CN107687642B - 一种可进行生物干化的垃圾储坑及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生活垃圾处理领域的一种可进行生物干化的垃圾储坑及其使用方法。该垃圾储坑分为卸料区、干化区、成品区，干化区平均分为6个独立干化区；干化区底部安装供风管，用鹅卵石覆盖，采用罗茨风机对布风管上部的垃圾堆体进行正压送风，储坑底部宽度方向上设有坡度，渗滤液排水口设置为U型水封结构，优化渗滤液排出条件；垃圾生物干化时，利用储坑垃圾抓斗进行每日翻抛，强化堆体通风干化、渗滤液排出；干化供风过程为6天，可将垃圾堆体的含水率降至46％左右。本发明安全可靠，运行稳定，可使垃圾储坑内的垃圾快速干化，降低其含水率和粘连性并提高其热值，便于后续输送、焚烧或协同处置等环节进行，并明显提升项目得经济效益。
Description
技术领域
本发明属于生活垃圾处理领域，特别涉及一种可进行生物干化的垃圾储坑及其使用方法。
背景技术
我国的生活垃圾具有含水率高的特点，平均大于55％，个别甚至高达75％，高含水率是生活垃圾处理的主要阻碍，高含水率使生活垃圾的热值降低，削减了焚烧能量回收效率，影响垃圾焚烧的经济性；高含水率还使垃圾粘联严重，不利于后续的分选或输送。因此，为了提高垃圾焚烧或水泥窑协同处置项目的经济效益，扩展工艺的可行性，降低垃圾处理成本，需要在垃圾分选、输送、焚烧等工艺环节进行前降低垃圾的含水率。
近年来国内外提出了生物干化技术方法。垃圾生物干化原理：在通风供氧条件下，垃圾中的微生物利用垃圾自身所含的易降解有机物进行好氧呼吸，满足自身生长繁殖需求的同时并释放出大量能量，这部分能量可以使垃圾堆体内的温度显著升高，一般可达45℃，最高可达80℃以上。同时，微生物活动还能使垃圾中的束缚水活化，降低其束缚状态，使其更加容易被加热蒸发。垃圾中的水分在生物能的加热下转化为水蒸气，通过自由扩散和强制对流进入垃圾堆体中的空隙，被风机鼓入的干燥空气带出堆体，从而实现连续不断的脱水干化，生物干化是一种节能有效的干化手段。生物干化也可以理解为堆肥过程的前期升温阶段，一般持续6-10天。通常垃圾生物干化需要建设专门的干化车间，将干化完成后的垃圾送往垃圾储坑储存并进行下一步处理。
为避免垃圾不连续进厂及进厂量波动对垃圾焚烧厂或水泥窑协同处置项目造成影响，通常会设置垃圾储坑，存储3-5天处理量的垃圾，使焚烧炉或水泥窑稳定运行，垃圾储坑占地面积大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可进行生物干化的垃圾储坑及其使用方法，其特征在于，垃圾储坑依次划分为卸料区、干化区、成品区，分区是实墙分区或虚拟分区，储坑上部设置行车抓斗；
其中卸料区在垃圾卸料口一侧，用于接收每日进场的新鲜垃圾，可堆放1日进场量的垃圾；
成品区用于存放干化完成的垃圾，可堆放1日进场量的垃圾。
所述干化区将进坑存放的生活垃圾进行生物干化，长度方向平均划分为6个供风区，采用虚拟分区，每个供风区可堆放1日进场量的垃圾。
所述干化区底部沿储坑宽度方向铺设供风管，于管道两侧斜向下45°交替开孔作为出风孔，两条供风管间距为2m，使干化区任意一点到风管的最大距离不大于1m，能避免产生供气盲区。
所述干化区使用2台鼓风机送风，每台风机为3个独立供风区送风，6个供风区各自独立控制供风，每个供风区的风管由一根主管连至鼓风机，每根主管上设有电控阀门，通过电动阀门控制开闭，互不影响。
所述供风管的支撑结构采用独立的活动支撑，用水泥或工程塑料制成，放置于储坑底部，不与储坑底部连接固定，能避免破坏储坑底部的防水结构，也能避免因渗滤液腐蚀产生坏点。
所述储坑坑底铺鹅卵石覆盖供风管，鹅卵石层厚度高于供风管最高处0.2m以上，鹅卵石层级配粒径小于60mm，上小下大铺设。
所述储坑底部宽度方向上设有坡度，在卸料区和干化区坑底较低的一侧沿长度方向上设置每6米设置一个渗滤液排水口，排水口上覆不锈钢篦子。
卸料区和干化区坑底较低一侧的坑壁侧开口与坑壁外侧的水封槽相连，在所述渗滤液排水口形成U型水封结构。
上述可进行生物干化的垃圾储坑的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)生活垃圾运输车将垃圾卸入储坑卸料区，然后通过行车抓斗将卸料区的垃圾抓入干化区进行堆置，堆体高度控制在3.0-4.5m；
(2)鼓风干化堆置时间为6天，每天利用储坑上部的行车抓斗将垃圾堆体翻抛一次，实现接种菌体和疏松堆体孔隙的效果；
(3)当在一个供风分区堆置的垃圾干化时间达到6日后，通过抓斗将其抓至储坑成品区存储，等待下一步处理环节的进行；
(4)然后将卸料区的新鲜垃圾放至干化区空出来的供风分区，整个流程继续循环进行。
所述步骤(2)中干化区供风方式为间歇式，风机持续运转，通过储坑底部的风管为堆体供新鲜空气，每个独立供风区供风10min，停止20min，往复循环。通风流量为每立方米垃圾堆体0.05-0.2m3/min。堆体每高1m需要1.5kpa风压，4.5m堆高需要风机风压为6.75kpa，一般选用罗茨鼓风机。
本发明的有益效果为：
(1)本发明将常规的垃圾储存阶段升级为垃圾干化阶段，充分利用垃圾储坑的应急预留空间，节约了项目总体占地，免除了干化车间的建设费用，并减少了处理环节，可用于生活垃圾焚烧项目或水泥窑协同处置生活垃圾项目。
(2)本发明将排水口设置为U型水封构造，利用液位差维持储坑内部风压，解决供风短流造成的局部生物干化不充分的问题；利用储坑的垃圾抓斗进行翻抛，加强堆体通风干化效，通过储坑底部设置坡度，利于渗滤液排出。
(3)本发明整个堆置干化流程为8日，其中卸料区堆置1日，通风干化区堆置6日，卸料区堆置1日，可实现将垃圾含水率降至约46％的效果。
附图说明
图1是一种可进行生物干化的垃圾储坑平面布置图；
图2是一种可进行生物干化的垃圾储坑剖面图；
附图标记：1-鼓风机，2-电控阀门，3-抓斗，4-鹅卵石层，5-供风管，6-U型水封槽，7-渗滤液排水口，8-风管支墩，9-渗滤液收集池，10-渗滤液排水口篦子，Ⅰ-卸料区，Ⅱ-干化区，Ⅲ-成品区。
具体实施方式
本发明提供了一种可进行生物干化的垃圾储坑及其使用方法，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示的一种可进行生物干化的垃圾储坑平面布置图，整个垃圾储坑是个长方形储坑，在长度方向上分为卸料区Ⅰ、干化区Ⅱ、成品区Ⅲ。卸料区Ⅰ在垃圾卸料口一侧，用于接收每日进场的新鲜垃圾；干化区Ⅱ用于将进坑存放的生活垃圾进行生物干化，可堆放6日进场量的垃圾，长度方向又平均划分为6个供风区，每个供风区可堆放1日进场量的垃圾；成品区Ⅲ用于存放干化完成垃圾，通过储坑行车抓斗将成品区的垃圾抓送至下一处理环节，可堆放1日进场量的垃圾。
在储坑干化区Ⅱ底部沿储坑宽度方向铺设多条供风管5，于管道两侧斜向下45°交替开孔作为出风孔，同时为避免产生供气盲区，供风管间距为2m，使干化区Ⅱ任意一点到供风管5的最大距离不大于1m。干化区的6个供风区各自独立控制供风，每个供风区的供风管由一根主管连至鼓风机1，最终6根主管连接至2台鼓风机，每根主管上设有电控阀门2，通过阀门开闭控制各个供风区供风。
如图2所示，供风管5的支撑结构采用独立的活动支墩8，用水泥或工程塑料制成，放置于储坑底部，不与储坑底部连接固定。坑底铺鹅卵石覆盖供风管5，鹅卵石层4厚度需满足覆盖供风管最高处0.2m以上，鹅卵石层4级配粒径应小于60mm，上小下大铺设。
储坑底部宽度方向上设有坡度，在卸料区和干化区坑底较低的一侧沿长度方向上每6米设置一个渗滤液排水口7，排水口上覆不锈钢篦子10，下部坑壁侧开口与坑壁外侧的水封槽相连，形成U型水封结构6，水封槽维持液位高度高于下部开口最高点，垃圾堆体高度为4.5m时，需要的风压为6.75kpa，水封槽维持液位高度至少高于下部开口最高点0.7m，可维持压力6.86kpa，能保证堆体供气不会从排水口短流，进一步地，只要下部开口最高点处的水压大于一定高度的垃圾堆体需要的风压即可，以此解决了通常因排水口附近供气短流造成的局部生物干化不充分的问题。
如图1所示，渗滤液通过U型水封槽6与渗滤液收集池9通过一道分隔墙分隔开，分隔墙上有一个空隙，U型水封槽6中的渗滤液通过该缝隙溢流进入渗滤液收集池9，然后进入水处理系统，U型水封槽6中的液位以此来维持、保证液位差。储坑其他设置与常规垃圾储坑相同。
实施例
一个处理能力为300t/d的垃圾焚烧或水泥窑协同处置项目，进厂生活垃圾含水率为55％～70％，容重为400kg/m3，实施方案如下：
储坑设置为64m×25m的长方形，总面积1600m2，坑深5m。在储坑长度方向上分为3个区，依次为卸料区、干化区、成品区，其中干化区分为6个独立供风区，卸料区、成品区和每个独立供风区均为8m×25m的长方形，采用虚拟分区。每个分区可堆置300t垃圾，体积为750m3，堆高3.75m，干化区每立方米堆体通风量为0.05m3/min。
在干化区每个独立供风区的底部延储坑宽度方向铺设4根长23m的dn160供风管，中心间距为2m，可使干化区任意一点到供风管的最大距离不大于1m。4根供风管的一端由1根dn200的主管连接至2台并联运行的罗茨鼓风机，主管上设置电动碟阀，鼓风机置于储坑上部的风机房中。1台鼓风机为前3个独立供风区鼓风，另一台鼓风机为后3个独立供风区鼓风，风机持续运转，通过每个独立供风区主风管上的电控阀门开闭，使每个独立供风区依次供风10min，停20min。
风管选用PE100材质，罗茨鼓风机选用SSR-200A型，单台供风风量为39.15m3/min，风压为9.8kpa，功率12.5kw。
出风孔于供风管两侧斜向下45°交替开孔，开孔大小开孔间隔150mm，连接供风管与风机的主管不进行开孔。
供风管用水泥砌块托起至中心高度距离坑底0.3m，水泥砌块放置于储坑底部，不与储坑底部连接固定。整个储坑坑底铺设鹅卵石层，厚度为0.6m，覆盖供风管，鹅卵石层级配粒径应小于60mm，上小下大铺设。鹅卵石层可导流渗滤液，防止垃圾堵塞出风孔。
在卸料区和干化区坑底较低的一侧设置8个1m×1m的方形排水口，排水口深1.2m，上覆不锈钢篦子，储坑壁外侧设1.2m深水封槽，排水口坑与水封槽通过下部0.5m高的开口相连，形成U型水封结构。最大液位差为0.7m，可维持压力6.86kpa，可保证垃圾堆体高度为4.5m时，堆体供气不会从排水口短流。该实施方案干化处理后的垃圾含水率可降至46％以下。
本发明利用储坑内垃圾堆体中微生物好氧呼吸释放的大量热量，使垃圾堆体中的水分在加热下快速转化为水蒸气，通过行车抓斗每日抛翻垃圾堆体，强化自由扩散和强制对流效果，水蒸气被风机鼓入的干燥空气带出堆体，通过在坑底设置缓坡、在排水口设置U型水封结构，优化渗滤液排出条件，实现垃圾堆体的快速脱水干化。
Claims (3)
1.一种可进行生物干化的垃圾储坑，其特征在于，垃圾储坑依次划分为卸料区、干化区、成品区，分区是实墙分区或虚拟分区，储坑上部设置行车抓斗；其中卸料区在垃圾卸料口一侧，可堆放1日进场量的垃圾；成品区可堆放1日进场量的垃圾；
所述干化区长度方向平均划分为6个供风区，采用虚拟分区，每个供风区可堆放1日进场量的垃圾；
所述干化区底部沿储坑宽度方向铺设供风管，两条供风管间距为2m，于管道两侧斜向下45°交替开孔作为出风孔；
所述干化区使用2台鼓风机送风，每台风机为3个独立供风区送风，6个供风区各自独立控制供风，每个供风区的供风管由一根主管连至鼓风机，每根主管上设有电控阀门，通过电动阀门控制开闭，互不影响；
所述供风管的支撑结构采用独立的活动支撑，用水泥或工程塑料制成，放置于储坑底部，不与储坑底部连接固定；
所述储坑坑底铺鹅卵石覆盖供风管，鹅卵石层厚度高于供风管最高处0.2m以上，鹅卵石粒径小于60mm，上小下大铺设；
所述储坑底部宽度方向上设有坡度，在卸料区和干化区坑底较低的一侧沿长度方向上设置每6米设置一个渗滤液排水口，排水口上覆不锈钢篦子；
卸料区和干化区坑底较低一侧的坑壁侧开口与坑壁外侧的水封槽相连，在所述渗滤液排水口形成U型水封槽；
所述渗滤液通过U型水封槽与渗滤液收集池通过一道分隔墙分隔开，分隔墙上有一个空隙，U型水封槽中的渗滤液通过所述空隙溢流进入渗滤液收集池，然后进入水处理系统。
2.权利要求1所述的一种可进行生物干化的垃圾储坑的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)生活垃圾运输车将垃圾卸入储坑卸料区，然后通过行车抓斗将卸料区的垃圾抓入干化区进行堆置，堆体高度控制在3.0-4.5m；
(2)鼓风干化堆置时间为6天，每天利用储坑上部的行车抓斗将垃圾堆体翻抛一次，实现接种菌体和疏松堆体孔隙的效果；
(3)当在一个供风分区堆置的垃圾干化时间达到6日后，通过抓斗将其抓至储坑成品区存储，等待下一步处理环节的进行；
(4)然后将卸料区的新鲜垃圾放至干化区空出来的供风分区，整个流程继续循环进行。
3.根据权利要求2所述的可进行生物干化的垃圾储坑的使用方法，其特征在于，所述步骤(2)中干化区供风方式为间歇式，每个独立供风区供风10min，停止20min，往复循环，通风流量为每立方米垃圾堆体0.05-0.2m3/min。
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