一種處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)，屬于水污染控制工程【技術(shù)領(lǐng)域】，應(yīng)用于垃圾填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液的污染控制與治理工程。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)垃圾滲濾液中復(fù)合污染物的有效去除，采用射流器和沖擊式布水器進(jìn)行自吸式曝氣強(qiáng)化和垂直流改進(jìn)。本發(fā)明包括滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)、自吸式跌水曝氣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)及回收池，滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)由收集總管、調(diào)節(jié)池及集水井組成，自吸式跌水曝氣系統(tǒng)由自流管、連接管、水平設(shè)置的射流器和豎直設(shè)置的布水器組成，反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)置在滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)的側(cè)下方，由反應(yīng)池、若干重滲透性反應(yīng)墻、若干個(gè)導(dǎo)流墻及配水堰組成，反應(yīng)池與回收池之間通過(guò)出水口相連通。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水污染控制工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種處理垃圾滲濾液的滲透性 反應(yīng)墻系統(tǒng)，應(yīng)用于垃圾填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液的污染控制與治理工程。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快，垃圾填埋場(chǎng)的數(shù)量也急劇增加，同時(shí)垃 圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的垃圾滲濾液對(duì)環(huán)境的污染也越來(lái)越嚴(yán)重，作為一種高濃度、難降解且以每 年10%的速度遞增的有機(jī)廢水，垃圾滲濾液的處理技術(shù)成為備受關(guān)注的熱點(diǎn)。垃圾滲濾液 中污染物組分多、可生化性差、氨氮含量高，常規(guī)的生物法以及深度處理等技術(shù)，不僅費(fèi)用 高，且處理效果也不盡人意，因而急需開(kāi)發(fā)一種經(jīng)濟(jì)效益高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、操作維護(hù)簡(jiǎn)便 的新型處理技術(shù)。
[0003] 滲透性反應(yīng)墻（Permeable Reactive Barrier)，即PRB技術(shù)是目前國(guó)際上用來(lái)處 理地下水污染的常用技術(shù)，PRB技術(shù)是在地下安置基質(zhì)填料墻體以攔截污染羽狀體，使污染 羽狀體通過(guò)基質(zhì)填料后能轉(zhuǎn)化為被環(huán)境接受的另一種形式的污染物，并使污染物的濃度達(dá) 到相關(guān)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在修復(fù)地下水污染的過(guò)程中，與傳統(tǒng)的抽出處理技術(shù)相比，PRB技 術(shù)無(wú)需外加動(dòng)力、運(yùn)行費(fèi)用低，目前在歐美已進(jìn)行了大量的試驗(yàn)及工程研究，已開(kāi)始商業(yè)化 應(yīng)用，并逐步取代運(yùn)行成本高昂的抽出處理技術(shù)，成為地下水修復(fù)技術(shù)最重要的發(fā)展方向 之一。我國(guó)關(guān)于PRB技術(shù)的應(yīng)用研究起步較晚，主要集中在修復(fù)地下水污染的研究領(lǐng)域，而 將PRB技術(shù)直接應(yīng)用于垃圾滲濾液污染物的處理研究中，更是鮮有報(bào)道。但現(xiàn)有的PRB技術(shù) 存在以下缺點(diǎn)：1、基質(zhì)填料單一，對(duì)高濃度復(fù)合污染物，特別像垃圾滲濾液很難有效去除； 2、水平流入基質(zhì)填料，流程短，水力停留和接觸反應(yīng)時(shí)間短；3、基質(zhì)填料中溶解氧量低，微 生物的種群較單一，活性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系 統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)垃圾滲濾液中復(fù)合污染物的有效去除，在傳統(tǒng)PRB技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用 射流器和沖擊式布水器進(jìn)行自吸式曝氣強(qiáng)化和垂直流改進(jìn)，且制造成本、運(yùn)行及管理費(fèi)用 低廉。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種處理垃圾滲濾液的滲透性反 應(yīng)墻系統(tǒng)，包括滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)、自吸式跌水曝氣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)及回收池，滲濾液預(yù)處 理系統(tǒng)由收集總管、調(diào)節(jié)池及集水井組成，收集總管與調(diào)節(jié)池相連通，在收集總管上設(shè)置有 第一閥門(mén)、第一壓力表和第一流量計(jì)，調(diào)節(jié)池的上部和集水井相連通，在調(diào)節(jié)池和集水井的 頂部分別設(shè)置有出氣孔；自吸式跌水曝氣系統(tǒng)由自流管、連接管、水平設(shè)置的射流器和堅(jiān)直 設(shè)置的布水器組成，自流管的一端與集水井相連通，另一端與射流器的進(jìn)水口相連通，在自 流管上設(shè)置有第二閥門(mén)、第二壓力表和第二流量計(jì)，射流器的出水口與布水器的進(jìn)水口通 過(guò)連接管相連接；反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)置在滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)的側(cè)下方，由反應(yīng)池、若干重滲透性反 應(yīng)墻、若干個(gè)導(dǎo)流墻及配水堰組成，若干重滲透性反應(yīng)墻依次水平設(shè)置在反應(yīng)池內(nèi)，在首重 滲透性反應(yīng)墻的頂部設(shè)置有保護(hù)層，所述自吸式跌水曝氣系統(tǒng)的布水器的出水口穿過(guò)反應(yīng) 池的頂部通孔設(shè)置在保護(hù)層的上方；在與尾重滲透性反應(yīng)墻相鄰的反應(yīng)池的側(cè)壁底部設(shè)置 有若干個(gè)出水口，在反應(yīng)池的外部設(shè)置有回收池，反應(yīng)池與回收池之間通過(guò)出水口相連通； 在相鄰兩重滲透性反應(yīng)墻之間設(shè)置有導(dǎo)流墻，在與首重滲透性反應(yīng)墻相鄰的導(dǎo)流墻的底部 設(shè)置有若干個(gè)配水孔，在下一個(gè)導(dǎo)流墻的頂部設(shè)置有若干個(gè)配水堰，以此類(lèi)推，配水孔和配 水堰間隔設(shè)置；在反應(yīng)池的頂部設(shè)置有若干個(gè)出氣孔。
[0006] 在所述調(diào)節(jié)池內(nèi)壁的上部設(shè)置有集水槽，集水槽與集水井相連通。
[0007] 在所述調(diào)節(jié)池、集水井及反應(yīng)池的出氣孔上設(shè)置有氣體收集管。
[0008] 在所述調(diào)節(jié)池的頂部和與首重滲透性反應(yīng)墻相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)池的頂部分別設(shè)置有 檢查口。
[0009] 所述反應(yīng)系統(tǒng)的滲透性反應(yīng)墻的數(shù)目至少為三重，且為奇數(shù)。
[0010] 本發(fā)明的有益效果：
[0011] 1、本發(fā)明反應(yīng)墻系統(tǒng)利用自然地形落差形成自流和采用自吸式跌水曝氣系統(tǒng)形 成跌水曝氣過(guò)程，無(wú)提升和動(dòng)力消耗；
[0012] 2、本發(fā)明反應(yīng)墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，并且地面覆土綠化和采用氣體收集 管減少了垃圾滲濾液中的惡臭氣體污染空氣；
[0013] 3、本發(fā)明的滲透性反應(yīng)墻的基質(zhì)填料易得、廉價(jià)、環(huán)保，且運(yùn)行、管理費(fèi)用低，過(guò)濾 效果好；
[0014] 4、本發(fā)明反應(yīng)墻系統(tǒng)是在傳統(tǒng)PRB技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用射流器和沖擊式布水器進(jìn) 行自吸式曝氣強(qiáng)化和垂直流改進(jìn)，構(gòu)建了具有多重強(qiáng)化功能的新型PRB處理系統(tǒng)；
[0015] 5、本發(fā)明反應(yīng)墻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)垃圾滲濾液中復(fù)合污染物的有效去除；
[0016] 6、本發(fā)明反應(yīng)墻系統(tǒng)可根據(jù)水質(zhì)特性，選擇相應(yīng)的基質(zhì)填料，應(yīng)用于更廣泛的水 污染治理工程實(shí)踐中。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明的拆除吸氣管的射流器、連接管及沖擊式布水器連接后的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0020] 圖中，1-收集總管，2-調(diào)節(jié)池，3-集水槽，4一集水井，5-自流管，6-射流器， 7 一布水器，8 -反應(yīng)池，9 -第一重滲透性反應(yīng)墻，10 -保護(hù)層，11 一第一導(dǎo)流墻，12 -配水 孔，13 -第二重滲透性反應(yīng)墻，14 一第二導(dǎo)流墻，15 -配水堪，16 -第二重滲透性反應(yīng)墻， 17-出水口，18-回收池，19-氣體收集管，20-檢查口，21-第一閥門(mén)，22-第一壓力表， 23-第一流量計(jì)，24-第二閥門(mén)，25-第二壓力表，26-第二流量計(jì)，27-吸氣管，28-連 接管，29-地面，30-出氣孔。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022] 如圖1?圖3所示，一種處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)，包括滲濾液預(yù)處理 系統(tǒng)、自吸式跌水曝氣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)及回收池18,滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)置在地面29 (地面 29覆土綠化）上，由收集總管1、調(diào)節(jié)池2及集水井4組成，收集總管1與調(diào)節(jié)池2相連通， 在收集總管1上從左到右依次設(shè)置有第一閥門(mén)21、第一壓力表22和第一流量計(jì)23,用來(lái)控 制滲濾液的流量和水壓，收集總管1用于從垃圾場(chǎng)引入垃圾滲濾液，調(diào)節(jié)池2起到蓄積、穩(wěn) 定及均質(zhì)滲濾液的作用，將大顆粒的懸浮物沉淀，調(diào)節(jié)池2的上部和集水井4的上部相連 通，從調(diào)節(jié)池2流出的上清液進(jìn)入集水井4中；為防止氣壓影響水流流動(dòng)，在調(diào)節(jié)池2和集 水井3的頂部分別設(shè)置有出氣孔30 ;
[0023] 自吸式跌水曝氣系統(tǒng)由DN20的自流管5、L型的連接管28、水平設(shè)置的射流器6和 堅(jiān)直設(shè)置的沖擊式布水器7組成，自流管5的一端與集水井4的底部相連通，另一端與射流 器6的進(jìn)水口相連通，射流器6的孔口比值為0. 46,在自流管5上從左到右依次設(shè)置有第 二閥門(mén)24、第二壓力表25和第二流量計(jì)26,用來(lái)控制從集水井4流出的上清液的流量和水 壓；射流器6用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)吸氣和充氧；射流器6的出水口與沖擊式布水器7的進(jìn)水口通過(guò) 連接管28相連接，射流器6的出水口到?jīng)_擊式布水器7的出水口的高度為lm ;射流器6的 吸氣管27的公稱(chēng)直徑（DN)為15mm，高度為150cm，且高于集水井4內(nèi)頂面30cm，滲濾液經(jīng) 過(guò)自吸式跌水曝氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自流、跌水曝氣及均勻布水；
[0024] 反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)置在滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)的右下方，即地面29以下，由反應(yīng)池 8、第一重 滲透性反應(yīng)墻9、第二重滲透性反應(yīng)墻13、第三重滲透性反應(yīng)墻16、第一導(dǎo)流墻11、第二導(dǎo) 流墻14及三角配水堰15組成，反應(yīng)池 8由混凝土制成，第一重滲透性反應(yīng)墻9、第二重滲 透性反應(yīng)墻13及第三重滲透性反應(yīng)墻16依次水平設(shè)置在反應(yīng)池8內(nèi)，第一、第二及第三 重滲透性反應(yīng)墻的尺寸均為L(zhǎng)XBXH(長(zhǎng)X寬X高）=240cmX120cmX150cm，分別由對(duì) C0D (化學(xué)需氧量）、NH/-N(氨氮）、Ρ0Λ-Ρ (磷酸鹽）有吸附去除效果的無(wú)煙煤、沸石和鋼 渣基質(zhì)填料組成；在第一重滲透性反應(yīng)墻9與第二重滲透性反應(yīng)墻13之間設(shè)置有第一導(dǎo) 流墻11，在第一導(dǎo)流墻11的底部設(shè)置有三個(gè)直徑為2cm的配水孔12,在第二重滲透性反應(yīng) 墻13與第三重滲透性反應(yīng)墻16之間設(shè)置有第二導(dǎo)流墻14,在第二導(dǎo)流墻14的頂部沿水平 方向均勻設(shè)置有三個(gè)三角配水堰15 ;三角配水堰15的堰上水頭高度為2. 3cm，堰頂高度為 5cm，在三角配水堰15的底部和側(cè)壁做防滲處理；第一、第二導(dǎo)流墻均由厚度為20cm的混凝 土制成；為防止氣壓影響水流流動(dòng)，在與第一、第二、第三重滲透性反應(yīng)墻相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)池 8的頂部分別設(shè)置有出氣孔30 ;在第一重滲透性反應(yīng)墻9的頂部設(shè)置有由河砂制成的保護(hù) 層10,在與第一重滲透性反應(yīng)墻9相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)池 8的頂部設(shè)置有通孔，所述自吸式跌水 曝氣系統(tǒng)的沖擊式布水器7的出水口穿過(guò)通孔設(shè)置在保護(hù)層10的上方；反應(yīng)系統(tǒng)形成了下 行一上行一下行的垂直擾流特性，增加了水力停留和接觸反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)在反應(yīng)系統(tǒng)中形 成好氧一缺氧一厭氧的獨(dú)特環(huán)境，有利于微生物種群的生長(zhǎng)和繁殖，強(qiáng)化了生物降解作用； 在與第三重滲透性反應(yīng)墻16相鄰的反應(yīng)池8的側(cè)壁底部設(shè)置有三個(gè)直徑為2cm的出水口 17,在反應(yīng)池8的外部設(shè)置有回收池18,反應(yīng)池8與回收池18之間通過(guò)出水口 17相連通。
[0025] 在所述調(diào)節(jié)池2內(nèi)壁的上部設(shè)置有集水槽3,集水槽3與集水井4相連通。
[0026] 在所述調(diào)節(jié)池2、集水井4及反應(yīng)池8的出氣孔30上設(shè)置有氣體收集管19,以便 將收集到的氣體集中進(jìn)行除臭處理。
[0027] 為了方便檢查維修，在所述調(diào)節(jié)池2的頂部和與第一重滲透性反應(yīng)墻9相對(duì)應(yīng)的 反應(yīng)池8的頂部分別設(shè)置有檢查口 20。
[0028] 下面結(jié)合【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的一次使用過(guò)程：
[0029] 如圖1?圖3所示，某市垃圾填埋場(chǎng)為一山谷型填埋場(chǎng)，設(shè)計(jì)運(yùn)行年限為15年， 現(xiàn)已運(yùn)行10年，填埋場(chǎng)底部設(shè)有防滲系統(tǒng)和滲濾液收集系統(tǒng)，用來(lái)收集垃圾滲濾液，垃 圾滲濾液產(chǎn)量平均為l〇〇m 3/d，經(jīng)垃圾滲濾液水質(zhì)分析監(jiān)測(cè)，C0D (化學(xué)需氧量）為585? 844mg .L'MC-N(氨氮）含量為 607. 8 ?872. 8mg .L'PC^-P (磷酸鹽）含量為 4. 575 ? 28. 3mg · L' pH值（酸堿值）為7. 49?8. 14、B0D5/C0D (5日生化需氧量與化學(xué)需氧量的 比值）〈0. 4,且NH/-N(氨氮）含量占 TN(總氮）的90%以上，具有明顯的"老齡"填埋場(chǎng)垃 圾滲濾液的特性。根據(jù)垃圾滲濾液水量和水質(zhì)特性，在該填埋場(chǎng)滲濾液收集系統(tǒng)的回收池 的下游建造本發(fā)明反應(yīng)墻系統(tǒng)。
[0030] 將滲濾液收集系統(tǒng)的回收池與本發(fā)明的收集總管1相連通，垃圾滲濾液從回收池 通過(guò)收集總管1流入本發(fā)明的調(diào)節(jié)池2,垃圾滲濾液經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池2調(diào)節(jié)形成上清液，上清液 采用集水槽3方式進(jìn)入集水井4內(nèi)，再通過(guò)自吸式跌水曝氣系統(tǒng)完成跌水曝氣過(guò)程，使上清 液中溶解的氧量增加；然后上清液濺落在反應(yīng)池8內(nèi)的保護(hù)層10上，由上至下垂直流經(jīng)第 一重滲透性反應(yīng)墻9,再由第一導(dǎo)流墻11底部的配水孔12流入第二重滲透性反應(yīng)墻13的 底部，由下至上垂直流經(jīng)第二重滲透性反應(yīng)墻13后，通過(guò)第二導(dǎo)流墻14頂部的三角配水堰 15流入第三重滲透性反應(yīng)墻16的頂部，再由上至下垂直流經(jīng)第三重滲透性反應(yīng)墻16,最后 將凈化后的出水通過(guò)出水口 17排至本發(fā)明的回收池18內(nèi)。經(jīng)過(guò)20天的連續(xù)運(yùn)行（日處 理量控制在10m3左右），C0D (化學(xué)需氧量）、NH/-N (氨氮）及Ρ〇Λ_Ρ (磷酸鹽）的去除率 平均值分別為77. 65%、95. 35%、65. 63%，pH平均值為8. 79,出水清澈、水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到《生 活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-1997)的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)，其特征在于包括滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)、自 吸式跌水曝氣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)及回收池，滲濾液預(yù)處理系統(tǒng)由收集總管、調(diào)節(jié)池及集水井組 成，收集總管與調(diào)節(jié)池相連通，在收集總管上設(shè)置有第一閥門(mén)、第一壓力表和第一流量計(jì)， 調(diào)節(jié)池的上部和集水井相連通，在調(diào)節(jié)池和集水井的頂部分別設(shè)置有出氣孔；自吸式跌水 曝氣系統(tǒng)由自流管、連接管、水平設(shè)置的射流器和堅(jiān)直設(shè)置的布水器組成，自流管的一端與 集水井相連通，另一端與射流器的進(jìn)水口相連通，在自流管上設(shè)置有第二閥門(mén)、第二壓力表 和第二流量計(jì)，射流器的出水口與布水器的進(jìn)水口通過(guò)連接管相連接；反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)置在滲 濾液預(yù)處理系統(tǒng)的側(cè)下方，由反應(yīng)池、若干重滲透性反應(yīng)墻、若干個(gè)導(dǎo)流墻及配水堰組成， 若干重滲透性反應(yīng)墻依次水平設(shè)置在反應(yīng)池內(nèi)，在首重滲透性反應(yīng)墻的頂部設(shè)置有保護(hù) 層，所述自吸式跌水曝氣系統(tǒng)的布水器的出水口穿過(guò)反應(yīng)池的頂部通孔設(shè)置在保護(hù)層的上 方；在與尾重滲透性反應(yīng)墻相鄰的反應(yīng)池的側(cè)壁底部設(shè)置有若干個(gè)出水口，在反應(yīng)池的外 部設(shè)置有回收池，反應(yīng)池與回收池之間通過(guò)出水口相連通；在相鄰兩重滲透性反應(yīng)墻之間 設(shè)置有導(dǎo)流墻，在與首重滲透性反應(yīng)墻相鄰的導(dǎo)流墻的底部設(shè)置有若干個(gè)配水孔，在下一 個(gè)導(dǎo)流墻的頂部設(shè)置有若干個(gè)配水堰，以此類(lèi)推，配水孔和配水堰間隔設(shè)置；在反應(yīng)池的頂 部設(shè)置有若干個(gè)出氣孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)，其特征在于在所述調(diào) 節(jié)池內(nèi)壁的上部設(shè)置有集水槽，集水槽與集水井相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)，其特征在于在所述調(diào) 節(jié)池、集水井及反應(yīng)池的出氣孔上設(shè)置有氣體收集管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)，其特征在于在所述調(diào) 節(jié)池的頂部和與首重滲透性反應(yīng)墻相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)池的頂部分別設(shè)置有檢查口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾滲濾液的滲透性反應(yīng)墻系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng) 系統(tǒng)的滲透性反應(yīng)墻的數(shù)目至少為三重，且為奇數(shù)。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK104045157SQ201410286143
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】狄軍貞, 鮑娟, 朱志濤, 江富, 戴男男 申請(qǐng)人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)