垃圾填埋氣體的安全隱患及其對策

安劍峰

摘 要：我國很多城市在很早以前就開始利用填埋場來銷毀垃圾，很多填埋場的選址、設計和運行管理都沒有執行現行城市生活垃圾衛生填埋技術規范。城市內周邊企業和社區都受到垃圾產生的滲漏液體和填埋氣體的污染，同時還存在氣體爆炸的危險。文章針對垃圾處理填埋場的運行管理機封場施工提出了存在的問題集處理方式。

關鍵詞：垃圾填埋；甲烷氣體；氣體遷移；封場施工；抽氣；導排

1 填埋氣體特性分析

垃圾填埋產生填埋氣體的成分是甲烷和CO2，還包括一些微量氣體，如NH4、CO、H2、HS、N2和O2等。通常甲烷和二氧化碳占百分之九十以上的比例，剩余是其他氣體。

甲烷的特點是無色、無味但易燃易爆，與其他有毒氣體混合后產生惡臭氣味。在空氣中，如果甲烷氣體體積達到百分之五至百分之十五，遇到明火便會爆炸。放置在填埋場里的垃圾體內沒有氧氣和火源，因而不會發生爆炸。然而，填埋氣體擴散到填埋場范圍邊緣或者室內，同時與外界空氣混合就會形成高濃度爆炸性氣體，隨時有爆炸的危險。

2 垃圾填埋場運行安全隱患

填埋垃圾過程中，垃圾產生可生物降解有機物，這種有機物產生填埋氣體，厭氧狀態下的甲烷產氣期是在填埋半年左右發生。填埋氣體在填埋的前兩年可以達到產生的最高點，之后逐漸回落，回落期很長，有的可以達到20多年甚至更久。填埋垃圾的過程中，整個過程存在填埋氣體火災爆炸危險的隱患。

垃圾填埋場擴散出來的填埋氣體易于引起爆炸和火災，通過這些事故可以發現，必須加強對垃圾填埋場運行管理力度，尤其是針對填埋氣體的注意，加強其安全上的管理。對那些沒有嚴格按照現行的《生活垃圾衛生填埋技術規范》進行設計、規劃及施工管理的垃圾填埋場和沒有達到安全穩定期的垃圾填埋場，需要提高對填埋氣體的認識，加強對氣體的安全管理工作。因為舊的垃圾填埋場沒有設置專門的填埋氣體導排系統，有的垃圾填埋是自然堆積，沒有經過壓實處理，垃圾在自然沉降后，有的地方形成空洞，經過長時間的填埋氣體積聚，甲烷氣體濃度很容易達到爆炸極限范圍，遇到明火或自燃物自燃，就會發生氣體爆炸。因此，在垃圾填埋場的運行管理中還必須加強對火源的控制，其中包括運輸機械火源、施工機械火源和各類明火、煙火的控制。有的垃圾填埋場設置了氣體導排管道系統或石籠，這種導排井和石籠口都是甲烷氣體自然排放，濃度適于燃燒爆炸的地方，對這種甲烷氣體排放口要有專門的防火防爆管理制度和安全管理技術措施，不能處于無人管理的自由狀態。應該將這種排氣口規定成禁區，防止火源進入。

3 氣體遷移安全

填埋垃圾產生的填埋氣體產生后流動著和運動著，主要是源于填埋氣體內部有一定壓力梯度和氣體密度存在，填埋氣體受其影響而流動和運動。通常有三種不同類型遷移運動發生在填埋氣體運動和流動中：一，填埋垃圾產生的填埋氣體向上空遷移；二，填埋垃圾產生的填埋氣體向地面方向遷移；三，填埋垃圾產生的填埋氣體橫向遷移。遇到地質斷層、洞穴、疏松層、舊通風道、人造管道等適合遷移的路徑時，填埋氣體能夠向遠距離遷移，如果不加以控制，最高可以遷移四百多米。

在填埋場填埋垃圾過程中產生的填埋氣體總是順著缺少阻力的方向疏散，導致封場前大部分填埋氣體都擴散到了大氣中；封場之后，大氣通道被覆蓋抑制向上擴散，引起填埋氣體體內的壓力梯度和密度梯度，導致填埋氣體提高橫向遷移的速度、距離和氛圍。

城市化的進程加速，之前垃圾填埋場都位于城市的邊緣區域，那里的填埋氣體嚴重威脅到市區的發展和建設進程，由于垃圾填埋場內的甲烷氣體隨時有引發爆炸的可能，通過地下裂縫擴散到公共管道或室內，或是集中聚集在地下某管道里，一旦填埋氣體濃度擴大到爆炸點，遇到貨源便會引發爆炸事故，嚴重威脅了城市的建設和社會的安定。所以開始監測垃圾填埋場內氣體擴散情況十分有必要。有些因素會影響到填埋氣體的遷移，其中環境氣候和地質構成條件是主要因素。

垃圾分解速度受到環境氣候因素的影響，同時填埋氣體密度、壓力也同樣受到環境氣候的影響，隨著溫度的不斷升高，垃圾降解的速度也會不斷提高，氣體產量隨之增多，因此，往往填埋氣體受到夏季高溫影響，產生氣體量也是最高的。受到來自天氣和氣候的變化，填埋氣體的遷移速度也會變化；另外，地質結構因素是就垃圾填埋場周圍的地質條件和地下設施情況而言，由于氣體具有流動性和運動鞋，當氣體產生后，可以沿各個路徑向各處遷移。這也要求對填埋氣體的監測工作持續時間較長。

針對氣體遷移帶來的問題，如給環境帶來污染，存在火災爆炸的隱患等等，必須加強對垃圾填埋場填埋氣體的監測力度，分析氣體可能擴散方向，做好預防措施，如截斷遷移通道，修建帷幕墻阻止氣體前行，做好安全保障工作。

4 垃圾填埋場封場施工安全

4.1 垃圾填埋場為了給垃圾提供覆蓋保護，填埋場會做終場的覆蓋，這也是在保護土地，為了恢復和利用土地打下基礎。覆蓋的方式有很多種，可以是單一的用土壤覆蓋，也可以實施工程化的方式，包括利用水機氣控系統等設施。填埋場的最終覆蓋具有很重要的實際意義：第一，可以有效的阻止雨水和其他外來水滲入到垃圾中，這樣有利于減少垃圾滲漏液，從而減少污染；第二，在一定程度上可以抑制垃圾散發惡臭及有害氣體散發到空氣中，從而可以控制污染程度；第三，覆蓋的同時可以將垃圾填埋場進行景觀美化，利于植被的生長，土地得到再利用。

4.2 垃圾填埋場在封場施工中存在不可忽視的施工安全問題

4.2.1 垃圾體的平整和排水溝的開挖安全。垃圾體的平整和排水溝的修建都涉及到要對填埋垃圾進行開挖，而垃圾填埋體頂部是填埋氣體向大氣擴散的主要通道，如施工機械與堅硬物碰撞產生火花，足以點燃填埋氣體，引發火災或爆炸。如果開挖過程中遇到甲烷氣體涌出則發生爆炸的可能性更大。因此，在開挖中必須做好對甲烷氣體的適時監測，當發現有甲烷氣體涌出或甲烷氣體達到報警濃度時，用事先準備好的鼓風機進行吹風，將達到一定濃度的甲烷氣體稀釋吹散，施工中更要注意防止火源。

4.2.2 抽氣導排井的鉆井施工安全。目前，垃圾填埋場的抽氣井施工常采用樁管法和鉆孔法。鉆孔法的弊端是施工時空氣容易進入鉆孔內，與垃圾填埋氣體中的甲烷氣混合而形成達到爆炸濃度和氧氣含量的爆炸性氣體，當鉆頭遇到石塊等堅硬物時，一旦產生火花就會引起爆炸，且該工藝不易采取防護措施。與鉆孔法相比，樁管法具有施工速度快、成本低等優點，具有一定優勢。但傳統的樁管施工工藝也存在樁管內因填埋氣體而引發爆炸的可能性。填埋氣體有可能從樁尖與樁管之間的縫隙進入樁管內，與樁管內的空氣混合而達到爆炸濃度范圍，在樁錘擊打樁頭或樁管時，也可能產生火花，引起樁管中的混合氣體發生爆炸。如因樁管強度偏低，不足以抵抗管內氣體爆炸所產生的壓力，就會發生樁管爆裂事故，造成設備損壞和人員傷亡。但是樁管成井法的安全隱患可以采取不讓填埋氣體進入樁管中的方法加以根除，其方法是用黏土加水填入樁管中，堵住垃圾填埋體中的甲烷氣體進入樁管的路徑，使樁管中不能形成氣體爆炸的條件，保證樁管成井施工的安全。

4.2.3 抽氣管網的裝配安全。在抽氣管網的鋪設連接中，特別是準備用來發電的抽氣管網連接，因為甲烷流量較大，且甲烷濃度處于燃燒爆炸的濃度范圍，發生火災爆炸的可能性更大，因此，在每個抽氣井上應安裝1個流量控制閥門，以便于安全檢修和安裝操作。

參考文獻

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