CN109332344A - 垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，包括以下步骤：①将固化基料投入干料混合系统中进行混合，形成固化基料混合料；②将渗沥液经生化和膜过滤工艺处置后产生的浓缩液，与固化基料混合料共同投入到混合搅拌系统中搅拌均匀，形成均匀混合料；③在均匀混合料中加入垃圾渗滤液浓缩液和固化剂，形成高粘性糊状复合材料；利用喷射设备将均匀混合料均匀喷射在垃圾填埋场作业区表面，直接对垃圾填埋场进行原位覆盖。本发明是卫生填埋场作业区表面直接进行原位覆盖，干燥后形成具有防雨、防火、隔味除臭功能的硬膜,从而阻隔绝大多数雨水渗入，减少垃圾渗沥液生成。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾填埋场废水处理及堆体覆盖工艺，尤其是涉及垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺。
背景技术
我国超过80％的城市垃圾是通过卫生填埋法处理。卫生填埋是最为经济和普遍的处理市政生活垃圾的方法。由于现阶段普遍采用的黄土覆盖防雨水功能有限，雨季时垃圾渗滤液产量骤增。如图1所示，目前，多数垃圾填埋场釆用反渗透膜处理垃圾渗滤液，但渗滤液经膜处理工艺后仍产生20％～40％的浓缩液，浓缩液中含有大量高浓度的有机物、氨氮和盐分，处理难度大、腐蚀性强已成为其典型特征，由于处置难度大和成本高的原因，目前无经济、有效的方式对其进行处置，主要以回灌至垃圾堆体或渗滤液池的方式为主。浓缩液回灌一方面加大了后续膜处理的压力、并增加了后续运行成本；另一方面，浓缩又回到渗滤液池中，其中的有害物质并未得到根本处置。焚烧、多效蒸发等工艺虽然可以从根本处置污染物，但其建设成本和运行成本均过高，且产生的污泥、灰渣再利用难度较大，并非未来垃圾渗滤液浓缩液的最佳方法。
我国垃圾覆盖主要通过HDPE膜和黄土覆盖为主，覆盖成本高、工程作业复杂、库容损失大、浪费土资源等问题逐渐显现，甚至部分卫生垃圾填埋场仍未采取有效的作业方式进行防雨覆盖，大量降雨将渗入填埋作业区渗滤液数据剧增。另由于政策、经费等遗留问题原因，部分填埋场渗沥液堆存量已超过环境风险警戒线，浓缩液的回灌也加剧了此风险的增加。因此，垃圾浓缩液的固化稳定化处理以及对垃圾堆体进行科学有效的防雨覆盖具有重要意义。如能解决垃圾填埋场的防水覆盖问题，并研发一种浓缩液资源化利用技术，则能较快更快降低渗滤液存量和新渗滤液生成，降低和缓解垃圾渗沥液引发的环境风险，同时减少处置成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾填埋场浓缩液固化稳定化处理及垃圾防水覆盖原位资源化应用工艺，该工艺以垃圾渗沥液浓缩液为溶剂，并对产生渗沥液的填埋场作业区域进行原位覆盖。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案如下：
垃圾填埋场浓缩液固化稳定化处理及垃圾防水覆盖原位资源化应用工艺，包括以下步骤：
①将固化基料投入干料混合系统中进行混合，形成固化基料混合料；
②将渗沥液经生化和膜过滤工艺处置后产生的浓缩液，与固化基料混合料共同投入到混合搅拌系统中搅拌均匀，形成均匀混合料；
③在均匀混合料中加入固化剂，形成高粘性糊状复合材料；利用喷射设备将均匀混合料均匀喷射在垃圾填埋场作业区表面，直接对垃圾填埋场进行原位覆盖。
进一步地，所述的固化基料是由posi-shell与水泥或粉煤灰组成的，posi-shell与水泥或粉煤灰的重量份数比为1：2-1：2.5。
进一步地，所述的固化基料与浓缩液的重量份数比为1:1.5-1:3.0。
进一步地，所述的固化剂是由生石灰，钠基膨润土和硅藻土中的一种或两种，以及磷酸二氢钙和磷酸二氢钠中的一种或两种按照重量份数比为10：10：1组成的，所述的固化剂与均匀混合料的重量份数比为1：100-1：150。
进一步地，所述的干料混合系统是干料搅拌机，常温常压下混合4-30分钟。
进一步地，所述的干料搅拌机20转/min，50m3。
进一步地，所述的混合搅拌系统是JS500混凝土搅拌机，常温常压下搅拌5-30分钟。
进一步地，所述的喷射设备是液压喷射设备，覆盖施工速度为25m2/分钟，施工面积为2000m2/天，每天施工480分钟。
本发明的有益效果在于：
垃圾渗沥液形成后，应用纳滤或反渗透等膜过滤工艺进行处置之后，少部分渗沥液未通过滤膜而产生浓缩液，本发明是以浓缩液为溶剂进行资源化应用，将浓缩液混合料与固化剂共同投入混合搅拌系统中进行混匀搅拌，固化剂可将浓缩液中的重金属、大分子有机等有害物质固定于材料中形成新型高粘性糊状材料；混合后产生的新材料利用喷射设备在卫生填埋场作业区表面直接进行原位覆盖，干燥后形成具有防雨、防火、隔味除臭功能的硬膜，从而阻隔绝大多数雨水渗入，减少垃圾渗沥液生成。一吨浓缩液综合处置后可覆盖50-150m2。本工艺不仅能对生活垃圾卫生填埋场产生的渗沥液及浓缩液进行原位资源化利用，还可高速施工覆盖形成连片的硬膜并黏着于垃圾表面，防止垃圾随风漂浮，经测试其防水性能为IPX3(防雨型)。其干燥成膜时间为2-24小时。该硬膜具有自动降解功能，降解时间长短可通过增减持久剂的比例进行调整，一般为10天-4年。该硬膜可以替代黄土，用于生活垃圾填埋场场的垃圾堆体无土覆盖，本发明工艺也可以机械喷射用于黄土覆盖后土层表面，形成土层上方的防水覆盖层。本发明具有良好的环境友好性及较高的性价比。将本发明工艺应用于生活垃圾填埋场，可有效解决生活垃圾填埋场的垃圾渗沥液浓缩液的处置问题，大多数重金属、有害有机物等污染物固化率可达99％以上；可阻隔95％以上的雨水渗入生活垃圾填埋作业区，形成雨渗分流；可阻隔90％以上的恶臭气体；可节约一半以上的浓缩液处置和防水覆盖成本，具有良好的社会效益和经济效益。本发明可将浓缩液中的重金属、大分子有机等有害物质固定于固定剂中，从资源化利用的角度解决浓缩液处置问题，较回灌处置更加彻底。本发明采用原位覆盖技术，无需将浓缩液外运处置，减少运输过程中的环境风险。本发明工艺初期建设投资和运行成本均远低于焚烧、多效蒸发等工艺的投资。应用本发明专利可在填埋区全部覆盖后能实现雨污分流功能，极大程度减少渗沥液浓缩液生成。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为现有技术中浓缩液回灌工艺流程图；
图2为本发明垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例进一步说明本发明详细内容及具体实施方式。
实施例1
下面结合附图对本发明作进一步详述：
实施例1
如图2所示，本实施例垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，包括以下步骤：
①将固化基料投入干料混合系统中进行混合，常温常压下混合4分钟，形成固化基料混合料；
②将渗沥液经生化和膜过滤工艺处置后产生的浓缩液，与固化基料混合料共同投入到混合搅拌系统中搅拌均匀，常温常压下搅拌5分钟，形成均匀混合料；
③在均匀混合料中加入固化剂形成高粘性糊状复合材料，利用喷射设备将均匀混合料均匀喷射在垃圾填埋场作业区表面，直接对垃圾填埋场进行原位覆盖。
本实施中所述的固化基料是由是美国LSC公司的专利产品posi-shell与水泥或粉煤灰组成的，posi-shell与水泥或粉煤灰的重量份数比为1：2-1：2.5。
所述的固化基料与浓缩液的重量份数比为1:1.5-1:3.0。
所述的固化剂是由生石灰、硅藻土、磷酸二氢钠，按照重量份数比为10：10：1组成的，所述的固化剂与均匀混合料的重量份数为1：100。
所述的干料混合系统是干料搅拌机。
所述的干料搅拌机20转/min，50m3。
所述的混合搅拌系统是JS500混凝土搅拌机。
所述的喷射设备是美国LSC公司生产的ECA-3000液压喷射设备，覆盖施工速度为25m2/分钟，施工面积为2000m2/天，每天施工480分钟。
实施例2
本实施例垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，包括以下步骤：
①将固化基料投入干料搅拌机中进行混合，常温常压下混合30分钟，形成固化基料混合料；所述的干料搅拌机20转/min，50m3。
②将渗沥液经生化和膜过滤工艺处置后产生的浓缩液，与固化基料混合料共同投入到JS500混凝土搅拌机中搅拌均匀，常温常压下搅拌30分钟，形成均匀混合料；
③在均匀混合料中加入固化剂，利用LSC公司生产的ECA-3000液压喷射设备直接对垃圾填埋场进行原位覆盖，将均匀混合料均匀喷射在垃圾填埋场作业区表面，均匀混合料附着于垃圾堆体表面形成覆盖层，覆盖层厚度可根据实际需求设定为1mm-300mm；覆盖施工速度25m2/分钟，施工面积为2000m2/天，每天施工480分钟。所述的覆盖层在一定时间内水分逐渐蒸发、覆盖层变硬，形成具有防雨隔水、除臭隔味、防火阻燃、并具有一定厚度的硬膜。
在本实施例中所述的固化基料是由是美国LSC公司的专利产品posi-shell与水泥组成的，posi-shell与水泥的重量份数比为1：2。
所述的固化剂是由生石灰、钠基膨润土、磷酸二氢钙按照重量份数比为10：10：1组成的，所述的固化剂与均匀混合料的重量份数为1：130。
所述的固化基料与浓缩液的重量份数比为1:1.5。
实施例3：
在本实施例中所述的固化基料是由是美国LSC公司的专利产品posi-shell与水泥组成的，posi-shell与水泥的重量份数比为1：2.5。
所述的固化剂是由生石灰、钠基膨润土与硅藻土的混合物、磷酸二氢钙与磷酸二氢钠的混合物按照重量份数比为10：10：1组成的，所述的钠基膨润土与硅藻土的混合物是由钠基膨润土与硅藻土按照任意重量份数比组成的；所述的磷酸二氢钙与磷酸二氢钠的混合物是由磷酸二氢钙与磷酸二氢钠按照任意重量份数比组成的。
所述的固化剂与均匀混合料的重量份数为1：150。
所述的固化基料与浓缩液的重量份数比为1:3.0。
所述的固化基料投入干料混合系统中进行混合，常温常压下混合15分钟，形成固化基料混合料。
所述的浓缩液与固化基料混合料共同投入到混合搅拌系统中搅拌均匀，常温常压下搅拌20分钟，形成均匀混合料。
其余同实施例2。
实施例4：
在本实施例中所述的固化基料是由是美国LSC公司的专利产品posi-shell与水泥组成的，posi-shell与水泥的重量份数比为1：2.2。
所述的固化基料与浓缩液的重量份数比为1:2.0。
所述的固化剂与均匀混合料的重量份数为1：120。
所述的固化基料投入干料混合系统中进行混合，常温常压下混合20分钟，形成固化基料混合料。
所述的浓缩液与固化基料混合料共同投入到混合搅拌系统中搅拌均匀，常温常压下搅拌15分钟，形成均匀混合料。
其余同实施例2。
实施例5：
在本实施例中所述的固化基料是由是美国LSC公司的专利产品posi-shell与粉煤灰组成的，posi-shell与粉煤灰的重量份数比为1：2。
所述的固化剂均匀混合料的重量份数为1：100。
所述的固化基料与浓缩液的重量份数比为1:1.5。
所述的固化基料投入干料混合系统中进行混合，常温常压下混合10分钟，形成固化基料混合料。
所述的浓缩液与固化基料混合料共同投入到混合搅拌系统中搅拌均匀，常温常压下搅拌10分钟，形成均匀混合料。
其余同实施例2。
实施例6：
在本实施例中所述的固化基料是由是美国LSC公司的专利产品posi-shell与粉煤灰组成的，posi-shell与粉煤灰的重量份数比为1：2.5。
所述的固化剂与均匀混合料的重量份数为1：150。
所述的固化基料与浓缩液的重量份数比为1:3.0。
所述的固化基料投入干料混合系统中进行混合，常温常压下混合25分钟，形成固化基料混合料。
所述的浓缩液与固化基料混合料共同投入到混合搅拌系统中搅拌均匀，常温常压下搅拌25分钟，形成均匀混合料。
其余同实施例2。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.垃圾填埋场浓缩液固化稳定化处理及垃圾防水覆盖原位资源化应用工艺，包括以下步骤：
①将固化基料投入干料混合系统中进行混合，形成固化基料混合料；
②将渗沥液经生化和膜过滤工艺处置后产生的浓缩液，与固化基料混合料共同投入到混合搅拌系统中搅拌均匀，形成均匀混合料；
③在均匀混合料中加入固化剂，形成高粘性糊状复合材料；利用喷射设备将均匀混合料均匀喷射在垃圾填埋场作业区表面，直接对垃圾填埋场进行原位覆盖。
2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，其特征在于所述的固化基料是由posi-shell与水泥或粉煤灰组成的，posi-shell与水泥或粉煤灰的重量份数比为1：2-1：2.5。
3.根据权利要求1或2所述的垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，其特征在于所述的固化基料与浓缩液的重量份数比为1:1.5-1:3.0。
4.根据权利要求1所述的垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，其特征在于所述的固化剂是由生石灰，钠基膨润土和硅藻土中的一种或两种，以及磷酸二氢钙和磷酸二氢钠中的一种或两种按照重量份数比为10：10：1组成的，所述的固化剂与均匀混合料的重量份数比为1：100-1：150。
5.根据权利要求1所述的垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，其特征在于所述的干料混合系统是干料搅拌机，常温常压下混合4-30分钟。
6.根据权利要求5所述的垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，其特征在于所述的干料搅拌机20转/min，50m3。
7.根据权利要求1所述的垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，其特征在于所述的混合搅拌系统是JS500混凝土搅拌机，常温常压下搅拌5-30分钟。
8.根据权利要求1所述的垃圾填埋场浓缩液资源化处理及垃圾防水覆盖原位应用工艺，其特征在于所述的喷射设备是液压喷射设备，覆盖施工速度为25m2/分钟，施工面积为2000m2/天，每天施工480分钟。
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