[發明專利]一種生活垃圾填埋處理系統和方法

無效

• 申請號: 201310748312.6
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103725597A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 徐期勇;田穎;馬澤宇
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12P5/02
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

技術領域

本發明涉及一種環保技術領域和新能源開發利用領域，尤其涉及一種生活垃圾填埋處理系統和方法。

背景技術

社會經濟的快速發展伴隨著城市生活垃圾產生量的逐年增大，到2004年中國已經超過美國成為世界上垃圾產生量最大的國家，并預計以每年150%的增長率逐年增加，急劇積累的垃圾又反過來制約了城市化的進展。至目前為止，我國已有超過2/3的城市正面臨著垃圾圍城現象的困擾，如何實現垃圾減量化、資源化和無害化成為現代科學研究的重點。

在我國，城市生活垃圾主要通過填埋、焚燒和堆肥3種方式進行處理，其中垃圾填埋所占比例達到80%以上。城市生活垃圾中有機質含量豐富，填埋過程中有機垃圾降解的同時可產生大量綠色能源“沼氣”，用于供電和供熱，緩解了社會能源短缺的嚴峻現象。再考慮到我國城市生活垃圾含水率高，燃燒熱值低，焚燒處理過程中大氣污染問題嚴重；垃圾分類不徹底，重金屬污染嚴重，堆肥產品所占市場份額較低，因此垃圾填埋技術在今日以及未來較長一段時間內都將作為最重要的垃圾處理方式。

然而現實條件下，填埋技術面臨一定威脅，垃圾減量化、資源化和無害化效果較差。減量化方面，傳統衛生填埋場穩定化速度緩慢，垃圾酸化現象嚴重，VFA（volatile?fatty?acid，揮發性脂肪酸）的大量累積導致滲濾液pH下降、垃圾青貯現象和填埋場甲烷化進程的嚴重滯后。資源化利用角度，填埋場甲烷化進程緩慢，產氣量小，甲烷濃度低，無法達到產業化要求。另外，填埋場內甲烷化地區分散，產氣面積較小，填埋場氣體收集設備投資大，但利用率低，經濟性能較差。無害化方面，填埋場滲濾液水質水量波動大，污染強度高，處理難度大。特別是反應器填埋場的應用推廣，垃圾降解加速的同時微生物氨化作用也隨之提高，氨氮大量累積，嚴重污染填埋場周圍的衛生環境和居民的身體健康，增加了后續生化處理的困難，并反過來抑制填埋場內微生物的代謝活動。????

因此，如何在現有國內外垃圾填埋技術的基礎上，結合我國城市生活垃圾的特點，開發出一套降解速率快、運行成本低、產氣快速集中的填埋前處理工藝具有重要意義。

發明內容

本發明為解決目前生活垃圾的填埋過程中的降解速度慢、填埋占地面積大、產氣效果差、氣體收集裝置投資大但利用率低、高濃度氨氮累積等技術問題，提供一種生活垃圾填埋處理系統和方法。

本發明提供的一種生活垃圾填埋處理系統，包括：

分別依次處于曝氣預處理期、產甲烷活性期、垃圾穩定期、曝氣后處理期的四個反應器；以及連接各個反應器的液體連接管道和氣體連接管道；

所述各個反應器上端設置有一個用于滲濾液的回流的進出口，一個用于收集甲烷氣體的進出口，一個用于進行上層曝氣處理的進出口；

所述各個反應器底部設置有用于收集滲透液的滲透液收集口；

所述處于曝氣預處理期的反應器對其內的生活垃圾采用間歇式曝氣進行上層曝氣預處理；

所述處于產甲烷活性期的反應器的底部滲濾液收集口與自身頂部滲濾液進入口相連，以使其中的滲濾液自身回流，將上層產甲烷環境逐漸擴展到反應器內整個垃圾層；

所述處于曝氣預處理期的反應器底部滲濾液收集口與處于垃圾穩定期的反應器頂部滲濾液入口相連，處于垃圾穩定期的反應器底部滲濾液收集口與處于曝氣預處理期的反應器的頂部滲濾液入口相連；

所述處于曝氣后處理期的反應器進入曝氣后處理期，對其內的生活垃圾采用連續式曝氣進行曝氣后處理。

其中，所述用于進行上層曝氣處理的進出口為曝氣管，所述曝氣管與用于向反應器中的垃圾層供氧通風的鼓風設備連接，通過該曝氣管將外部氣體輸送到所述各個反應器的上層垃圾中，所述曝氣管的底部連接一個防滑擋板以使所述曝氣管隨垃圾層的沉降而下降。

其中，所述處于曝氣后處理期的反應器頂部滲濾液進入口與自身底部滲濾液收集口以及填埋場滲濾液輸送管道相連。

相應的，本發明還提供一種生活垃圾填埋處理方法，所述方法基于前述的生活垃圾填埋處理系統實現，包括：

將生活垃圾裝填至第一反應器，所述第一反應器進入曝氣預處理期，對其內的生活垃圾采用間歇式曝氣進行上層曝氣預處理；

待所述第一反應器內的滲透液pH值大于等于7時，所述第一反應器停止曝氣預處理，并進入產甲烷活性期階段，所述處于產甲烷活性期的反應器的底部滲濾液收集口與自身頂部滲濾液進入口相連，以使其中的滲濾液自身回流，將上層產甲烷環境逐漸擴展到反應器內整個垃圾層；啟動所述第二反應器，將生活垃圾經過破碎處理后裝填至第二反應器，該第二反應器對所述生活垃圾采用間歇式曝氣進行上層曝氣預處理；