專利名稱：一種基于生物反應器原理的垃圾填埋方法
技術領域：
本發明涉及城市垃圾處理技術領域，尤其涉及一種基于生物反應器原理的垃圾填埋方法。
背景技術：
隨著我國社會經濟的發展和人們生活水平的提高，對城市環境的要求越來越高， 需要尋求新的垃圾處理技術。填埋技術是目前國內外主要的垃圾處理方法，在我國垃圾填埋處理約占全部垃圾處理量的70%，并且我國的國情以及城市生活垃圾的特性(廚余垃圾含量高、含水率較高、熱值低以及垃圾成分復雜)也決定了在今后相當長的一段時間內，填埋處理技術仍將是我國城市生活垃圾的主要處理方式，但是現行傳統垃圾填埋處理技術僅把填埋場作為一個被動接受垃圾的系統，垃圾的生物降解是一個無任何控制的自然降解過程，由于傳統生活垃圾填埋場結構設計上的問題——垃圾的“干墓穴”填埋，埋垃圾濕度低， 無法為微生物生長提供一個適宜的條件，垃圾的生物降解因而受到限制，填埋垃圾的自然降解速度很慢，即使在封場后相當長一段時間內(30 50年)仍需要對填埋場進行維護和管理，如對滲濾液進行處理、對填埋氣進行導排及燃燒等。
發明內容
本發明的目的在于設計一種基于生物反應器原理的垃圾填埋方法解決上述問題。為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下一種基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其步驟包括垃圾填埋、滲濾液回灌、微生物降解生成填埋氣、滲濾液收集和處理；當開始所述垃圾填埋步驟后，填埋的所述垃圾中濾出的所述滲濾液經收集和處理后，產生的滲濾液用于對所述填埋垃圾進行回灌，所述微生物降解過程開始并產生填埋氣，產生的滲濾液經處理達標后外排。在所述垃圾填埋步驟中，先將準備填埋的垃圾進行破碎處理，然后將破碎后的所述垃圾進行混合，最后將破碎混合后的所述垃圾進行填埋并進行均勻壓實；每日的填埋量保證滲濾液從垃圾頂部到底部的連續滲透，每次填埋完成后用土工織物覆蓋所述填埋垃圾，下次填埋時揭開所述土工織物進行填埋，填埋完成后將所述土工織物再次蓋回。在所述微生物降解生成填埋氣過程中，將填埋場中所述填埋垃圾內部的溫度控制在 45 °C -60 °C。待所述微生物降解生成填埋氣的產氣趨勢下降后，再進行所述滲濾液回灌。所述滲濾液的處理步驟包括預處理、生物處理和膜深度處理。在所述滲濾液的回灌步驟中，若滲濾液反映出填埋場的內營養物質失衡，在回灌的滲濾液中加入缺少的營養物質使填埋場內的營養物質恢復平衡。在所述滲濾液的回灌步驟中，設計方案如下將回流池設置在填埋場地勢最高的地方，并在附近設置泵房，將濃縮液經由提升泵提升至回流池中；在填埋場外圍設置一圈直徑為160mm的不開孔的HDPE管，并在固定位置設有三通連接管，在填埋場中，每隔20m左右就設置一條盲溝，鋪設厚30cm的碎石，在碎石之中設置一根直徑為160mm的HDPE開孔管，并且每當填埋深度達到10m，就再鋪設一層所述盲溝；每一根的HDPE開孔管都設有一個回流口和許多出水小孔，每一個所述回流口都設置有控制回流水量的封口蓋，所述HDPE開孔管從所述回流口到每一個所述出水小孔均保持不小于 2%的坡度；所述回流池中的所述濃縮液經所述回流口流入所述HDPE開孔管，再經所述出水小孔回灌到所述垃圾填埋場。還包括填埋氣處理步驟，在所述填埋氣處理步驟中，所述填埋氣用于發電或進行無害化處理后排入大氣。本發明權利要求中的滲濾液即滲濾(濃縮)液。本發明中的生物反應器填埋方法是通過有目的的控制手段強化填埋場的微生物過程，從而加速垃圾中易降解和中等易降解有機組分轉化和穩定的一種垃圾衛生填埋場運行方式，除了具有一般衛生填埋方法的垃圾貯存功能外，還具有較強的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、穩定化時間短、填埋氣產量高、收集完全。本發明在填埋場垃圾的穩定化過程中，由于垃圾組成和結構的復雜性，垃圾進人垃圾填埋場后將會在垃圾——微生物——滲濾液——填埋氣體微生態系統內發生一系列物理、化學和生物學反應，如吸附沉淀、絡合、生物降解等過程，使污染物得到降解、凈化。本發明所謂的營養物質，是指碳、氮和磷(C N P)，所謂的營養物質失衡，是指碳、氮和磷(C N P)之間的比例失衡。本發明中所述的預處理主要是利用物理處理去除氨氮和無機雜質或者改善滲濾液的可生化性，若預處理工藝不達標，則后續的處理設備損耗較大。本發明中所述的生物處理主要是利用厭氧法、好氧法等方法去除滲濾液中的有機污染物和氨氮等，處理的效果好，費用低，技術和應用都較簡單。本發明中所述的膜深度處理主要是利用納濾及反滲透去除滲濾液中的溶解物、懸浮物等，該方法費用昂貴，管理復雜。本發明的有益效果如下1，本發明中的垃圾填埋方法具有較強的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、穩定化時間短、填埋氣產量高、收集完全，節約成本。2，本發明能夠有效減少滲濾液處理量。
圖1所示是本發明生物反應器垃圾填埋方法的工藝流程圖圖2所示是本發明滲濾(濃縮)液回灌的場地布置示意圖圖3所示是圖2中A-A方向上的剖面圖。
具體實施例方式下面詳細說明本發明優選的技術方案。如圖1所述的一種基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其步驟包括垃圾填埋、 滲濾(濃縮)液回灌、微生物降解生成填埋氣、滲濾液收集和處理；當開始所述垃圾填埋步驟后，填埋的所述垃圾中濾出的所述滲濾液經收集和處理后，產生的滲濾(濃縮)液用于對所述填埋垃圾進行回灌，所述微生物降解過程開始并產生填埋氣，產生的滲濾液經處理達標后外排。所述滲濾液的處理步驟包括預處理、生物處理和膜深度處理。在所述垃圾填埋步驟中，先將所述垃圾進行填埋并進行均勻壓實；每日的填埋量保證滲濾液從垃圾頂部到底部的連續滲透，每次填埋完成后用土工織物覆蓋所述填埋垃圾，下次填埋時揭開所述土工織物進行填埋，填埋完成后將所述土工織物再次蓋回。在所述微生物降解生成填埋氣過程中，將填埋場中所述填埋垃圾內部的溫度控制在45°C -60°C。在所述滲濾(濃縮)液的回灌步驟中，若滲濾液反映出填埋場的內營養物質失衡， 在回灌的滲濾(濃縮)液中加入缺少的營養物質使填埋場內的營養物質恢復平衡。并且在所述滲濾(濃縮)液的回灌步驟中，其設計方案如下(參見圖2、圖幻將回流池1設置在填埋場2地勢最高的地方，并在附近設置泵房3，將滲濾(濃縮)液經由提升泵提升至回流池1中；在填埋場2外圍設置一圈直徑為160mm的不開孔的HDPE管4，并在固定位置設有三通連接管5，在填埋場中，每隔20m左右就設置一條盲溝6，鋪設厚30cm的碎石，在碎石之中設置一根直徑為160mm的HDPE開孔管7，并且每當填埋深度達到10m，就再鋪設一層所述盲溝6 ；每一根的HDPE開孔管7都設有回流口和許多出水小孔，每一個所述回流口都設置有控制回流水量的封口蓋，所述HDPE開孔管7從所述回流口到每一個所述出水小孔均保持不小于2%的坡度；所述回流池1中的所述滲濾(濃縮)液經所述回流口流入所述HDPE開孔管7，再經所述出水小孔回灌到所述填埋場2。本實施例還包括填埋氣處理步驟，在所述填埋氣處理步驟中，所述填埋氣用于發電或進行無害化處理后排入大氣。具體各個步驟中需要考慮如下要素1)日覆蓋材料選擇在滿足防塵、防病、防臭、防火、防動物等功能后，生物反應器填埋場每日覆蓋應該不影響滲濾液的連續滲透，同時占據最少的填埋場空間。建議用HDPE 土工膜取代傳統的土壤覆蓋，并填埋下一層的垃圾時揭開覆蓋材料下次再用。2)垃圾破碎及壓實控制垃圾破碎后填埋可增加垃圾、滲濾液、微生物相互接觸面積，從而加速垃圾分解。 垃圾壓實要兼顧多層填埋和滿足滲濾液傳輸要求，避免不均勻的壓實形成滲濾液優先通道。3)滲濾液回流操作根據產氣和滲濾液日常監測結果靈活調整回流操作。最好應該在產氣趨勢下降后再進行回流。4) pH 調節pH調節是生物反應器填埋場最有效的管理手段之一。產酸階段的滲濾液回流前先中和，避免場內有機酸積累而抑制甲烷菌生長繁衍。還可在覆蓋層或垃圾體中加入石灰消化污泥等堿性物質增強填埋場的PH緩沖能力。5)添加營養在回流滲濾液中加入營養物質對有機垃圾的降解速率有積極作用。若滲濾液反映出填埋場內營養(C N P)失衡，可考慮補充營養物質以滿足填埋場內微生物的需要。6)溫度控制根據微生物要求填埋場最佳溫度是45°C 60°C，將填埋場溫度控制在這一范圍對垃圾的快速分解大有益處。 以上通過具體的和優選的實施例詳細的描述了本發明，但本領域技術人員應該明白，本發明并不局限于以上所述實施例，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、 等同替換等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其特征在于其步驟包括垃圾填埋、滲濾液回灌、微生物降解生成填埋氣、滲濾液收集和處理；當開始所述垃圾填埋步驟后，填埋的所述垃圾中濾出的所述滲濾液經收集和處理后，產生的滲濾液用于對所述填埋垃圾進行回灌，所述微生物降解過程開始并產生填埋氣，產生的滲濾液經處理達標后外排。
2.根據權利要求1所述的基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其特征在于在所述垃圾填埋步驟中，先將準備填埋的垃圾進行破碎處理，然后將破碎后的所述垃圾進行混合， 最后將破碎混合后的所述垃圾進行填埋并進行均勻壓實；每日的填埋量保證滲濾液從垃圾頂部到底部的連續滲透，每次填埋完成后用土工織物覆蓋所述填埋垃圾，下次填埋時揭開所述土工織物進行填埋，填埋完成后將所述土工織物再次蓋回。
3.根據權利要求1所述的基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其特征在于在所述微生物降解生成填埋氣過程中，將填埋場中所述填埋垃圾內部的溫度控制在45°C -60°C。
4.根據權利要求1所述的基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其特征在于待所述微生物降解生成填埋氣的產氣趨勢下降后，再進行所述滲濾液回灌。
5.根據權利要求1所述的基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其特征在于所述滲濾液的處理步驟包括預處理、生物處理和膜深度處理。
6.根據權利要求1所述的基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其特征在于在所述滲濾液的回灌步驟中，若滲濾液反映出填埋場的內營養物質失衡，在回灌的滲濾液中加入缺少的營養物質使填埋場內的營養物質恢復平衡。
7.根據權利要求1所述的基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其特征在于在所述滲濾液的回灌步驟中，設計方案如下將回流池設置在填埋場地勢最高的地方，并在附近設置泵房，將濃縮液經由提升泵提升至回流池中；在填埋場外圍設置一圈直徑為160mm的不開孔的HDPE管，并在固定位置設有三通連接管，在填埋場中，每隔20m左右就設置一條盲溝，鋪設厚30cm的碎石，在碎石之中設置一根直徑為160mm的HDPE開孔管，并且每當填埋深度達到10m，就再鋪設一層所述盲溝；每一根的HDPE開孔管都設有一個回流口和許多出水小孔，每一個所述回流口都設置有控制回流水量的封口蓋，所述HDPE開孔管從所述回流口到每一個所述出水小孔均保持不小于2%的坡度；所述回流池中的所述濃縮液經所述回流口流入所述HDPE開孔管，再經所述出水小孔回灌到所述垃圾填埋場。
8.根據權利要求1所述的基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其特征在于還包括填埋氣處理步驟，在所述填埋氣處理步驟中，所述填埋氣用于發電或進行無害化處理后排入大氣。
全文摘要
一種基于生物反應器原理的垃圾填埋方法，其步驟包括垃圾填埋、滲濾(濃縮)液回灌、微生物降解生成填埋氣、滲濾液收集和處理；當開始所述垃圾填埋步驟后，填埋的所述垃圾中濾出的所述滲濾液經收集和處理后，產生的滲濾(濃縮)液用于對所述填埋垃圾進行回灌，所述微生物降解過程開始并產生填埋氣，產生的滲濾液經處理達標后外排。本發明中的垃圾填埋方法具有較強的生物降解功能，垃圾生物降解速度快、穩定化時間短、填埋氣產量高、收集完全，無需滲濾液處理設施，節約成本。
文檔編號B09B1/00GK102441551SQ20111027192
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者劉勇, 劉澤軍, 洪慧蘭 申請人:北京高能時代環境技術股份有限公司