專利名稱：一種基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城市垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)城市環(huán)境的要求越來(lái)越高， 需要尋求新的垃圾處理技術(shù)。填埋技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外主要的垃圾處理方法，在我國(guó)垃圾填埋處理約占全部垃圾處理量的70%，并且我國(guó)的國(guó)情以及城市生活垃圾的特性(廚余垃圾含量高、含水率較高、熱值低以及垃圾成分復(fù)雜)也決定了在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，填埋處理技術(shù)仍將是我國(guó)城市生活垃圾的主要處理方式，但是現(xiàn)行傳統(tǒng)垃圾填埋處理技術(shù)僅把填埋場(chǎng)作為一個(gè)被動(dòng)接受垃圾的系統(tǒng)，垃圾的生物降解是一個(gè)無(wú)任何控制的自然降解過(guò)程，由于傳統(tǒng)生活垃圾填埋場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問(wèn)題——垃圾的“干墓穴”填埋，埋垃圾濕度低， 無(wú)法為微生物生長(zhǎng)提供一個(gè)適宜的條件，垃圾的生物降解因而受到限制，填埋垃圾的自然降解速度很慢，即使在封場(chǎng)后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)(30 50年)仍需要對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行維護(hù)和管理，如對(duì)滲濾液進(jìn)行處理、對(duì)填埋氣進(jìn)行導(dǎo)排及燃燒等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法解決上述問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其步驟包括垃圾填埋、滲濾液回灌、微生物降解生成填埋氣、滲濾液收集和處理；當(dāng)開(kāi)始所述垃圾填埋步驟后，填埋的所述垃圾中濾出的所述滲濾液經(jīng)收集和處理后，產(chǎn)生的滲濾液用于對(duì)所述填埋垃圾進(jìn)行回灌，所述微生物降解過(guò)程開(kāi)始并產(chǎn)生填埋氣，產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后外排。在所述垃圾填埋步驟中，先將準(zhǔn)備填埋的垃圾進(jìn)行破碎處理，然后將破碎后的所述垃圾進(jìn)行混合，最后將破碎混合后的所述垃圾進(jìn)行填埋并進(jìn)行均勻壓實(shí)；每日的填埋量保證滲濾液從垃圾頂部到底部的連續(xù)滲透，每次填埋完成后用土工織物覆蓋所述填埋垃圾，下次填埋時(shí)揭開(kāi)所述土工織物進(jìn)行填埋，填埋完成后將所述土工織物再次蓋回。在所述微生物降解生成填埋氣過(guò)程中，將填埋場(chǎng)中所述填埋垃圾內(nèi)部的溫度控制在 45 °C -60 °C。待所述微生物降解生成填埋氣的產(chǎn)氣趨勢(shì)下降后，再進(jìn)行所述滲濾液回灌。所述滲濾液的處理步驟包括預(yù)處理、生物處理和膜深度處理。在所述滲濾液的回灌步驟中，若滲濾液反映出填埋場(chǎng)的內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)失衡，在回灌的滲濾液中加入缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使填埋場(chǎng)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)恢復(fù)平衡。在所述滲濾液的回灌步驟中，設(shè)計(jì)方案如下將回流池設(shè)置在填埋場(chǎng)地勢(shì)最高的地方，并在附近設(shè)置泵房，將濃縮液經(jīng)由提升泵提升至回流池中；在填埋場(chǎng)外圍設(shè)置一圈直徑為160mm的不開(kāi)孔的HDPE管，并在固定位置設(shè)有三通連接管，在填埋場(chǎng)中，每隔20m左右就設(shè)置一條盲溝，鋪設(shè)厚30cm的碎石，在碎石之中設(shè)置一根直徑為160mm的HDPE開(kāi)孔管，并且每當(dāng)填埋深度達(dá)到10m，就再鋪設(shè)一層所述盲溝；每一根的HDPE開(kāi)孔管都設(shè)有一個(gè)回流口和許多出水小孔，每一個(gè)所述回流口都設(shè)置有控制回流水量的封口蓋，所述HDPE開(kāi)孔管從所述回流口到每一個(gè)所述出水小孔均保持不小于 2%的坡度；所述回流池中的所述濃縮液經(jīng)所述回流口流入所述HDPE開(kāi)孔管，再經(jīng)所述出水小孔回灌到所述垃圾填埋場(chǎng)。還包括填埋氣處理步驟，在所述填埋氣處理步驟中，所述填埋氣用于發(fā)電或進(jìn)行無(wú)害化處理后排入大氣。本發(fā)明權(quán)利要求中的滲濾液即滲濾(濃縮)液。本發(fā)明中的生物反應(yīng)器填埋方法是通過(guò)有目的的控制手段強(qiáng)化填埋場(chǎng)的微生物過(guò)程，從而加速垃圾中易降解和中等易降解有機(jī)組分轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定的一種垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)運(yùn)行方式，除了具有一般衛(wèi)生填埋方法的垃圾貯存功能外，還具有較強(qiáng)的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、穩(wěn)定化時(shí)間短、填埋氣產(chǎn)量高、收集完全。本發(fā)明在填埋場(chǎng)垃圾的穩(wěn)定化過(guò)程中，由于垃圾組成和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，垃圾進(jìn)人垃圾填埋場(chǎng)后將會(huì)在垃圾——微生物——滲濾液——填埋氣體微生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生一系列物理、化學(xué)和生物學(xué)反應(yīng)，如吸附沉淀、絡(luò)合、生物降解等過(guò)程，使污染物得到降解、凈化。本發(fā)明所謂的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是指碳、氮和磷(C N P)，所謂的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)失衡，是指碳、氮和磷(C N P)之間的比例失衡。本發(fā)明中所述的預(yù)處理主要是利用物理處理去除氨氮和無(wú)機(jī)雜質(zhì)或者改善滲濾液的可生化性，若預(yù)處理工藝不達(dá)標(biāo)，則后續(xù)的處理設(shè)備損耗較大。本發(fā)明中所述的生物處理主要是利用厭氧法、好氧法等方法去除滲濾液中的有機(jī)污染物和氨氮等，處理的效果好，費(fèi)用低，技術(shù)和應(yīng)用都較簡(jiǎn)單。本發(fā)明中所述的膜深度處理主要是利用納濾及反滲透去除滲濾液中的溶解物、懸浮物等，該方法費(fèi)用昂貴，管理復(fù)雜。本發(fā)明的有益效果如下1，本發(fā)明中的垃圾填埋方法具有較強(qiáng)的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、穩(wěn)定化時(shí)間短、填埋氣產(chǎn)量高、收集完全，節(jié)約成本。2，本發(fā)明能夠有效減少滲濾液處理量。


圖1所示是本發(fā)明生物反應(yīng)器垃圾填埋方法的工藝流程圖圖2所示是本發(fā)明滲濾(濃縮)液回灌的場(chǎng)地布置示意圖圖3所示是圖2中A-A方向上的剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案。如圖1所述的一種基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其步驟包括垃圾填埋、 滲濾(濃縮)液回灌、微生物降解生成填埋氣、滲濾液收集和處理；當(dāng)開(kāi)始所述垃圾填埋步驟后，填埋的所述垃圾中濾出的所述滲濾液經(jīng)收集和處理后，產(chǎn)生的滲濾(濃縮)液用于對(duì)所述填埋垃圾進(jìn)行回灌，所述微生物降解過(guò)程開(kāi)始并產(chǎn)生填埋氣，產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后外排。所述滲濾液的處理步驟包括預(yù)處理、生物處理和膜深度處理。在所述垃圾填埋步驟中，先將所述垃圾進(jìn)行填埋并進(jìn)行均勻壓實(shí)；每日的填埋量保證滲濾液從垃圾頂部到底部的連續(xù)滲透，每次填埋完成后用土工織物覆蓋所述填埋垃圾，下次填埋時(shí)揭開(kāi)所述土工織物進(jìn)行填埋，填埋完成后將所述土工織物再次蓋回。在所述微生物降解生成填埋氣過(guò)程中，將填埋場(chǎng)中所述填埋垃圾內(nèi)部的溫度控制在45°C -60°C。在所述滲濾(濃縮)液的回灌步驟中，若滲濾液反映出填埋場(chǎng)的內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)失衡， 在回灌的滲濾(濃縮)液中加入缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使填埋場(chǎng)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)恢復(fù)平衡。并且在所述滲濾(濃縮)液的回灌步驟中，其設(shè)計(jì)方案如下(參見(jiàn)圖2、圖幻將回流池1設(shè)置在填埋場(chǎng)2地勢(shì)最高的地方，并在附近設(shè)置泵房3，將滲濾(濃縮)液經(jīng)由提升泵提升至回流池1中；在填埋場(chǎng)2外圍設(shè)置一圈直徑為160mm的不開(kāi)孔的HDPE管4，并在固定位置設(shè)有三通連接管5，在填埋場(chǎng)中，每隔20m左右就設(shè)置一條盲溝6，鋪設(shè)厚30cm的碎石，在碎石之中設(shè)置一根直徑為160mm的HDPE開(kāi)孔管7，并且每當(dāng)填埋深度達(dá)到10m，就再鋪設(shè)一層所述盲溝6 ；每一根的HDPE開(kāi)孔管7都設(shè)有回流口和許多出水小孔，每一個(gè)所述回流口都設(shè)置有控制回流水量的封口蓋，所述HDPE開(kāi)孔管7從所述回流口到每一個(gè)所述出水小孔均保持不小于2%的坡度；所述回流池1中的所述滲濾(濃縮)液經(jīng)所述回流口流入所述HDPE開(kāi)孔管7，再經(jīng)所述出水小孔回灌到所述填埋場(chǎng)2。本實(shí)施例還包括填埋氣處理步驟，在所述填埋氣處理步驟中，所述填埋氣用于發(fā)電或進(jìn)行無(wú)害化處理后排入大氣。具體各個(gè)步驟中需要考慮如下要素1)日覆蓋材料選擇在滿足防塵、防病、防臭、防火、防動(dòng)物等功能后，生物反應(yīng)器填埋場(chǎng)每日覆蓋應(yīng)該不影響滲濾液的連續(xù)滲透，同時(shí)占據(jù)最少的填埋場(chǎng)空間。建議用HDPE 土工膜取代傳統(tǒng)的土壤覆蓋，并填埋下一層的垃圾時(shí)揭開(kāi)覆蓋材料下次再用。2)垃圾破碎及壓實(shí)控制垃圾破碎后填埋可增加垃圾、滲濾液、微生物相互接觸面積，從而加速垃圾分解。 垃圾壓實(shí)要兼顧多層填埋和滿足滲濾液傳輸要求，避免不均勻的壓實(shí)形成滲濾液優(yōu)先通道。3)滲濾液回流操作根據(jù)產(chǎn)氣和滲濾液日常監(jiān)測(cè)結(jié)果靈活調(diào)整回流操作。最好應(yīng)該在產(chǎn)氣趨勢(shì)下降后再進(jìn)行回流。4) pH 調(diào)節(jié)pH調(diào)節(jié)是生物反應(yīng)器填埋場(chǎng)最有效的管理手段之一。產(chǎn)酸階段的滲濾液回流前先中和，避免場(chǎng)內(nèi)有機(jī)酸積累而抑制甲烷菌生長(zhǎng)繁衍。還可在覆蓋層或垃圾體中加入石灰消化污泥等堿性物質(zhì)增強(qiáng)填埋場(chǎng)的PH緩沖能力。5)添加營(yíng)養(yǎng)在回流滲濾液中加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)有機(jī)垃圾的降解速率有積極作用。若滲濾液反映出填埋場(chǎng)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)(C N P)失衡，可考慮補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以滿足填埋場(chǎng)內(nèi)微生物的需要。6)溫度控制根據(jù)微生物要求填埋場(chǎng)最佳溫度是45°C 60°C，將填埋場(chǎng)溫度控制在這一范圍對(duì)垃圾的快速分解大有益處。 以上通過(guò)具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其特征在于其步驟包括垃圾填埋、滲濾液回灌、微生物降解生成填埋氣、滲濾液收集和處理；當(dāng)開(kāi)始所述垃圾填埋步驟后，填埋的所述垃圾中濾出的所述滲濾液經(jīng)收集和處理后，產(chǎn)生的滲濾液用于對(duì)所述填埋垃圾進(jìn)行回灌，所述微生物降解過(guò)程開(kāi)始并產(chǎn)生填埋氣，產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后外排。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其特征在于在所述垃圾填埋步驟中，先將準(zhǔn)備填埋的垃圾進(jìn)行破碎處理，然后將破碎后的所述垃圾進(jìn)行混合， 最后將破碎混合后的所述垃圾進(jìn)行填埋并進(jìn)行均勻壓實(shí)；每日的填埋量保證滲濾液從垃圾頂部到底部的連續(xù)滲透，每次填埋完成后用土工織物覆蓋所述填埋垃圾，下次填埋時(shí)揭開(kāi)所述土工織物進(jìn)行填埋，填埋完成后將所述土工織物再次蓋回。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其特征在于在所述微生物降解生成填埋氣過(guò)程中，將填埋場(chǎng)中所述填埋垃圾內(nèi)部的溫度控制在45°C -60°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其特征在于待所述微生物降解生成填埋氣的產(chǎn)氣趨勢(shì)下降后，再進(jìn)行所述滲濾液回灌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其特征在于所述滲濾液的處理步驟包括預(yù)處理、生物處理和膜深度處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其特征在于在所述滲濾液的回灌步驟中，若滲濾液反映出填埋場(chǎng)的內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)失衡，在回灌的滲濾液中加入缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使填埋場(chǎng)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)恢復(fù)平衡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其特征在于在所述滲濾液的回灌步驟中，設(shè)計(jì)方案如下將回流池設(shè)置在填埋場(chǎng)地勢(shì)最高的地方，并在附近設(shè)置泵房，將濃縮液經(jīng)由提升泵提升至回流池中；在填埋場(chǎng)外圍設(shè)置一圈直徑為160mm的不開(kāi)孔的HDPE管，并在固定位置設(shè)有三通連接管，在填埋場(chǎng)中，每隔20m左右就設(shè)置一條盲溝，鋪設(shè)厚30cm的碎石，在碎石之中設(shè)置一根直徑為160mm的HDPE開(kāi)孔管，并且每當(dāng)填埋深度達(dá)到10m，就再鋪設(shè)一層所述盲溝；每一根的HDPE開(kāi)孔管都設(shè)有一個(gè)回流口和許多出水小孔，每一個(gè)所述回流口都設(shè)置有控制回流水量的封口蓋，所述HDPE開(kāi)孔管從所述回流口到每一個(gè)所述出水小孔均保持不小于2%的坡度；所述回流池中的所述濃縮液經(jīng)所述回流口流入所述HDPE開(kāi)孔管，再經(jīng)所述出水小孔回灌到所述垃圾填埋場(chǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其特征在于還包括填埋氣處理步驟，在所述填埋氣處理步驟中，所述填埋氣用于發(fā)電或進(jìn)行無(wú)害化處理后排入大氣。
全文摘要
一種基于生物反應(yīng)器原理的垃圾填埋方法，其步驟包括垃圾填埋、滲濾(濃縮)液回灌、微生物降解生成填埋氣、滲濾液收集和處理；當(dāng)開(kāi)始所述垃圾填埋步驟后，填埋的所述垃圾中濾出的所述滲濾液經(jīng)收集和處理后，產(chǎn)生的滲濾(濃縮)液用于對(duì)所述填埋垃圾進(jìn)行回灌，所述微生物降解過(guò)程開(kāi)始并產(chǎn)生填埋氣，產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后外排。本發(fā)明中的垃圾填埋方法具有較強(qiáng)的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、穩(wěn)定化時(shí)間短、填埋氣產(chǎn)量高、收集完全，無(wú)需滲濾液處理設(shè)施，節(jié)約成本。
文檔編號(hào)B09B1/00GK102441551SQ20111027192
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者劉勇, 劉澤軍, 洪慧蘭 申請(qǐng)人:北京高能時(shí)代環(huán)境技術(shù)股份有限公司