一種綜合型垃圾填埋場準好氧穩(wěn)定集成系統(tǒng)及其應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術領域，涉及一種綜合型垃圾填埋場準好氧穩(wěn)定集成系統(tǒng)及其應用。
【背景技術】
[0002]生活垃圾焚燒爐渣占垃圾焚燒量的15%_25%，我國“十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設施建設規(guī)劃中要求生活垃圾焚燒處理比例應達到35%，新增焚燒處理量大于20萬噸/日。目前，最優(yōu)的爐渣利用條件下，爐渣中5%_10%的金屬和有機可燃物可分選回收，80%無機物可用于建材集料，仍有5-15%的爐渣需要填埋。根據填埋場自身條件和爐渣填埋比例的不同，生活垃圾焚燒爐渣與原生生活垃圾填埋大致分為3種情況:I)爐渣處理比例小的填埋場，多將爐渣用于原生生活垃圾填埋場覆蓋;2)爐渣處理比例較大、單元分割較易實現的填埋場，多采用分離的單元分別處置原生生活垃圾和生活垃圾焚燒爐渣；3)爐渣處理比例較大、單元分割不易的填埋場，原生生活垃圾和生活垃圾焚燒爐渣大多混合填埋。國內各類混合處置原生生活垃圾和生活垃圾焚燒爐渣的填埋場，設計和運行方面均與原生生活垃圾填埋場相同，但因生活垃圾焚燒爐渣可能影響滲濾液水質和填埋氣體產生特征，對滲濾液的收集運輸及生物處理均會有影響。
[0003]準好氧填埋技術通過擴大填埋場滲濾液排滲管道和填埋氣體導氣井管道尺寸，并連通排滲管道和導氣井，同時利用導氣井受周邊填埋層影響而產生的與大氣溫度的差異，使井內氣體與周圍大氣形成密度差而推動氣體流動，既保持井內氣體的含氧率，也可強化氧氣通過井壁向填埋層的擴散。持續(xù)的氧擴散使填埋層以導氣井和排滲管為中心逐次由厭氧代謝轉化為兼性和好氧代謝，混合代謝能夠全譜降解垃圾中的碳、氮污染物(TheFukuoka Method:ffhat is Sem1-aerobic.Japan:Fukuoka City Environmental Bureau，1999)。盡管現有準好氧填埋技術具有上述優(yōu)點，但是這種技術依賴填埋層內空隙傳遞氧氣，使層內降解逐步形成好氧狀態(tài);而原生生活垃圾填埋后空隙極小，使厭氧向好氧代謝的轉化十分緩慢。同時，準好氧填埋屬混合代謝，生活垃圾焚燒爐渣與原生生活垃圾混合物的有機物含量顯著低于普通生活垃圾，填埋氣體回收價值不高，氣體收集管道與大氣連通，既使填埋氣體失去能源回收價值;也因臭氣釋放形成污染。
[0004]授權公告號為CN 102513327 B的中國專利公布了一種減排垃圾填埋場溫室氣體的準好氧填埋裝置及應用，該裝置包括進氣系統(tǒng)，導氣系統(tǒng)和布氣系統(tǒng);所述進氣系統(tǒng)由一根上半圓設有若干通氣孔的滲濾液導排主管和位于所述滲濾液導排主管兩側的滲濾液導排支管網組成;所述導氣系統(tǒng)為若干根周壁設有通氣孔的豎向導氣管組成，所述豎向導氣管分為恒徑豎直導氣管和變徑豎直導氣管;所述布氣系統(tǒng)為若干個通氣頂輪，每個所述通氣頂輪由若干根放射狀排列且設有通氣孔的頂輪通氣支管和一根環(huán)形通氣管組成;所述豎向導氣管下端與所述進氣系統(tǒng)相連，所述變徑豎直導氣管上端與所述頂輪通氣支管相連。上述專利公布的技術方案主要是利用自然擴散通風原理，但因原生生活垃圾填埋層空隙率低、均勻性差，空氣擴散效率相對較低，垃圾穩(wěn)定化速率較慢;填埋氣體中的惡臭污染物隨通風空氣進入環(huán)境，易造成填埋場周邊大氣污染。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單、緊湊，綠色環(huán)保，經濟實用性好的綜合型垃圾填埋場準好氧穩(wěn)定集成系統(tǒng)及其應用。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]—種綜合型垃圾填埋場準好氧穩(wěn)定集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括填埋層、設置在填埋層底部的滲濾液收集導排層、與滲濾液收集導排層相連通的滲濾液收集井、設置在填埋層中的準好氧填埋導氣單元、設置在填埋層上部的滲濾液回灌層以及將滲濾液回灌層與滲濾液收集井相連通的滲濾液循環(huán)管路，所述的填埋層由原生生活垃圾與生活垃圾焚燒爐渣混合填埋而成。
[0008]所述的滲濾液收集導排層由布設在填埋層底部的多孔滲濾液收集管道組成，所述的多孔滲濾液收集管道與滲濾液收集井相連通，并且所述的多孔滲濾液收集管道為管壁上半周均勻開設有多個滲液孔的收集管道。
[0009]所述的多孔滲濾液收集管道的內徑為500-800mm，管壁上半周的開孔率為10-15%，并且所述的滲液孔的孔徑為20-50mm。
[0010]所述的準好氧填埋導氣單元由多個相互平行并沿豎直方向插設在填埋層中的垂直導氣井組成，所述的垂直導氣井包括穿孔管、包設在穿孔管外緣的防護網以及填充在穿孔管與防護網之間的惡臭氣體凈化填料層。
[0011]所述的穿孔管的底端固定在填埋層的底部，頂端穿過滲濾液回灌層與大氣相連通，并且所述的穿孔管的頂端還設有軸流式通風機，該軸流式通風機為太陽能光伏驅動軸流式通風機，由太陽能光伏驅動，當填埋層中生活垃圾焚燒爐渣的填埋量小于30 %時，軸流式通風機的風壓為6-8kPa，而當填埋層中生活垃圾焚燒爐渣的填埋量大于50 %時，軸流式通風機的風壓為5_7kPa。
[0012]所述的垂直導氣井的直徑為1.2-2.0m，中心為穿孔管，外緣為鋼絲保護網；其中，穿孔管的內徑為150-200mm，并且穿孔管的管壁除兩端各Im外均勻開孔，孔徑為10-20mm。
[0013]所述的惡臭氣體凈化填料層由生活垃圾焚燒爐渣、穩(wěn)定生活垃圾及碎石按質量比為1-4:1-4:1-2混合而成。
[0014]所述的穩(wěn)定生活垃圾為達到腐熟度標準的生活垃圾堆肥或已在填埋場處置10年以上的生活垃圾經I Omm篩分后的篩下物。
[0015]所述的滲濾液循環(huán)管路包括設置在滲濾液收集井底部的提升栗以及設置在提升栗與滲濾液回灌層之間的回灌管道，所述的滲濾液收集井中的滲濾液在提升栗的作用下，經回灌管道返回至滲濾液回灌層。
[0016]所述的滲濾液回灌層由鋪設在填埋層上部的干管和支管連通而成的布水管網構成，其中，干管通過回灌管道與提升栗相連通，并且干管與支管之間的空隙以生活垃圾焚燒爐渣填充并整平。
[0017]所述的滲濾液回灌層主要起布水作用，使?jié)B濾液中耗氧性有機物和氨氮與填埋層中的微生物接觸，填埋層通過強制通風實現的好氧、缺氧和厭氧環(huán)境交替變化，與回灌滲濾液在填埋層內的流動延時特征結合，為耗氧型有機物的好氧降解、氨氮的好氧氧化和反硝化還原為氮氣提供條件，從而強化了滲濾液中COD和氮的去除。
[0018]所述的滲濾液收集井的截面積為2.5-5m2，并且滲濾液收集井中滲濾液的水位低于滲濾液收集導排層。
[0019]—種綜合型垃圾填埋場準好氧穩(wěn)定集成系統(tǒng)的應用，所述的系統(tǒng)用于對原生生活垃圾與生活垃圾焚燒爐渣進行混合填埋，實現準好氧穩(wěn)定。
[0020]在實際設計過程中，為防止?jié)B濾液泄漏污染周圍土壤及水體，還可以在填埋層底部設置底層防滲單元，該底層防滲單元由上至下依次設置有紡土工隔離層、碎石滲濾液導流層、無紡土工布膜上保護層、光面高密度聚乙烯土工膜防滲層、粘土防滲層、無紡土工布膜下保護層、碎石地下水導流層及有紡土工布隔離層。同時，在滲濾液回灌層上鋪設聚乙烯膜，還可以在填埋層的兩側開設截洪溝。
[0021]本發(fā)明中，通過在滲濾液回灌層上鋪設聚乙烯膜，可促進填埋層中氣體流動的有效組織，防止臭氣污染物無組織釋放，同時可防止雨水進入填埋層，減少滲濾液產生量。
[0022]本發(fā)明采用原生生活垃圾與生活垃圾焚燒爐渣混合填埋、太陽能光伏驅動軸流式通風機通風、滲濾液回灌技術集成實現原生生活垃圾和生活垃圾焚燒爐渣混合準好氧填埋的快速穩(wěn)定化。同時，通過穩(wěn)定生活垃圾和垃圾焚燒爐渣對填埋惡臭氣體進行凈化，削弱惡臭氣體的釋放強度。
[0023]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下特點:
[0024]I)生活垃圾焚燒爐渣混入原生生活垃圾充當骨料結構，增加填埋層密度和空隙度的均勻性，有利于空氣擴散，可強化準好氧過程，加速可降解有機物的穩(wěn)定；
[0025]2)相較傳統(tǒng)準好氧填埋場中自然擴散通風原理，采用太陽能光伏驅動的軸流式通風機強化準好氧條件，即能夠有效強化準好氧填埋的供氧水平和氧氣擴散條件，進而實現原生生活垃圾的快速穩(wěn)定化；
[0026]3)原位利用生活垃圾焚燒爐渣與穩(wěn)定生活垃圾混合物作為除臭填料，即利用生活垃圾焚燒爐渣堿性和穩(wěn)定生活垃圾具有的惡臭氣體降解生物活性，降低氨氮、硫化氫等惡臭氣體釋放強度，并輔以太陽能光伏驅動的軸流式通風機來強化除臭效率，克服了原生生活垃圾準好氧填埋存在的固有缺陷；
[0027]4)由于采用準好氧填埋導氣單元，則能夠實現填埋層的多點進氣，克服了傳統(tǒng)準好氧填埋結構中的底部只有滲濾液導排主管這一唯一的進氣口而造成進氣量不足，并且被水淹(滲濾液淹)時完全切斷進氣途徑的弊端，使得在多雨潮濕的地區(qū)或季節(jié)也能使用，使用范圍廣；
[0028]5)由于在填埋層上部設置滲濾液回灌層，則能夠有效強化滲濾液中COD和氮的去除；
[0029]6)系統(tǒng)整體結構簡單，施工方便，建造成本低，節(jié)能環(huán)保，對傳統(tǒng)的原生生活垃圾準好氧填埋技術進行改進，可強化原生生活垃圾與生活垃圾焚燒爐渣混合填埋時的準好氧穩(wěn)定過程，使用范圍廣，具有很好的應用前景。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明結構不意圖；
[0031]圖中標記說明:[OO32 ] I 一垂直導氣井、2 一填埋層、3 一軸流式通風機、4 一惡臭氣體凈化填料層、5 一聚乙烯膜、6—滲濾液回灌層、7—回灌管道、8—提升栗、9 一滲濾液收集井、10—底層防滲單元、11 一多孔滲濾液收集管道、12—截洪溝、13—穿孔管。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0034]實施例1:
[0035]如圖1所示，一種綜合型垃圾填埋場準好氧穩(wěn)定集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括填埋層2、設置在填埋層2底部利百的滲濾液收集導排層、與滲濾液收集導排層相連通的滲濾液收集井
9、設置在填埋層2中的準好氧填埋導氣單元、設置在填埋層2上部的滲濾液回灌層6以及將