垃圾填埋方法
【專利摘要】為解決傳統(tǒng)填埋場易出現(xiàn)酸積累、產(chǎn)氣受抑制，滲濾液污染物濃度高、處理難度大，惡臭污染嚴(yán)重等突出問題，本發(fā)明公開了垃圾填埋方法，包括：將垃圾中的一部分進行好氧預(yù)處理；以及將未經(jīng)好氧預(yù)處理的垃圾和經(jīng)過好氧預(yù)處理的垃圾在填埋場進行交替填埋。交替填埋中，以厭氧填埋為主。好氧預(yù)處理對垃圾進行適當(dāng)預(yù)處理，適度去除垃圾中易降解有機物和加速垃圾降解，然后由好氧預(yù)處理后的垃圾作為厭氧填埋的基礎(chǔ)層和/或緩沖層，為原生垃圾中有機物的降解提供良好的緩沖場所，從而避免形成酸積累，降低滲濾液污染物濃度。同時，經(jīng)過好氧預(yù)處理的垃圾作為覆蓋層，還可以去除和控制填埋場表面釋放的惡臭污染物。
【專利說明】
垃圾填埋方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體涉及環(huán)境保護的垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及垃圾填埋方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國生活垃圾衛(wèi)生填埋以厭氧型衛(wèi)生填埋為主，但是由于我國生活垃圾屬于混合收集，生活垃圾產(chǎn)量大，填埋垃圾的含水率和有機物含量高，多年的運行經(jīng)驗表明，傳統(tǒng)厭氧型衛(wèi)生填埋存在如下突出問題:一是滲濾液產(chǎn)量大，污染負(fù)荷高，可生化性低，處理難度大費用高，對地下水和地表水構(gòu)成嚴(yán)重威脅;二是填埋產(chǎn)氣速率低過程長，收集利用難度大，增加溫室氣體排放，特別是滲濾液導(dǎo)排不暢的場區(qū)，導(dǎo)氣管道常因滲濾液入滲而堵塞，更加降低了填埋氣的收集利用率，；三是土地利用效率低，占地面積大；四是有機物降解緩慢，垃圾穩(wěn)定化時間長，封場后還需持續(xù)監(jiān)管維護；五是填埋區(qū)沒有生物覆蓋層，產(chǎn)生的惡臭氣體直接對空排放，造成惡臭污染嚴(yán)重。
[0003]傳統(tǒng)厭氧型衛(wèi)生填埋的突出問題與入場垃圾的特性密切相關(guān)。我國入場垃圾易降解有機物含量過高，填埋初期產(chǎn)酸與產(chǎn)氣反應(yīng)速率失調(diào)，其帶來的后果是:垃圾降解緩慢，產(chǎn)氣期滯后;有機碳通過滲濾液排放，碳的流失對垃圾的產(chǎn)氣能力產(chǎn)生不利影響。填埋后期滲濾液中氨氮的濃度高，其帶來的后果是:滲濾液C/N低，滲濾液處理難度大，成本高；高氨氮使產(chǎn)甲烷菌活性降低，產(chǎn)氣再次受到抑制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明人認(rèn)為，廚余垃圾含量高是導(dǎo)致我國填埋場出現(xiàn)這些問題的最主要原因，在垃圾源頭分類回收較難開展的情況下，需要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段改變垃圾的構(gòu)成以及填埋場內(nèi)部的降解環(huán)境。
[0005]本發(fā)明的目的之一是通過好氧預(yù)處理-直接厭氧填埋交替填埋方法，將好氧工藝與厭氧填埋有機結(jié)合，加速厭氧填埋穩(wěn)定化進程，減少原生垃圾進入填埋區(qū)時的含水率。通過好氧預(yù)處理后的垃圾形成微生物覆蓋層，控制填埋作業(yè)面污染物的排放。通過好氧預(yù)處理去除導(dǎo)致填埋場極度酸化、并抑制穩(wěn)定化進程的揮發(fā)性脂肪酸，促使原始垃圾中有機物轉(zhuǎn)化為能夠快速適應(yīng)填埋場厭氧環(huán)境的物質(zhì)，通過預(yù)處理階段的碳氮協(xié)同轉(zhuǎn)化集中去除氮類污染物、減少填埋階段氨氣的無組織釋放以及后續(xù)滲濾液處理難度，從而促進有機質(zhì)產(chǎn)甲烷進程、加速填埋場穩(wěn)定化、減少填埋臭氣的釋放、改善填埋場運行環(huán)境。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種垃圾填埋方法，可以包括:將垃圾中的一部分進行好氧預(yù)處理；以及將未經(jīng)好氧預(yù)處理的垃圾和經(jīng)過好氧預(yù)處理的垃圾在填埋場進行交替填埋。
[0007]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾可以作為填埋區(qū)的基礎(chǔ)層和/或緩沖層。
[0008]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾還可以作為下述層中的至少一項:日覆蓋層、中間覆蓋層、最終覆蓋層。
[0009]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的基礎(chǔ)層的情況下，厚度大于等于3米。
[0010]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的緩沖層的情況下，厚度為1-2米。
[0011]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的日覆蓋層的情況下，厚度為0.2-0.4米。
[0012]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的中間覆蓋層的情況下，厚度為0.6-1.5米。
[0013]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的最終覆蓋層的情況下，厚度大于等于2米。
[0014]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，根據(jù)功能區(qū)的不同對垃圾選擇相應(yīng)的好氧預(yù)處理程度;作為基礎(chǔ)層或覆蓋層時的好氧預(yù)處理程度大于作為緩沖層時的好氧預(yù)處理程度。
[0015]進一步地，根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，好氧預(yù)處理的實現(xiàn)形式是好氧條垛式堆肥工藝或機械翻垛工藝或被動自然通風(fēng)工藝，以及好氧預(yù)處理過程中進行惡臭污染物控制措施。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法，可以獲得下述有益效果中的一項或多項:
[0017]1、加速城市生活垃圾穩(wěn)定化過程。垃圾通過好氧預(yù)處理后，易降解的有機質(zhì)(揮發(fā)性脂肪酸)得到部分去除，用作填埋場內(nèi)的基礎(chǔ)層、緩沖層或者覆蓋層，從而為高有機質(zhì)的原生垃圾提供了良好的降解場所和緩沖空間，降低了酸積累的程度，從而促進有機質(zhì)產(chǎn)甲烷進程、加速填埋場穩(wěn)定化。
[0018]2、實現(xiàn)垃圾填埋場的循環(huán)利用。好氧預(yù)處理-直接厭氧交替填埋的方法能夠使垃圾穩(wěn)定化時間縮短至2-3年，礦化垃圾開挖進行資源化后空余的土地可以再填入新的垃圾，實現(xiàn)了填埋場的循環(huán)利用。
[0019]3、縮短垃圾填埋場產(chǎn)氣滯后期和產(chǎn)氣集周期，提高了填埋氣收集率。通過好氧預(yù)處理改善垃圾特性，在適度縮短產(chǎn)氣滯后期及產(chǎn)氣集中期的同時，可以獲得相當(dāng)高并相對集中的產(chǎn)氣量，提高了填埋氣的收率。
[0020]3、增大單位有機質(zhì)的甲烷產(chǎn)率，降低在厭氧填埋過程中氨氮對產(chǎn)甲烷菌的抑制。含氮物質(zhì)部分在好氧預(yù)處理過程中被去除，減少了帶入填埋場內(nèi)的有機氮，從而降低填埋過程中產(chǎn)生的氨氮，增大了甲烷產(chǎn)生量，減少了氨氮對產(chǎn)甲烷菌的抑制。
[0021]4、減輕填埋氣收集管路被堵塞情況。經(jīng)過好氧預(yù)處理進入填埋區(qū)內(nèi)垃圾的有機物含水率大大降低，因此降低了填埋區(qū)內(nèi)垃圾的滲濾液產(chǎn)生量，進而減輕了填埋氣收集管路被堵塞情況的發(fā)生。
【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的垃圾填埋方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實施例。
[0025]首先，說明一下本文中使用的術(shù)語的含義:
[0026]日覆蓋層、中間覆蓋層、最終覆蓋層:每日覆蓋、中間覆蓋和最終覆蓋是我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求的垃圾處理步驟，對應(yīng)得到的覆蓋層稱為日覆蓋層、中間覆蓋層、最終覆蓋層。每日覆蓋是指每天作業(yè)完要覆蓋，薄一些；中間覆蓋是指一個單元基本完成之后，可能要間隔相當(dāng)長一段時間再次作業(yè)，需要進行比較厚的覆蓋;最終覆蓋是指封場時的覆蓋，更厚一些。
[0027]緩沖層:本文引入的新概念，是從垃圾降解需要的角度來考慮，在填埋過程中加入“穩(wěn)定化垃圾”作為緩沖層，避免過度的酸積累。
[0028]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，一個具體垃圾填埋的處理過程示例如下:
[0029]在填埋場區(qū)附近設(shè)置好氧預(yù)處理廠，收集的新鮮垃圾進入填埋場后，分為兩部分，一部分(5-15 % )運送到好氧預(yù)處理廠，垃圾堆放密度在400-600kg/m3，通風(fēng)速率在0.04-
0.08m3.min—1.m—3的范圍內(nèi)，可實現(xiàn)有機物的快速降解;其余的85-95%原生垃圾直接進入填埋場填埋。經(jīng)過好氧預(yù)處理的垃圾可以分別作為填埋場的基礎(chǔ)層、中間覆蓋層、日覆蓋層、緩沖層和最終覆蓋層使用。
[0030]如圖1所示，示例性地，在填埋分單元填埋原生垃圾時，先將經(jīng)好氧預(yù)處理的垃圾作為基礎(chǔ)層填埋，厚度至少為3米，然后再交替填入原生垃圾和好氧預(yù)處理垃圾。具體地，例如待原生垃圾填埋到1-1.5米厚時，再填入0.2-0.4米厚的好氧預(yù)處理垃圾作為日覆蓋層，待原生垃圾填埋到3-5米厚時，再填入1-2米的好氧預(yù)處理垃圾為緩沖層使用，在緩沖層上繼續(xù)填埋原生垃圾。待填埋單元達(dá)到設(shè)計的填埋標(biāo)高后，進行中期覆蓋，在原生垃圾上填埋
0.6-1.5米的好氧預(yù)處理垃圾作為中間覆蓋層使用。待多個填埋單元填滿后，將幾個填埋單元進行統(tǒng)一的終場封場，終場封場采用厚度至少為2米的好氧預(yù)處理垃圾。
[0031]在前面示例中，經(jīng)好氧預(yù)處理的垃圾作為基礎(chǔ)層、緩沖層、中間覆蓋層、日覆蓋層和最終覆蓋層使用。不過此為優(yōu)選示例，視需要，可以進行改變，例如經(jīng)好氧預(yù)處理的垃圾僅作為這些層中的部分使用。
[0032I具體應(yīng)用示例:
[0033]某生活垃圾衛(wèi)生填埋場，設(shè)計日處理生活垃圾600噸，采用“好氧預(yù)處理-直接厭氧”交替填埋工藝，采用分單元填埋作業(yè)方式。好氧預(yù)處理工藝采用機械翻垛工藝，設(shè)計好氧預(yù)處理垃圾量為50噸/天，直接進行填埋量為550噸/天。好氧預(yù)處理垃圾分別作為填埋場的基礎(chǔ)層、中間覆蓋層、日覆蓋層和最終覆蓋層使用。
[0034]采用“好氧預(yù)處理-直接厭氧”交替填埋工藝的作業(yè)單元，在自填埋開始第2年即開始進入產(chǎn)氣高峰期，在填埋氣中甲烷所占比例達(dá)到60%左右，填埋第3年開始，填埋氣中甲烷含量開始回落至45%，第4年開始甲烷含量降低至15%。第5年時檢測采用“好氧預(yù)處理-直接厭氧”交替填埋單元內(nèi)垃圾有機質(zhì)成分降低到10%以下，垃圾填埋場表面沉降量降低到I厘米/年?；具_(dá)到穩(wěn)定化程度，5年內(nèi)填埋單元內(nèi)噸垃圾產(chǎn)氣率達(dá)到186立方米。
[0035]采用單純厭氧填埋的作業(yè)單元，自填埋第2年開始才逐漸開始產(chǎn)氣，填埋氣中甲烷所占比例在30 %左右，填埋第5年填埋氣中甲烷含量仍持續(xù)在44%左右，5年內(nèi)填埋單元內(nèi)噸垃圾產(chǎn)氣率約為116立方米。
[0036]在上面詳細(xì)描述了本發(fā)明實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些實施例進行各種修改，組合或子組合，并且這樣的修改應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種垃圾填埋方法，包括: 將垃圾中的一部分進行好氧預(yù)處理；以及 將未經(jīng)好氧預(yù)處理的垃圾和經(jīng)過好氧預(yù)處理的垃圾在填埋場進行交替填埋。2.根據(jù)權(quán)利要求1的垃圾填埋方法，其中經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的基礎(chǔ)層和/或緩沖層。3.根據(jù)權(quán)利要求2的垃圾填埋方法，其中經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾還作為下述層中的至少一項: 日覆蓋層、中間覆蓋層、最終覆蓋層。4.根據(jù)權(quán)利要求2的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的基礎(chǔ)層的情況下，厚度大于等于3米。5.根據(jù)權(quán)利要求2的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的緩沖層的情況下，厚度為1-2米。6.根據(jù)權(quán)利要求3的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的日覆蓋層的情況下，厚度為0.2-0.4米。7.根據(jù)權(quán)利要求3的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的中間覆蓋層的情況下，厚度為0.6-1.5米。8.根據(jù)權(quán)利要求3的垃圾填埋方法，在經(jīng)過好氧預(yù)處理后的垃圾作為填埋區(qū)的最終覆蓋層的情況下，厚度大于等于2米。9.根據(jù)權(quán)利要求3-8任一項的垃圾填埋方法，根據(jù)功能區(qū)的不同對垃圾選擇相應(yīng)的好氧預(yù)處理程度;作為基礎(chǔ)層或覆蓋層時的好氧預(yù)處理程度大于作為緩沖層時的好氧預(yù)處理程度。10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項的垃圾填埋方法，好氧預(yù)處理的實現(xiàn)形式是好氧條垛式堆肥工藝或機械翻垛工藝或被動自然通風(fēng)工藝，以及好氧預(yù)處理過程中進行惡臭污染物控制措施。
【文檔編號】B09B1/00GK106040696SQ201610512005
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】岳東北
【申請人】清華大學(xué)