ارزیابی میزان تولید گازهای زیست محیطی در لندفیل جهت استحصال انرژی (مطالعه موردی لندفیل شماره 1 شاهین شهر)

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه ازاد اسلامی اصفهان

2 دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

زمینه و هدف: پسماندهای جامد شهری در لندفیل در طول یک فرآیند تبدیل بیوشیمیایی که تجزیه زیستی نامیده می­شود، به گاز لندفیل تبدیل می­شوند. گاز لندفیل محصول فساد زباله قابل تجزیه است که حاوی 60-40 درصد متان و مقادیر مختلفی از دیگر گازها می­باشد. مطالعه حاضر با هدف تخمین گازهای زیست محیطی در لندفیل شماره 1 شاهین‌شهر (کل گاز لندفیل، گازهای متان و دی‌اکسیدکربن)، مقایسه میزان گازها در طول 30 سال و همچنین بررسی توان این لندفیل جهت استحصال انرژی انجام شد.
مواد و روش‌ها: محیط مورد پژوهش، لندفیل شماره 1 در کارخانه بازیافت شاهین‌شهر (اصفهان) واقع در کوه­های جعفرآباد بود که ظرفیت آن در سال 1389 تکمیل شده و ارزیابی گازهای لندفیل در آنها صورت گرفته است. در این مطالعه میزان کل گازهای تولیدی، متان و دی‌اکسیدکربن با استفاده از مدل تخریب مرتبه اول در طول 30 سال و میزان این گازها در لندفیل از سال 1392 تا سال 1422 محاسبه شد.
یافته‌ها: بر اساس نتایج به‌دست آمده، میزان گازهای لندفیل در طول زمان کاهش یافته است. بیشترین گاز متان و دی‌اکسیدکربن تولید شده به ترتیب در حدود 350 و 950 هزارکیلوگرم در سال 1392 و کمترین مقدار متان و دی‌اکسیدکربن تولید شده به ترتیب در حدود 57 و 157 هزار کیلوگرم در سال 1422 برآورد شده است. حجم کل گازهای تولید شده در این لندفیل طی 30 سال حدود 15 میلیون مترمکعب برآورد شده است، که 27 درصد جرم آن را متان و 73 درصد آن را دی‌اکسیدکربن تشکیل می­دهد. میزان گاز متان و دی‌اکسیدکربن در طول 30 سال به ترتیب حدود 5 و 13 میلیون کیلوگرم پیش‌بینی شده است.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی با گذشت زمان میزان گازهای لندفیل کاهش یافته است. پیشنهاد می­شود جهت استفاده از این حجم گاز، از تکنولوژی­های استحصال انرژی برای کنترل گازهای گلخانه‌ای و تولید انرژی مورد نیاز کارخانه بازیافت شاهین‌شهر استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of landfill gas generation for exploitation energy (case study: landfill of shahinshahr)

نویسندگان [English]

  • Mohammad hadi Abolhasani 1
  • Ehsan Rezai 2
1 islmaic azad university of esfehan
2 islamic azad university
چکیده [English]

Background and Objectives: The solid waste in landfill is transformed into landfill gas during a biochemical conversion process called bio-degradation. Landfill gas is a product of waste decomposition containing 40 to 60 percent of methane and various amounts of other gases. The present project aims to estimate the proportion of environmental gases of Landfill No. 1 in Shahin Shahr (total landfill gas, methane gas and carbon dioxide gas), compare gas emissions over a 30 year period, and assess the capacity of the landfill for energy extraction.
 
Material and Methods: The field of research was Landfill No. 1 at Shahin Shahr Recycling Plant (Isfahan) located in Ja’farabad Mountains, whose capacity was completed in 2010 and landfill gas assessment was carried out. The total amount of produced gases including methane and carbon dioxide was calculated using the first-order degradation model over a 30 year period.  The proportions of these gases in Landfill were calculated from 2013 to 2043.
 
Result:The results show that the amount of landfill gases production declined over the time. The maximum production of methane and carbon dioxide was about 350 and 950 thousand kilograms in 2013 and the minimum production of methane and carbon dioxide is estimated about 57 and 157 thousand kilograms, respectively, in 2043. The total volume of gases produced in this landfill has been estimated to be about 15 million cubic meters in 30 years, of which 27 percent is methane and 73 percent is carbon dioxide. The amount of methane and carbon dioxide gas is estimated to be about 5 million and 13 million kilograms in 30 years, respectivel.
 
Conclusion:Generally, the landfill gases production declined over the time. It is recommended to use energy recovery technologies for controlling greenhouse gas emissions and generation of required energy for the ShahinShahr recycling plant in order to use this volume of gas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • energy
  • environmental gas
  • Landfill
  • waste
  1. Ghareh, S, Shariatmadari, N. Modeling of the landfill site in Mashhad to estimate the amount of gases produced. Third National Day of Clean Earth Day. 2002.
  2. Du, M, Peng, C, Wang X, Chen H, Wang M, Zhu Q. Quantification of methane emissions from municipal solid waste landfills in China during the past decade. Renew Sustain Energy Rev. 2017; 78, 272–279.
  3. Elina Dacea, Dagnija Blumbergaa, Girts Kuplaisa, Larissa Bozkob, Zauresh Khabdullinab, Aset Khabdullinb. Optimization of landfill gas use in municipal solid waste landfills in Latvia. Energy Procedia. 2015; 72, 293 – 299.
  4. Shariati, M, Farashi, A. Use of Landfill gas as an alternative energy source, National Conference on Human Beings. Environment and Sustainable Development. 2010.
  5. Ahmadi Boyaghchi F, Khanpour N, Ashrafi M. Emission Rate Assessment In Landfill And Energy Generation Technologies(Case Study: Aradkooh Landfill). Journal Of Environmental Studies 2013; 39, 3(67), 6-8.
  6. Talaiekhozani, A. Evaluation of Carbon Dioxide, Methane and Non-Methane Organic Compounds Emission from Solid Waste Landfill. The 6th National and 1th International Conference of Applications of Chemistry in Advanced Technologies. 2016. Isfahan. Iran.
  7. Bicheldey T, Latushkina E. Biogass emission prognosis at the landfills.Int, J, Environ, Sci, Tech. 2010; 7 (4): 623-628.
  8. Omrani, Gh., Mohseni, N., Haghighat, K., Javid, A. Technical and sanitary assessment of methane extraction from the landfill site of Shiraz. Science and technology of the environment. 2004; 4: 55-62.
  9. Anwar J. Economic and environmental benefits of landfill gas from municipal solid waste in Malaysia. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2012; 16: 2907– 2912.
  10. Laura Capellia, Selena Sironia, Renato Del Rossoa, Enrico Magnanob. Evaluation of Landfill Surface Emissions. The Italian Association of Chemical Engineering. 2014; 40.
  11. Deepam Das, Bijoy Kumar Majhi, Soumyajit Pal, Tushar Jash. Estimation of land-fill gas generation from municipal solid waste in Indian Cities. Energy Procedia. 2016; 90: 50 – 56.
  12. EPA. Turning a liability into an asset landfill methane outreach program: U.S. Environmental Protection Agency, Government Printing Office: Washington, DC.1996.
  13. EPA. Energy project landfill gas utilization software (E-PLUS) Users Handbook, Landfill methane outreach program, U.S. Environmental Protection Agency, Government Printing Office: Washington, DC. 1997.
  14. EPA. 42 Emission factor: Municipal solide waste landfills, Technology transfer network, Clearinghouse for inventories and emission factor; U.S. Environmental Protection Agency. 1998.
  15. - Jaramillo p, H.S, Matthews. Landfill-Gas-to-Energy Projects: Analysis of Net Private and Social Benefits. Environ. Sci. Technol. 2005; 39(19): 7365-7373.
  16. Dudek, J and et al. Landfill gas energy technology, User’s Handbook. 2012.
  17. Themelis, N.J, P.A, Ulloa. Methane generation in landfills. Renewable energy. 2004; 32: 1243-257.
  18. - USEPA, US Environmental Agency. Global anthropogenic non-CO2 greenhouse gas emissions. Washington, DC: USEPA, Editor. 2006; 1990-2020.
  19. Barlaz, M.A. A critical evaluation of factors required to terminate the post-closure monitoring period at solid waste landfills. Environment science & technology. 2002; 36: 3457-64.