CN104668271A

CN104668271A - 一种促进填埋垃圾快速稳定化的方法

Info

Publication number: CN104668271A
Application number: CN201510049061.1A
Authority: CN
Inventors: 袁兴中; 王侯; 吴艳; 陈晓红; 曾光明; 郭术光; 张慧荣
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan red Pu Innovation Technology Development Co., Ltd.
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: CN104668271B

Abstract

本发明公开了一种促进填埋垃圾快速稳定化的方法，包括以下步骤：对填埋垃圾进行稳定化评价，筛分稳定化垃圾和未稳定化垃圾；筛选未稳定化垃圾中的可腐熟物；对可腐熟物进行发酵处理，完成对填埋垃圾的稳定化处理。本发明方法工艺简单、操作方便、设备所需投资少，运行成本较低，还可以实现填埋垃圾的资源化利用，具有一定的经济与社会效益。

Description

一种促进填埋垃圾快速稳定化的方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理领域，涉及一种老垃圾填埋场填埋垃圾稳定化的方法，具体涉及一种促进填埋垃圾快速稳定化的方法。

背景技术

在生活垃圾焚烧和填埋处置工艺中，填埋工艺凭借其建设投资和运行成本低的经济优势，目前在世界上许多国家得到了广泛应用，成为发展中国家生活垃圾的主流处置方式。在国土面积较大的发达国家中，也有许多国家采用卫生填埋方法。根据我国目前的经济现状和未来的发展趋势，在今后相当长的时间里，卫生填埋仍然是我国处理生活垃圾最重要的方法之一。近年来随着我国城市化进程的加快，位于城郊的垃圾堆场迅速被新建的城区所包围，原有垃圾堆场的搬迁和生态修复迫在眉睫。经调查统计，截至到2008年底，北京市18个区县垃圾积存量在200吨以上的非正规垃圾填埋场共有1011处，这些垃圾填埋场以生活垃圾和建筑垃圾为主，总积存量约8000万吨，占地2万亩。

生活垃圾进入填埋场后，将逐渐发生复杂的物理化学反应和生物降解过程，填埋数年后，垃圾组成和性能已与生活垃圾本体存在明显差异。为区别生活垃圾，可将填埋单元内残留的垃圾称为填埋垃圾。在中国南方高湿热地区历时8-10年以上，北方寒冷地区历时10-15年以上，生活垃圾中易降解物质已完全或接近完全降解，此时的填埋垃圾可认为基本达到无害化状态，即可称为稳定化垃圾。近年来稳定化垃圾的开采和资源化受到越来越多的重视，已经成为欧盟和日本等发达国家的重要研究与实践领域。我国有些填埋场已使用或封场多年，其中的一部分垃圾已成为稳定化垃圾，完全可开采利用。将填埋场填埋物挖出并筛分后可得到建筑垃圾、腐殖土及塑料或泡沫等。建筑垃圾可进行回填，塑料或泡沫可进行焚烧。而开采出来的稳定化垃圾经分选等预处理后，可进一步进行资源化利用，如作为填埋场覆盖材料、园林肥料、加工成建筑材料等。然而由于生活垃圾简易堆放场在建设之初，一般仅考虑到低运输成本和垃圾“就近堆放”的原则，并没有对垃圾进行分类和分区堆放。垃圾属于多种组分的混合体，垃圾在填埋场堆放位置及所处的环境条件直接影响垃圾的降解速率，因而稳定化程度也大不相同。因此，需要对封场一定年限后的老垃圾填埋场中的垃圾进行***的稳定化评价。稳定化垃圾的降解有机组分达到矿化，可浸出的无机盐由渗沥液带走、垃圾层基本无气体产生。对比新鲜的垃圾填埋物，未稳定化的垃圾的特点是易腐物、蛋白质、产渗滤液量等较少，然而难腐熟的有机质（纤维素、半纤维素、木质素）、生物可降解物及微生物降解的中间产物和最终产物的含量相对较高。除此之外，新鲜垃圾中中小颗粒物质（<10mm）含量<10%，产生的渗滤液中含有中等大小的分子量物质则为24.5%。而经过一定年限后，未稳定化的垃圾中中小颗粒物质含量可达到40%～50%左右，其产生的渗滤液中含有中等大小的分子量物质高达50～60%。尽管该部分垃圾与新鲜垃圾存在明显的区别，但这类垃圾不能进行回填或资源化利用。如何使得这部分未稳定化的垃圾快速稳定化在已有的文献和专利中还未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种评价过程与工艺均简单、操作方便、投资少、成本低、处理周期短、处理效果好、可实现经稳定化评价后老垃圾填埋场中未稳定化的填埋垃圾快速稳定化的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种促进填埋垃圾快速稳定化的方法，包括以下步骤：

S1：对填埋垃圾进行稳定化评价，筛分稳定化垃圾和未稳定化垃圾；

S2：取所述未稳定化垃圾中的可腐熟物，对所述可腐熟物进行发酵处理，完成对填埋垃圾的稳定化处理。

上述的方法中，优选的，所述步骤S2中，所述发酵处理具体包括以下步骤：

S2-1、初发酵：将可腐熟物与微生物混合均匀、堆置，进行初发酵4～15天；

S2-2、二次发酵：将初发酵中尚未分解的有机物继续进行分解，时间为18～22天。

上述的方法中，优选的，所述步骤S2-1中，所述微生物为芽孢杆菌、链霉菌和高温放线菌中的一种或多种。芽孢杆菌（bacillus），杆菌科的一属细菌，降解粗纤维；链霉菌与高温放线菌，放线菌目的一科，降解一些中间产物与代谢产物。

上述的方法，优选的，微生物为芽孢杆菌、链霉菌和高温放线菌的混合物，混合物中所述芽孢杆菌、链霉菌和高温放线菌的质量比为1∶1∶1。

上述的方法中，优选的，所述步骤S2-1中，所述微生物与可腐熟物的质量比为3%～7%。

上述的方法中，优选的，所述步骤S2-1中，所述初发酵处理过程中控制碳氮质量比为C∶N=30～60∶1，含水率为40～60%，温度为37～55℃，pH值为7～8。

上述的方法中，优选的，所述步骤S2中，所述可腐熟物中包含有纤维素类，所述可腐熟物的粒度为12 mm～60 mm。

上述的方法中，优选的，所述步骤S1中，所述稳定化评价中以有机质、pH、腐殖质和生物可降解物为稳定化评价指标。

上述的方法中，优选的，所述稳定化评价中，同时满足有机质含量<7%，pH值为7.10～8.13，腐殖质含量<4%，生物可降解物含量<5%的填埋垃圾为稳定化垃圾；若不满足上述条件，则为未稳定化垃圾。

本发明中，所述步骤S2中，所述发酵处理后还包括后处理和腐熟处理。所述后处理包括以下步骤：将发酵处理后不能分解的杂质进行分选去除，并根据需要进行再破碎并进行加入至下一个堆体中。所述腐熟处理包括以下步骤：将发酵处理后难分解的有机物堆放到一起，经发酵腐烂成有效肥分和腐殖质。

本发明中，所述步骤S2中，所述可腐熟物的筛选过程具体包括以下步骤：

S1-1：对所述未稳定化的垃圾进行初筛，回收筛上物，得到可腐熟物；

S1-2：对所述可腐熟物进行破碎，过筛，去除杂物。

所述筛上物包括塑料、橡胶、纤维和玻璃中的一种或多种；所述杂物包括碎石、金属、橡胶、砂砾和砖块中的一种或多种。

本发明中，老垃圾填埋场是指封场后5～8年的垃圾填埋场。

本发明的创新点在于：

本发明对封场一定年限后的老垃圾填埋场中的垃圾进行开采，在开采工艺中，通过筛分，将大块建筑垃圾进行回填；塑料和泡沫等进行焚烧处理；而剩下的难腐熟物中纤维素类、生物可降解物及微生物降解的中间产物、代谢产物和最终产物的含量相对较高，不能直接进行回填，也不能用于资源化利用如制造肥料、作为燃料用于燃烧（热值小）等。本发明可腐熟物中添加特异性的微生物菌落，加速可腐熟物中纤维素类、产物的快速降解，使得垃圾快速达到稳定化。经过简易堆肥处理的最终稳定化产品主要用于回填。

同时，本发明还提供了一种对填埋垃圾进行稳定化评价的方法，主要针对可腐熟物中易腐物如餐厨垃圾含量较少、不易发酵物的含量多的特点，进行稳定化评价。垃圾填埋场稳定化传统的评价方法多采用填埋气产量及产率、渗滤液产量及水质、垃圾有机份含量及垃圾场沉降变化、化学需氧量、生物需氧量、氨氮含量等多项综合指标进行评价。评价体系复杂、耗时长。另外，为了简便只采用单一的评价指标对其进行评价，体系过于简单、评价结果难以反映垃圾场垃圾的稳定化的整体情况。本发明针对评价的特定对象，选取有机质、pH、腐殖质和生物可降解物作为稳定化评价指标，能更加快速、全面的反应老垃圾填埋场中填埋垃圾的稳定化情况。对于经该方法评价后可腐熟物，若稳定可直接进行回填。若没有稳定，对可腐熟物进行发酵处理。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1. 本发明中的处理对象是封场5～8年后的垃圾填埋场中的填埋垃圾，该填埋垃圾具有易腐物（如餐厨垃圾）含量较少、不易发酵物的含量多的特点。

2. 本发明创造性的选取有机质、pH、腐殖质和生物可降解物作为稳定化评价指标，能更加快速、全面的反应老垃圾填埋场中填埋垃圾的稳定化情况，克服了传统评价方法中存在的评价体系复杂、耗时长且评价结果难以反映垃圾填埋场的稳定化情况。本发明对垃圾填埋场中填埋垃圾的评价方法简单、***。

3. 本发明方法的处理周期短，处理效果好，通过添加特异性的微生物菌落，加速可腐熟物中纤维素类、产物的快速降解，使得填埋场中未稳定化的填埋垃圾能够快速稳定化。

4. 本发明不仅能够将有机物转化为土壤腐殖质和养分，还具有降低其它有机污染物（如酚类）等功能，为后续的资源化利用提供了有利条件。

5. 本发明方法工艺简单、操作方便、设备所需投资少，且运行成本较低。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为本发明实施例1中的促进垃圾填埋场填埋垃圾快速稳定化的方法示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

一种促进垃圾填埋场填埋垃圾快速稳定化的方法，如图1所示，包括以下步骤：

（1）北京市通州区简易垃圾填埋场（封场7年）的填埋垃圾（填埋物），以有机质、pH、腐殖质和生物可降解物作为垃圾填埋场填埋垃圾的稳定化评价指标进行稳定性评价，其中同时满足有机质含量<7%，pH值为7.10～8.13，腐殖质含量<4%，生物可降解物含量<5%的填埋垃圾为稳定化垃圾；若不满足上述条件，则为未稳定化垃圾。将稳定化垃圾直接进行回填；未稳定化垃圾进行稳定化处理。本次筛分得到的未稳定化垃圾中有机质含量、pH、腐殖质含量和生物可降解物含量分别为为14.69%、6.02、8.76%和7.12%。

（2）可腐熟物的制备：取步骤（1）中的未稳定化垃圾进行初筛，选出筛上物（筛上物包括塑料、橡胶、纤维和玻璃等废物）回收。剩下的可腐熟物（可腐熟物包含有纤维素类），进行破碎，过筛去除较重的物质如碎石、金属、橡胶、砂砾、砖块等，得到粒度在40 mm 物料。

（3）初发酵：将质量比为1∶1∶1的芽孢杆菌、链霉菌和高温放线菌配制成混合微生物制剂，将混合微生物制剂与步骤（2）中制备得到的物料按质量百分含量为4%的比例进行混合均匀、堆置7天，在堆置7天的过程中控制碳氮比例为（质量计）C∶N=40∶1，含水率需控制在40～60%的水平，温度控制在37～55℃范围内，pH值保持在7～8之间。

（4）二次发酵：将经过步骤（3）中初发酵的物料筛分，选择初发酵中尚未分解的有机物继续进行分解（分解的条件与初发酵相同），经过20天时间制成腐熟物料。

（5）后处理：经过步骤（4）二次发酵的腐熟物料中还含有一些不能被分解的杂质，将这些杂质挑选出来后，进行分选以去除杂质，并根据需要将挑选出来的杂质进行再破碎，重新进行稳定化处理。

（6）腐熟：将经过步骤（4）二次发酵的腐熟物料中还含有一些难分解的有机物，将这些有机物堆放到一起，经发酵腐烂成有效肥分和腐殖质，完成对填埋垃圾的稳定化处理。

本实施例中，经分析测定该腐熟后的垃圾中有机质含量、pH、腐殖质和生物可降解物含量分别为6.69%、8.02、1.76%和2.12%。因此，可以判定经本发明方法处理后的简易垃圾填埋场填埋垃圾达到稳定化。

实施例2：

一种促进垃圾填埋场填埋垃圾快速稳定化的方法，包括以下步骤：

（1）北京市顺义区简易垃圾填埋场（封场7年）的填埋垃圾（填埋物），以有机质、pH、腐殖质和生物可降解物作为垃圾填埋场填埋垃圾稳定化指标进行稳定性评价，其中同时满足有机质含量<7%，pH值为7.10～8.13，腐殖质含量<4%，生物可降解物含量<5%的填埋垃圾为稳定化垃圾；若不满足上述条件，则为未稳定化垃圾。将稳定化垃圾直接进行回填；未稳定化垃圾进行稳定化处理。本次筛分得到的未稳定化垃圾中有机质含量、pH、腐殖质含量和生物可降解物含量分别为为13.69%、6.22、7.26%和6.96%。

（2）可腐熟物的制备：取步骤（1）中的未稳定化垃圾进行初筛，选出筛上物（筛上物包括塑料、橡胶、纤维和玻璃等废物）回收。剩下的可腐熟物（可腐熟物包含有纤维素类），进行破碎，过筛去除较重的物质如碎石、金属、橡胶、砂砾、砖块等，得到粒度在60 mm 物料。

（3）初发酵：将质量比为1∶1∶1的芽孢杆菌、链霉菌和高温放线菌配制成混合微生物制剂，将混合微生物制剂与步骤（2）中制备得到的物料按质量百分含量为6%的比例进行混合均匀、堆置7天，在堆置7天的过程中控制碳氮比例为（质量计）C∶N=50∶1，含水率需控制在含水率在40～60%的水平，温度控制在37～55℃范围内，pH值保持在7～8之间。

（4）二次发酵：将经过步骤（3）中初发酵的物料筛分，选择初发酵中尚未分解的有机物继续进行分解（分解的条件与初发酵相同），经过18天时间制成腐熟物料。

（6）腐熟：经过步骤（4）二次发酵的腐熟物料中还含有一些难分解的有机物，将这些有机物堆放到一起，经发酵腐烂成有效肥分和腐殖质，完成对填埋垃圾的稳定化处理。

本实施例中，经分析测定该腐熟后的垃圾中有机质含量、pH、腐殖质和生物可降解物含量分别为6.94%、8.23、1.61%和2.23%。因此，可以判定经本发明方法法处理后的简易垃圾填埋场填埋垃圾达到稳定化。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种促进填埋垃圾快速稳定化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述发酵处理具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2-1中，所述微生物为芽孢杆菌、链霉菌和高温放线菌中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微生物为芽孢杆菌、链霉菌和高温放线菌的混合物，所述混合物中所述芽孢杆菌、链霉菌和高温放线菌的质量比为1∶1∶1。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2-1中，所述微生物在可腐熟物中的质量百分含量为3%～7%。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2-1中，所述初发酵处理过程中控制碳氮质量比为C∶N=30～60∶1，含水率为40～60%，温度为37～55℃，pH值为7～8。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述可腐熟物包括纤维素类。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述可腐熟物的粒度为12 mm～60 mm。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S1的所述稳定化评价中，以有机质、pH、腐殖质和生物可降解物为稳定化评价指标。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述稳定化评价中，同时满足有机质含量<7%，pH值为7.10～8.13，腐殖质含量<4%，生物可降解物含量<5%的填埋垃圾为稳定化垃圾；若不满足上述条件，则为未稳定化垃圾。