CN210304989U

CN210304989U - 一种加速填埋垃圾稳定化的装置

Info

Publication number: CN210304989U
Application number: CN201921028036.5U
Authority: CN
Inventors: 孙晓杰; 李洁; 伍贝贝; 秦永丽; 李倩; 欧车权宜; 邹雨竹; 张红霞
Original assignee: Guilin University of Technology
Current assignee: Guilin University of Technology
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2029-07-03

Abstract

本实用新型公开了一种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和光催化反应装置。生活垃圾填埋装置为密闭式圆柱形反应器，单侧等距离设有上、中、下三个固体取样孔；顶部设有渗滤液回灌口和出气口；渗滤液回灌口下方设有液体分布器；底部设有填埋装置出水口，其连接至填埋装置储水箱，填埋装置储水箱底部设置有水泵，输水管道经水泵连接至光催化反应装置顶部；光催化反应装置包括反应主体、转子和磁力搅拌器；转子设在反应主体中，反应主体下方设置有磁力搅拌器，反应主体底部设置有反应装置出水口，其连接至反应装置储水箱，反应装置储水箱底部设置有水泵，输水管道经水泵连接至生活垃圾填埋装置顶部的渗滤液回灌口。

Description

一种加速填埋垃圾稳定化的装置

技术领域

本实用新型属于环保和光催化技术领域，特别涉及一种加速填埋垃圾稳定化的装置。

背景技术

《中国统计年鉴-2017》显示，2016年我国生活垃圾焚烧无害化处理量7378.4万吨，而卫生填埋无害化处理量为11866.4 万吨，表明卫生填埋仍是我国垃圾处理的主要方式。然而，填埋垃圾降解达到稳定化水平需要一个漫长的过程，不仅会对土地资源造成大量浪费, 而且会产生大量难以处理的高氨氮、高COD的垃圾渗滤液。

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。

光催化氧化是在有催化剂的条件下进行光化学降解的过程，具有强氧化性、反应速度快、无二次污染并可在常温常压下反应等优势，被认为是具有良好发展前景的环保新技术。通过光催化氧化法，渗滤液中难降解有机物可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。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

本实用新型的目的是提供一种加速填埋垃圾稳定化的装置。

本实用新型是这样实现的：一种加速填埋垃圾稳定化的装置，包括生活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圆柱形反应器，柱高 65 cm，直径 34 cm，自下而上为下部砾石层、生活垃圾层和上部砾石层；单侧等距离设有上、中、下三个固体取样孔；顶部设有渗滤液回灌口和出气口；渗滤液回灌口下方设有液体分布器；底部设有填埋装置出水口，其连接至填埋装置储水箱，填埋装置储水箱底部设置有水泵，输水管道经水泵连接至光催化反应装置顶部。

所述光催化反应装置包括反应主体、转子和磁力搅拌器；其中反应主体采用圆柱形玻璃容器，转子设在反应主体中，反应主体下方设置有磁力搅拌器，反应主体底部设置有反应装置出水口，其连接至反应装置储水箱，反应装置储水箱底部设置有水泵，输水管道经水泵连接至生活垃圾填埋装置顶部的渗滤液回灌口。

本实用新型的优点：

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与光催化结合，设置一种光催化回灌渗滤液加速填埋垃圾稳定化的装置。通过光催化氧化老龄化生活垃圾渗滤液，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为本实用新型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-出气口；3-液体分布器；4-上部砾石层；5-固体取样孔；6-下部砾石层；7-填埋装置出水口；8-填埋装置储水箱；9,14-水泵；10-转子；11-磁力搅拌器；12-反应装置出水口；13-反应装置储水箱；A-垃圾填埋装置；B-光催化反应装置。

图2为本实用新型对照例中所用装置的结构示意图。

图中标记：1,10-渗滤液回灌口（进水口）；2-出气口；3,11-布水器；4,12-上部砾石层；5,13-固体取样孔；14-通风管；6-下部砾石层；15-斜面砾石层；7,18-出水口；8,19-储水箱；9,20-水泵；16-气泵；17-气体流量计；C-生活垃圾填埋装置；D-矿化垃圾反应装置。

具体实施方式

实施例：

一种加速填埋垃圾稳定化的装置，包括生活垃圾填埋装置A和光催化反应装置B，生活垃圾填埋装置A和光催化反应装置B构成了异位光催化氧化原位反硝化装置；生活垃圾填埋装置A为密闭式厌氧反硝化反应器，其主体采用不锈钢圆柱，柱高 65 cm，直径 34 cm，自下而上依次装填砾石、生活垃圾和砾石；单侧等距离设有上、中、下三个固体取样孔5；顶部设有渗滤液回灌口1和出气口2，顶盖与柱体间采用带橡胶垫的法兰承接方式密封。渗滤液由渗滤液回灌口1进入生活垃圾填埋装置A后由液体分布器3均匀布水，依次流经上部砾石层4（具有缓冲和再次布水的功能）、生活垃圾层和下部砾石层6（装填砾石粒径上细下粗，起到承托垃圾和汇集渗滤液的作用）；产生的渗滤液由底部填埋装置出水口7流出，收集于填埋装置储水箱8，经水泵9泵至光催化反应装置B；光催化反应装置B由反应主体（圆柱形玻璃容器，高15 cm，直径12 cm）、转子10和磁力搅拌器11组成，向渗滤液中加入光催化剂，在磁力搅拌器11和太阳光(无太阳光时采用全波长灯管作为光源)的作用下进行光催化反应；经光催化处理后的出水渗滤液由底部的反应装置出水口12流出，收集于反应装置储水箱13，经水泵14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，经过两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。

所述光催化剂参照文献“Enhanced Photoactivity of V-N Codoped TiO₂Derived from a Two-Step Hydrothermal Procedure for the Degradation of PCP-Naunder Visible Light Irradiation”制备得到。

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：

一种对照装置，包括生活垃圾填埋装置C和矿化垃圾反应装置D，生活垃圾填埋装置C和矿化垃圾反应装置D构成了异位同步硝化反硝化原位反硝化装置；生活垃圾填埋装置C采用不锈钢圆柱，柱高 65 cm，直径 34 cm。柱顶设有渗滤液回灌口1和出气口2，顶盖与柱体间采用带橡胶垫的法兰承接方式密封。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（5 cm）、生活垃圾层（40 cm）和下部砾石层6（5 cm）。上部砾石层4具有缓冲和再次布水的功能；下部砾石层6布置为粒径上细下粗的结构，起到承托垃圾和汇集渗滤液的作用。产生的渗滤液由底部出水口7流出（1 次/d），收集于储水箱8，经水泵9泵至矿化垃圾反应装置D的进水口10。生活垃圾填埋装置C单侧等距离设有上、中、下三个固体取样孔5；矿化垃圾反应装置D包括反应装置主体、通风管14、气体流量计17、气泵16和控制箱。矿化垃圾反应装置D侧面均匀设置三个固体取样口13，底部设出水口18及曝气管，曝气管连接气体流量计17，气体流量计17连接气泵16，气泵16连接控制箱；中央设通风管14，其顶部密封、管壁打孔且下部与曝气管相连，通风管14外部裹纱网；矿化垃圾反应装置D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D装填上部砾石层12、矿化垃圾层和斜面砾石层15，由均匀布孔的斜板支撑斜面砾石层15，斜面砾石层15起到承托垃圾和汇集渗滤液的作用，产生的渗滤液由底部出水口18流出，收集于储水箱19，经水泵20泵至生活垃圾填埋装置C的渗滤液回灌口1；三个温度探头均匀埋入矿化垃圾层。

所述矿化垃圾取自桂林市冲口垃圾填埋场；生活垃圾取自桂林市雁山镇垃圾中转站，经过两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4~10 mm粒径范围，然后填到矿化垃圾反应装置D里，装填密度为740 kg/m³。矿化垃圾外观物理性状表现为：类似土壤、没有异味。

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22天，结果表明，A+B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A出水渗滤液氨氮浓度由最初60 mg/L左右降至10 mg/L，COD浓度由最初300 mg/L左右降至145 mg/L；而C+D装置中，垃圾填埋装置C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。说明本实施例中的装置能够通过光催化回灌渗滤液加速填埋垃圾稳定化。

Claims

1.一种加速填埋垃圾稳定化的装置，其特征在于：该加速填埋垃圾稳定化的装置包括生活垃圾填埋装置（A）和光催化反应装置（B）；

所述生活垃圾填埋装置（A）为密闭式圆柱形反应器，柱高 65 cm，直径 34 cm，自下而上为下部砾石层（6）、生活垃圾层和上部砾石层（4）；单侧等距离设有上、中、下三个固体取样孔（5）；顶部设有渗滤液回灌口（1）和出气口（2）；渗滤液回灌口（1）下方设有液体分布器（3）；底部设有填埋装置出水口（7），其连接至填埋装置储水箱（8），填埋装置储水箱（8）底部设置有水泵（9），输水管道经水泵（9）连接至光催化反应装置（B）顶部；

所述光催化反应装置（B）包括反应主体、转子（10）和磁力搅拌器（11）；其中反应主体采用圆柱形玻璃容器，转子（10）设在反应主体中，反应主体下方设置有磁力搅拌器（11），反应主体底部设置有反应装置出水口（12），其连接至反应装置储水箱（13），反应装置储水箱（13）底部设置有水泵（14），输水管道经水泵（14）连接至生活垃圾填埋装置（A）顶部的渗滤液回灌口（1）。