[发明专利]好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护生活垃圾处理技术领域，具体涉及一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置及方法。

背景技术

直至目前，填埋技术一直是我国城市生活垃圾的最主要处理技术。我国的城市生活垃圾填埋经历了分散填坑填沟、集中堆放、简单填埋、准卫生填埋到卫生填埋的发展阶段。我国各大城市中或城市周围普遍存在大量的垃圾集中堆放场或简易填埋场，达不到卫生填埋标准，甚至没有任何污染防控设施，已造成较严重的地下水污染，其中大部分目前尚未达到稳定化、仍在不断地对环境造成污染。随着我国城市化进程加快，城市的迅速扩展往往导致城市工业、商业、居民区越来越逼近甚至包围这些原本位于郊区的老垃圾堆场和简易填埋场，使其成为制约该地区发展的“毒瘤”，长期环境和健康风险很大，必须进行修复治理。但是，由于我国在老垃圾堆场治理方面的研究基础较为薄弱，缺乏适用技术和规范。一些老垃圾堆场采用了搬迁的方法，成本很高，而且未从根本上解决问题。为此，亟需研究经济实用的老垃圾堆场原位修复快速稳定化和封场治理技术。

好氧生物反应器填埋加速垃圾稳定化技术被认为是用于老垃圾填埋场生物修复治理的重要技术。好氧生物反应器填埋技术旨在通过主动调控手段为垃圾堆体内微生物创造最佳生存环境，强化微生物活性，提高垃圾降解速率，加速垃圾稳定化进程。好氧生物反应器填埋技术主要包括利用鼓气系统向垃圾堆体内鼓入新鲜空气为好氧微生物生长提供充足的氧气；利用渗滤液回灌或外补自来水以维持垃圾含水率在45％～60％；通过调节通风量和渗滤液回灌量以保证垃圾堆体适宜温度。

适宜的含水率45％～60％、充足的供气量和适宜的温度是为垃圾堆体内微生物提供最佳生存环境需要解决的关键条件因素。这些条件因素是相互影响、相互制约的：当供气量较大时，势必造成含水率和温度降低，同时会造成更高的能耗；当含水率过高，会增大气体扩散阻力和降低堆体温度；堆体温度过高会使含水率降低和增大耗氧量。相反，供气量不足或含水率低会严重制约微生物活性。可见，多参数反馈气水联合调控至关重要。

另外，由于垃圾堆体的高度非均质性，存在日覆盖及中间覆盖层，垃圾压实密度沿堆体垂直深度分布极为不均，堆体内不同部位的透气性能、透水性能和持水性能差异较大，实现垃圾堆体内氧气浓度和含水率均匀分布成为老垃圾填埋场修复治理的技术“瓶颈”。

总之，利用好氧生物反应器填埋修复技术加速垃圾稳定化技术能实现老垃圾填埋场快速稳定化与封场治理，利用多参数反馈气水联合调控技术能实现垃圾堆体内氧气浓度和含水率均匀分布。

发明内容

本发明的目的是提供一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置及方法，解决老垃圾填埋场好氧生物修复快速稳定化技术中垃圾堆体气体分布和含水率分布不均，抑制微生物活性，降低有机物降解速率和能耗高的问题。

一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控装置，其特征在于，该装置由好氧填埋生物反应器1、传感器2、数据变送器3、逻辑判断系统4、电脑5、空气泵6和渗滤液循环计量隔膜泵7构成；传感器2置于好氧生物反应器1控制单元内，依次与数据变送器3、逻辑判断系统4、电脑5相连，逻辑判断系统4分别与第一电磁阀(V1)、第二电磁阀(V2)、第三电磁阀(V3)、空气泵6和渗滤液循环计量隔膜泵7相连。

所述好氧填埋生物反应器分为3个独立的控制单元，每个控制单元由一组传感器控制，单独鼓气。

所述传感器包括第一氧传感器(OS1)、第二氧传感器(OS2)、第三氧传感器(OS3)、第一含水率传感器(MS1)、第二含水率传感器(MS2)、第三含水率传感器(MS3)、第一温度传感器(TS1)、第二温度传感器(TS2)、第三温度传感器(TS3)。

一种好氧生物反应器多参数反馈气水联合自动调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先，将生活垃圾装填到生物反应器，按深度由上到下分3个控制单元，在回填垃圾过程中每个控制单元预埋一组传感器；

(2)其次，设定生活垃圾好氧生物反应器填埋处理微生物繁殖氧浓度值、垃圾含水率和温度值；

(3)最后，由传感器获取相应的参数的电信号，并传递给数据变送器，将电信号转变成数字信号，即实测的氧浓度值、含水率值和温度值，实测参数与设定参数经逻辑判断系统逻辑判断后，发出应对指令，控制电磁阀、空气泵和渗滤液循环计量隔膜泵，自动调控好氧填埋生物反应器内氧气浓度和含水率。

所述逻辑判断过程为：