CN106040696B - 垃圾填埋方法 - Google Patents
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Abstract
为解决传统填埋场易出现酸积累、产气受抑制，渗滤液污染物浓度高、处理难度大，恶臭污染严重等突出问题，本发明公开了垃圾填埋方法，包括：将垃圾中的一部分进行好氧预处理；以及将未经好氧预处理的垃圾和经过好氧预处理的垃圾在填埋场进行交替填埋。交替填埋中，以厌氧填埋为主。好氧预处理对垃圾进行适当预处理，适度去除垃圾中易降解有机物和加速垃圾降解，然后由好氧预处理后的垃圾作为厌氧填埋的基础层和/或缓冲层，为原生垃圾中有机物的降解提供良好的缓冲场所，从而避免形成酸积累，降低渗滤液污染物浓度。同时，经过好氧预处理的垃圾作为覆盖层，还可以去除和控制填埋场表面释放的恶臭污染物。
Description
技术领域
本发明总体涉及环境保护的垃圾处理技术领域，特别地涉及垃圾填埋方法。
背景技术
我国生活垃圾卫生填埋以厌氧型卫生填埋为主，但是由于我国生活垃圾属于混合收集，生活垃圾产量大，填埋垃圾的含水率和有机物含量高，多年的运行经验表明，传统厌氧型卫生填埋存在如下突出问题：一是渗滤液产量大，污染负荷高，可生化性低，处理难度大费用高，对地下水和地表水构成严重威胁；二是填埋产气速率低过程长，收集利用难度大，增加温室气体排放，特别是渗滤液导排不畅的场区，导气管道常因渗滤液入渗而堵塞，更加降低了填埋气的收集利用率，；三是土地利用效率低，占地面积大；四是有机物降解缓慢，垃圾稳定化时间长，封场后还需持续监管维护；五是填埋区没有生物覆盖层，产生的恶臭气体直接对空排放，造成恶臭污染严重。
传统厌氧型卫生填埋的突出问题与入场垃圾的特性密切相关。我国入场垃圾易降解有机物含量过高，填埋初期产酸与产气反应速率失调，其带来的后果是：垃圾降解缓慢，产气期滞后；有机碳通过渗滤液排放，碳的流失对垃圾的产气能力产生不利影响。填埋后期渗滤液中氨氮的浓度高，其带来的后果是：渗滤液C/N低，渗滤液处理难度大，成本高；高氨氮使产甲烷菌活性降低，产气再次受到抑制。
发明内容
发明人认为，厨余垃圾含量高是导致我国填埋场出现这些问题的最主要原因，在垃圾源头分类回收较难开展的情况下，需要采取适当的技术手段改变垃圾的构成以及填埋场内部的降解环境。
本发明的目的之一是通过好氧预处理-直接厌氧填埋交替填埋方法，将好氧工艺与厌氧填埋有机结合，加速厌氧填埋稳定化进程，减少原生垃圾进入填埋区时的含水率。通过好氧预处理后的垃圾形成微生物覆盖层，控制填埋作业面污染物的排放。通过好氧预处理去除导致填埋场极度酸化、并抑制稳定化进程的挥发性脂肪酸，促使原始垃圾中有机物转化为能够快速适应填埋场厌氧环境的物质，通过预处理阶段的碳氮协同转化集中去除氮类污染物、减少 填埋阶段氨气的无组织释放以及后续渗滤液处理难度，从而促进有机质产甲烷进程、加速填埋场稳定化、减少填埋臭气的释放、改善填埋场运行环境。
根据本发明的一个方面，提供了一种垃圾填埋方法，可以包括：将垃圾中的一部分进行好氧预处理；以及将未经好氧预处理的垃圾和经过好氧预处理的垃圾在填埋场进行交替填埋。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，经过好氧预处理后的垃圾可以作为填埋区的基础层和/或缓冲层。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，经过好氧预处理后的垃圾还可以作为下述层中的至少一项：日覆盖层、中间覆盖层、最终覆盖层。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的基础层的情况下，厚度大于等于3米。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的缓冲层的情况下，厚度为1-2米。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的日覆盖层的情况下，厚度为0.2-0.4米。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的中间覆盖层的情况下，厚度为0.6-1.5米。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的最终覆盖层的情况下，厚度大于等于2米。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，根据功能区的不同对垃圾选择相应的好氧预处理程度；作为基础层或覆盖层时的好氧预处理程度大于作为缓冲层时的好氧预处理程度。
进一步地，根据本发明实施例的垃圾填埋方法，好氧预处理的实现形式是好氧条垛式堆肥工艺或机械翻垛工艺或被动自然通风工艺，以及好氧预处理过程中进行恶臭污染物控制措施。
根据本发明实施例的垃圾填埋方法，可以获得下述有益效果中的一项或多项：
1、加速城市生活垃圾稳定化过程。垃圾通过好氧预处理后，易降解的有机质(挥发性脂肪酸)得到部分去除，用作填埋场内的基础层、缓冲层或者覆盖层，从而为高有机质的原生垃圾提供了良好的降解场所和缓冲空间，降低了酸积累的程度，从而促进有机质产甲烷进程、加速填埋场稳定化。
2、实现垃圾填埋场的循环利用。好氧预处理-直接厌氧交替填埋的方法能够使垃圾稳定 化时间缩短至2-3年，矿化垃圾开挖进行资源化后空余的土地可以再填入新的垃圾，实现了填埋场的循环利用。
3、缩短垃圾填埋场产气滞后期和产气集周期，提高了填埋气收集率。通过好氧预处理改善垃圾特性，在适度缩短产气滞后期及产气集中期的同时，可以获得相当高并相对集中的产气量，提高了填埋气的收率。
3、增大单位有机质的甲烷产率，降低在厌氧填埋过程中氨氮对产甲烷菌的抑制。含氮物质部分在好氧预处理过程中被去除，减少了带入填埋场内的有机氮，从而降低填埋过程中产生的氨氮，增大了甲烷产生量，减少了氨氮对产甲烷菌的抑制。
4、减轻填埋气收集管路被堵塞情况。经过好氧预处理进入填埋区内垃圾的有机物含水率大大降低，因此降低了填埋区内垃圾的渗滤液产生量，进而减轻了填埋气收集管路被堵塞情况的发生。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的垃圾填埋方法的示意图。
具体实施方式
将参照附图详细描述根据本发明的实施例。
首先，说明一下本文中使用的术语的含义：
日覆盖层、中间覆盖层、最终覆盖层：每日覆盖、中间覆盖和最终覆盖是我国相关标准与规范要求的垃圾处理步骤，对应得到的覆盖层称为日覆盖层、中间覆盖层、最终覆盖层。每日覆盖是指每天作业完要覆盖，薄一些；中间覆盖是指一个单元基本完成之后，可能要间隔相当长一段时间再次作业，需要进行比较厚的覆盖；最终覆盖是指封场时的覆盖，更厚一些。
缓冲层：本文引入的新概念，是从垃圾降解需要的角度来考虑，在填埋过程中加入“稳定化垃圾”作为缓冲层，避免过度的酸积累。
根据本发明一个实施例，一个具体垃圾填埋的处理过程示例如下：
在填埋场区附近设置好氧预处理厂，收集的新鲜垃圾进入填埋场后，分为两部分，一部分(5-15％)运送到好氧预处理厂，垃圾堆放密度在400-600kg/m3，通风速率在 0.04-0.08m3·min-1·m-3的范围内，可实现有机物的快速降解；其余的85-95％原生垃圾直接进入填埋场填埋。经过好氧预处理的垃圾可以分别作为填埋场的基础层、中间覆盖层、日覆盖层、缓冲层和最终覆盖层使用。
如图1所示，示例性地，在填埋分单元填埋原生垃圾时，先将经好氧预处理的垃圾作为基础层填埋，厚度至少为3米，然后再交替填入原生垃圾和好氧预处理垃圾。具体地，例如待原生垃圾填埋到1-1.5米厚时，再填入0.2-0.4米厚的好氧预处理垃圾作为日覆盖层，待原生垃圾填埋到3-5米厚时，再填入1-2米的好氧预处理垃圾为缓冲层使用，在缓冲层上继续填埋原生垃圾。待填埋单元达到设计的填埋标高后，进行中期覆盖，在原生垃圾上填埋0.6-1.5米的好氧预处理垃圾作为中间覆盖层使用。待多个填埋单元填满后，将几个填埋单元进行统一的终场封场，终场封场采用厚度至少为2米的好氧预处理垃圾。
在前面示例中，经好氧预处理的垃圾作为基础层、缓冲层、中间覆盖层、日覆盖层和最终覆盖层使用。不过此为优选示例，视需要，可以进行改变，例如经好氧预处理的垃圾仅作为这些层中的部分使用。
具体应用示例：
某生活垃圾卫生填埋场，设计日处理生活垃圾600吨，采用“好氧预处理-直接厌氧”交替填埋工艺，采用分单元填埋作业方式。好氧预处理工艺采用机械翻垛工艺，设计好氧预处理垃圾量为50吨/天，直接进行填埋量为550吨/天。好氧预处理垃圾分别作为填埋场的基础层、中间覆盖层、日覆盖层和最终覆盖层使用。
采用“好氧预处理-直接厌氧”交替填埋工艺的作业单元，在自填埋开始第2年即开始进入产气高峰期，在填埋气中甲烷所占比例达到60％左右，填埋第3年开始，填埋气中甲烷含量开始回落至45％，第4年开始甲烷含量降低至15％。第5年时检测采用“好氧预处理-直接厌氧”交替填埋单元内垃圾有机质成分降低到10％以下，垃圾填埋场表面沉降量降低到1厘米/年。基本达到稳定化程度，5年内填埋单元内吨垃圾产气率达到186立方米。
采用单纯厌氧填埋的作业单元，自填埋第2年开始才逐渐开始产气，填埋气中甲烷所占比例在30％左右，填埋第5年填埋气中甲烷含量仍持续在44％左右，5年内填埋单元内吨垃圾产气率约为116立方米。
在上面详细描述了本发明实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种垃圾填埋方法，包括：
将垃圾中的一部分进行好氧预处理；以及
将未经好氧预处理的垃圾和经过好氧预处理的垃圾在填埋场进行交替填埋。
2.根据权利要求1的垃圾填埋方法，其中经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的基础层和/或缓冲层。
3.根据权利要求2的垃圾填埋方法，其中经过好氧预处理后的垃圾还作为下述层中的至少一项：
每日覆盖层、中间覆盖层、最终覆盖层。
4.根据权利要求2的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的基础层的情况下，厚度大于等于3米。
5.根据权利要求2的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的缓冲层的情况下，厚度为1-2米。
6.根据权利要求3的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的每日覆盖层的情况下，厚度为0.2-0.4米。
7.根据权利要求3的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的中间覆盖层的情况下，厚度为0.6-1.5米。
8.根据权利要求3的垃圾填埋方法，在经过好氧预处理后的垃圾作为填埋区的最终覆盖层的情况下，厚度大于等于2米。
9.根据权利要求3-8任一项的垃圾填埋方法，根据功能区的不同对垃圾选择相应的好氧预处理程度；作为基础层或覆盖层时的好氧预处理程度大于作为缓冲层时的好氧预处理程度。
10.根据权利要求1-8任一项的垃圾填埋方法，好氧预处理的实现形式是好氧条垛式堆肥工艺或机械翻垛工艺或被动自然通风工艺，以及好氧预处理过程中进行恶臭污染物控制措施。
11.根据权利要求1-8任一项的垃圾填埋方法，需经好氧预处理的垃圾数量占总垃圾数目的5-15％。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200114 Address after: 215163 Room 301, building 16, No.158, Jinfeng Road, science and Technology City, Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province Patentee after: Suzhou Shuimu Zhanqing Environmental Technology Co.,Ltd. Address before: 100084 Tsinghua University, Beijing, Haidian District Patentee before: Tsinghua University |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Landfill method Effective date of registration: 20220610 Granted publication date: 20180717 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Beijing Shijingshan sub branch Pledgor: Suzhou Shuimu Zhanqing Environmental Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022990000316 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231030 Granted publication date: 20180717 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Beijing Shijingshan sub branch Pledgor: Suzhou Shuimu Zhanqing Environmental Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022990000316 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231114 Address after: Room A-4036, Building 3, No. 20 Yong'an Road, Shilong Economic Development Zone, Mentougou District, Beijing, 102308 Patentee after: Beijing Shuimu Zhanqing Environmental Protection Technology Group Co.,Ltd. Address before: Room 301, building 16, No. 158, Jinfeng Road, hi tech city, Suzhou City, Jiangsu Province 215163 Patentee before: Suzhou Shuimu Zhanqing Environmental Technology Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |