CN112266125A - 一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化的装置 - Google Patents

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王春莲
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Abstract

本发明公开了一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化的装置。该装置包括生活垃圾填埋装置、矿化垃圾反应装置和光催化反应装置。生活垃圾填埋装置：顶部设有渗滤液回灌口，回灌渗滤液经分布器均匀布水，流经砾石层和生活垃圾层，产生的渗滤液由底部出水口流出，收集于水箱，经水泵泵至矿化垃圾反应装置。矿化垃圾反应装置：顶部设有渗滤液回灌口，回灌渗滤液由分布器均匀布水，流经砾石层和矿化垃圾层，产生的渗滤液由底部出水口流出，收集于水箱，回灌至光催化反应装置。在氙灯下处理后的低浓度渗滤液回灌至生活垃圾填埋装置，从而形成异位同步硝化反硝化+光催化+原位反硝化生物反应器填埋装置，达到加速填埋垃圾稳定化。

Description

一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化的装置
技术领域
本发明属于环保和光催化技术领域，特别涉及一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化的装置。
背景技术
随着城镇化进程的推进和人民生活水平的提高，我国城市生活垃圾产生量不断增加。中国统计年鉴显示，2018年我国城市生活垃圾清运量达到了22801.8万吨，较2017年增加了1280.9万吨。目前我国常用的无害化垃圾处理方法为卫生填埋和焚烧。2017年，卫生填埋和焚烧处理量分别占无害化垃圾处理量的51.9％和45.1％。由于垃圾焚烧技术尚处在发展阶段，因此卫生填埋仍然是现阶段主要处理方式。然而，垃圾渗滤液作为填埋场垃圾处理过程中的副产品，是我国水体的重要污染源。它是一种危害较大的高浓度有机废水，对其进行有效处理是城市环境亟待解决的问题之一。
针对上述问题，以渗滤液回灌为主要控制措施的生物反应器填埋技术应运而生，特别是异位硝化原位反硝化生物反应器填埋技术，因可从源头上解决渗滤液氨氮问题而备受关注。但是，异位硝化过程中存在硝酸盐累积现象，高浓度硝酸盐会抑制反硝化阶段垃圾甲烷化进程。针对此现象，异位同步硝化反硝化被提出。然而，反应器运行后期，由于渗滤液中可生物降解有机物含量逐渐降低，难生物降解有机物含量累积，可生化性很差，仅依靠微生物的作用污染物浓度无法得到进一步降低，去除率接近0％，难以进一步加速填埋垃圾稳定化。近几年研究发现，光催化氧化法能够有效的将有机污染物彻底分解为CO2和无机物。因此，光催化氧化处理回灌渗滤液将为实现加速填埋垃圾稳定化提供可能。
发明内容
本发明的目的是提供一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化的装置。
本发明是这样实现的：一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化的装置包括生活垃圾填埋装置、矿化垃圾填埋装置和光催化反应装置。具体步骤为：
所述生活垃圾填埋装置作为厌氧反硝化反应器，其主体采用不锈钢圆柱，自上而下为上部砾石4、生活垃圾层和下部砾石层7；单侧等距设有上中下三个固体取样孔5，顶部设有渗滤液回灌口1和出气孔2；渗滤液由渗滤液回灌口1进入反应器后由液体分布器3匀速旋转布水，依次流经上部砾石层4、生活垃圾层和下部砾石层7，产生的渗滤液由底部出水口8流出，收集于储水箱9，经水泵10泵至矿化垃圾填埋装置。
所述矿化垃圾填埋装置作为同步硝化反硝化反应器，其主体采用有机玻璃圆柱，包括反应装置主体、通风管6、气体流量计12、气泵11和控制箱。矿化垃圾反应装置侧面均匀设置三个固体取样口5，底部设出水口8及曝气管，曝气管连接气体流量计12，气体流量计12连接气泵11，气泵11连接控制箱；中央设通风管6，其顶部密封、管壁打孔且下部与曝气管相连，通风管6外部裹纱网；矿化垃圾反应装置顶部加盖及漏斗，漏斗与盖间设置阀门，盖底加均匀布孔PVC板；矿化垃圾反应装置装填上部砾石层4、矿化垃圾层和下部砾石层7，产生的渗滤液由底部出水口8流出，收集于储水箱9，回灌至光催化反应装置。
所述光催化反应装置在模拟太阳光下处理矿化垃圾填埋装置产生的渗滤液，包括氙灯18、石英反应瓶16、双层石英冷阱17、八位磁力搅拌器20、磁力搅拌子19和低温恒温槽23；渗滤液进入光催化反应装置进行光催化处理，处理后的低浓度出水渗滤液回灌至生活垃圾填埋装置进行处理。
本发明装置的优点：
针对单一的生物法难以进一步降低老龄化渗滤液中有机物浓度以及加速填埋垃圾稳定化问题，本发明通过将生物处理、矿化垃圾反应器处理和光催化结合，设置一种光催化回灌渗滤液加速填埋垃圾稳定化的装置。通过矿化垃圾反应器处理和光催化氧化老龄生活垃圾渗滤液，使难降解有机物在强氧化性自由基的作用下被降解为CO2和H2O、无机盐类及无机酸等小分子；既可降低回灌渗滤液的浓度，又可提高渗滤液的可生化性，从而实现加速填埋垃圾稳定化。
本发明装置操作简单、管理方便，通过光催化氧化实现了难降解有机物的转化，而非转移。
附图说明
图1为本发明实施例中所用装置的结构示意图
图中标记：1-渗滤液回灌口；2-采气阀；3-液体分布器；4-上部砾石层；5-固体取样孔；6-穿孔通风管；7-下部砾石层；8-渗滤液出水口；9-渗滤液储存箱；10-水泵；11-风机；12-气体流量计；13-水封结构；14-主机箱；15-氙灯电源；16-石英反应瓶(500ml)；17-双层石英冷阱；18-氙灯；19-磁力搅拌子；20-磁力搅拌器；21-冷却水进水口；22-冷却水出水口；23-低温恒温槽。
图2为本发明对照例中所用装置的结构示意图
图中标记：1-渗滤液回灌口；2-采气阀；3-液体分布器；4-上部砾石层；5-固体取样孔；6-穿孔通风管；7-下部砾石层；8-出水口；9-储水箱；10-水泵；11-风机；12-气体流量计；13-水封结构。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例：
(1)构建一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化的装置，包括生活垃圾填埋装置、矿化垃圾填埋装置和光催化反应装置，其构成了异位光催化氧化同步硝化反硝化原位反硝化一体化装置；生活垃圾填埋装置为密闭式厌氧反硝化反应器，其主体采用不锈钢圆柱；顶部设有渗滤液回灌口1和出气口2。渗滤液由渗滤液回灌口1进入生活垃圾填埋装置后由液体分布器3均匀布水，依次流经上部砾石层4、生活垃圾层和下部砾石层7；产生的渗滤液由底部的填埋装置出水口8流出，收集于填埋装置储水箱9，经水泵10泵至矿化垃圾填埋装置，矿化垃圾填埋装置作为同步硝化反硝化反应器，其主体采用有机玻璃圆柱；顶部设有渗滤液回灌口1。渗滤液由渗滤液回灌口进入矿化垃圾填埋装置后由液体分布器3均匀布水，依次流经上部砾石层4、矿化垃圾层和下部砾石层7；产生的渗滤液由底部的填埋装置出水口8流出，收集于填埋装置储水箱9，回灌至光催化反应装置；光催化反应装置由氙灯18、石英反应瓶16、双层石英冷阱17、八位磁力搅拌器20、磁力搅拌子19和低温恒温槽23组成，向渗滤液中加入光催化剂，在磁力搅拌器20和氙灯18的作用下进行光催化反应；经光催化处理后的出水渗滤液回灌至生活垃圾填埋装置的渗滤液回灌口1。
所述生活垃圾取自桂林市雁山镇垃圾中转站，经过四年异位同步硝化反硝化原位反硝化处理，填埋装置产生的渗滤液达到老龄化水平；所述矿化垃圾取自桂林市冲口垃圾填埋场，具有10年填埋龄，从填埋场运回实验室后，用筛子将其筛分出4～10mm粒径范围，然后填到矿化垃圾反应装置里，装填密度为740kg/m3。垃圾渗滤液取自桂林市冲口垃圾填埋场。
所述光催化反应装置所用光催化剂制备方法为：
将1mol/L的Ti(SO4)2和脲溶入70ml超纯水中，加热溶解后再磁力搅拌20min使溶液混合均匀。随后将混合溶液移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，并严格密封，后置入烘箱150℃水热保持12h。待冷却后将沉淀物经离心(4000r/min，10min)分离，并用超纯水离心清洗3次后，于80℃下至完全干燥，即研磨反应产物即获得纳米二氧化钛。
(2)根据实际需要设定装置运行参数，通过漏斗浇灌垃圾渗滤液，进水后关闭漏斗和盖子间的阀门，每天进渗滤液前将前一天装置中反应后的渗滤液放出，然后立即关闭出水阀。试验过程中每天测定一次出水渗滤液中的各污染物浓度变化。
对照例：
(1)构建一种对照装置，包括生活垃圾填埋装置和矿化垃圾反应装置，生活垃圾填埋装置和矿化垃圾反应装置构成了异位同步硝化反硝化原位反硝化一体化装置；生活垃圾填埋装置采用不锈钢圆柱。柱顶设有渗滤液回灌口1和出气口2。渗滤液进入后由液体分布器3匀速旋转布水，依次流经上部砾石层4、生活垃圾层和下部砾石层7。产生的渗滤液由底部出水口8流出，收集于储水箱9，经水泵10泵至矿化垃圾反应装置的进水口1。渗滤液由渗滤液回灌口进入矿化垃圾填埋装置后由液体分布器3均匀布水，依次流经上部砾石层4、矿化垃圾层和下部砾石层7；产生的渗滤液由底部的填埋装置出水口8流出，收集于填埋装置储水箱9，经水泵10泵至生活垃圾填埋装置的渗滤液回灌口1。
所述矿化垃圾取自具有10年填埋龄的桂林市冲口垃圾填埋场从填埋场运回实验室后，用筛子将其筛分出4～10mm粒径范围，然后填到矿化垃圾反应装置里；生活垃圾取自桂林市雁山镇垃圾中转站，经过四年异位同步硝化反硝化原位反硝化处理，填埋装置产生的渗滤液达到老龄化水平。
(2)根据实际需要设定装置运行参数，通过漏斗浇灌垃圾渗滤液，进水后关闭漏斗和盖子间的阀门，每天进渗滤液前将前一天装置中反应后的渗滤液放出，然后立即关闭出水阀。试验过程中每天测定一次出水渗滤液中的各污染物浓度变化。
试验运行33天，结果表明，生活垃圾填埋装置、矿化垃圾填埋装置和光催化反应装置一体化装置中，出水渗滤液氨氮和COD浓度均显著降低，其中，垃圾填埋装置出水渗滤液氨氮浓度由最初55mg/L左右降至4mg/L，COD浓度由最初300mg/L左右降至50mg/L；而生活垃圾填埋装置和矿化垃圾填埋装置一体化装置中，垃圾填埋装置出水渗滤液氨氮和COD浓度围绕初始浓度值上下波动，无明显下降趋势。说明本发明方法能够通过深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化。

Claims (1)

1.一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾稳定化的装置，其特征在于：该光催化回灌渗滤液加速填埋垃圾稳定化的装置包括生活垃圾填埋装置、矿化垃圾填埋装置和光催化反应装置；
所述生活垃圾填埋装置作为厌氧反硝化反应器，其主体采用不锈钢圆柱，自上而下为上部砾石4、生活垃圾层和下部砾石层7；单侧等距设有上中下三个固体取样孔5，顶部设有渗滤液回灌口1和出气孔2；渗滤液由渗滤液回灌口1进入反应器后由液体分布器3匀速旋转布水，依次流经上部砾石层4、生活垃圾层和下部砾石层7，产生的渗滤液由底部出水口8流出，收集于储水箱9，经水泵10泵至矿化垃圾填埋装置；
所述矿化垃圾填埋装置作为同步硝化反硝化反应器，其主体采用有机玻璃圆柱，包括反应装置主体、通风管6、气体流量计12、气泵11和控制箱；矿化垃圾反应装置侧面均匀设置三个固体取样口5，底部设出水口8及曝气管，曝气管连接气体流量计12，气体流量计12连接气泵11，气泵11连接控制箱；中央设通风管6，其顶部密封、管壁打孔且下部与曝气管相连，通风管6外部裹纱网；矿化垃圾反应装置顶部加盖及漏斗，漏斗与盖间设置阀门，盖底加均匀布孔PVC板；矿化垃圾反应装置装填上部砾石层4、矿化垃圾层和下部砾石层7，产生的渗滤液由底部出水口8流出，收集于储水箱9，回灌光催化反应装置；
所述光催化反应装置在模拟太阳光下处理矿化垃圾填埋装置产生的渗滤液，包括氙灯18、石英反应瓶16、双层石英冷阱17、八位磁力搅拌器20、磁力搅拌子19和低温恒温槽23；渗滤液进入光催化反应装置进行光催化处理，处理后的低浓度出水渗滤液回灌至生活垃圾填埋装置进行处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116730553A (zh) * 2023-07-14 2023-09-12 江苏晟翔智能环保科技有限公司 一种垃圾填埋场渗滤液收集装置

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