[發明專利]一種加速填埋垃圾甲烷化的方法

有效

• 申請號: 201810237297.1
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108246761B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 孫曉杰;閃慧君;薛晨楠;成兆文;張紅霞
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B09B1/00
• 分類號: B09B1/00;B09B3/00;C02F3/30;C02F101/16
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 戴燕桃

本發明公開了一種加速填埋垃圾甲烷化的方法。設置一種聯用裝置，包括新鮮垃圾填埋裝置和礦化垃圾反應裝置。新鮮垃圾填埋裝置為厭氧反硝化反應裝置，礦化垃圾反應裝置為同步硝化反硝化反應裝置。礦化垃圾反應裝置的曝氣量控制在0.09~1.88 m³/(m³·d)，曝氣位置在礦化垃圾反應裝置的底部，進水負荷為35~50 L/(m³·d)，進水頻次為1次/d，礦化垃圾層中礦化垃圾的粒徑為4~10 mm。本發明方法通過同步硝化反硝化礦化垃圾反應器處理滲濾液，保證氨氮去除率的基礎上，降低硝酸鹽氮濃度，降低對原位反硝化階段產甲烷細菌的抑制作用，從而形成異位同步硝化反硝化原位反硝化生物反應器填埋技術，達到加速填埋垃圾的甲烷化的目的。

技術領域

本發明屬于環保和新能源技術領域，特別涉及一種加速填埋垃圾甲烷化的方法。

背景技術

衛生填埋是我國生活垃圾處理的主要方法之一。但傳統的衛生填埋技術存在著垃圾穩定化時間長、滲濾液成分復雜難于處理以及填埋氣產率低和回收利用困難等問題。針對傳統衛生填埋存在的問題，20世紀70年代，以滲濾液回灌為主要控制措施的生物反應器填埋技術應運而生。生物反應器填埋主要包括回灌型、兩相型和脫氮型等幾種類型。其中脫氮型生物反應器填埋技術因可從源頭上解決滲濾液氨氮濃度過高的問題，在生活垃圾填埋和滲濾液處理領域受到關注。

相比較，異位硝化原位反硝化脫氮型生物反應器填埋技術，先對滲濾液進行處理，將滲濾液中的氨氮轉化成硝酸鹽氮，然后利用填埋場的厭氧環境和微生物將硝酸鹽氮轉化成氣態氮。然而，研究人員也發現回灌經硝化的滲濾液至新鮮垃圾填埋場，能取得較好的脫氮效果，但同時硝酸鹽會抑制甲烷產生。

造成甲烷化過程受抑制的主要原因是硝酸鹽對產甲烷微生物活性有影響。反硝化過程中，由于硝酸鹽對分子氫的競爭，過高的硝酸鹽濃度會抑制產甲烷過程的順利進行。

因此，對于異位硝化原位反硝化脫氮型生物反應器填埋技術，要促進原位反硝化階段的垃圾產甲烷化，加速垃圾穩定化就必須降低回灌硝酸鹽氮濃度。根據經典的生物脫氮理論，氨氮轉化為硝酸鹽的硝化階段，降低硝酸鹽勢必要降低氨氮去除率，從而導致系統總氮去除率的降低。因此，既要保證異位硝化階段的氨氮去除率，又要降低回灌至原位反硝化階段的滲濾液的硝酸鹽濃度成為需要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種加速填埋垃圾甲烷化的方法。

本發明的思路：對于異位硝化原位反硝化脫氮型生物反應器填埋技術，通過控制異位硝化階段的曝氣量和運行參數，實現同步硝化反硝化，在保證氨氮去除率的同時，降低硝酸鹽氮的濃度，低濃度硝酸鹽氮滲濾液回灌至原位反硝化反應器中，降低對產甲烷菌的抑制作用，從而加速填埋垃圾甲烷化。

具體步驟為：

（1）設置一種聯用裝置，包括新鮮垃圾填埋裝置和礦化垃圾反應裝置，新鮮垃圾填埋裝置為厭氧反硝化反應裝置，礦化垃圾反應裝置為同步硝化反硝化反應裝置。

所述新鮮垃圾填埋裝置頂部設有進水口和采氣閥，頂蓋與柱體間采用帶橡膠墊的法蘭承接方式密封；滲濾液進入后由液體分布器勻速旋轉布水，依次流經上部礫石層、生活垃圾層和下部礫石層；上部礫石層具有緩沖和再次布水的功能；下部礫石層布置為粒徑上細下粗的結構，起到承托垃圾和匯集滲濾液的作用，產生的滲濾液由底部出水口流出，收集于儲水箱，經水泵泵至礦化垃圾反應裝置的進水口；新鮮垃圾填埋裝置單側等距離設有上、中、下 三個固體取樣孔。