CN116408337B - 一种存量垃圾原位好氧稳定化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，属于城乡生活垃圾综合利用的技术领域。本发明通过综合监测和气体、液体系统的调节，加速垃圾堆体中有机物的降解速度，缩短垃圾分解的时间。其中，渗滤液回灌系统的作用是增加堆体湿度，促进好氧反应速度，同时增强微生物活性，加速降解。一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，包括以下步骤：提供定量的垃圾堆体；所述垃圾堆体内设有综合监测井；通过综合监测井，实时监测垃圾堆体气体浓度、温度和湿度，通过气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合，通过液体系统进行注入液体和抽出液体中的一种或两种结合。
Description
技术领域
本发明属于城乡生活垃圾综合利用的技术领域，涉及一种存量垃圾原位好氧稳定化方法。
背景技术
填埋场内的生活垃圾大量堆积，内部存在厌氧环境，导致大量甲烷、硫化氢等臭气(或易燃易爆气体)积聚，在未达到10年以上填埋年限的情况下，填埋场内部垃圾通常未达到稳定状态，直接挖采容易出现人员中毒或爆炸事故，所以存量生活垃圾资源化处理的技术路线需要结合填埋年限、填埋容量以及填埋现场状况合理选择，并判断是否需要设置稳定化处理步骤。
原位稳定化技术是存量生活垃圾资源化处理的主要技术方法之一；原位稳定化技术主要基于好氧生物反应原理对填埋场垃圾分解活跃区域进行处理，通过注气、导排等方式将处于厌氧状态的填埋区域转化为好氧状态，避免产生较多不必要的污染性或爆炸性气体，确保后续挖采工作的安全开展。通常借助高压风机将空气注入垃圾堆体中，待垃圾与所注入空气中的氧气反应后，利用抽气风机将好氧降解反应产生的气体抽出，填埋气往往不仅有随曝气空气进入堆体但未被利用的N2、O2，有机物降解产生的CO2和水蒸气，还含有部分恶臭物质及挥发性有机化合物(VOCs)。通过对填埋场填埋气监测分析发现CH4、H2S、NH3、SO2和VOCs有较高的浓度，此部分气体直接排放会对环境产生污染，需要对其进行进一步的处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，本发明通过综合监测和气体、液体系统的调节，加速垃圾堆体中有机物的降解速度，缩短垃圾分解的时间。其中，渗滤液回灌系统的作用是增加堆体湿度，促进好氧反应速度，同时增强微生物活性，加速降解。对垃圾填埋场废气处理通过混合吸附剂实现，混合吸附剂的混合载体由对苯二甲酸和二硫化钼制备而成，能提供活性碱性或物理吸附位点，增强吸附能力；活性组分由锌、铝和铁元素按特定比例混合而成，能提高表面正电荷、增加酸性位点或与垃圾填埋场废气发生化学反应进一步增强吸附效能，通过五者协同作用实现协同增效吸附。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，包括以下步骤：
(1)提供定量的垃圾堆体；所述垃圾堆体内设有综合监测井；
(2)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C氧气，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C氧气至12-20％；
(3)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C甲烷，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C甲烷＜5％；
(4)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C硫化氢，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C硫化氢＜5ppm；
(5)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的温度，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的温度为55-75℃；
(6)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的湿度，液体系统进行注入液体和抽出液体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的湿度在设定值范围内。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤(2)-步骤(5)中，所述注入气体为注入空气；在步骤(6)中，所述注入的液体为垃圾堆体发酵产生的渗沥液。
作为本发明的一种优选技术方案，所述好氧稳定化方法通过集成系统完成，所述集成系统包括均与PLC控制与监测系统通讯连接的气体系统、渗滤液系统。
作为本发明的一种优选技术方案，所述气体系统包括注气机构和抽气机构；
作为本发明的一种优选技术方案，所述注气机构包括注气风机、第一换热器和注气管，所述第一换热器设于所述注气风机的出气端，所述注气管的一端与所述第一换热器连通，所述注气管的另一端与所述垃圾堆体相连通，所述注气管上设有第一压力变送器、第一流量变送器和第一温度变送器；
其中，所述注气风机、所述第一换热器、所述第一压力变送器、所述第一流量变送器和所述第一温度变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接；
作为本发明的一种优选技术方案，所述抽气机构包括依次连接的汽水分离器、第二换热器、抽气风机和臭气处理装置，所述臭气处理装置与所述抽气风机之间设有第二压力变送器，所述第二换热器设于所述汽水分离器与所述抽气风机之间，所述汽水分离器的一端通过抽气管与所述垃圾堆体相连通，所述抽气管上设有第三压力变送器、第二流量变送器和第一气体组分监测仪，所述第一气体组分监测仪用于监测所述抽气管内的C氧气、C氨气、C硫化氢和C甲烷；监测仪表由所述第三压力变送器、所述第二流量变送器、所述第一气体组分监测仪和温湿度变送器组成；由于从所述汽水分离器抽出的气体温度较高，为了避免影响后续处理设备，设置所述第二换热器降低过高的气体温度；
其中，所述抽气风机、所述第二压力变送器、所述第三压力变送器、所述第二流量变送器和所述第一气体组分监测仪均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述液体系统包括循环泵、渗沥液收集罐、抽液管和注液管，所述循环泵设于所述渗沥液收集罐内，所述渗沥液收集罐进液端与所述抽液管连通，所述渗沥液收集罐出液端与所述注液管连通，所述抽液管和所述注液管均与所述垃圾堆体相连通；
所述抽液管上设有第四压力变送器，所述注液管上设有第五压力变送器；
其中，所述循环泵、所述第四压力变送器和所述第五压力变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述综合监测井包括均与所述PLC控制与监测系统通讯连接的第一湿度变送器、第二温度变送器和第二气体组分监测仪，所述气体组分监测仪用于监测垃圾堆体的C氧气、C甲烷和C硫化氢。
作为本发明的一种优选技术方案，所述臭气处理装置填充有混合吸附剂，所述混合吸附剂由混合载体负载活性组分组成，所述混合载体由对苯二甲酸和二硫化钼组成，所述活性组分包括铁元素、锌元素和铝元素。
气体系统是保障堆体好氧环境，使填埋场区别于厌氧及准好氧填埋过程的核心系统。
PLC控制与监测系统包括各种监测井、气体监测探头、温度、湿度传感器及配套组件等。对垃圾堆体温度、湿度、填埋气组成、渗滤液水位等参数进行监测和控制是避免安全隐患、保证好氧稳定化治理效果。
其中，填埋场监测指标为氧气：12-20％；甲烷：小于5％；硫化氢：小于5ppm；温度：55-75℃。
本发明方法公开了所述混合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将对苯二甲酸和二硫化钼加入乙醇中，搅拌至完全溶解，逐滴滴加的氨水，超声搅拌，得到混合凝胶；
2)将混合凝胶进行烘烤干燥，进行煅烧，得到混合载体；
3)将混合载体、混合盐和溶剂置于反应器中混合，加入有机酸，磁力搅拌，得到混合液；
4)将混合液放入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，加热反应，冷却至室温，得到浆料；
5)将浆料进行离心分离，洗涤，真空干燥，得到混合体；
6)将混合体在马弗炉中进行煅烧，得到混合吸附剂。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤1)中，所述氨水的质量浓度为26-28％，所述超声搅拌条件为在转速为200-300r/min下，搅拌20-30min；所述乙醇质量浓度为70％。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤1)中，所述对苯二甲酸、所述二硫化钼、所述乙醇和所述氨水的用量比为1-1.5g：2-3g：80-100ml：0.5-2mL。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤2)中，所述烘烤干燥条件为在200-220℃下烘烤干燥3-4h，所述煅烧温度为1000-1100℃，煅烧时间为10-30min。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤3)中，混合载体、混合盐、有机酸和溶剂的用量比为1.8-2.2g：0.9-1.2g：0.5-0.7ml：80-90mL；所述溶剂为N，N二甲基甲酰胺和乙酸乙酯的一种或两种；所述有机酸为浓度0.8-1g/L的柠檬酸，所述磁力搅拌速度为100-300r/min，所述磁力搅拌条件为搅拌至固体物质完全溶解，溶液呈透明状态。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤3)中，所述混合盐由氯化锌、氯化铝和氯化铁按质量比为3-3.3：2-2.4：1.5-1.8混合而成。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤4)中，所述加热反应条件为在190-200℃高温下反应3-4d。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤5)中，所述洗涤条件为采用N，N-二甲基甲酰胺溶液洗涤3-4次，所述真空干燥条件为在50-65℃真空干燥2-3h。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤6)中，所述煅烧条件为在280-300℃煅烧1-1.5h。
在本发明方案中，所述N，N-二甲基甲酰胺溶液的质量浓度为99.8％。
本发明的有益效果：
1、在本发明方案中，通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的气体浓度、温度和湿度，通过气体系统对垃圾堆体进行抽气或注气，液体系统将收集的渗滤液回注至垃圾堆体，使堆体中的有机物维持在适宜的含氧量、温度、湿度条件下，经好氧微生物的作用快速降解，大大缩短垃圾分解的时间。
2、在本发明方案中，渗滤液回灌系统的作用是为了增加堆体的湿度，促进好氧反应速度，且经过调理后的渗滤液微生物活性增强，有利于加快堆体内微生物反应速度，加速降解。
3、在本发明方案中，混合载体是由对苯二甲酸和二硫化钼制备而成的，其中对苯二甲酸可提供丰富的活性碱性位点，而二硫化钼则可以增加混合载体的表面积和活性位点，显著提高混合吸附剂对气体的吸附能力；其中，对于二氧化碳、甲烷和硫化氢，混合载体中对苯二甲酸能够提供碱性活性位点，与二氧化碳发生化学吸附反应，形成稳定的碳酸盐物质；同时，对苯二甲酸还能提供甲醛官能团，能够与甲烷分子形成物理吸附反应，增强吸附能力，而二硫化钼则可以形成孔隙和缺陷位点，增加混合载体表面积，进一步增强其吸附能力。
4、在本发明方案中，锌能够增加混合吸附剂表面的正电荷，提高吸附剂对负电荷分子如二氧化碳、硫化氢的吸附能力；同时，对于硫化氢，锌能够与其进一步发生化学反应，形成氢硫酸锌化合物，从而增强了吸附效能；铝能够增加混合载体表面的酸性位点，与二氧化碳发生酸碱反应，提高其吸附效能；负载在混合载体上的铁能够与氧气、二氧化硫、硫化氢等气体发生化学反应，形成铁氧化物或铁硫化物等化合物，进一步增强混合吸附剂的吸附效能。
5、综上所述，在本发明中，通过对苯二甲酸、二硫化钼、锌、铁和铝中不同成分的协同作用能够提高混合吸附剂对二氧化碳、甲烷和硫化氢的吸附效能，达到协同增效的效果。
附图说明
图1为好氧稳定化方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，包括以下步骤：
(1)提供定量的垃圾堆体；所述垃圾堆体内设有综合监测井；
(2)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C氧气，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C氧气至12-20％；
(3)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C甲烷，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C甲烷＜5％；
(4)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C硫化氢，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C硫化氢＜5ppm；
(5)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的温度，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的温度为55-75℃；
(6)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的湿度，液体系统进行注入液体和抽出液体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的湿度在设定值范围内。
在步骤(2)-步骤(5)中，所述注入气体为注入空气；在步骤(6)中，所述注入的液体为垃圾堆体发酵产生的渗沥液。
所述好氧稳定化方法通过集成系统完成，所述集成系统包括均与PLC控制与监测系统通讯连接的气体系统、渗滤液系统。
所述气体系统包括注气机构和抽气机构；
所述注气机构包括注气风机、第一换热器和注气管，所述第一换热器设于所述注气风机的出气端，所述注气管的一端与所述第一换热器连通，所述注气管的另一端与所述垃圾堆体相连通，所述注气管上设有第一压力变送器、第一流量变送器和第一温度变送器；
其中，所述注气风机、所述第一换热器、所述第一压力变送器、所述第一流量变送器和所述第一温度变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接；
所述抽气机构包括依次连接的汽水分离器、第二换热器、抽气风机和臭气处理装置，所述臭气处理装置与所述抽气风机之间设有第二压力变送器，所述第二换热器设于所述汽水分离器与所述抽气风机之间，所述汽水分离器的一端通过抽气管与所述垃圾堆体相连通，所述抽气管上设有第三压力变送器、第二流量变送器和第一气体组分监测仪，所述第一气体组分监测仪用于监测所述抽气管内的C氧气、C氨气、C硫化氢和C甲烷；
其中，所述抽气风机、所述第二压力变送器、所述第三压力变送器、所述第二流量变送器和所述第一气体组分监测仪均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
所述液体系统包括循环泵、渗沥液收集罐、抽液管和注液管，所述循环泵设于所述渗沥液收集罐内，所述渗沥液收集罐进液端与所述抽液管连通，所述渗沥液收集罐出液端与所述注液管连通，所述抽液管和所述注液管均与所述垃圾堆体相连通；
所述抽液管上设有第四压力变送器，所述注液管上设有第五压力变送器；
其中，所述循环泵、所述第四压力变送器和所述第五压力变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
所述综合监测井包括均与所述PLC控制与监测系统通讯连接的第一湿度变送器、第二温度变送器和第二气体组分监测仪，所述气体组分监测仪用于监测垃圾堆体的C氧气、C甲烷和C硫化氢。
所述臭气处理装置填充有混合吸附剂，所述混合吸附剂由混合载体负载活性组分组成，所述混合载体由对苯二甲酸和二硫化钼组成，所述活性组分包括铁元素、锌元素和铝元素。
所述混合吸附剂的制备方法包括以下步骤：
1)将对苯二甲酸和二硫化钼加入质量浓度为70％的乙醇中，在转速为200r/min下，搅拌20min至完全溶解，逐滴滴加的质量浓度为26％的氨水，超声搅拌，得到混合凝胶；其中，所述对苯二甲酸、所述二硫化钼、所述乙醇和所述氨水的用量比为1g：2g：80ml：0.5mL；
2)将混合凝胶进行在200℃下烘烤干燥3h，进行在1000℃煅烧10min，得到混合载体；
3)将混合载体、混合盐和N，N二甲基甲酰胺置于反应器中混合，加入浓度为0.8g/L的柠檬酸，在转速100r/min下磁力搅拌至固体物质完全溶解，溶液呈透明状态，得到混合液；
其中，混合载体、混合盐、柠檬酸和N，N二甲基甲酰胺的用量比为1.8g：0.9g：0.5ml：80mL；所述混合盐由氯化锌、氯化铝和氯化铁按质量比为3：2：1.5混合而成；
4)将混合液放入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在190℃高温下反应3d，冷却至室温，得到浆料；
5)将浆料进行离心分离，采用N，N-二甲基甲酰胺溶液洗涤3次，在50℃真空干燥2h，得到混合体；
6)将混合体在马弗炉中在280℃进行煅烧1h，得到混合吸附剂。
实施例2
一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，包括以下步骤：
(1)提供定量的垃圾堆体；所述垃圾堆体内设有综合监测井；
(2)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C氧气，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C氧气至12-20％；
(3)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C甲烷，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C甲烷＜5％；
(4)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C硫化氢，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C硫化氢＜5ppm；
(5)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的温度，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的温度为55-75℃；
(6)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的湿度，液体系统进行注入液体和抽出液体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的湿度在设定值范围内。
在步骤(2)-步骤(5)中，所述注入气体为注入空气；在步骤(6)中，所述注入的液体为垃圾堆体发酵产生的渗沥液。
所述好氧稳定化方法通过集成系统完成，所述集成系统包括均与PLC控制与监测系统通讯连接的气体系统、渗滤液系统。
所述气体系统包括注气机构和抽气机构；
所述注气机构包括注气风机、第一换热器和注气管，所述第一换热器设于所述注气风机的出气端，所述注气管的一端与所述第一换热器连通，所述注气管的另一端与所述垃圾堆体相连通，所述注气管上设有第一压力变送器、第一流量变送器和第一温度变送器；
其中，所述注气风机、所述第一换热器、所述第一压力变送器、所述第一流量变送器和所述第一温度变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接；
所述抽气机构包括依次连接的汽水分离器、第二换热器、抽气风机和臭气处理装置，所述臭气处理装置与所述抽气风机之间设有第二压力变送器，所述第二换热器设于所述汽水分离器与所述抽气风机之间，所述汽水分离器的一端通过抽气管与所述垃圾堆体相连通，所述抽气管上设有第三压力变送器、第二流量变送器和第一气体组分监测仪，所述第一气体组分监测仪用于监测所述抽气管内的C氧气、C氨气、C硫化氢和C甲烷；
其中，所述抽气风机、所述第二压力变送器、所述第三压力变送器、所述第二流量变送器和所述第一气体组分监测仪均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
所述液体系统包括循环泵、渗沥液收集罐、抽液管和注液管，所述循环泵设于所述渗沥液收集罐内，所述渗沥液收集罐进液端与所述抽液管连通，所述渗沥液收集罐出液端与所述注液管连通，所述抽液管和所述注液管均与所述垃圾堆体相连通；
所述抽液管上设有第四压力变送器，所述注液管上设有第五压力变送器；
其中，所述循环泵、所述第四压力变送器和所述第五压力变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
所述综合监测井包括均与所述PLC控制与监测系统通讯连接的第一湿度变送器、第二温度变送器和第二气体组分监测仪，所述气体组分监测仪用于监测垃圾堆体的C氧气、C甲烷和C硫化氢。
所述臭气处理装置填充有混合吸附剂，所述混合吸附剂由混合载体负载活性组分组成，所述混合载体由对苯二甲酸和二硫化钼组成，所述活性组分包括铁元素、锌元素和铝元素。
所述混合吸附剂的制备方法包括以下步骤：
1)将对苯二甲酸和二硫化钼加入质量浓度为70％的乙醇中，在转速为25r/min下，搅拌25min至完全溶解，逐滴滴加的质量浓度为27％的氨水，超声搅拌，得到混合凝胶；其中，所述对苯二甲酸、所述二硫化钼、所述乙醇和所述氨水的用量比为1.25g：2.5g：90ml：1.3mL；
2)将混合凝胶进行在210℃下烘烤干燥3.5h，进行在1050℃煅烧25min，得到混合载体；
3)将混合载体、混合盐和N，N二甲基甲酰胺置于反应器中混合，加入浓度为0.9g/L的柠檬酸，在转速200r/min下磁力搅拌至固体物质完全溶解，溶液呈透明状态，得到混合液；
其中，混合载体、混合盐、柠檬酸和N，N二甲基甲酰胺的用量比为2g：1g：0.6ml：85mL；所述混合盐由氯化锌、氯化铝和氯化铁按质量比为3.15：2.2：1.65混合而成；
4)将混合液放入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在195℃高温下反应3.5d，冷却至室温，得到浆料；
5)将浆料进行离心分离，采用N，N-二甲基甲酰胺溶液洗涤3-4次，在58℃真空干燥2.5h，得到混合体；
6)将混合体在马弗炉中在290℃进行煅烧1.25h，得到混合吸附剂。
实施例3
一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，包括以下步骤：
(1)提供定量的垃圾堆体；所述垃圾堆体内设有综合监测井；
(2)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C氧气，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C氧气至12-20％；
(3)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C甲烷，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C甲烷＜5％；
(4)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C硫化氢，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C硫化氢＜5ppm；
(5)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的温度，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的温度为55-75℃；
(6)通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的湿度，液体系统进行注入液体和抽出液体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的湿度在设定值范围内。
在步骤(2)-步骤(5)中，所述注入气体为注入空气；在步骤(6)中，所述注入的液体为垃圾堆体发酵产生的渗沥液。
所述好氧稳定化方法通过集成系统完成，所述集成系统包括均与PLC控制与监测系统通讯连接的气体系统、渗滤液系统。
所述气体系统包括注气机构和抽气机构；
所述注气机构包括注气风机、第一换热器和注气管，所述第一换热器设于所述注气风机的出气端，所述注气管的一端与所述第一换热器连通，所述注气管的另一端与所述垃圾堆体相连通，所述注气管上设有第一压力变送器、第一流量变送器和第一温度变送器；
其中，所述注气风机、所述第一换热器、所述第一压力变送器、所述第一流量变送器和所述第一温度变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接；
所述抽气机构包括依次连接的汽水分离器、第二换热器、抽气风机和臭气处理装置，所述臭气处理装置与所述抽气风机之间设有第二压力变送器，所述第二换热器设于所述汽水分离器与所述抽气风机之间，所述汽水分离器的一端通过抽气管与所述垃圾堆体相连通，所述抽气管上设有第三压力变送器、第二流量变送器和第一气体组分监测仪，所述第一气体组分监测仪用于监测所述抽气管内的C氧气、C氨气、C硫化氢和C甲烷；
其中，所述抽气风机、所述第二压力变送器、所述第三压力变送器、所述第二流量变送器和所述第一气体组分监测仪均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
所述液体系统包括循环泵、渗沥液收集罐、抽液管和注液管，所述循环泵设于所述渗沥液收集罐内，所述渗沥液收集罐进液端与所述抽液管连通，所述渗沥液收集罐出液端与所述注液管连通，所述抽液管和所述注液管均与所述垃圾堆体相连通；
所述抽液管上设有第四压力变送器，所述注液管上设有第五压力变送器；
其中，所述循环泵、所述第四压力变送器和所述第五压力变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
所述综合监测井包括均与所述PLC控制与监测系统通讯连接的第一湿度变送器、第二温度变送器和第二气体组分监测仪，所述气体组分监测仪用于监测垃圾堆体的C氧气、C甲烷和C硫化氢。
所述臭气处理装置填充有混合吸附剂，所述混合吸附剂由混合载体负载活性组分组成，所述混合载体由对苯二甲酸和二硫化钼组成，所述活性组分包括铁元素、锌元素和铝元素。
所述混合吸附剂的制备方法包括以下步骤：
1)将对苯二甲酸和二硫化钼加入质量浓度为70％的乙醇中，在转速为300r/min下，搅拌30min至完全溶解，逐滴滴加的质量浓度为28％的氨水，超声搅拌，得到混合凝胶；其中，所述对苯二甲酸、所述二硫化钼、所述乙醇和所述氨水的用量比为1.5g：3g：100ml：2mL；
2)将混合凝胶进行在220℃下烘烤干燥4h，进行在1100℃煅烧30min，得到混合载体；
3)将混合载体、混合盐和N，N二甲基甲酰胺置于反应器中混合，加入浓度为1g/L的柠檬酸，在转速300r/min下磁力搅拌至固体物质完全溶解，溶液呈透明状态，得到混合液；
其中，混合载体、混合盐、柠檬酸和N，N二甲基甲酰胺的用量比为2.2g：1.2g：0.7ml：90mL；所述混合盐由氯化锌、氯化铝和氯化铁按质量比为3.3：2.4：1.8混合而成；
4)将混合液放入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在200℃高温下反应4d，冷却至室温，得到浆料；
5)将浆料进行离心分离，采用N，N-二甲基甲酰胺溶液洗涤4次，在65℃真空干燥3h，得到混合体；
6)将混合体在马弗炉中在300℃进行煅烧1.5h，得到混合吸附剂。
对比例1
所述混合吸附剂的制备方法包括以下步骤：
1)将对苯二甲酸、混合盐和N，N二甲基甲酰胺置于反应器中混合，加入浓度为1g/L的柠檬酸，在转速300r/min下磁力搅拌至固体物质完全溶解，溶液呈透明状态，得到混合液；
其中，对苯二甲酸、混合盐、柠檬酸和N，N二甲基甲酰胺的用量比为2.2g：1.2g：0.7ml：90mL；所述混合盐由氯化锌、氯化铝和氯化铁按质量比为3.3：2.4：1.8混合而成；
3)将混合液放入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在200℃高温下反应4d，冷却至室温，得到浆料；
4)将浆料进行离心分离，采用N，N-二甲基甲酰胺溶液洗涤4次，在65℃真空干燥3h，得到混合体；
5)将混合体在马弗炉中在300℃进行煅烧1.5h，得到混合吸附剂。
与实施例3相比，不同之处在于，对比例1不使用二硫化钼，其余工艺、组分、制备步骤和参数均一致。
对比例2
对比例2的步骤3)将混合载体、混合盐和N，N二甲基甲酰胺置于反应器中混合，在转速300r/min下磁力搅拌至固体物质完全溶解，溶液呈透明状态，得到混合液；
其中，混合载体、混合盐和N，N二甲基甲酰胺的用量比为2.2g：1.2g：90mL；所述混合盐由氯化锌、氯化铝和氯化铁按质量比为3.3：2.4：1.8混合而成；
与实施例3相比，不同之处在于，对比例2不使用柠檬酸，其余工艺、组分、制备步骤和参数均一致。
对比例3-5
与实施例3相比，不同之处在于，对比例3-5的氯化锌、氯化铝和氯化铁用量差异如表1所示，其余工艺、组分、制备步骤和参数均一致。
表1
将实施例1-3和对比例1-5制得的混合吸附剂，以4％的投入量均匀撒在垃圾填埋场的垃圾上，同一地点的垃圾分为几份，当天12：00将混合吸附剂投入垃圾上，此时控制H2S含量10mg/m3；NH3含量20mg/m3；SO2含量10mg/m3；CH4含量500mg/m3，经过6h后采用分析仪检测垃圾填埋场CH4、H2S、NH3、SO2的含量(mg/m3)，不添加混合吸附剂为空白组，试验结果如表2所述：
表2
从表2测试结果可知，实施例1-3与对比例1-5相比，将实施例1-3制得的混合吸附剂对CH4、H2S、NH3、SO2的吸附效果显著高于对比例1-5制得的混合吸附剂。本发明方案通过对苯二甲酸、二硫化钼、锌、铁和铝中不同成分的协同作用能够提高混合吸附剂对二氧化碳、甲烷和硫化氢的吸附效能，达到协同增效的效果。
另外，本发明通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的气体浓度、温度和湿度，通过气体系统对垃圾堆体进行抽气或注气，液体系统将收集的渗滤液回注至垃圾堆体，使堆体中的有机物维持在适宜的含氧量、温度、湿度条件下，经好氧微生物的作用快速降解，大大缩短垃圾分解的时间；渗滤液回灌系统的作用是为了增加堆体的湿度，促进好氧反应速度，且经过调理后的渗滤液微生物活性增强，有利于加快堆体内微生物反应速度，加速降解。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）提供定量的垃圾堆体；所述垃圾堆体内设有综合监测井；
（2）通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C氧气，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C氧气至12-20%；
（3）通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C甲烷，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C甲烷＜5%；
（4）通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的C硫化氢，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的C硫化氢＜5ppm；
（5）通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的温度，气体系统进行注入气体和抽出气体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的温度为55-75℃；
（6）通过综合监测井，实时监测垃圾堆体的湿度，液体系统进行注入液体和抽出液体中的一种或两种结合；控制垃圾堆体内的湿度在设定值范围内；
所述好氧稳定化方法通过集成系统完成，所述集成系统包括均与PLC控制与监测系统通讯连接的气体系统、液体系统；所述气体系统包括注气机构和抽气机构；所述抽气机构包括臭气处理装置；所述臭气处理装置填充有混合吸附剂，所述混合吸附剂由混合载体负载活性组分组成，所述混合载体由对苯二甲酸和二硫化钼组成，所述活性组分包括铁元素、锌元素和铝元素；
所述混合吸附剂的制备方法包括以下步骤：
1）将对苯二甲酸和二硫化钼加入乙醇中，搅拌至完全溶解，逐滴滴加氨水，超声搅拌，得到混合凝胶；其中，所述氨水的质量浓度为26-28%，所述超声搅拌的条件为在转速为200-300r/min下，搅拌20-30min；所述乙醇质量浓度为70%；所述对苯二甲酸、所述二硫化钼、所述乙醇和所述氨水的用量比为1-1.5g：2-3g：80-100ml：0.5-2mL；
2）将混合凝胶进行烘烤干燥，进行煅烧，得到混合载体；其中，所述烘烤干燥的条件为在200-220℃下烘烤干燥3-4h，所述煅烧的温度为1000-1100℃，煅烧时间为10-30min；
3）将混合载体、混合盐和溶剂置于反应器中混合，加入有机酸，磁力搅拌，得到混合液；其中，混合载体、混合盐、有机酸和溶剂的用量比为1.8-2.2g：0.9-1.2g：0.5-0.7ml：80-90mL；所述溶剂为N，N二甲基甲酰胺和乙酸乙酯的一种或两种；所述有机酸为浓度0.8-1g/L的柠檬酸，所述磁力搅拌速度为100-300r/min，所述磁力搅拌的条件为搅拌至固体物质完全溶解，溶液呈透明状态；所述混合盐由氯化锌、氯化铝和氯化铁按质量比为3-3.3：2-2.4：1.5-1.8混合而成；
4）将混合液放入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，加热反应，冷却至室温，得到浆料；其中，所述加热反应的条件为在190-200℃高温下反应3-4d；
5）将浆料进行离心分离，洗涤，真空干燥，得到混合体；其中，所述洗涤的条件为采用N，N-二甲基甲酰胺溶液洗涤3-4次，所述真空干燥的条件为在50-65℃真空干燥2-3h；
6）将混合体在马弗炉中进行煅烧，得到混合吸附剂；其中，所述煅烧的条件为在280-300℃煅烧1-1.5h。
2.根据权利要求1所述的一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，其特征在于：在步骤（2）-步骤（5）中，所述注入气体为注入空气；在步骤（6）中，所述注入液体为垃圾堆体发酵产生的渗沥液。
3.根据权利要求1所述的一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，其特征在于：所述注气机构包括注气风机、第一换热器和注气管，所述第一换热器设于所述注气风机的出气端，所述注气管的一端与所述第一换热器连通，所述注气管的另一端与所述垃圾堆体相连通，所述注气管上设有第一压力变送器、第一流量变送器和第一温度变送器；
其中，所述注气风机、所述第一换热器、所述第一压力变送器、所述第一流量变送器和所述第一温度变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接；
所述抽气机构包括依次连接的汽水分离器、第二换热器、抽气风机和所述臭气处理装置，所述臭气处理装置与所述抽气风机之间设有第二压力变送器，所述第二换热器设于所述汽水分离器与所述抽气风机之间，所述汽水分离器的一端通过抽气管与所述垃圾堆体相连通，所述抽气管上设有第三压力变送器、第二流量变送器和第一气体组分监测仪，所述第一气体组分监测仪用于监测所述抽气管内的C氧气、C氨气、C硫化氢和C甲烷；
其中，所述抽气风机、所述第二压力变送器、所述第三压力变送器、所述第二流量变送器和所述第一气体组分监测仪均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
4.根据权利要求1所述的一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，其特征在于：所述液体系统包括循环泵、渗沥液收集罐、抽液管和注液管，所述循环泵设于所述渗沥液收集罐内，所述渗沥液收集罐进液端与所述抽液管连通，所述渗沥液收集罐出液端与所述注液管连通，所述抽液管和所述注液管均与所述垃圾堆体相连通；
所述抽液管上设有第四压力变送器，所述注液管上设有第五压力变送器；
其中，所述循环泵、所述第四压力变送器和所述第五压力变送器均与所述PLC控制与监测系统通讯连接。
5.根据权利要求1所述的一种存量垃圾原位好氧稳定化方法，其特征在于：所述综合监测井包括均与所述PLC控制与监测系统通讯连接的第一湿度变送器、第二温度变送器和第二气体组分监测仪，所述气体组分监测仪用于监测垃圾堆体的C氧气、C甲烷和C硫化氢。
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2023
- 2023-05-31 CN CN202310632095.8A patent/CN116408337B/zh active Active
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