CN102441551A - 一种基于生物反应器原理的垃圾填埋方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其步骤包括垃圾填埋、渗滤(浓缩)液回灌、微生物降解生成填埋气、渗滤液收集和处理；当开始所述垃圾填埋步骤后，填埋的所述垃圾中滤出的所述渗滤液经收集和处理后，产生的渗滤(浓缩)液用于对所述填埋垃圾进行回灌，所述微生物降解过程开始并产生填埋气，产生的渗滤液经处理达标后外排。本发明中的垃圾填埋方法具有较强的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、稳定化时间短、填埋气产量高、收集完全，无需渗滤液处理设施，节约成本。

Description

一种基于生物反应器原理的垃圾填埋方法
技术领域
本发明涉及城市垃圾处理技术领域，尤其涉及一种基于生物反应器原理的垃圾填埋方法。
背景技术
随着我国社会经济的发展和人们生活水平的提高，对城市环境的要求越来越高，需要寻求新的垃圾处理技术。填埋技术是目前国内外主要的垃圾处理方法，在我国垃圾填埋处理约占全部垃圾处理量的70％，并且我国的国情以及城市生活垃圾的特性(厨余垃圾含量高、含水率较高、热值低以及垃圾成分复杂)也决定了在今后相当长的一段时间内，填埋处理技术仍将是我国城市生活垃圾的主要处理方式，但是现行传统垃圾填埋处理技术仅把填埋场作为一个被动接受垃圾的系统，垃圾的生物降解是一个无任何控制的自然降解过程，由于传统生活垃圾填埋场结构设计上的问题——垃圾的“干墓穴”填埋，埋垃圾湿度低，无法为微生物生长提供一个适宜的条件，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，即使在封场后相当长一段时间内(30～50年)仍需要对填埋场进行维护和管理，如对渗滤液进行处理、对填埋气进行导排及燃烧等。
发明内容
本发明的目的在于设计一种基于生物反应器原理的垃圾填埋方法解决上述问题。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其步骤包括垃圾填埋、渗滤液回灌、微生物降解生成填埋气、渗滤液收集和处理；当开始所述垃圾填埋步骤后，填埋的所述垃圾中滤出的所述渗滤液经收集和处理后，产生的渗滤液用于对所述填埋垃圾进行回灌，所述微生物降解过程开始并产生填埋气，产生的渗滤液经处理达标后外排。
在所述垃圾填埋步骤中，先将准备填埋的垃圾进行破碎处理，然后将破碎后的所述垃圾进行混合，最后将破碎混合后的所述垃圾进行填埋并进行均匀压实；每日的填埋量保证渗滤液从垃圾顶部到底部的连续渗透，每次填埋完成后用土工织物覆盖所述填埋垃圾，下次填埋时揭开所述土工织物进行填埋，填埋完成后将所述土工织物再次盖回。
在所述微生物降解生成填埋气过程中，将填埋场中所述填埋垃圾内部的温度控制在45℃-60℃。
待所述微生物降解生成填埋气的产气趋势下降后，再进行所述渗滤液回灌。
所述渗滤液的处理步骤包括预处理、生物处理和膜深度处理。
在所述渗滤液的回灌步骤中，若渗滤液反映出填埋场的内营养物质失衡，在回灌的渗滤液中加入缺少的营养物质使填埋场内的营养物质恢复平衡。
在所述渗滤液的回灌步骤中，设计方案如下：将回流池设置在填埋场地势最高的地方，并在附近设置泵房，将浓缩液经由提升泵提升至回流池中；
在填埋场外围设置一圈直径为160mm的不开孔的HDPE管，并在固定位置设有三通连接管，在填埋场中，每隔20m左右就设置一条盲沟，铺设厚30cm的碎石，在碎石之中设置一根直径为160mm的HDPE开孔管，并且每当填埋深度达到10m，就再铺设一层所述盲沟；每一根的HDPE开孔管都设有一个回流口和许多出水小孔，每一个所述回流口都设置有控制回流水量的封口盖，所述HDPE开孔管从所述回流口到每一个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浓缩液经所述回流口流入所述HDPE开孔管，再经所述出水小孔回灌到所述垃圾填埋场。
还包括填埋气处理步骤，在所述填埋气处理步骤中，所述填埋气用于发电或进行无害化处理后排入大气。
本发明权利要求中的渗滤液即渗滤(浓缩)液。
本发明中的生物反应器填埋方法是通过有目的的控制手段强化填埋场的微生物过程，从而加速垃圾中易降解和中等易降解有机组分转化和稳定的一种垃圾卫生填埋场运行方式，除了具有一般卫生填埋方法的垃圾贮存功能外，还具有较强的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、稳定化时间短、填埋气产量高、收集完全。
本发明在填埋场垃圾的稳定化过程中，由于垃圾组成和结构的复杂性，垃圾进人垃圾填埋场后将会在垃圾——微生物——渗滤液——填埋气体微生态系统内发生一系列物理、化学和生物学反应，如吸附沉淀、络合、生物降解等过程，使污染物得到降解、净化。
本发明所谓的营养物质，是指碳、氮和磷(C∶N∶P)，所谓的营养物质失衡，是指碳、氮和磷(C∶N∶P)之间的比例失衡。
本发明中所述的预处理主要是利用物理处理去除氨氮和无机杂质或者改善渗滤液的可生化性，若预处理工艺不达标，则后续的处理设备损耗较大。
本发明中所述的生物处理主要是利用厌氧法、好氧法等方法去除渗滤液中的有机污染物和氨氮等，处理的效果好，费用低，技术和应用都较简单。
本发明中所述的膜深度处理主要是利用纳滤及反渗透去除渗滤液中的溶解物、悬浮物等，该方法费用昂贵，管理复杂。
本发明的有益效果如下：
1，本发明中的垃圾填埋方法具有较强的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、稳定化时间短、填埋气产量高、收集完全，节约成本。
2，本发明能够有效减少渗滤液处理量。
附图说明
图1所示是本发明生物反应器垃圾填埋方法的工艺流程图：
图2所示是本发明渗滤(浓缩)液回灌的场地布置示意图：
图3所示是图2中A-A方向上的剖面图。
具体实施方式
下面详细说明本发明优选的技术方案。
如图1所述的一种基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其步骤包括垃圾填埋、渗滤(浓缩)液回灌、微生物降解生成填埋气、渗滤液收集和处理；当开始所述垃圾填埋步骤后，填埋的所述垃圾中滤出的所述渗滤液经收集和处理后，产生的渗滤(浓缩)液用于对所述填埋垃圾进行回灌，所述微生物降解过程开始并产生填埋气，产生的渗滤液经处理达标后外排。所述渗滤液的处理步骤包括预处理、生物处理和膜深度处理。
在所述垃圾填埋步骤中，先将所述垃圾进行填埋并进行均匀压实；每日的填埋量保证渗滤液从垃圾顶部到底部的连续渗透，每次填埋完成后用土工织物覆盖所述填埋垃圾，下次填埋时揭开所述土工织物进行填埋，填埋完成后将所述土工织物再次盖回。在所述微生物降解生成填埋气过程中，将填埋场中所述填埋垃圾内部的温度控制在45℃-60℃。
在所述渗滤(浓缩)液的回灌步骤中，若渗滤液反映出填埋场的内营养物质失衡，在回灌的渗滤(浓缩)液中加入缺少的营养物质使填埋场内的营养物质恢复平衡。
并且在所述渗滤(浓缩)液的回灌步骤中，其设计方案如下(参见图2、图3)：将回流池1设置在填埋场2地势最高的地方，并在附近设置泵房3，将渗滤(浓缩)液经由提升泵提升至回流池1中；在填埋场2外围设置一圈直径为160mm的不开孔的HDPE管4，并在固定位置设有三通连接管5，在填埋场中，每隔20m左右就设置一条盲沟6，铺设厚30cm的碎石，在碎石之中设置一根直径为160mm的HDPE开孔管7，并且每当填埋深度达到10m，就再铺设一层所述盲沟6；每一根的HDPE开孔管7都设有回流口和许多出水小孔，每一个所述回流口都设置有控制回流水量的封口盖，所述HDPE开孔管7从所述回流口到每一个所述出水小孔均保持不小于2％的坡度；所述回流池1中的所述渗滤(浓缩)液经所述回流口流入所述HDPE开孔管7，再经所述出水小孔回灌到所述填埋场2。本实施例还包括填埋气处理步骤，在所述填埋气处理步骤中，所述填埋气用于发电或进行无害化处理后排入大气。
具体各个步骤中需要考虑如下要素：
1)日覆盖材料选择
在满足防尘、防病、防臭、防火、防动物等功能后，生物反应器填埋场每日覆盖应该不影响渗滤液的连续渗透，同时占据最少的填埋场空间。建议用HDPE土工膜取代传统的土壤覆盖，并填埋下一层的垃圾时揭开覆盖材料下次再用。
2)垃圾破碎及压实控制
垃圾破碎后填埋可增加垃圾、渗滤液、微生物相互接触面积，从而加速垃圾分解。垃圾压实要兼顾多层填埋和满足渗滤液传输要求，避免不均匀的压实形成渗滤液优先通道。
3)渗滤液回流操作
根据产气和渗滤液日常监测结果灵活调整回流操作。最好应该在产气趋势下降后再进行回流。
4)pH调节
pH调节是生物反应器填埋场最有效的管理手段之一。产酸阶段的渗滤液回流前先中和，避免场内有机酸积累而抑制甲烷菌生长繁衍。还可在覆盖层或垃圾体中加入石灰消化污泥等碱性物质增强填埋场的pH缓冲能力。
5)添加营养
在回流渗滤液中加入营养物质对有机垃圾的降解速率有积极作用。若渗滤液反映出填埋场内营养(C∶N∶P)失衡，可考虑补充营养物质以满足填埋场内微生物的需要。
6)温度控制
根据微生物要求填埋场最佳温度是45℃～60℃，将填埋场温度控制在这一范围对垃圾的快速分解大有益处。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其特征在于：其步骤包括垃圾填埋、渗滤液回灌、微生物降解生成填埋气、渗滤液收集和处理；当开始所述垃圾填埋步骤后，填埋的所述垃圾中滤出的所述渗滤液经收集和处理后，产生的渗滤液用于对所述填埋垃圾进行回灌，所述微生物降解过程开始并产生填埋气，产生的渗滤液经处理达标后外排。
2.根据权利要求1所述的基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其特征在于：在所述垃圾填埋步骤中，先将准备填埋的垃圾进行破碎处理，然后将破碎后的所述垃圾进行混合，最后将破碎混合后的所述垃圾进行填埋并进行均匀压实；每日的填埋量保证渗滤液从垃圾顶部到底部的连续渗透，每次填埋完成后用土工织物覆盖所述填埋垃圾，下次填埋时揭开所述土工织物进行填埋，填埋完成后将所述土工织物再次盖回。
3.根据权利要求1所述的基于生物反应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气过程中，将填埋场中所述填埋垃圾内部的温度控制在45℃-60℃。
4.根据权利要求1所述的基于生物反应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气的产气趋势下降后，再进行所述渗滤液回灌。
5.根据权利要求1所述的基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其特征在于：所述渗滤液的处理步骤包括预处理、生物处理和膜深度处理。
6.根据权利要求1所述的基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其特征在于：在所述渗滤液的回灌步骤中，若渗滤液反映出填埋场的内营养物质失衡，在回灌的渗滤液中加入缺少的营养物质使填埋场内的营养物质恢复平衡。
7.根据权利要求1所述的基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其特征在于：在所述渗滤液的回灌步骤中，设计方案如下：将回流池设置在填埋场地势最高的地方，并在附近设置泵房，将浓缩液经由提升泵提升至回流池中；
在填埋场外围设置一圈直径为160mm的不开孔的HDPE管，并在固定位置设有三通连接管，在填埋场中，每隔20m左右就设置一条盲沟，铺设厚30cm的碎石，在碎石之中设置一根直径为160mm的HDPE开孔管，并且每当填埋深度达到10m，就再铺设一层所述盲沟；每一根的HDPE开孔管都设有一个回流口和许多出水小孔，每一个所述回流口都设置有控制回流水量的封口盖，所述HDPE开孔管从所述回流口到每一个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浓缩液经所述回流口流入所述HDPE开孔管，再经所述出水小孔回灌到所述垃圾填埋场。
8.根据权利要求1所述的基于生物反应器原理的垃圾填埋方法，其特征在于：还包括填埋气处理步骤，在所述填埋气处理步骤中，所述填埋气用于发电或进行无害化处理后排入大气。
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