專利名稱：城市生活垃圾的活性填埋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市生活垃圾的活性填埋方法，特別涉及一種可實現(xiàn)城市生活垃圾無害化、減量化，資源化、延長垃圾填埋場使用壽命的活性填埋方法。
背景技術(shù)：
城市生活垃圾處理采取的方式主要有填埋、堆肥、焚燒等處理方法。其中，垃圾填 埋是目前我國處置城市生活垃圾最重要的方法，90%以上的生活垃圾采用填埋進(jìn)行處理。 填埋技術(shù)所需投資少、工藝簡單、可以處理所有類型的垃圾。但是填埋從長遠(yuǎn)看潛在著極大 危害，比如，垃圾中殘留的細(xì)菌、病毒不會隨填埋而喪失生物活性，垃圾填埋后產(chǎn)生的沼氣、 重金屬污染存在隱患，產(chǎn)生的垃圾滲漏液污染地下水資源。通過簡單地填埋，垃圾只是被放 置于地下而未做到無害化處理，而且占用了大量土地將污染源留給子孫后代，因此，目前許 多發(fā)達(dá)國家明令禁止填埋原生垃圾。在我國，垃圾填埋產(chǎn)生的問題也逐漸受到重視，越來越 多的衛(wèi)生填埋場在各個城市建立起來，可以較好地解決二次污染問題。但是衛(wèi)生填埋場所 需場地大，僅北京市的垃圾填埋每年就需要500多畝土地，并且每年垃圾還在以8%的速度 增長。目前許多地方已經(jīng)面臨無址可選的處境。因此，需要更好的方法實現(xiàn)城市生活垃圾的無害化、減量化、資源化，需要更好的 方法來延長垃圾填埋場的使用年限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種城市生活垃圾的活性填埋方法，該方法可以在填埋處 理新鮮垃圾以及歷史遺留垃圾的同時將垃圾轉(zhuǎn)化為沼氣、營養(yǎng)土和可回收物品等資源，避 免二次污染，使垃圾填埋在原位實現(xiàn)無害化、減量化、資源化，并延長垃圾填埋場的使用壽 命。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出一種城市生活垃圾的活性填埋方法，其特征在 于通過以下步驟進(jìn)行城市生活垃圾的填埋a.活性填埋首先對垃圾填埋場采用分區(qū)作業(yè)。將垃圾填埋場分為填埋儲備區(qū)，厭 氧作業(yè)區(qū)、好氧作業(yè)區(qū)和填埋作業(yè)區(qū)四大部分；b.在厭氧作業(yè)區(qū)對填埋的垃圾進(jìn)行厭氧處理垃圾中的可生化降解部分在降解 的同時生產(chǎn)沼氣；c.對厭氧過后的填埋垃圾進(jìn)行好氧處理；厭氧處理后的厭氧作業(yè)區(qū)，或歷史遺留 的超過6個月的填埋垃圾垃圾區(qū)即可轉(zhuǎn)為好氧作業(yè)區(qū)，在此區(qū)對填埋垃圾進(jìn)行好氧處理。d.對好氧處理后的物料進(jìn)行分選，分選出可回收物和不可回收的殘留物；e.不可回收的殘留物在填埋作業(yè)區(qū)進(jìn)行填埋處理。在本發(fā)明的方法中，首先進(jìn)行a步驟將垃圾填埋場分為填埋儲備區(qū)，厭氧作業(yè)區(qū)、好氧作業(yè)區(qū)和填埋作業(yè)區(qū)四大部分。所有的垃圾填埋區(qū)的底部，周邊及頂部鋪有防滲膜城市生活垃圾首先進(jìn)入?yún)捬踝鳂I(yè)區(qū)進(jìn)行b步驟的厭氧處理，厭氧處理過程中，垃圾的可生化降解部分在降解的同時產(chǎn)生沼氣。所以在垃圾填埋過程中鋪設(shè)有沼氣導(dǎo)排管，導(dǎo)排管上鉆有2毫米的小孔。沼 氣導(dǎo)排管共有兩組，分別安裝在不同的深度，第一組的深度比垃圾填埋的深度淺2米，第二 組的深度比第一組的深1米，以利于沼氣的有序?qū)С?。另外在好氧處理時，可以在沼氣導(dǎo)排 管上分別連接送風(fēng)管和引風(fēng)管。導(dǎo)出后的沼氣經(jīng)過預(yù)處理后，部分供本單位的食堂、鍋爐使 用，剩余部分加工成可燃冰，安全的運送到缺少燃料的居民家中。在垃圾厭氧處理過程中， 每天及時的在垃圾填埋的表面覆蓋0. 1-0. 3米厚度的5mm篩選機的篩上物或營養(yǎng)土，一方 面利用5mm篩選機的篩上物或營養(yǎng)土中的成熟的微生物菌群，使厭氧處理快速啟動，另一 方面，防止臭氣散發(fā)和蚊蠅滋生。在營養(yǎng)土的上面再加蓋防滲膜以加固密封。厭氧處理的 時間為6個月，但不限于6個月，主要是沼氣產(chǎn)量下降到一個極低的穩(wěn)定的區(qū)域。厭氧處理后即可將厭氧作業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)為好氧作業(yè)區(qū)進(jìn)行c步驟的好氧處理。如果是歷 史遺留的、堆放時間超過6個月的厭氧作業(yè)區(qū)，即可將部分垃圾與從土壤、堆肥中提取的微 生物和氮、磷、水分等營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行粗放混合，用布料機將混有菌種和營養(yǎng)劑的有機覆蓋 料按照0. 1-0. 3米的厚度對填埋的垃圾進(jìn)行覆蓋。微生物主要是酵母發(fā)酵菌群。氮主要是 尿素、碳酸氫銨等，磷主要是過磷酸鈣、磷酸二胺等。覆蓋料本身具有除臭、防止蚊蠅滋生的 功能。厭氧處理的沼氣導(dǎo)排管在好氧處理時變成了送風(fēng)管和引風(fēng)管。第一組的導(dǎo)排管為 送風(fēng)管，第二組的導(dǎo)排管為引風(fēng)管。在送風(fēng)管的上部連接防爆送風(fēng)機，引風(fēng)管的上部連接防 爆引風(fēng)機。如果是歷史遺留的，堆放時間超過6個月的無序填埋垃圾，可在垃圾中插入送 風(fēng)管和引風(fēng)管。風(fēng)機按事先設(shè)定好的程序間歇式的為填埋層供應(yīng)氧氣。引風(fēng)機出口的氧 氣濃度不低于2毫克/升。55-65°C的天數(shù)達(dá)7天以上。30天堆肥溫度下降到接近常溫， 并穩(wěn)定在一定的區(qū)域，此時新鮮垃圾或歷史遺留垃圾中可生化降解部分就得到了有效的降 解，病原菌被殺死，成為營養(yǎng)土或品質(zhì)一般的有機復(fù)合肥。經(jīng)過引風(fēng)機引出的氣體，進(jìn)入除 臭系統(tǒng)進(jìn)行生物脫臭處理，然后達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過c步驟好氧處理后，垃圾重量減少30%，體 積降低50%。經(jīng)過c步驟好氧處理后的物料含水率在35-45%，易于分選并且不產(chǎn)生揚塵。 粘結(jié)在塑料袋和其它惰性垃圾表面的可生化降解物料已經(jīng)被降解，易于分選和提高分選效 率，同時提高營養(yǎng)土產(chǎn)率。完成好氧處理后進(jìn)入d步驟進(jìn)行分選，分選分為機械分選和人工分選。機械分選 和人工分選將可回收物品(如塑料和金屬等)、營養(yǎng)土和殘留垃圾分開。人工首先將具破壞 性的大塊垃圾如石頭、磚頭、桌椅等分揀出來，以保證后續(xù)設(shè)備不被大塊垃圾損壞。物料通 過傳送帶進(jìn)入塑料分離機分選出塑料，然后將塑料打包回收。連接塑料分離機與25mm物料 篩選機的傳送帶上方裝備了磁選機，將金屬類物料分選出來，分選出的金屬進(jìn)行回收。25mm 篩選機的篩上物和篩下物分別進(jìn)入分揀帶I和分揀帶II，分揀員將殘留塑料、玻璃、金屬類 物料分揀出來，分別投入各自的存儲箱內(nèi)。25mm篩選機的篩上物被運到填埋作業(yè)區(qū)進(jìn)行e 步驟的填埋處理，經(jīng)分揀的篩下物進(jìn)入IOmm分選篩。IOmm分選篩的篩上物進(jìn)入分揀帶III， 分揀員將殘留塑料、玻璃、金屬類物料分揀出來，分別裝入各自的存儲箱內(nèi)。經(jīng)分揀的IOmm 篩選機的篩上物被運到填埋作業(yè)區(qū)進(jìn)行e步驟的填埋處理，篩下物進(jìn)入5mm分選篩。5mm分 選篩的篩上物作為下一個厭氧處理工作面覆蓋料的一部分，篩下物作為營養(yǎng)土、填埋場的 覆蓋料或經(jīng)深加工成為有機復(fù)合肥?？苫厥瘴锲蜂N售給物資回收公司或資源再生公司。經(jīng)過d步驟分選處理，垃圾的無害化率達(dá)到了 100%，資源化率達(dá)到了 45.5%，不可利用的殘留垃圾率為24. 5%。將b步驟剩余的不可利用的24. 5 %的殘留垃圾送往填埋作業(yè)區(qū)進(jìn)行e步驟的填埋處理。經(jīng)過以上的活性填埋后，垃圾場的使用壽命延長了 75. 5%的使用時間。本發(fā)明的有益效果如下1.城市生活垃圾經(jīng)過本發(fā)明的方法進(jìn)行活性填埋后，可達(dá)100%無害化。在可生 化降解垃圾含量超過30%的情況下，垃圾活性填埋技術(shù)可激活好氧反應(yīng)，使堆料的溫度在 3-5天內(nèi)上升至55-65oC，并能夠維持在7天以上(美國EPA標(biāo)準(zhǔn)為55oC以上維持在3天 以上)。隨著好氧反應(yīng)的推進(jìn)，低于55oC區(qū)域的有害病菌也會被好氧反應(yīng)中有益微生物的 新陳代謝而殺死。因此，經(jīng)本發(fā)明的方法進(jìn)行垃圾活性填埋技術(shù)的處理可以實現(xiàn)城市生活 垃圾100%無害化。2.城市生活垃圾經(jīng)過本發(fā)明的方法進(jìn)行活性填埋后，資源化程度大大提高。垃圾 中的可生化降解垃圾與沙土等一并成為營養(yǎng)土。本發(fā)明的實施方案中的數(shù)據(jù)表明該部分可 占原有垃圾重量的40 %，塑料占4%，金屬占1 %，玻璃占0. 5 %，經(jīng)計算利用本發(fā)明的活性 填埋法處理城市生活垃圾的資源化程度達(dá)45. 5%。3.城市生活垃圾經(jīng)過本發(fā)明的方法進(jìn)行活性填埋后，減量效果顯著，可大大提高 垃圾填埋場的使用壽命。本發(fā)明的實施方案中的實驗數(shù)據(jù)表明，垃圾在好氧反應(yīng)過程中有 30%左右的整體減量(以二氧化碳和水分揮發(fā))，加上分選出45. 5%再生資源以及好氧處 理氣體和水分的蒸發(fā)，垃圾的減量化程度達(dá)到了 75. 5%。剩余的24. 5%可進(jìn)行填埋處理。 也就是說，利用活性填埋技術(shù)，垃圾填埋場可以延長使用75. 5%的時間。以下描述了本發(fā)明的具體實施方案的特征


描述本發(fā)明的非限制性實施方案的附圖是本發(fā)明的一個實施方案的整體工藝流 程的框具體實施例方式在整個下文的描述中，為了對本發(fā)明有更徹底的理解，列出了具體實施細(xì)節(jié)。然 后，本發(fā)明可以沒有這些細(xì)節(jié)實施，也可以增加一些實施細(xì)節(jié)。因此，說明書和附圖只是舉 例說明，而不是限制性的意義。以下結(jié)合附圖描述了應(yīng)用活性填埋法對城市生活垃圾進(jìn)行處理的本發(fā)明的實施方案。在附圖所示的本發(fā)明的具體實施實例中，首先將垃圾填埋場分為填埋儲備區(qū)，厭 氧作業(yè)區(qū)、好氧作業(yè)區(qū)和填埋作業(yè)區(qū)四大部分。在厭氧作業(yè)區(qū)進(jìn)行厭氧填埋和厭氧處理；當(dāng) 厭氧處理結(jié)束后，厭氧作業(yè)區(qū)即可轉(zhuǎn)為好氧作業(yè)區(qū)，即可進(jìn)行好氧處理。附圖將厭氧處理、 好氧處理和分選填埋處理分別用不同連線表示加以區(qū)分，用雙實線表示厭氧處理，用單虛 線表示好氧處理，用單實線表示分選填埋處理。在該實例中，包括城市生活垃圾填埋場1， 沼氣導(dǎo)排管2，沼氣儲袋3，布料機4，防爆送風(fēng)機5，防爆引風(fēng)機6，塑料分離機7，磁選機8， 25mm篩選機9，分揀帶110，分揀帶II 11，IOmm篩選機12，分揀帶11113，5mm篩選機14，堿液箱15，送風(fēng)管16，引風(fēng)管17，除臭系統(tǒng)18。
在該實例中，首先將城市生活垃圾運送到城市生活垃圾填埋場1的厭氧作業(yè)區(qū) 1-1進(jìn)行有序的厭氧填埋，并及時的在厭氧填埋表面覆蓋0. 1-0. 3米厚的5mm篩選機14的 篩上物或營養(yǎng)土。厭氧作業(yè)區(qū)布有沼氣導(dǎo)排管2，沼氣導(dǎo)排管2上鉆有2毫米的小孔。沼 氣導(dǎo)排管共有兩組，分別安裝在不同的深度，第一組的深度比垃圾填埋的深度淺2米，第二 組的深度比第一組的深1米，以利于沼氣的有序?qū)С?。?jīng)過導(dǎo)排管將沼氣引入堿液箱15吸 收氨氣和硫化氫后，進(jìn)入沼氣儲袋3中備用，沼氣儲袋3中的部分沼氣供本單位的食堂、鍋 爐使用，另一部分加工成可燃冰，安全的將沼氣運送到缺少燃料的居民家中。厭氧處理6個 月后，沼氣產(chǎn)量穩(wěn)定在極低的一定區(qū)域內(nèi)，厭氧作業(yè)區(qū)即可轉(zhuǎn)為好氧作業(yè)區(qū)1-2，第一組沼 氣導(dǎo)排管接防爆送風(fēng)機5第二組沼氣導(dǎo)排管接防爆引風(fēng)機6，即附圖中單虛線表示的部分； 如果是歷史遺留的堆放期超過6個月的陳舊垃圾，則用布料機4將混有微生物菌群和營養(yǎng) 劑的有機覆蓋料按照0. 1-0. 3米的厚度對垃圾表面進(jìn)行覆蓋。覆蓋料本身具有除臭功能。 并在好氧作業(yè)區(qū)安裝送風(fēng)管16和引風(fēng)管17。送風(fēng)管的安裝深度為2米，為了有效控制沼氣 濃度，引風(fēng)管的安裝深度為3米。安裝完送風(fēng)管和引風(fēng)管后，連接防爆送風(fēng)機5和防爆引風(fēng) 機6。風(fēng)機按事先設(shè)定好的程序間歇式的為垃圾層供應(yīng)空氣。保證堆肥中的氧氣含量在2 毫克/升以上，垃圾的溫度在3-5天上升至55-65°C，并能夠維持在7天以上。防爆引風(fēng)機 6引出的氣體經(jīng)過除臭系統(tǒng)18脫除臭氣后達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過30天的好氧反應(yīng)，溫度降低到 接近常溫，并穩(wěn)定到一定的區(qū)域，該垃圾層的可生化降解垃圾就得到了有效的降解。此時， 進(jìn)入附圖中單實線表示的分選工序。人工首先將具破壞性的大塊垃圾如石頭、磚頭、桌子凳 子等分揀出來，以保證后續(xù)設(shè)備不被大塊垃圾損壞。然后垃圾通過傳送帶進(jìn)入塑料分離機 7分離出塑料，塑料包括塑料袋，塑料布等，塑料經(jīng)過輸送皮帶到打包區(qū)進(jìn)行打包回收。連 接塑料分離機7與25mm垃圾篩選機9的傳送帶上方裝備有磁選機8，將金屬類物料分選出 來，進(jìn)行回收。25mm垃圾篩選機9的篩上物和篩下物分別進(jìn)入分揀帶IlO和分揀帶II 11， 分揀員將殘留塑料、玻璃、金屬類物料分揀出來，分別投入各自的存儲箱內(nèi)。25mm垃圾篩選 機9的篩上物進(jìn)入填埋區(qū)進(jìn)行填埋。經(jīng)分揀的篩下物進(jìn)入IOmm物料篩選機12，IOmm物料 篩選機12的篩上物進(jìn)入分揀帶11113，人工將殘留塑料、玻璃、金屬類等物料分揀出來，分 別裝入各自的存儲箱內(nèi)。篩選機12的篩上物進(jìn)入填埋區(qū)進(jìn)行填埋。篩下物進(jìn)入5mm垃圾 篩選機14。5mm篩選機14的篩上物作為下一個厭氧處理工作面的覆蓋料，篩下物作為營養(yǎng) 土、覆蓋料或經(jīng)深加工成為有機復(fù)合肥。經(jīng)過分選得出的塑料、金屬、玻璃等可利用物銷售 給物資回收公司或資源再生公司。此時完成城市生活垃圾的活性填埋工作。
權(quán)利要求
一種城市生活垃圾的活性填埋方法，它包括以下步驟(1)城市生活垃圾的活性填埋方法對垃圾填埋場采用分區(qū)作業(yè)；(2)在厭氧作業(yè)區(qū)對填埋的垃圾進(jìn)行厭氧處理，垃圾中的可生化降解部分在降解的同時生產(chǎn)沼氣；(3)對厭氧過后的填埋垃圾進(jìn)行好氧處理；厭氧處理后的厭氧作業(yè)區(qū)，或歷史遺留的超過6個月的填埋垃圾垃圾區(qū)即可轉(zhuǎn)為好氧作業(yè)區(qū)，在此區(qū)對填埋垃圾進(jìn)行好氧處理；(4)對好氧處理后的垃圾進(jìn)行分選，分選出可回收物和不可回收的殘留物；(5)不可回收的殘留物在填埋作業(yè)區(qū)進(jìn)行填埋處理。
2.如權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(1)中，將 垃圾填埋場進(jìn)行分區(qū)作業(yè)，分為填埋儲備區(qū)，厭氧處理區(qū)、好氧處理區(qū)和填埋區(qū)四大部分。
3.如權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(2)中的 厭氧處理過程中鋪設(shè)沼氣導(dǎo)排管，以及密封系統(tǒng)以利于沼氣的收集和有序?qū)С觥?br> 4.如權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(2)中的 厭氧處理過程中，厭氧填埋區(qū)底部、四周和表面覆蓋防滲膜和0. 1-0. 3米厚度的5mm篩選機 的篩上物或營養(yǎng)土。
5.如權(quán)利要1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(2)中的厭 氧處理的時間為6個月，但不限6個月，主要是沼氣產(chǎn)量下降到一個極低的穩(wěn)定的區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(3)中的 好氧處理，如果是歷史遺留的、堆放時間超過6個月的厭氧堆肥，可將部分垃圾與從土壤、 堆肥中提取的微生物和氮、磷、水分等營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行粗放混合，然后按照0. 1-0. 3米的厚 度覆蓋到垃圾表面。
7.如權(quán)利要求6所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(3)中的 好氧處理過程中的微生物主要是酵母發(fā)酵菌群。氮主要是尿素、碳酸氫銨等，磷主要是過磷 酸鈣、磷酸二胺等。
8.如權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(3)中好 氧處理的供氧系統(tǒng)與步驟(2)中的沼氣導(dǎo)排管共用。
9.如權(quán)利要求8所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(3)中引 風(fēng)機出口的氧氣濃度不低于2毫克/升。55-65°C的天數(shù)達(dá)7天以上。
10.如權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(3)中的 好氧處理時間為30天，但不限于30天。
11.如權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(4)中的 分選系統(tǒng)包括機械分選和人工分選。
12.如權(quán)利要求11所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步驟(4)中 的機械分選包括塑料分離機、磁選機、25mm物料篩選機、IOmm物料篩選機和5mm物料篩選 機。
全文摘要
本發(fā)明涉及城市生活垃圾活性填埋的方法，它包括以下步驟垃圾填埋采用分區(qū)作業(yè)、對填埋垃圾進(jìn)行厭氧處理、對厭氧過后的填埋垃圾進(jìn)行好氧處理、對好氧處理后的垃圾進(jìn)行分選、分選出的不可利用的殘留物填埋處理。通過上述步驟，實現(xiàn)了城市生活垃圾100％無害化，75.5％減量化和45.5％資源化。垃圾填埋場延長了75.5％的使用時間，最大限度地實現(xiàn)了可持續(xù)填埋。
文檔編號B09B5/00GK101804417SQ201010167169
公開日2010年8月18日 申請日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者于景成, 田丹 申請人:北京昊業(yè)怡生科技有限公司