申请日2015.11.22
公开(公告)日2016.03.02
IPC分类号C02F3/34; B01D53/84
摘要
本发明公开一种综合治理垃圾渗滤液及垃圾臭味的方法及系统，采用渗滤液制备除臭剂进行渗滤液和恶臭的综合治理。采用本发明的方法和系统，不但可以净化垃圾渗滤液是指达到排放标准，防止其对自然水体的污染;更能改善垃圾转运、堆埋过程中的空气质量，减少垃圾收集和处理过程对空气造成的污染，利用系统工程的原理，最终实现对生活垃圾的无害化填埋处理。
权利要求书
1.一种综合治理垃圾渗滤液及垃圾臭味的方法，包括以下步骤：
S1.收集生活垃圾渗滤液;
S2.采用生物处理法净化生活垃圾渗滤液，获得处理后渗滤液;
S3.采集S2中获得的处理后渗滤液制备除臭剂;
S4.向生活垃圾喷洒除臭剂进行除臭处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述采用生物处理法净化生活垃圾渗滤液是指对生活垃圾渗滤液进行多级顺流式的生物处理;处理的级数X与生活垃圾渗滤液COD的浓度Ymg/L的关系为X=(Y/1000+20)～(Y/1000+25)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述渗滤液处理剂中包括光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述生物处理还包括对生活垃圾渗滤液通入空气;所述多级顺流式的生物处理是指25-40级顺流式生物处理;所述采集S2中获得的处理后渗滤液制备除臭剂是指采集处理过程第2、3、18、19级中任一级的处理后渗滤液15-30重量份，加入水500-3000重量份，同时加入补充剂5重量份混合后获得除臭剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述补充剂按鲜重计包括EM菌种20-50份、碳源500-1000份、淀粉酶5-10份、矿物盐1-5份、水5000份;所述向生活垃圾喷洒除臭剂进行除臭处理是指雾状覆盖喷洒生活垃圾，频率为3次/24小时，每次喷洒量为生活垃圾湿重的5%-10%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述除臭剂中还含有占其质量0.2%-0.7%的活性维持剂。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：进行除臭处理前还包括对除臭剂进行长效保存处理步骤，所述长效保存处理是指将所述除臭剂储存在容器中，第一次和第二次除臭处理时取用总体积10%-30%的除臭剂，同时向容器中补充入与取出量相等的水;第三次和第四次除臭处理时取用总体积20%-40%的除臭剂，同时向容器中补充入与取出量相等的水;第五次及以后的除臭处理每次取用总体积20%-30%的除臭剂，同时向容器中补充入与取出量相等的水。
8.一种综合治理垃圾渗滤液及垃圾臭味的系统，包括渗滤液净化单元及除臭单元，所述渗滤液净化单元包括垃圾堆埋模块、渗滤液收集模块以及多级顺流式生化处理模块;所述多级顺流式生化处理模块包括多个依次相接的处理池，处理池中设有载体，其特征在于：所述除臭单元包括与多级顺流式生化处理模块通过第一管道连接的渗滤液采集模块、与渗滤液采集模块连接的除臭剂配置模块以及设置在垃圾堆埋模块中的除臭剂喷淋模块，除臭剂喷淋模块与所述除臭剂配置模块通过第二管道连接;所述多级顺流式的生物降解处理模块包含有25-40个处理池;所述第一管道的末端设置在第2、3、18、19个处理池中任一个的底部;载体与处理池的底部之间设有集流腔，所述载体的中心设有纵向贯通的液流通道;液流通道中设有至少一个鼓气组件;载体的上方的处理池内壁上设有进液口以及与进液口相对的排液口;所述载体上设有多个填料孔洞;所述渗滤液采集模块包括一设置在第一管道上的真空泵;所述除臭剂配置模块包括一储液腔，储液腔顶部设有添加剂入口，储液腔中设有搅拌叶;所述储液腔的内壁设有温控液流道;所述温控液流道外侧还设有保温层。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述垃圾堆埋模块包括至少一个垃圾堆埋区，所述渗滤液收集模块为设置在垃圾堆埋区底部的漏斗形空腔，漏斗形空腔中填充有过滤填料;所述除臭剂喷淋模块为设置在垃圾堆埋区上方的多个喷雾头。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述载体其原料按重量计包括50份聚碳酸酯、5份玻纤、0.3份柠檬酸钠、0.1份十二烷基硫酸钠、0.01份甘露醇。
说明书
综合治理垃圾渗滤液及垃圾臭味的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种垃圾处理方法，具体涉及综合治理垃圾渗滤液及垃圾臭味的方法。
背景技术
城市生活垃圾的快速增长已成为世界各国城市发展普遍面临的棘手问题。在中国，每年有近1.5亿吨的生活垃圾产生。生活垃圾在中转及填埋过程的污染防治，特别是恶、渗滤液控制，已经成为生活垃圾处理处置的重大关切问题。与大多数发达国家的分类后的垃圾相比，我国生活垃圾具有混合性高、含水率高、有机成分高等特征，特别易于形成渗滤液和恶臭污染空气、土壤、水源，污染控制和处理难度也非常大。
由于生活垃圾在生物降解过程中，特别是蛋白质、糖类等的分解代谢，会持续释放中各种恶臭气体。生活垃圾释放的恶臭气体的主要成分包括有5类：①含硫化合物，如硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲基二硫醚等;②含氮化合物，如氨气、胺类、吲哚等;③卤素及衍生物，如氯气、卤代烃等;④烃类及芳香烃;⑤含氧有机物，如醇、酚、醛、酮等。各种组分对恶臭的贡献值不仅与浓度有关，与其的嗅觉阀值有密切关系。
目前，国内外关于生活垃圾原位除臭剂主要包括功能性微生物菌群(EM菌等)，传统氧化性化学除臭剂，植物提取剂(essentialoil)，微生物抑制剂以及各种恶臭遮蔽剂。其中传统化学氧化法是通过添加各种氧化剂，包括H2O2、KMnO4、FeCl3、Fe2(SO4)3等，以提高生活垃圾中的氧化还原电位，降低硫酸盐还原菌的活性，并氧化硫化氢等恶臭气体，以降低生活垃圾中恶臭气体的释放(如中国专利201010166835.6所提供的除臭装置及其方法)。但是，传统化学氧化剂难以提高垃圾体系中的氧化还原电位，而且由于其不具备氧化选择性，容易被垃圾体系中的非致臭的还原性物质所消耗，因此存在作用时间短，药剂添加量较大等问题。尤其对于中大规模城市的垃圾处理系统，需要在处理城市生活垃圾过程中的转运、中转储存等步骤中对生活垃圾进行无间断喷洒、除臭，对除臭剂的需求量较大，采用传统的化学氧化剂除臭将导致除臭成本难以控制。生物法是指在生活垃圾体系中喷洒某些微生物，如有效微生物群(EM菌)和其他筛选的脱臭菌，利用微生物的降解作用，把恶臭物质分解转化成无害物质，从而减少生活垃圾中恶臭气体的释放。尽管利用微生物对生活垃圾进行除臭已经取得了一定的成果，但是其存在菌种培育和保存难、恶臭处理效果和可靠性不强等方面的问题。尤其是，不同地区、不同气候环境下，除臭微生物其内部对有机污染物的代谢路径、代谢效率和产物等均会产生变化，宏观则表现为不同环境下除臭剂会有不一致的除臭效果，导致现有技术生物除臭剂其适用范围较窄，或者在除臭处理之前需要对其进行驯化、筛选。同时，现有的生物除臭剂在除臭的初始使其，处于适应期，需要经过活化方能进入对数期、稳定期发挥除臭效果，导致其除臭处理时间较长。中国专利201210191084.2公开了一种利用渗滤液驯化土壤细菌制备除臭剂的方法，可以快速、有效地驯化和筛选出可用于除臭的微生物菌群，但该方法仍然需要对土壤微生物进行筛选和驯化，且由于微生物来源不稳定，导致该方法的除臭效果不稳定。
此外，垃圾产生的渗滤液也是生活垃圾臭味的来源之一，现有技术缺乏一种综合处理垃圾渗滤液和臭味的方法，将渗滤液处理和除臭处理分离分别治理，成本高昂而效果不佳。
因此，开发成本低廉、操作简便、可靠性强的生活垃圾除臭方法，对生活垃圾中转站、转运链和填埋场的恶臭控制具有非常重要的作用。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种成本低廉、操作简便、可靠性强、高效处理垃圾渗滤液和恶臭的生活垃圾综合处理方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种综合治理垃圾渗滤液及垃圾臭味的方法，包括以下步骤：
S1.收集生活垃圾渗滤液;
S2.采用生物处理法净化生活垃圾渗滤液，获得处理后渗滤液;
S3.采集S2中获得的处理后渗滤液制备除臭剂;
S4.向生活垃圾喷洒除臭剂进行除臭处理。
有鉴于生活垃圾在中转、转运、填埋时均会产生大量的垃圾渗滤液，同一地区中垃圾渗滤液所含有的臭味物质其种类、浓度与生活垃圾等较为一致，本发明特别将除臭处理与垃圾渗滤液处理整合为一体。本发明首先采用微生物降解垃圾渗滤液，经过垃圾渗滤液的驯化、筛选、对除臭功能的强化，其中存活的微生物种群已经对渗滤液中污染物的种类、浓度，乃至环境的气候、含氧量等具有较高的适应性，细胞内的有机物代谢途径也针对该地区生活垃圾中的有机污染物具有较高的降解活性;本发明直接利用渗滤液中的菌群配置除臭剂，由于除臭剂中的微生物菌处于高活性的指数增长期或平稳期，无需经过长时间的活化处理即可对生活垃圾中的臭味物质进行高效降解，可在短时间内大幅消除垃圾中的臭味物质，降低环境中的臭味。与此同时，垃圾渗滤液的处理也可为除臭处理源源不断地提供高活力菌种，成本可分别分摊在渗滤液处理和除臭处理两部分，最终实现降低成本、提高除臭效率的目的。采用本发明的方法，不但可以净化垃圾渗滤液是指达到排放标准，防止其对自然水体的污染;更能综合垃圾渗滤液和恶臭的处理，进而改善垃圾转运、堆埋过程中的空气质量，减少垃圾收集和处理过程对空气造成的污染，利用系统工程的原理，最终实现对生活垃圾的无害化填埋处理。
进一步的，所述采用生物处理法净化生活垃圾渗滤液是指对生活垃圾渗滤液进行多级顺流式的生物处理;处理的级数X与生活垃圾渗滤液COD的浓度Ymg/L的关系为X=(Y/1000+20)～(Y/1000+25)。
所述的多级顺流式的生物处理可选用现有技术实现。该处理方法包括多个依次相接的处理池，每级处理的渗滤液从处理池的高位流入，充满处理池后，溢流到下级的处理池，处理池内部，通过曝气使池内液体产生内循环。由于垃圾渗滤液在不同的处理阶段，其中含有的污染物种类、浓度均会发生持续的变化。针对不同阶段的处理后渗滤液，不同的菌种处理效果或所利用的代谢途径不相同。采用多次生物处理的方式，可以使每一级处理池中的处理后垃圾渗滤液其污染物的成分、浓度均维持在一浮动的稳态之中，从而使其中的处理微生物始终维持在较高的降解活性状态下，最终使垃圾渗滤液处理始终维持最高的处理效率。根据大多数城市生活垃圾的渗滤液情况，处理池的数量设置在25-40个之间即可将渗滤液处理至可以排放的标准。与此同时，所述采集S2中获得的处理后渗滤液制备除臭剂是指采集处理过程第2、3、18、19级中任一级的处理后渗滤液，这几次的处理后渗滤液中污染物的浓度和种类与初步收集的生活垃圾之间的污染物具有高度的相似性，可确保除臭剂可以发挥最高的除臭效率。具体的降解处理流程，可选用现有技术实现。
进一步的，所述渗滤液处理剂中包括光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群。
以上菌种可选用市售产品实现。特别优选的，本发明设计出渗滤液处理剂，该药剂中的几种微生物对渗滤液有较高的降解效率，使之能够达到排放标准。具体的，所述渗滤液处理剂中含有按干重计蓝藻0.2份、乳酸杆菌0.1份、酵母0.5份、毛霉菌0.1份、铜绿假单胞菌0.2份、2份氧化亚铜、3份EDTA二钠、淀粉200份、乙酸甲酯100份。实验证明，上述药剂可以有效提高生活垃圾渗滤液的降解效率，尤其是对渗滤液中硫化氢、氨等臭味物质有较高的降解效率。尤其是其中的铜绿假单胞菌和毛霉菌协效，可以在短时间内降低渗滤液中的硫化氢浓度。
所述生物处理还包括对生活垃圾渗滤液通入空气;所述多级顺流式的生物处理是指25-40级顺流式生物处理;所述采集S2中获得的处理后渗滤液制备除臭剂是指采集处理过程第2、3、18、19级中任一级的处理后渗滤液15-30重量份，加入水500-3000重量份，同时加入补充剂5重量份混合后获得除臭剂。
优选的，所述补充剂按干重计包括EM菌种20-50份、碳源500-1000份、淀粉酶5-10份、矿物盐1-5份、水5000份;所述向生活垃圾喷洒除臭剂进行除臭处理是指雾状覆盖喷洒生活垃圾，频率为3次/24小时，每次喷洒量为生活垃圾湿重的5%-10%。
进一步的，所述除臭剂中还含有占其质量0.2%-0.7%的活性维持剂。
所述活性维持剂为亚油酸以及甘露醇以3:5的重量比例混合制得。
可以有效维持除臭剂在长时间保存后的除臭效果。
进一步的，进行除臭处理前还包括对除臭剂进行长效保存处理步骤，所述长效保存处理是指将所述除臭剂储存在容器中，第一次和第二次除臭处理时取用总体积10%-30%的除臭剂，同时向容器中补充入与取出量相等的水;第三次和第四次除臭处理时取用总体积20%-40%的除臭剂，同时向容器中补充入与取出量相等的水;第五次及以后的除臭处理每次取用总体积20%-30%的除臭剂，同时向容器中补充入与取出量相等的水。
对于垃圾堆填区、垃圾中转站等固定存放地点，其异味大多有长期积累的污染物、腐败细菌造成，因此前几次除臭处理需要采用较高浓度的除臭剂。经过初期的多次处理后，该区域环境中的臭味污染物和产臭微生物数量大幅下降，此时可降低除臭剂中有效成分的浓度。在本发明中，采用补充水的方式维持容器中除臭剂的分量，并通过微生物自然增值的方式维持其中有效成分的浓度，在维持足够的除臭效果的前提下，进一步降低除臭处理成本。
一种综合治理垃圾渗滤液及垃圾臭味的系统，包括渗滤液净化单元及除臭单元，所述渗滤液净化单元包括垃圾堆埋模块、渗滤液收集模块以及多级顺流式生化处理模块;所述多级顺流式生化处理模块包括多个依次相接的处理池，处理池中设有载体，所述除臭单元包括与多级顺流式生化处理模块通过第一管道连接的渗滤液采集模块、与渗滤液采集模块连接的除臭剂配置模块以及设置在垃圾堆埋模块中的除臭剂喷淋模块，除臭剂喷淋模块与所述除臭剂配置模块通过第二管道连接;所述多级顺流式的生物降解处理模块包含有25-40个处理池;所述第一管道的末端设置在第2、3、18、19个处理池中任一个的底部;载体与处理池的底部之间设有集流腔，所述载体的中心设有纵向贯通的液流通道;液流通道中设有至少一个鼓气组件;载体的上方的处理池内壁上设有进液口以及与进液口相对的排液口;所述载体上设有多个填料孔洞;所述渗滤液采集模块包括一设置在第一管道上的真空泵;所述除臭剂配置模块包括一储液腔，储液腔顶部设有添加剂入口，储液腔中设有搅拌叶;所述储液腔的内壁设有温控液流道;所述温控液流道外侧还设有保温层。
微生物附着在所述载体上。真空泵将渗滤液抽至储液腔，与添加剂入口加入的添加剂在搅拌叶作用下混合，获得除臭剂。添加剂按干重计包括EM菌种20-50份、碳源500-1000份、淀粉酶5-10份、矿物盐1-5份、水5000份;向生活垃圾喷洒除臭剂，频率为3次/24小时，每次喷洒量为生活垃圾湿重的5%-10%。搅拌叶、真空泵可采用现有技术实现。温控液流道的作用是通入一定温度的液体，以保持储液腔中的温度，维持除臭剂的活性。保温层为海绵层。载体与处理池的底部之间设有集流腔，所述载体的中心设有纵向贯通的液流通道;液流通道中设有至少一个鼓气组件。鼓气组件可选用任一种现有技术实现，在液流通道内鼓气，上升的气体带动液流通道内的液体上升，使集流腔内形成低压而吸引处理池表面的液体流经载体而补充进集流腔，形成一个处理池内的循环液流，促使处理池内的渗滤液与载体上的有效成分充分混合。如果处理池较深，则需要增加鼓气组件的数量。
优选的，所述载体其原料按重量计包括50份聚碳酸酯、5份玻纤、0.3份柠檬酸钠、0.1份十二烷基硫酸钠、0.01份甘露醇。
所述垃圾堆埋模块包括至少一个垃圾堆埋区，所述渗滤液收集模块为设置在垃圾堆埋区底部的漏斗形空腔，漏斗形空腔中填充有过滤填料;所述除臭剂喷淋模块为设置在垃圾堆埋区上方的多个喷雾头。过滤填料可选用砂石、炭块等实现。
上述的鼓气组件鼓气量大时，处理池内的水流速度快、循环次数多而有利于其与载体上的微生物接触，有利于提高处理效果;但水流速度过快则容易导致载体上的物质被冲脱，形成污泥甚至缩短载体的使用寿命。上述材料的载体对本发明的渗滤液处理剂具有较高的亲和度和吸附力，经水流冲击后，载体仍能具有较高的处理活性。