專利名稱：一種生活垃圾資源化處理技術(shù)及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境污染治理領(lǐng)域，具體是指一種生活垃圾資源化處理技 術(shù)及其裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)的生活垃圾厭氧填埋場在填埋場內(nèi)產(chǎn)生曱烷，導(dǎo)致填埋場有容易 發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。為順利導(dǎo)出氣體避免發(fā)生爆炸，同時(shí)回收利用氣體，需 在填埋場內(nèi)鋪設(shè)氣體收集管道系統(tǒng)，投資昂貴。生活垃圾好氧堆肥處理可 將垃圾轉(zhuǎn)化為肥料，但因一直進(jìn)行曝氣，運(yùn)行成本高。此外，生活垃圾厭 氧填埋和好氧堆肥都存在滲濾液二次污染問題。為原位處理滲濾液， 一些 填埋場將滲濾液直接進(jìn)行回灌，但滲濾液直接循環(huán)回灌型生物反應(yīng)器技術(shù) 存在著酸抑制現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種成本低廉且垃圾腐熟時(shí)間短的生活垃圾資源化處 理技術(shù)。本發(fā)明還提供了 一種能同時(shí)進(jìn)行厭氧填埋和好氧堆肥處理的生活 垃圾資源化處理裝置。
一種生活垃圾資源化處理技術(shù)，包括以下步驟
(1) 將垃圾去雜后厭氧填埋；
(2) 收集垃圾降解產(chǎn)生的滲濾液并通入污泥中，充分接觸反應(yīng)后回 收甲烷，并將反應(yīng)后的滲濾液回灌到填埋的垃圾中；
垃圾填埋降解過程當(dāng)中，滲濾液每天都會從垃圾底部流出，收集后直 接通入污泥中。
污泥為經(jīng)過馴化的接種污泥，接種污泥取自同類或相近性質(zhì)廢水處理 站的成熟厭氧污泥。污泥中主要含有產(chǎn)氬產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)曱烷菌，其中產(chǎn)氫 產(chǎn)乙酸細(xì)菌為互營單胞菌屬、互營桿菌屬、梭菌屬、暗桿菌屬等；產(chǎn)曱烷 菌為產(chǎn)曱烷桿菌、產(chǎn)甲烷球菌、產(chǎn)曱烷八疊球菌、產(chǎn)甲烷絲菌等。這兩類菌群能夠降解滲濾液中的有機(jī)物，產(chǎn)生沼氣。
滲濾液通入污泥中，反應(yīng)溫度控制在30 35。C，反應(yīng)時(shí)間為24 30h。
反應(yīng)后的滲濾液并不是一次性全部回灌到垃圾中，而應(yīng)才艮據(jù)回灌前的 垃圾含水率來控制，含水率高則回灌得少；含水率低則回灌得多。滲濾液 的回灌量應(yīng)控制在使得回灌后的垃圾含水率維持在60 ~ 70% 。
滲濾液回灌避免了滲濾液中有機(jī)物和微生物的流失，而且提高了填埋 垃圾的濕度，加強(qiáng)了填埋場內(nèi)垃圾、微生物和水分間的相互接觸和作用， 造就了一個(gè)適合孩t生物生長繁衍的場所，因而能在比傳統(tǒng)填埋場短得多的 時(shí)間內(nèi)使垃圾和回灌滲濾液中的有機(jī)污染物得到有效去除。
滲濾液的收集和回灌一直持續(xù)到垃圾降解完成為止。 (3 )垃圾填埋降解3~5個(gè)月后，在垃圾底部曝氣進(jìn)行好氧堆肥處理；
曝氣是指人為向垃圾中通入空氣。曝氣可提高垃圾體內(nèi)的氧氣含量， 維持垃圾中空氣的氧氣含量為5 ~ 10%(體積)，使得好氧微生物大量繁殖， 迅速降解有機(jī)物。垃圾溫度會慢慢上升，當(dāng)溫度上升至50-55。C時(shí)，保持 這一溫度5 7天，殺滅垃圾中的病原微生物，停止通入空氣，完成好氧 堆肥。
(4)將好氧堆肥后的垃圾破碎、干燥后制成肥料。
垃圾破碎后其粒徑小于12mm。因垃圾含水率比較高，為儲存、運(yùn)輸 和使用方便，需要經(jīng)過干燥處理，使垃圾的含水率降至25%~35%。
干燥后的垃圾肥可用篩網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)一步分離，粒徑未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的顆粒， 重新破碎。經(jīng)過篩分后的垃圾，可直接供農(nóng)田施用。
一種生活垃圾資源化處理裝置，包括填埋場，填埋場的底端和頂端分 別連接有出水管和進(jìn)水管，出水管和進(jìn)水管另 一端連接有產(chǎn)曱烷反應(yīng)器， 形成循環(huán)回路，填埋場的底部設(shè)有曝氣層。
所述的產(chǎn)曱烷反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有三相分離器。
本發(fā)明提供的生活垃圾資源化處理技術(shù)，在垃圾填埋的后期進(jìn)行了曝 氣，加快了垃圾腐熟和穩(wěn)定化，不僅解決了厭氧填埋垃圾穩(wěn)定化時(shí)間長的 問題，而且解決了垃圾好氧堆肥處理因全過程進(jìn)行曝氣導(dǎo)致運(yùn)行成本高的 問題。
本發(fā)明提供的生活垃圾資源化處理裝置，填埋場底部設(shè)有曝氣層，所 以能同時(shí)進(jìn)行厭氧填埋和好氧堆肥，克服了厭氧填埋和好氧堆肥單獨(dú)使用
的缺點(diǎn)，不僅建造使用成本低廉，而且處理垃圾速度快。


圖1為本發(fā)明生活垃圾處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1所示裝置填埋場曝氣層A-A的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示， 一種生活垃圾資源化處理裝置，包括填埋場l，填埋場 1的底端和頂端分別連接有出水管14和進(jìn)水管15，出水管14和進(jìn)水管15 另一端連接有產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2，形成循環(huán)回路。
填埋場1總共分為5層，中間層為用于填埋垃圾的垃圾層9,底部設(shè) 有曝氣層12,如圖2所示，爆氣層12內(nèi)設(shè)有干管19，干管19 一端連接 有空壓機(jī)13，干管中間設(shè)有碟閥21,干管19上分接有若干根支管20，每 根支管20上開有若干個(gè)爆氣孔22。安裝時(shí)，爆氣孔朝下以免被垃圾堵塞。 為了防止垃圾堵塞曝氣孔22,在曝氣層12和垃圾層9之間增設(shè)碎石層11, 碎石直徑大約在3cm~ 7cm,碎石層11的空隙大小只允許滲濾液能順利從 垃圾層9流出。垃圾層頂端鋪有沙層10，有利于氣體均勻?qū)С?。沙?0 上端為氣室16,氣室16外通過導(dǎo)管連接有氣體流量計(jì)7和集氣袋8。
產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2為一密閉容器，容器內(nèi)設(shè)有三相分離器3，三相分離 器3由幾塊折射平板組成。
出水管14中間^殳設(shè)有集水瓶4和蠕動(dòng)泵6，進(jìn)水管15的中間段設(shè)有 集水瓶5和蠕動(dòng)泵6。集水瓶4的位置要低于填埋場1的出水口 ，集水瓶 5的位置要低于產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2的出水口 ，滲濾液會自動(dòng)從高處向低處流 動(dòng),節(jié)省動(dòng)力。
本發(fā)明生活垃圾資源化處理裝置工作流程如下
當(dāng)垃圾填埋再填埋場1中垃圾層9時(shí)，由于垃圾的降解，滲濾液從填 埋場l的底部流出，自動(dòng)流入集水瓶4中，當(dāng)滲濾液一經(jīng)流出，就從產(chǎn)曱 烷反應(yīng)器2底部通過蠕動(dòng)泵6泵入產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2內(nèi)，蠕動(dòng)泵6連續(xù)開啟。
滲濾液與污泥充分接觸后，污泥中微生物分解滲濾液中的微生物，產(chǎn) 生沼氣。由于沼氣的攪動(dòng)，使得底部部分固液混合物逐漸上升，上升到三 相分離器3時(shí)，由于折射板的作用，沼氣折射向四周，最后穿過水層，進(jìn)
入產(chǎn)曱烷反應(yīng)器3的最頂層的氣室18中，氣室18外通過導(dǎo)管連接有氣體 流量計(jì)7和集氣袋8。固液混合物則向產(chǎn)曱烷反應(yīng)器3底部運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中 污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，最終由于重力作用沉降到底部，實(shí)現(xiàn)三相 分離。
產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2上部設(shè)有溢流堰，滲濾液從溢流堰流出進(jìn)入集水瓶5 中，集水瓶5中的滲濾液通過泵6回灌到填埋場1中的垃圾中。因滲濾液 的平均流量不變，通過調(diào)整產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2的體積，可控制滲濾液在其內(nèi) 部的停留時(shí)間。
曝氣時(shí)，通過空壓機(jī)13將空氣壓入管道內(nèi)，空氣再均勻傳輸?shù)嚼小?br> 污泥馴化
1. 接種
取廢水處理廠的厭氧污泥，也可取自相同或類似性質(zhì)廢水處理站的成
熟厭氧污泥作為接種污泥，將污泥投入產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2中，每升曱烷反應(yīng) 器2投入15 ~ 20gVSS的厭氧污泥。
2. 活化
往產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2中通入模擬廢水。模擬廢水用水、葡萄糖、氯化銨、 磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、酵母膏、蛋白胨、硫化鈉、微量元素等按照厭 氧微生物所需的營養(yǎng)比例BODs : N : P=250: 5: l配置，當(dāng)出水的COD去 除率達(dá)到70%以后，穩(wěn)定運(yùn)行3~4天。進(jìn)水量與滲濾液流量一致。
3. 馴化
將80 %模擬廢水和20 %的滲濾液混合通入產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2中，當(dāng)出水 COD的去除率在75。/。以上且pH〉7.0時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行3~5天。然后將滲濾液的 比例以20 %為梯度逐步提高至100 % ，每次提高前都應(yīng)在使出水COD的去 除率在75。/。以上且pH〉7.0，穩(wěn)定運(yùn)行3~5天后。進(jìn)水量與滲濾液流量一致。
實(shí)施例1
(1) 去除生活垃圾中的塑料、石頭、金屬及玻璃等難降解物質(zhì)，將 垃圾填入填埋場1中的垃圾層9中，垃圾開始降解。
(2) 垃圾填埋降解過程當(dāng)中，滲濾液從填埋場1底部流出進(jìn)入集水
瓶4內(nèi)。將滲濾液從進(jìn)水管14泵入產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2的底部，與產(chǎn)曱烷反 應(yīng)器2底部的經(jīng)馴化的厭氧污泥充分接觸反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為35°C,反 應(yīng)過程中的產(chǎn)生的曱烷用集氣袋8收集，滲濾液在產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2內(nèi)的停 留時(shí)間24h后從產(chǎn)甲烷反應(yīng)器2溢出，進(jìn)入集水瓶5收中，當(dāng)垃圾中含水 率低于70%時(shí)，通過蠕動(dòng)棒蠕動(dòng)泵6將集水瓶5中的滲濾液回灌到填埋場 l的垃圾中，維持垃圾中含水率為70%,此過程持續(xù)至垃圾降解完成。
(3 )填埋降解3個(gè)月后，在填埋場底部用空壓機(jī)13往填埋場1中通 入空氣進(jìn)行好氧堆肥，維持垃圾中空氣的氧氣含量在5%(體積)。當(dāng)溫度 上升至50。C時(shí)，維持7天后，好氧堆肥完成。
(4)將好氧堆肥后的垃圾破碎，破碎后垃圾粒徑小于12mm，然后 對垃圾進(jìn)行干燥處理，干燥后垃圾的含水率降至25%，干燥后將垃圾進(jìn)一 步篩分，不符合標(biāo)準(zhǔn)的垃圾進(jìn)一步破碎，制成的垃圾肥直接用于農(nóng)田施肥。
實(shí)施例2
(1) 去除生活垃圾中的塑料、石頭、金屬及玻璃等難降解物質(zhì)，將 垃圾填入填埋場1中的垃圾層9中，垃圾開始降解。
(2) 垃圾填埋降解過程當(dāng)中，滲濾液從填埋場1底部流出進(jìn)入集水 瓶4內(nèi)。將滲濾液從進(jìn)水管14泵入產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2的底部，與產(chǎn)曱烷反 應(yīng)器2底部的經(jīng)馴化的厭氧污泥充分接觸反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為30°C，反 應(yīng)過程中的產(chǎn)生的曱烷用集氣袋8收集，滲濾液在產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2內(nèi)的停 留時(shí)間30h后從產(chǎn)曱烷反應(yīng)器2溢出，進(jìn)入集水瓶5中，當(dāng)垃圾中含水率 低于60%時(shí)，通過蠕動(dòng)泵6將集水瓶5中的滲濾液回灌到填埋場1的垃圾 中，維持垃圾中含水率為60%，此過程持續(xù)至垃圾降解完成。
(3 )填埋降解5個(gè)月后，在填埋場底部利用空壓機(jī)13往填埋場1中 通入空氣進(jìn)行好氧堆肥，維持垃圾中空氣的氧氣含量在10%(體積)。當(dāng) 溫度上升至55X:時(shí)，維持5天后，好氧堆肥完成。
(4)將好氧堆肥后的垃圾破碎，破碎后垃圾粒徑小于12mm，然后 對垃圾進(jìn)行干燥處理，干燥后垃圾的含水率降至35%，干燥后將垃圾進(jìn)一 步篩分，不符合標(biāo)準(zhǔn)的垃圾進(jìn)一步破碎，制成的垃圾肥直接用于農(nóng)田施肥。
權(quán)利要求
1.一種生活垃圾資源化處理技術(shù)，包括以下步驟(1)將垃圾去雜后厭氧填埋；(2)收集垃圾降解產(chǎn)生的滲濾液并通入污泥中，充分接觸反應(yīng)后回收甲烷，并將反應(yīng)后的滲濾液回灌到填埋的垃圾中；(3)垃圾填埋3～5個(gè)月后，在垃圾底部曝氣進(jìn)行好氧堆肥處理；(4)將好氧堆肥后的垃圾破碎、干燥后制成肥料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活垃圾資源化處理技術(shù)，其特征在于所 述的步驟(2)中的污泥為經(jīng)過馴化的厭氧污泥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活垃圾資源化處理技術(shù)，其特征在于步 驟(2)中的反應(yīng)溫度為30~35°C,反應(yīng)時(shí)間為24 30h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活垃圾資源化處理技術(shù)，其特征在于步 驟(2)中滲濾液的回灌量維持垃圾的含水率為60~70%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活垃圾資源化處理技術(shù)，其特征在于好 氧堆肥處理過程中，通過曝氣維持垃圾中的氧氣含量為5% ~ 10%(體積)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)，其特征在于好氧堆肥處理過程中， 垃圾溫度升高，到50~55。C時(shí)，維持5 ~ 7天。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活垃圾資源化處理技術(shù)，其特征在于垃 圾破碎的直徑小于12mm，干燥后垃圾的含水率為25%~35%。
8. —種生活垃圾資源化處理裝置，包括填埋場(1 )，填埋場(1)的底 端和頂端分別連接有出水管(14)和進(jìn)水管(15)，出水管(14)和進(jìn)水 管(15)另一端連接有產(chǎn)曱烷反應(yīng)器(2)，形成循環(huán)回路，其特征在于 填埋場(1)的底部設(shè)有曝氣層(12)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述的產(chǎn)曱烷反應(yīng)器(2) 內(nèi)設(shè)有三相分離器(3)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述的爆氣層(12)內(nèi) 設(shè)有干管U9)，干管(19) 一端連接有空壓機(jī)(13)，千管(19)上分接 有若干根支管(20)，每根支管(20)上開有若干個(gè)朝下的爆氣孔(22)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種生活垃圾資源化處理技術(shù)，包括以下步驟將去雜垃圾厭氧填埋降解，收集產(chǎn)生的滲濾液；將滲濾液通入污泥中，充分接觸反應(yīng)后回收甲烷，并將反應(yīng)后的滲濾液回灌到填埋的垃圾中；垃圾填埋降解3～5個(gè)月后在垃圾底部曝氣，進(jìn)行好氧堆肥處理；將好氧堆肥后完全腐熟的垃圾破碎、干燥后制成肥料。本發(fā)明還提供了一種垃圾處理裝置。本發(fā)明提供的處理技術(shù)在垃圾填埋的后期進(jìn)行了曝氣，加快了垃圾腐熟和穩(wěn)定化，成本低廉，速度快。
文檔編號C05F9/04GK101182250SQ200710156530
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者明 任, 若 何, 馮華軍, 俊 姚, 方程冉, 斌 樓, 沈東升, 胡立芳, 邱才娣, 鄭元洛, 焰 龍, 龍淤洋 申請人:浙江大學(xué)