申请日2017.12.26
公开(公告)日2018.06.15
IPC分类号B09B1/00; E03F5/00; E03F5/08; E03F5/10; E03F3/02; E03F3/04; E02D31/00
摘要
本发明涉及一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，污染控制单元将填埋场的垃圾堆包围起来，隔绝地下水、雨水和空气;渗滤液收集单元位于垃圾堆最低的一侧，收集垃圾堆的渗滤液;渗滤液存储单元通过泵抽取渗滤液收集单元中的渗滤液进行存储;渗滤液处理单元通过管道与渗滤液存储单元连接，对渗滤液进行深度处理;通风换气单元抽取垃圾堆中的废气或向垃圾堆中吹入新鲜空气;气体回收或火炬燃烧处理单元净化通风换气单元抽取的废气，并进行回收或燃烧处理。该装置能快速降低填埋场水位、减少垃圾渗滤液的产生、加速有机质降解、减少污染，实现填埋场快速封场，并且处理成本低，适用由坑塘堆积垃圾而来的垃圾填埋场。
权利要求书
1.一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，包括污染控制单元、渗滤液收集单元、渗滤液存储单元、渗滤液处理单元、通风换气单元和气体回收或火炬燃烧处理单元;所述污染控制单元将填埋场中的垃圾堆(1)包围起来，污染控制单元将地下水与渗滤液隔绝，将垃圾堆(1)与雨水隔绝，将垃圾堆(1)与空气隔绝;渗滤液收集单元位于垃圾堆(1)最低的一侧，且不高于垃圾堆(1)底部，渗滤液收集单元收集垃圾堆(1)的渗滤液;渗滤液存储单元位于污染控制单元的外侧，通过管道与渗滤液收集单元连接，通过泵抽取渗滤液收集单元中的渗滤液进行存储;渗滤液处理单元位于污染控制单元外侧，且通过管道与渗滤液存储单元连接，渗滤液处理单元对渗滤液进行深度处理，使渗滤液符合排放标准;通风换气单元抽取垃圾堆(1)中的废气或向垃圾堆(1)中吹入新鲜空气;气体回收或火炬燃烧处理单元净化通风换气单元抽取的废气，净化后的废气回收或燃烧处理。
2.根据权利要求1所述的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，所述污染控制单元包括防渗围堰(11)、隔水层(12)和上覆防渗层(2);所述隔水层(12)位于垃圾堆(1)的底部，所述防渗围堰(11)为垂直的、连续的桩墙，防渗围堰(11)与垃圾堆(1)底部的隔水层(12)相连，防渗围堰(11)围住垃圾堆(1);所述上覆防渗层(2)位于垃圾堆(1)的顶部，覆盖垃圾堆(1)，上覆防渗层(2)包括从垃圾堆(1)向上依次设置的黏土垫层(22)、土工滤网(52)/防水毯(23)、防渗膜(24)和黏土保护层(25)。
3.根据权利要求2所述的一种高含水 率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，所述黏土垫层(22)厚度为20-100cm;所述防渗膜(24)厚度不小于1mm，防渗膜(24)为HDPE膜;所述垃圾堆(1)与黏土垫层(22)之间还设有碎石垫层(21)，碎石垫层(21)的厚度为20-50cm。
4.根据权利要求3所述的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，还包括水塘(13)，水塘(13)位于垃圾堆(1)边缘的一侧，通过调整垃圾堆(1)、碎石垫层(21)和黏土垫层(22)的厚度形成区域高差，使区域内部雨水由防渗膜(24)汇入到水塘(13)中，水塘(13)的底部由上向下依次为土、防渗膜(24)、黏土。
5.根据权利要求2所述的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，所述渗滤液收集单元包括均位于上覆防渗层(2)下方的渗滤液收集沟(4)和集水池(3);所述渗滤液收集沟(4)沿垃圾堆(1)的边缘设置，且低于垃圾堆(1)的底部，渗滤液收集沟(4)具有一定的坡度，使渗滤液流向集水池(3);所述集水池(3)位于垃圾堆(1)边缘的最低处，集水池(3)的池底低于渗滤液收集沟(4)的底部，集水池(3)内装有液位计和泵，泵通过管道与渗滤液存储单元连接。
6.根据权利要求5所述的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，所述渗滤液收集沟(4)的底部从上到下依次铺设有土工布(42)、防渗膜(24)和土工布(42);渗滤液收集沟(4)内装有导流管(41)，并填充砾石(43)，所述导流管(41)和砾石(43)包裹在土工布(42)内，所述导流管(41)上设有多个通孔，通孔的直径不大于砾石(43)，通孔位于导流管(41)的上半部分，导流管(41)上半部分的通孔用于收集渗滤液，下半部分用于将渗滤液导流到集水池(3)中;渗滤液收集沟(4)的顶部还设有排水层，所述排水层由透水材料组成;所述集水池(3)为玻璃钢罐。
7.根据权利要求2所述的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，所述渗滤液收集单元包括均位于上覆防渗层(2)下方的主收集管(32)、支收集管(31)和集水池(3);所述主收集管(32)沿垃圾堆(1)的边缘设置，且低于垃圾堆(1)的底部，主收集管(32)的上半部分设有多个小孔，小孔使渗滤液进入主收集管(32)，主收集管(32)与集水池(3)相通，主收集管(32)具有一定的坡度，使渗滤液流向集水池(3);所述支收集管(31)插在垃圾堆(1)中，支收集管(31)的上半部分设有多个小孔，小孔使渗滤液进入支收集管(31)，支收集管(31)的一端与主收集管(32)相通，位于垃圾堆(1)内部的另一端高于主收集管(32)，且另一端的端部设有锥形帽，支收集管(31)的下半部分将渗滤液导流到主收集管(32)中;所述集水池(3)位于垃圾堆(1)边缘的最低处，且低于垃圾堆(1)的底部，集水池(3)内装有液位计和泵，泵通过管道与渗滤液存储单元连接。
8.根据权利要求1所述的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，所述渗滤液存储单元包括渗滤液存储装置、黏土坝(55)和隔断层;所述渗滤液存储装置位于黏土坝(55)围城的池内，黏土坝(55)和池底均设有隔断层。
9.根据权利要求8所述的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，所述渗滤液存储装置为防渗袋(5)，所述防渗袋(5)由两层防渗膜(24)组成，防渗袋(5)上设有进水口和出水口;所述隔断层从上到下依次为防渗膜(24)、土工滤网(52)、黏土垫层(22)和碎石层(53)。
10.根据权利要求2所述的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，其特征在于，所述通风换气单元包括竖管(61)、横向管(62)和风机;所述竖管(61)竖直插在垃圾堆(1)中，横向管(62)位于垃圾堆(1)的顶部或埋在垃圾堆(1)的顶部，横向管(62)与竖管(61)相通，风机与横向管(62)连接;所述竖管(61)的管壁上设有多个通孔，通孔均布在竖管(61)的管壁上;所述竖管(61)和横向管(62)均位于上覆防渗层(2)的下方。
说明书
一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置
技术领域
本发明涉及一种垃圾填埋场处理装置，尤其是一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置。
背景技术
现有非正规垃圾填埋场其中一部分是由原有坑塘堆积垃圾而来，垃圾堆积高度与周围地面齐平或低于周围地面，场底和垃圾堆均没有防渗措施和气体导排措施，雨水可以直接渗入到垃圾堆体中。地势低的区域可汇集周边雨水，或者坑塘尚有部分区域为水体，水体与渗滤液融为一体形成大量的污水，可能污染地表水和地下水;同时，垃圾有机质腐烂过程中产生甲烷、硫化氢等刺激性气体，污染周围空气。
如中国专利CN206597764U公布的一种生活垃圾露天填埋系统，该发明提供了一种生活垃圾露天填埋系统，包括填埋场、真空泵和温控系统;所述的真空泵与填埋场的底部连接;所述的温控系统包括程控箱、测温器和加热器;所述的程控箱设置在填埋场的外部;所述的测温器安装在填埋场内部，所述的加热器垂直安装在填埋场内部，所述的加热器均与程控箱连接。该发明针对己有的垃圾填埋场或露天垃圾堆进行施工，通过真空泵对渗滤液进行抽排，温控系统对垃圾进行高温处理，通过人工控制，可在预定的时间内加快垃圾的消化，减少垃圾填理对土地的使用，提高垃圾可用资源的利用率和土地资源的利用率。实现国家“减量化”的战略目标。对垃圾堆进行加热需要大量的电能，而温度过高也不安全，同时垃圾堆有大量的污水，存在漏电风险。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能快速降低填埋场水位、减少垃圾渗滤液的产生、加速有机质降解、减少污染，实现高含水率生活垃圾填埋场快速封场的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，具体技术方案为：
一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置，包括污染控制单元、渗滤液收集单元、渗滤液存储单元、渗滤液处理单元、通风换气单元和气体回收或火炬燃烧处理单元;所述污染控制单元将填埋场的垃圾堆包围起来，污染控制单元将地下水与渗滤液隔绝，将垃圾堆与雨水隔绝，将垃圾堆与空气隔绝;渗滤液收集单元位于垃圾堆最低的一侧，且不高于垃圾堆底部，渗滤液收集单元收集垃圾堆的渗滤液;渗滤液存储单元位于污染控制单元的外侧，通过管道与渗滤液收集单元连接，通过泵抽取渗滤液收集单元中的渗滤液进行存储;渗滤液处理单元位于污染控制单元外侧，且通过管道与渗滤液存储单元连接，渗滤液处理单元对渗滤液进行深度处理，使渗滤液符合排放标准;通风换气单元抽取垃圾堆中的废气或向垃圾堆中吹入新鲜空气;气体回收或火炬燃烧处理单元净化通风换气单元抽取的废气，净化后的废气回收或燃烧处理。
通过采用上述技术方案，将渗滤液与地下水进行隔离，并隔离雨水，实现雨污分流，减少渗滤液产生量。对垃圾堆中的渗滤液进行收集，将收集好的渗滤液抽到渗滤液存储单元中，由于渗滤液的产生量较大且不稳定，因此通过渗滤液储存单元储存渗滤液。渗滤液处理单元处理通过泵抽取渗滤液存储单元的渗滤液进行处理，渗滤液处理单元对渗滤液采用现行常用的好氧/厌氧/膜组合工艺处理，达到国家相关标准。如果周围有可接收水体，处理达标的渗滤液外排，如果没有可接收水体，对渗滤液进行深度处理后回灌至填埋场内底部设有防渗的水塘中，作为补充水源，实现污水零排放。通风换气单元抽出垃圾堆内部的废气，并可以将新鲜的空气注入到垃圾堆中。气体回收或火炬燃烧处理单元采用常规的处理设备处理废气，废气中含有大量的甲烷，根据甲烷含量与总量多少采用回收或火炬燃烧处理废气。废气总量大时可以用作发电，利用现有市售可移动式的甲烷气体发电设备，净化后的填埋气，即废气经压缩机加压输送至内燃机组，燃烧转化成电能传输到电力升压站，输送到当地电网供用户使用;具有短时可贮存性、较强的调峰能力和适中的发电容量等特点，是填埋气应用中最成熟的技术。净化后的废气还可以作为供热或者作为运输工具的动力燃料。
渗滤液处理单元可以采用市售成熟的MBR+DTRO膜处理系统。
优选的，所述污染控制单元包括防渗围堰、隔水层和上覆防渗层;所述隔水层位于垃圾堆的底部，所述防渗围堰为垂直的、连续的桩墙，防渗围堰与垃圾堆底部的隔水层相连，防渗围堰围住垃圾堆;所述上覆防渗层位于垃圾堆的顶部，覆盖垃圾堆，上覆防渗层包括从垃圾堆向上依次设置的黏土垫层、土工滤网/防水毯、防渗膜和黏土保护层。
通过采用上述技术方案，防渗围堰和隔水层将填埋场中的垃圾堆与地下水隔绝，防止污染水源，采用防渗膜覆盖垃圾堆，防止雨水进入垃圾堆，实现雨污分流，减少渗滤液产生量，同时减少填埋气体无秩序释放。
隔水层为填埋场底部基岩/相对不透水层。
优选的，所述黏土垫层厚度为20-100cm;所述防渗膜厚度不小于1mm，防渗膜为HDPE膜;所述垃圾堆与黏土垫层之间还设有碎石垫层，碎石垫层的厚度为20-50cm。
通过采用上述技术方案，采用碎石垫层是因为如果下面的建筑垃圾成分较多，或者长的尖锐垃圾较多容易刺破防渗膜，造成防渗膜失效，通过碎石垫层增加厚度，有效覆盖尖锐的垃圾，减少黏土垫层的厚度。HDPE膜抗拉、防渗性能优良，方便施工，且价格适中。
优选的，还包括水塘，水塘位于垃圾堆边缘的一侧，通过调整垃圾堆、碎石垫层和黏土垫层的厚度形成区域高差，使区域内部雨水由防渗膜汇入到水塘中，水塘的底部由上向下依次为土、防渗膜、黏土。
通过采用上述技术方案，由于垃圾堆体是在池塘或坑等堆积而来，填埋场的地势较低，封场覆盖后填埋场内还是会形成低洼处，根据地形将低洼处改造为水塘，水塘位于垃圾堆边缘的一侧，通过调整垃圾堆、碎石垫层和黏土垫层的厚度形成区域高差，使区域内部雨水由防渗膜汇入到水塘中。水塘底部的防渗膜避免水塘内的干净水被渗滤液污染，可以选择在塘底覆盖一定厚度的土，然后种植浅根水生植物和浮叶植物，放养鱼类。
优选的，所述渗滤液收集单元包括均位于上覆防渗层下方的渗滤液收集沟和集水池;所述渗滤液收集沟沿垃圾堆的边缘设置，且低于垃圾堆的底部，渗滤液收集沟具有一定的坡度，使渗滤液流向集水池;所述集水池位于垃圾堆边缘的最低处，集水池的池底低于渗滤液收集沟的底部，集水池内装有液位计和泵，泵通过管道与渗滤液存储单元连接。
通过采用上述技术方案，渗滤液收集沟围绕填埋场内的垃圾堆设置，方便收集垃圾堆的渗滤液，通过渗滤液收集沟流到集水池中，集水池中的渗滤液到达设定液位时启动泵，将渗滤液抽到渗滤液存储单元中。渗滤液收集沟提高了渗滤液的收集效率，方便渗滤液的集中管理。渗滤液收集沟的横截面为三角形，三角形容易汇聚渗滤液，导流能力好。
优选的，所述渗滤液收集沟的底部从上到下依次铺设有土工布、防渗膜、土工布;;渗滤液收集沟内装有导流管，并填充砾石，所述导流管和砾石包裹在土工布内，所述导流管上设有多个通孔，通孔的直径不大于砾石，通孔位于导流管的上半部分，导流管上半部分的通孔用于收集渗滤液，下半部分用于将渗滤液导流到集水池中;渗滤液收集沟的顶部还设有排水层，所述排水层由透水材料组成;所述集水池为玻璃钢罐。
通过采用上述技术方案，导流管和砾石包裹在土工布里面是为了防止颗粒物进入砾石中，堵塞渗滤液进入砾石、再汇集到导流管中。土工布可以起到过滤作用。土工布还能保护防渗膜，因为防渗膜抗穿刺能力比较差，土工布能防止碎石等尖锐物体刺穿防渗膜。排水层所采用的透水材料为砂土或砾石中的一种，或者砂土和砾石的混合物，或为土工合成排水材料。排水层的作用是降低上部的渗滤液水头，并将产生的渗滤液输送到位于该层底部的渗滤液收集沟中。渗滤液经导流管统一收集后排至集水池中。
优选的，所述渗滤液收集单元包括均位于上覆防渗层下方的主收集管、支收集管和集水池;所述主收集管沿垃圾堆的边缘设置，且低于垃圾堆的底部，主收集管的上半部分设有多个小孔，小孔使渗滤液进入主收集管，主收集管与集水池相通，主收集管具有一定的坡度，使渗滤液流向集水池;所述支收集管插在垃圾堆中，支收集管的上半部分设有多个小孔，小孔使渗滤液进入支收集管，支收集管的一端与主收集管相通，位于垃圾堆内部的另一端高于主收集管，且另一端的端部设有锥形帽，支收集管的下半部分将渗滤液导流到主收集管中;所述集水池位于垃圾堆边缘的最低处，且低于垃圾堆的底部，集水池内装有液位计和泵，泵通过管道与渗滤液存储单元连接。
通过采用上述技术方案，渗滤液在重力的作用下流向垃圾堆的边缘和低处，通过主收集管将渗滤液集中到集水池内，方便抽取渗滤液。支收集管高度从主收集管连接处向堆体深处高度逐渐升高，支收集管用于收集垃圾堆深处的渗滤液，提高渗滤液的导出效率。锥形帽方便支收集管插入到垃圾堆中。
优选的，所述渗滤液存储单元包括渗滤液存储装置、黏土坝和隔断层;所述渗滤液存储装置位于黏土坝围城的池内，黏土坝和池底均设有隔断层。
通过采用上述技术方案，由于渗滤液的产生不稳定，渗滤液处理单元每天的处理能力不能做的太大，否则成本太高，也容易造成设备闲置，而垃圾堆如果不做覆盖，其产生的臭气、污水等对周围环境造成严重影响，需要快速对垃圾堆体进行污染阻隔处理以减轻其影响，而垃圾堆极高的含水率，限制了覆盖施工，因此需要渗滤液存储单元存储渗滤液。在填埋场旁边用黏土做坝建设一个池子，坝和池的底部均设有隔断层，隔断层防止渗滤液发生泄漏污染水源。
优选的，所述渗滤液存储装置为防渗袋，所述防渗袋由两层防渗膜组成，防渗袋上设有进水口和出水口;所述隔断层从上到下依次为防渗膜、土工滤网、黏土垫层和碎石层。
通过采用上述技术方案，防渗袋由2mmHDPE膜和1.5mmHDPE膜焊接而成，形成一个大容器，成本低、使用方便、采用管道抽/注渗滤液，密封性好，气体不会逸散。
优选的，所述通风换气单元包括竖管、横向管和风机;所述竖管竖直插在垃圾堆中，横向管位于垃圾堆的顶部或埋在垃圾堆的顶部，横向管与竖管相通，风机与横向管连接;所述竖管的管壁上设有多个通孔，通孔均布在竖管的管壁上;所述竖管和横向管均位于上覆防渗层的下方。
通过采用上述技术方案，竖管和横向管均位于上覆防渗层下方，竖管的底部为开口，防止聚集渗滤液，竖管通过风机收集垃圾堆产生的废气，防止废气污染周围的空气。竖管还可以通过风机向垃圾堆内注入新鲜的空气，注入新鲜的空气调节垃圾堆体中氧气浓度，促进好氧降解，加速垃圾分解。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种高含水率生活垃圾填埋场渗滤液原地异位处理装置能快速降低填埋场水位、减少垃圾渗滤液的产生、加速有机质降解、减少污染，实现高含水率生活垃圾填埋场快速封场，并且处理成本低，非常适用由原有坑塘堆积垃圾而来的垃圾填埋场。
