Свалочный газ - Landfill gas

Газовый факел, произведенный на свалке в Лейк Каунти, штат Огайо.

Свалочный газ - это смесь разных газов, созданная действием микроорганизмов на свалке, когда они разлагают органические отходы , включая, например, пищевые отходы и бумажные отходы . Свалочный газ составляет примерно от сорока до шестидесяти процентов метана , а остальная часть - в основном двуокись углерода . Остальное составляет следовые количества других летучих органических соединений (ЛОС) (<1%). Эти следовые газы включают в себя широкий спектр разновидностей, в основном простые углеводороды .

Свалочные газы влияют на изменение климата . Основными компонентами являются CO 2 и метан , оба являются парниковыми газами . Метан в атмосфере - гораздо более мощный парниковый газ , каждая молекула в двадцать пять раз сильнее , чем молекула углекислого газа. Однако сам метан составляет меньший состав атмосферы, чем углекислый газ. Свалки являются третьим по величине источником метана в США.

Из-за значительного негативного воздействия этих газов были созданы нормативные режимы для мониторинга свалочного газа , уменьшения количества биоразлагаемого содержания в городских отходах и для разработки стратегий утилизации свалочного газа , которые включают сжигание или улавливание газа для производства электроэнергии.

Производство

Свалочные газы являются результатом трех процессов:

Первые два сильно зависят от характера отходов. Доминирующим процессом на большинстве свалок является третий процесс, при котором анаэробные бактерии разлагают органические отходы с образованием биогаза , который состоит из метана и диоксида углерода вместе со следами других соединений. Несмотря на неоднородность отходов, выделение газов следует четко определенной кинетической схеме . Образование метана и CO 2 начинается примерно через шесть месяцев после размещения материала свалки. Выделение газа достигает максимума примерно через 20 лет, а затем снижается в течение десятилетий.

Когда свалочный газ проникает через почвенный покров, часть метана в газе микробиологически окисляется до CO 2 .

Мониторинг

Поскольку газы, образующиеся на свалках, являются одновременно ценными, а иногда и опасными, были разработаны методы мониторинга. Детекторы ионизации пламени могут использоваться для измерения уровней метана, а также общего содержания ЛОС. Осуществляется наземный и подземный мониторинг, а также мониторинг атмосферного воздуха. В США в соответствии с Законом о чистом воздухе 1990 г. требуется, чтобы на многих крупных свалках были установлены системы сбора и контроля газа, что означает, что, по крайней мере, объекты должны собирать и сжигать газ .

Федеральные правила США в соответствии с подзаголовком D RCRA, сформированного в октябре 1979 года, регулируют выбор площадок, проектирование, строительство, эксплуатацию, мониторинг и закрытие полигонов ТБО. Подзаголовок D теперь требует контроля за миграцией метана в свалочном газе. Требования к мониторингу должны выполняться на свалках во время их эксплуатации и еще 30 лет после этого. Свалки, затронутые Подзаголовком D RCRA, должны контролировать газ, создавая способ периодически проверять выбросы метана и, следовательно, предотвращать миграцию за пределы объекта. Владельцы и операторы полигонов должны следить за тем, чтобы концентрация метана не превышала 25% нижнего предела взрываемости метана в конструкциях объектов и нижнего предела взрываемости метана на границе объекта.

Использовать

Система сбора свалочного газа

Газы, образующиеся на свалке, можно собирать и использовать различными способами. Свалочный газ можно утилизировать непосредственно на месте с помощью котла или любого типа системы сжигания, обеспечивая тепло. Электричество также можно вырабатывать на месте с помощью микротурбин, паровых турбин или топливных элементов. Свалочный газ также можно продавать за границу и направлять в трубопроводы природного газа. Этот подход требует, чтобы газ был переработан до качества трубопровода, например, путем удаления различных загрязняющих веществ и компонентов. Эффективность сбора газа на свалках напрямую влияет на количество энергии, которое может быть восстановлено - закрытые свалки (те, которые больше не принимают отходы) собирают газ более эффективно, чем открытые свалки (те, которые все еще принимают отходы). Сравнение эффективности сбора на закрытых и открытых свалках показало, что разница между ними составляет около 17 процентных пунктов.

Свалочный газ также можно использовать для испарения фильтрата, еще одного побочного продукта процесса захоронения. Это приложение заменяет другое топливо, которое ранее использовалось для того же самого.

Система выпаривания фильтрата

Оппозиция

Улавливание и использование свалочного газа может быть дорогостоящим. Некоторые экологические группы заявляют, что проекты не производят «возобновляемую энергию», потому что мусор (их источник) не возобновляется. Сьерра Клуб выступает против государственных субсидий для таких проектов. Совет по защите природных ресурсов (NRDC) утверждает, что государственные стимулы должны быть направлены в большей степени на солнечную, ветряную и энергоэффективную деятельность.

Безопасность

Выбросы свалочного газа могут привести к проблемам с окружающей средой , гигиеной и безопасностью на свалке. Несколько аварий произошло, например, в Лоско , Англия, в 1986 году, когда мигрирующий свалочный газ накапливал и частично разрушал собственность. Несчастный случай, в результате которого погибли двое, произошел в результате взрыва в доме, прилегающем к свалке Скеллингстед в Дании, в 1991 году. В связи с опасностью, связанной со свалочным газом, существует явная необходимость контролировать газ, производимый на свалках. Помимо риска пожара и взрыва, миграция газа под землей может привести к контакту свалочного газа с грунтовыми водами . Это, в свою очередь, может привести к загрязнению подземных вод органическими соединениями, присутствующими почти во всем свалочном газе.

Хотя обычно они выделяются только в следовых количествах, свалки действительно выделяют некоторые ароматические углеводороды и хлороуглероды .

Возможна миграция свалочного газа из-за перепада давления и диффузии. Это может создать опасность взрыва, если газ достигнет достаточно высоких концентраций в соседних зданиях.

По стране

Бразилия

Бразилия провела сильную государственную политику, используя проекты механизма чистого развития для сокращения выбросов метана со свалок . Важным компонентом этих проектов является продажа предотвращенных выбросов на частном рынке для получения дохода.

Соединенные Штаты

В отчете Агентства по охране окружающей среды США (EPA) указывается, что по состоянию на 2016 год количество действующих полигонов твердых бытовых отходов колеблется от 1900 до 2000. В общенациональном исследовании, проведенном Фондом экологических исследований и образования в 2013 году, в Соединенных Штатах было подсчитано только 1540 действующих полигонов твердых бытовых отходов. При разложении отходов на этих свалках образуется свалочный газ, который представляет собой смесь примерно половины метана и половины диоксида углерода. Свалки являются третьим по величине источником выбросов метана в Соединенных Штатах, при этом свалки твердых бытовых отходов составляют 95 процентов этой фракции.

По данным Агентства по охране окружающей среды, в США количество проектов по утилизации свалочного газа увеличилось с 399 в 2005 году до 594 в 2012 году . Эти проекты популярны, потому что они контролируют затраты на электроэнергию и сокращают выбросы парниковых газов . Эти проекты собирают и обрабатывают метановый газ, чтобы его можно было использовать для производства электроэнергии или переоборудовать в газ трубопроводного качества. (Метан имеет в двадцать один раз больше потенциала глобального потепления, чем углекислый газ). Например, в США компания Waste Management использует свалочный газ в качестве источника энергии на 110 объектах по переработке свалочного газа. Это производство энергии компенсирует почти два миллиона тонн угля в год, создавая энергию, эквивалентную энергии, необходимой для четырехсот тысяч домов. Эти проекты также сокращают выбросы парниковых газов в атмосферу.

Агентство по охране окружающей среды, которое оценивает, что сотни свалок могут поддерживать газовые проекты в области энергетики, также учредило Программу охвата метана на свалках. Эта программа была разработана для сокращения выбросов метана со свалок рентабельным способом за счет поощрения развития экологически и экономически выгодных проектов по производству энергии из свалочного газа.
Президентская библиотека и музей Джона Кеннеди - полигон 3 категории после закрытия

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки