城市生活垃圾生物處理與生態(tài)填埋技術(shù)研究及工程應(yīng)用
本項目針對目前垃圾管理和處理過程中所存在的主要問題,中國科學院武漢巖土力學研究所等組成的聯(lián)合體先后承擔了垃圾生物處理與生態(tài)填埋技術(shù)研究與工程應(yīng)用方面的國家自然科學基金、國家十五攻關(guān)、湖北省科技廳和武漢市科技局重點科技攻關(guān)課題。課題的主要研究內(nèi)容包括垃圾的分類及其現(xiàn)場減量化技術(shù)、垃圾的外源高效堆肥技術(shù)、垃圾生物預處理技術(shù)、垃圾生物反應(yīng)器填埋技術(shù)、垃圾填埋場在線監(jiān)測和安全性評估技術(shù)。本項目先后在國內(nèi)外學術(shù)期刊發(fā)表科技論文59篇,申報了國家發(fā)明專利4項(已授權(quán)2項)和實用新型專利2項,出版學術(shù)專著(手冊、教科書)3部,開發(fā)了產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)裝備2項,編制了國家及行業(yè)技術(shù)規(guī)范8項,已經(jīng)應(yīng)用于7項工程,取得了顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。其主要研究成果如下:
1、設(shè)計了適合武漢特點的垃圾源頭壓縮轉(zhuǎn)運設(shè)備,目前該技術(shù)在武漢市城區(qū)推廣應(yīng)用。
2、研制了適合我國垃圾特點的現(xiàn)場廚房垃圾分類收集及處理成套技術(shù)和設(shè)備,并進行了示范應(yīng)用。
3、進行了生活垃圾生物預處理技術(shù)研究,提出了設(shè)計模型和系列工藝參數(shù),其減量化效率40%,水分去除率30%以上,形成適合生活垃圾綜合處理和資源化利用的生物預處理工藝技術(shù),達到改善生活垃圾特性,提高垃圾熱值,減容減量的目的。其研究成果在多個垃圾焚燒廠中得到推廣應(yīng)用。
4、脫臭菌試驗研究了以控制發(fā)酵過程無害化和肥料腐熟指標為目標的外源生物高效堆肥技術(shù)的工藝參數(shù),從發(fā)酵種的選擇、培養(yǎng),固氮、解磷、解鉀技術(shù),到工藝參數(shù)的確定和設(shè)備的開發(fā),取得了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
5、提出了一種名為“厭氧-好氧生物反應(yīng)器”的填埋方法。該項技術(shù)的應(yīng)用可以人工強化填埋場內(nèi)生物反應(yīng)環(huán)境,促進填埋垃圾降解和穩(wěn)定化,解決我國生活垃圾衛(wèi)生填埋場土地利用效率低、二次污染重和老垃圾堆場的封場和治理等問題,推動填埋技術(shù)向低污染、可持續(xù)方向轉(zhuǎn)型。另外還提出了用塊體垃圾充填城市周邊廢棄采礦場的新思維,并進行了基礎(chǔ)性和前瞻性的研究工作。
6、提出了管道絮凝法、固定化微生物法及回灌法等綜合處理垃圾滲濾液的方法,研究成果在武漢市典型衛(wèi)生填埋工程中得到推廣應(yīng)用。
7、研制了四通道大氣顆粒物智能采樣儀。
8、對填埋氣體及滲濾液的運行規(guī)律進行了理論研究,提出了填埋氣體遷移H-C非線性耦合數(shù)學模型,給出拉垃圾滲濾液污染傳輸計算模型及BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,垃圾填埋氣附存狀態(tài)的計算方法。
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