垃圾填埋場氣體的組成及影響因素
垃圾一旦進(jìn)入填埋場，微生物的分解過程就開始了。第一步是好氧分解，消耗填埋場中的氧氣，產(chǎn)生大量的熱。第二步進(jìn)行厭氧分解，產(chǎn)生沼氣，其組成見表1。
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表1 填埋場內(nèi)氣體成分與濃度
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作為垃圾本身的生物厭氧降解過程，其最終產(chǎn)物主要是CO2和CH4。垃圾被填埋的初期，有機(jī)物分解產(chǎn)生的廢氣主要是CO2，經(jīng)過一段時(shí)間以后，氣體中的甲烷成分逐漸上升，產(chǎn)氣高峰一般要在垃圾填埋3～5年之后才出現(xiàn)，而廢氣中CH4含量較高時(shí)會(huì)引起爆炸(空氣中CH4的爆炸極限范圍是5～15 V%。因此，做好填埋場氣體的收集處理是一項(xiàng)很重要的工作。氣體成分和濃度隨填埋年限和垃圾成分的不同而變化。其主要成分隨時(shí)間的變化見表2。
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表2 垃圾處理場廢氣主要成分變化
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LFG的成分復(fù)雜，除垃圾特性外，其影響因素還包括溫度、厭氧程度、養(yǎng)分及毒素、pH值、濕度、填埋年限與區(qū)域、填埋方式與類型等。
(1)垃圾特性 垃圾中可降解的有機(jī)物含量，以及這些有機(jī)物中纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪的構(gòu)成比例，對LFG的產(chǎn)生起著決定性的作用。其中，易降解有機(jī)物對填埋氣的貢獻(xiàn)最為直接，而較小的垃圾粒度也有助于填埋降解過程的加速。
（2）溫度 甲烷的最佳產(chǎn)生溫度是40℃，此時(shí)其速率是30℃的3倍；當(dāng)溫度升至60℃時(shí)，甲烷的產(chǎn)生幾乎停止。Chaiampo等的研究表明，在1-5m處，中溫甲烷菌起主要作用，而在更深的垃圾內(nèi)部，則嗜熱甲烷菌起主要作用。
（2）厭氧程度 甲烷菌是嚴(yán)格厭氧的，少量氧氣（空氣）的存在對垃圾降解速度影響不大，但對填埋氣中甲烷的組成有很大影響。
（3）養(yǎng)分與毒素 垃圾降解中起發(fā)酵作用的細(xì)菌，需要適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)分（氮、磷、鉀等）才能良好生長，若其中C/N比值較低，垃圾降解將變緩，產(chǎn)氣量會(huì)下降；垃圾中如含有過量的、對降解垃圾的微生物有毒害作用的毒素，則不利于填埋氣的產(chǎn)生。
（4）pH值 甲烷菌最適宜的pH值范圍為6.8～7.5，高于或低于此值，甲烷的產(chǎn)生速率和產(chǎn)生量都有明顯下降。
（5）濕度 當(dāng)濕度為55％時(shí)，微生物、養(yǎng)分和被降解垃圾之間的接觸程度大，促進(jìn)了微生物的代謝，填埋氣產(chǎn)量比33％的濕度有明顯提高；但過多的含水量將會(huì)起到降溫作用，并且阻滯氣體的流動(dòng)，導(dǎo)致氣體產(chǎn)量的降低。
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