CN103374965A - 一种垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统，其特征在于，包括若干负压排水井、排水总管、文丘里管和自循环动力水系统，所述若干负压排水井设置在垃圾填埋场堆体内，所述排水总管将各个负压排水井连接起来，排水总管的另一端通过文丘里管与自循环动力水系统连接；所述文丘里管在自循环动力水系统的带动下产生高真空，使负压排水井内形成并维持负压状态，加快堆体内水分的排出。本发明由循环水动力系统提供动力，文丘里管内产生真空，带动负压排水井内形成负压状态，促进垃圾堆体内水分的排出。本发明具有工程造价低、施工周期短、排水速度快及检查维修方便等优点。

Description

一种垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统
技术领域
本发明涉及环境保护领域，特别涉及一种垃圾填埋场低渗条件下的污水导排系统与垃圾堆体水位控制方法，尤其涉及一种垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统和排水方法。
背景技术
卫生填埋是我国城市生活垃圾最主要的处置方式。由于我国城市生活垃圾含水率高，且垃圾经机械压实后渗透系数减小，上层垃圾产生的污水难以下渗进入场底的污水收集系统，导致垃圾堆体中水位较高。我国南方的卫生填埋场，伴随梅雨季节雨水大量渗入垃圾堆体，且污水导排困难，导致垃圾堆体内水位过高，垃圾堆体稳定性下降，机械作业条件恶化。随着卫生填埋技术的发展和对填埋场环境质量要求的不断提高，垃圾堆体中污水导排成为危及垃圾堆体稳定性和作业安全性的突出问题之一。
一般来说，中小型卫生填埋场场底污水收集系统能够实现低维垃圾体内水分的有效收集和排放。但是，随着高维填埋技术的发展，堆体高度不断增高，垃圾层渗透系数自上而下不断减小，可从10-4～10-5cm/s降至10-7～10-8cm/s，上层垃圾中积存的水分难以下渗，底部污水收集系统也难以有效收集上层垃圾中产生的水分。采用分层铺设水平盲沟的方式进行污水分层导排可在一定程度上增加污水排水量、提高垃圾堆体稳定性，但在实际的填埋场运行过程中，由于垃圾层沉降随着填埋时间的延长呈现不均匀性的特点，以填充碎石为主的盲沟系统随垃圾层产生不均匀沉降，轻者盲沟发生弯曲变形，集水效率下降；重者管道发生断裂，系统失去排水功能。
垃圾填埋场污水排水技术在中国专利号为ZL200820230373.8(垃圾填埋场污水导排及填埋气体收集系统)与专利号为CN201513392U(填埋气收集井用气举法抽水装置)以及专利号为CN201495220U(辅助垂直抽水抽气装置的水平式填埋气收集井)的专利中均有公开。但均存在不足之处，水平的污水导排通道容易沉降不均而失效；气举排水法则排水深度有限，且能量消耗随排水深度的增加大幅增长。因此，开发简便易行、经济、稳定、高效的填埋场排水方法，是确保垃圾堆体稳定和作业安全，促进卫生填埋技术的持续健康发展，实现填埋场生态化、安全化运营亟待解决的重要举措。
发明内容
本发明所要解决的技术问题旨在针对现有技术的不足而提供一种垃圾堆体文丘里自循环负压排水系统，以实现垃圾堆体水位的有效控制。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统，包括若干负压排水井、排水总管、文丘里管和自循环动力水系统，所述若干负压排水井设置在垃圾填埋场堆体内，所述排水总管将各个负压排水井连接起来，排水总管的另一端通过文丘里管与自循环动力水系统连接；所述文丘里管在自循环动力水系统的带动下产生高真空，使负压排水井内形成并维持负压状态，加快堆体内水分的排出
在本发明的一个优选实施例中，每一负压排水井由真空排水管、负压汇水管、复合土工排水层和碎石导流层组成；所述负压汇水管插入垃圾填埋场堆体内，该负压汇水管的上部为密封管段，下部为开孔管段；所述负压汇水管的开孔管段的外围包覆有由复合土工排水网构成的复合土工排水层，在所述复合土工排水层外围设置有碎石导流层，所述负压汇水管的密封管段外围采用粘土夯实进行局部密闭处理；所述真空排水管插入到所述负压汇水管内，真空排水管的底部位于目标水位以下，上部的出口延伸出负压汇水管；真空排水管的出口分两路：一路为排水口，经排水阀门采用沟槽式卡箍连接方式连接在排水总管上；另一路为清淤口，经阀门可分别于吸污泵和清循环水泵相连接。
所述排水总管是将各排水井与文丘里管相连通的管道，采用强度高、耐腐蚀、韧性好的钢丝软管；排水总管与各真空排水管及文丘里管的连接均采用沟槽式卡箍连接方式进行密封连接。
所述自循环动力水系统由循环水泵和溢流水箱构成，文丘里管有工作流体入口、吸入流体入口和混合流体出口三个接口，工作流体入口连接循环水泵出口，吸入流体入口连接排水总管，混合流体出口与溢流水箱连接。为防止酸性污水对设备造成的腐蚀，文丘里管和自循环动力水系统均采用工程氟塑料制作而成以达到防腐要求。
在本发明的一个优选实施例中，所述文丘里管和自循环动力水装置置于垃圾堆体的坡脚处。
由于采用了如上的技术方案，本发明所述循环水泵抽取溢流水箱内的水作为文丘里管的工作流体，提供真空发生动力，文丘里管在自循环动力水系统的带动下产生高真空，使负压汇水管内形成并保持负压，加快堆体内水分的排出；吸入流体和工作流体的混合流体一起从出口流入到溢流水箱内，溢流水箱内水位超过一定高度后便通过溢流设施排出，箱内流体再次作为工作流体参与循环。
由于生活垃圾堆体及堆体污水中含不同尺寸的杂物或颗粒状物质，为了防止排水过程中排水通道被杂物或颗粒污染物堵塞而失去排水功能，该系统设三重防堵构造：①碎石导流层，具备过滤功能，将杂物及大块颗粒截留下来；②负压汇水管开孔管段外部包覆复合土工排水网，起导水引流作用；③排水管出口设清淤口，可在堵塞发生时利用清淤口进行定向反冲洗，疏通被堵通道。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.利用文丘里管产生的真空排水，管道满流，排水速度快，排水效率高；
2.排水井内的局部负压状态可促进垃圾堆体内污水流动，提高集水效率和排出效率；
3.占地面积小，施工周期短，使用寿命长，工程造价低。
附图说明
图1是填埋场真空负压排水系统示意图。
图2是负压排水井结构与安装示意图。
图3是文丘里管和自循环动力水系统装置安装示意图。
图4是真空负压排水系统现场试验数据图。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明。
参见附图，图中所示的垃圾填埋场为垃圾上海市某生活垃圾填埋场1#垃圾堆体，场界尺寸为200×80m，生活垃圾日填埋量500t，机械压实密度为0.85t/m3，目前堆填高度达15m，正常条件下堆体水位在垃圾表面下1.5m处，暴雨时垃圾表面有部分积水，水位线与表面平齐，垃圾表面松软，作业机械明显下陷，车辆行驶困难。
在1#垃圾堆体设置四个排水试验点，每一试验点布置一个负压排水井1，布置负压排水井1的方法是：打孔植入1个负压汇水管6，负压汇水管6的直径φ150mm，深3.5m，下端2/3为开孔管段，开孔率≥5％。，上段为密封管段。开孔管段的外围包覆有由复合土工排水网7构成的复合土工排水层；在复合土工排水层外围设置有碎石导流层8，碎石导流层8的直径φ500mm。密封管段外围采用粘土夯实进行局部密闭处理形成粘土密封层9，粘土密封层9厚度为1.5m。在负压汇水管6上部管口上安装有井头法兰12。
真空排水管5的直径为50mm，插入到负压汇水管6内，其中真空排水管5的底部插入到负压汇水管6内的底部且位于目标水位以下，真空排水管5的上部过井头法兰12中间部位的密闭接头后分两路，分别为排水口10和清淤口11。在排水口10上安装有排水阀，清淤口11上安装有清淤阀。
排水总管2是将各负压排水井1中的真空排水管5上的排水口10与文丘里管3相连通的管道，采用强度高、耐腐蚀、韧性好的钢丝软管，排水总管2分别与真空排水管5上的排水口10的排水阀连通，排水阀采用沟槽式卡箍连接方式连接在排水总管2上。清淤阀可分别于吸污泵和清循环水泵相连接。文丘里管3在自循环动力水系统的带动下产生高真空，使负压排水井1内形成并维持负压状态，加快堆体内水分的排出。
排水总管2延伸至堆体坡脚处30m外的场界排水沟处，与置于此处的文丘里管3的吸入流体入口13采用沟槽式卡箍连接方式进行密封连接.
自循环动力水系统由循环水泵14和溢流水箱4构成，文丘里管3有工作流体入口15、吸入流体入口13和混合流体出口16三个接口，工作流体入口15通过控制阀17连接循环水泵14出口，吸入流体入口13连接排水总管，混合流体出口16与溢流水箱4的入口18连接，溢流水箱4的出口19与循环水泵14的入口连接，另在循环水箱4上设置溢流孔20和放孔阀21。为防止酸性污水对设备造成的腐蚀，文丘里管3和自循环动力水系统的溢流水箱4均采用工程氟塑料制作而成以达到防腐要求。
开启文丘里管3和循环泵14进行抽排水作业，2h内的出水速度和堆体内水位变化如图4所示。
出水速度为5～14m3/h，每天可持续工作3～4h，日均排水量达25～30m3，负压排水井1的影响距离15m，影响范围700m2，排水2h后水位即可下降至地表下3m以下，可保障基本的作业条件。
设备每天运行2.5h，持续运行15d后，出水速度减至2.5m3/h，此时关闭排水阀，先将清淤口与吸污泵连接，快速正向排污，后将清淤口与清循环水泵连接，进行定向反冲洗。排水井的排水通道疏通后，重新开始排水作业，出水速度提高至8m3/h。

Claims (6)

1.一种垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统，其特征在于，包括若干负压排水井、排水总管、文丘里管和自循环动力水系统，所述若干负压排水井设置在垃圾填埋场堆体内，所述排水总管将各个负压排水井连接起来，排水总管的另一端通过文丘里管与自循环动力水系统连接；所述文丘里管在自循环动力水系统的带动下产生高真空，使负压排水井内形成并维持负压状态，加快堆体内水分的排出。
2.如权利要求1所述的垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统，其特征在于，每一负压排水井由真空排水管、负压汇水管、复合土工排水层和碎石导流层组成；所述负压汇水管插入垃圾填埋场堆体内，该负压汇水管的上部为密封管段，下部为开孔管段；所述负压汇水管的开孔管段的外围包覆有由复合土工排水网构成的复合土工排水层，在所述复合土工排水层外围设置有碎石导流层，所述负压汇水管的密封管段外围采用粘土夯实进行局部密闭处理；所述真空排水管插入到所述负压汇水管内，真空排水管的底部位于目标水位以下，上部的出口延伸出负压汇水管；真空排水管的出口分两路：一路为排水口，经排水阀门采用沟槽式卡箍连接方式连接在排水总管上；另一路为清淤口，经阀门可分别于吸污泵和清循环水泵相连接。
3.如权利要求1所述的垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统，其特征在于，所述排水总管为钢丝软管。
4.如权利要求1所述的垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统，其特征在于，所述排水总管与各真空排水管及文丘里管的连接均采用沟槽式卡箍连接方式进行密封连接。
5.如权利要求1所述的垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统，其特征在于，所述自循环动力水系统由循环水泵和溢流水箱构成，文丘里管有工作流体入口、吸入流体入口和混合流体出口三个接口，工作流体入口连接循环水泵出口，吸入流体入口连接排水总管，混合流体出口与溢流水箱连接。为防止酸性污水对设备造成的腐蚀，文丘里管和自循环动力水系统均采用工程氟塑料制作而成以达到防腐要求。
6.如权利要求1所述的垃圾填埋场文丘里自循环负压排水系统，其特征在于，所述文丘里管和自循环动力水装置置于垃圾堆体的坡脚处。 
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