一种垃圾填埋场兼氧修复系统论文和设计-邵靖邦

全文摘要

本实用新型公开了一种垃圾填埋场兼氧修复系统，包括回灌横井、斜式回灌井、渗滤液调节池、硝化池、曝气机、潜污泵，填埋垃圾场的底部与所述渗滤液调节池连通，该渗滤液调节池与硝化池连通，硝化池内设有曝气机和潜污泵，所述回灌横井设置在填埋垃圾场的上层，并均布有多个，回灌横井为宽0.5m，高0.5m的水平横沟，下层铺设碎石。建设成本低，能耗低，而且使用效果好。

主设计要求

1.一种垃圾填埋场兼氧修复系统，其特征是：包括回灌横井、斜式回灌井、渗滤液调节池、硝化池、曝气机、潜污泵，填埋垃圾场的底部与所述渗滤液调节池连通，该渗滤液调节池与硝化池连通，硝化池内设有曝气机和潜污泵，所述回灌横井设置在填埋垃圾场的上层，并均布有多个，回灌横井为宽0.5m，高0.5m的水平横沟，其内铺设碎石，中间设有回灌横管，回灌横管下方有开孔，回灌横管一端与渗滤液提升管连接，一端封闭；回灌横井连接有多个斜向下的斜式回灌井，斜式回灌井内设有回灌斜管，回灌斜管的上端与回灌横管连通，回灌斜管上设有开孔，四周填充碎石，回灌斜管底端封闭，其顶端与回灌横管连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场兼氧修复系统，其特征是：回灌横井和斜式回灌井内碎石的直径大于对应管的开孔直径。

3.根据权利要求1-2任一所述的垃圾填埋场兼氧修复系统，其特征是：所述回灌斜管均匀交错的布置在回灌横管的两侧，单侧的回灌斜管间距为8～12m。

4.根据权利要求1所述的垃圾填埋场兼氧修复系统，其特征是：所述回灌斜管与竖直平面的夹角为45-60°。

5.根据权利要求1所述的垃圾填埋场兼氧修复系统，其特征是：所述硝化池中添加有体积比为1\/1000的硝化菌剂。

6.根据权利要求1所述的垃圾填埋场兼氧修复系统，其特征是：所述渗滤液调节池的回灌负荷为15～50L\/(m^{2<\/sup>d)。}

设计说明书

技术领域

本实用新型属于垃圾填埋处理装置技术领域，尤其涉及一种垃圾填埋场兼氧修复系统。

背景技术

我国城市生活垃圾的产生量巨大，现阶段主要处理方式是填埋，城市生活垃圾中餐厨垃圾占有较高的比重，餐厨垃圾含水率高，富含有机物，在填埋场中经厌氧降解产生大量甲烷、COD和氨氮。再加上我国为数众多的卫生填埋场建场不规范，设施老旧，而厌氧稳定化往往需要数十年的时间，由此形成了填埋气泄漏和高浓度渗滤液污染两大通病。填埋气的污染主要是CH_{4<\/sub>的温室效应和H_{2<\/sub>S等恶臭气体的扩散，而反硝化过程可以部分取代产甲烷反应；填埋场渗滤液中富含高浓度的COD和氨氮，若按传统污水处置方式处理则成本极高，将氨氮短程硝化后以COD作为碳源进行反硝化，则可同步去除COD和氨氮。垃圾填埋场按氧气的扩散情况由上至下大致分为好氧微生物区、兼氧微生物区和厌氧微生物区。传统的填埋场主要是靠厌氧微生物缓慢的发酵降解进行漫长的稳定化，而且厌氧发酵容易造成酸积累，对反应有一定的抑制作用。目前垃圾填埋场的修复技术主要是通过通风等措施强化好氧微生物的分解作用，将填埋场稳定化时间大幅缩短，并将甲烷转化二氧化碳，但这种方式存在建设成本高，能耗大等弊端。对兼氧微生物的研究利用集中在填埋场渗滤液回灌的脱氮作用上，硝化渗滤液回灌填埋场有利于促进兼氧层反硝化细菌的生长与繁殖，其数量比常规的渗滤液回灌填埋场系统高1～3个数量级，促进垃圾降解和填埋场稳定化的同时有效抑制填埋场甲烷释放。目前对兼氧微生物的原位脱氮的应用主要在场外硝化、回灌负荷及处理效果研究上，对填埋场上大规模应用的回灌设施鲜有涉及。}}

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种垃圾填埋场兼氧修复系统，建设成本低，能耗低，而且使用效果好。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种垃圾填埋场兼氧修复系统，包括回灌横井、斜式回灌井、渗滤液调节池、硝化池、曝气机、潜污泵，填埋垃圾场的底部与所述渗滤液调节池连通，该渗滤液调节池与硝化池连通，硝化池内设有曝气机和潜污泵，所述回灌横井设置在填埋垃圾场的上层，并均布有多个，回灌横井为宽 0.5m，高0.5m的水平横沟，内部铺设碎石，中间设有回灌横管，回灌横管下方有开孔，回灌横管一端与渗滤液提升管连接，一端封闭；回灌横井连接有多个斜向下的斜式回灌井，斜式回灌井内设有回灌斜管，回灌斜管的上端与回灌横管连通，回灌斜管上设有开孔，四周填充碎石，回灌斜管底端封闭，其顶端与回灌横管连通。

在上述技术方案中，所述回灌横管和回灌斜管为具有开孔的HDPE (高密度聚乙烯)管，回灌横管一端与潜污泵的出口端连通，一端封闭。

在上述技术方案中，所述回灌横井和斜式回灌井内碎石的直径大于对应管的开孔直径。

在上述技术方案中，所述回灌斜管均匀交错的布置在回灌横管的两侧，单侧的回灌斜管间距为8～12m。

在上述技术方案中，所述回灌斜管与竖直平面的夹角为45-60°随着井深的增加，其在水平方向上的作用范围也越大，但倾斜角度越大，钻井难度和井的不稳定性也相应增加，因此倾斜回灌井的角度以 45-60°为宜。

在上述技术方案中，所述硝化池中添加有体积比为1\/1000的硝化菌剂。

在上述技术方案中，所述渗滤液调节池4的回灌负荷为 15～50L\/(m ^{2<\/sup>d)。渗滤液调节池4回灌负荷较低则尚未发挥出兼氧细菌的脱氮潜力，过高则会影响处理效果，同时导致能源浪费；随着脱氮反应的进行，再滤出的渗滤液中氨氮浓度会逐渐降低，应阶段性地增加渗滤液回灌负荷。}

本实用新型的有益效果是：

1.相较于传统的回灌井的点状扩散，本实用新型公开的回灌横井与倾斜回灌井结合形成了面状扩散，能实现填埋场回灌渗滤液的全覆盖扩散；

2.本装置将大部分硝化渗滤液直接送达垃圾填埋场兼氧区，同时渗滤液也为兼氧区带来溶氧，促进了反应的进行。

附图说明

图1为本实用新型装置横截面结构示意图。

图2为本实用新型俯视结构示意图。

其中：1、填埋场垃圾；2、回灌横井；3、斜式回灌井；4、渗滤液调节池；5、硝化池；6、曝气机；7、潜污泵；8、回灌横管；9、回灌斜管；10、管道中渗滤液下渗方向。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示的一种垃圾填埋场兼氧修复系统，包括回灌横井2、斜式回灌井3、渗滤液调节池4、硝化池5、曝气机6、潜污泵 7，填埋垃圾场1的底部与所述渗滤液调节池4连通，该渗滤液调节池4与硝化池5连通，硝化池5内设有曝气机6和潜污泵7，所述回灌横井2设置在填埋垃圾场1的上层，并均布有多个，回灌横井2内设有回灌横管8，回灌横井2连接有多个斜向下的斜式回灌井3，斜式回灌井3内设有回灌斜管9，回灌斜管9的上端与回灌横管8连通，潜污泵7的出水口与回灌横管8连通。填埋垃圾层从上到下分为三个区，分别为好氧区、兼氧区和厌氧区，厌氧区底部渗滤液导排至渗滤液调节池。

在上述技术方案中，所述回灌横管8和回灌斜管9为具有开孔的 HDPE管。回灌横管位于回灌横井中，下方有开孔，开孔直径5～10mm, 开孔间距40cm，回灌横管一端与潜污泵的出口端连通，一端封闭。

回灌斜管9的开孔直径为5mm，开孔间距10～15cm，位于倾斜井中间位置，四周填充粒径20mm碎石，回灌斜管9底端封闭。

在上述技术方案中，所述回灌横井和斜式回灌井内碎石的直径大于对应管的开孔直径。避免碎石堵塞回灌管道，影响渗滤液回灌。

在上述技术方案中，所述回灌斜管9均匀交错的布置在回灌横管 8的两侧。这样既可以最大程度优化回灌渗滤液向填埋场兼氧层的扩散效果，又可以减少工程量与材料用量。

回灌横井间距以倾斜回灌井深的3倍为宜，两相邻回灌横井间的两组倾斜回灌井亦交错排布，这样既可以最大程度优化回灌渗滤液向填埋场兼氧层的扩散效果，又可以减少工程量与材料用量；

在上述技术方案中，所述回灌斜管9与竖直平面的夹角为 45-60°。这样在竖直深度不变的情况下，随着井深的增加，其在水平方向上的作用范围也越大，但倾斜角度越大，钻井难度和井的不稳定性也相应增加，因此倾斜回灌井的角度以45-60°为宜。

在上述技术方案中，所述硝化池5中添加有体积比为1\/1000的硝化菌剂。

以一长50m，宽50m，高12m的垃圾填埋体为例，在顶部设置3 条平行的回灌横井2，每条回灌横井长40m、宽0.5m、高0.5m，间距为15m。回灌横井内铺设碎石，中间位置放置直径为100mm的HDPE 管，即回灌横管8。回灌横管8下方均匀开孔，开孔直径为10mm，开孔间距为40cm，HDPE管进水端稍高于末端，末端封闭。

斜式回灌井与水平面间的夹角为37°，井深5m，在与回灌横管垂直的纵切面上，斜式回灌井在竖直方向上深度为3m，横向长度为 4m。斜式回灌井井径为30cm，在其中间位置安装直径50mm的HDPE 管，即为回灌斜管9，管壁下方均匀开孔，开孔直径10mm，开孔间距15cm，管外空间用粒径20mm的碎石填充；回灌斜管9上端与回灌横井内回灌横管下方连通，末端封闭。

位于同一回灌横井同侧的斜式回灌井，间距为10m，即从回灌横井进水端每5m设置一个斜式回灌井，在横井两侧依次交错排布。

系统的运行：先对收集的渗滤液进行硝化处理，垃圾填埋场1渗出的渗滤液因垃圾组分的不同和垃圾填埋龄的不同而变化，在调节池中储存或适度稀释到一定的浓度范围后，转至硝化池；接着，渗滤液在硝化池内进行短程硝化反应，通过曝气机对渗滤液进行充氧，按体积比1\/1000左右添加硝化菌剂，加速氨氮氧化至亚硝酸根，底泥沉淀，分离硝化渗滤液；再用潜污泵将硝化渗滤液提升至垃圾填埋场顶部回灌装置，硝化渗滤液通过回灌管渗入垃圾堆体中，COD和氨氮经好氧微生物与兼氧微生物降解实现同步脱氮除碳。初期渗滤液回灌负荷为15L\/(m^{2<\/sup>d)，随着脱氮反应的进行，再滤出的渗滤液中氨氮浓度会逐渐降低，根据渗滤液中污染物浓度阶段性地增加渗滤液回灌负荷。}

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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