CN1806950A

CN1806950A - 一种生活垃圾的处理方法

Info

Publication number: CN1806950A
Application number: CN 200610007254
Authority: CN
Inventors: 夏立江; 杜文利; 李轶伦; 李国学; 岳冰
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2026-02-16
Also published as: CN100395041C

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾的处理方法。该方法包括以下步骤：1)采用分区填埋方式，建立填埋单元；2)在每个填埋单元底部挖设渗滤液收集坑；3)在填埋单元中可与垃圾接触的表面覆盖防渗膜；4)在渗滤液收集坑中安装渗滤液收集泵和渗滤液排出管；5)填入垃圾，在垃圾堆体中竖插若干通风管，在其中一根或多根通风管的另一端安装防爆风机，垃圾填埋完毕后，在垃圾堆体四周构筑具有孔隙的防护坝。该方法可快速降解生活垃圾，并降低了渗滤液中污染物的浓度；有效避免了恶臭气体的产生；还可人工控制垃圾堆体内的空气含量、水分等参数；运行成本较低，易于实施、管理和推广。本发明将在生活垃圾的处理中发挥巨大作用。

Description

一种生活垃圾的处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾的处理方法，特别是涉及一种生活垃圾的微氧处理方法。

背景技术

城市生活垃圾目前处理的主要手段是卫生填埋(占80％)、焚烧(10％)和生物堆肥(8％)，其余主要有露天堆放或垃圾热解等方式，其中，卫生填埋是主要的处置方法，与垃圾焚烧和生物堆肥相比，卫生填埋场建设和运营费用都比较低，且操作方便，易于管理。因此，在中国、加拿大、澳大利亚和美国等地，卫生填埋仍然在城市生活垃圾终端处置中被广泛使用。

在众多的垃圾填埋场中，以厌氧填埋为主，即通过收集分散垃圾→转运至卫生填埋场→机械摊平→压实→黏土或HDE膜临时覆盖的工艺流程，周而复始，直至达到填埋设计高度，然后采用与环境隔绝材料(HDPE、GCL、黏土等)进行封场，以保证垃圾处置二次污染物不泄露。

厌氧填埋最大的特点是：从填埋垃圾到最终封场不用对填埋堆体强制通风，始终保持垃圾填埋场处于缺氧或厌氧状态，垃圾的生物降解沿着初始调整阶段、厌氧酸化阶段和厌氧产甲烷阶段到最终垃圾完全矿化的历程而发展。每个阶段都是在微生物的作用下完成的，整个稳定化过程大约持续几十年甚至上百年的时间。

在厌氧填埋垃圾场中，产生的二次污染物主要有垃圾渗滤液、沼气等。总结几十年厌氧填埋场的运作经验，存在的主要问题有：1.占地面积大，由于垃圾厌氧分解速度慢，一定时间内，垃圾容积减小慢，因此，垃圾场土地重新利用周期长；2.防渗系数要求高，通常为10^-7cm/s，由于能达到此防渗系数的材料比较少，而且价格昂贵，对施工质量要求较高，在使用过程中还容易被垃圾中锐利的物体穿刺而造成整个防渗工程失败，因此需要精心的维护，否则厌氧填埋产生大量高浓度有机污染物垃圾渗滤液，容易进入土壤和地下水系统而造成严重污染；3.垃圾降解过程中产生大量沼气，沼气为易燃、易爆气体，管理不善，易造成爆炸事故，另外，沼气是一种对臭氧层有严重破坏力的温室气体，其破坏力是二氧化碳气体的24倍，属于《京都议定书》中严格控制的温室气体之一；4.垃圾渗滤液是一种时空上复杂多变的高难处理的有机黑色液体，其中COD的浓度为1000-90000mg/L，NH₄ ⁺的浓度为70-3500mg/L，SS的浓度为200-2500mg/L，常规的生化、物化处理一般很难满足国家的环境污染物排放标准，而利用膜分离技术的深度处理，投资和运行费用较高，很难推广使用。

鉴于厌氧填埋场存在多种弊端，许多国家开始尝试用生物反应器处理垃圾，即把整个垃圾处理设施为一个反应器，采用生物、化学、物理等手段对微生物分解垃圾进行环境调控，使垃圾降解处于一个连续的可控状态。例如，强制通风给垃圾堆体通风，使垃圾堆体处于好氧状态；破碎垃圾、调节温湿度、调整水分，添加城市生活污水污泥等方法加速垃圾稳定化。

而任何能加速填埋场稳定化的手段都势必增加运行费用，因此，在加速垃圾稳定化的同时，要充分考虑垃圾处理的成本，以最大程度的降低运行费用，提高可操作性。

发明内容

本发明的目的是提供一种较快速、稳定的生活垃圾的处理方法。

本发明所提供的生活垃圾的处理方法，包括以下步骤：

1)采用分区填埋方式，建立填埋单元，每个填埋单元的长×宽×深度为5-50m×5-20m×2-10m；

2)在每个填埋单元底部挖设渗滤液收集坑；

3)在填埋单元中可与垃圾接触的表面覆盖防渗膜，防止渗滤液进入土壤和地下水系统造成严重的环境污染；

4)在渗滤液收集坑中安装渗滤液收集泵和渗滤液排出管，使垃圾降解产生的渗滤液流入渗滤液收集坑中，再通过渗滤液排出管排出；

5)填入垃圾，在垃圾堆体中竖插若干通风管，管上设有随机分布的孔，孔径大小为∮5-40mm，每根通风管的间距为15-25m，插入堆体内的深度为垃圾堆体高度的1/2-4/5，在其中一根或多根通风管的另一端安装防爆风机，垃圾填埋完毕后，在垃圾堆体四周构筑具有孔隙的防护坝，其高度不低于垃圾堆体的高度，孔隙率为30-70％；所述垃圾堆体内氧气浓度为3-15％。

在上述处理方法中，所述步骤1)中填埋单元的底部还添加有具有孔隙的渗水导气层，厚度不小于50cm，孔隙率为30-70％，使垃圾降解产生的渗滤液经渗水导气层流入渗滤液收集坑中。渗水导气层的材料可为废弃建筑材料，如砖头、碎石等。

为达到较好的防渗效果，步骤3)中所用的防渗膜可为高密度聚氯乙烯防渗膜。

步骤5)中的防护坝可用碎石构筑，碎石空隙不用粘结、也不用密封，透水透气。此外，为使垃圾堆体内部氧气分布更均匀，通风管可按照三角形的方式布点；在垃圾堆填过程中，在垃圾堆体内部还横置有与两根竖置通风管连同的花管，管上设有随机分布的孔，孔径大小为∮5-40mm，形成U字形状通风管，在U字形管道的一端安装防爆风机。上述通风管材质的选择是多种多样的，如HDPE、PE或PVC等均可。为使通风管固定牢固，在其周围可用直径为5-10cm的石子(如鹅卵石)围拢，围拢厚度为10-15cm。

上述防爆风机的全压和通风量可由仪器检测到的垃圾堆体中的空气含量而定。为便于调整通气量大小，使在垃圾堆体内部横置的花管中部向上突起形成中间高两端低的形状，在最低点连通竖置的水位观测管，管径为∮2-4cm，优选为∮3cm，管上有孔，孔距1m，孔径为∮4-6mm，优选为∮5mm，水位的高低由电浮子开启渗滤液收集泵来控制，从而可通过调整通风管内充填水的比例来调整通风管管径，改变通风量的大小；所述水位观测管的材质为PVC或PE等。

为方便测温，可安装一直接指向水位观测管内的红外温度测定仪对垃圾堆体的内部温度进行监测；当垃圾堆体内部温度低于堆体外环境的温度时，可将富含高浓度有机废水的垃圾渗滤液表面回喷至垃圾堆体，当温度高于堆体外环境温度10℃以上时，可增大通风管内通风半径。

本发明提供了一种生活垃圾的处理方法。该方法具有以下优点：1)可快速降解生活垃圾，加速垃圾稳定化的进程，完全稳定化的周期不超过3年；2)缩短了垃圾渗滤液的持续时间，并对其中的COD、NH₃、BOD₅、SS等污染物具有高效的去除作用，去除率均在80％以上，使得垃圾渗滤液的污染物浓度大幅降低，为后续处理提供了稳定的污染负荷；3)垃圾堆体处于微氧状态，有效避免了厌氧填埋所产生的大量恶臭气体，二次污染物主要为高价态的无味的微量气体；4)可人工控制垃圾堆体内的空气含量、水分等参数，整个系统能量消耗少，且稳定化生活垃圾具有结构稳定、比表面积大、富含腐殖质的特点；5)运行成本较低，易于实施、管理和推广。基于上述优点，本发明将在生活垃圾的处理中发挥巨大作用。

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1为生活垃圾填埋现场的布置图

图2为生活垃圾填埋现场的布置图

具体实施方式

下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

实施例1、生活垃圾的处理

参照图1所示的填埋现场的布置图，该生活垃圾的处理过程，包括以下步骤：

1)采用分区填埋方式，建立填埋单元，填埋单元的长×宽×深度为40m×20m×2m，并在填埋单元的底部用碎石铺成渗水导气层(8)，厚度50cm，孔隙率为45％；

2)在填埋单元底部挖设渗滤液收集坑(5)，垃圾降解产生的渗滤液经渗水导气层流入渗滤液收集坑中；

3)在填埋单元中可与垃圾接触的表面覆盖高密度聚氯乙烯防渗膜(6)；

4)在渗滤液收集坑中安装渗滤液收集泵和渗滤液排出管(4)，使垃圾降解产生的渗滤液流入渗滤液收集坑中，再通过渗滤液排出管排出；

5)填入垃圾(10)，在堆体高度为1.2m时，在垃圾堆体内部横置-中部向上突起呈中间高两端低形状的PVC花管，长度为20m，其两端分别连通一根竖置的PVC花管，形成U字形状管道作通风管(3)，上述通风管上设有随机分布的孔，孔径大小为∮15mm，在通风管周围用直径为5cm的石子围拢，围拢厚度为15cm，然后在U字形状通风管的一端安装防爆风机(1)，在横置PVC花管的最低点连通竖置的PE材质的花管作为水位观测管(7)，管径为∮3cm，管上有孔，孔距1m，孔径为∮5mm，水位的高低由电浮子开启渗滤液收集泵来控制，从而可通过调整通风管内充填水的比例来调整通风管管径，改变通风量的大小，使垃圾堆体内氧气浓度保持在3-15％范围内，垃圾填充完毕后，在垃圾堆体四周用碎石构筑具有孔隙的防护坝(2)，与垃圾堆体等高，孔隙率为60％，最后安装一直接指向水位观测管内的红外温度测定仪对垃圾堆体的内部温度进行监测，当垃圾堆体内部温度低于堆体外环境的温度时，可将富含高浓度有机废水的垃圾渗滤液通过渗滤液提升泵(9)再表面回喷至垃圾堆体，当温度高于堆体外环境温度10℃以上时，可增大通风管内通风半径。

结果垃圾堆体初始填埋高度为2m，3个月后，垃圾高度降为1.54m，垃圾中可见黑色腐熟物，无任何臭味，半年后，隔天进水的水力负荷、堆体内的氧气浓度为5-10％，维持堆体内的温度始终不低于环境温度，也不高于环境温度10℃以上。经检测本系统回灌的垃圾渗滤液中COD、NH₄、BOD₅、SS的去除率分别为80.3％、98.8％、92.5％、85.5％，表明用本发明的方法进行垃圾处理，不仅降解速度快，而且对污染物的清除效果好。

实施例2、生活垃圾的处理

参照图2所示的在现有已经封场二年的处于厌氧状态的垃圾填埋场基础上经过改造的填埋现场的布置图，该生活垃圾的处理过程，包括以下步骤：

1)该填埋单元的长×宽×深度为50m×20m×5m(已建成)；

2)在填埋单元底部挖设渗滤液收集坑，使垃圾降解产生的渗滤液流入渗滤液收集坑中(5，已建成)；

3)在填埋单元中可与垃圾接触的粘土层(7)表面覆盖高密度聚氯乙烯防渗膜(6，已建成)；

4)在渗滤液收集坑中安装渗滤液收集泵(4，已建成)和渗滤液排出管(8，已建成)，使垃圾降解产生的渗滤液流入渗滤液收集坑中，再通过渗滤液排出管排出；

5)按三角形布点方式，在垃圾堆体内部竖置3根PVC花管作通风管(3)，管间距为25m，竖管深度为3m，通风管上设有随机分布的孔，孔径大小为∮35mm，然后在通风管的一端安装防爆风机(1)，在垃圾堆体四周用碎石构筑具有孔隙的防护坝(2)，与垃圾堆体等高，孔隙率为40％，在垃圾降解过程中，对垃圾堆体的内部温度进行监测，使垃圾堆体内部温度既不低于堆体外环境的温度，也不高于堆体外环境温度10℃以上。

改造前，垃圾堆体为50m×20m×5m，处于厌氧状态，渗滤液为黑色，粘稠，有恶臭气味，用本发明的方法改造后，堆体内氧气含量控制在5％-10％之间，一年后，堆体高度降低了30％，垃圾渗滤液为淡黄色，清澈，无臭味，经检测与经微氧处理前的垃圾渗滤液相比，COD、NH₄、BOD₅、SS的浓度分别下降了80.3％、95.5％、90.5％、86.5％，表明用本发明的方法进行垃圾处理，不仅降解速度快，而且对污染物的清除效果好。

Claims

1、一种生活垃圾的处理方法，包括以下步骤：

2)在每个填埋单元底部挖设渗滤液收集坑；

3)在填埋单元中可与垃圾接触的表面覆盖防渗膜；

2、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述步骤1)中填埋单元的底部还设置有具有孔隙的渗水导气层，厚度不小于50cm，孔隙率为30-70％；所述渗水导气层的材料为砖头或碎石。

3、根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述步骤3)中的防渗膜为高密度聚氯乙烯防渗膜。

4、根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述步骤5)中的防护坝用碎石构筑；竖置通风管按照三角形的方式布点；通风管的材质为HDPE、PE或PVC。

5、根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述步骤5)中在垃圾堆体内部横置与两根竖置通风管连通的花管，管上设有随机分布的孔，孔径大小为∮5-40mm，形成U字形状通风管，在U字形管道的一端安装防爆风机；横置花管的材质为HDPE、PE或PVC。

6、根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述通风管周围用直径为5-10cm的石子围拢，围拢厚度为10-15cm。

7、根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述在垃圾堆体内部横置的花管中部向上突起形成中间高两端低的形状，在最低点连通竖置的水位观测管，管径为∮2-4cm，管上有孔，孔距1m，孔径为∮4-6mm，水位的高低由电浮子开启渗滤液收集泵来控制，通过调整通风管内充填水的比例调整通风管管径，改变通风量的大小；所述水位观测管的材质为PVC或PE。

8、根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于：所述水位观测管的管径为∮3cm，管上孔的孔径为∮5mm。

9、根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于：在所述水位观测管中安装一直接指向水位观测管内的红外温度测定仪对垃圾堆体的内部温度进行监测。

10、根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于：当垃圾堆体内部温度低于堆体外环境的温度时，将富含高浓度有机废水的垃圾渗滤液表面回喷至垃圾堆体，当温度高于堆体外环境温度10℃以上时，增大通风管内通风半径。