CN103157641B - 一种自动卷收式面源污染气体捕集装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境保护和治理领域，具体涉及一种自动卷收式面源污染气体捕集装置及其应用。本发明的自动卷收式面源污染气体捕集装置，包括空心卷盘（1），挡板（2），多孔软管（3），卷盘驱动电机（4），传动链条（5），抽风机（6），以及污染物收集主管（7）。本发明的自动卷收式面源污染气体捕集装置具有集中化、小型化和便携化等优点，其使用通过扇形点散式布管，实现对垃圾卫生填埋场作业区恶臭气体的收集和疏导，并对收集的污染物进行集中处理，控制臭气散发。<b/>
Description
技术领域
本发明涉及环境保护和治理领域，具体涉及一种自动卷收式面源污染气体捕集装置及其应用。
背景技术
2010年我国生活垃圾年清运量约为1.58亿吨，除少部分焚烧、堆肥或回收利用外，77%以上被运送到各类填埋场进行处置。在填埋场的中转、平铺、压实及填埋堆置等过程中，会产生大量臭气体无组织排放，且垃圾堆体产生的细菌和扬尘在气流作用下无序扩散，严重影响了当地居民的生活，公众反映强烈，围绕垃圾处置过程的恶臭控制已成为重大的民生问题。
影响填埋场产生气体的数量和浓度的因素很多，表现为填埋气体越随意排放，暴露面积越大，填埋场越臭的现象，其中恶臭物质（H2S、NH3、VOC等）被填埋气体等夹带逸散到空气中是填埋场恶臭的最主要的贡献源。研究表明，生活垃圾填埋场恶臭物质的释放与是否及时覆盖，填埋气导排、收集、处理方式有着较直接的关系。
目前针对大面积、敞开式垃圾卫生填埋场恶臭气体的控制效果并不明显，一方面需要加强对填埋作业面、填埋气等方面管理，另一方面辅之以相应的技术手段，包括改变填埋气体流向，变恶臭无序排放为有序收集和处理。主要从三个进行控制：（1）减少恶臭物质的产生，可采取垃圾分类收集、缩短收集到填埋的时间或喷洒特定菌液以抑制或减缓厌氧致臭过程；（2）控制恶臭物质的散发，可采取土壤覆盖除臭、横管竖管相连主动式收集处理、膜覆盖除臭等手段；（3）处理收集恶臭气体，可采取掩蔽法、燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、等离子净化法、生物法等手段。
总体而言，填埋场恶臭排放以各类无组织散发为主，各种控制方面均有其优缺点，其主动式沼气收集处理除臭技术、土壤除臭技术、膜覆盖除臭技术可以最大程度使得恶臭气体的收集、利用与处理成为可能，控制恶臭气体的随意排放。但目前针对臭气气体收集处理技术一般存在操作繁琐，收集效率相对不高等问题，实现对填埋场作业面臭气的有效收集将是控制恶臭的先决条件，因此合理的围挡覆盖和恶臭气体收集处理工艺和方式已成为控制填埋场恶臭的关键节点。
发明内容
本发明的目的是提供一种能捕集垃圾填埋场作业区面源恶臭气体的装置，本发明的自动卷收式面源污染气体捕集装置可自动卷收用于收集污染气体的多孔软管，方便移动，实现收集装置的集约布管和自动卷收。
本发明首先公开了一种自动卷收式面源污染气体捕集装置，包括空心卷盘1，挡板2，多孔软管3，卷盘驱动电机4，传动链条5，抽风机6，以及污染物收集主管7；所述空心卷盘1为圆柱形，其内部设有中空的内腔12，所述内腔12与所述抽风机6的入风口连通，所述抽风机6的出风口与所述污染物收集主管7连接；空心卷盘1的侧壁上设有多个将内腔12与外界连通的管接头11，所述多孔软管3与所述管接头11连接；所述空心卷盘1上设有垂直于其轴向的多片所述挡板2，并且所述挡板2设于所述管接头11的两侧；所述卷盘驱动电机4通过传动链条5与所述空心卷盘1传动连接；所述多孔软管3上设有多个圆孔31。
本发明的自动卷收式面源污染气体捕集装置中，多孔软管3的前端通过空心卷盘1上的管接头11集中固定在空心卷盘1上；并且多孔软管可拆卸更换，方便使用；多孔软管管径60-150mm，使用时，各管间夹角按180度均分，软管上设有圆孔，考虑风阻和覆盖面变化，多孔软管上的圆孔直径从软管前端5mm逐渐放大到末端15mm，这种布孔及与衔接方式可使各管路风阻均匀，臭气收集面能覆盖整个作业空间。
臭气收集作业开始时，反转卷盘驱动电机4，通过传动链条5带动空心卷盘1反转，释放多孔软管3；通过人工或机械手段将多孔软管3逐渐释放到作业面上，按扇形排布（各管间夹角按180度均分），进行面源恶臭收集。收集作业结束时，开启卷盘驱动电机4对多孔软管3进行卷绕，将多孔软管3收集在空心卷盘1的挡板2之间；抽风机6集成在装置内部，前端与空心卷盘1衔接，与空心卷盘的内腔12连通；利用负压作用通过多孔软管3收集作业区臭气，抽风机6的出风口可以设置可拆卸接头，使用时与预设在填埋场边缘的污染物收集主管7衔接，收集完成后从污染物收集主管7中取出污染物并处理。
较优的，所述挡板2为圆环状。其圆心与空心卷盘1的轴心重合。
较优的，所述管接头11在所述空心卷盘1外壁上的开口位于同一条直线上。
较优的，所述多孔软管管径为60～150mm。
较优的，所述多孔软管上的圆孔直径为5～15mm。
更优的，所述多孔软管3上的圆孔31的直径由靠近管接头11的一端向远离管接头11的一端逐渐变小。
更进一步的，所述自动卷收式面源污染气体捕集装置还包括控制电路A、排管移动轴B，驱动所述排管移动轴转动的排管驱动电机C，以及多个探测排管组件D；所述探测排管组件D包括探测器D1，以及在所述排管驱动电机的驱动作用下沿所述排管移动轴往复运动的排线器D2；所述探测器D1包括导向轮D11、力矩探测杆D12、探测杆支架D13以及滑动电阻D14，所述力矩探测杆D12一端设有所述导向轮D11，其另一端设有所述滑动电阻D14；所述力矩探测杆D12与所述探测杆支架D13活动连接；所述排线器D2包括排线管D21；每一所述多孔软管3对应一探测排管组件D，并且所述多孔软管3依次穿过所述导向轮D11和所述排线管D21后与所述管接头11连接；所述控制电路A分别与所述滑动电阻D14、排管驱动电机C以及卷盘驱动电机4电连接。
前述控制电路、排管移动轴，排管驱动电机及探测排管组件的设置是为了防止由于软管在不平整作业面上所受阻力大小不一，以及软管间布置角度的不同，导致软管收集过程中存在扭矩而出现局部缠绕纠结等情况，实现多孔软管的均匀收卷。含有排线管D21的排线器D2在排管移动轴B上移动，实现对多孔软管3收集的定位：在排管驱动电机C的带动下，排线器D2在排管移动轴B上往复运动，使软管一圈圈整齐地缠绕在挡板2之间的空心卷盘1上。装置正常运行时，多孔软管先经过导向轮D11，再进入排线管D21，然后才与管接头11连接。软管经过导向轮D11时若运动是不稳定的，它会产生上下波动，导致力矩探测杆D12也摆动，从而使滑动电阻D14产生不同的电信号，该电信号被输送至控制电路A，由控制电路A控制排管驱动电机C和/或卷盘驱动电机4的转速，使软管的缠绕速度与理想速度相匹配。挡板间的间距可根据空心卷盘的宽度进行调整。
较优的，本发明所述自动卷收式面源污染气体捕集装置还包括主机架8，所述空心卷盘1、挡板2、多孔软管3、卷盘驱动电机4、传动链条5、抽风机6、污染物收集主管7、控制电路A、排管移动轴B、排管驱动电机C和/或探测排管组件D位于所述主机架8内。
较优的，所述自动卷收式面源污染气体捕集装置还包括隔离膜。隔离膜既可以是本发明装置的一个组成部分，也可以灵活机动的采用其他材料或装置替代。
更优的，所述隔离膜还包括隔离膜骨架。
本发明的多孔软管可以采用高分子惰性聚合材料，具有轻质、使用方便、配管施工简单、耐腐蚀性高和化学稳定性强等优点；覆盖膜采用耐腐蚀抗折叠的轻质高分子塑性树脂材料。
本发明第二方面公开了采用前述自动卷收式面源污染气体捕集装置处理面源垃圾气体的方法，为将多孔软管展开，铺于垃圾填埋场作业区内，采用一隔离膜覆盖于垃圾填埋场作业区上方，获得一个围合的污染气体处理空间；开启抽风机，对污染气体处理空间内的污染气体进行捕集。
采用本发明的方法处理垃圾填埋场面源恶臭气体时，可以直接利用自动卷收式面源污染气体捕集装置进行污染气体捕集，但为了更有效量的吸收恶臭气体，防止恶臭扩散，可以采用一隔离膜覆盖于垃圾填埋场作业区上方，将隔离膜的边沿与垃圾填埋场作业区地面紧密结合，围合成一相对密闭的空间来捕集恶臭气体。
较优的，本发明所述自动卷收式面源污染气体捕集装置使用时，将多孔软管展开，呈扇形铺于垃圾填埋场作业区内。
本发明最后还公开了前述自动卷收式面源污染气体捕集装置在环境保护和垃圾处理领域的应用。
本发明自动卷收式面源污染气体捕集装置的有益效果为：通过扇形点散式布管、收集管与装置固定可实现臭气收集装置集中化、小型化、便携化，实现对垃圾卫生填埋场作业日工作停止后作业区产生的恶臭气体进行收集和疏导，并进行集中处理，控制臭气散发。处理完后将臭气收集多孔软管自动收卷、覆盖膜折叠，等待下一次臭气收集作业，或将其整体撬装式移动至下一个作业面，这样既可提高臭气收集效率、方便操作，又可实现整体移动。
附图说明
图1：自动卷收式面源污染气体捕集装置整体结构示意图
图2：自动卷收式面源污染气体捕集装置纵切结构示意图
图3：自动卷收式面源污染气体捕集装置局部结构示意图
图4：自动卷收式面源污染气体捕集装置使用示意图
图5：自动卷收式面源污染气体捕集装置电路控制示意图
1.空心卷盘2.挡板3.多孔软管4.卷盘驱动电机5.传动链条6.抽风机7.污染物收集主管8.主机架11.管接头12.内腔A.控制电路B.排管移动轴C.排管驱动电机D.探测排管组件D1.探测器D2.排线器D11.导向轮D12.力矩探测杆D13.探测杆支架D14.滑动电阻D21.排线管
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明的一种自动卷收式面源污染气体捕集装置可以如图1所示，包括空心卷盘1，挡板2，多孔软管3，卷盘驱动电机4，传动链条5，抽风机6，以及污染物收集主管7；所述空心卷盘1为圆柱形，其内部设有中空的内腔12（如图2所示），所述内腔12与所述抽风机6的入风口连通，所述抽风机6的出风口与所述污染物收集主管7连接；空心卷盘1的侧壁上设有多个将内腔12与外界连通的管接头11，所述多孔软管3与所述管接头11连接；所述空心卷盘1上设有垂直于轴向的多片所述挡板2，并且所述挡板2设于所述管接头11的两侧；所述卷盘驱动电机4通过传动链条5与所述空心卷盘1传动连接；所述多孔软管3上设有多个圆孔31。挡板2可以为圆环状，管接头11在所述空心卷盘1外壁上的开口位于同一条直线上。
本发明的自动卷收式面源污染气体捕集装置中，多孔软管3的前端通过空心卷盘1上的管接头11集中固定在空心卷盘1上；并且多孔软管可拆卸更换，方便使用；多孔软管管径为60～150mm，使用时，各管间夹角按180度均分，软管上布置圆孔31，考虑风阻和覆盖面变化，多孔软管上的圆孔直径从软管前端5mm逐渐放大到末端15mm，这种布孔及与衔接方式可使各管路风阻均匀，臭气收集面能覆盖整个作业空间。
使用时，将多孔软管展开，铺于垃圾填埋场作业区内，采用隔离膜覆盖于垃圾填埋场作业区上方，获得一个围合的污染气体处理空间；开启抽风机，对污染气体处理空间内的污染气体进行捕集。
臭气收集作业开始时，反转卷盘驱动电机4，通过传动链条5带动空心卷盘1反转，释放多孔软管3；通过人工或机械手段将多孔软管3逐渐释放到作业面上，按扇形排布（各管间夹角按180度均分），进行面源恶臭收集。收集作业结束时，开启卷盘驱动电机4对多孔软管3进行卷绕，将多孔软管3收集在空心卷盘1的挡板2之间；抽风机6集成在装置内部，前端与空心卷盘1衔接，利用负压作用通过多孔软管3收集作业区臭气，抽风机6的出风口可以设置可拆卸接头，使用时与预设在填埋场边缘的污染物收集主管7衔接，收集完成后从污染物收集主管7中取出污染物并处理。
本发明的自动卷收式面源污染气体捕集装置还可以如图3-4所示，除包括图1-2所示空心卷盘1，挡板2，多孔软管3，卷盘驱动电机4，传动链条5，抽风机6，污染物收集主管7，管接头11和空腔12之外，还包括控制电路A、排管移动轴B，驱动所述排管移动轴转动的排管驱动电机C，以及多个探测排管组件D；所述探测排管组件D包括探测器D1，以及在所述排管驱动电机的驱动作用下沿所述排管移动轴往复运动的排线器D2；所述探测器D1包括导向轮D11、力矩探测杆D12、探测杆支架D13以及滑动电阻D14，所述力矩探测杆D12一端设有所述导向轮D11，其另一端设有所述滑动电阻D14；所述力矩探测杆D12与所述探测杆支架D13活动连接；所述排线器D2包括排线管D21；每一所述多孔软管3对应一探测排管组件D，并且所述多孔软管3依次穿过所述导向轮D11和所述排线管D21后与所述管接头11连接；所述控制电路A分别与所述滑动电阻D14、排管驱动电机C以及卷盘驱动电机4电连接（电路图如图5所示）。本发明所述自动卷收式面源污染气体捕集装置还包括主机架8，所述空心卷盘1，挡板2，多孔软管3，卷盘驱动电机4，传动链条5，抽风机6，污染物收集主管7，控制电路A，排管移动轴B，排管驱动电机C，以及多个探测排管组件D位于所述主机架8内。
本实施例装置的设计能够防止由于多孔软管在不平整作业面上所受阻力大小不一，以及软管间布置角度的不同，导致多孔软管收集过程中存在扭矩而出现局部缠绕纠结等情况，实现多孔软管的均匀收卷。含有排线管D21的排线器D2在排管移动轴B上移动，实现对多孔软管3收集的定位：在排管驱动电机C的带动下，排线器D2在排管移动轴B上往复运动，使多孔软管一圈圈整齐地缠绕在挡板2之间的空心卷盘1上。装置正常运行时，多孔软管先经过导向轮D11，再进入排线管D21，软管经过导向轮D11时若运动是不稳定的，它会产生上下波动，导致力矩探测杆D12摆动，从而使滑动电阻D14产生不同的电信号，该电信号被输送至控制电路A，由控制电路A控制排管驱动电机C和/或卷盘驱动电机4的转速，使软管的缠绕速度与理想速度相匹配。挡板间的间距可根据空心卷盘的宽度进行调整。
使用时，将多孔软管展开，铺于垃圾填埋场作业区内，采用隔离膜覆盖于垃圾填埋场作业区上方，获得一个围合的污染气体处理空间；开启抽风机，对污染气体处理空间内的污染气体进行捕集。
Claims (9)
1.一种自动卷收式面源污染气体捕集装置，其特征在于，包括空心卷盘(1)，挡板(2)，多孔软管(3)，卷盘驱动电机(4)，传动链条(5)，抽风机(6)，以及污染物收集主管(7)；所述空心卷盘(1)为圆柱形，其内部设有中空的内腔(12)，所述内腔(12)与所述抽风机(6)的入风口连通，所述抽风机(6)的出风口与所述污染物收集主管(7)连接；空心卷盘(1)的侧壁上设有多个将内腔(12)与外界连通的管接头(11)，所述多孔软管(3)与所述管接头(11)连接；所述空心卷盘(1)上设有垂直于其轴向的多片所述挡板(2)，并且所述挡板(2)设于所述管接头(11)的两侧；所述卷盘驱动电机(4)通过传动链条(5)与所述空心卷盘(1)传动连接；所述多孔软管(3)上设有多个圆孔(31)；所述自动卷收式面源污染气体捕集装置还包括隔离膜。
2.如权利要求1所述的自动卷收式面源污染气体捕集装置，其特征在于，所述挡板(2)为圆环状。
3.如权利要求1所述的自动卷收式面源污染气体捕集装置，其特征在于，所述管接头(11)在所述空心卷盘(1)外壁上的开口位于同一条直线上。
4.如权利要求1所述的自动卷收式面源污染气体捕集装置，其特征在于，所述多孔软管管径为60～150mm。
5.如权利要求1所述的自动卷收式面源污染气体捕集装置，其特征在于，所述多孔软管上的圆孔直径为5～15mm。
6.如权利要求1所述的自动卷收式面源污染气体捕集装置，其特征在于，该装置还包括控制电路(A)、排管移动轴(B)，驱动所述排管移动轴转动的排管驱动电机(C)，以及多个探测排管组件(D)；所述探测排管组件(D)包括探测器(D1)，以及在所述排管驱动电机的驱动作用下沿所述排管移动轴往复运动的排线器(D2)；所述探测器(D1)包括导向轮(D11)、力矩探测杆(D12)、探测杆支架(D13)以及滑动电阻(D14)，所述力矩探测杆(D12)一端设有所述导向轮(D11)，其另一端设有所述滑动电阻(D14)；所述力矩探测杆(D12)与所述探测杆支架(D13)活动连接；所述排线器(D2)包括排线管(D21)；每一所述多孔软管(3)对应一探测排管组件(D)，并且所述多孔软管(3)依次穿过所述导向轮(D11)和所述排线管(D21)后与所述管接头(11)连接；所述控制电路(A)分别与所述滑动电阻(D14)、排管驱动电机(C)以及卷盘驱动电机(4)电连接。
7.如权利要求6所述的自动卷收式面源污染气体捕集装置，其特征在于，该装置还包括主机架(8)，所述空心卷盘(1)、挡板(2)、多孔软管(3)、卷盘驱动电机(4)、传动链条(5)、抽风机(6)、污染物收集主管(7)、控制电路(A)、排管移动轴(B)、排管驱动电机(C)和/或探测排管组件(D)位于所述主机架(8)内。
8.采用权利要求1-7任一权利要求所述自动卷收式面源污染气体捕集装置处理面源垃圾气体的方法，为将多孔软管展开，铺于垃圾填埋场作业区内，采用一隔离膜覆盖于垃圾填埋场作业区上方，获得一个围合的污染气体处理空间；开启抽风机，对污染气体处理空间内的污染气体进行捕集。
9.权利要求1-7任一权利要求所述自动卷收式面源污染气体捕集装置在环境保护和垃圾处理领域的应用。
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