CN1644517A - 垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理方法及其系统，仅用收集池和抽水泵将沥出液通过预埋在填埋场的管道回送垃圾填埋场上方，使其重新渗透到垃圾中，将沥出液限定在填埋场范围内，利用填埋场自身自净化功能，实现再循环无害化处理。该技术完全避免了沥出液直接排放对周边环境造成的污染，也比常规的生化处理方法在资金投入及运营费用上大大降低；还可保持填埋场的湿度，提高沼气利用的产量。

Description

垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理方法及其系统

【技术领域】：

本发明涉及一种对垃圾填埋场沥出液进行无害化处理的简单方法及其系统。

【背景技术】：

随着中国经济的快速发展，大量的人口涌入城市，城市的规模和域界不断扩大，城市化的进程一日千里。我们在享受繁荣的同时，也正经受生存环境不断恶化带来的后果，一方面城市人口激增，生活垃圾也剧增，我国城市垃圾的处理方法目前还比较落后，其主要方法是填埋，约占整个垃圾处理方法的95％以上，焚烧仅占很少部分，因而导致用于填埋垃圾的土地资源越来越紧缺，垃圾与人们争取空间的矛盾越来越激化；另一方面，我国所采用的填埋方法基本上是随意堆放的方法，未经无害化处理，原来处于城市边缘的垃圾填埋场正成为新的城市中心，未经处理的填埋场不断散发臭气，蚊蝇滋生，造成严重的空气污染，不断释放的沼气给附近生活的居民带来安全隐患。城市生活垃圾包括居民家庭、道路清扫(包括果皮箱收集)、商业营业垃圾(包括菜场垃圾)、企事业单位(包括机关、学校、医院)、以及露天公共场所等产生的垃圾，亦有一部分工业垃圾和建筑垃圾混杂其中。因此在投入填埋场的垃圾中，含有相当丰富的有机物质。通常，家庭垃圾中，含有马铃薯皮、水果皮、食物残渣、菜叶、纸张、毛皮等有机物。庭院垃圾中也含有一定数量的有机物质。

垃圾一旦进入填埋场，微生物的分解过程就开始了。第一步是耗氧分解，消耗填埋场中的氧气，产生大量的热。第二步进行厌氧分解，产生沼气。

作为垃圾本身的生物厌氧降解过程，其最终产物主要是CO₂和CH₄。垃圾被填埋的初期，有机物分解产生的废气主要是CO₂，经过一段时间以后，气体中的甲烷成分逐渐上升，产气高峰一般要在垃圾填埋3～5年之后才出现，而废气中CH₄含量较高时会引起爆炸(空气中CH₄的爆炸极限范围是5～15V％)。因此，做好填埋场气体的收集处理是一项很重要的工作。气体成分和浓度随填埋年限和垃圾成分的不同而变化。未经处理的垃圾填埋场一般存在以下的直接危害：

1、垃圾场不断散发的恶臭气体主要由甲烷(又称沼气)和其他有毒有害气体组成。甲烷是一种高效的燃料，但如果处理不当，在近居民区释放，一旦遭遇火星易燃易爆，给生命和财产带来威胁；另一方面，甲烷也是一种温室效应很强的气体(是二氧化碳的二十倍)，若大量对空中直接排放，容易对大气臭氧层造成破坏，导致人类赖以生存的大气环境变坏，因此，联合国正通过《京都协议书》要求各国政府采取措施强制性减少各类温室效应气体的排放。

2、垃圾填埋场渗透出的沥出液包含垃圾中所有的有毒成分，如重金属、高有机复合物、有害细菌、有机病菌等，如果不加处理，很容易造成填埋场下游土壤破坏，或污染下游地下水甚至水库饮用水，特别是在下雨天污水横流。

目前国内外对垃圾填埋场沥出液一般的处理过程是在排放之前对其进行一系列的生化处理，包括清除有机物、不溶物、无机物处理。

图1是一个典型的沥出液处理厂水处理流程图，由生化反应罐、过滤器、第一阶段反渗透罐、第二阶段反渗透罐、抽水泵等组成，根据垃圾填埋场的规模和降雨量，每个垃圾填埋场的沥出液排放量介于5000至30000立方米之间。设备投入的资金非常高，其每一个设备的投入在15万至100万人民币之间，总投资资金介于1500万到1亿人民币之间。在中国，建设一个适中的沥出液污水处理厂平均投资约4000万人民币。

如图1所示的处理过程，渗出的沥出液从平衡罐输送到生化反应罐，生化反应罐通过利用沸腾喷气系统注入空气，使氧气的集中浓度大于2mg/l.氨水和可溶碳在此处被氧化，通过喷射充气再循环通道注入酸液，混合液体的PH值被控制在6.5至7之间。生物反应过程所需的营养物也被注入充气罐中。从生化反应罐(充气罐)中流出的混合液体输送到过滤器。清洁液体被抽至第一阶段反渗透处理罐作进一步的处理，PH值重新被调整到6.5，然后液体被压缩输送到第一阶段反渗透膜。在经品质检测后，渗透出的清洁液体被溶入到周边环境中，脏液被输送到第二阶段反渗透膜，在此压力通常达到60帕，以求促进清洁液体的最大化排出。最后的浓缩液被输送回垃圾填埋场或者另行处理。对于一个大型的处理厂，化学物、抽水泵及人员工资等运营费用至少需要每立方米30元人民币，小型处理厂的运营费用更高，接近50元人民币每立方米。建造一个如图1所示的适中的沥出液处理厂，一般占地在1500平方米左右。

综上所述，现有技术的处理过程存在以下的不足：

1、投资额很大，国内地方财政难以承受，在国内难以推广应用。

2、该处理过程依然会产生污泥、高浓度污水，仍需要采取垃圾填埋和其他后续处理方法；处理过程由于采用化学物，会造成二次污染。

3、持续支出的日常运营费用很高。

4、沥出液与雨污水不分，大大加重了系统的处理负荷，浪费了部分投资和日常运营费用；特别是对于多雨的南方地区，浪费比例更高。

5、需额外占用土地资源。

综上所述，由于对填埋场沥出液处理厂的投资及日常运营费用都很高，地方财政难以承担，因此，我国城市垃圾填埋场的沥出液几乎没有进行任何处理，危害是显而易见的；即使有极少数城市进行了处理，也是采用上述投资十分巨大的污水处理与排放方式进行处理，投资的经济效益性很差。

【发明内容】：

本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种投入成本低、运营费用低、社会效益高的垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理方法及其系统。

为实现上述目的，本发明提出一种垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理方法，包括循环运行的如下步骤：

1)收集垃圾填埋场产生的沥出液；

2)将所收集的沥出液输送回填埋场上方；

3)排放到填埋土壤中，利用土壤进行自净化。

上述的沥出液再循环自净化处理方法，还包括雨污水减量处理过程：

A垃圾填埋场上方覆盖密封层，

B将密封层表面收集的雨污水导流至导流槽，直接排放出去。

上述步骤3)的排放过程：沥出液沿主管道分流到与主管道连通的掩埋在填埋垃圾浅表的回水渗透管道多孔管，再从多孔管的分布孔中均匀流出，渗透到填埋场土壤中。在所述填埋垃圾浅表层设置用颗粒状物质填充、与所述多孔管的分布孔接触面形成渗透空隙的渗透槽，所述多孔管埋设于所述渗透槽中。

上述的沥出液再循环自净化处理方法，所述步骤1)前还执行以下步骤：选取垃圾填埋场下游地势最低处，修建一个或多个沥出液收集池；收集池上方用透明塑料或玻璃进行密封，用于收集太阳能使沥出液保持一定温度，利用微生物反应加快沥出液的净化速度和沼气产量。

所述输送过程采用抽水泵，将沥出液沿管道泵至填埋场上方。所述步骤2)包括以下过程：实时采集收集池的水位信息，根据该信息调节输送流量或启动/关停沥出液的输送。

一种垃圾填埋场沥出液处理系统，包括：收集池1、抽水泵2、输送管道；所述收集池用于收集垃圾填埋场沥出液，所述抽水泵用于将收集池收集的沥出液通过所述输送管道输送回填埋场上方。

上述输送管道包括主管道3和回水渗透管道4；所述回水渗透管道分布排列，与所述主管道连通。

上述的垃圾填埋场沥出液处理系统，还包括控制装置8，所述控制装置自动采集所述收集池的水位信号，根据预定值输出控制信号启动/停止所述抽水泵。

由于采用了以上的方案，其效果是：1)本发明仅用收集池和抽水泵将沥出液抽回垃圾填埋场上，再送到填埋场上方，重新渗透到垃圾中，将沥出液固定在填埋场范围内，实现完全再循环，利用填埋场自身自净化功能，完全杜绝了直接排放对周边环境造成的污染。2)这一处理方法投入的建设收费用、设备购置费用大大地低于常规的处理方法，运营人员大大减少，甚至可以实现无人值守，而且日常运营中无需使用化学物品，因此运营费用上也大大降低；本发明可以将污水处理的投资降低至100万元以内，运营费用也降低到每立方米5元人民币左右。3)本发明将雨污水与沥出液分开处理，使处理过程仅针对从填埋垃圾中产生的沥出液，而不对自然降雨产生的雨污水进行不必要的处理，大大降低了处理系统的负荷，节省了投入和日常运营费用，提高了投资和使用效益。4)无须对液体加入化学物，且完全再循环，处理过程也没有废物产生，不会给河流造成新的污染源。5)因为填埋场需要水来完成有机物转化为二氧化碳和沼气的酶转换过程，完全将沥出液作为一种资源来运用，将沥出液重新排放到填埋场，使填埋场保持一定湿度，提高了沼气的产量；6)由于沥出液的再循环，同时可以加快填埋垃圾的生化反应过程，大大缩短了垃圾的无害化进程；7)由于沥出液在收集池太阳能保温作用下，提高了微生物反应速度，加快了沥出液无害化进程；8)处理系统设备简单，只需要建设收集池及泵房，占地少。

【附图说明】：

图1是现有垃圾填埋场沥出液及雨污水处理流程示意图；

图2是本发明实施例一流程示意图；

图3是本发明实施例一的填埋场截面示意图。

【具体实施方式】：

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例一：本例是一个优选实施例。

如图2所示，选择填埋场9下游最低处，建设污水收集池1，用水泥及防渗漏材料做好防渗工程处理，建设配电房和污水泵房，配置抽水泵2，铺设污水主管道3至填埋场上方。在填埋垃圾的浅表层约负一米处，掘出渗透槽92，上游回水渗透管道4采用叶脉状分布的多孔管，埋设于渗透槽92，再填埋上碎石，使多孔管的分布孔与碎石的接触面保持有渗透间隙，不至于堵塞分布孔，保证循环的沥出液均匀地渗透回垃圾土壤中，不断循环，填埋场土壤中微生物实现分解降解作用，填埋场沥出液和污水不对外排放，不会对四周土壤产生危害，对河流和地下水产生污染。如图3所示，在填埋场表面覆盖上一层约500mm的高粘性粘土层91，夯实压紧，使其中间高至四周逐步降低，以利于雨水流向四周，在填埋场边缘四周修筑雨水收集槽90，将填埋场上收集的雨水直接导出排放。

为降低日常运营费用，提高系统运行的可靠性和自动化，设置一控制装置8，采集收集池沥出液的水位信号，经信号转换处理后送入主控制电路，当收集池的水位高于预定值时，主控制电路输出控制信号启动抽水泵2，系统运作；当收集池的水位低于预定值时，主控制电路输出控制信号关闭抽水泵2，系统停止运作；以达到最经济的运行模式，减少日常运营中的操作人员数量，节省用电，从而大大降低日常运营费用。

在其他实施例中，收集池并不限于一个，可以根据现场情况，增加收集池的数量，抽水泵设置位置也应根据现场需要来决定。水泵也可以设置多个多级接力输送沥出液，以达到将沥出液输送到填埋场上方的目的。另外在收集池上方用透明塑料或玻璃进行密封，用于收集太阳能使沥出液保持一定温度，利用微生物反应加快沥出液的净化速度和沼气产量。

Claims (10)

1、一种垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理方法，包括循环运行的如下步骤：

1)收集垃圾填埋场产生的沥出液；

2)将所收集的沥出液输送回填埋场上方；

3)排放到填埋场土壤中，利用土壤进行自净化。

2、如权利要求1所述的沥出液再循环自净化处理方法，其特征是，还包括雨污水减量处理过程：

A、垃圾填埋场上方覆盖密封层，

B、将密封层表面收集的雨污水导流至导流槽，直接排放出去。

3、如权利要求1或2所述的沥出液再循环自净化处理方法，其特征是，所述步骤3)的排放过程：沥出液沿主管道分流到与主管道连通的掩埋在填埋垃圾浅表下方的回水多孔渗透管，再从多孔管的分布孔中流出，渗透到填埋场土壤中。

4、如权利要求3所述的沥出液再循环自净化处理方法，其特征是：在所述填埋垃圾浅表层设置用碎石子填充、与所述多孔管的分布孔接触面形成渗透空隙的渗透槽，所述多孔管埋设于所述渗透槽中。

5、如权利要求3所述的沥出液再循环自净化处理方法，其特征是，所述步骤1)前还执行以下步骤：选取垃圾填埋场下游地势最低处，修建一个或多个沥出液收集池，收集池上方用透明塑料或玻璃进行密封，用于收集太阳能使沥出液保持一定温度，利用微生物反应加快沥出液的净化速度和沼气产量。

6、如权利要求3所述的沥出液再循环自净化处理方法，其特征是，所述输送过程采用抽水泵，将沥出液沿管道泵至填埋场上方。

7、如权利要求3所述的沥出液再循环自净化处理方法，其特征是，所述步骤2)包括以下过程：实时采集收集池的水位信息，根据该信息调节输送流量或启动/关停沥出液的输送。

8、一种垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理系统，包括：收集池(1)、抽水泵(2)、输送管道；所述收集池用于收集垃圾填埋场沥出液，所述抽水泵用于将收集池收集的沥出液通过所述输送管道输送回填埋场上方。

9、如权利要求8所述的垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理系统，其特征是：所述输送管道包括主管道(3)和回水渗透管道(4)；所述回水渗透管道与所述主管道连通。

10、如权利要求8或9所述的垃圾填埋场沥出液再循环自净化处理系统，其特征是：还包括控制装置(8)，所述控制装置自动采集所述收集池的水位信号，根据预定值输出控制信号启动/停止所述抽水泵。

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