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村镇生活垃圾不同处置模式下温室气体排放潜力对比研究——以湖北埠河镇为例

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环境卫生工程 2023年第1期31卷 112-118页

作者：淦方茂吴莉鑫虞文波胡广惠二青郭帅长江生态环保集团有限公司湖北武汉430062 华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074

采用政府间气候变化专门委员会(IPCC)清单指南联合生命周期评价(LCA)方法,对我国村镇生活垃圾厌氧填埋、微好氧填埋、堆肥和焚烧4种处置工艺下的主要温室气体排放潜力进行对比分析。结果表明,每吨村镇生活垃圾处置工艺的温室气体排放潜... 详细信息

采用政府间气候变化专门委员会(IPCC)清单指南联合生命周期评价(LCA)方法,对我国村镇生活垃圾厌氧填埋、微好氧填埋、堆肥和焚烧4种处置工艺下的主要温室气体排放潜力进行对比分析。结果表明,每吨村镇生活垃圾处置工艺的温室气体排放潜力从大到小依次为:厌氧填埋(1324.72 kgCO_(2)eq)>微好氧填埋(34.97 kgCO_(2)eq)>焚烧(1.85 kgCO_(2)eq)>堆肥(-106.03 kgCO_(2)eq)。厌氧填埋的温室气体主要来自厌氧降解产生的CH4;微好氧填埋的温室气体主要来自厌氧-好氧降解产生的N2O;堆肥产生的温室气体主要来自生物降解过程产生的CH4和N2O,而堆肥产品的再利用能够有效抵消部分温室气体排放;焚烧的温室气体主要来自焚烧过程化石碳转化生成的CO_(2)和焚烧厂运行过程的间接排放,上网发电能有效减少温室气体排放。

关键词：村镇生活垃圾处置工艺温室气体排放潜力政府间气候变化专门委员会(IPCC) 生命周期评价(LCA)

村镇生活垃圾热解气化燃烧一体化装置的设计研究

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村镇生活垃圾热解气化燃烧一体化装置的设计研究

作者：戴斌浙江大学

学位级别：硕士

由于我国疆域辽阔,部分乡镇位于丘陵、海岛或人烟稀少的地方,受到运输价格及垃圾处置成本的影响,不能实现以集中处理的形式对日常生产生活产生的固体废弃物加以处理,这些地区村镇迫切希望发展一种就地管理便捷、建设投入和运营成本低、... 详细信息

由于我国疆域辽阔,部分乡镇位于丘陵、海岛或人烟稀少的地方,受到运输价格及垃圾处置成本的影响,不能实现以集中处理的形式对日常生产生活产生的固体废弃物加以处理,这些地区村镇迫切希望发展一种就地管理便捷、建设投入和运营成本低、作业简便、高效洁净的垃圾处理工艺与设施。同时,现有的村镇生活垃圾处理技术在实际应用中频繁出现运行稳定性差、烟气排放超标等问题。本文就是在此背景下,展开新型村镇生活垃圾热解气化燃烧一体化装置的设计和研究。本文旨在开发设计适宜于村镇生活垃圾处置的热解气化燃烧技术及装备,实现村镇垃圾就地能源化洁净处置,要求装备操作简单、污染排放低、投资运行成本合理。首先对多个村镇生活垃圾现状的实地调研和采样分析,发现采样样本垃圾平均热值为2303.61kcal/kg,绝大多数村镇生活垃圾的热值较高,已经适宜于采用热解气化方式进行处理;然后在对比分析现有的村镇生活垃圾热解气化技术和热解气化炉炉型结构的基础上,完成30t/d的热解气化燃烧一体化装置的设计研究,30t/d的热解气化燃烧一体化装置于2020年11月顺利投产,投产以来一直运行稳定;最后在30t/d垃圾项目上进行测试和分析,炉渣灼减率低于3%,烟气排放达到国家标准GB18485—2014的要求,验证了技术的可靠性和先进性。本研发及设计可为我国大量村镇乃至部分偏远县生活垃圾的热解气化处理提供指导和参考。

关键词：村镇生活垃圾热解气化燃烧设计排放

村镇生活垃圾微好氧填埋数值模拟与工艺优化研究

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村镇生活垃圾微好氧填埋数值模拟与工艺优化研究

作者：郭帅华中科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着国家“绿色宜居村镇”计划的实施与推进,村镇生活垃圾的妥善处理面临着更高的标准和要求。填埋是一种操作简单、建设成本低廉的垃圾处置方法。相较于传统的厌氧填埋,小单元微好氧填埋具有垃圾稳定快、渗滤液产量低等优点。... 详细信息

近年来,随着国家“绿色宜居村镇”计划的实施与推进,村镇生活垃圾的妥善处理面临着更高的标准和要求。填埋是一种操作简单、建设成本低廉的垃圾处置方法。相较于传统的厌氧填埋,小单元微好氧填埋具有垃圾稳定快、渗滤液产量低等优点。但由于微好氧填埋具有独特的引风设计,目前在如何合理配置无动力引风管方面尚缺乏完备的理论指导,同时,气体组分在微好氧填埋堆体中的产生与扩散路径还需要进一步明晰。针对上述问题,本文使用计算流体力学(Computational fluid dynamics,简称CFD)模型与垃圾生化降解分区模型(Compartment model of aerobic and anaerobic biodegradation)耦合模拟的方法对垃圾填埋中的温度与填埋气组分进行了模拟研究,并通过实验室小试填埋反应器与中试微好氧填埋反应器的实测数据进行校验,此外,以荆州市公安县埠河镇小型垃圾填埋场为研究对象,对微好氧填埋工艺运行的关键参数进行了优化研究。论文主要研究内容和结果如下:1、建立了模拟垃圾填埋过程的CFD模型与生化降解分区模型的耦合模型,对小试填埋反应器垃圾堆体内的温度和填埋气组分进行了模拟和校验以实验室小试填埋反应器为研究对象,采用风机通风的方式实现垃圾堆体中氧气浓度的调控。通过将垃圾生化降解分部模型的物质组分控制方程以源项的形式编写成用户自定义函数(User defined function,简称UDF),并将其加载到组分输运模型源项中进行耦合,成功构建了CFD模型与垃圾生化降解分区模型的耦合模型,并对反应器的温度和氧气指标变化情况进行模拟,通过反应器实测的氧气和温度指标对模型进行校验。反应器于填埋120天后渗滤液停止产生,固相有机质和含水率分别降低至70%和33%左右,堆体趋于稳定。填埋期间堆体氧气体积分数在5%至20.9%之间变化,上层堆体氧气体积分数整体高于下层堆体,高温区域位于垃圾堆体中部。氧气和温度实测数据与模拟数据的误差总体上小于5%,证明所构建耦合模型的有效性。2、运行了中试规模微好氧填埋和厌氧填埋对比单元,采用建立的耦合模型对微好氧填埋堆体内温度和填埋气组分浓度进行了模拟和校验在湖北省荆州市埠河镇垃圾填埋场搭建并运行了中试规模微好氧填埋和厌氧填埋反应器,微好氧填埋采用无动力引风装置向堆体通风。通过对比检测分析表明,微好氧填埋可显著提升垃圾堆体内的氧气浓度,并抑制填埋气中CH和HS的产生。填埋50天后,微好氧填埋反应器渗滤液中的化学需氧量(Chemical oxygen demand,简称COD)可减少约75%,80天后各项指标基本稳定,实现了填埋垃圾的快速稳定化。微好氧填埋场稳定运行120天后,渗滤液中的COD与NH-N的总削减量(COD以O当量计算)分别为厌氧填埋的50.2%与51.1%。基于对数正态分布风速模型的耦合模型可以模拟在无动力引风条件下的垃圾微好氧填埋过程,堆体内部气相组分形成以通风管为中心的“辐射状”分布,模拟与实测校验结果显示O、CO、CH三者体积分数及温度校验的整体误差均小于10%,证明了模型的有效性。3、采用构建的耦合模型对微好氧填埋工艺中通风管径、通风管间距、通风管开孔孔径与填埋深度进行优化研究,并分析了优化方案的渗滤液减排效果以埠河镇垃圾填埋场为研究对象,利用耦合模型对微好氧填埋工艺4个关键因素的影响作用进行了模拟研究。结果表明,好氧区域占比(Aerobic zone ratio,简称AZR)随通风管径(D)和通风管开孔孔径(D)增大而增大,随填埋深度(LD)的增大而减小。方差分析结果表明:通风管径、通风管间距(S)和填埋深度3个因素对微好氧填埋具有极显著的影响作用。极差分析结果显示,各因素对垃圾堆体AZR的贡献率由大到小依次为:D(5.96%)>LD(2.35%)>S(1.83%)>D(0.46%)。综合考虑微好氧填埋工艺管路建造成本最低的同时堆体AZR最大双目标,优化得到的参数组合为:D=0.2 m;S=15.0 m;D=0.01 m;LD=6.0 m。与厌氧填埋相比,优化方案下渗滤液产量、COD及NH-N总削减量达到20%以上。

关键词：村镇生活垃圾微好氧填埋计算流体力学生化降解模型工艺优化填埋气分布

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村镇生活垃圾热解炉热解特性探究

村镇生活垃圾热解炉热解特性探究

作者：张铭政华中科技大学

学位级别：硕士

农村垃圾资源化处理与利用问题已成为乡村振兴战略中“生态宜居”目标亟待解决的首要问题。传统的垃圾处理技术,例如焚烧、填埋、堆肥等逐渐暴露出在处理村镇生活垃圾中的不适应性。热解气化技术作为新型垃圾处理技术,克服了传统垃圾处... 详细信息

农村垃圾资源化处理与利用问题已成为乡村振兴战略中“生态宜居”目标亟待解决的首要问题。传统的垃圾处理技术,例如焚烧、填埋、堆肥等逐渐暴露出在处理村镇生活垃圾中的不适应性。热解气化技术作为新型垃圾处理技术,克服了传统垃圾处理技术的不足,更好助力美丽乡村建设。本文针对湖北省十堰市郧西县土门镇生活垃圾热解处理厂,在运行过程中对其原料特性、反应特性、产物特性以及技术经济可行性进行了系统研究。本研究为热解气化技术在国内村镇的推广应用提供了参考。主要研究结果如下:(1)对预处理前后的进炉垃圾进行了物理组成、含水率、有机质含量、工业组分、元素组分、热值及热重分析。结果表明:垃圾预处理中心对降低垃圾的含水率有显著作用,能够降低10%左右,从而提高了垃圾湿基低位热值4%左右;提高了气流下的垃圾热重分析结果显示热解炉中热解层温度应该维持在700～800℃为最佳。(2)对不同工况下热解炉反应温度、烟气进行了探究。结果表明:垃圾含水率、管道长短、采气方式以及引风机频率对整个系统有影响。垃圾含水率低、热解炉和二燃室之间管道短、多点采气和引风机频率大能够更好的维持系统的运行。(3)对不同工况下所产生的灰渣进行了特性探究,结果表明:灰渣粒径大于6目的和小于200目的占较大比重,一方面和进炉垃圾中灰土砖瓦成分多有关,另一方面和炉内燃烧反应程度有关;灰渣灼减率小于5%、浸出液重金属浓度低于危废标准、XRD图谱以硅酸盐为主且不含有无机氯化物,满足排放标准,不仅可直接进行填埋处理,还可以用作水泥混凝土的掺料。(4)对不同工况下所产生的焦油进行了特性探究,结果表明:焦油产生量稳定于15.78 g/Nm左右,其随烟气流动的过程中会附着在管壁上,但是除此之外的焦油能够在温度为850℃以上的二燃炉内完全燃烧分解。(5)对热解处理厂尾气净化工艺进行了系统分析,结果表明:该工艺可以有效实现热解烟气的净化,并达到现行阶段下热解相关标准要求的排放限值规定。此外,从技术经济可行性上将垃圾热解厂与当地现存垃圾填埋场对比分析,结果显示:热解处理厂的运行成本大大低垃圾填埋场,可达到175元/吨,且有无二次污染、资源化利用效果显著等优点,可作为村镇生活垃圾处理的优选方案。(6)三种工况运行过程对比分析后发现:增设垃圾预处理中心、减小系统烟气管道长度以及采用中部和顶部双通道采气方式的工况Ⅲ可使垃圾热解稳定、高效运行,是最优的工况。

关键词：热解炉村镇生活垃圾热解特性技术经济分析

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村镇生活垃圾微好氧填埋渗滤液减量化研究

村镇生活垃圾微好氧填埋渗滤液减量化研究

作者：金攀华中科技大学

学位级别：硕士

我国村镇生活垃圾填埋处理规模小,受地域气候,经济水平的影响大,现有应用于城市生活垃圾处理的大型卫生填埋场技术无法适用。如何有效减少填埋渗滤液产生量,研发适用于村镇生活垃圾卫生填埋技术是亟待解决的难题。本论文研究了不同通风... 详细信息

我国村镇生活垃圾填埋处理规模小,受地域气候,经济水平的影响大,现有应用于城市生活垃圾处理的大型卫生填埋场技术无法适用。如何有效减少填埋渗滤液产生量,研发适用于村镇生活垃圾卫生填埋技术是亟待解决的难题。本论文研究了不同通风量下微好氧填埋过程中的垃圾稳定化过程和渗滤液减量化效果。在荆州市埠河镇开展了南方多雨地区村镇垃圾微好氧填埋中试试验,探究微好氧填埋技术在村镇垃圾处理应用推广的可行性。本文主要的研究内容如下:1、不同通风量微好氧填埋渗滤液减量化研究设计不同梯度通风量的五组实验。结果表明,加速稳定化和渗滤液减量化的优化通风量为0.25-0.5 L·min·kg DS(Dry Solid,垃圾干重),堆体温度升高至52-57.8 C,有机质含量下降,堆体沉降率可达24.80%以上,渗滤液COD、NH-N分别降低至3000 mg/L、600 mg/L以内,填埋过程中蒸发水量可占总水量的8%-15%,单位质量垃圾渗滤液产量为0.17-0.19 m/t。当通风量从0.5 L·min·kg DS上升到1.0L·min·kg DS时,堆体温度有所下降,各项指标变化不显著,稳定化速率无明显加快。当通风量达到0.25-0.5 L·min·kg DS时,填埋中期生化反应剧烈,堆体温度较高,放线菌门和厚壁菌门的丰度占比上升;通过环境因子关联分析可知,放线菌门和厚壁菌门是填埋垃圾堆体生物干化效应中渗滤液减量化的关键菌属。2、微好氧填埋接种微生物对渗滤液减量化的研究在微好氧填埋过程中分别添加接种鸡粪、厌氧污泥和堆肥残渣,并与不接种的对照组进行对比。结果表明,接种微生物后,填埋稳定化速度加快,生化反应更剧烈,堆体温度更高,堆体沉降速度更快,渗滤液中COD(Chemical Oxygen Demand,简称COD)和NH-N降解速率更快。填埋过程中蒸发水量占填埋过程中产生水分的10%-15%,水分蒸发潜热主要为微生物生化反应放热。接种微生物后,生化反应放热量更大,蒸发水产量占比更大,渗滤液产量降低,效果最明显的为接种鸡粪组,相比不接种的对照组蒸发水产量增加6%,渗滤液产量减少8%。厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门、变形菌门是填埋过程中的优势菌种,接种微生物强化的生物干化效果可能使垃圾渗滤液减量。3、微好氧填埋中试试验研究中试试验结果表明,低压实密度,小体积和进行适度通风能有效地增加堆体的氧浓度,加剧生化反应强度,增加堆体的温度和沉降率,降低渗滤液的污染负荷。相比于厌氧填埋反应器需要超过100天的稳定化时间,微好氧反应器在50天内,渗滤液各项指标均可达到稳定。CFD(Computational Fluid Dynamic,简称CFD)模拟结果表明,在连续通风的情况下,垃圾堆体内部氧气浓度质量分数高于19%,流场越密集的区域,流速越快,垃圾温度越低。基于渗滤液减量化的正交实验分析表明,微好氧填埋的优化工程参数为HDPE(High-density polyethylene,简称HDPE)膜覆盖、填埋小单元体积6.0 m(汇水面积:3.14 m)、压实密度0.5 t/m、通风方式选取自然通风,在此优化的参数下,垃圾渗滤液的产量可降低至0.1 m/t,渗滤液COD、NH-N的浓度在50天左右分别降低至2000 mg/L、100 mg/L以内,并达到稳定。4、微好氧填埋工程设计及工程效益分析以荆州市埠河镇应急垃圾填埋场为例进行微好氧填埋工程应用设计,根据中试试验推荐的优化工程参数:单元体积、压实密度、膜覆盖方式和通风管布置等,制订了村镇垃圾填埋场的微好氧填埋运行规程。微好氧填埋与传统厌氧填埋工艺对比可削减渗滤液排放量36.8%,CH排放量89.69%,每吨垃圾处理成本降低26.2%,具有良好的的环境、经济、社会效益。

关键词：村镇生活垃圾微好氧填埋填埋稳定化渗滤液减量微生物

基于我国典型村镇生活垃圾特性的利用处置途径分析

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环境工程 2023年第3期41卷 216-221页

作者：袁续胜孟棒棒黄慧岳波吴海霞中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所北京100012

基于全国12个省份、72个典型村镇生活垃圾的采样调查,系统分析了垃圾组分组成、含水率、湿基低位热值、肥效指标(有机质、TN、TP、TK)及重金属含量对焚烧、堆肥及填埋技术可行性的影响。结果表明:村镇生活垃圾全组分、可燃组分、可燃组... 详细信息

基于全国12个省份、72个典型村镇生活垃圾的采样调查,系统分析了垃圾组分组成、含水率、湿基低位热值、肥效指标(有机质、TN、TP、TK)及重金属含量对焚烧、堆肥及填埋技术可行性的影响。结果表明:村镇生活垃圾全组分、可燃组分、可燃组分(厨余类除外)的湿基低位热值分别为4263,5652,13772 kJ/kg,村镇生活垃圾进行焚烧处理,分选环节可显著提高湿基低位热值。村镇生活垃圾有机质、含水率、N、P、K含量等方面,均基本满足堆肥化处理有关要求,可进行堆肥处理,但部分地区Cd含量超标,应强化源头分类,控制堆肥产品的品质,降低环境风险。村镇生活垃圾填埋处理前对可回收垃圾和有害垃圾进行分类回收,可减少约1/3的填埋垃圾量,并最终减少垃圾填埋渗滤液的污染风险。

关键词：村镇生活垃圾焚烧堆肥填埋垃圾分选

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村镇小型生活垃圾热处理炉底渣的理化特性

环境污染与防治 2022年第2期44卷 165-172页

作者：胡婷婷胡雨燕吴树桐钱柯贞陈德珍同济大学机械与能源工程学院热能与环境工程研究所上海201800

小型垃圾热处理设备可实现就地处置,节约运输成本,目前在中国山区、丘陵地带的村镇得到广泛应用。为了解村镇小型生活垃圾热处理炉底渣的理化特性及其影响因素,对中国云南、贵州、安徽村镇实际运行的小型生活垃圾热处理设备产生的底渣... 详细信息

小型垃圾热处理设备可实现就地处置,节约运输成本,目前在中国山区、丘陵地带的村镇得到广泛应用。为了解村镇小型生活垃圾热处理炉底渣的理化特性及其影响因素,对中国云南、贵州、安徽村镇实际运行的小型生活垃圾热处理设备产生的底渣进行取样,分析其热灼减率、物理组成、化学组成、晶相组成、重金属含量和浸出特性,探讨处理工艺、地域及季节对其理化特性的影响。结果表明:10个村镇小型生活垃圾热处理炉底渣样品物理组成均以人工挑拣困难的混合类为主(质量分数>58%);样品热灼减率达标率不高,化学组成、晶相组成与城市生活垃圾焚烧底渣相近,除少数样品中As、Ni、Pb含量低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)限值外,其余重金属含量均远高于该标准,但所有样品的重金属浸出毒性均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)限值;地域、处理工艺和季节对物理组成、热灼减率、重金属含量和浸出毒性影响较大,但对化学组成和晶相组成的影响不明显。

关键词：村镇生活垃圾小型热处理炉底渣理化特性

我国村镇生活垃圾可燃组分基本特征及其时空差异

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环境科学 2017年第7期38卷 3078-3084页

作者：晏卓逸岳波高红李志龙黄启飞聂小琴汪群慧昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 中国环境科学研究院北京100012 中国城市建设研究院有限公司北京100120 北京科技大学环境工程系北京100083

为了解我国村镇生活垃圾组成特征及采取焚烧处置的可行性,本研究在2015年的春夏秋冬4个季节,对我国12个省份共72个村镇生活垃圾产生源进行采样调查,分析了垃圾全组分和可燃组分的质量分数、含水率以及垃圾热值等参数,进行了地域、季节... 详细信息

为了解我国村镇生活垃圾组成特征及采取焚烧处置的可行性,本研究在2015年的春夏秋冬4个季节,对我国12个省份共72个村镇生活垃圾产生源进行采样调查,分析了垃圾全组分和可燃组分的质量分数、含水率以及垃圾热值等参数,进行了地域、季节以及村与镇之间差异分析.结果表明,我国村镇生活垃圾可燃组分质量分数(湿基)由高到低的顺序为:厨余类(13%~53%)>橡塑类(10%~18%)>纸类(10%~15%)>木竹类(0~10%)>织物类(0~8%).相同行政区域内村与镇之间生活垃圾组分差异较小,南方村镇生活垃圾全组分的平均含水率大于北方,全国村镇生活垃圾平均含水率为40.1%左右.我国北方生活垃圾热值在4个季节均有81%的村镇超过3 500 k J·kg^(-1),而南方村镇生活垃圾在春、夏、秋、冬这4个季节满足这一条件的村镇分别占44%、50%、61%、72%.垃圾经分选后热值得到提高,但南方村镇春季生活垃圾可燃组分热值仍然偏低,南方其它季节56%以上的村镇和北方全年所有村镇的生活垃圾均能满足焚烧处置的热值要求,故对我国北方农村生活垃圾进行焚烧处置是可行的,而南方村镇生活垃圾需加强前处理工艺.

关键词：村镇生活垃圾组成成分含水率热值时空差异

不同通风量下村镇生活垃圾填埋生化反应及温室气体排放规律研究

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不同通风量下村镇生活垃圾填埋生化反应及温室气体排放规律研究

作者：吴莉鑫华中科技大学

学位级别：硕士

村镇生活垃圾填埋作为温室气体排放源,在“双碳目标”背景下逐渐受到关注。传统厌氧型填埋场生化反应持续时间长,并且反应过程中会排放以甲烷为主的填埋气。因此,本文探讨不同通风量对村镇生活垃圾填埋生化反应的影响规律,并探究温室气... 详细信息

村镇生活垃圾填埋作为温室气体排放源,在“双碳目标”背景下逐渐受到关注。传统厌氧型填埋场生化反应持续时间长,并且反应过程中会排放以甲烷为主的填埋气。因此,本文探讨不同通风量对村镇生活垃圾填埋生化反应的影响规律,并探究温室气体排放特性。以荆州市埠河镇作为我国南方多雨地区村镇垃圾的研究对象,在埠河镇开展生活垃圾微好氧填埋的中试填埋实验,对填埋过程中温室气体排放的主要影响工艺参数进行优化,探究温室气体排放潜力,本论文主要研究内容及结论包括:1、村镇生活垃圾以及其他垃圾处理残余物理化特性分析以湖北省埠河镇生活垃圾及不同垃圾处理处置工艺的残余物(填埋陈腐垃圾、热解残渣、堆肥筛上物、厌氧沼渣)为主要研究对象,开展生活垃圾特性采样调研及特性分析工作。(1)以埠河镇为代表的村镇生活垃圾组分以厨余类(62.0%)为主,垃圾碳氮比为25.23,可生化性较好。生活垃圾含水率为65.03±3.68%,有机质含量为79.80±2.88%,湿基低位热值为4184±290 kJ/kg,垃圾中Zn、Cu重金属元素含量较高。生活垃圾春秋季节含水率较高,有机质与热值较低。垃圾含水率同组分中橡塑类、纺织类具有显著正相关性,同纸类显著负相关;垃圾有机质含量同厨余类具有显著正相关性;湿基低位热值同厨余类存在显著负相关。(2)垃圾处理处置残余物主要由难降解有机组分和无机组分构成,可生化性较差。其中含水率最高的为厌氧沼渣(80.17%),有机质含量最高的为堆肥筛上物(85.12%),热解残渣含水率(0.57%)和有机质含量(3.70%)最低。堆肥筛上物湿基低位热值(5434 kJ/kg)最高,厌氧沼渣和热解残渣热值均低于1000 kJ/kg。残余物主要重金属元素为Zn、Cu元素,此外填埋陈腐垃圾和热解残渣中Pb和Cr含量较高。2、不同通风量条件下填埋生化反应及温室气体排放特性分析(1)对单组分有机垃圾厌氧反应中温室气体产生潜力进行分析,厨余垃圾中油脂类、蛋白类和淀粉类组分为主要来源,产甲烷潜力分别为574.37、390.19和241.20cm·gVS(Volatile Solid,挥发性固体),二氧化碳产生潜力分别为267.15、141.82和144.37 cm·gVS。(2)研究通风量0.00、0.07、0.35、0.70和1.20 cm·min·g DS(Dry Solid,干物质质量)条件下混合垃圾填埋反应器的温室气体产生特性。填埋116 d终止时,通风量0.35 cm·min·g DS填埋条件下稳定化效果最优,有机质降解率达22.04%,COD降解率达84.33%,TN降解率达90.10%;堆体内部氧气浓度迅速稳定至21%(v/v,以下论文中未作特殊说明,均指体积百分含量)。该条件下填埋0-30 d和30-116 d的CO、CH和NO中间层平均浓度分别为(4.05%、0.02%、8.33 ppm)和(1.44%、0.41%和18.76 ppm),较传统厌氧填埋具有一定温室气体减排效果。C、N元素主要以气相形式进行转化,转化率分别为25.00%和12.17%。3、基于温室气体减排的村镇垃圾微好氧填埋中试优化实验以填埋单元体积、压实密度、通风方式和覆盖方式四项指标为研究参数开展村镇垃圾中试正交填埋试验。风机通风且压实密度≤0.5 t/m条件下,堆体氧浓度迅速升至20%,无甲烷产生,CO浓度低于5%;自然通风无膜覆盖条件下,填埋前100 d甲烷浓度低于1.5%,CO持续升高至15%-20%后逐渐下降至5%左右。温室气体排放主要影响因素为压实密度和通风方式。其中CH浓度变化参数作用的主次顺序为:压实密度>通风方式>体积>覆盖方式。综合参数优水平结果,微好氧填埋温室气体减排最优组合条件为低压实度(≤0.5 t/m)、风机通风、小单元(2 m)、无覆盖。4、不同垃圾处置工艺温室气体排放对比分析不同处置方式下1 t村镇生活垃圾温室气体减排量按从大到小排序为:分类堆肥(1430.75 kg CO eqv)>外运焚烧(1322.87 kg CO eqv)>微好氧填埋(1289.75 kg CO eqv)。传统厌氧填埋温室气体排放主要来自厌氧降解产生的CH;微好氧填埋温室气体排放主要来自厌氧-好氧降解产生的NO;外运焚烧温室气体排放主要来自焚烧过程化石碳转化生成的CO和焚烧厂运行过程的间接排放,上网发电能有效减少温室气体排放;垃圾堆肥过程温室气体排放主要来自生物降解过程产生的CH和NO,而堆肥产品的再利用能够有效抵消生产过程的排放。

关键词：村镇生活垃圾微好氧填埋通风量温室气体排放潜力