利用準好氧填埋體處理垃圾滲濾液的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及填埋場內對城市垃圾填埋場滲濾液進行預處理的方法，具體地涉及一種利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法。
技術背景
[0002]城市生活垃圾填埋場產生的滲濾液，其所含有機污染物種類繁多，且CODfr (化學需氧量)、BOD5 (生化需氧量)和NH/-N濃度較高，C/N比例失調，嚴重影響其后續生物處理過程，所以垃圾滲濾液的處理一直是全世界面臨的難題(曹京哲，2003，城市垃圾滲濾液特性及處理對策[J].市政技術，2003，03 =183-185) ο
[0003]垃圾滲濾液進行現場獨立處理的方法可以分為:物理化學處理法、土地處理法和生物處理法。其中，物理化學處理法不受水質和水量的影響，出水水質穩定。但是，其操作復雜，運行費用高，能耗大，不適宜大量滲濾液的處理。土地處理法具有投資少，操作簡單，運行費用低等優點，但是其處理負荷較低，易受土地和氣候條件限制，且存在土壤和地下水污染風險。目前，多采用“厭氧-好氧”聯合工藝分別進行高濃度C0D&、B0DjP NH:_N滲濾液的處理。但是，大多數滲濾液處理設施都是城市污水處理工藝的改進，不適合復雜多變的滲濾液水質。此外，滲濾液的B0D5/C0D&比較低，可生化性較差，且NH 4+-N濃度較高，對活性污泥具有毒害作用。以上因素導致國內已建成的滲濾液處理設施的運行效果較差，且出水很難達標排放。
[0004]填埋場滲濾液回流處理就是將未經預處理的滲濾液直接回流或噴灑進入填埋場，利用垃圾層和覆蓋土層的凈化作用來處理滲濾液的一種場內處理技術。將滲濾液回流到垃圾填埋層內，使微生物能夠充分利用滲濾液中的有機污染物，在微生物生長繁殖的同時，使滲濾液得到處理(徐迪民，垃圾填埋場滲濾水回灌技術的研究一一1.垃圾滲濾水填埋場回灌的影響因素[J].同濟大學學報(自然科學版)，1995，04:371-375)。此方法的設施投資明顯低于上述獨立處理方法，且填埋體具有緩沖作用可以減小水質波動對處理效果的影響。此外，滲濾液回流處理法具有節省投資、操作簡單、運行費用低，可以有效降低污染物濃度，減少滲濾液產生量，加快填埋垃圾的穩定化進程和填埋場沉降速率，提高填埋場的使用效率等方面的優點。但是，傳統厭氧填埋場中的滲濾液回流處理易引起NH3-N積累。
[0005]過高濃度的NH3-N將導致滲濾液中C/N比偏低，營養比例失調，嚴重影響滲濾液的后續處理，并對垃圾填埋場周邊環境造成污染(生活垃圾生物反應器填埋場的試驗研究一一土地填埋技術的發展與改良[J].浙江林業科技，2003,02:13-16.張陸良，]張陸良.準好氧填埋場垃圾滲濾液中氨氮變化規律的室內模擬研究[D].西南交通大學，2004)。目前，用于滲濾液中高濃度NH3-N處理的方法主要包括傳統生物脫氮技術、物理化學法和新型脫氣技術等等。
[0006]傳統的生物脫氮一般包括硝化和反硝化兩個階段。好氧條件下，NH3-N發生硝化反應轉化為NO2-N和NO3-N ;缺氧條件下，NO3-N和NO2-N被反硝化還原成隊或N 20。目前，滲濾液生物處理較多的采用厭氧-好氧聯合工藝，其中厭氧工藝一般采用UASB工藝，好氧工藝一般采用活性污泥法(如氧化塘和SBR等)。但是，傳統的生物脫氮技術存在以下問題:I)在活性污泥系統中自養硝化細菌很難與異養菌競爭并成為優勢菌；2)硝化細菌易受環境的影響；3)硝化-反硝化過程在時空上難以統一，脫氮效果差異較大。
[0007]物理化學處理方法包括吹脫法、電化學氧化法、化學沉淀法、離子交換法、折點氯化法、吸附法、等離子體法和超聲法等(Jokela et al., 2002 ；Li and Zhao, 2003) 0物理化學處理法的NH3-N去除速率快，處理效率高，對COD和難降解污染物也有良好的去除作用。但是，該法需要消耗大量的電能或藥劑，處理費用較高，存在二次污染問題，其推廣和應用受到限制。
[0008]近年來國內外出現了一些全新的脫氮工藝:短程硝化-反硝化、同步硝化-反硝化和厭氧氨氧化等。但是，這些脫氮工藝的控制條件嚴格，系統受到外界沖擊的影響較大，實際操作性不強。另外，上述方法都需要獨立的處理設施，投資成本較高，導致其實際應用相對較少。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于提供一種利用準好氧填埋結構體處理垃圾滲濾液的工藝。在本發明中，利用準好氧填埋工藝特有的垃圾滲濾液導排系統，將垃圾滲濾液收集進入調節池，在調節池內對滲濾液的水質和水量進行調節。從而對垃圾滲濾液所含有機污染物進行最大限度的生物降解，平衡C/N比，對NH/-N的去除起到很好的作用。
[0010]為達到上述目的，本發明的具體技術解決方案是:
[0011 ] 〈I〉.一種利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，所述方法包括:
[0012]構建準好氧垃圾填埋結構體；
[0013]垃圾滲濾液經調節池進行混合、調節、收集；
[0014]將高濃度的垃圾滲濾液提升至布水池系統；
[0015]利用準好氧填埋結構體進行滲濾液回灌處理；
[0016]其中，通過滲濾液主導排管和垂直導氣管相通，使外界自然風進入堆體內，在靠近垂直導氣管區域形成好氧區，遠離垂直導氣管的區域形成厭氧區，中間過渡帶為缺氧區。
[0017]〈2〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，其中構建所述準好氧垃圾填埋結構體的步驟包括:
[0018]地基土上鋪設粘土襯墊；
[0019]粘土襯墊上鋪設HDPE膜，膜上鋪設土工布，土工布上鋪設滲濾液導排層，在滲濾液導排層中埋設有滲濾液主穿孔導排管，并與外界環境連通；使得垂直穿孔導氣管以及水平穿孔導氣管均與主導排管相聯通；
[0020]用碎石組成的石籠保護各導排管周圍，石籠直徑在80?150cm ;
[0021 ] 其中，填埋單元基底保持I %?3 %的坡度，滲濾液導排管、水平導氣管和石籠鋪設時均控制I %?3 %的坡度。
[0022]〈3〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，其中垃圾填埋結構體的導氣管是開孔的，并且所述開孔的水平、垂直導氣管以及滲濾液導排管的直徑控制在10?30cm，所述開孔的孔徑為12?16mm，開孔的間距為6?10cm。
[0023]〈4〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，所述垃圾滲濾液經調節池進行混合、調節、收集的步驟包括:通過動力栗把滲濾液提升至布水池，然后通過布水管路，把滲濾液均勻回灌至準好氧結構體，回灌采用垂直滲水管網式回灌法。
[0024]〈5〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，其中，所述回灌處理包括:垃圾滲濾液從導排口流入調節池，通過栗將垃圾滲濾液回流至堆體內，空氣從導排口自然流入到準好氧堆體內。
[0025]〈6〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，垂直導氣管和水平導氣管之間的管道間距分別為15?30m。
[0026]〈7〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，其中:在好氧區，氨在自養型硝化細菌的作用下將其氧化成NO3 ;在缺氧區，由反硝化細菌以有機物作為電子供體，使NO3還原為N 2而從液相中釋放，實現NH:-N的轉化和去除；在厭氧區，實現有機物的降解產甲烷。
[0027]〈8〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，其中在填埋時填埋垃圾的壓實密度約為500?750kg/m3，孔隙率約為25?40%。
[0028]〈9〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，其中回灌水力負荷和回灌頻率隨著填埋堆體穩定化程度的增加而適當增加。
[0029]〈10〉.根據〈1>所述的利用準好氧結構體預處理垃圾滲濾液的方法，其中所述垂直導氣管伸出垃圾填埋裝置，且垂直導氣管的頂部和底部與外界空氣相通。
[0030]本發明通過包括構建城市生活垃圾準好氧填埋體，利用準好氧填埋體特有的好氧-兼性厭氧-厭氧環境，設計適當的回流工藝對滲濾液進行原位處理，達到有效降低滲濾液 BOD5、CODc, NH 3-N 濃度目的。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發明所使用的城市生活垃圾準好氧填埋結構體示意圖；
[0032]圖2是本發明所使用的垃圾滲濾液回流裝置示意圖；
[0033]圖3是本發明所述的利用準好氧填埋結構體對城市垃圾滲濾液進行預處理的方法的示意圖；
[0034]圖4是垃圾滲濾液的分布示意圖；
[0035]圖5是垃圾滲濾液回流管路示意圖；
[0036]圖6是準好氧和厭氧填埋體產生滲濾液C0D&的動態變化；
[0037]圖7是準好氧和厭氧填埋體產生滲濾液BOD5的動態變化；
[0038]圖8是準好氧和厭氧填埋體產生014氣體的動態變化；
[0039]圖9是準好氧和厭氧填