[发明专利]改进的城市生活垃圾填埋结构体和填埋处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾填埋处理，具体涉及一种实现城市生活垃圾快速稳定化和甲烷减排的填埋结构体和填埋处理方法。

技术背景

我国城市生活垃圾的产生量巨大，其清运量由1981年的2606万吨逐年增加至2006年的14841万吨，年均增长率约为7.4％(中国城市建设统计年鉴，2007)。我国城市生活垃圾组分的水分含量和厨余物含量高、热值较低等特点。城市生活垃圾的无害化处理的主要方式包括填埋、焚烧和堆肥等，结合我国国情和城市生活垃圾的特点，卫生填埋技术在今后很长一段时间内仍将是中国城市生活垃圾无害化处理的主要方式。

卫生填埋法是从传统的堆放和土地处置方法发展起来的一种最终处置技术，具有处理成本低和易于操作等特点，是国内外最常用的生活垃圾处理处置方法。目前，我国的垃圾填埋场几乎都是厌氧型，普遍存在垃圾渗滤液难处理、填埋垃圾的稳定期长、填埋气产量不稳定以及CH₄和CO₂等温室气体排放等问题。其中，厌氧型填埋场内的生物代谢速度较慢，填埋垃圾长时间得不到稳定，其稳定期一般超过40年，对于周边环境存在长期的污染风险。此外，我国大多数中小型填埋场不具备填埋气回收利用装置，或者填埋气回收利用的经济效益差，导致大量温室气体直接释放。

上述问题已经严重制约了我国卫生填埋技术的进一步发展。目前，为解决上述卫生填埋技术所面临问题，一般采用生物反应器填埋技术。生物反应器填埋主要包括两方面的功能：1)通过强制通风鼓入空气，强化填埋层中的生物代谢作用；2)将渗滤水回灌至填埋层内，以改善水分含量对于填埋垃圾代谢的限制。生物反应器填埋技术具有生物降解速度快，稳定化时间短(5～10年)，填埋气产量高，加快渗滤液中污染物浓度下降等特点。但是，生物反应器填埋技术工艺设备复杂，技术和操作难度大，特别是强制通风系统增加了投资处理成本和设计施工难度。此外，生物反应器填埋技术存在渗滤液NH₃-N积累、高浓度NH₃-N对填埋层微生物的毒害、填埋层的酸化和填埋气产气速率加快引发的安全问题等问题。

目前，生物反应器填埋场在我国应用相对较少，且在填埋场设计过程中没有充分考虑温室气体甲烷的减排，而主要目的则是为了填埋场的快速稳定化。

垃圾填埋场是仅次于湿地和稻田的第三大CH₄排放源。政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)估计，全球每年CH₄排放对温室效应的贡献率约占15％～20％，其中5％～10％来自垃圾填埋场。随着垃圾量和填埋率的增加，填埋场CH₄产生量的增长率明显高于其他排放源，其释放比例也呈增加的趋势。因此，探索减少填埋场CH₄排放的对策是国内外研究者关注的热点问题之一。由于我国城市生活垃圾产生量的持续增长，我国填埋场CH₄产生量将会大幅升高。因此，我国垃圾填埋场CH₄减排的压力将会不断加大。

我国2008年7月1日起实施的《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889-2008)》对生活垃圾填埋场中甲烷排放提出了更高的要求，既填埋工作面上2m以下高度范围内甲烷的体积百分比应不大于0.1％；通过导气管道直接排放的填埋气体中，导气管排放口的甲烷的体积百分比应不大于5％。但是，对目前我国大部分厌氧型填埋场，尤其是大量的中小型城镇生活垃圾填埋场而言，由于缺乏甲烷回收利用设施，在执行新标准中将会面临巨大的困难，急需有效实现垃圾填埋甲烷减排的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现城市生活垃圾处理快速稳定化和CH₄减排的填埋结构体和填埋处理方法，结合中国城市生活垃圾的特点，通过对现有技术的垃圾填埋结构体进行相应改变，达到城市生活垃圾的快速稳定化，同时实现温室气体CH₄减排功能。

为实现上述目的，本发明的一方面提供一种改进的城市生活垃圾填埋结构体，其包括如下构造：铺设在地基土上的粘土衬垫；铺设在所述粘土衬垫上的聚合物膜；铺设在聚合物膜上的土工布和铺设在土工布上的渗滤液导排层，在所述渗滤液导排层中埋设有渗滤液导排管；其特征在于，所述渗滤液导排管的末端与大气连通，所述渗滤液导排管还分别与开孔的水平和垂直开孔的导气管相连接，并且所述水平和垂直的导气管及以及用于保护所述水平和垂直的导气管的石笼均伸出垃圾填埋体外，与大气连通。