CN101182250B - 一种生活垃圾资源化处理技术及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生活垃圾资源化处理技术，包括以下步骤：将去杂垃圾厌氧填埋降解，收集产生的渗滤液；将渗滤液通入污泥中，充分接触反应后回收甲烷，并将反应后的渗滤液回灌到填埋的垃圾中；垃圾填埋降解3～5个月后在垃圾底部曝气，进行好氧堆肥处理；将好氧堆肥后完全腐熟的垃圾破碎、干燥后制成肥料。本发明还提供了一种垃圾处理装置。本发明提供的处理技术在垃圾填埋的后期进行了曝气，加快了垃圾腐熟和稳定化，成本低廉，速度快。
Description
技术领域
本发明涉及环境污染治理领域，具体是指一种生活垃圾资源化处理技术及其装置。
背景技术
常规的生活垃圾厌氧填埋场在填埋场内产生甲烷，导致填埋场有容易发生爆炸的危险。为顺利导出气体避免发生爆炸，同时回收利用气体，需在填埋场内铺设气体收集管道系统，投资昂贵。生活垃圾好氧堆肥处理可将垃圾转化为肥料，但因一直进行曝气，运行成本高。此外，生活垃圾厌氧填埋和好氧堆肥都存在渗滤液二次污染问题。为原位处理渗滤液，一些填埋场将渗滤液直接进行回灌，但渗滤液直接循环回灌型生物反应器技术存在着酸抑制现象。
发明内容
本发明提供了一种成本低廉且垃圾腐熟时间短的生活垃圾资源化处理技术。本发明还提供了一种能同时进行厌氧填埋和好氧堆肥处理的生活垃圾资源化处理装置。
一种生活垃圾资源化处理技术，包括以下步骤：
(1)将垃圾去杂后厌氧填埋；
(2)收集垃圾降解产生的渗滤液并通入污泥中，充分接触反应后回收甲烷，并将反应后的渗滤液回灌到填埋的垃圾中；
垃圾填埋降解过程当中，渗滤液每天都会从垃圾底部流出，收集后直接通入污泥中。
污泥为经过驯化的接种污泥，接种污泥取自同类或相近性质废水处理站的成熟厌氧污泥。污泥中主要含有产氢产乙酸菌和产甲烷菌，其中产氢产乙酸细菌为互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；产甲烷菌为产甲烷杆菌、产甲烷球菌、产甲烷八叠球菌、产甲烷丝菌等。这两类菌群能够降解渗滤液中的有机物，产生沼气。
渗滤液通入污泥中，反应温度控制在30～35℃，反应时间为24～30h。
反应后的渗滤液并不是一次性全部回灌到垃圾中，而应根据回灌前的垃圾含水率来控制，含水率高则回灌得少；含水率低则回灌得多。渗滤液的回灌量应控制在使得回灌后的垃圾含水率维持在60～70％。
渗滤液回灌避免了渗滤液中有机物和微生物的流失，而且提高了填埋垃圾的湿度，加强了填埋场内垃圾、微生物和水分间的相互接触和作用，造就了一个适合微生物生长繁衍的场所，因而能在比传统填埋场短得多的时间内使垃圾和回灌渗滤液中的有机污染物得到有效去除。
渗滤液的收集和回灌一直持续到垃圾降解完成为止。
(3)垃圾填埋降解3～5个月后，在垃圾底部曝气进行好氧堆肥处理；
曝气是指人为向垃圾中通入空气。曝气可提高垃圾体内的氧气含量，维持垃圾中空气的氧气含量为5～10％(体积)，使得好氧微生物大量繁殖，迅速降解有机物。垃圾温度会慢慢上升，当温度上升至50～55℃时，保持这一温度5～7天，杀灭垃圾中的病原微生物，停止通入空气，完成好氧堆肥。
(4)将好氧堆肥后的垃圾破碎、干燥后制成肥料。
垃圾破碎后其粒径小于12mm。因垃圾含水率比较高，为储存、运输和使用方便，需要经过干燥处理，使垃圾的含水率降至25％～35％。
干燥后的垃圾肥可用筛网进行进一步分离，粒径未达到标准的颗粒，重新破碎。经过筛分后的垃圾，可直接供农田施用。
一种生活垃圾资源化处理装置，包括填埋场，填埋场的底端和顶端分别连接有出水管和进水管，出水管和进水管另一端连接有产甲烷反应器，形成循环回路，填埋场的底部设有曝气层。
所述的产甲烷反应器内设有三相分离器。
本发明提供的生活垃圾资源化处理技术，在垃圾填埋的后期进行了曝气，加快了垃圾腐熟和稳定化，不仅解决了厌氧填埋垃圾稳定化时间长的问题，而且解决了垃圾好氧堆肥处理因全过程进行曝气导致运行成本高的问题。
本发明提供的生活垃圾资源化处理装置，填埋场底部设有曝气层，所以能同时进行厌氧填埋和好氧堆肥，克服了厌氧填埋和好氧堆肥单独使用的缺点，不仅建造使用成本低廉，而且处理垃圾速度快。
附图说明
图1为本发明生活垃圾处理装置的结构示意图；
图2为图1所示装置填埋场曝气层A-A的剖面图。
具体实施方式
如图1所示，一种生活垃圾资源化处理装置，包括填埋场1，填埋场1的底端和顶端分别连接有出水管14和进水管15，出水管14和进水管15另一端连接有产甲烷反应器2，形成循环回路。
填埋场1总共分为5层，中间层为用于填埋垃圾的垃圾层9，底部设有曝气层12，如图2所示，爆气层12内设有干管19，干管19一端连接有空压机13，干管中间设有碟阀21，干管19上分接有若干根支管20，每根支管20上开有若干个爆气孔22。安装时，爆气孔朝下以免被垃圾堵塞。为了防止垃圾堵塞曝气孔22，在曝气层12和垃圾层9之间增设碎石层11，碎石直径大约在3cm～7cm，碎石层11的空隙大小只允许渗滤液能顺利从垃圾层9流出。垃圾层顶端铺有沙层10，有利于气体均匀导出。沙层10上端为气室16，气室16外通过导管连接有气体流量计7和集气袋8。
产甲烷反应器2为一密闭容器，容器内设有三相分离器3，三相分离器3由几块折射平板组成。
出水管14中间段设有集水瓶4和蠕动泵6，进水管15的中间段设有集水瓶5和蠕动泵6。集水瓶4的位置要低于填埋场1的出水口，集水瓶5的位置要低于产甲烷反应器2的出水口，渗滤液会自动从高处向低处流动，节省动力。
本发明生活垃圾资源化处理装置工作流程如下：
当垃圾填埋再填埋场1中垃圾层9时，由于垃圾的降解，渗滤液从填埋场1的底部流出，自动流入集水瓶4中，当渗滤液一经流出，就从产甲烷反应器2底部通过蠕动泵6泵入产甲烷反应器2内，蠕动泵6连续开启。
渗滤液与污泥充分接触后，污泥中微生物分解渗滤液中的微生物，产生沼气。由于沼气的搅动，使得底部部分固液混合物逐渐上升，上升到三相分离器3时，由于折射板的作用，沼气折射向四周，最后穿过水层，进入产甲烷反应器3的最顶层的气室18中，气室18外通过导管连接有气体流量计7和集气袋8。固液混合物则向产甲烷反应器3底部运动，运动中污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，最终由于重力作用沉降到底部，实现三相分离。
产甲烷反应器2上部设有溢流堰，渗滤液从溢流堰流出进入集水瓶5中，集水瓶5中的渗滤液通过泵6回灌到填埋场1中的垃圾中。因渗滤液的平均流量不变，通过调整产甲烷反应器2的体积，可控制渗滤液在其内部的停留时间。
曝气时，通过空压机13将空气压入管道内，空气再均匀传输到垃圾中。
污泥驯化
1.接种
取废水处理厂的厌氧污泥，也可取自相同或类似性质废水处理站的成熟厌氧污泥作为接种污泥，将污泥投入产甲烷反应器2中，每升甲烷反应器2投入15～20gVSS的厌氧污泥。
2.活化
往产甲烷反应器2中通入模拟废水。模拟废水用水、葡萄糖、氯化铵、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、酵母膏、蛋白胨、硫化钠、微量元素等按照厌氧微生物所需的营养比例BOD5∶N∶P＝250∶5∶1配置，当出水的COD去除率达到70％以后，稳定运行3～4天。进水量与渗滤液流量一致。
3.驯化
将80％模拟废水和20％的渗滤液混合通入产甲烷反应器2中，当出水COD的去除率在75％以上且pH＞7.0时，稳定运行3～5天。然后将渗滤液的比例以20％为梯度逐步提高至100％，每次提高前都应在使出水COD的去除率在75％以上且pH＞7.0，稳定运行3～5天后。进水量与渗滤液流量一致。
实施例1
(1)去除生活垃圾中的塑料、石头、金属及玻璃等难降解物质，将垃圾填入填埋场1中的垃圾层9中，垃圾开始降解。
(2)垃圾填埋降解过程当中，渗滤液从填埋场1底部流出进入集水瓶4内。将渗滤液从进水管14泵入产甲烷反应器2的底部，与产甲烷反应器2底部的经驯化的厌氧污泥充分接触反应，控制反应温度为35℃，反应过程中的产生的甲烷用集气袋8收集，渗滤液在产甲烷反应器2内的停留时间24h后从产甲烷反应器2溢出，进入集水瓶5收中，当垃圾中含水率低于70％时，通过蠕动棒蠕动泵6将集水瓶5中的渗滤液回灌到填埋场1的垃圾中，维持垃圾中含水率为70％，此过程持续至垃圾降解完成。
(3)填埋降解3个月后，在填埋场底部用空压机13往填埋场1中通入空气进行好氧堆肥，维持垃圾中空气的氧气含量在5％(体积)。当温度上升至50℃时，维持7天后，好氧堆肥完成。
(4)将好氧堆肥后的垃圾破碎，破碎后垃圾粒径小于12mm，然后对垃圾进行干燥处理，干燥后垃圾的含水率降至25％，干燥后将垃圾进一步筛分，不符合标准的垃圾进一步破碎，制成的垃圾肥直接用于农田施肥。
实施例2
(1)去除生活垃圾中的塑料、石头、金属及玻璃等难降解物质，将垃圾填入填埋场1中的垃圾层9中，垃圾开始降解。
(2)垃圾填埋降解过程当中，渗滤液从填埋场1底部流出进入集水瓶4内。将渗滤液从进水管14泵入产甲烷反应器2的底部，与产甲烷反应器2底部的经驯化的厌氧污泥充分接触反应，控制反应温度为30℃，反应过程中的产生的甲烷用集气袋8收集，渗滤液在产甲烷反应器2内的停留时间30h后从产甲烷反应器2溢出，进入集水瓶5中，当垃圾中含水率低于60％时，通过蠕动泵6将集水瓶5中的渗滤液回灌到填埋场1的垃圾中，维持垃圾中含水率为60％，此过程持续至垃圾降解完成。
(3)填埋降解5个月后，在填埋场底部利用空压机13往填埋场1中通入空气进行好氧堆肥，维持垃圾中空气的氧气含量在10％(体积)。当温度上升至55℃时，维持5天后，好氧堆肥完成。
(4)将好氧堆肥后的垃圾破碎，破碎后垃圾粒径小于12mm，然后对垃圾进行干燥处理，干燥后垃圾的含水率降至35％，干燥后将垃圾进一步筛分，不符合标准的垃圾进一步破碎，制成的垃圾肥直接用于农田施肥。
Claims (3)
1.一种生活垃圾资源化处理方法，包括以下步骤：
(1)将垃圾去杂后厌氧填埋；
(2)收集垃圾降解产生的渗滤液并通入污泥中，充分接触反应后回收甲烷，并将反应后的渗滤液回灌到填埋的垃圾中；
所述的污泥为经过驯化的厌氧污泥；
反应温度为30～35℃，反应时间为24～30h；
渗滤液的回灌量维持垃圾的含水率为60～70％；
(3)垃圾填埋3～5个月后，在垃圾底部曝气进行好氧堆肥处理；好氧堆肥处理过程中，通过曝气维持垃圾中的氧气体积百分含量为5％～10％；
(4)将好氧堆肥后的垃圾破碎、干燥后制成肥料。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾资源化处理方法，其特征在于：好氧堆肥处理过程中，垃圾温度升高，到50～55℃时，维持5～7天。
3.根据权利要求1所述的生活垃圾资源化处理方法，其特征在于：垃圾破碎的直径小于12mm，干燥后垃圾的含水率为25％～35％。
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