专利名称：城市生活垃圾的活性填埋方法
技术领域：
本发明涉及一种城市生活垃圾的活性填埋方法，特别涉及一种可实现城市生活垃圾无害化、减量化，资源化、延长垃圾填埋场使用寿命的活性填埋方法。
背景技术：
城市生活垃圾处理采取的方式主要有填埋、堆肥、焚烧等处理方法。其中，垃圾填 埋是目前我国处置城市生活垃圾最重要的方法，90%以上的生活垃圾采用填埋进行处理。 填埋技术所需投资少、工艺简单、可以处理所有类型的垃圾。但是填埋从长远看潜在着极大 危害，比如，垃圾中残留的细菌、病毒不会随填埋而丧失生物活性，垃圾填埋后产生的沼气、 重金属污染存在隐患，产生的垃圾渗漏液污染地下水资源。通过简单地填埋，垃圾只是被放 置于地下而未做到无害化处理，而且占用了大量土地将污染源留给子孙后代，因此，目前许 多发达国家明令禁止填埋原生垃圾。在我国，垃圾填埋产生的问题也逐渐受到重视，越来越 多的卫生填埋场在各个城市建立起来，可以较好地解决二次污染问题。但是卫生填埋场所 需场地大，仅北京市的垃圾填埋每年就需要500多亩土地，并且每年垃圾还在以8%的速度 增长。目前许多地方已经面临无址可选的处境。因此，需要更好的方法实现城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化，需要更好的 方法来延长垃圾填埋场的使用年限。
发明内容
本发明的目的就是提供一种城市生活垃圾的活性填埋方法，该方法可以在填埋处 理新鲜垃圾以及历史遗留垃圾的同时将垃圾转化为沼气、营养土和可回收物品等资源，避 免二次污染，使垃圾填埋在原位实现无害化、减量化、资源化，并延长垃圾填埋场的使用寿 命。为实现本发明的目的，本发明提出一种城市生活垃圾的活性填埋方法，其特征在 于通过以下步骤进行城市生活垃圾的填埋a.活性填埋首先对垃圾填埋场采用分区作业。将垃圾填埋场分为填埋储备区，厌 氧作业区、好氧作业区和填埋作业区四大部分；b.在厌氧作业区对填埋的垃圾进行厌氧处理垃圾中的可生化降解部分在降解 的同时生产沼气；c.对厌氧过后的填埋垃圾进行好氧处理；厌氧处理后的厌氧作业区，或历史遗留 的超过6个月的填埋垃圾垃圾区即可转为好氧作业区，在此区对填埋垃圾进行好氧处理。d.对好氧处理后的物料进行分选，分选出可回收物和不可回收的残留物；e.不可回收的残留物在填埋作业区进行填埋处理。在本发明的方法中，首先进行a步骤将垃圾填埋场分为填埋储备区，厌氧作业区、好氧作业区和填埋作业区四大部分。所有的垃圾填埋区的底部，周边及顶部铺有防渗膜城市生活垃圾首先进入厌氧作业区进行b步骤的厌氧处理，厌氧处理过程中，垃圾的可生化降解部分在降解的同时产生沼气。所以在垃圾填埋过程中铺设有沼气导排管，导排管上钻有2毫米的小孔。沼 气导排管共有两组，分别安装在不同的深度，第一组的深度比垃圾填埋的深度浅2米，第二 组的深度比第一组的深1米，以利于沼气的有序导出。另外在好氧处理时，可以在沼气导排 管上分别连接送风管和引风管。导出后的沼气经过预处理后，部分供本单位的食堂、锅炉使 用，剩余部分加工成可燃冰，安全的运送到缺少燃料的居民家中。在垃圾厌氧处理过程中， 每天及时的在垃圾填埋的表面覆盖0. 1-0. 3米厚度的5mm筛选机的筛上物或营养土，一方 面利用5mm筛选机的筛上物或营养土中的成熟的微生物菌群，使厌氧处理快速启动，另一 方面，防止臭气散发和蚊蝇滋生。在营养土的上面再加盖防渗膜以加固密封。厌氧处理的 时间为6个月，但不限于6个月，主要是沼气产量下降到一个极低的稳定的区域。厌氧处理后即可将厌氧作业区转为好氧作业区进行c步骤的好氧处理。如果是历 史遗留的、堆放时间超过6个月的厌氧作业区，即可将部分垃圾与从土壤、堆肥中提取的微 生物和氮、磷、水分等营养调节剂进行粗放混合，用布料机将混有菌种和营养剂的有机覆盖 料按照0. 1-0. 3米的厚度对填埋的垃圾进行覆盖。微生物主要是酵母发酵菌群。氮主要是 尿素、碳酸氢铵等，磷主要是过磷酸钙、磷酸二胺等。覆盖料本身具有除臭、防止蚊蝇滋生的 功能。厌氧处理的沼气导排管在好氧处理时变成了送风管和引风管。第一组的导排管为 送风管，第二组的导排管为引风管。在送风管的上部连接防爆送风机，引风管的上部连接防 爆引风机。如果是历史遗留的，堆放时间超过6个月的无序填埋垃圾，可在垃圾中插入送 风管和引风管。风机按事先设定好的程序间歇式的为填埋层供应氧气。引风机出口的氧 气浓度不低于2毫克/升。55-65°C的天数达7天以上。30天堆肥温度下降到接近常温， 并稳定在一定的区域，此时新鲜垃圾或历史遗留垃圾中可生化降解部分就得到了有效的降 解，病原菌被杀死，成为营养土或品质一般的有机复合肥。经过引风机引出的气体，进入除 臭系统进行生物脱臭处理，然后达标排放。经过c步骤好氧处理后，垃圾重量减少30%，体 积降低50%。经过c步骤好氧处理后的物料含水率在35-45%，易于分选并且不产生扬尘。 粘结在塑料袋和其它惰性垃圾表面的可生化降解物料已经被降解，易于分选和提高分选效 率，同时提高营养土产率。完成好氧处理后进入d步骤进行分选，分选分为机械分选和人工分选。机械分选 和人工分选将可回收物品(如塑料和金属等)、营养土和残留垃圾分开。人工首先将具破坏 性的大块垃圾如石头、砖头、桌椅等分拣出来，以保证后续设备不被大块垃圾损坏。物料通 过传送带进入塑料分离机分选出塑料，然后将塑料打包回收。连接塑料分离机与25mm物料 筛选机的传送带上方装备了磁选机，将金属类物料分选出来，分选出的金属进行回收。25mm 筛选机的筛上物和筛下物分别进入分拣带I和分拣带II，分拣员将残留塑料、玻璃、金属类 物料分拣出来，分别投入各自的存储箱内。25mm筛选机的筛上物被运到填埋作业区进行e 步骤的填埋处理，经分拣的筛下物进入IOmm分选筛。IOmm分选筛的筛上物进入分拣带III， 分拣员将残留塑料、玻璃、金属类物料分拣出来，分别装入各自的存储箱内。经分拣的IOmm 筛选机的筛上物被运到填埋作业区进行e步骤的填埋处理，筛下物进入5mm分选筛。5mm分 选筛的筛上物作为下一个厌氧处理工作面覆盖料的一部分，筛下物作为营养土、填埋场的 覆盖料或经深加工成为有机复合肥。可回收物品销售给物资回收公司或资源再生公司。经过d步骤分选处理，垃圾的无害化率达到了 100%，资源化率达到了 45.5%，不可利用的残留垃圾率为24. 5%。将b步骤剩余的不可利用的24. 5 %的残留垃圾送往填埋作业区进行e步骤的填埋处理。经过以上的活性填埋后，垃圾场的使用寿命延长了 75. 5%的使用时间。本发明的有益效果如下1.城市生活垃圾经过本发明的方法进行活性填埋后，可达100%无害化。在可生 化降解垃圾含量超过30%的情况下，垃圾活性填埋技术可激活好氧反应，使堆料的温度在 3-5天内上升至55-65oC，并能够维持在7天以上(美国EPA标准为55oC以上维持在3天 以上)。随着好氧反应的推进，低于55oC区域的有害病菌也会被好氧反应中有益微生物的 新陈代谢而杀死。因此，经本发明的方法进行垃圾活性填埋技术的处理可以实现城市生活 垃圾100%无害化。2.城市生活垃圾经过本发明的方法进行活性填埋后，资源化程度大大提高。垃圾 中的可生化降解垃圾与沙土等一并成为营养土。本发明的实施方案中的数据表明该部分可 占原有垃圾重量的40 %，塑料占4%，金属占1 %，玻璃占0. 5 %，经计算利用本发明的活性 填埋法处理城市生活垃圾的资源化程度达45. 5%。3.城市生活垃圾经过本发明的方法进行活性填埋后，减量效果显著，可大大提高 垃圾填埋场的使用寿命。本发明的实施方案中的实验数据表明，垃圾在好氧反应过程中有 30%左右的整体减量(以二氧化碳和水分挥发)，加上分选出45. 5%再生资源以及好氧处 理气体和水分的蒸发，垃圾的减量化程度达到了 75. 5%。剩余的24. 5%可进行填埋处理。 也就是说，利用活性填埋技术，垃圾填埋场可以延长使用75. 5%的时间。以下描述了本发明的具体实施方案的特征
描述本发明的非限制性实施方案的附图是本发明的一个实施方案的整体工艺流 程的框具体实施例方式在整个下文的描述中，为了对本发明有更彻底的理解，列出了具体实施细节。然 后，本发明可以没有这些细节实施，也可以增加一些实施细节。因此，说明书和附图只是举 例说明，而不是限制性的意义。以下结合附图描述了应用活性填埋法对城市生活垃圾进行处理的本发明的实施方案。在附图所示的本发明的具体实施实例中，首先将垃圾填埋场分为填埋储备区，厌 氧作业区、好氧作业区和填埋作业区四大部分。在厌氧作业区进行厌氧填埋和厌氧处理；当 厌氧处理结束后，厌氧作业区即可转为好氧作业区，即可进行好氧处理。附图将厌氧处理、 好氧处理和分选填埋处理分别用不同连线表示加以区分，用双实线表示厌氧处理，用单虚 线表示好氧处理，用单实线表示分选填埋处理。在该实例中，包括城市生活垃圾填埋场1， 沼气导排管2，沼气储袋3，布料机4，防爆送风机5，防爆引风机6，塑料分离机7，磁选机8， 25mm筛选机9，分拣带110，分拣带II 11，IOmm筛选机12，分拣带11113，5mm筛选机14，碱液箱15，送风管16，引风管17，除臭系统18。
在该实例中，首先将城市生活垃圾运送到城市生活垃圾填埋场1的厌氧作业区 1-1进行有序的厌氧填埋，并及时的在厌氧填埋表面覆盖0. 1-0. 3米厚的5mm筛选机14的 筛上物或营养土。厌氧作业区布有沼气导排管2，沼气导排管2上钻有2毫米的小孔。沼 气导排管共有两组，分别安装在不同的深度，第一组的深度比垃圾填埋的深度浅2米，第二 组的深度比第一组的深1米，以利于沼气的有序导出。经过导排管将沼气引入碱液箱15吸 收氨气和硫化氢后，进入沼气储袋3中备用，沼气储袋3中的部分沼气供本单位的食堂、锅 炉使用，另一部分加工成可燃冰，安全的将沼气运送到缺少燃料的居民家中。厌氧处理6个 月后，沼气产量稳定在极低的一定区域内，厌氧作业区即可转为好氧作业区1-2，第一组沼 气导排管接防爆送风机5第二组沼气导排管接防爆引风机6，即附图中单虚线表示的部分； 如果是历史遗留的堆放期超过6个月的陈旧垃圾，则用布料机4将混有微生物菌群和营养 剂的有机覆盖料按照0. 1-0. 3米的厚度对垃圾表面进行覆盖。覆盖料本身具有除臭功能。 并在好氧作业区安装送风管16和引风管17。送风管的安装深度为2米，为了有效控制沼气 浓度，引风管的安装深度为3米。安装完送风管和引风管后，连接防爆送风机5和防爆引风 机6。风机按事先设定好的程序间歇式的为垃圾层供应空气。保证堆肥中的氧气含量在2 毫克/升以上，垃圾的温度在3-5天上升至55-65°C，并能够维持在7天以上。防爆引风机 6引出的气体经过除臭系统18脱除臭气后达标排放。经过30天的好氧反应，温度降低到 接近常温，并稳定到一定的区域，该垃圾层的可生化降解垃圾就得到了有效的降解。此时， 进入附图中单实线表示的分选工序。人工首先将具破坏性的大块垃圾如石头、砖头、桌子凳 子等分拣出来，以保证后续设备不被大块垃圾损坏。然后垃圾通过传送带进入塑料分离机 7分离出塑料，塑料包括塑料袋，塑料布等，塑料经过输送皮带到打包区进行打包回收。连 接塑料分离机7与25mm垃圾筛选机9的传送带上方装备有磁选机8，将金属类物料分选出 来，进行回收。25mm垃圾筛选机9的筛上物和筛下物分别进入分拣带IlO和分拣带II 11， 分拣员将残留塑料、玻璃、金属类物料分拣出来，分别投入各自的存储箱内。25mm垃圾筛选 机9的筛上物进入填埋区进行填埋。经分拣的筛下物进入IOmm物料筛选机12，IOmm物料 筛选机12的筛上物进入分拣带11113，人工将残留塑料、玻璃、金属类等物料分拣出来，分 别装入各自的存储箱内。筛选机12的筛上物进入填埋区进行填埋。筛下物进入5mm垃圾 筛选机14。5mm筛选机14的筛上物作为下一个厌氧处理工作面的覆盖料，筛下物作为营养 土、覆盖料或经深加工成为有机复合肥。经过分选得出的塑料、金属、玻璃等可利用物销售 给物资回收公司或资源再生公司。此时完成城市生活垃圾的活性填埋工作。
权利要求
一种城市生活垃圾的活性填埋方法，它包括以下步骤(1)城市生活垃圾的活性填埋方法对垃圾填埋场采用分区作业；(2)在厌氧作业区对填埋的垃圾进行厌氧处理，垃圾中的可生化降解部分在降解的同时生产沼气；(3)对厌氧过后的填埋垃圾进行好氧处理；厌氧处理后的厌氧作业区，或历史遗留的超过6个月的填埋垃圾垃圾区即可转为好氧作业区，在此区对填埋垃圾进行好氧处理；(4)对好氧处理后的垃圾进行分选，分选出可回收物和不可回收的残留物；(5)不可回收的残留物在填埋作业区进行填埋处理。
2.如权利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(1)中，将 垃圾填埋场进行分区作业，分为填埋储备区，厌氧处理区、好氧处理区和填埋区四大部分。
3.如权利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(2)中的 厌氧处理过程中铺设沼气导排管，以及密封系统以利于沼气的收集和有序导出。
4.如权利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(2)中的 厌氧处理过程中，厌氧填埋区底部、四周和表面覆盖防渗膜和0. 1-0. 3米厚度的5mm筛选机 的筛上物或营养土。
5.如权利要1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(2)中的厌 氧处理的时间为6个月，但不限6个月，主要是沼气产量下降到一个极低的稳定的区域。
6.如权利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(3)中的 好氧处理，如果是历史遗留的、堆放时间超过6个月的厌氧堆肥，可将部分垃圾与从土壤、 堆肥中提取的微生物和氮、磷、水分等营养调节剂进行粗放混合，然后按照0. 1-0. 3米的厚 度覆盖到垃圾表面。
7.如权利要求6所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(3)中的 好氧处理过程中的微生物主要是酵母发酵菌群。氮主要是尿素、碳酸氢铵等，磷主要是过磷 酸钙、磷酸二胺等。
8.如权利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(3)中好 氧处理的供氧系统与步骤(2)中的沼气导排管共用。
9.如权利要求8所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(3)中引 风机出口的氧气浓度不低于2毫克/升。55-65°C的天数达7天以上。
10.如权利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(3)中的 好氧处理时间为30天，但不限于30天。
11.如权利要求1所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(4)中的 分选系统包括机械分选和人工分选。
12.如权利要求11所述的城市生活垃圾活性填埋方法，其特征在于所述步骤(4)中 的机械分选包括塑料分离机、磁选机、25mm物料筛选机、IOmm物料筛选机和5mm物料筛选 机。
全文摘要
本发明涉及城市生活垃圾活性填埋的方法，它包括以下步骤垃圾填埋采用分区作业、对填埋垃圾进行厌氧处理、对厌氧过后的填埋垃圾进行好氧处理、对好氧处理后的垃圾进行分选、分选出的不可利用的残留物填埋处理。通过上述步骤，实现了城市生活垃圾100％无害化，75.5％减量化和45.5％资源化。垃圾填埋场延长了75.5％的使用时间，最大限度地实现了可持续填埋。
文档编号B09B5/00GK101804417SQ201010167169
公开日2010年8月18日 申请日期2010年5月10日 优先权日2010年5月10日
发明者于景成, 田丹 申请人:北京昊业怡生科技有限公司