一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)和工藝的制作方法
【專利摘要】本申請涉及垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，具體講，涉及一種農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋處理系統(tǒng)和工藝，處理系統(tǒng)包括依次連接的垃圾填埋區(qū)、滲濾液收集池和滲濾液處理區(qū)，垃圾填埋區(qū)的基底具有4％～6％的坡度，在垃圾填埋區(qū)的底部鋪設(shè)有防滲層；在垃圾填埋區(qū)內(nèi)設(shè)置有滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)和導(dǎo)氣系統(tǒng)；滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)置于防滲層的表面；導(dǎo)氣系統(tǒng)包括豎直導(dǎo)氣管和水平導(dǎo)氣管，豎直導(dǎo)氣管之間的距離為30～40米。本申請根據(jù)我國農(nóng)村生活垃圾的組成成分與產(chǎn)生量、滲濾液污染強(qiáng)度等特點(diǎn)，因地制宜，設(shè)計(jì)了一套農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋工藝，具有處理工藝簡單、成本低、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢，有效控制了農(nóng)村生活垃圾的污染，并減少了甲烷等溫室氣體的排放。
【專利說明】
一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)和工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本申請涉及垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，具體講，涉及一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃 圾處理系統(tǒng)和工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨著中國城市經(jīng)濟(jì)的迅速增長，城市環(huán)境問題卻愈顯突出，近年來也越來越受 到國家和人民的重視，一些環(huán)保政策及科技措施均首要以城市環(huán)境問題為治理對象。而隨 著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及城市工業(yè)逐漸向周邊農(nóng)村擴(kuò)展，近年來農(nóng)村環(huán)境及生態(tài)受到嚴(yán)重 破壞，農(nóng)藥、化肥、農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重，秸桿焚燒、污水灌溉、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染突出，農(nóng)村生活垃 圾隨意堆放，臟、亂、差的問題依然沒有得到有效的解決，根據(jù)環(huán)保部2010年的第一次全國 污染源普查，農(nóng)村的污染排放中COD占43 %，總氮占57 %，總磷占67%，農(nóng)村已經(jīng)成為中國環(huán) 境污染的重災(zāi)區(qū)，農(nóng)村的環(huán)境治理面臨著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
[0003] 改善農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量的首要措施是治理農(nóng)村生活垃圾問題，有效解決農(nóng)村臟、亂、差 的基本衛(wèi)生問題。而現(xiàn)如今受到城市化和現(xiàn)代化生活方式的影響，農(nóng)村的生活垃圾也由原 來的可分解、可堆腐物的人畜糞便和農(nóng)作物秸桿，變成了塑料、玻璃、金屬、陶土等難降解物 品。據(jù)2006~2007衛(wèi)生部對全國農(nóng)村飲用水與環(huán)境衛(wèi)生現(xiàn)狀調(diào)查，全國農(nóng)村一年的生活垃 圾量3億噸，其中63.28%收集堆放，其余36.72 %隨意堆放。生產(chǎn)垃圾隨意堆放的占 16.56%，收集堆放的占83.44%，垃圾的隨意堆放嚴(yán)重影響了農(nóng)村生活環(huán)境，加之農(nóng)村的垃 圾回收和處理機(jī)制尚未健全，農(nóng)村生活垃圾處理成了制約農(nóng)村環(huán)境改善的重要問題。目前， 我國垃圾處理技術(shù)主要有衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥及厭氧發(fā)酵等。而由于衛(wèi)生填埋造價高，對 設(shè)備要求高，不適于農(nóng)村的實(shí)際經(jīng)濟(jì)條件。并且農(nóng)村由于人口密度低，村莊分布散落，垃圾 運(yùn)輸成本高。
[0004] 鑒于此，本申請?zhí)岢鲆环N農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本申請的首要發(fā)明目的在于提出一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)。
[0006] 本申請的第二發(fā)明目的在于提出一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理工藝。
[0007] 為了完成本申請的目的，采用的技術(shù)方案為：
[0008] 本申請涉及一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括依 次連接的垃圾填埋區(qū)、滲濾液收集池和滲濾液處理區(qū)，
[0009] 所述垃圾填埋區(qū)的基底具有4%~6%的坡度，在所述垃圾填埋區(qū)的底部鋪設(shè)有防 滲層；
[0010]在所述垃圾填埋區(qū)內(nèi)設(shè)置有滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)和導(dǎo)氣系統(tǒng);所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)與 所述導(dǎo)氣系統(tǒng)相連通，且均與大氣連通；
[0011] 所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)置于所述防滲層之上，
[0012] 所述導(dǎo)氣系統(tǒng)包括豎直導(dǎo)氣管和水平導(dǎo)氣管，所述豎直導(dǎo)氣管在所述垃圾填埋區(qū) 內(nèi)間隔設(shè)置，所述土工布的重量為200~600g/m2，滲透系數(shù)為0.1~lOcm/s;所述膨潤土墊 的密度為4000~6000g/m2，滲透系數(shù)為I X 10-9~I X 10-7cm/s，壓實(shí)自然土層的厚度為30~ 50cm，滲透系數(shù)為10-7~10- 4cm/s〇
[0013] 優(yōu)選的，所述防滲層包括土工布層、膨潤土墊層和壓實(shí)自然土層。
[0014] 優(yōu)選的，垃圾填埋區(qū)底部的高度高于滲濾液處理區(qū)。
[0015] 優(yōu)選的，所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)包括滲濾液導(dǎo)排管道以及用于保護(hù)所述管道的石 籠;所述滲濾液導(dǎo)排管道之間的距離為30~40m，所述滲濾液導(dǎo)排管道的直徑為20~35cm， 所述石籠為上寬0.4~0.6m、下寬1.0~1.5m、高度為0.4~0.6m的梯形;所述石籠中礫石的 直徑為4~8cm〇
[0016] 優(yōu)選的，所述垃圾填埋區(qū)的周邊具有角度為25~45度的邊坡。
[0017] 優(yōu)選的，所述滲濾液處理區(qū)包括滲濾液調(diào)節(jié)池、預(yù)處理池和人工濕地處理系統(tǒng)。 [0018] 優(yōu)選的，所述豎直導(dǎo)氣管的直徑為15~25cm，所述水平導(dǎo)氣管的直徑為20~35cm， 設(shè)置于所述豎直導(dǎo)氣管周邊的石籠的直徑為1.0~1.5m，所述石籠中碎石的直徑為20~ 40cm〇
[0019] 本申請還涉及一種農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的農(nóng)村生活垃圾處理工藝，所述農(nóng)村生 活垃圾處理工藝至少包括以下步驟：
[0020] 在所述垃圾填埋區(qū)內(nèi)進(jìn)行垃圾填埋，不經(jīng)壓實(shí)處理，所述垃圾填埋區(qū)內(nèi)垃圾的容 重為0.3~0.5t/m3，并定期進(jìn)行覆土處理，經(jīng)環(huán)境監(jiān)測后進(jìn)行終場覆蓋和綠化;填埋后產(chǎn)生 的滲濾液經(jīng)所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)收集于所述滲濾液收集池后，進(jìn)入所述滲濾液處理區(qū)進(jìn)行 處理，達(dá)標(biāo)后的滲濾液和淤泥直接排放。
[0021 ]優(yōu)選的，所述滲濾液的處理方法為:將農(nóng)村生活垃圾填埋滲濾液通入滲濾液調(diào)節(jié) 池進(jìn)行均質(zhì)處理;將經(jīng)均質(zhì)后的滲濾液通入吸附池進(jìn)行吸附預(yù)處理;將經(jīng)吸附預(yù)處理后的 滲濾液再通入人工濕地處理池進(jìn)一步處理后排放。
[0022]優(yōu)選的，所述覆土處理采用自然土覆蓋，所述終場覆蓋采用自然土覆蓋，所述終場 覆蓋的厚度為0.5~1.0m。
[0023] 本申請的技術(shù)方案至少具有以下有益的效果：
[0024] 本申請根據(jù)農(nóng)村生活垃圾成分及產(chǎn)量等特點(diǎn)，因地制宜，設(shè)計(jì)了一套農(nóng)村生活垃 圾準(zhǔn)好氧填埋工藝，具有處理工藝簡單、成本低，易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢。本申請創(chuàng)新性的將準(zhǔn)好 氧填埋技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村生活垃圾的處理中，減少了農(nóng)村生活垃圾的污染，并減少了甲烷等 溫室氣體的排放。
[0025] 本申請將準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)針對農(nóng)村的特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，大大降低了準(zhǔn)好氧填埋場 的建造成本，使準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用成為了現(xiàn)實(shí)。
【附圖說明】
[0026]圖1為農(nóng)村生活垃圾填埋工藝流程；
[0027]圖2為滲濾液處理流程；
[0028] 圖3為準(zhǔn)好氧垃圾填埋結(jié)構(gòu)體的示意圖；
[0029] 圖4為準(zhǔn)好氧填埋滲濾液導(dǎo)排管及導(dǎo)氣管網(wǎng)示意圖；
[0030] 圖5為填埋氣靜態(tài)通量箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖6為填埋氣通量的采樣點(diǎn)分布示意圖；
[0032]其中：
[0033] 1-垃圾填埋區(qū)；
[0034] 2-滲濾液收集池；
[0035] 3-滲濾液處理區(qū)；
[0036] 11-滲濾液導(dǎo)排管道；
[0037] 13-水平導(dǎo)氣管；
[0038] 12-豎直導(dǎo)氣管；
[0039] 14-垃圾填埋區(qū)的基底；
[0040] 15-防滲層。
[0041] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本申請 而不用于限制本申請的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 本申請通過對農(nóng)村生活垃圾進(jìn)行了深入的數(shù)據(jù)采集和分析，針對農(nóng)村的環(huán)境特點(diǎn) 和經(jīng)濟(jì)條件，提出了一種全新的針對農(nóng)村生活垃圾的處理工藝，設(shè)計(jì)出了適于農(nóng)村建設(shè)的 生活垃圾填埋場，具有處理工藝簡單、成本低，填埋場規(guī)模適中的優(yōu)勢。
[0043]本申請涉及一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，其示意圖如圖3所示， 系統(tǒng)包括依次連接的垃圾填埋區(qū)1、滲濾液收集池2和滲濾液處理區(qū)3;
[0044]其中，垃圾填埋區(qū)的基底具有4%~6%的坡度，本申請通過加大基底的坡度，可以 增加滲濾液的依靠重力的流動速度，加快滲濾液的導(dǎo)排；區(qū)別于一般城市生活垃圾填埋場 的2~3%，本申請通過加速滲濾液的導(dǎo)排，降低了滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，同時降低了對防滲層的要 求；
[0045] 本申請?jiān)诶盥駞^(qū)的底部鋪設(shè)有防滲層15，避免滲濾液對土壤及地下水的污 染；
[0046] 垃圾填埋區(qū)內(nèi)設(shè)置有滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)和導(dǎo)氣系統(tǒng)，滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)與導(dǎo)氣系統(tǒng)相 連通，滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)和導(dǎo)氣系統(tǒng)的末端均與大氣連通;在本申請中，滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)與導(dǎo) 氣系統(tǒng)均同時具有對氣體、液體的導(dǎo)排效果;滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)置于防滲層的表面，主要用 于滲濾液的導(dǎo)排;其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。
[0047]導(dǎo)氣系統(tǒng)包括豎直導(dǎo)氣管12和水平導(dǎo)氣管13,主要目的是為了在垃圾堆體內(nèi)形成 好氧區(qū)域;豎直導(dǎo)氣管12在垃圾填埋區(qū)內(nèi)間隔設(shè)置，豎直導(dǎo)氣管之間的距離為30~40米；由 于農(nóng)村生活垃圾的有機(jī)質(zhì)含量低，因此發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣體量較城市生活垃圾有所減少， 因此，可將穿孔導(dǎo)氣管的排布密度適當(dāng)縮小，即滿足準(zhǔn)好氧填埋對氧氣的要求，又可降低填 埋系統(tǒng)的成本。
[0048]作為本申請農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，防滲層由土工布層、壓實(shí)自然土 層和膨潤土墊組成。通過成本測算，本申請采用該組合不僅防滲效果可滿足農(nóng)村垃圾特點(diǎn) 的要求，并且成本最低。
[0049]作為本申請農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，防滲層的表面設(shè)置有導(dǎo)流層，導(dǎo) 流層由卵石、礫石和粗砂組成。
[0050] 作為本申請農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，垃圾填埋區(qū)底部的高度高于滲濾 液處理區(qū)。垃圾填埋區(qū)底部產(chǎn)生的滲濾液可無動力的流到滲濾液處理區(qū)進(jìn)行處理，因而不 需要安裝任何動力系統(tǒng)，垃圾處理過程中不需要耗費(fèi)資源，從而節(jié)約了填埋系統(tǒng)的建造成 本。
[0051] 作為本申請農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)包括滲濾液導(dǎo)排 管道以及用于保護(hù)管道的石籠;滲濾液導(dǎo)排管道之間的距離為30~40m，滲濾液導(dǎo)排管道的 直徑為20~30cm，石籠為上寬0.4~0.6m、下寬1.0~1.5m、高度為0.4~0.6m的梯形;石籠中 礫石的直徑為4~8cm。滲濾液導(dǎo)排管道和石籠鋪設(shè)時均相對于水平面控制4%~6%的坡 度，由此保證填埋場滲濾液的及時導(dǎo)排和垃圾填埋體對于外界空氣的拔風(fēng)效果。
[0052]為了保證準(zhǔn)好氧填埋層的滲濾液的快速導(dǎo)排和垃圾填埋層的空氣需求量，即，保 證垃圾填埋體內(nèi)形成充足的好氧(〇2含量>5%，體積比）和缺氧區(qū)域(0%〈02含量<5% )。滲 濾液導(dǎo)排管路11的開孔孔徑為12~16mm，孔距為6~10cm。濾液導(dǎo)排管路中的滲濾液為不滿 流設(shè)計(jì)，因此兼具導(dǎo)氣管的作用。滲濾液導(dǎo)排管路及石籠分別伸出垃圾填埋體外40~60cm， 與大氣連通。
[0053] 導(dǎo)氣系統(tǒng)包括豎直導(dǎo)氣管和水平導(dǎo)氣管，豎直導(dǎo)氣管和水平導(dǎo)氣管的開孔孔徑分 別為12~16mm，孔距分別為6~10cm，豎直導(dǎo)氣管和水平導(dǎo)氣管及石籠分別伸出垃圾填埋體 外40~60cm，與大氣連通。
[0054]作為本申請農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，垃圾填埋區(qū)的周邊具有角度為25 ~45度的邊坡。本申請中對邊坡的設(shè)計(jì)主要考慮邊坡的穩(wěn)定性以及邊坡防身材料鋪設(shè)的方 便性。
[0055]作為本申請農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，滲濾液處理區(qū)包括滲濾液調(diào)節(jié) 池、預(yù)處理池和人工濕地處理系統(tǒng)。
[0056] 作為本申請農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，豎直導(dǎo)氣管的直徑為15~25cm， 垂直導(dǎo)氣石籠的直徑為1.0~1.5m，垂直導(dǎo)氣石籠中的碎石直徑為20~40cm。
[0057]本申請還涉及采用上述處理系統(tǒng)的農(nóng)村生活垃圾處理工藝，農(nóng)村生活垃圾處理工 藝至少包括以下步驟：
[0058]在所述垃圾填埋區(qū)內(nèi)進(jìn)行垃圾填埋，不經(jīng)壓實(shí)處理，垃圾填埋區(qū)內(nèi)垃圾的容重為 0.3~0.5t/m3，并定期進(jìn)行覆土處理，經(jīng)環(huán)境監(jiān)測后進(jìn)行終場覆蓋和綠化;填埋后產(chǎn)生的滲 濾液經(jīng)所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)收集于所述滲濾液收集池后，進(jìn)入所述滲濾液處理區(qū)進(jìn)行處 理，達(dá)標(biāo)后的滲濾液和淤泥直接排放。垃圾處理流程圖如圖1所示，由于農(nóng)村生活垃圾具有 有機(jī)質(zhì)少、灰分大的特點(diǎn)，因此，不需要進(jìn)行壓實(shí)處理，將垃圾保持較小的容重與較大的孔 隙率，以增加甲烷氧化的速度，加速垃圾堆體的穩(wěn)定化。
[0059]作為本申請農(nóng)村生活垃圾處理工藝的一種改進(jìn)，滲濾液的處理方法為：將農(nóng)村生 活垃圾填埋滲濾液通入滲濾液調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)處理;將經(jīng)均質(zhì)后的滲濾液通入吸附池進(jìn)行 吸附預(yù)處理;將經(jīng)吸附預(yù)處理后的滲濾液再通入人工濕地處理池進(jìn)一步處理后排放。滲濾 液處理流程如圖2所示。
[0060]其中，吸附預(yù)處理的吸附劑選自環(huán)境礦物材料和工業(yè)廢棄材料中的至少一種；環(huán) 境礦物材料選自粘土和沸石;工業(yè)廢棄材料選自粉煤灰和爐渣。由于農(nóng)村生活垃圾滲濾液 具有濃度小、污染性低的特點(diǎn)，因此，因地制宜的選用一些農(nóng)村常見的粘土、沸石、爐渣或粉 煤灰等吸附能力強(qiáng)的廢物垃圾，對滲濾液進(jìn)行吸附處理，就可達(dá)到滲濾液的排放標(biāo)準(zhǔn)。不僅 效果良好，而且滿足農(nóng)村技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，可在農(nóng)村地區(qū)推廣使用。將沸石材料與廢棄爐渣組 合或以這兩種材料為基質(zhì)的濾池串聯(lián)使用，可同時去除滲濾液中的常規(guī)污染物和重金屬。 [0061]為本申請農(nóng)村生活垃圾處理工藝的一種改進(jìn)，覆土處理采用自然土覆蓋，由于自 然土在農(nóng)村廣泛存在，因此，直接采用自然土做覆土處理，以達(dá)到防臭防蚊蠅的效果;覆土 處理為定期進(jìn)行，以保持垃圾中的好氧狀態(tài);終場覆蓋采用自然土覆蓋，終場覆蓋的厚度為 0·5~1·Om 0
[0062]在本申請中，覆土處理和終場覆蓋層均選用自然土直接覆蓋，首先，自然土的成本 最低，并且可滿足臭味和蚊蠅等衛(wèi)生學(xué)問題；其次，農(nóng)村生活垃圾有機(jī)質(zhì)含量低，經(jīng)過準(zhǔn)好 氧填埋加速穩(wěn)定化進(jìn)程后，到進(jìn)行終場封場的時間已經(jīng)至少2~3年，此時填埋垃圾已經(jīng)穩(wěn) 定，因此不需要進(jìn)行更高要求的終場覆蓋;最后，終場覆蓋層可達(dá)到場地修復(fù)的效果，種植 綠化植物，美化環(huán)境。
[0063] 作為本申請農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋工藝的一種改進(jìn)，在步驟(2)中，環(huán)境監(jiān)測為 對準(zhǔn)好氧垃圾填埋結(jié)構(gòu)體內(nèi)及周邊環(huán)境的地下水及滲濾液進(jìn)行監(jiān)測。優(yōu)選的，在垃圾填埋 區(qū)內(nèi)、垃圾填埋區(qū)的外周、滲濾液收集池的外周、滲濾液處理區(qū)的外周設(shè)置地下水檢測裝置 對地下水中的BOD 5 (g/L )、COD (g/L )、NH3-N (g/L )、pH等指標(biāo)進(jìn)行檢測。
[0064] 在本申請的準(zhǔn)好氧垃圾填埋結(jié)構(gòu)體的垃圾填埋區(qū)中，存在好氧區(qū)域、厭氧區(qū)域以 及在好氧區(qū)域與厭氧區(qū)域之間形成的缺氧區(qū)域。由于垃圾好氧降解的產(chǎn)物主要是c〇 2、h2〇、 如廠和犯，而垃圾厭氧降解的產(chǎn)物主要為⑶2、CH 4和NH3。產(chǎn)生氣體如處置不當(dāng)，可能發(fā)生爆 炸，因此必須對填埋氣體進(jìn)行收集、排放。由于生活垃圾成份中產(chǎn)氣部分以易降解的廚余物 為主，農(nóng)村生活垃圾中廚余物所占比例較小，產(chǎn)沼氣期短，達(dá)到產(chǎn)氣峰值的時間也短，產(chǎn)氣 量小，因此在農(nóng)村準(zhǔn)好氧填埋系統(tǒng)中不設(shè)沼氣回收利用系統(tǒng)。此外，準(zhǔn)好氧填埋堆體氣體進(jìn) 出氣管與滲濾液導(dǎo)排管道合用，無需外加氣體進(jìn)出管。
[0065] 本申請的農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋系統(tǒng)還包括滲濾液循環(huán)回灌系統(tǒng)。當(dāng)由于某些 特殊原因，滲濾液產(chǎn)生量過大，超過本申請中滲濾液處理區(qū)的處理能力時，可將滲濾液及時 回灌。
[0066] 同時，根據(jù)垃圾填埋場的地形設(shè)置截洪溝，采用斷面為矩形的明渠。
[0067] 農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋工藝，包括滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)、垃圾堆體內(nèi)供氣系統(tǒng)、滲濾 液收集及處理系統(tǒng)、填埋場終場覆蓋層。滲濾液導(dǎo)排管末端進(jìn)入滲濾液收集池在空間上斷 開，使得滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)與垃圾堆體供布?xì)庀到y(tǒng)共用一套管道。滲濾液處理系統(tǒng)結(jié)合農(nóng)村 地區(qū)的地理環(huán)境，采取氧化塘+濕地處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。填埋場終場覆蓋層采取甲烷氧化控 制和進(jìn)行綠化封場;農(nóng)村生活垃圾填埋場的防滲結(jié)構(gòu)較城市垃圾填埋的防滲弱化，但在滲 濾液導(dǎo)排強(qiáng)度上增強(qiáng)，即在降低成本的前提下亦達(dá)到防滲的效果。農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填 埋工藝加速了垃圾的穩(wěn)定化，降低了滲濾液的污染濃度，防滲設(shè)計(jì)及導(dǎo)排加強(qiáng)保證了滲濾 液得到有效處理達(dá)標(biāo)后排放，封場覆蓋層的增設(shè)進(jìn)一步減小甲烷的釋放量及對雨水的有效 防滲。結(jié)合農(nóng)村生活垃圾成分及產(chǎn)量等特點(diǎn)，因地制宜，設(shè)計(jì)了一套從防滲、填埋到封場三 位一體的農(nóng)村生活垃圾處理辦法，其具成本低、有處理工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢，減少了 農(nóng)村生活垃圾的污染和減少了甲烷等溫室氣體的排放。
[0068] 實(shí)施例1
[0069] 一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，整體占地1萬m2,包括依次連接的 垃圾填埋區(qū)、滲濾液收集池和滲濾液處理區(qū)，垃圾填埋區(qū)底部的高度高于滲濾液處理區(qū)；滲 濾液處理區(qū)包括滲濾液調(diào)節(jié)池、預(yù)處理池和人工濕地處理系統(tǒng)。
[0070] 垃圾填埋區(qū)包括4個準(zhǔn)好氧填埋體，每個準(zhǔn)好氧填埋體的基底具有6 %的坡度，垃 圾填埋區(qū)的周邊具有角度為45度的邊坡，在垃圾填埋區(qū)的底部鋪設(shè)有防滲層，防滲層由土 工布層、壓實(shí)自然土層和膨潤土墊組成；在垃圾填埋區(qū)內(nèi)設(shè)置有滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)和導(dǎo)氣系 統(tǒng);滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)與導(dǎo)氣系統(tǒng)相連通，且均與大氣連通;滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)置于防滲層的 表面，導(dǎo)氣系統(tǒng)包括豎直導(dǎo)氣管和水平導(dǎo)氣管，豎直導(dǎo)氣管在垃圾填埋區(qū)內(nèi)間隔設(shè)置，豎直 導(dǎo)氣管之間的距離為35米;垃圾填埋區(qū)的表面覆蓋有終場覆蓋層，終場覆蓋層滲透系數(shù)為1 X 10-4~IX 10-3m/s〇
[0071 ]滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)包括滲濾液導(dǎo)排管道和石籠;滲濾液導(dǎo)排管道之間的距離為35m， 滲濾液導(dǎo)排管道的直徑為25cm，石籠為上寬0.4~0.6m、下寬1.0~1.5m、高度為0.4~0.6m 的梯形;石籠中礫石的直徑為4~8cm;豎直導(dǎo)氣管的直徑為15~25cm，垂直導(dǎo)氣石籠的直徑 為1.0~1.5m，垂直導(dǎo)氣石籠中的碎石直徑為20~40cm。
[0072] 在該垃圾填埋場內(nèi)進(jìn)行農(nóng)村垃圾的填埋，不經(jīng)壓實(shí)處理，控制垃圾填埋區(qū)內(nèi)垃圾 的容重為0.3~0.5t/m3，并定期進(jìn)行自然土覆土處理，填埋后產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)滲濾液導(dǎo)排 系統(tǒng)收集于滲濾液收集池后，通入滲濾液調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)處理;將經(jīng)均質(zhì)后的滲濾液通入 吸附池進(jìn)行吸附預(yù)處理;將經(jīng)吸附預(yù)處理后的滲濾液再通入人工濕地處理池進(jìn)一步處理后 排放。經(jīng)環(huán)境監(jiān)測后進(jìn)行終場覆蓋和綠化，終場覆蓋也為自然土，厚度為0.5m。
[0073] 1、農(nóng)村生活垃圾填埋場作業(yè)表面填埋氣釋放通量測定
[0074] 對該系統(tǒng)的甲烷氧化效果和滲濾液處理效果進(jìn)行評價，通過靜態(tài)箱實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行檢 測：
[0075] (1)實(shí)驗(yàn)方法：
[0076] 采用靜態(tài)箱對填埋場表面釋放的填埋氣進(jìn)行采樣，填埋氣靜態(tài)通量箱的結(jié)構(gòu)示意 圖如圖5所示。其中，為了保證足夠的采樣面積和樣品的代表性，通量箱的設(shè)計(jì)尺寸為50cm 父50〇11\10〇11(長\寬\高）。填埋氣通量的采樣點(diǎn)分布如圖6所示。其中，1#、2#、3#和4財(cái)隹 好氧填埋體的填埋時間分別為4、8、12和16個月。填埋氣通量采樣點(diǎn)以導(dǎo)氣管為中心，分別 在0、5、10和15m處設(shè)置采樣點(diǎn)。
[0077]采樣前先按照圖1所示安裝好靜態(tài)通量箱采樣系統(tǒng)，分別在Omin、IOmin、20min、 40min、60min用100mL注射器采樣，注入氣袋中，并進(jìn)行編號，采樣同時記錄溫度。作為一組 樣品，陰涼處儲存。每個采樣點(diǎn)設(shè)置3個采樣時段，以反映該處全天的填埋氣通量，采樣時段 分別為:上午（10:00~11:00);中午（13:00~14:00);下午（16:00~17:00)。其中，各個采樣 點(diǎn)每次米樣量分別為100mL。
[0078] (2)填埋氣樣品的測定
[0079] CH4氣體的測定：7890型氣相色譜儀，T⑶檢測器，進(jìn)樣口溫度200 °C，檢測器溫度 250°C，柱溫30°C，保留時間4.5min，進(jìn)樣量250μ1。
[0080] (3)填埋氣釋放通量的計(jì)算
[0081] 填埋氣釋放通量的公式計(jì)算如下：
[0083]式中[1]，F(xiàn)為氣體通量，P為CH4氣體在相應(yīng)溫度下的密度，Am和Δ C分別是At時 間內(nèi)的通量箱中變化的氣體質(zhì)量和混合比濃度，A和V分別為通量箱的底面積和體積。F為正 值時表示填埋場表面向大氣釋放氣體，為負(fù)值時表示填埋場表面向大氣中吸收氣體。
[0084]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
[0085] 表1:農(nóng)村生活垃圾填埋場作業(yè)表面甲烷氣體釋放通量 [0086]
[0087] 2、導(dǎo)氣管內(nèi)排放的甲烷等氣體濃度
[0088] 通過在豎直穿孔導(dǎo)氣管內(nèi)設(shè)置氣體采集裝置，檢測導(dǎo)氣管內(nèi)的甲烷氣體。導(dǎo)氣管 內(nèi)的濃度檢測采用四組分紅外分析儀對填埋氣中CH 4XO2和O2的濃度進(jìn)行原位監(jiān)測，測定精 度均為0.1 % (體積百分含量）。
[0089] 表2:農(nóng)村生活垃圾填埋場導(dǎo)氣管填埋氣釋放通量
[0090]
[0091]由表1和表2可知，農(nóng)村生活垃圾為期2年的填埋過程中，通過表層和導(dǎo)氣管向環(huán)境 釋放的溫室氣體甲烷量得到了明顯的控制，并且在填埋時間達(dá)到24個月后，填埋堆體已基 本處于穩(wěn)定狀態(tài)。同時，農(nóng)村生活垃圾填埋過程可以滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn) (GB16889-2008)》中甲烷排放要求：（1)填埋工作面上2m以下高度范圍內(nèi)甲烷的體積百分比 應(yīng)不大于〇. 1 % ; (2)導(dǎo)氣管排放口的甲烷的體積百分比不大于5%。
[0092](二)采集滲濾液進(jìn)行測定 [0093]實(shí)驗(yàn)方法：
[0094] 收集滲濾液導(dǎo)排管中的滲濾液"夂集時間為每周一次^寸滲濾中冊廣叫!!^/!^、 CODcr (mg/L)指標(biāo)進(jìn)行檢測，對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，具體如表3所示。
[0095] 表3:農(nóng)村生活垃圾填埋場滲濾液主要污染物濃度
[0096]
[0097]根據(jù)上表可知，本申請的農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋場在垃圾填埋期間的⑶Dcr和 NH3-N值較低(城市生活垃圾填埋的C0D&和NH3-N通常在6000~11000mg/L、800~1500mg/L 范圍內(nèi)）。填埋過程中，CODcr值存在明顯的降低趨勢，說明本申請針對農(nóng)村生活垃圾的特點(diǎn)， 結(jié)合對準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)的改進(jìn)，促進(jìn)了滲濾液中主要污染物含量的降低。
[0098](三)滲濾液處理區(qū)內(nèi)水質(zhì)的檢測
[0099]當(dāng)本實(shí)施例中的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，收集經(jīng)滲濾液處理區(qū)內(nèi)處理 后的水質(zhì)，收集時間為每周一次，進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測;對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn):COD去除 率可達(dá)50~60%左右，對重金屬〇工(1、附^8、取和?13的去除率均高達(dá)85%~90%左右 ；在 滲濾液處理池中加入爐渣和沸石及配合人工濕地處理池對NH3-N和TN具有較高的去除率， 運(yùn)行期間，NH 3-N保持在90%左右，最高達(dá)到99%，出水NH3-N濃度低于20mg/L，滿足《生活垃 圾填埋污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》。而TN的去除率也保持在80~90%之間，出水TN濃度在20~30mg/ L，也低于排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0100] 實(shí)施例2
[0101] 一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，整體占地10000m2,包括依次連接 的垃圾填埋區(qū)、滲濾液收集池和滲濾液處理區(qū)，垃圾填埋區(qū)底部的高度高于滲濾液處理區(qū)； 滲濾液處理區(qū)包括滲濾液調(diào)節(jié)池、預(yù)處理池和人工濕地處理系統(tǒng)。
[0102] 垃圾填埋區(qū)的基底具有5%的坡度，垃圾填埋區(qū)的周邊具有角度為30度的邊坡，在 垃圾填埋區(qū)的底部鋪設(shè)有防滲層，防滲層由土工布層、壓實(shí)自然土層和膨潤土墊組成;在垃 圾填埋區(qū)內(nèi)設(shè)置有滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)和導(dǎo)氣系統(tǒng);滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)與導(dǎo)氣系統(tǒng)相連通，且均 與大氣連通;滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)置于防滲層的表面，導(dǎo)氣系統(tǒng)包括豎直導(dǎo)氣管和水平導(dǎo)氣 管，豎直導(dǎo)氣管在垃圾填埋區(qū)內(nèi)間隔設(shè)置，豎直導(dǎo)氣管之間的距離為40米;垃圾填埋區(qū)的表 面覆蓋有終場覆蓋層，終場覆蓋層滲透系數(shù)為I X HT4~I X l〇_3m/s。
[0103] 滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)包括滲濾液導(dǎo)排管道以及用于保護(hù)管道的石籠;滲濾液導(dǎo)排管道 之間的距離為40m，滲濾液導(dǎo)排管道的直徑為30cm，石籠為上寬0.4~0.6m、下寬1.0~1.5m、 高度為0.4~0.6m的梯形;石籠中爍石的直徑為4~8cm。豎直導(dǎo)氣管的直徑為25cm，垂直導(dǎo) 氣石籠的直徑為1.5m，垂直導(dǎo)氣石籠中的碎石直徑為20~40cm。
[0104] 在該垃圾填埋場內(nèi)進(jìn)行農(nóng)村垃圾的填埋，不經(jīng)壓實(shí)處理，控制垃圾填埋區(qū)內(nèi)垃圾 的容重為0.3~O . 5t/m3，并定期進(jìn)行自然土覆土處理，填埋后產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)所述滲濾液 導(dǎo)排系統(tǒng)收集于滲濾液收集池后，通入滲濾液調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)處理;將經(jīng)均質(zhì)后的滲濾液 通入吸附池進(jìn)行吸附預(yù)處理;將經(jīng)吸附預(yù)處理后的滲濾液再通入人工濕地處理池進(jìn)一步處 理后排放。經(jīng)環(huán)境監(jiān)測后進(jìn)行終場覆蓋和綠化，終場覆蓋也為自然土，厚度為1.0 m。
[0105] 按實(shí)施例1中的方法進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果與實(shí)施例1相近，限于篇幅不再贅述。
[0106] 實(shí)施例3滲濾液防滲系統(tǒng)
[0107]根據(jù)成本造價確定8種防滲方式供試驗(yàn)研究，土工材料的滲透系數(shù)和造價如表4所 /Jn 〇
[0108] 表4:常用土工材料造價
[0? ?0] 滲透系數(shù)為0.1~10cm/s ;所述膨潤土墊的密度為4000~6000g/m2,滲透系數(shù)為1 X 10-9~I X 10-7cm/s，壓實(shí)自然土層的厚度為30~50cm，滲透系數(shù)為10-7~10-4cm/s。
[0111] 根據(jù)上述土工材料的滲透系數(shù)，設(shè)計(jì)了 8種防滲結(jié)構(gòu)，并對每種防滲結(jié)構(gòu)的造價進(jìn) 行計(jì)算，如表5所示。
[0112] 表5:防滲方式組合
[0113]
[0114] 由造價評估，在農(nóng)村生活垃圾填埋場防滲層中優(yōu)選序號1的防滲結(jié)構(gòu)。序號2的防 滲結(jié)構(gòu)雖然造價低，但其在垃圾填埋期間不能防止雨水對場區(qū)內(nèi)空閑場地的沖刷，其余序 號列的防滲結(jié)構(gòu)造價過高，超出農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)水平。生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋的穩(wěn)定化時間在5年 以內(nèi)，優(yōu)選序號1在結(jié)合農(nóng)村垃圾填埋場建設(shè)時加速滲濾液導(dǎo)排功能，達(dá)到在降低防滲成本 的同時滿足防滲效果。
[0115] 本申請雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本申請構(gòu)思的前提下，都可以做出若干可能的變動和修改，因此本申請的 保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于準(zhǔn)好氧填埋的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理系統(tǒng)包括依 次連接的垃圾填埋區(qū)、滲濾液收集池和滲濾液處理區(qū)， 所述垃圾填埋區(qū)的基底具有4%~6%的坡度，在所述垃圾填埋區(qū)的底部鋪設(shè)有防滲 層； 在所述垃圾填埋區(qū)內(nèi)設(shè)置有滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)和導(dǎo)氣系統(tǒng);所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)與所述 導(dǎo)氣系統(tǒng)相連通，且均與大氣連通； 所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)置于所述防滲層之上， 所述導(dǎo)氣系統(tǒng)包括豎直導(dǎo)氣管和水平導(dǎo)氣管，所述豎直導(dǎo)氣管在所述垃圾填埋區(qū)內(nèi)間 隔設(shè)置，所述豎直導(dǎo)氣管之間的距離為30~40米。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述防滲層自上而下依 次為土工布、膨潤土墊和壓實(shí)自然土層；所述土工布的重量為200~600g/m 2,滲透系數(shù)為 0.1~10cm/s;所述膨潤土墊的密度為4000~6000g/m2,滲透系數(shù)為I X 10-9~I X 10-7cm/s， 壓實(shí)自然土層的厚度為30~50cm，滲透系數(shù)為HT7~l(T4cm/s。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，垃圾填埋區(qū)底部的高度 高于滲濾液處理區(qū)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)包 括滲濾液導(dǎo)排管道以及用于保護(hù)所述管道的石籠;所述滲濾液導(dǎo)排管道之間的距離為30~ 40m，所述滲濾液導(dǎo)排管道的直徑為20~35cm，所述石籠為上寬0.4~0.6m、下寬1.0~1.5m、 高度為〇. 4~0.6m的梯形;所述石籠中礫石的直徑為4~8cm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述垃圾填埋區(qū)的周邊 具有角度為25~45度的邊坡。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述滲濾液處理區(qū)包括 滲濾液調(diào)節(jié)池、預(yù)處理池和人工濕地處理系統(tǒng)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村生活垃圾準(zhǔn)好氧填埋系統(tǒng)，其特征在于，所述豎直導(dǎo)氣管 的直徑為15~25cm，所述水平導(dǎo)氣管的直徑為20~35cm，設(shè)置于所述豎直導(dǎo)氣管周邊石籠 的直徑為1.0~1.5m，所述石籠中碎石的直徑為20~40cm。8. -種利用權(quán)利要求1~7所述的農(nóng)村生活垃圾處理系統(tǒng)的農(nóng)村生活垃圾處理工藝，其 特征在于，所述農(nóng)村生活垃圾處理工藝至少包括以下步驟： 在所述垃圾填埋區(qū)內(nèi)進(jìn)行垃圾填埋，不經(jīng)壓實(shí)處理，所述垃圾填埋區(qū)內(nèi)垃圾的容重為 0.3~0.5t/m3，并定期進(jìn)行覆土處理，經(jīng)環(huán)境監(jiān)測后進(jìn)行終場覆蓋和綠化;填埋后產(chǎn)生的滲 濾液經(jīng)所述滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)收集于所述滲濾液收集池后，進(jìn)入所述滲濾液處理區(qū)進(jìn)行處 理，達(dá)標(biāo)后的滲濾液和淤泥直接排放。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的農(nóng)村生活垃圾處理工藝，其特征在于，所述滲濾液的處理方法 為:將農(nóng)村生活垃圾填埋滲濾液通入滲濾液調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)處理;將經(jīng)均質(zhì)后的滲濾液通 入吸附池進(jìn)行吸附預(yù)處理;將經(jīng)吸附預(yù)處理后的滲濾液再通入人工濕地處理池進(jìn)一步處理 后排放。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的農(nóng)村生活垃圾處理工藝，其特征在于，所述覆土處理采用自 然土覆蓋，所述終場覆蓋采用自然土覆蓋，所述終場覆蓋的厚度為0.5~1.0 m。
【文檔編號】B09B1/00GK105921482SQ201610542648
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】岳波, 黃啟飛, 王琪, 晏卓逸, 吳小卉, 王瑜堂, 於俊穎
【申請人】中國環(huán)境科學(xué)研究院