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随着经济的发展以及人口不断向城市集中，城市生活垃圾对环境污染所带来的影响越来越突出，成为制约城市经济社会发展，影响城市人民生活质量的一个重要因素，也成为当今世界各国的城市所面临的棘手问题之一。据统计，全球每年新增垃圾100多亿t，其中城市生活垃圾产量为每人每天1kg～2kg。目前，我国城市人均年产生生活垃圾440kg，年产量已达1.5亿t，并以每年8%～10%的速度增长（欧盟国家生活垃圾平均增长率为3%）。垃圾对大气、水体、土壤造成污染，从而影响生态环境及人们的生存环境。
目前，国内外垃圾处理方式有：垃圾填埋、垃圾堆肥、制造衍生燃料、焚烧等，其中最常用的为填埋和堆肥，处理量约占垃圾处理总量的90%以上。所谓填埋，就是经过科学的选址、严格的场地防护处理，使填埋的废弃物不再对周围环境造成污染。堆肥法是利用某些微生物的氧化分解有机物的能力，来处理可降解的有机废物的一种方法。但是填埋和堆肥处置方式都会对环境产生很大的影响，在卫生填埋过程中，有机物在厌氧微生物的作用下分解会产生含有大量CH4和CO2的垃圾填埋气（Landfill Gas，LFG），即沼气。如果没有相应的技术措施，则在填埋场里会产生压力，尤其在夏季，高温、高湿时产气加速，大量沼气可形成较高的内压，在填埋场的边缘处溢出，引发燃烧爆炸事故，从而导致严重的二次污染问题。另外，垃圾填埋气是一种强烈的温室效应气体，它对大气臭氧层有破坏作用，资料表明，CH4产生的温室效应比当量体积的CO2高20倍以上，对环境造成难以逆转的破坏。城市生活垃圾已成为一个严峻的社会问题，日益尖锐地摆在世界各国面前。
但同时，生活垃圾又是目前世界上唯一不断增长的潜在资源。科学研究表明，垃圾中的有机物可燃物含量高、热值大，垃圾在填埋场寿命期内大约可产生100m3/t～200m3/t的沼气，其热值一般为7450kJ/m3～22350kJ/m3，脱水后热值可提高10%，除去CO2、H2S及其他杂质组成后，又可将热值提高到22360kJ/m3～26000kJ/m3（天然气的热值为37260kJ/m3）。另外，甲烷是一种理想的气体燃料，1m3沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7kg无烟煤提供的热量。可见垃圾填埋产生的沼气是一项巨大的资源，如果加以利用将化害为利，变废为宝，其能源效益是巨大的。
据测算，以现在的增长速度，到2010年，我国城市每年垃圾产生量将达到209亿t，如果其中有70%作填埋处置，可回收利用的能量相当于40亿m3～280亿m3天然气。另外，垃圾堆肥处理不仅减少了垃圾造成的环境污染，同时垃圾中的有机质可分解成高效有机复合肥，具有改土培肥、促进作物生长和增产的作用。因此有效利用垃圾不仅可增加能源，减少环境污染，还可解决我国农业肥料问题。将垃圾填埋气处理回收作为可再生资源的发展方向，有效利用城市生活垃圾解决资源和能源短缺的矛盾，是发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会的必然选择。
2国内外利用城市生活垃圾填埋气情况
20世纪80年代，国际上利用填埋气体进行发电，实现填埋气体综合利用刚刚起步，并处于小试和研究阶段；90年代，美国、加拿大等一些发达国家开始将研究成果推广应用到各大型的生活垃圾填埋场；90年代末，其技术已处于国际领先地位。
目前有20多个国家的270多个垃圾填埋场安装了填埋沼气的回收利用装置，利用途径包括直接燃烧产生蒸汽，用于生活或工业供热；通过内燃机发电，作为运输工具的动力燃料；用于CO2工业；用于制造甲醇的原料；经深度净化处理后用作管道煤气。其中发电、民用燃料和汽车燃料是3种最为普遍的利用方式。
国外每年从垃圾填埋气中回收的能量约相当于200万t的原煤资源，其中LFG回收用于发电占55%、锅炉占23%、熔炉和烧窑占13%、管道供气占9%。相对于其他可再生能源的发电技术，LFG因其可储存性、较强的调峰能力、适中的发电容量、更易被电网吸收，而成为国际上应用最广泛的技术之一。与垃圾焚烧发电相比，LFG发电投资小，运行费用仅为后者的1/4左右，经过净化处理的填埋沼气，以稳定的温度进入发电机，燃烧转化所产生的电力可传输到电力输出终端站，并入当地电网供用户使用。澳大利亚垃圾填埋管理服务公司（LMS）的总执行经理约翰•法隆声称：“哪里有垃圾，哪里就有金钱”。LMS公司于1982年就在澳洲开创了利用垃圾填埋场气体的产业，并使用专门技术从旧的已弃置不用的垃圾填埋场生产“绿色”电力。
我国在这方面的技术研究起步较晚，直到20世纪90年代，生活垃圾填埋场产生的填埋气体仍然无法回收利用，只能让它向大气任意地排放。1992年我国政府在联合国里约热内卢的环境发展大会上将城市固体废弃物中的填埋气体的回收与利用列入《中国环境保护21世纪议程》，并陆续出台了鼓励进入城市生活垃圾处理领域的政策与措施。目前，广州、上海、杭州、济南等地都已建成了填埋气处理设施，运行状况良好。如广州市兴丰垃圾卫生填埋场自2002年8月到2007年3月，已累计填埋垃圾量892万t，最高发电装机容量可达19MW。苏州七子山垃圾填埋场沼气发电厂投运一年来，已经抽取填埋场中的沼气900多万m3，发电1700万kW•h，获直接经济效益1100万元；更为重要的是每年可减少10万t二氧化碳温室气体向空中排放。上海市普陀区生活垃圾综合处理厂利用厌氧发酵技术将产生的沼气回收发电，每年处理有机垃圾19029万t，收集甲烷4977万t，利用其发电，年发电量41000MW•h。鞍山市垃圾处理示范工程是联合国全球环境基金在中国确定的发展中国家垃圾处理示范项目，即利用垃圾填埋沼气制取汽车燃料。其设计规模为日处理垃圾填埋沼气10000m3，净化后的沼气产量为6000m3/d，已于2004年投入试运行。
可见，垃圾填埋场已成为一种新型的、绿色能源来源，具有广阔的发展空间和多重的经济环境效益。
3山西省城市生活垃圾处理现状
截至2004年，山西省城镇人口已达1135.75万人，占全省总人口的33.6%。全省垃圾日产量约1.38万t，垃圾年产量506.92万t；人均年产生垃圾446kg，人均日产生垃圾1.22kg。垃圾简易填埋量为314.09t，处理率达62%。山西各主要城市的垃圾中有机物含量都在30%以上，其中太原高达47%。
山西省城市生活垃圾处理方式以简易填埋为主，较少用到焚烧、堆肥等处理方式。且绝大部分城市的垃圾填埋场都是简易型的，不符合国家垃圾填埋场建设标准，难以达到垃圾无害化处理的要求，无害化处理率极低。山西现有垃圾填埋场中80%以上没有任何防渗措施；90%以上没有渗滤液收集、处理设施，已对周围地下水体、地表水体、土壤等造成严重污染。
目前，山西省共建设生活垃圾处理场17座，建成10座，在建7座。10座已建成的无害化处理场中，卫生填埋场8座，焚烧厂1座，堆肥厂1座，无害化处理能力2457t/d，无害化处理量87万t/a。7座在建的无害化处理场中，卫生填埋场4座，综合处理厂3座，建设规模4390t/d。“十五”期间，山西省共投资9.8亿元建设城市生活垃圾处理设施。这些项目的实施虽加快了山西城市生活垃圾处理进程，但由于城市生活垃圾产生量持续大幅度上升，加上历史欠账较多，山西城市生活垃圾处理设施建设仍不适应城市发展对垃圾处理的需要。据了解，全国平均垃圾处理率为51.79％，而山西省只有13.12%。随着城市化的高速发展，山西城市人口大幅度增加、人民生活水平大大提高，垃圾产生量必将持续稳定增长。
根据山西省社会经济发展总体趋势、城市建设发展速度与人口增长速度，测算得出，“十一五”期间山西省垃圾产生量每年大约以2.6%的速度增长。到2010年，城市总人口将达到1509.8万人，城市生活垃圾年产生量约616.5万t，日产生量将达到1.69万t，人均年产生垃圾408kg，人均日产生垃圾1.12kg。山西城市生活垃圾处理所面临的形势更加严峻。
为此，山西省城市生活垃圾无害化处理设施建设规划提出，“十一五”期间，投资33亿元陆续新建百座生活垃圾填埋场，到2010年基本实现全省城市生活垃圾处置无害化、减量化、资源化，并逐步建立起国内为注的生活垃圾处置系统。城市生活垃圾无害化处理设施建设项目共108个，建设规模总计为17469t/d。建设内容以卫生填埋场为主，还包括分选、堆肥、焚烧系统以及相应数量的垃圾清运系统和转运系统，以满足转运能力的要求。其中，太原市侯村生活垃圾填埋场日处理能力1800t，是百座生活垃圾填埋场中规模最大的一个，预计可使用17年以上。目前太原市城市总人口250多万人，生活垃圾日产量为2300余t。平均年增长率为6%。该垃圾填埋场投入运行后，太原市的生活垃圾将形成一套减量化、资源化、无害化处理模式，无害化处理率由80％增至100%。但太原市侯村生活垃圾填埋场在设计和施工中并未考虑垃圾填埋气的利用问题。按太原市年产垃圾84万t左右，其中70%用于填埋处理来汁算，这些垃圾产生的甲烷量约45万m3。
4山西省城市生活垃圾填埋气利用对策与途径
（1）根据目前山西省城市建设的总体情况、城市生活垃圾产生量及处理现状，制定我省城市生活垃圾无害化处理设施建设规划，尽快出台垃圾填埋气综合利用强制性政策。综合利用生活垃圾填埋场填埋气，可保障填埋场和周围环境的安全，利用资源，回收能量，具有环境效益、社会效益、经济效益相结合的优势，且符合国家相关政策规定。国家有关部委也出台相关措施与方案，鼓励企业参与、进入城市垃圾处理领域，从事商业化运作，加强对填埋场气体的综合利用。但由于单纯的填埋气体发电或作为汽车燃料等投资较高，难有收益，所以一直以来政府和企业介入的积极性不高。政府部门需要从政策和市场规则上予以支持和保护，加快我省城市生活垃圾无害化处理设施建设的步伐。（2）加大城市生活垃圾填埋场填埋气综合利用技术的考察与研究力度，增加科技投入。针对城市生活垃圾处理存在的关键技术问题，组织技术开发、示范和推广，不断提高城市生活垃圾无害化处理水平。重点研究垃圾综合处理技术路线、研究开发垃圾分拣和预处理工艺技术，充分回收生活垃圾中的可用资源，减少最终处置。适当引进国内外先进的垃圾处理技术、设备、人才和资金，促进垃圾无害化处理设施技术管理水平的提高。
（3）拓宽资金筹措渠道，实现垃圾利用产业化。积极利用中央资金对城市生活垃圾无害化处理设施建设项目的支持，政府应对从事生活垃圾综合利用的企业实施财政贴息和税收优惠政策，一方面，引导加强填埋气的综合利用，另一方面，鼓励企业和民营资本进入该领域。依靠清洁发展机制提供的资金来弥补运营经费，通过CDM项目获得部分资金援助和先进技术，提高市场竞争力；同时，提高能源效率，降低生产成本。垃圾填埋气发电的减排成本和减排增量成本都较垃圾焚烧发电低，引资的可能性较大，具有较好的CDM市场前景，因此我省应积极实施、引入，使我省的垃圾处理企业获得资金支持，降低运营成本，步入良性循环。
（4）坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、综合治理和利用的原则。发电、民用燃料和汽车燃料是利用填埋气最普遍的方式，我省可以合理选择其中之一或适当组合发展。一是发电，对我省欲建或已建的垃圾填埋场的填埋气进行收集、净化，根据产气量的大小和发展趋势合理配置燃气发电机组。二是作为城市燃气。在填埋场附近有小村镇和居民区的情况下，将纯化后的填埋气提供给居民作为其生活燃气，其技术装备可采用常规的城市煤气设备。我国已经有填埋沼气供民用的经验，基本上无技术障碍。三是作为汽车燃料。LFG经深度处理，将CO2含量降低至3%以下并除去有害成分后，可以像天然气一样作为汽车燃料。
参考文献略
