如何计算大气污染物排放强度？

生活垃圾填埋场大气环境影响评价的难点是确定大气污染物排放强度。

1.计算方法

生活垃圾填埋场污染物排放强度的计算采取下述方法：

（1）根据垃圾中废物的主要元素含量确定概化分子式，求出垃圾的理论产气量。

（2）综合考虑生物降解度和对细胞物质的修正，求出垃圾的潜在产气量。

（3）在此基础上分别取修正系数为60%和50%计算实际产气量。

（4）根据实际产气量计算垃圾的产气速率。

（5）利用实际回收系数修正得出污染物排放源强。

2.理论产气量计算

生活垃圾填埋场的理论产气量是填埋场中可降解的有机物在下列假设条件下的产气量：

（1）有机物完全降解矿化。

（2）基质和营养物质的均衡，满足微生物的代谢需要。

（3）降解产物除CH4和CO2之外，无其他含碳化合物，碳元素没有被用于微生物的细胞合成。

根据上述假设，填埋场有机物的生物厌氧降解过程可以用公式（8.4）概要表示。

式中 C aH bOcN dS e—— 降解有机物的概化分子式；

a、b、c、d、e—— 根据有机物中C、H、O、N、S 的含量比例确定。

3.实际产气量计算

生活垃圾填埋场实际产气量由于受到多种因素的影响，要比理论产气量小得多。例如，食品和纸类等有机物通常被视为可降解有机物，但其中一些组分在填埋场环境中呈现惰性，很难降解，如木质素等；而且，木质素的存在还将降低有机物中纤维素和半纤维素的降解。再如，理论产气量假设了除CH4和CO2之外，无其他含碳化合物产生，而实际上，部分有机物被微生物生长繁殖所消耗，形成细胞物质。除此之外，填埋场的实际环境条件也对产气量有着重要的影响，如温度、含水率、营养物质、有机物降解程度、有机物随渗滤液的损失量、填埋场的作业方式等。因此，生活垃圾填埋场实际产气量是在理论产气量中去掉微生物消耗部分、难降解部分和因各种因素造成产气量损失或者产气量降低部分之后的产气量。

生物降解度是在生活垃圾填埋场环境条件下，有机物中可生物降解部分的含量。据有关资料报道，植物厨渣、动物厨渣、纸的生物降解度分别为66.7%、77.1%、52.0%，取细胞物质的修正系数为5%，因各种因素造成实际产气量较理论产气量降低40%，也即实际产气量的修正系数为0.6。

4.产气速率计算

垃圾填埋场气体的产气速率是指单位时间内产生的气体总量，单位为m3/a。一般采用一阶产气速率动力学模型进行填埋场产气速率的计算，公式如下：

式中 C aH bOcN dS e—— 降解有机物的概化分子式；

a、b、c、d、e—— 根据有机物中C、H、O、N、S 的含量比例确定。

3.实际产气量计算

生活垃圾填埋场实际产气量由于受到多种因素的影响，要比理论产气量小得多。例如，食品和纸类等有机物通常被视为可降解有机物，但其中一些组分在填埋场环境中呈现惰性，很难降解，如木质素等；而且，木质素的存在还将降低有机物中纤维素和半纤维素的降解。再如，理论产气量假设了除CH4和CO2之外，无其他含碳化合物产生，而实际上，部分有机物被微生物生长繁殖所消耗，形成细胞物质。除此之外，填埋场的实际环境条件也对产气量有着重要的影响，如温度、含水率、营养物质、有机物降解程度、有机物随渗滤液的损失量、填埋场的作业方式等。因此，生活垃圾填埋场实际产气量是在理论产气量中去掉微生物消耗部分、难降解部分和因各种因素造成产气量损失或者产气量降低部分之后的产气量。

生物降解度是在生活垃圾填埋场环境条件下，有机物中可生物降解部分的含量。据有关资料报道，植物厨渣、动物厨渣、纸的生物降解度分别为66.7%、77.1%、52.0%，取细胞物质的修正系数为5%，因各种因素造成实际产气量较理论产气量降低40%，也即实际产气量的修正系数为0.6。

4.产气速率计算

垃圾填埋场气体的产气速率是指单位时间内产生的气体总量，单位为m3/a。一般采用一阶产气速率动力学模型进行填埋场产气速率的计算，公式如下：

式中 q—— 单位气体产生速率，m3/（t·a）；

Y0—— 垃圾的实际产气量，m3/t；

k—— 产气速率常数，1/a。

上式是1 年时间内的单位产气速率。对于运行期为N 年的生活垃圾填埋场，产气速率可通过叠加得到。(www.xing528.com)

式中 q—— 单位气体产生速率，m3/（t·a）；

Y0—— 垃圾的实际产气量，m3/t；

k—— 产气速率常数，1/a。

上式是1 年时间内的单位产气速率。对于运行期为N 年的生活垃圾填埋场，产气速率可通过叠加得到。

式中 t—— 时间，从垃圾填埋场开始填埋垃圾时刻算起，a；

R(t)—— t 时刻填埋场产气速率，m3/a；

W—— 每年填埋的垃圾重量，t；

k—— 降解速率常数，1/a；

Q0—— t ＝0 时的实际产气量，0Q ＝Q实际，m3/t；

M—— 年数，若填埋场运行年数为N 年，则当t ﹤N 时，M ＝t ；当t ≥N 时，M ＝N 。

当垃圾中有多种可降解有机物时，还要把不同有机物降解的产气速率叠加起来，得到填埋场垃圾总的产气速率。

有机物的降解速度常数可以通过其降解反应的半衰期t1/2加以确定。

式中 t—— 时间，从垃圾填埋场开始填埋垃圾时刻算起，a；

R(t)—— t 时刻填埋场产气速率，m3/a；

W—— 每年填埋的垃圾重量，t；

k—— 降解速率常数，1/a；

Q0—— t ＝0 时的实际产气量，0Q ＝Q实际，m3/t；

M—— 年数，若填埋场运行年数为N 年，则当t ﹤N 时，M ＝t ；当t ≥N 时，M ＝N 。

当垃圾中有多种可降解有机物时，还要把不同有机物降解的产气速率叠加起来，得到填埋场垃圾总的产气速率。

有机物的降解速度常数可以通过其降解反应的半衰期t1/2加以确定。

实验结果表明，动植物残渣t1/2区间为1~4 年，这里取为2 年；纸类t1/2区间为10~25 年，这里取为20 年。由此确定动植物残渣和纸类的降解速度常数分别为0.346/a 和0.0346/a。

5.大气污染物排放强度

在扣除回收利用的填埋气体后，剩余的就是直接释放进入大气的填埋气体。确定填埋气体进入大气的速率后，乘以填埋气体中污染物的浓度，就可以确定该污染物的排放强度。

垃圾填埋场恶臭气体的预测和评价通常选择H2S、NH3作为预测评价因子。此外，垃圾填理场产生的CO 也是重要的环境空气污染源，预测因子中也应包括CO。

H2S、NH3和CO 在填理场气体中的含量范围通常小于理论计算值，原因是垃圾中的氮元素并不能全部转化为氨；而根据国内外垃圾填埋场的运行经验，填埋气体中H2S、NH3和CO的含量分别为0.1%~1.0%、0.1%~1.0%和0~0.2%。因此在预测评价中，考虑到我国生活垃圾中有机成分较少，NH3含量取为0.4%，H2S 的含量与NH3相当，也取为0.4%，CO 取高限为0.2%。

实验结果表明，动植物残渣t1/2区间为1~4 年，这里取为2 年；纸类t1/2区间为10~25 年，这里取为20 年。由此确定动植物残渣和纸类的降解速度常数分别为0.346/a 和0.0346/a。

5.大气污染物排放强度

在扣除回收利用的填埋气体后，剩余的就是直接释放进入大气的填埋气体。确定填埋气体进入大气的速率后，乘以填埋气体中污染物的浓度，就可以确定该污染物的排放强度。

垃圾填埋场恶臭气体的预测和评价通常选择H2S、NH3作为预测评价因子。此外，垃圾填理场产生的CO 也是重要的环境空气污染源，预测因子中也应包括CO。

H2S、NH3和CO 在填理场气体中的含量范围通常小于理论计算值，原因是垃圾中的氮元素并不能全部转化为氨；而根据国内外垃圾填埋场的运行经验，填埋气体中H2S、NH3和CO的含量分别为0.1%~1.0%、0.1%~1.0%和0~0.2%。因此在预测评价中，考虑到我国生活垃圾中有机成分较少，NH3含量取为0.4%，H2S 的含量与NH3相当，也取为0.4%，CO 取高限为0.2%。