[实用新型]一种分段式生活垃圾生态填埋模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分段式生活垃圾生态填埋模拟装置，属于环保技术领域。

背景技术

随着城市化和居民生活消费水平的提高，城市生活垃圾的产生量与日俱增。卫生填埋作为一种最终处理处置方式，以其工艺简单、投资省、处理量大、运行费用低的特点得到了广泛应用，是目前国内外城市生活垃圾无害化处理处置最常用的方法之一。然而，该技术也日益暴露出其局限性，如占地大、选址难、周边生态景观破坏严重、恶臭与蚊蝇孳生，最为突出的问题是填埋过程中会产生大量成分复杂、性质多变的高浓度难降解渗滤液，其中的高浓度氨氮尤其难处理。而在垃圾渗滤液处理处置技术方面，我国现有绝大部分垃圾填埋场缺乏专门的渗滤液处理处置设施，即使有这些设施的填埋场技术上也主要针对渗滤液高浓度COD、BOD的三级排放标准，经济上则尚无解决渗滤液高浓度氨氮问题的能力。据报导，若使垃圾渗滤液水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-1997)中规定的氨氮排放标准(25mg/L)，场外运行成本均高达30～45元/吨，为国内绝大部分垃圾填埋场所难以承受。因而，大量含高浓度氨氮的渗滤液主要依靠纳管稀释进入市政污水管网进行处理，直接导致了污染物转移、水体富营养化程度加剧以及市政污水处理处置成本大幅度提高等严重问题。

以渗滤液回灌为特征的生物反应器垃圾填埋技术具有为垃圾填埋堆体提供必要的水分，促进产气与堆体的稳定化，提高渗滤液水质，减少渗滤液产生量等特点，已引起了国内外研究者的广泛关注，也已有部分实际工程应用。然而，大量的研究也显示，由于垃圾堆体属于厌氧环境，反硝化作用明显，但对氨氮的去除效果不佳。为提高氨氮的去除效率、探明渗滤液回灌过程中氮素的迁移转化规律以及脱氮微生物的菌群结构变化情况，目前对此的大量理论研究正在开展中。这些研究大多在实验室环境下利用自制装置模拟进行。常见的模拟装置一般包括垃圾装填系统、渗滤液回灌系统、气体收集系统等。装置主体为垃圾装填系统，常呈圆柱形，采用有机玻璃或PVC制成。为改善垃圾堆体缺氧环境、促进氨氮去除，有学者提出在模拟装置原有的垃圾堆体中增设通风系统。如此设计可有效增加垃圾堆体中的氧含量，有利于氨氮的转化，但该系统的增设也存在弊端：垃圾堆体通风，不利于产甲烷菌的生长，抑制了产气与堆体稳定化。另外，为减小实验装置运行期间的外界温度干扰，尤其是季节变化所带来的温差影响，目前的研究中多将模拟装置放于装有控温系统的恒温室中。但由于模拟装置一般体积不大，如单独建一恒温室用于放置，基建和运行费用较高；而如与其它类的反应器同放于一个恒温室中，则将会产生不同反应器间不同温度选择的分歧，不利于研究的开展。

综上所述可知，生态填埋技术的应用关键是解决渗滤液高浓度氨氮的去除问题。目前的实验室理论研究虽已基本探明有机物的降解规律，但却还未能明确渗滤液回灌过程中氮素形态迁移转化以及氮素循环功能微生物菌群多样性变化规律，不能给实际工程应用提供理论依据。因此，开发适合于实验室研究的运行费用低且利于氨氮去除的模拟装置是解决这些问题的关键所在。

发明内容

本实用新型的目的是提供一套可在实验室状态下运行、有利于渗滤液氨氮去除的生活垃圾生态填埋模拟装置。

本实用新型的分段式生活垃圾生态填埋模拟装置，包括自上而下同轴线连接的上端反应器、空心柱和下端反应器，上、下端反应器的壳体分别具有夹套，在夹套中设有螺旋环绕壳体的导流板，夹套上设置有进水口和出水口，进水口与温度控制系统的热水出水管连通，上端反应器的底座均布小孔，上端反应器的顶盖上装置通气及气体采样阀、温度探头和压力表，上端反应器内的上部安装喷头，在喷头的下方及上端反应器的底部分别设置过滤层，在下端反应器的上部和底部分别设置过滤层，每个反应器的上、下过滤层之间形成的空腔为垃圾堆积腔，每个反应器的下方设有与空腔连通的渗滤液取样口，渗滤液取样口经管道与渗滤液收集桶相连，渗滤液收集桶的出口经泵与喷头相连，在空心柱的壁上开设有带孔塞的通风口。

上述的过滤层可以由上、下两层不锈钢网夹置砾石层构成。