垃圾爆炸與預(yù)防

1、 垃圾爆炸與預(yù)防 近年來(lái)我國(guó)連續(xù)發(fā)生了多起垃圾爆炸事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，垃圾的危害性已不僅僅是對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，而且已經(jīng)威逼著人們的生命平安，所以，弄清垃圾爆炸的緣由，實(shí)行必要的技術(shù)措施，已是當(dāng)今垃圾處理工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 1垃圾爆炸緣由1.1垃圾的分解作用和氣體產(chǎn)生生活垃圾中含有肯定比例有機(jī)物，當(dāng)被運(yùn)到消納場(chǎng)地進(jìn)行填埋時(shí)，有機(jī)物的可生物降解組分馬上開(kāi)頭進(jìn)行細(xì)菌分解，產(chǎn)生大量的氣體，分解和產(chǎn)氣過(guò)程可分為四個(gè)階段：第一階段稱(chēng)為好氧分解，這種分解在好氧狀況下作用，這時(shí)填埋物中的氧是在填埋垃圾時(shí)帶入的。分解時(shí)產(chǎn)生氮、氧（時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)耗盡）、二氧化碳（它的增長(zhǎng)很快）；其次階段，可利用的氧被耗盡

2、之后，就進(jìn)行厭氧下的分解，并產(chǎn)生氫和二氧化碳；第三階段，二氧化碳和氮的百分比大大削減、氫和氧的濃度降為零（或者是極少），甲烷的百分比快速增加；第四階段，可稱(chēng)為偽穩(wěn)態(tài)階段，二氧化碳和氮達(dá)到穩(wěn)定值，甲烷達(dá)到峰值之后緩慢下降。表1為垃圾填埋產(chǎn)生的典型氣體分布的百分?jǐn)?shù)。各個(gè)產(chǎn)氣階段的時(shí)間長(zhǎng)短，是隨填埋場(chǎng)內(nèi)的特定條件而變化的，一旦填埋場(chǎng)內(nèi)開(kāi)頭產(chǎn)生甲烷，一般產(chǎn)氣會(huì)持續(xù)數(shù)年，總的時(shí)間依據(jù)各個(gè)場(chǎng)地的狀況而定，在某些環(huán)境條件下，氣體產(chǎn)生年分可以是幾年，甚至幾十年。1.2氣體特征表1垃圾填埋產(chǎn)生的典型氣體分布百分?jǐn)?shù)單位：(%)時(shí)間（月）(N2)(CO2)(CH4)0125.20.4886552912241.00.

3、45253404724360.21.35246485136480.90.450514747從表1可知，垃圾填埋產(chǎn)生的氣體，90以上為CH4和CO2。CO2的密度大約為空氣的1.5倍（空氣密度1.29kg/m3,CO2為1.98kg/m3,)，因此，有向填埋場(chǎng)低部運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這樣下去年復(fù)一年的結(jié)果，CO2將沿地層下移而與地下水相接觸，導(dǎo)致水質(zhì)硬度增加。CH4是一種沒(méi)有顏色，密度大約為空氣的0.55倍(0.72kg/m3)，因此，會(huì)逸散入大氣中，簡(jiǎn)單在凹處積聚（如填埋場(chǎng)四周建筑物或其它封閉式空間等）。CH4無(wú)毒，但濃度過(guò)大時(shí)，能“熏死人”，這是由于甲烷濃度過(guò)高時(shí)，氧含量相對(duì)降低，結(jié)果由于缺氧而造成

4、窒息或死亡。CH4具有可燃性和可爆性，但并不是只要空氣中含有甲烷就能燃燒或發(fā)生爆炸，甲烷爆炸必需具備三個(gè)條件，肯定的CH4濃度，肯定的引火溫度和足夠的氧濃度。首先，空氣中CH4的濃度低于5%，遇火不發(fā)生爆炸而能燃燒，并呈現(xiàn)淺藍(lán)色的火焰，在CH4濃度高于15時(shí)，遇火也不發(fā)生爆炸，并且也不能燃燒，甲烷爆炸界限一般在5%15之間，最劇烈的爆炸發(fā)生在CH4濃度為9.5左右，也就是空氣中的氧和CH4全部參與化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候，CH4爆炸其最終的化學(xué)反應(yīng)式如下：CH4+2O2CO2+2H2O+830kJ其次，CH4的引火溫度為650750。第三，由試驗(yàn)得知，CH4的爆炸界限與氧濃度有親密關(guān)系，當(dāng)氧濃度降低時(shí)，

5、CH4爆炸下限緩慢增高，上限則快速下降，氧濃度降低到12%,CH4混合氣體即失去爆炸性，遇火也不爆炸。CH4不僅能燃燒和爆炸，它還具有一個(gè)橫向遷移的特性。1.3垃圾爆炸類(lèi)型1.3.1物理爆炸的緣由物理爆炸是由于CH4在垃圾層中大量積聚，形成強(qiáng)大的能量，當(dāng)積聚的壓力大于復(fù)蓋層壓力時(shí)，在瞬間將垃圾以迅猛速度突出，發(fā)生減壓膨脹。發(fā)生物理爆炸事故，除垃圾產(chǎn)生CH4是必要條件外，填埋的深度，復(fù)蓋層的厚度和層數(shù)，以及復(fù)蓋層的透氣性都是影響爆炸的因素。一般狀況下，由于垃圾的透氣性較好，所以，在垃圾層中不會(huì)積累大量CH4，其氣體壓力不足以將垃圾頂層起發(fā)生CH4突出。但是，假如垃圾上復(fù)蓋土層，和填埋深度的增加，透氣性受到影響，垃圾層中簡(jiǎn)單積累CH4，而增加爆炸的危急性。另外，即使填埋條件都相同，但在一些特別條件下，也會(huì)大大影響爆炸的危急性，比如，我國(guó)城市生活垃圾中灰土比例較高，在連續(xù)陰雨天，上面的垃圾層會(huì)變得特別泥濘，其透氣系數(shù)急劇降低，而垃圾在溫柔潮濕條件下的產(chǎn)氣速率又變得很大，這時(shí)就可能發(fā)生垃圾的物理爆炸。1994年12月4日重慶市一處垃圾場(chǎng)發(fā)生的爆炸，就是由于前段時(shí)間陰雨連綿，致使垃圾中大量有機(jī)物發(fā)酵，而后由于氣溫上升，加速其腐化過(guò)程，而垃圾層透氣系數(shù)卻急劇降低當(dāng)產(chǎn)生的CH4達(dá)到肯