CN102513327B - 减排垃圾填埋场温室气体的准好氧填埋装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于垃圾填埋场的准好氧填埋装置及其应用。该装置包括进气系统，导气系统和布气系统；所述进气系统由一根上半圆设有若干通气孔的渗滤液导排主管和位于所述渗滤液导排主管两侧的渗滤液导排支管网组成；所述导气系统为若干根周壁设有通气孔的竖向导气管组成，所述竖向导气管分为恒径竖直导气管和变径竖直导气管；所述布气系统为若干个通气顶轮，每个所述通气顶轮由若干根放射状排列且设有通气孔的顶轮通气支管和一根环形通气管组成；所述竖向导气管下端与所述进气系统相连，所述变径竖直导气管上端与所述顶轮通气支管相连。本发明为减少填埋场温室气体排放提供了强大的技术支持，具有广阔应用前景。

Description

减排垃圾填埋场温室气体的准好氧填埋装置及应用

技术领域

本发明涉及一种用于垃圾填埋场的准好氧填埋装置及其应用，特别涉及一种减排生活垃圾填埋场温室气体的准好氧填埋装置及其应用。

背景技术

CH₄是仅次于二氧化碳(CO₂)的重要温室气体，其温室气体效应是CO₂的21倍，对全球气候变暖的贡献达15％，预计2030年成为造成温室效应的主要原因。CH₄在大气中的寿命约为12年，与控制其他温室气体相比，CH₄的减排对控制温室气体将起到立竿见影的效果。生活垃圾填埋场是CH₄最大的人类活动释放源之一。我国城市生活垃圾最主要处理方式是填埋，约占全部处置量的80％以上，但我国大部分填埋场，尤其是中小型填埋场所产生的填埋气体普遍采取被动的自然排放方式，一方面，随着居民生活水平的提高，垃圾中有机成分比例愈来愈高，另一方面，由于建造和运行昂贵的填埋气体(LFG)收集和利用系统缺乏经济上的可行性，填埋场填埋气无控排放的局面不会在短时间内得到控制。此外，传统的厌氧型卫生填埋场存在稳定化进程缓慢，渗滤液产生量大和填埋气产气不集中，产气周期长等问题，由此对周边环境构成极大的隐患，污染事件时有发生。

准好氧填埋技术起源于20世纪70年代的日本福冈，它是一种介于好氧填埋与厌氧填埋技术之间的新型垃圾卫生填埋技术，具有低成本、低污染、易维护、稳定化快速等优点，适用于填埋量小于250t/d、无气体收集系统的中小型填埋场。该技术所利用的原理是空气热力学中的“烟囱效应”，即利用垃圾堆体与外界的温差产生的负压，使新鲜空气通过大管径半满流设计的渗滤液导排管进入垃圾堆体内，从而实现无能耗的自动进气方式，充入的空气在填埋体形成局部好氧区域，从而达到垃圾降解速率显著高于传统厌氧填埋场的效果，同时可减少温室气体(甲烷)的产生。

自从2003年我国第一个准好氧垃圾填埋场于云南省蒙自县开建以来，准好氧填埋方式陆续被国内垃圾填埋场所采用。截止到2010年，已有13座准好氧填埋场建成并运行，更多的准好氧填埋场在设计或拟建之中。但是由于国内垃圾组分、性质、含水率等与日本的垃圾存在较大差异，很多技术指标和操作方法尚待改进。同时，国内的准好氧填埋场存在填埋作业不均匀问题，使得填埋堆体内部密度及孔隙分布不均，导致气体无法均匀扩散进入垃圾内部，好氧范围受局限且分布不均，填埋堆体内部的厌氧区域广泛存在，甲烷仍然大量产生，达不到预期的准好氧效果。此外，现有的准好氧填埋技术未考虑覆盖层甲烷氧化功能，此而使产生的甲烷失去最后的削减屏障而被直接排放到大气中。尤其对我国高有机质、高含水率的新鲜垃圾应用这种技术，仍然存在很大的温室气体污染的风险，因此需要对其进行本质性的技术改进，扬长避短，才可使这种技术真正适用于我国生活垃圾的处置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生活垃圾填埋场的准好氧填埋装置，该准好氧填埋装置可减排生活垃圾填埋场温室气体CH₄。

本发明所提供的准好氧填埋装置包括进气系统，导气系统和布气系统。

所述进气系统由一根渗滤液导排主管和设于所述渗滤液导排主管两侧的渗滤液导排支管网组成；所述渗滤液导排支管网由若干根渗滤液导排支管A和若干根渗滤液导排支管B组成，若干根所述渗滤液导排支管A与所述渗滤液导排主管均平行设置，若干根所述渗滤液导排支管B彼此平行，且与所述渗滤液导排主管和若干根所述渗滤液导排支管A均相通；所述渗滤液导排主管、每根所述渗滤液导排支管A和每根所述渗滤液导排支管B的上半圆均设有若干通气孔。

所述导气系统由若干根竖向导气管组成，每根所述竖向导气管周壁设有若干通气孔，所述竖向导气管分为恒径竖直导气管和管径由下向上递减的变径竖直导气管；所述变径竖直导气管上端封闭。

所述布气系统为若干个通气顶轮，每个所述通气顶轮由放射状排列的若干根顶轮通气支管和一根环形通气管组成；每根所述顶轮通气支管除位于正上方1/4面积管壁外的其余3/4面积管壁上设有若干通气孔。

在实际应用中，所述通气孔在各自导管的各自位置上通常均匀分布。

每根所述顶轮通气支管一端与所述变径竖直导气管上端侧壁相通，另一端与所述环形通气管相通，且若干所述顶轮通气支管与所述环形通气管在同一平面上，且该平面与所述导气系统的所述竖向导气管垂直；

所述若干根竖向导气管的下端与所述进气系统相通，所述若干根竖向导气管分散设于所述渗滤液导排主管、所述渗滤液导排支管A和所述渗滤液导排支管B上；

所述导气系统中所述变径竖直导气管的总数与所述通气顶轮的总数相等，一根所述变径竖直导气管的上端与一个所述通气顶轮的全部所述顶轮通气支管相连。

相邻两根所述渗滤液导排支管A的间距为15-20m；相邻两根所述渗滤液导排支管B的间距为10-15m；相邻两根所述竖向导气管的间距为25-40m；所述通气顶轮的总数占所述竖向导气管总数的1/3～1；所述通气顶轮为圆形，直径为4～20m，所述变径竖直导气管顶端位于所述通气顶轮的圆心，且与6～12根顶轮通气支管相连，相邻两根顶轮通气支管之间的夹角为30度～60度，如45度～60度。上述渗滤液导排支管A的间距、渗滤液导排支管B的间距、竖向导气管的间距，以及通气顶轮总数占竖向导气管总数之比等参数，可根据填埋垃圾的高度、垃圾性质及当地气候，降雨情况的做适当调整。各管的间距越小，数量越多，进气效果会相对更好，但投资建设成本会成倍增加，填埋操作难度增加，也增加后期运行维护难度，投入产出不成正比，因此需要根据实际规模、投资、填埋场结构等推荐合适的间距范围。

所述渗滤液导排主管内径、所述渗滤液导排支管A内径、所述渗滤液导排支管B内径、所述恒径竖直导气管内径、所述变径竖直导气管的平均内径和所述顶轮通气支管内径之比可为(600-800)∶(250-600)∶(250-600)∶(150-250)∶(150-250)∶(50-100)。

对于＜200万吨级的生活垃圾填埋场，所述渗滤液导排主管的直径(内径)为600-800mm，所述渗滤液导排支管A和所述渗滤液导排支管B的直径(内径)均为250-600mm；所述恒径竖直导气管的直径(内径)为150-250mm；所述变径竖直导气管的直径(内径)为100-500mm；每根所述顶轮通气支管直径(内径)为50-100mm。上述渗滤液导排主管、渗滤液导排支管A和渗滤液导排支管B的管径大小等参数的设置与垃圾填埋量、垃圾特性，渗滤液产生量，渗滤液水力学特性等有关系。垃圾填埋量较大、填埋高度较高的需要采用较大管径，但管径增大会导致建设成本，因此需要结合技术参数和成本确定一个合适的范围。

所述顶轮通气支管上通气孔的直径为2-5mm，相邻两个通气孔之间的距离为20-50mm；所述进气系统的所述渗滤液导排主管上的通气孔的直径为10-40mm，相邻两个通气孔之间的距离为150-250mm，所述渗滤液导排支管A和所述渗滤液导排支管B上的通气孔的直径为10-30mm，相邻两个通气孔之间的距离为80-150mm；所述导气系统的所述恒径竖直导管和所述变径竖直导管上的通气孔的直径均为5-15mm，相邻两个通气孔之间的距离为100-150mm。

在本发明的实施例中，所述导气系统的所述竖向导气管下端与所述渗滤液导排主管或所述渗滤液导排支管A为直角连接；所述导气系统的所述变径竖直导气管上端与所述布气系统的所述顶轮通气支管无缝连接。

所述的准好氧填埋装置在控制和/或减排生活垃圾填埋场温室气体中的应用也属于本发明的保护范围。

所述布气系统设于所述生活垃圾填埋场的覆盖层，当垃圾填埋场外部空气传至布气系统时，通过布气系统中的出气小孔透过砾石层进入覆盖层，为覆盖层中的甲烷氧化菌提供充足的氧气，提高其甲烷氧化酶活性，达到高效氧化垃圾填埋场甲烷的目的。

所述进气系统根据所述生活垃圾填埋场的高度按照下述1)或2)的方式布置：

1)所述生活垃圾填埋场高度小于等于10m，在所述生活垃圾填埋场的底部布设一层所述进气系统；

2)所述生活垃圾填埋场高度大于10m，从所述生活垃圾填埋场的底部开始，至少每隔10m布设一层所述进气系统，以改善垃圾堆体的进气效果。

所述进气系统的所述渗滤液导排管开口与大气相通；上述2)中设置在生活垃圾填埋场底部以上的所述渗滤液导排主管(或所述渗滤液导排支管A或所述渗滤液导排支管B)从所述生活垃圾填埋场的填埋体侧向伸出，倾斜向上，以防止渗滤液的溢流，进气口加帽以防止雨水进入。

所述渗滤液导排支管A的间距范围为15-20m；所述渗滤液导排支管B的间距范围为10-15m；所述竖向导气管的间距为25-40m；所述布气系统的数量占所有所述竖向导气管总数的1/3～1。

所述温室气体主要为甲烷。

本发明的优势在于：(1)本发明的进气系统为多点进气，克服了原准好氧填埋结构中的底部系统里只有渗滤液导排主管这一唯一的进气口、进气量不足，并且被水淹(渗滤液淹)时完全切断进气途径的弊端，使得在多雨潮湿的地区或季节也能使用准好氧填埋技术。另外，本发明的进气系统，除了进气以外，还兼具渗滤液收集和导排的功能。

(2)本发明的导气系统导管采用变径技术，变径处空气流向受阻，会有一部分流体返回比较粗的那一节管路，因此与普通直管相比，下层的填埋垃圾会注入较多的空气，而通常下层的填埋垃圾的压实度大，孔隙度小，因而这种竖向导气系统的设计有利于空气均向扩散和氧气的均匀分布，不至于形成倒三角形的好氧半径。

(3)本发明的布气系统具有向覆盖层充氧的功能，从而增加覆盖层，尤其是大气扩散影响受限的深层剖面的氧气含量，显著增强甲烷氧化菌的活性，提高甲烷末端削减效率，最终使准好氧填埋场温室气体达标排放。

本发明结合准好氧填埋技术的原理，通过布设、组合贯通底层、堆体和覆盖层的偶联式空气导入系统(管路)，在填埋场底部、中部和覆盖层同步形成局部好氧区域，既有效的控制了堆体内甲烷的生成，又增强了覆盖层甲烷生物氧化功能、削减了已生成甲烷的终端排放。本发明为减少填埋场温室气体排放提供了强大的技术支持，也为我国将来履行温室气体减排公约储备了技术力量。该技术既可用于新建的填埋场，也适合老填埋场的或老垃圾堆体的温室气体减排和气体污染物控制，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为用于生活垃圾填埋场的准好氧填埋装置结构示意图。其中，1为渗滤液导排主管；2为渗滤液导排支管A；3为渗滤液导排支管B；4为变径竖直导气管；5为恒径竖直导气管；6为通气顶轮。

图2为用于生活垃圾填埋场的准好氧填埋装置在填埋区域的布置方式示意图。其中，点S 1～S7代表示范工程石笼位置，点S8～S 13代表涿州生活垃圾填埋场原石笼位置。其中，S2和S3两个导气石笼所在位置进气系统的接点分别为b和a；S4和S5两个导气石笼所在位置进气系统的接点分别为b″和a″；S6和S7两个导气石笼所在位置进气系统的接点分别为b′和a′。

图3为通气顶轮与竖直导气管的连接示意图。其中，L0、L4、L6分别表示距离垃圾填埋场场底1m，距离1号导气石笼内变径竖直导气管水平距离为0、4、6m处的三个监测点，即L1-0、L1-4、L1-6；M0、M4、M6分别表示距离垃圾填埋场场底3m，距离1号导气石笼内变径竖直导气管水平距离为0、4、6m处的三个监测点，即M1-0、M1-4、M1-6；H0、H4、H6分别表示距离垃圾填埋场场底5m，距离1号导气石笼内变径竖直导气管水平距离为0、4、6m处的三个监测点，即H1-0、H1-4、H1-6；渗滤液导排管可为渗滤液导排主管，也可为渗滤液导排支管。

图4为通气顶轮示意图。其中，4为变径竖直导气管上端；8为顶轮通气支管；7为环形通气管。

图5为S1号石笼各层温差变化情况。其中，A为距离垃圾填埋场场底1m的三个监测点，即L1-0、L1-4、L1-6的温差变化情况；B为距离垃圾填埋场场底3m的三个监测点，即M1-0、M1-4、M1-6的温差变化情况；C为距离垃圾填埋场场底5m的三个监测点，即H1-0、H1-4、H1-6的温差变化情况。

图6为带通气顶轮S1号导气石笼和实际填埋区导气石笼的填埋气组分对比结果。其中，A为带通气顶轮S1号导气石笼和实际填埋区导气石笼的甲烷含量对比结果；B为带通气顶轮S1号导气石笼和实际填埋区导气石笼的二氧化碳含量对比结果；C为带通气顶轮S1号导气石笼和实际填埋区导气石笼的氧气含量对比结果。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中用于生活垃圾填埋场工程示范区的准好氧填埋装置，如图1所示，包括进气系统，导气系统和布气系统。

其中，进气系统包括一根滤液导排主管1、两根分别位于渗滤液导排主管1两侧，且与渗滤液导排主管1均平行的渗滤液导排支管A2，以及与渗滤液导排主管1和两根渗滤液导排支管A2均相通的六根渗滤液导排支管B3。六根渗滤液导排支管B3成对对称分布于滤液导排主管1两侧，且每侧的三根渗滤液导排支管B3彼此平行。渗滤液导排主管1、成对对称分布于渗滤液导排主管1两侧的两根渗滤液导排支管B3这三者之间相通。渗滤液导排主管1共有三个与渗滤液导排支管B3相通的接点。每根渗滤液导排支管A2上共有三个与渗滤液导排支管B3相通的接点。每根渗滤液导排支管B3与渗滤液导排主管1之间的夹角为60度。每根渗滤液导排支管A2与渗滤液导排主管1之间的垂直距离为15m；渗滤液导排主管1一侧的渗滤液导排支管B3之间的垂直间距为10m。渗滤液导排主管1、每根所述渗滤液导排支管A2和每根所述渗滤液导排支管B3的上半圆均设有若干通气孔。其中，渗滤液导排主管1上的通气孔的直径为40mm，相邻两个通气孔之间的距离为150～200mm，渗滤液导排支管A2和渗滤液导排支管B3上的通气孔的直径均为24mm，相邻两个通气孔之间的距离为80～150mm。

导气系统包括七根竖向导气管，其中三根为变径竖直导气管4，四根为恒径竖直导气管5。变径竖直导气管4和恒径竖直导管5的管壁上均设有通气孔；且所述变径竖直导气管4顶端封闭。其中，恒径竖直导管5周壁上的通气孔直径为12mm，相邻两个通气孔之间的距离为50～100mm；变径竖直导气管4管壁的通气孔直径为5～12mm，相邻两个通气孔之间的距离为50～100mm。

布气系统包括三个通气顶轮6。每个通气顶轮6由六根一端与变径竖直导气管上端均相通、且以变径竖直导气管顶端为圆心、呈放射状均匀排列的顶轮通气支管8，一根与六根顶轮通气支管8的另一端均相通的环形通气管7组成。六根顶轮通气支管8与环形通气管7在同一平面上，且该平面与导气系统的竖向导气管垂直；每根顶轮通气支管8除位于正上方1/4面积管壁外的其余3/4面积管壁上设有若干通气孔。所述通气孔的直径为5mm，相邻两个通气孔之间的距离为20～50mm。环形通气管7无通气孔。

七根竖向导气管的下端均与进气系统相通，七根竖向导气管分散设于渗滤液导排主管1、渗滤液导排支管A2和渗滤液导排支管B3上；七根竖向导气管中的三根变径竖直导气管4的上端各与一个通气顶轮的全部顶轮通气支管均相连。

实施例1、用于生活垃圾填埋场的准好氧填埋装置的工程示范研究

本实施例在涿州市生活垃圾填埋场二期填埋库区，选定面积为1300m²的填埋区域作为准好氧填埋装置的工程示范区域。该示范工程设计填埋垃圾量为50吨/日，总容积1万m³，垃圾填埋高度8m，覆土层高1m。示范工程垃圾与覆盖层组分如下：生活垃圾装填前挑选排除大块无机物，如建筑垃圾等，其他组分破碎至平均粒径10cm以下。覆盖材料选用粘土。用烘干法测定垃圾含水率为44.5％。垃圾成分见表1。垃圾与覆盖土的元素分析结果见表2。

表1涿州市生活垃圾成分表(质量百分比，％)

表2生活垃圾与覆盖层元素质量分数表(质量百分比，％)

注：图中的“-”表示该组分未检出。

将图1所示的用于生活垃圾填埋场工程示范区的准好氧填埋装置，按照图2的方式布设于上述1300m²的填埋区域。

其中，进气系统按照如下设置：渗滤液导排主管1设在填埋场示范区库底，从填埋场边坡一侧延伸至对侧，管径(内径)为600mm。两根渗滤液导排支管A2的管径(内径)均为300mm。六根渗滤液导排支管B3的管径(内径)均为300mm。从填埋场边坡一侧延伸至对侧，渗滤液导排主管1上的三个与渗滤液导排支管B3相通的接点分别为a、b和c，一根渗滤液导排支管A2上的三个与渗滤液导排支管B3相通的接点分别为a′、b′和c′，另一根渗滤液导排支管A2上的三个与渗滤液导排支管B3相通的接点分别为a″、b″和c″。

上述滤液导排主管、渗滤液导排支管A和渗滤液导排支管B可选用PVC管、UPVC管或HDPE管。

导气系统按照如下设置：每根变径竖直导气管5由3节管径(内径)分别为200、150、100mm的管子由下至上链接而成，由下至上各节管子的长度分别为3m、3m、2m。恒径竖直导管4的管径(内径)为200mm，管长为8m。三根变径竖直导气管5(顶端封闭)中的两根分别垂直设于渗滤液导排支管A2与渗滤液导排支管B3相通的接点b′和b″上，另外一根设于靠近填埋场边坡侧、且与接点c(渗滤液导排主管1与渗滤液导排支管B3相通的三个接点中靠近填埋场边坡侧的接点)的距离是2m的渗滤液导排主管1上；四根恒径竖直导气管中的两根分别垂直设于渗滤液导排主管1与渗滤液导排支管B3相通的接点a和b上，另外两根设于渗滤液导排支管A2与渗滤液导排支管B3相通的接点a′和a″上。七根竖向导气管均通过各自下端与进气系统相通。七根竖向导气管均外设钢丝网笼，竖向导气管与网笼之间填充碎石制成七个导气石笼。其中，三个设于渗滤液导排主管1之上的导气石笼直径均为Ф1200，从填埋场边坡一侧到对侧依次称为1号石笼、2号石笼、3号石笼；其余四个分别位于接点a′、b′、a″和b″上的石笼直径均为Ф1200。

所述恒径竖直导管和所述变径竖直导管可采用PVC管、UPVC管或HDPE管。

布气系统在上述导气石笼的封场高度(位于覆盖层)按照如下设置：通气顶轮6的直径为8m，设于覆盖层中，距离垃圾接触面的高度是0.7m，设计如图3，通气顶轮6的结构如图4所示。通气顶轮6的顶轮通气支管的管径(内径)为50mm，管长为4m；全部的顶轮通气支管均连接于所述变径竖直导气管最上面一节管子(管径(内径)为100mm)距离其封闭的顶端20cm的侧壁上。环形通气管7的管径(内径)为75mm，直径为8m。位于接点b′、b″以及渗滤液导排主管1上靠近填埋场边坡侧与接点c距离6m的三个变径竖直导气管4通过各自上端分别与一个通气顶轮6的全部顶轮通气支管8无缝连接。这三个通气顶轮构成布气系统。

所述顶轮通气支管、环形通气管的材质均可采用PVC管、UPVC管或HDPE管。

本实施例以渗滤液导排主管靠近填埋场实际边坡的1号石笼区域作为自充氧覆盖层示范位点。

在垃圾填埋和压实的过程中，在渗滤液导排主管靠近填埋场实际边坡的S 1号石笼区域的垃圾堆体不同深度和位置设置气体监测点位和温度监测探头。具体设置位置如下：选定设有通气顶轮6的S 1号导气石笼，在与渗滤液导排主管1所在竖直平面成90度夹角的竖直平面内，在距离垃圾填埋场场底1m(L)、3m(M)、5m(H)层高的位置设置三层监测点位，在距离S1号导气石笼内变径竖直导气管4水平距离(从所述变径竖直导气管最下面一节管子的外壁开始算起)为0、4、6m处分别设置三个监测点。总计九个监测点(如图3所示)，分别记作：L1-0、L1-4、L1-6(分别表示距离垃圾填埋场场底1m的水平面内，距离1号导气石笼内变径竖直导气管4水平距离为0、4、6m处的三个监测点)，M1-0、M1-4、M1-6(分别表示距离垃圾填埋场场底3m的水平面内，距离1号导气石笼内变径竖直导气管4水平距离为0、4、6m处的三个监测点)，H1-0、H1-4、H1-6(分别表示距离垃圾填埋场场底5m的水平面内，距离1号导气石笼内变径竖直导气管4水平距离为0、4、6m处的三个监测点)。

同时测定涿州填埋场现有导气石笼(位于图6中左侧填埋场一区的六个石笼)内的填埋气成分。

各监测点的温度结果如图5所示，结果表明，S1号石笼周边不同距离范围内不同深度填埋层内温差基本呈现：中层＞上层＞下层的变化趋势，且距离导气石笼距离越远，温差越大。总体来看，大部分时间内，垃圾堆体内外温差都在20℃以上，这保证了填埋堆体的无动力通风效果，从而确保达到准好氧状态。结合本研究前期小试部分研究获得的风速与温差的解析关系式：v＝0.0281ΔT-0.5258(牟子申，陆文静，龙於洋等，呼吸型填埋场覆盖层技术研究I：热动力自充氧装置构建，环境科学学报.2011，31(11)：2493～2498)，可知1号导气石笼的渗滤液导排主管1上的导气管中，空气流通非常顺畅，最高风速可达0.5m/s，能显著改善填埋堆体内的好氧环境。

S1号导气石笼与填埋场原导气石笼(S8-S13号石笼)中的导气管内填埋气组分如图6(图6中填埋场导气石笼(S8-S13号石笼)检测到的各气体浓度均为在距离被相应石笼包围的恒径竖直导气管上方0-1.0cm的点所测得，S1号石笼检测到的各气体浓度均为在距离被相应石笼包围的变径竖直导气管上方50.0cm的点所测得)所示。示范工程运行期间，渗滤液导排主管1上的S1号导气石笼变径竖直导气管4中的甲烷浓度均低于0.3％，S8-S13号石笼甲烷浓度最高可达1.0％，且大部分点位的大部分时期内甲烷浓度为0.2-1.0％。这主要是由于实际填埋区内导气石笼布置较为稀疏，导致实际填埋区中某些局部区域未能达到准好氧效果。可见，准好氧填埋场内，合适的导气管分布密度与填埋气中的甲烷减排有密切关系。同时与由传统的厌氧填埋场CH₄含量(45-60％)相比，基于自充氧覆盖层的准好氧填埋技术可使甲烷大幅度降低。同样，1号石笼中氧气浓度明显高于实际填埋场的6个对照石笼，而二氧化碳浓度明显低于填埋场的6个对照石笼。

综上，本示范工程的气体组分结果与传统填埋场填埋气组分结果对比情况如表3所示，可见，高效充氧新型准好氧填埋技术无论对于传统的厌氧填埋场还是常规的准好氧填埋场其温室气体减排作用均表现出显著优势。

表3本示范工程与传统厌氧填埋场填埋气组分比较

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[4]B.Eklund，E.P.Anderson，B.L.Walker，D.B.Burrows，Characterization of landfill gascomposition at the Fresh Kills municipal solid-waste landfill，Environmental Science &Technology 32(1998)2233-2237.

[5]C.He，D.J.Herman，R.G.Minet，T.T.Tsotsis，A catalytic/sorption hybrid process for landfillgas cleanup，Industrial & Engineering Chemistry Research 36(1997)4100-4107.

[6]M.R.Allen，A.Braithwaite，C.C.Hills，Trace organic compounds in landfill gas at SevenU.K.waste disposal sites，Environmental Science & Technology 31(1997)1054-1061.

[7]R.Haubrichs，R.Widmann，Evaluation of aerated biofilter systems for microbial methaneoxidation ofpoor landfill gas，Waste Management 26(2006)408-416.

Claims (6)

1.用于生活垃圾填埋场的准好氧填埋装置，其特征在于：它包括进气系统，导气系统和布气系统；

所述进气系统包括一根渗滤液导排主管和设于所述渗滤液导排主管两侧的渗滤液导排支管网；所述渗滤液导排支管网由若干根渗滤液导排支管A和若干根渗滤液导排支管B组成，若干根所述渗滤液导排支管A与所述渗滤液导排主管均平行设置，若干根所述渗滤液导排支管B彼此平行，且与所述渗滤液导排主管和若干根所述渗滤液导排支管A均相通；所述渗滤液导排主管、每根所述渗滤液导排支管A和每根所述渗滤液导排支管B的上半圆均设有若干通气孔；

所述导气系统包括若干根竖向导气管，每根所述竖向导气管周壁设有若干通气孔，所述竖向导气管分为恒径竖直导气管和管径由下向上递减的变径竖直导气管；所述变径竖直导气管上端封闭；

所述布气系统包括若干个通气顶轮，每个所述通气顶轮由放射状排列的若干根顶轮通气支管和一根环形通气管组成；每根所述顶轮通气支管一端与所述变径竖直导气管上端侧壁相通，另一端与所述环形通气管相通，且若干所述顶轮通气支管与所述环形通气管在同一平面上，且该平面与所述导气系统的所述竖向导气管垂直；每根所述顶轮通气支管除位于正上方1/4面积管壁外的其余3/4面积管壁上设有若干通气孔；

所述若干根竖向导气管的下端均与所述进气系统相通，所述若干根竖向导气管分散设于所述渗滤液导排主管、所述渗滤液导排支管A和所述渗滤液导排支管B上；

所述导气系统中所述变径竖直导气管的总数与所述通气顶轮的总数相等，一根所述变径竖直导气管的上端与一个所述通气顶轮的全部所述顶轮通气支管相连；

相邻两根所述渗滤液导排支管A的间距为15-20m；相邻两根所述渗滤液导排支管B的间距为10-15m；相邻两根所述竖向导气管的间距为25-40m；所述通气顶轮的总数占所述竖向导气管总数的1/3～1；所述通气顶轮为圆形，直径为4-20m，所述变径竖直导气管顶端位于所述通气顶轮的圆心，且与6～12根所述顶轮通气支管相连；

所述渗滤液导排主管内径、所述渗滤液导排支管A内径、所述渗滤液导排支管B内径、所述恒径竖直导气管内径、变径竖直导气管的平均内径和顶轮通气支管内径之比为（600-800）：（250-600）：（250-600）：（150-250）：（150-250）：（50-100）；

所述顶轮通气支管上通气孔的直径为2-5mm，相邻两个通气孔之间的距离为20-50mm；

所述进气系统的所述渗滤液导排主管上的通气孔的直径为10-40mm，相邻两个通气孔之间的距离为150-250mm，所述渗滤液导排支管A和所述渗滤液导排支管B上的通气孔的直径为10-30mm，相邻两个通气孔之间的距离为80-150mm；

所述导气系统的所述恒径竖直导管和所述变径竖直导管上的通气孔的直径均为5-15mm，相邻两个通气孔之间的距离为50-100mm。

2.根据权利要求1所述的准好氧填埋装置，其特征在于：所述通气顶轮中相邻两个所述顶轮通气支管之间的夹角为30度-60度。

3.根据权利要求1或2所述的准好氧填埋装置，其特征在于：所述导气系统的所述竖向导气管下端与所述渗滤液导排主管或所述渗滤液导排支管A直角连接；所述导气系统的所述变径竖直导气管上端与所述布气系统的所述顶轮通气支管无缝连接。

4.权利要求1-3中任一所述的准好氧填埋装置在减排生活垃圾填埋场温室气体中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述布气系统设于所述生活垃圾填埋场的覆盖层；所述进气系统根据所述生活垃圾填埋场的高度按照下述1）或2）的方式布置：

1）所述生活垃圾填埋场高度小于等于10m，在所述生活垃圾填埋场的底部布设一层所述进气系统；

2）所述生活垃圾填埋场高度大于10m，从所述生活垃圾填埋场的底部开始，至少每隔10m布设一层所述进气系统。

6.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于：所述温室气体为甲烷。

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