1.本发明涉及垃圾处理领域，具体为一种加速填埋垃圾稳定化的方法与装置。


背景技术：

2.随着我国经济水平的快速发展，人民生活水平得到极大改善，但与此同时由于城市化进程的不断推进，城市人口的日益增长，城市生活垃圾产生量迅速增加。据统计，我国城市垃圾年产量已经超过1.4亿吨，并且仍以每年8％-10％的速度增长，人均日垃圾产量已经超过1kg，几乎达到工业发达国家的水平。如果以现在的生活垃圾增长速度，到2030年，中国城市生活垃圾将达到4.80亿吨，2050年将达到5.28亿吨。2018年，历史垃圾堆存量达到80亿吨以上，数万座生活垃圾填埋场包围了全国近2/3的城市。此外，我国农村人口占全国人口总数达39％，农村生活垃圾产生量为年均1.8亿吨左右，其中大量垃圾未能得到妥善的收治，多地出现了“垃圾围乡”的窘境。
3.城市生活垃圾处理处置的方法主要有卫生填埋、堆肥、焚烧和热解等。由于我国垃圾组分中厨余废物比例高、含水率高、热值低，决定了填埋是我国大部分城市生活垃圾的主要处理方式之一。生活垃圾进入填埋场后，将逐渐发生复杂的物理化学反应和生物降解过程。生活垃圾在填埋数年后，其中易降解物质已完全或接近完全降解，此时的填埋垃圾性质趋于稳定，基本达到无害化状态，可开采利用释放填埋场的库容。然而由于生活垃圾简易堆放场在建设之初，一般仅考虑到低运输成本和垃圾“就近堆放”的原则，并没有对垃圾进行分类和分区堆放。垃圾属于多种组分的混合体，垃圾在填埋场堆放位置及所处的环境条件直接影响垃圾的降解速率，因而稳定化程度也大不相同。对比新鲜的垃圾填埋物，未稳定化的垃圾的特点是易腐物、蛋白质、产渗滤液量等较少，然而难腐熟的有机质(纤维素、半纤维素、木质素)、生物可降解物及微生物降解的中间产物和最终产物的含量相对较高。尽管该部分垃圾与新鲜垃圾存在明显的区别，但这类垃圾不能进行资源化利用，需要进一步稳定化处理。
4.此外，目前全国现存上万座非正规垃圾填埋场，每一座非正规垃圾填埋场就是一个大的污染源，其污染持续时间可以长达数十年甚至上百年。随着技术经济水平的提高，大部分生活垃圾被运至大型卫生填埋场进行无害化处理。但垃圾量增长过快，全国各个城市的大型卫生填埋场均面临库容紧张问题。实现非正规填埋场的整治和库容饱和填埋场土地再利用的主要方式是填埋场开挖筛分再利用。填埋场开挖筛分再利用是指对填埋场内的垃圾进行开采，根据材料属性进行分类，回收塑料等高热值燃料、金属以及土壤等。填埋场开挖筛分再利用，既可以回收金属、塑料、土壤等资源，降低垃圾存量，又可以释放日益紧张的填埋库容，延长填埋场服役寿命，填埋垃圾筛分再利用的前提是达到生化稳定状态，在自然状态下这个过程需要数年之久。因此，如何实现未稳定化的垃圾快速稳定化具有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种加速填埋垃圾稳定化的方法与装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种加速填埋垃圾稳定化的装置，包括装置主体和渗滤液池，所述装置主体左上侧设有进料口，所述装置主体左下侧设有，所述装置主体上侧设有液体分布器，所述液体分布器下侧设有散布式喷管，所述液体分布器与所述渗滤液池之间设有连接管道，在管道中设有泵和第二阀门，所述装置主体最上侧设有气体出口，所述气体出口与外空间相通，所述装置主体中侧设有垃圾填埋体，所述垃圾填埋体中混合有活性炭粒，所述装置主体左右侧壁之间固定设有砾石层，所述砾石层下侧设有填埋反应器的底部，所述砾石层中具有空隙，空隙处联通所述填埋反应器的底部与所述垃圾填埋体，所述砾石层上侧设有气体分布器，所述气体分布器右侧固定设有第二导气管，所述第二导气管延伸至外空间中，所述第二导气管一端设有空气引风机，所述第二导气管与所述空气引风机之间设有阀门，所述第二导气管的一条支管上侧设有进气阀门，支管与所述空气引风机均和空气相通，所述填埋反应器的底部左侧设有出口，所述出口与所述渗滤液池之间通过管道相通，在管道中设有抽液泵和第一阀门，所述渗滤液池左侧设有液体排出管道。
7.作为优选，所述气体分布器上侧设有两组正极和负极，且在所述正极和所述负极之间设有第一导气管，所述正极与所述负极之间设有电源，所述第一导气管中从上至下设有十排气孔，所述气孔与所述相通，所述气孔可以将所述垃圾填埋体反应产生的气体向上通过所述气体出口导出装置。
8.作为优选，所述装置主体左侧固定设有纵向滑槽，所述纵向滑槽中转动设有螺纹杆，所述纵向滑槽中滑动设有滑动块，所述滑动块与所述螺纹杆之间螺纹连接，所述滑动块上侧与所述纵向滑槽侧壁之间固定设有，所述滑动块下侧与所述纵向滑槽侧壁之间固定设有，所述滑动块右侧固定设有固定件，所述固定件从左至右依次固定设有六个通槽，每一个所述通槽外侧设有环形槽，每一个所述环形槽后侧设有内置空间，所述内置空间中转动设有齿轮，六个所述齿轮之间通过皮带连接，每一个所述环形槽中滑动设有齿圈，所述齿圈设有外齿圈，所述齿圈的外齿圈与所述齿轮啮合，所述齿圈内侧固定设有固定块，所述固定块的内侧设有清洁块，每一个所述通槽均对应所述正极、所述第一导气管以及所述负极，所述清洁块具有一定的弹性，当完成一次的稳定化反应后，会将所述垃圾填埋体排出，此时会有部分残留的留存在所述正极、所述第一导气管以及所述负极上，若不进行清理长时间会腐蚀管壁以及表面材料，影响性能，且可能堵塞所述气孔，此时所述第一个所述齿轮主动转动，通过皮带带动后续的所述齿轮一起相向转动，从而使得所述清洁块围绕着所述正极、所述第一导气管以及所述负极进行清理，同时所述螺纹杆正向转动，使得所述滑动块带动所述固定件下降，从而对装置进行自动的清理，在这个过程中，所述第一伸缩阻挡板和所述第二伸缩阻挡板起到阻挡的作用，防止杂物进入到所述纵向滑槽中。
9.一种促进填埋垃圾快速稳定化的方法，包括以下步骤：
10.s1：对填埋垃圾进行稳定化评价，筛分稳定化垃圾和未稳定化垃圾；
11.s2：取所述未稳定化垃圾，加入到填埋反应器，对这部分填埋垃圾的进行稳定化处理。
12.在所述步骤s2中，所述稳定化处理具体包括以下步骤：
13.s2-1：将未稳定垃圾破碎至一定粒径，然后混入一定量的活性炭，通过进料口加入至填埋反应器；
14.s2-2：装料完成后，适当压实。将所述渗滤液池中的渗滤液原液经过所述泵加入到填埋反应器，经所述液体分布器均匀喷洒在所述垃圾填埋体中，渗滤液下渗，会在所述垃圾填埋体和所述活性炭粒上挂膜，逐渐形成一定数量的微生物群落。下渗液经所述砾石层后进入所述填埋反应器的底部，经所述出口后渗滤液回流至所述渗滤液池。同时关闭所述进气阀门，打开所述阀门，开启所述空气引风机，所述空气经引风机鼓入填埋反应器中，经所述第二导气管后进入所述气体分布器，分散的空气在垃圾填埋体中上升，初期阶段为填埋垃圾好氧降解提供氧气。同时开启所述电源，为填埋垃圾体提供微电场。
15.s2-3：经历15～26天左右，填埋反应器中微生物的驯化完成，填埋体能够自身产气。这时关闭所述第一阀门，所述空气引风机停止工作，打开所述进气阀门，由于垃圾体自身产气会在所述第一导气管中上升，利用空气动力学原理外界所述空气会自动吸入到填埋反应器中。
16.s2-4：经过15-60天左右，待填埋垃圾稳定后，停止循环液和曝气，将稳定后的垃圾经所述出料口排出垃圾体。清理完反应器中垃圾后，可以进行下一个循环处理。
17.作为优选，所述步骤s1中，所述稳定化评价中以有机质、ph、腐殖质和生物可降解物为稳定化评价指标。
18.作为优选，所述稳定化评价中，同时满足有机质含量《7％，ph值为7.0～8.2，腐殖质含量《4％，生物可降解物含量《5％的填埋垃圾为稳定化垃圾；若不满足上述条件，则为未稳定化垃圾。
19.作为优选，所述步骤s2-1中，活性炭的粒径在100μm～2mm之间。
20.作为优选，所述步骤s2-1中，所述活性炭与粉碎后垃圾体的质量比为2％～5％。
21.作为优选，所述步骤s2-2中，填埋体中微电场的强度控制在0.5～1v/m。
22.综上所述，本发明有益效果是：
23.1、本发明中能够大幅缩短填埋垃圾稳定化的时间。主要的作用机理包括：电场电极向好氧膜生物区的垃圾体施加电场，以增强垃圾体中微生物细胞的酶的活性，提升细胞生长能力和代谢水平，可以提高微生物对污染物的降解速率，从而提高装置对污染物的处理能力；
24.2、活性炭改善了电场的分布，克服了传统反应器存在电子传递效率低，微生物与电场接触不充分等问题，应用过程的稳定性较好；活性炭有利于微生物的挂膜。
25.3、本发明方法的处理周期短，处理效果好，工艺简单、操作方便、设备所需投资少，且运行成本较低。
附图说明
26.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明一种加速填埋垃圾稳定化的方法与装置整体全剖的主视结构示意图；
28.图2为本发明图1中第一导气管的结构示意图；
29.图3为本发明图1中a的局部放大图；
30.图4为本发明图1中b-b方向结构示意图；
31.图5为本发明图4中c处局部放大图。
32.附图中标记分述如下：1、液体分布器；2、进料口；3、垃圾填埋体；4、活性炭粒；5、正极；6、第一导气管；7、负极；8、出料口；9、出口；10、第一阀门；11、抽液泵；12、渗滤液池；13、液体排出管道；14、泵；15、第二阀门；16、气体出口；17、填埋反应器的底部；18、砾石层；19、气体分布器；20、第二导气管；21、电源；22、空气；23、空气引风机；24、阀门；25、进气阀门；26、气孔；27、纵向滑槽；28、螺纹杆；29、滑动块；30、固定件；31、内置空间；32、齿轮；33、环形槽；34、齿圈；35、固定块；36、清洁块；37、通槽；38、装置主体；39、第一伸缩阻挡板；40、第二伸缩阻挡板。
具体实施方式
33.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
34.本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
35.下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1视图方向的前后左右上下的方向一致，图1为本发明装置的正视图，图1所示方向与本发明装置正视方向的前后左右上下方向一致。
36.请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种加速填埋垃圾稳定化的装置，包括装置主体38和渗滤液池12，所述装置主体38左上侧设有进料口2，所述装置主体38左下侧设有8，所述装置主体38上侧设有液体分布器1，所述液体分布器1下侧设有散布式喷管，所述液体分布器1与所述渗滤液池12之间设有连接管道，在管道中设有泵14和第二阀门15，所述装置主体38最上侧设有气体出口16，所述气体出口16与外空间相通，所述装置主体38中侧设有垃圾填埋体3，所述垃圾填埋体3中混合有活性炭粒4，所述装置主体38左右侧壁之间固定设有砾石层18，所述砾石层18下侧设有填埋反应器的底部17，所述砾石层18中具有空隙，空隙处联通所述填埋反应器的底部17与所述垃圾填埋体3，所述砾石层18上侧设有气体分布器19，所述气体分布器19右侧固定设有第二导气管20，所述第二导气管20延伸至外空间中，所述第二导气管20一端设有空气引风机23，所述第二导气管20与所述空气引风机23之间设有阀门24，所述第二导气管20的一条支管上侧设有进气阀门25，支管与所述空气引风机23均和空气22相通，所述填埋反应器的底部17左侧设有出口9，所述出口9与所述渗滤液池12之间通过管道相通，在管道中设有抽液泵11和第一阀门10，所述渗滤液池12左侧设有液体排出管道13。
37.另外，在一个实施例中，所述气体分布器19上侧设有两组正极5和负极7，且在所述正极5和所述负极7之间设有第一导气管6，所述正极5与所述负极7之间设有电源21，所述第
一导气管6中从上至下设有十排气孔26，所述气孔26与所述相通，所述气孔26可以将所述垃圾填埋体3反应产生的气体向上通过所述气体出口16导出装置。
38.另外，在一个实施例中，所述装置主体38左侧固定设有纵向滑槽27，所述纵向滑槽27中转动设有螺纹杆28，所述纵向滑槽27中滑动设有滑动块29，所述滑动块29与所述螺纹杆28之间螺纹连接，所述滑动块29上侧与所述纵向滑槽27侧壁之间固定设有39，所述滑动块29下侧与所述纵向滑槽27侧壁之间固定设有40，所述滑动块29右侧固定设有固定件30，所述固定件30从左至右依次固定设有六个通槽37，每一个所述通槽37外侧设有环形槽33，每一个所述环形槽33后侧设有内置空间31，所述内置空间31中转动设有齿轮32，六个所述齿轮32之间通过皮带连接，每一个所述环形槽33中滑动设有齿圈34，所述齿圈34设有外齿圈，所述齿圈34的外齿圈与所述齿轮32啮合，所述齿圈34内侧固定设有固定块35，所述固定块35的内侧设有清洁块36，每一个所述通槽37均对应所述正极5、所述第一导气管6以及所述负极7，所述清洁块36具有一定的弹性，当完成一次的稳定化反应后，会将所述垃圾填埋体3排出，此时会有部分残留的留存在所述正极5、所述第一导气管6以及所述负极7上，若不进行清理长时间会腐蚀管壁以及表面材料，影响性能，且可能堵塞所述气孔26，此时所述第一个所述齿轮32主动转动，通过皮带带动后续的所述齿轮32一起相向转动，从而使得所述清洁块36围绕着所述正极5、所述第一导气管6以及所述负极7进行清理，同时所述螺纹杆28正向转动，使得所述滑动块29带动所述固定件30下降，从而对装置进行自动的清理，在这个过程中，所述第一伸缩阻挡板39和所述第二伸缩阻挡板40起到阻挡的作用，防止杂物进入到所述纵向滑槽27中。
39.一种促进填埋垃圾快速稳定化的方法，包括以下步骤：
40.s1：对填埋垃圾进行稳定化评价，筛分稳定化垃圾和未稳定化垃圾；
41.s2：取所述未稳定化垃圾，加入到填埋反应器，对这部分填埋垃圾的进行稳定化处理。
42.在所述步骤s2中，所述稳定化处理具体包括以下步骤：
43.s2-1：将未稳定垃圾破碎至一定粒径，然后混入一定量的活性炭4，通过进料口2加入至填埋反应器；
44.s2-2：装料完成后，适当压实。将所述渗滤液池12中的渗滤液原液经过所述泵14加入到填埋反应器，经所述液体分布器1均匀喷洒在所述垃圾填埋体3中，渗滤液下渗，会在所述垃圾填埋体3和所述活性炭粒4上挂膜，逐渐形成一定数量的微生物群落。下渗液经所述砾石层18后进入所述填埋反应器的底部17，经所述出口9后渗滤液回流至所述渗滤液池12。同时关闭所述进气阀门25，打开所述阀门24，开启所述空气引风机23，所述空气22经引风机鼓入填埋反应器中，经所述第二导气管20后进入所述气体分布器19，分散的空气在垃圾填埋体中上升，初期阶段为填埋垃圾好氧降解提供氧气。同时开启所述电源21，为填埋垃圾体提供微电场。
45.s2-3：经历15～26天左右，填埋反应器中微生物的驯化完成，填埋体能够自身产气。这时关闭所述第一阀门24，所述空气引风机23停止工作，打开所述进气阀门25，由于垃圾体自身产气会在所述第一导气管6中上升，利用空气动力学原理外界所述空气22会自动吸入到填埋反应器中。
46.s2-4：经过15-60天左右，待填埋垃圾稳定后，停止循环液和曝气，将稳定后的垃圾
经所述出料口8排出垃圾体。清理完反应器中垃圾后，可以进行下一个循环处理。
47.另外，在一个实施例中，所述步骤s1中，所述稳定化评价中以有机质、ph、腐殖质和生物可降解物为稳定化评价指标。
48.另外，在一个实施例中，所述稳定化评价中，同时满足有机质含量《7％，ph值为7.0～8.2，腐殖质含量《4％，生物可降解物含量《5％的填埋垃圾为稳定化垃圾；若不满足上述条件，则为未稳定化垃圾。
49.另外，在一个实施例中，所述步骤s2-1中，活性炭的粒径在100μm～2mm之间。
50.另外，在一个实施例中，所述步骤s2-1中，所述活性炭与粉碎后垃圾体的质量比为2％～5％。
51.另外，在一个实施例中，所述步骤s2-2中，填埋体中微电场的强度控制在0.5～1v/m。
52.具体实施例中，取所述未稳定化垃圾，加入到填埋反应器，对这部分填埋垃圾的进行稳定化处理，将未稳定垃圾破碎至一定粒径，然后混入一定量的活性炭4，通过进料口2加入至填埋反应器，装料完成后，适当压实。将渗滤液池12中的渗滤液原液经过泵14加入到填埋反应器，经液体分布器1均匀喷洒在垃圾体3中，渗滤液下渗，会在垃圾填埋体3和活性炭粒4上挂膜，逐渐形成一定数量的微生物群落。下渗液经砾石层18后进入填埋反应器的底部17，经出口9后渗滤液回流至渗滤液池12。同时关闭进气阀门25，打开阀门24，开启空气引风机23，空气22经引风机鼓入填埋反应器中，经第二导气管20后进入气体分布器19，分散的空气在垃圾填埋体中上升，初期阶段为填埋垃圾好氧降解提供氧气。同时开启电源21，为填埋垃圾体提供微电场，经历15～26天左右，填埋反应器中微生物的驯化完成，填埋体能够自身产气。这时关闭第一阀门24，空气引风机23停止工作，打开进气阀门25，由于垃圾体自身产气会在第一导气管6中上升，利用空气动力学原理外界空气22会自动吸入到填埋反应器中，经过15-60天左右，待填埋垃圾稳定后，停止循环液和曝气，将稳定后的垃圾经出料口8排出垃圾体。清理完反应器中垃圾后，可以进行下一个循环处理，当完成一次的稳定化反应后，会将所述垃圾填埋体3排出，此时会有部分残留的留存在所述正极5、所述第一导气管6以及所述负极7上，若不进行清理长时间会腐蚀管壁以及表面材料，影响性能，且可能堵塞所述气孔26，此时所述第一个所述齿轮32主动转动，通过皮带带动后续的所述齿轮32一起相向转动，从而使得所述清洁块36围绕着所述正极5、所述第一导气管6以及所述负极7进行清理，同时所述螺纹杆28正向转动，使得所述滑动块29带动所述固定件30下降，从而对装置进行自动的清理，在这个过程中，所述第一伸缩阻挡板39和所述第二伸缩阻挡板40起到阻挡的作用，防止杂物进入到所述纵向滑槽27中。
53.以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。