎn)生570億m3的沼氣，如果全部加以利用相當于4～5億美元的價值。
截止1990年，歐盟的垃圾填埋的沼氣利用項目就有175個。歐洲對填埋沼氣的利用以將其轉(zhuǎn)換為熱能和發(fā)電為主。歐洲第一個完全使用垃圾填埋的沼氣發(fā)電的工廠建于1987年。1995年底，英國共有33個商業(yè)性填埋氣體利用項目1個，另有20個項目正在規(guī)劃和建設中，其發(fā)電總裝機容量約為190MW。據(jù)估計，英國可利用的垃圾填埋的沼氣總能源價值相當于500～600MW。德國垃圾填埋的沼氣的主要利用方式是通過內(nèi)燃機發(fā)電和直接燃燒供熱，到1991年，295個正在運行的城市垃圾填埋場中有32%的填埋場擁有氣體利用設備。
從1996年起，荷蘭填埋沼氣的利用量為1.15億m3，其中約1000萬m3用于直接燃燒以供熱，約2000萬m3經(jīng)過加工處理用作燃料氣，大部分(約8000萬m3)用于25個發(fā)電機組進行發(fā)電，其發(fā)電量為150MW?h，可以滿足約5萬個荷蘭家庭的用電量。此外，熱電連產(chǎn)機組用沼氣生產(chǎn)供熱31MW?h。在荷蘭，1t垃圾在20年中可產(chǎn)生200m3沼氣，發(fā)電成本為0.03～0.05美元/度，上網(wǎng)售價為0.05～0.07美元/度[3]。拉丁美洲自1977年以來，已完成5個填埋沼氣利用項目，使拉丁美洲在發(fā)展中國家中居于領(lǐng)先地位。填埋沼氣經(jīng)過凈化后主要用于廚房、照明、機動車燃料和管道煤氣，年利用量約為2.17億m3。
近年來，在可持續(xù)發(fā)展原則指導下，歐洲國家紛紛立法，限制有機垃圾進入衛(wèi)生填埋場。在德國，2005年以后，有機物含量高于5%的垃圾即被禁止直接進入垃圾衛(wèi)生填埋場。這種情況下，有機垃圾的處理和利用成為一個迫切的問題。由于堆肥存在這樣那樣的問題，人們不斷探討有機垃圾處理和利用的新技術(shù)方法。近十年來，有機垃圾厭氧消化系統(tǒng)在德國、瑞士、奧地利、芬蘭、瑞典等國家發(fā)展尤其迅速，日本荏原公司也從歐洲引進技術(shù)，在日本建設了首座厭氧消化示范工程。有機垃圾的厭氧消化處理成為有機垃圾處理的一種新的趨勢。
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