一种加速生活垃圾填埋稳定化进程的生物反应装置

摘要

本发明提供了一种可以加速稳定化进程的生活垃圾填埋场反应装置，包括渗滤液回灌系统和填埋反应器，所述的渗滤液回灌系统包括渗滤液收集池、水泵和若干进水与排水管件，所述的填埋反应器内设有酸缓冲层和分别位于酸缓冲层上、下的生活垃圾填埋层I和生活垃圾填埋层II，所述的酸缓冲层为生活垃圾焚烧残余物。本发明装置通过渗滤液回灌增加垃圾填埋体的湿度，通过由垃圾焚烧残余物组成的酸缓冲层调节垃圾体内的pH环境，为垃圾降解微生物创造一个更好的生存环境，从而实现加速垃圾的降解，加快填埋体的稳定化进程。本发明装置投资费用低，效果显著。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生活垃圾填埋装置，具体来说是一种可以加速生活垃圾填埋稳定化进程的生物反应装置。

背景技术

虽然堆肥和焚烧技术得到了一定的发展，但填埋仍然是生活垃圾最为重要的处理方式，我国约90％的生活垃圾是以填埋方式进行处理。在填埋场运行的初始阶段，生活垃圾中的有机物逐渐降解，生成了大量的有机酸。有机酸的积累形成了填埋场的酸性环境，抑制了填埋场中的微生物活性，影响了生活垃圾的降解和填埋场的稳定化进程。

生活垃圾焚烧后产生的残余物是一种含有高浓度的含钙类物质的废物，具有较强的酸缓冲能力。在生活垃圾填埋场中设置由生活垃圾焚烧残余物构成的酸缓冲层，不仅可以克服填埋场运行初始阶段的酸性环境，降低酸性环境对填埋场微生物的影响，而且能够提高生活垃圾的降解速度，从而加快垃圾填埋场的稳定化进程。该方法操作简单，处理成本较低。

现有的研究与报导中，尚鲜见利用生活垃圾焚烧残余物作为酸缓冲层加快垃圾填埋场稳定化进程的方法。

发明内容

本发明提供了一种可以加快垃圾填埋场稳定化进程的生活垃圾填埋反应装置，该装置为微生物降解生活垃圾提供更好的pH环境，加快填埋场的稳定化进程。

一种可以加速生活垃圾填埋稳定化进程的生物反应装置，包括渗滤液回灌系统和填埋反应器，所述的渗滤液回灌系统包括渗滤液收集池，水泵和若干进水与排水管件。

所述的填埋反应器包括酸缓冲层和分别位于酸缓冲层上、下的生活垃圾填埋层I和生活垃圾填埋层II，所述的酸缓冲层为生活垃圾焚烧残余物。所述的酸缓冲层的厚度与两个生活垃圾填埋层的总厚度比为1∶4～6。

所述的酸缓冲层上下可铺设滤水型土工织物，保证酸缓冲层的结构稳定性。

作为一种优选，在所述的生活垃圾填埋层II的上方设有细沙覆盖层，便于回灌的渗滤液均匀分布并保证填埋体的厌氧环境。

所述的填埋反应器的上部还设有气室，气室位于细沙覆盖层上方，便于填埋气体的从气体倒排口排出。

所述的填埋反应器的底部设有碎石层，所述的碎石层为粒径为10-40mm的砾石，便于渗滤液的排放和收集。

所述的细沙覆盖层和碎石层的厚度为5～10cm。

所述的填埋反应器的顶部设有渗滤液进水口和气体导排口。

本发明装置使用时，在反应器底部铺设碎石层，碎石层上方填入生活垃圾填埋层I，并不断压实，直到厚度达到反应器有效填埋高度的要求。生活垃圾填埋层I上方铺设酸缓冲层，不断压实，使其厚度达到反应器有效填埋高度的要求。酸缓冲层上方再次填入生活垃圾，并不断压实，直到生活垃圾填埋层II达到反应器有效填埋高度的要求。然后，在生活垃圾填埋层II上方铺设细沙层后密封反应器。装置运行时，通过阀门将渗滤液排入渗滤液收集池中，待渗滤液收集完毕，取少量渗滤液样品进行相关理化指标的测定，考察生物反应装置运行情况。余下渗滤液采用水泵回灌至填埋反应器内。

本发明在回灌型填埋生物反应装置的基础上设置酸缓冲层，不仅可以增加垃圾体的含水率，提高微生物的活性，而且可以利用酸缓冲层中的含钙类物质中和填埋场运行初期渗滤液中的酸性物质，缓解填埋场运行初期的酸抑制现象，为微生物提高更好的pH环境，加快垃圾的降解，加速生活垃圾填埋稳定化进程。

附图说明

图1本发明装置的结构示意图。

附图标号说明如下：1-壳体；2-碎石层；3-生活垃圾填埋层I；4-酸缓冲层；5-生活垃圾填埋层II；6-细沙覆盖层；7-气室；8-渗滤液进水口；9-气体导排口；10-水泵；11-渗滤液收集池；12-渗滤液导排管；13-阀门。

图2为采用本发明装置的垃圾填埋场与纯生活垃圾填埋场的渗滤液pH值变化对比图。

图3为采用本发明装置的垃圾填埋场与纯生活垃圾填埋场的渗滤液DOC值变化对比图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种可以加速生活垃圾填埋稳定化进程的生物反应装置，包括渗滤液回灌系统和填埋反应器，所述的渗滤液回灌系统包括水泵10、渗滤液收集池11、渗滤液导排管12和阀门13，所述的填埋反应器包括壳体1，填埋反应器顶端设有气体导排口9和渗滤液进水口8，填埋反应器的内部从上到下依次设有细沙覆盖层6、生活垃圾填埋层II 5、酸缓冲层4、生活垃圾填埋层I 3和碎石层2。

装置运行前，先在填埋反应器底部铺设碎石层2，便于填埋场渗滤液的排放和收集。碎石层2上方填入生活垃圾填埋层I，并不断压实，直到厚度达到反应器有效填埋高度的40％。生活垃圾填埋层I上方铺设生活垃圾焚烧残余物(酸缓冲层4)，不断压实，使其厚度达到反应器有效填埋高度的20％。酸缓冲层4上方再次填入生活垃圾，并不断压实，直到生活垃圾填埋层II达到反应器有效填埋高度的40％。然后，在生活垃圾填埋层II上方铺设细沙覆盖层6后密封反应器。渗滤液进水口8与水泵10、渗滤液收集池11，渗滤液收集池11通过渗滤液导排管12、阀门13与填埋反应器底部连接。

装置运行时，每天打开阀门13，将渗滤液通过渗滤液导排管12排入渗滤液收集池11中。待渗滤液收集完毕，取少量渗滤液样品进行相关理化指标的测定，考察生物反应装置运行情况。余下渗滤液采用水泵10回灌至填埋反应器内。

图2为采用本发明装置的垃圾填埋场与纯生活垃圾填埋场的渗滤液pH值变化对比图。

由图2可见，两个填埋场反应器渗滤液pH的变化过程在运行初始的80天基本一致，而之后则呈现截然不同的变化趋势。含有生活垃圾焚烧残余物酸缓冲层的填埋场，其渗滤液的pH值缓慢上升一段时间后，在150天跃升至7.5左右，随后一直保持这个水平。这一数值基本上与成熟的垃圾填埋场的pH值相似，说明填埋场已处于较为稳定的状态。对于纯生活垃圾填埋场，其渗滤液的pH值一直处于一个缓慢上升的过程，其渗滤液pH值在运行230天后仍然维持在6.5左右，远未达到成熟垃圾填埋场的水平。

图3为采用本发明装置的垃圾填埋场与纯生活垃圾填埋场的渗滤液DOC值变化对比图。

由图3可见，两个填埋场反应器渗滤液DOC的变化过程与pH的变化趋势基本一致。含有生活垃圾焚烧残余物酸缓冲层的垃圾填埋场渗滤液中DOC在pH升高至7.5以后呈现较为明显的下降趋势，运行230天以后，其DOC浓度由最高的22000mg/L下降至2800mg/L并基本保持稳定，该值与成熟垃圾填埋场的DOC值基本一致。纯垃圾填埋场在运行230天后，其DOC浓度仍然维持在20000mg/L左右，远未达到稳定化水平。

综合pH和DOC的变化趋势可以看出，含有生活垃圾焚烧残余物酸缓冲层的垃圾填埋场运行150天左右已基本达到稳定的状态，而纯垃圾填埋场运行230天后仍未稳定。由此可见，填埋场中设置以生活垃圾焚烧残余物构成的酸缓冲层可以显著地加快填埋场的稳定化进程，从而增加垃圾填埋场的库容，这对于土地资源稀缺的中国来说具有重大的意义。