填埋场气体的产生过程及各阶段的主要特征
填埋场气体的产生是非常复杂的,其生化过程至今尚未完全阐明。一般认为填埋场产气
包括五个阶段:好氧(
Ⅰ)、过渡(Ⅱ)、产酸(Ⅲ)、产甲烷(Ⅳ)和稳定(Ⅴ)五个阶段。
1)好氧阶段(
Ⅰ)
也称初始调整阶段,历时较短。此时,垃圾中的糖类物质与随垃圾带来的氧发生好氧反
应而生成水和二氧化碳,反应过程为
C6H12O6 + 6O2
→ 6CO2 + 6H2O
特征:
① 开始产生 CO2,氧气量降低;
② 释放大量的热,使垃圾中温度明显升高 10-15℃。
2) 过渡阶段(缺氧阶段)(
Ⅱ)
分子氧已经耗尽,厌氧条件开始形成并发展,复杂有机物如多糖、蛋白质在微生物作用
和化学作用下水解、发酵,由不溶性物质变为可溶性物质,并迅速生成
VFA、CO2 和少量
H2。
特征
:
① 气体成分以 CO2 为主,少量 H2、N2,基本不含甲烷;
② 渗滤液的 Ph 值呈下降趋势,COD 值升高;
③ 渗滤液含较高浓度 VFA、Ca、Fe、NH3 和重金属。
3)产酸阶段(
Ⅲ)
为纯的厌氧环境。大分子有机组分(核酸、多糖、蛋白质)在发酵菌作用下水解为糖并进
一步分解为
CO2、H2 和小分子有机酸(丙酸、丁酸、乳酸、醇类等);进而在产酸菌作用下被
转化为乙酸及其衍生物、
CO2、H2。
特征:
① CO2 为主要气体,先升后渐降,另有少量 H2;
② 渗滤液 pH 很低(<5),COD、BOD 急剧升高;
③ 酸性条件使有机物质、重金属溶解,离子态存在;
④ 渗滤液中含大量可产气的有机物和营养物质。
4)产甲烷阶段(
Ⅳ )
甲烷菌处于支配地位,能利用前阶段的产物如氢气、
CO2 、醋酸、乙酸、甲烷等碳类化合
物为机质,将其转化为甲烷和
CO2,是能源回收的黄金时期。
特征:
① 甲烷产生率稳定,甲烷含量保持在 50~60%的水平;