[发明专利]一种生活垃圾填埋处理系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保技术领域和新能源开发利用领域，尤其涉及一种生活垃圾填埋处理系统和方法。

背景技术

社会经济的快速发展伴随着城市生活垃圾产生量的逐年增大，到2004年中国已经超过美国成为世界上垃圾产生量最大的国家，并预计以每年150%的增长率逐年增加，急剧积累的垃圾又反过来制约了城市化的进展。至目前为止，我国已有超过2/3的城市正面临着垃圾围城现象的困扰，如何实现垃圾减量化、资源化和无害化成为现代科学研究的重点。

在我国，城市生活垃圾主要通过填埋、焚烧和堆肥3种方式进行处理，其中垃圾填埋所占比例达到80%以上。城市生活垃圾中有机质含量丰富，填埋过程中有机垃圾降解的同时可产生大量绿色能源“沼气”，用于供电和供热，缓解了社会能源短缺的严峻现象。再考虑到我国城市生活垃圾含水率高，燃烧热值低，焚烧处理过程中大气污染问题严重；垃圾分类不彻底，重金属污染严重，堆肥产品所占市场份额较低，因此垃圾填埋技术在今日以及未来较长一段时间内都将作为最重要的垃圾处理方式。

然而现实条件下，填埋技术面临一定威胁，垃圾减量化、资源化和无害化效果较差。减量化方面，传统卫生填埋场稳定化速度缓慢，垃圾酸化现象严重，VFA（volatile fatty acid，挥发性脂肪酸）的大量累积导致渗滤液pH下降、垃圾青贮现象和填埋场甲烷化进程的严重滞后。资源化利用角度，填埋场甲烷化进程缓慢，产气量小，甲烷浓度低，无法达到产业化要求。另外，填埋场内甲烷化地区分散，产气面积较小，填埋场气体收集设备投资大，但利用率低，经济性能较差。无害化方面，填埋场渗滤液水质水量波动大，污染强度高，处理难度大。特别是反应器填埋场的应用推广，垃圾降解加速的同时微生物氨化作用也随之提高，氨氮大量累积，严重污染填埋场周围的卫生环境和居民的身体健康，增加了后续生化处理的困难，并反过来抑制填埋场内微生物的代谢活动。    

因此，如何在现有国内外垃圾填埋技术的基础上，结合我国城市生活垃圾的特点，开发出一套降解速率快、运行成本低、产气快速集中的填埋前处理工艺具有重要意义。

发明内容

本发明为解决目前生活垃圾的填埋过程中的降解速度慢、填埋占地面积大、产气效果差、气体收集装置投资大但利用率低、高浓度氨氮累积等技术问题，提供一种生活垃圾填埋处理系统和方法。

本发明提供的一种生活垃圾填埋处理系统，包括：

分别依次处于曝气预处理期、产甲烷活性期、垃圾稳定期、曝气后处理期的四个反应器；以及连接各个反应器的液体连接管道和气体连接管道；

所述各个反应器上端设置有一个用于渗滤液的回流的进出口，一个用于收集甲烷气体的进出口，一个用于进行上层曝气处理的进出口；

所述各个反应器底部设置有用于收集渗透液的渗透液收集口；

所述处于曝气预处理期的反应器对其内的生活垃圾采用间歇式曝气进行上层曝气预处理；

所述处于产甲烷活性期的反应器的底部渗滤液收集口与自身顶部渗滤液进入口相连，以使其中的渗滤液自身回流，将上层产甲烷环境逐渐扩展到反应器内整个垃圾层；

所述处于曝气预处理期的反应器底部渗滤液收集口与处于垃圾稳定期的反应器顶部渗滤液入口相连，处于垃圾稳定期的反应器底部渗滤液收集口与处于曝气预处理期的反应器的顶部渗滤液入口相连；

所述处于曝气后处理期的反应器进入曝气后处理期，对其内的生活垃圾采用连续式曝气进行曝气后处理。

其中，所述用于进行上层曝气处理的进出口为曝气管，所述曝气管与用于向反应器中的垃圾层供氧通风的鼓风设备连接，通过该曝气管将外部气体输送到所述各个反应器的上层垃圾中，所述曝气管的底部连接一个防滑挡板以使所述曝气管随垃圾层的沉降而下降。

其中，所述处于曝气后处理期的反应器顶部渗滤液进入口与自身底部渗滤液收集口以及填埋场渗滤液输送管道相连。

相应的，本发明还提供一种生活垃圾填埋处理方法，所述方法基于前述的生活垃圾填埋处理系统实现，包括：

将生活垃圾装填至第一反应器，所述第一反应器进入曝气预处理期，对其内的生活垃圾采用间歇式曝气进行上层曝气预处理；

待所述第一反应器内的渗透液pH值大于等于7时，所述第一反应器停止曝气预处理，并进入产甲烷活性期阶段，所述处于产甲烷活性期的反应器的底部渗滤液收集口与自身顶部渗滤液进入口相连，以使其中的渗滤液自身回流，将上层产甲烷环境逐渐扩展到反应器内整个垃圾层；启动所述第二反应器，将生活垃圾经过破碎处理后装填至第二反应器，该第二反应器对所述生活垃圾采用间歇式曝气进行上层曝气预处理；