CN112266126A - 一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾降解的方法 - 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降解的方法。设置一种一体化装置，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。生活垃圾填埋装置作为厌氧反硝化反应器，产生的垃圾渗滤液经过矿化垃圾填埋装置处理形成回灌液，进入光催化反应装置进行光催化处理；经光催化反应后的低浓度出水渗滤液再次进入生活垃圾填埋装置，为厌氧微生物提供有利条件，从而形成异位光催化同步硝化反硝化原位反硝化生物反应器填埋装置，实现深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾降解。

Description

一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾降解的方法
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降解的方法。
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。
矿化垃圾生物反应器是以垃圾填埋场的稳定垃圾(老化垃圾)作为填料，利用其内多种微生物降解废水中有机物、氨氮、总磷等污染物的反应器，具有能耗低、操作简便、维护简单、高效率和低成本等特点。目前，我国已经成功建立矿化垃圾生物反应器处理渗滤液的示范工程，例如上海老港填埋场。但由于垃圾渗滤液成分复杂，含有大量难生物降解的有机物，造成矿化垃圾生物反应器在处理中晚期垃圾渗滤液时效果较差。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，所以，光催化氧化法被广泛应用于有毒、生物难降解污水的后续深度处理等。
TiO2是最早被报道，也是应用最广泛的光催化剂，它具有廉价、无毒、可长期使用等优点，是现在最成功的光催化剂之一。
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降解的方法。
本发明的思路：对于回灌型生物反应器填埋技术，通过矿化垃圾填埋装置和光催化氧化反应降低回灌渗滤液中难降解有机物的浓度，实现低浓度渗滤液回灌至原位反硝化反应器中，从而降低反硝化反应器负荷并为厌氧微生物提供有利条件，达到深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾降解的目的。具体步骤为：
(1)设置一种一体化装置，该一体化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为密闭式厌氧反硝化反应器，其主体采用不锈钢圆柱，渗滤液由柱体顶部的回灌口进入生活垃圾填埋装置后由液体分布器均匀布水，依次流经上部砾石层、生活垃圾层和下部砾石层；产生的渗滤液由底部出水口流出，储存于储水箱，经水泵泵至矿化垃圾填埋装置；所述矿化垃圾填埋装置为密闭式同步硝化反硝化反应器，其主体采用有机玻璃圆柱，渗滤液由顶部进水口泵入，通过液体分布器均匀布水，依次流经上部砾石层、矿化垃圾床层和下部砾石层；产生的渗滤液通过出水口流出并收集于储水箱。回灌至光催化反应装置；所述光催化反应装置包括主机箱、冷却水进、出水口和低温恒温槽；该光催化反应装置每天在长弧氙灯光照射下运行，经光催化处理后的渗滤液回灌至生活垃圾填埋装置的渗滤液回灌口，再次引入生活垃圾填埋装置进行处理；
(2)将步骤(1)设置的一体化装置按照以下步骤运行：
生活垃圾填埋装置产生的渗滤液进入矿化垃圾填埋装置再进入光催化反应装置进行光催化处理；光催化反应装置的出水再次进入生活垃圾填埋装置，按照此步骤进行循环；
(3)完成步骤(2)，即实现深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾降解。
本发明方法的优点：
(1)本发明利用矿化垃圾填埋装置和光催化氧化可生化性差的老龄渗滤液，使其满足渗滤液排放标准，然后将光催化氧化处理后的低浓度渗滤液回灌至生活垃圾填埋场，为厌氧微生物提供有利条件，从而加速填埋垃圾的稳定化。
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)设置一种一体化装置，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，矿化垃圾填埋装置为密闭式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1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，经回灌至光催化反应装置；光催化反应装置由主机箱14、冷却水进水口21、冷却水出水口22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；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。
(2)将步骤(1)设置的一体化装置按照以下步骤运行：
生活垃圾填埋装置产生的渗滤液进入矿化垃圾填埋装置再进入光催化反应装置进行光催化处理；光催化反应装置的出水再次进入生活垃圾填埋装置，按照此步骤进行循环。
(3)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。
(4)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。
对照例：
(1)设置一种对照装置，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。
所述矿化垃圾是具有10年填埋龄的矿化垃圾，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。
(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降解。

Claims (1)

1.一种深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾降解的方法，具体步骤为：
(1)设置一种一体化装置，该一体化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为密闭式厌氧反硝化反应器，其主体采用不锈钢圆柱，渗滤液由柱体顶部的回灌口进入生活垃圾填埋装置后由液体分布器均匀布水，依次流经上部砾石层、生活垃圾层和下部砾石层；产生的渗滤液由底部出水口流出，储存于储水箱，经水泵泵至矿化垃圾填埋装置；所述矿化垃圾填埋装置为密闭式同步硝化反硝化反应器，其主体采用有机玻璃圆柱，渗滤液由顶部进水口泵入，通过液体分布器均匀布洒，依次流经上部砾石层、矿化垃圾床层和下部砾石层；产生的渗滤液通过出水口流出并收集于储水箱；经水泵泵至光催化反应装置；所述光催化反应装置包括主机箱、冷却水进、出水口和低温恒温槽；该光催化反应装置每天在长弧氙灯光照射下运行，矿化垃圾填埋装置产生的渗滤液进入光催化反应装置进行光催化处理，经光催化处理后的渗滤液回灌至生活垃圾填埋装置的渗滤液回灌口，再次引入生活垃圾填埋装置进行处理；
(2)将步骤(1)设置的一体化装置按照以下步骤运行：
生活垃圾填埋装置产生的渗滤液进入矿化垃圾填埋装置再进入光催化反应装置进行光催化处理；光催化反应装置的出水再次进入生活垃圾填埋装置，按照此步骤进行循环；
(3)完成步骤(2)，即实现深度处理渗滤液回灌加速填埋垃圾降解。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115477443A (zh) * 2022-09-13 2022-12-16 四川省科源工程技术测试中心 一种垃圾填埋场渗滤液回灌系统

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闪慧君: ""模拟太阳光下二氧化钛光催化氧化渗滤液的研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

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