一种用于强化垃圾填埋降解的酸缓冲覆层材料及其制备和应用制造技术

本申请公开一种用于强化垃圾填埋降解的酸缓冲覆层材料及其制备方法和应用，主要由以下材料制成：70

【技术实现步骤摘要】
一种用于强化垃圾填埋降解的酸缓冲覆层材料及其制备和应用


[0001]本申请涉及垃圾卫生填埋
，特别涉及一种用于强化垃圾填埋降解 的酸缓冲覆盖材料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]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。垃 圾填埋场需要占用大量的土地资源。按照生活垃圾卫生填埋场运行管理规范的 规定，垃圾填埋到一定厚度及每日填埋后，应进行覆盖处理，以防止轻质垃圾 飞散，蚊蝇孳生，臭气扩散，减少降雨或其他水源入渗。目前普遍采用粘土作 为覆层，土层厚度一般为20公分甚至更多。在填埋场空间里，覆盖垃圾所采用 的土层占据了大量空间，达到10
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20％的比例。以设计15年寿命的填埋场为例， 其运行期间，相当于有1.5
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3年的时间用于土层填埋。以建设100座同等规模的 卫生填埋场计算，其中的10
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20座填埋场被土层占据、浪费。尽管目前在某些填 埋场尝试采用塑料材质的土工膜替代传统的土覆盖层，但成本相对较高，且对 垃圾强化降解的效果不明显。
[0003]专利技术申请CN201010213155.5公开了一种无土垃圾覆盖材料，主要由水泥、 纤维、高分子结合剂组成，高分子结合剂是分散乳胶粉、树脂胶粉、氯丁胶乳、 丁苯胶乳、丁腈胶乳等材料制备而成。应用时，将无土垃圾覆盖材料与水按一 定比例混合搅拌，然后将浆料均匀喷洒在垃圾场上，形成一个封闭的覆盖面。 这种方法能够减少覆土的操作时间和减轻操作人员的劳动强度，有效控制飞禽 类觅食带来的病菌传染，并具有一定阻燃的特性，但是成本较高，材料对环境 也不友好。专利技术申请CN201510229012.6公开了一种环保型高效生活垃圾覆盖剂 及其制备方法，生活垃圾覆盖剂主要由膨润土、碳酸钠、碳酸钙和碱性蛋白酶 组成。该覆盖层通过吸附和交换作用，能够去除有机污染物和遏制有机污染物 在环境中的迁移。但是材料的制备成本较高，对强化填埋垃圾的降解效果有限。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种用于强化垃圾填埋降解的酸缓冲材料及其制备和应用，采 用硅藻土、粘土和生石灰对城市生活焚烧炉渣进行改性，实现生活垃圾焚烧炉 渣资源化利用的同时，提高酸缓冲材料的酸缓冲能力，可替代粘土以减少泥土 资源的使用。
[0005]一种用于强化垃圾填埋降解的酸缓冲覆层材料，按质量百分比计由如下原 料制成：生活垃圾焚烧炉渣70～85％，生石灰5～10％、粘土5～10％和硅藻土 5～10％。
[0006]可选的，所述酸缓冲覆层材料的粒径为2～5mm。
[0007]所述生活垃圾焚烧炉渣的比表面积为1.18m2/g，表观相对密度为2.73，亲水 系数为0.75。经本专利技术改性后的酸缓冲覆层材料其比表面积为2.3～2.5m2/g，表 观相对密度为2.9～3，亲水系数为0.78～0.8。
[0008]可选的，质量百分比计由如下原料制成：生活垃圾焚烧炉渣75～80％，生石 灰8～
10％、粘土5～6％和硅藻土5～10％。
[0009]进一步地，一种方案中，生活垃圾焚烧炉渣80％，生石灰10％、粘土5％和 硅藻土5％；另一种方案中，生活垃圾焚烧炉渣75％，生石灰10％、粘土5％和 硅藻土10％。
[0010]本申请还提供一种用于强化垃圾填埋降解的酸缓冲覆层材料的制备方法， 包括：
[0011]以质量百分比计，将70～85％生活垃圾焚烧炉渣，5～10％生石灰、5～10％粘 土和5～10％硅藻土初步混匀，得混合材料，按与所述混合材料重量比1:0.8～1.2 加水，阶段性搅拌并浸渍20～25小时，然后在180℃～220℃干燥箱中干燥，直至 含水率小于5％，然后送至破碎机破碎，破碎的粒径控制在2～5mm。
[0012]可选的，原料混合后按与所述混合材料重量比1:1加水，阶段性搅拌并浸渍 24小时，然后在200℃干燥箱中干燥。
[0013]本申请还提供一种如所述的酸缓冲覆层材料在垃圾填埋中的应用，在所述 填埋垃圾的顶面或/和中间填充所述酸缓冲覆层材料作为覆层。
[0014]可选的，当垃圾填埋的高度为1～2m时，将所述酸缓冲覆层材料均匀抛洒至 垃圾堆体表面作为覆层，覆层厚度控制在5
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30cm。
[0015]可选的，所述垃圾为市政垃圾。
[0016]与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果之一：
[0017](1)酸缓冲覆层材料的使用量减少了三分之一到四分之一，能节省巨额的 空间，创造较大的经济和社会效益；
[0018](2)覆层材料友好，减少了粘土的使用量，并使生活垃圾焚烧的炉渣实现 了资源化利用；改性的酸缓冲覆层材料酸缓冲能力较强，酸缓冲效果稳定；
[0019](3)能够显著增加填埋气的产量，减少填埋气中有害气体成分；
[0020](4)；能够显著降低垃圾渗滤液中污染物的浓度，减少后续处置的成本；
[0021](5)能够大幅缩短填埋垃圾稳定化的时间；
[0022](6)主要以生活垃圾焚烧炉渣为原料，减少了泥土资源的使用，且实现了 对生活垃圾焚烧炉渣的资源化利用。
附图说明
[0023]图1为实施例1中各填埋柱的垃圾沉降率变化情况图；
[0024]图2为实施例1中各填埋柱内固体垃圾的生物降解度(BDM)的情况图；
[0025]图3为实施例1中各填埋柱在填埋周期内渗滤液中CODcr浓度的变化图；
[0026]图4为实施例1中各填埋柱在填埋周期内填埋气中甲烷浓度的变化图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术 语只是为了描
述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0029]实施例1
[0030]在实验室条件下，搭建了模拟填埋柱，对新型的用于强化填埋垃圾降解的 酸缓冲覆盖材料的性能进行了评价。设置了4个模拟实验柱，单柱规模为φ 2.5m*3m，有效柱容14m3。
[0031]在垃圾填装前，准备了三种不同的覆层材料：
[0032]材料一：普通的粘土材料。
[0033]材料二：生活垃圾焚烧炉渣：生活垃圾焚烧炉渣取至浙江某一生活垃圾焚 烧炉，扫描电镜观察炉渣颗粒的形态，发现炉渣粉粒的颗粒直径差异很大，外 形各不相同，有球形、棒形、针形、片状和棉絮状，结构不对称但却有十分丰 富的孔结构。经测定，比表面积为1.18m2/g，表观相对密度为2.73，亲水系数为 0.75，主要的成分有氧化铝、氧化镁、二氧化硅、以及钙盐、钠盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于强化垃圾填埋降解的酸缓冲覆层材料，其特征在于，按质量百分比计由如下原料制成：生活垃圾焚烧炉渣70～85％，生石灰5～10％、粘土5～10％和硅藻土5～10％。2.根据权利要求1所述的酸缓冲覆层材料，其特征在于，所述酸缓冲覆层材料的粒径为2～5mm。3.根据权利要求1所述的酸缓冲覆层材料，其特征在于，所述酸缓冲覆层材料的比表面积为2.3～2.5m2/g，表观相对密度为2.9～3，亲水系数为0.78～0.8。4.根据权利要求1所述的酸缓冲覆层材料，其特征在于，按质量百分比计由如下原料制成：生活垃圾焚烧炉渣75～80％，生石灰8～10％、粘土5～6％和硅藻土5～10％。5.一种用于强化垃圾填埋降解的酸缓冲覆层材料的制备方法，其特征在于，包括：以质量百分比计，将70～85％生活垃圾焚烧炉渣，5～10％生石灰、5～10％粘土和5～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：章志成，钱欣怡，姚俊，袁继伟，孔庆娜，徐博宇，何健，俞昌琪，周丹丹，
申请(专利权)人：台州市污染防治工程技术中心台州市环科环保设备运营维护有限公司浙江省台州生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：