[发明专利]一种加速填埋垃圾甲烷化的装置

说明书

本发明公开了一种加速填埋垃圾甲烷化的装置。该装置包括新鲜垃圾填埋装置和矿化垃圾反应装置，通过调节设置曝气量和运行参数，新鲜垃圾填埋装置为厌氧反硝化反应装置，矿化垃圾反应装置为同步硝化反硝化反应装置。新鲜垃圾填埋装置产生的垃圾渗滤液进入矿化垃圾反应装置进行同步硝化反硝化处理，保证氨氮去除率的基础上，降低硝酸盐氮浓度；矿化垃圾反应装置的低浓度硝酸盐氮出水再次进入新鲜垃圾填埋装置，降低对产甲烷细菌的抑制，从而形成异位同步硝化反硝化原位反硝化生物反应器填埋装置，达到加速填埋垃圾的甲烷化的目的。

技术领域

本发明属于环保和新能源技术领域，特别涉及一种加速填埋垃圾甲烷化的装置。

背景技术

卫生填埋是我国生活垃圾处理的主要方法之一。但传统的卫生填埋技术存在着垃圾稳定化时间长、渗滤液成分复杂难于处理以及填埋气产率低和回收利用困难等问题。针对传统卫生填埋存在的问题，20世纪70年代，以渗滤液回灌为主要控制措施的生物反应器填埋技术应运而生。生物反应器填埋主要包括回灌型、两相型和脱氮型等几种类型。其中脱氮型生物反应器填埋技术因可从源头上解决渗滤液氨氮浓度过高的问题，在生活垃圾填埋和渗滤液处理领域受到关注。

相比较，异位硝化原位反硝化脱氮型生物反应器填埋技术，先对渗滤液进行处理，将渗滤液中的氨氮转化成硝酸盐氮，然后利用填埋场的厌氧环境和微生物将硝酸盐氮转化成气态氮。然而，研究人员也发现回灌经硝化的渗滤液至新鲜垃圾填埋场，能取得较好的脱氮效果，但同时硝酸盐会抑制甲烷产生。

造成甲烷化过程受抑制的主要原因是硝酸盐对产甲烷微生物活性有影响。反硝化过程中，由于硝酸盐对分子氢的竞争，过高的硝酸盐浓度会抑制产甲烷过程的顺利进行。

因此，对于异位硝化原位反硝化脱氮型生物反应器填埋技术，要促进原位反硝化阶段的垃圾产甲烷化，加速垃圾稳定化就必须降低回灌硝酸盐氮浓度。根据经典的生物脱氮理论，氨氮转化为硝酸盐的硝化阶段，降低硝酸盐势必要降低氨氮去除率，从而导致系统总氮去除率的降低。因此，既要保证异位硝化阶段的氨氮去除率，又要降低回灌至原位反硝化阶段的渗滤液的硝酸盐浓度成为需要解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是有效去除氨氮以保证总氮去除效果的同时，降低回灌至新鲜垃圾反应器的硝酸盐氮浓度，最大程度降低对产甲烷菌的抑制，从而提供一种加速填埋垃圾甲烷化的装置。

本发明是这样实现的：一种加速填埋垃圾甲烷化的装置，包括新鲜垃圾填埋装置和矿化垃圾反应装置，新鲜垃圾填埋装置为厌氧反硝化反应装置，矿化垃圾反应装置为同步硝化反硝化反应装置。

所述新鲜垃圾填埋装置顶部设有进水口和采气阀，顶盖与柱体间采用带橡胶垫的法兰承接方式密封；渗滤液进入后由液体分布器匀速旋转布水，依次流经上部砾石层、生活垃圾层和下部砾石层；上部砾石层具有缓冲和再次布水的功能；下部砾石层布置为粒径上细下粗的结构，起到承托垃圾和汇集渗滤液的作用，产生的渗滤液由底部出水口流出，收集于储水箱，经水泵泵至矿化垃圾反应装置的进水口；新鲜垃圾填埋装置单侧等距离设有上、中、下 三个固体取样孔。

所述矿化垃圾反应装置包括反应装置主体、通风管、气体流量计、气泵和控制箱，矿化垃圾反应装置侧面均匀设置上、中、下三个固体取样孔，底部设有出水口和曝气管，曝气管连接气体流量计，气体流量计连接至气泵，气泵连接控制箱；中央设通风管，通风管顶部密封、管壁打孔且下部与曝气管相连，通风管外部裹纱网；矿化垃圾反应装置顶部加盖及漏斗，漏斗与盖间设置阀门，盖底加均匀布孔PVC板；矿化垃圾反应装置装填上部砾石层、矿化垃圾层和斜面砾石层，由均匀布孔的斜板支撑斜面砾石层，斜面砾石层起到承托垃圾和汇集渗滤液的作用，产生的渗滤液由底部出水口流出，收集于储水箱，经水泵泵至新鲜垃圾填埋装置的进水口；三个温度探头均匀埋入矿化垃圾层。