CN102191166A - 一种垃圾填埋气导排收集系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾填埋气导排收集系统及其方法，填埋气采用可随垃圾堆体的升高向上拉拔的集气竖井进行收集，渗滤液导排采用内部立体导排和表面收集相结合的方式。系统包括导水盲沟、石笼、集气竖井、表面收集主管、集气管道及渗滤液收集处理装置，导水盲沟在堆体内分层设置，相邻两层导水盲沟通过垂直安装的石笼相连通；集气竖井通过连接渠与每层导水盲沟相连通并可随着垃圾堆体的升高向上拉拨，其顶部设有填埋气出口，出口与填埋气集气管道相连；在垃圾堆体外表面设置有表面收集主管，表面收集主管与每层导水盲沟均相连通，其下部连接在渗滤液收集处理装置上。本发明作业安全，系统结构稳定，可对堆体内过量水有效导排，提高填埋气收集率。
Description
技术领域
本发明涉及一种净化垃圾填埋气的导排技术，具体是涉及一种可显著提高垃圾填埋气收集率的垃圾填埋气导排收集系统及其方法。
背景技术
填埋气(LFG)是在垃圾填埋的过程中，垃圾中含有的大量有机成分被微生物厌氧发酵或降解产生的气体。垃圾填埋气中的主要成分为甲烷和二氧化碳。同时含有微量的硫化氢、硫醇、氯乙烯、甲苯、己烷、氯甲烷、二甲苯等有毒气体。填埋气中的甲烷属易燃有机物，甲烷分子中H/C较高，含碳量少，容易实现充分燃烧，是一种热值较高的能源物质。但填埋气则具有易燃易爆及污染环境等隐患，《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》明确要求生活垃圾填埋场要建立填埋气导排系统，在填埋场的运行期和后期维护与管理期内将填埋层内的气体导出后利用、焚烧或达到排放要求后直接排放。以消除可燃性气体的燃烧爆炸隐患、减少温室效应气体排放等。
目前，被广泛应用的填埋气收集工艺主要有竖井收集、横井收集、膜下收集三种方式。经过笔者十几年的生活垃圾填埋场运行和管理经验，中国的生活垃圾含水量大，且进行填埋的垃圾组分复杂，很容易出现垃圾阻水层，阻隔水的下渗，造成堆体内部的高水位，形成“山有多高，水有多高”的现象，进而阻断填埋气的收集通道。无论何种气体收集方式，堆体内部的高水位均会显著降低填埋气的收集率。据调研，对于垃圾填埋量1000t/d的大型填埋场，收集系统一般较完善，其填埋气收集率仍不足80％；而对于填埋量500t/d的小型填埋场，其填埋气收集率只有30％-50％。更为严重的是，堆体内部的水可能会随填埋气进入填埋气收集管道，造成填埋气收集系统的瘫换。
专利CN201010984Y垃圾填埋场生物气与渗滤液一体化抽排装置，所述竖井由钢筋混凝土材料构筑而成，并且在填埋场投入使用前施工完成，考虑到垃圾堆体内部竖井的气体收集半径一般为只有20-40米，因此该竖井建设成本、及工程量很大，并且填埋运营期间，对填埋施工造成不便；竖井壁留有与多水平、多分支收集疏排通道的连通口，容易破坏堆体的厌氧环境；潜污泵设置在竖井底部，对于几十米高的垃圾堆体来讲，该潜污泵的维修与保养十分困难。而专利CN100354531C垃圾填埋气竖井排水方法及其系统，发明的排水方法是处理竖井内部的水，但无法解决因垃圾阻隔作用而造成存在于垃圾堆体内部的水，并且因向竖井内鼓吹空气，存在破坏垃圾堆体内部的厌氧环境的风险。
发明内容
针对国内垃圾填埋场普遍存在的因垃圾堆体水位高，无法提高填埋气收集率的问题，本发明的一个目的是提供一种填埋气导排收集方法，对填埋堆体内部的过量水进行有效导排，提高填埋气的收集率，加强垃圾堆体的稳定性。
本发明的另一个目的是提供一种作业安全、结构稳定、效果好的填埋气导排收集系统。
为达上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种垃圾填埋气导排收集的方法，其中，填埋气采用可随垃圾堆体的升高向上拉拔的集气竖井进行收集，渗滤液导排采用内部立体导排和表面收集相结合的方式。
本发明还可通过以下技术方案进一步实现：
所述的垃圾填埋气的导排收集方法，其中，内部立体导排通过垃圾堆体内分层设置的导水盲沟及垂直设置于相邻两层导水盲沟之间的石笼实现，表面收集通过设置于垃圾堆体外表面且与每层导水盲沟均相连通的表面收集主管实现。
本发明还公开了一种垃圾填埋气导排收集系统，包括垃圾堆体内导排槽、集气竖井、集气管道及渗滤液收集处理装置，其中，垃圾堆体内导排槽由导水盲沟及石笼共同组成，导水盲沟在堆体内分层设置，相邻两层导水盲沟通过垂直安装的石笼相连通；集气竖井通过连接渠与每层导水盲沟相连通并可随着垃圾堆体的升高向上拉拨，其顶部设有填埋气出口，出口与填埋气集气管道相连；在垃圾堆体外表面设置有表面收集主管，表面收集主管与每层导水盲沟均相连通，其下部连接在渗滤液收集处理装置上；上层导水盲沟内汇集的渗滤液通过石笼和/或集气竖井流到下层的导水盲沟和/或表面收集主管内，然后进入垃圾填埋场底部的渗滤液收集处理装置，从而实现了内部立体导排及表面收集相结合的渗滤液收集处理。
所述的垃圾填埋气导排收集系统，其中，所述导水盲沟每隔5-15米水平设置一层，每层均由壁上带有通孔的导水管、卵石导排层及过滤层共同组成，导水管埋设于卵石导排层内部，过滤层包覆于导水管的外部。
所述的垃圾填埋气导排收集系统，其中，导水盲沟的断面呈正六边形，导水盲沟水平放置或者呈1-3％的坡度设置。
所述的垃圾填埋气导排收集系统，其中，所述过滤层为密度大于或等于300g/cm2的土工布。
所述的垃圾填埋气导排收集系统，其中，所述集气竖井包括中空金属管、壁上带有通孔的抽气管、卵石及密封盖，金属管可随着垃圾堆体的升高向上拉拨，其内部沿管壁方向平行放置1个以上的抽气管，各抽气管之间以及抽气管与金属管之间均留有空隙，空隙内填充有卵石，随着金属管向上拉拨顺序向其内部填充抽气管及卵石；密封盖密封于中空金属管的上部，其上设有与集气管道相连的填埋气出口。
所述的垃圾填埋气导排收集系统，其中，所述石笼由壁上带有通孔的导水管、卵石及金属网共同组成，金属网圈围一周，其内部平行放置一根或一根以上的导水管，导水管之间及导水管与金属网之间的空隙填充卵石。
所述的垃圾填埋气导排收集系统，其中，所述连接渠由卵石层及包覆于卵石层外部密度大于或等于300g/cm2的土工布共同组成。
由于采用了上述技术方案，使得本发明具备如下技术效果：
1、本发明集气竖井埋入垃圾堆体内，并且随垃圾填埋高度的增加可以向上拉拔，集气竖井顶部有填埋气出口，出口与填埋气收集管道相连。垃圾堆体产生的填埋气首先进入集气竖井，然后依次通过竖井顶部的填埋气出口、填埋气收集管道进入火炬等填埋气处理设备，从而实现了填埋气的稳定收集处理，作业安全；
2、本发明的渗滤液导排采用内部导排与表面收集相结合的方式，高层导水盲沟汇集的一部分渗滤液可以由石笼或集气竖井流到低层导水盲沟，进而通过填埋场底渗滤液收集处理装置排出垃圾堆体，从而实现了内部的导排；而另一部分渗滤液则可通过与每层导水盲沟相连通的表面收集主管直接流出垃圾堆体，进入渗滤液处理系统，从而实现了表面的收集。这两种收集方式的结合，有效实现了垃圾堆体内部过量水的导排，导排效果良好，提高了填埋气的收集率，经小规模实验，填埋气的收集率达90％以上；
3、本发明的集气竖井向上拉拔时，金属管位置上移，而金属管内放置的抽气管和卵石留在原处，密封盖与金属管通过螺栓连接，每次拉拔后，卸下密封盖后继续向金属管内填充抽气管和卵石；该结构加强了堆体的稳定性，操作时对垃圾填埋场底部渗系统及边坡稳定结构无损害，且方便施工及维护；
4、本发明对堆体内的渗沥液进行有效导排后，还可利用集气竖井或石笼中的管道进行渗沥液的回灌，一方面可以通过堆体的吸附降解作用，有效的降低渗沥液中的污染成分，另一方面也可以将填埋堆体里的含水率调节到适合微生物代谢的条件，通过提高微生物活性加速填埋堆体内有机物的降解，加速堆体的稳定化进程；
5、本发明的导水盲沟导水管的外部及连接渠外部均包覆一层过滤材料，有效过滤杂质，避免因长时间使用后垃圾内固体物质堵塞导水管上的通孔，从而保证了导排渗滤液的畅通，导水效果更佳，导水盲沟断面优选正六边形，其结构稳定并具有一定的汇水面积，导水盲沟与水平面呈0-20度角设置，更便于导水盲沟内的渗滤液向石笼及便面收集主管汇集，排水效果更好。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图；
图2为本发明连接渠结构示意图。
图中：1、集气竖井，11.金属管，12.抽气管，13.卵石，14.密封盖，141.填埋气出口；2、导水盲沟，21.导水管，22.卵石导排层，23.过滤层；3.石笼，31.卵石，32.导水管，33.金属网；4.连接渠，41.卵石，42.过滤层；5.表面收集主管，6、垃圾堆体。
具体实施方式
下面详细结合附图1-2详细说明本发明。
一种垃圾填埋气导排收集系统，包括垃圾堆体6内导排槽、集气竖井1、集气管道及渗滤液收集处理装置，其中，垃圾堆体6内导排槽由导水盲沟2及石笼3共同组成，导水盲沟2在堆体6内分层设置，相邻两层导水盲沟2通过垂直安装的石笼3相连通；集气竖井1通过连接渠4与每层导水盲沟2相连通并可随着垃圾堆体6的升高向上拉拨，其顶部设有填埋气出口141，出口141与填埋气集气管道相连；在垃圾堆体6外表面设置有表面收集主管5，表面收集主管5与每层导水盲沟2均相连通，其下部连接在渗滤液收集处理装置上；上层导水盲沟内汇集的渗滤液通过石笼和/或集气竖井流到下层的导水盲沟和/或表面收集主管内，然后进入垃圾填埋场底部的渗滤液收集处理装置，从而实现了内部立体导排及表面收集相结合的渗滤液收集处理。
垃圾堆体6产生的填埋气由集气竖井1进行收集，在填埋场运行期间，当垃圾堆体6填埋到一定高度时，即开始安装集气竖井1，为保证不破坏填埋场底部防渗系统，集气竖井1距底部防渗系统不小于3米。集气竖井1埋入垃圾堆体内，其包括中空金属管11、壁上带有通孔的抽气管12、卵石13及密封盖14，金属管11可随着垃圾堆体的升高向上拉拨，其内部沿管壁方向平行放置1个以上的抽气管12，各抽气管12之间以及抽气管12与金属管11之间均留有空隙，空隙内填充有卵石13，密封盖14与金属管11通过螺栓连接，每次拉拔后，卸下密封盖14后继续向其内部填充抽气管12及卵石13。然后再将密封盖14密封于中空金属管11的上部，密封盖14上设有与集气管道相连的填埋气出口。垃圾堆体6产生的填埋气首先进入集气竖井1，集气竖井1内部的卵石和HDPE管用来输送填埋气，然后，填埋气依次通过竖井顶部的填埋气出口2、填埋气收集管道3进入火炬等填埋气处理设备。
为保证较高的填埋气收集率，本系统的渗滤液导排采取内部导排和表面收集相结合的方式。当垃圾堆体6的填埋高度达9米时，开始铺设第一层导水盲沟2，导水盲沟2由壁上带有通孔的导水管21、卵石导排层22及过滤层23共同组成，导水管21埋设于卵石导排层22内部，过滤层23包覆于导水管21的外部，采用密度大于或等于300g/cm2的土工布。防止长期使用后垃圾内固体物质堵塞导水盲沟2内的导水管21上的通孔。为保证导水盲沟2的结构稳定且有一定的汇水面积，其断面结构优选正六边形.导水盲沟2可水平设置，也可设置为坡度呈1-3％的形式；导水盲沟2也可以采用常规的盲沟形式。
导水盲沟2通过连接渠4与集气竖井1相连通，连接渠4由卵石41和包覆在卵石结构外的具有一定过滤能力的过滤层41组成，过滤层42采用密度大于或等于300g/cm2的土工布，可有效防止垃圾中固体物质堵塞卵石41间空隙，从而保障连接渠4的连接畅通。以后在垃圾堆体高度不断增加的过程中，每隔5-15米设一层导水盲沟2，上、下相邻两层导水盲沟2通过竖直安装的石笼3相连通，石笼3在垃圾堆体高度达5米时开始安装，随垃圾堆体6的高度增加而向上续接并与各层的导水盲沟2相连，最终连至顶层的导水盲沟2。石笼3由卵石31、导水管32、金属网33组成，导水管32壁上带有通孔，石笼3的外周由金属网33围合而成，断面可为圆形，石笼内部平行放置一根或多根导水管32，笼内空隙填充卵石32.石笼3也可采用常规的石笼形式。
导水盲沟2内部的卵石导排层2作为导流层用来汇集垃圾堆体6内部的水，导水盲沟2内部的导水管21用来输送汇集到盲沟2内的水。由此，高层导水盲沟汇集的水可以由石笼3和集气竖井1流到低层导水盲沟，并逐层下流，进而通过填埋场底渗滤液导排系统排出垃圾堆体，从而实现了内部导排。每层导水盲沟2在距离边坡5-15米处与表面收集主管5相连，连接方式为表面收集主管5与导水盲沟2内部导水管焊接或法兰连接。表面收集主管5出边坡后，保持一定的坡度沿边坡向下与填埋堆体外部的渗滤液处理装置相连，由此，该层导水盲沟汇集的水通过表面收集主管5流出垃圾堆体6，并直接进入渗滤液处理装置，从而实现了表面收集的导水方式。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定。凡本领域的技术人员利用本发明的技术方案对上述实施例作出的任何等同的变动、修饰或演变等，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种垃圾填埋气导排收集的方法，其特征在于：
填埋气采用可随垃圾堆体的升高向上拉拔的集气竖井进行收集，渗滤液导排采用内部立体导排和表面收集相结合的方式。
2.根据权利要求1所述的垃圾填埋气的导排收集方法，其特征在于：
内部立体导排通过垃圾堆体内分层设置的导水盲沟及垂直设置于相邻两层导水盲沟之间的石笼实现，表面收集通过设置于垃圾堆体外表面且与每层导水盲沟均相连通的表面收集主管实现。
3.一种垃圾填埋气导排收集系统，包括垃圾堆体内导排槽、集气竖井、集气管道及渗滤液收集处理装置，其特征在于：
垃圾堆体内导排槽由导水盲沟及石笼共同组成，导水盲沟在堆体内分层设置，相邻两层导水盲沟通过垂直安装的石笼相连通；集气竖井通过连接渠与每层导水盲沟相连通并可随着垃圾堆体的升高向上拉拨，其顶部设有填埋气出口，出口与填埋气集气管道相连；在垃圾堆体外表面设置有表面收集主管，表面收集主管与每层导水盲沟均相连通，其下部连接在渗滤液收集处理装置上；上层导水盲沟内汇集的渗滤液通过石笼和/或集气竖井流到下层的导水盲沟和/或表面收集主管内，然后进入垃圾填埋场底部的渗滤液收集处理装置，从而实现了内部立体导排及表面收集相结合的渗滤液导排方式。
4.根据权利要求3所述的垃圾填埋气导排收集系统，其特征在于：
所述导水盲沟每隔5-15米水平设置一层，每层均由壁上带有通孔的导水管、卵石导排层及过滤层共同组成，导水管埋设于卵石导排层内部，过滤层包覆于导水管的外部。
5.根据权利要求4所述的垃圾填埋气导排收集系统，其特征在于：
所述导水盲沟的断面呈正六边形，导水盲沟水平放置或者呈1-3％的坡度设置。
6.根据权利要求4所述的垃圾填埋气导排收集系统，其特征在于：
所述过滤层为密度大于或等于300g/cm2的土工布。
7.根据权利要求3-6中任一所述的垃圾填埋气导排收集系统，其特征在于：
所述集气竖井包括中空金属管、壁上带有通孔的抽气管、卵石及密封盖，金属管可随着垃圾堆体的升高向上拉拨，其内部沿管壁方向平行放置1个以上的抽气管，各抽气管之间以及抽气管与金属管之间均留有空隙，空隙内填充有卵石，随着金属管向上拉拨顺序向其内部填充抽气管及卵石；密封盖密封于中空金属管的上部，其上设有与集气管道相连的填埋气出口。
8.根据权利要求3-6中任一所述的垃圾填埋气导排收集系统，其特征在于：
所述石笼由壁上带有通孔的导水管、卵石及金属网共同组成，金属网圈围一周，其内部平行放置一根或一根以上的导水管，导水管之间及导水管与金属网之间的空隙填充卵石。
9.根据权利要求8所述的垃圾填埋气导排收集系统，其特征在于：
所述连接渠由卵石层及包覆于卵石层外部密度大于或等于300g/cm2的土工布共同组成。
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