d. Các quá trình sinh học khác
15.13.2. Sự sinh khí
Các phương pháp để tính toán sản lượng khí sinh ra theo phản ứng phân hủy thông thường phải được điều chỉnh một cách hợp lý để phản ánh được sự khác nhau giữa quá trình phân hủy kị khí trong BCL và quá trình phân hủy kị khí trong phản ứng phân hủy.
Thông thường , tổng lượng khí thực sự thu được ở BCL nhỏ hơn nhiều so với thể tích khí dự kiến sinh ra trên ly thuyết được tính theo hàm lượng chất thải hữu cơ. Hơn nữa , nếu BCl không được thiết kế để lưu giữ và sau cùng là thu gom thể tích khí sinh ra thì sản lượng khí thực tế thu được sẽ thấp 1 cách đáng thất vọng. Trong MSW có rất nhiều thành phần có khả năng bị phân hủy dưới điều kiện kị khí. Tuy nhiên thông tin về cấu tạo hóa học của các thành phần khác nhau của rác thải được chôn lấp trong BCL rất hạn chế. Theo 1 số phân tích được thực hiện từ năm 1984 đến năm 1987 với MSW được phát sinh ở Madison, Wisconsin(Mỹ) cho biết rằng chất thải chứa khoảng 40%-51% xenlulloza (cellulose), 12% hemixenlulloza (hemicellulose), 15% lignin và không hơn 4,2% protein [60-62].Các thành phần chính của MSW có hàm lượng các chất phân hủy cao là: giấy, rác vườn và rác thực phẩm.
Cùng với hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân hủy , 2 nhân tố có tác động đến sự sản sinh CH4 ở bãi chôn lấp là độ ẩm và pH. Những nghiên cứu được thực hiện trên các mẫu thí nghiệm thu được từ 1 số BCL cho biết tỉ lệ CH4 sinh ra có xu hướng tăng lên khi độ ẩm của chất thải tăng lên bất kể tuổi của BCL , khối lượng riêng và thành phần chất thải [63]. Ngược lại độ pH tối ưu cho hoạt động của vi khuẩn mêtan từ 6,8-7,4. Việc thu gom , trung hòa và tuần hoàn nước rác có tác động tốt đến sự hình thành và tốc độ sản sinh CH4 trong các thí nghiệm ở phòng thí nghiệm [64], và trong 1 số nghiên cứu ngoài thực tế [81,82] .Các BCL được hoạt động với việc bơm ngược trở lại nước rĩ rác nhằm cải thiện sản lượng và chất lượng của khí bãi rác, đôi khi được gọi tên là bể phản ứng sinh học BCL. CH4 không được sinh ra ngay lập tức sau khi chất thải được chôn vào BCL. Trong 1 số trường hợp, có thể mất nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm các quần thể vi khuẩn phân hủy cần thiết mới được thiết lập và các điều kiện môi trường thích hợp cho sự sản sinh methane trong BCL mới đạt đến
Tốc độ sinh khí thay đổi tương đương với đường cong nhiệt độ trong hoạt động của vi khuẩn ưa ấm (“mesophilic”), nghĩa là tối thiểu ở khoảng 5o-10o, và tối ưu ở khoảng 35o-40o. Giữa 2 phạm vi này , tốc độ sản sinh khí tăng khi nhiệt độ tăng. Như vậy, ở nhiệt độ 3o-5oC tốc độ sinh khí bị chậm lại, bởi vì ở khoảng nhiệt độ này vi khuẩn gần như ngừng hoạt động .
Do đó, ở tất cả các vùng ngoại trừ cận nhiệt đới và nhiệt đới, nhiệt độ có thể trở nên yếu tố hạn chế quá trình sinh khí ở các bãi chôn lấp chất thải không sâu hoặc các BCL tương đối nhỏ trong suốt mùa đông, đầu mùa xuân và cuối mùa thu. Trong suốt cả năm, giả thiết rằng các điều kiện khác đều bình thường, thì nhiệt độ không phải là yếu tố giới hạn ở các khu vực nhiệt đới hoặc ở các BCL rộng và sâu
độ ẩm càng giảm, tốc độ và thể tích khí càng gia tăng các ảnh hưởng bất lợi. Dù đã có những số liệu báo cáo về sự phát sinh khí trong 1 BCL có độ ẩm thấp hơn 40%, nhưng thực tế là thông thường nếu không có các yếu tố hạn chế thì sự sinh khí là tốt nhất ở độ ẩm cao hơn
Vì tính chất của chất thải và các diều kiện môi trường thay đổi căn bản từ khu vực này đến khu vực khác , nên sản lượng và tốc độ sinh khí trong BCL được ghi nhận có rất nhiều giá trị [15,17,18,83,84]. Do đó, theo các báo cáo, sản lượng khí BCL ở các nước công nghiệp vào khoảng 0,06-0,4m3/kg chất thải rắn được chôn lấp. Cũng theo báo cáo, tốc độ sinh khí khoảng 1-10m3khí/ T chất thải chôn lấp/năm.Phần lớn sự sinh khí vẫn còn diễn ra ở bãi chôn lấp trong suốt 20 năm sau khi đóng cửa BCL. Sự sinh khí BCL diễn ra mạnh nhất trong suốt 5 năm đầu hay ngay sau khi trong chất thải không còn oxy (thông thường khoảng 1-2 năm ).Sự sinh khí , với tốc độ sinh khí ngày càng giảm dần , có thể duy trì khoảng chừng 50 năm.