[發明專利]快速簡易檢測垃圾堆場穩定化的方法及填埋氣檢測裝置

在審

• 申請號: 201910986212.4
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110646254A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 岳波;孟棒棒;黃慧;吳海霞;吳小卉;周凱;孟聰;范繼強
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G01N33/00;B09B1/00
• 代理公司: 11357 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉洪勛

本發明公開了一種快速簡易檢測垃圾堆場穩定化的方法及填埋氣檢測裝置，該方法是根據垃圾堆體大小布設多個填埋氣測試點，打孔，用填埋氣分析儀檢測堆場內部氣體濃度，根據氣體中CH₄數據，依據本發明的標準判定為未穩定、基本穩定、比較穩定或者完全穩定。該檢測裝置包括氣體分析儀和套管以及進氣管路。這種方法，操作簡單，檢測可靠，可以實現快速簡易檢測垃圾堆場穩定化程度。

技術領域

本發明涉及簡易垃圾堆場穩定化的快速檢測方法，還涉及一種檢測用的填埋氣檢測裝置。

背景技術

生活垃圾的無害化處理，涉及到能源回收和環境保護問題。

目前，我國垃圾分類回收或者無害化處理程度比較低，在很多地區還僅僅是采用簡易垃圾堆場的處理方式，是在露天堆放、自然溝/坑堆填垃圾的基礎上形成的簡易填埋場，大多無防滲系統、滲濾液收集和處理系統、填埋氣收集和處理系統、環境監測網絡和封場覆蓋系統等。穩定化狀態主要體現在垃圾的可降解有機組分達到礦化，垃圾層基本無氣體產生，滲濾液不經處理即可直接排放，場地表面自然沉降停止。

目前國內外對于穩定化還沒有統一的判別標準，但一般從填埋氣產量及產率、滲濾液產量及水質、陳腐垃圾特性及垃圾場沉降變化情況四個方面分析，并結合《生活垃圾填埋場穩定化場地利用技術要求》(GB/T 25179—2010)、《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889—2008)進行綜合判斷。

滲濾液分析需要收集垃圾滲濾液樣品，采用化學方法測定COD、BOD、SS、氨氮、pH等指標；陳腐垃圾特性分析需要鉆孔收集陳腐垃圾樣品，分析含水率、表觀指數、有機質或可降解生物有機質等指標，而固體垃圾可降解組分隨填埋時間緩慢，由于垃圾組成的非均勻性，其組分含量變化波動大，易造成較大誤差。垃圾場沉降變化表征了堆體穩定過程中力學特性的改變，但無法反應堆體生化降解過程中污染程度和填埋氣的危險性。此外，以上方法測定步驟繁瑣，耗時長，無法快速定位簡易垃圾堆場的穩定化程度。

我國簡易垃圾堆場數量上千，沒有任何防滲措施和填埋氣導排、收集系統，易造成土壤和地下水污染，填埋氣體累積還是爆炸的可能。因此，為更好地維護監管、修復或開發利用提供依據，建立一種快速檢測簡易垃圾堆場穩定化的方法具有重大意義。有鑒于此，產生本發明。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種快速簡易檢測垃圾堆場穩定化的方法。

本課題組經過研究發現，由于垃圾堆場的穩定化過程，主要是垃圾中有機質降解達到礦化的過程，而垃圾中有機質在降解過程中，不同的階段發生的主要反應不同，反應產物和反應溫度也不同，經過長期研究，發現如下規律：

垃圾堆體穩定化過程可以根據有機質分解反應不同，分為五個階段：初始調整階段、過渡階段、酸化階段、甲烷發酵階段和成熟階段。

初始調整階段：垃圾進入堆場內，即進入初始調整階段。此階段內垃圾中易降解組分迅速與垃圾所夾帶的氧氣發生好氧生物降解反應，生成CO₂和水，同時釋放一定的熱量，垃圾溫度明顯升高。

過渡階段：垃圾堆體內氧氣被消耗盡，開始形成厭氧條件，垃圾降解由好氧降解過渡到兼性厭氧降解，起主要作用的微生物是兼性厭氧菌和真菌；垃圾中的硝酸鹽和硫酸鹽分別被還原為N₂和H₂S。

酸化階段：填埋氣中H₂含量達到最大，即進入酸化階段。在此階段，對垃圾降解起主要作用的微生物是兼性和專性厭氧細菌，填埋氣的主要組分是CO₂。

甲烷發酵階段：當填埋氣H₂含量下降至很低時，即進入甲烷發酵階段，此時產甲烷菌將醋酸和其他有機酸以及H₂轉化為CH₄。在此階段前期，填埋氣CH₄含量上升至50％左右；此后，填埋氣CH₄含量穩定在55％。