随着城市化进程加快，生活垃圾填埋场产生的沼气因其高污染性和能源价值备受关注。科学收集与利用沼气不仅能减少温室气体排放，还可变废为宝，助力低碳经济发展。
一、垃圾填埋场沼气产生原理与现状
垃圾填埋后，有机物在厌氧条件下分解，生成含甲烷（50%-60%）、二氧化碳（30%-40%）的混合气体。若不加以收集，甲烷（温室效应为CO₂的28倍）将直接逸散至大气，加剧气候问题。全球约8%的甲烷排放源于垃圾填埋场，我国部分填埋场已开展沼气收集工程，但覆盖率与利用效率仍有提升空间。
二、沼气收集系统核心技术要点
1. 防渗与导气层设计
填埋场需铺设高密度聚乙烯（HDPE）膜防渗层，并构建导气盲沟与竖井网络，确保沼气定向汇集。主动抽排系统（负压收集）较被动导排效率提升40%-60%。
2. 气体预处理工艺
收集的沼气需经脱水、脱硫、除尘等处理，降低硫化氢腐蚀风险，满足后续利用标准。例如，干法脱硫可将H₂S浓度降至200ppm以下。
3. 智能监测与调控
通过压力、流量传感器与GIS系统实时监测管网状态，动态调整抽气量，避免空气渗入导致甲烷浓度下降。
三、沼气能源化利用场景与案例
1. 发电并网
1m³纯甲烷可发电约3.2kW·h。上海老港填埋场沼气发电项目年处理沼气1.2亿m³，年减排CO₂当量超80万吨。
2. 车用燃气提纯
经膜分离或PSA工艺提纯至97%以上的生物甲烷，可替代CNG用于公交车辆。北京阿苏卫填埋场项目年产车用燃气1500万m³。
3. 工业供热替代
直接燃烧沼气为周边工厂提供蒸汽，减少煤炭消耗。广州兴丰填埋场每年通过供热减排SO₂达300吨。
四、挑战与优化方向
当前我国填埋场沼气收集面临三大瓶颈：产气量随填埋年限衰减、甲烷浓度波动大、运维成本高。建议通过以下措施优化：
– 分层填埋与快速降解技术：提升有机物分解效率，延长产气周期；
– 柔性井网布局：根据填埋进度动态调整导气井密度；
– 政策激励：完善碳交易机制，推动沼气发电补贴落地。
结语
垃圾填埋场沼气收集是城市固废管理与碳中和目标交汇的关键环节。未来需融合智能传感、高效提纯等技术，构建“收集-净化-利用-监测”全链条体系，实现环境效益与经济效益双赢。