CN104259178A - 垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，主要由顶层填埋库区(100)和位于其下方的一层以上的下端填埋库区(101)组成，其特征在于：在顶层填埋库区(100)上设有用于储存和排放渗滤液的渗滤液集液池(102)，而在顶层填埋库区(100)的表层上则铺设有用于分散、排放渗滤液的水平盲沟(103)，同时在水平盲沟(103)的内部还设有与该渗滤液集液池(102)相连通用于排放渗滤液的水平排水管(104)。本发明在顶层填埋库区表层铺设有呈放射性排布的水平盲沟，在不透水的中间覆土层内部贯穿有注水井，因此能确保渗透液均匀的渗透到下端填埋库区，能有效的克服采用传统方式不能使渗透液渗入下端填埋库区的缺陷。

Description

垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统

技术领域

本发明涉及一种生物反应器填埋技术，具体是指一种能使渗滤液实现循环喷洒进而加快填埋场稳定化进程的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统。

背景技术

埋于填埋场的垃圾在可自然分解的有机物质完全分解后，便可以与原来土壤一样获得稳定状态，而不会再产生对环境有害的物质，进而可以被再次利用。然而，传统的填埋技术想要形成这样的稳定状态不仅需要30年甚至100年的时间，而且在填埋完毕后还需要长时间的后期管理和巨额的预算来维持。

近几年来，生物反应器填埋法开始被大家利用，这种方法是将整个填埋场看做一个巨大的生物反应器，通过人为调整填埋场内部的水分含量来促进可自然分解的有机垃圾进行分解，从而将土壤稳定进程缩短至10年甚至5年以内。在利用该生物反应器填埋法的过程中还可以采用诸如人为投放利于分解的微生物、通过PH值调整、温度调整等方法来加快可自然分解的有机物质的分解速度。

迄今为止，在用于加快这些可自然分解的有机物质的分解速度的方法中，最具影响且最经济的方法就是使渗滤液在填埋场内部实现再循环，如安装甲烷菌生成槽，使循环过程中收集到的渗滤液在厌氧条件下引起硝化反应，并在微生物被激活的状态下实现再循环；或考虑填埋初期/填埋中期/填埋后期的渗滤液水质，根据填埋场的情况安装硝化槽、甲烷菌生成槽、厌氧消化槽等方法。

但是，以上大部分技术都注重的是怎样去改善渗滤液水质以及循环喷洒之前采用怎样的预处理方法，而对采用这些技术的设备和方法没有进行严密的现场试验来验证预处理的经济性和实际效果。在填埋现场进行多次渗滤液循环喷洒实践后发现，采用传统的填埋技术会导致渗滤液无法以均匀的速度注入或无法均匀分散于可用面积当中，甚至有些还出现沟流现象而导致循环喷洒效果大大降低。尤其是在大规模填埋场内，由于垃圾长时间暴露在外还会引起恶臭、环境污染扩散、虫害、雨水渗入导致渗滤液增加等问题。为了克服这些缺陷，大部分填埋场都采用日日覆土或填埋库区分层覆土的方式来实现，但是这样便会在中间覆土层中形成填埋库区的纵向分布。这种情况下，如果只在最填埋场的上端安装渗滤液回灌设备，循环喷洒效果则会因为渗透系数较低的中间覆土层局限于顶层填埋库区，而不能使渗滤液均匀渗入并分散于各层填埋库区内部。

发明内容

本发明的目的在于克服目前所使用的填埋技术存在不能使渗滤液均匀渗入并分散于各层填埋库区内部的缺陷，提供一种不仅结构简单，而且能使渗滤液均匀渗入并分散于各层填埋库区的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，主要由顶层填埋库区和位于其下方的一层以上的下端填埋库区组成，同时，在顶层填埋库区上设有用于储存和排放渗滤液的渗滤液集液池，而在顶层填埋库区的表层上则铺设有用于分散、排放渗滤液的水平盲沟，同时在水平盲沟的内部还设有与该渗滤液集液池相连通用于排放渗滤液的水平排水管。

为了更好的实现本发明，在渗滤液集液池的周边还设有一个以上垂直贯穿于整个下端填埋库区的注水井，而在顶层填埋库区的表层上则设有一端与渗滤液集液池相连通、另一端位于注水井内部的垂直排水管。同时，在渗滤液集液池的下方还设有一端与水平盲沟相连接、另一端垂直向下贯穿于整个下端填埋库区的垂直盲沟。

进一步地，所述水平盲沟的数量为两条以上，并以渗滤液集液池为中心呈放射性分布；所述垂直排水管的数量为两条以上，也与渗滤液集液池为中心呈放射性分布，且该垂直排水管与水平盲沟之间交错排列。

为了便于控制渗透液的液位，因此本发明在渗滤液集液池的外侧还设有内部具有供给泵的注入端，而在该渗滤液集液池的内部则设有与该供给泵相连接用于控制该供给泵启停的液位控制器。

考虑到水平盲沟的使用效果，本发明的水平盲沟优先由直径为20～40mm的混合砾石、或直径为300mm以下的废胎料、或混合比列为1：1的直径为20～40mm的混合砾石和直径为300mm以下的废胎料组成。同时，每个注水井均在下端填埋库区内部形成有一个穿孔管区域，位于该穿孔管区域内垂直排水管为穿孔管，且在该注水井内部还填充有直径为20～40mm的混合砾石。

考虑到实际效果，所述的水平排水管为由高密度聚乙烯材料制备而成的半穿孔管，渗滤液集液池为由PE或FRP材料制备而成的水罐，且所述的半穿孔管是以水平排水管的横截面为中心，并在其上半部180°区域内均匀的设有穿孔的管道；而所述的水平盲沟和垂直盲沟的横截面为矩形或圆形。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明不仅在填埋场的顶层填埋库区表层铺设有呈放射性排布的水平盲沟，而且还在不透水的中间覆土层内部贯穿有注水井，因此能确保渗透液均匀的渗透到下端填埋库区，能有效的克服采用传统方式不能使渗透液渗入下端填埋库区的缺陷。

(2)本发明在顶层填埋库区的表层上设有两条以上能分散排放渗滤液的盲沟，因此能有效的将渗滤液集液池中的渗滤液进行分撒和排放，以确保渗滤液能均匀的渗透在下端填埋库区内部。

(3)本发明在盲沟内部设有半穿孔的水平排水管，且在安装时，其穿孔朝上设置，因此能有效的将渗滤液分散到渗滤液集液池的周围，从而有效避免渗滤液会集中注入到与渗滤液集液池临近的地方，确保渗滤液能均匀的渗透到下端填埋区内部。

(4)本发明在渗滤液集液池的内部还设有液位控制器和供给泵，因此能够自动调节注入该渗滤液集液池内的渗透液，确保经水平排水管排出的渗滤液在其上端穿孔定量溢出，从而均匀的将渗滤液排入盲沟，以提高其注入效率。

(5)本发明还在渗滤液集液池的底部设有贯穿于各层下端填埋库区内部的垂直盲沟，因此从水平排水管排出的渗透液还能够经该垂直盲沟直接排入到各下端填埋库区内部，进而确保渗透液能充分的渗透到每层下端填埋库区内部。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明未设置垂直盲沟和注水井时的剖面结构示意图。

图3为图2中的A－A剖面结构示意图。

图4为本发明设置有垂直盲沟和注水井时的整体剖面结构示意图。

图5为图4所示的俯视结构示意图。

图6为图5中的A－A剖面结构示意图。

图7为图5中的B－B剖面结构示意图。

图8为图5中的C－C剖面结构示意图。

图9为本发明在渗滤液集液池内部安装液位传感器和供给泵后的结构示意图。

其中，附图中所记载的附图标记名称分别为：

100－顶层填埋库区，101－下端填埋库区，102－渗滤液集液池，103－水平盲沟，104－水平排水管，105－注水井，106－垂直排水管，107－垂直盲沟，108－供给泵，109－穿孔管区域，110－覆土层，111－进水管，112－中间覆土层，113－液位控制器，114－注入端。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1～3所示，本发明的填埋场同普通的大型填埋场一样包括顶层填埋库区100和设置在该顶层填埋库区100下方的一层以上的下端填埋库区101，由于这些下端填埋库区101在垂直方向上是重叠而成的，因此在每相邻两层下端填埋库区101之间就形成有一层中间覆土层112。根据各填埋场的实际情况，该顶层填埋库区100和下端填埋库区101的端面可以呈多边形或圆形。

为了确保渗透液能均匀的分散、渗透到顶层填埋库区100和下端填埋库区101的内部，因此本发明在顶层填埋库区100的中央部位设有一个用于存储和排放渗滤液的渗滤液集液池102，该渗滤液集液池102优先采用由PE或FRP材料制备而成的水罐来实现。

在该顶层填埋库区100的表层上还铺设有两条以上以该渗滤液集液池102为中心，并呈放射性分布的水平盲沟103。由于这些水平盲沟103需要实现分散和排放渗滤液的功能，因此这些水平盲沟103可以根据实际需要由直径为20～40mm的混合砾石填充而成，或由直径为300mm以下的废胎料填充而成，或由混合比列为1：1的直径为20～40mm的混合砾石和直径为300mm以下的废胎料共同组成。为了确保该水平盲沟103能达到其最佳分散和排放性能，该水平盲沟103可以制作成直径为10～20m的圆柱行，或制作成横截面长度为10～20m、宽度为30～50cm的长方形。

同时，在每条水平盲沟103的内部还设有一条与渗滤液集液池102相连通的水平排水管104。为了确保渗滤液集液池102内部的渗滤液不会出现会集中注入到与渗滤液集液池102相临近的地方，因此每条水平排水管104均为由高密度聚乙烯材料制备而成的半穿孔管，即该水平排水管104是以水平排水管104的横截面为中心，在其上半部180°区域内均匀的设有穿孔的管道，从而确保渗滤液集液池102内部的渗滤液经该水平排水管104后排放到水平盲沟103，并经各填埋库区的内部吸收速度使渗透液自然流动，分散、均匀的渗透到各下端填埋库区101内部。

为了确保美观、防止外部环境的干扰，因此在设置完水平盲沟103和渗滤液集液池102后，在整个顶层填埋库区100的表层上还覆盖有一层覆土层110。

实施例2

如图4～8所示，为了确保由渗滤液集液池102所排放的渗滤液能充分的渗透到顶层填埋库区100和每一层下端填埋库区101的内部，因此本实施例在实施例1的基础上还新增有一条垂直向下的垂直盲沟107和两条以上的注水井105，即在渗滤液集液池102的下方设有一条垂直于该顶层填埋库区100的垂直盲沟107，而在顶层填埋库区100的表层周边上以该渗滤液集液池102为中心放射性的设置有两条以上的注水井105。

所述的这些注水井105以该渗滤液集液池102为中心，在顶层填埋库区100上呈圆形分布，而垂直盲沟107则根据需要可以穿透到任意一层下端填埋库区101的内部，从而确保由渗滤液集液池102所排放的渗滤液能同时经水平盲沟103和垂直盲沟107进行分散和渗透。为了确保实际的使用效果，注水井105需要交叉设定其注水深度。

在制备该注水井105时，首先利用螺旋钻(Auger)等设备向下穿井，穿井尺寸应控制在与需要注水填埋的下端填埋库区101地面距离1～2m以上的部位，然后再安装穿孔管于需要注水填埋的下端填埋库区101，最后在安装完垂直注水排水管以后用砾石进行填充即可。

所述的垂直盲沟107也由直径为20～40mm的混合砾石制备而成，或由直径为300mm以下的废胎料制备而成，或由混合比列为1：1的直径为20～40mm的混合砾石和直径为300mm以下的废胎料共同组成。考虑到该垂直盲沟107需要与水平盲沟103之间形成良好的渗透性能和传输性能，因此该垂直盲沟107所采用的材料需要与水平盲沟103采用的材料保持一致。

同时，在顶层填埋库区100上还设有一端与渗滤液集液池102相连通，另一端位于注水井105内部的呈“L”型的垂直排水管106，即该垂直排水管106的一端与顶层填埋库区100的表面相平行，另一端则位于该注水井105内部。为了确保渗滤液的渗透效果，这些垂直排水管106需要与水平盲沟103之间交叉分布，且该垂直排水管106位于注水井105内部一侧与其水平一侧有一定的倾斜度，以确保从该垂直排水管106水平端流过的渗透液方便流入其垂直端。而且在每个注水井105的内部还形成有一个穿孔管区域109，该穿孔管区域109位于需要渗透的下端填埋库区101内部，而位于该穿孔管区域109处的垂直排水管106则采用穿孔管来实现。所谓的穿孔管是指在该管道上均匀的设有穿孔，以确保该管道内部的渗透液能均匀的从这些穿孔渗出。相应的，在该穿孔管区域109的内部还用

由于这些管道需要具有较高的抗腐蚀性能和较高的抗弯性能，因此本发明的水平排水管104和垂直排水管106均优先由SDR＝11级别的高密度聚乙烯(HDPE)材质制备而成，以确保这些水平排水管104和垂直排水管106均能承受填埋场的上部压力或垂直井的横向载荷。

实施例3

如图9所示，在使用过程中，由于最初向渗滤液集液池102注水时只需注入一定水位的渗滤液，随后根据填埋场的吸收率待渗滤液集液池102的渗滤液水位降低后再重新添加渗滤液。这样的作业过程虽然可以通过人为启动供给泵108或观察渗滤液集液池102的水位等方式实现，但为了能让渗滤液自动添加实现自动控制功能，因此本实施例在实施例1和实施例2的基础上新增了一个能控制和调节渗滤液集液池102内部水位的控制装置，即该控制装置由安装在渗滤液集液池102的内部的液位控制器113，在渗滤液集液池102的外侧设置的注入端114，以及安装在该注入端114内部的供给泵108组成。

所述的供给泵108的进水口与外部的进水管111相连接，其出水端则位于渗滤液集液池102内部，该供给泵108的控制端则与液位控制器113相连接，并接受其控制信号，以通过该控制信号来实现供给泵108的启停，自动的向渗滤液集液池102内部注入新的渗滤液。根据需要，该液位控制器113也可以采用浮球阀来实现。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (10)

1.垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，主要由顶层填埋库区(100)和位于其下方的一层以上的下端填埋库区(101)组成，其特征在于：在顶层填埋库区(100)上设有用于储存和排放渗滤液的渗滤液集液池(102)，而在顶层填埋库区(100)的表层上则铺设有用于分散、排放渗滤液的水平盲沟(103)，同时在水平盲沟(103)的内部还设有与该渗滤液集液池(102)相连通用于排放渗滤液的水平排水管(104)。

2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：在渗滤液集液池(102)的周边还设有一个以上垂直贯穿于整个下端填埋库区(101)的注水井(105)，而在顶层填埋库区(100)的表层上则设有一端与渗滤液集液池(102)相连通、另一端位于注水井(105)内部的垂直排水管(106)。

3.根据权利要求1或2所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：在渗滤液集液池(102)的下方还设有一端与水平盲沟(103)相连接、另一端垂直向下贯穿于整个下端填埋库区(101)的垂直盲沟(107)。

4.根据权利要求2所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：所述水平盲沟(103)的数量为两条以上，并以渗滤液集液池(102)为中心呈放射性分布；所述垂直排水管(106)的数量为两条以上，也与渗滤液集液池(102)为中心呈放射性分布，且该垂直排水管(106)与水平盲沟(103)之间交错排列。

5.根据权利要求3所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：在渗滤液集液池(102)的外侧还设有内部具有供给泵(108)的注入端(114)，而在该渗滤液集液池(102)的内部则设有与该供给泵(108)相连接用于控制该供给泵(108)启停的液位控制器(113)。

6.根据权利要求3所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：所述的水平盲沟(103)由直径为20～40mm的混合砾石、或直径为300mm以下的废胎料、或混合比列为1：1的直径为20～40mm的混合砾石和直径为300mm以下的废胎料组成。

7.根据权利要求4～6任一项所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：每个注水井(105)均在下端填埋库区(101)内部形成有一个穿孔管区域(109)，位于该穿孔管区域(109)内的垂直排水管(106)为穿孔管；同时，在该注水井(105)内部还填充有直径为20～40mm的混合砾石。

8.根据权利要求7所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：所述的水平排水管(104)为由高密度聚乙烯材料制备而成的半穿孔管，渗滤液集液池(102)为由PE或FRP材料制备而成的水罐。

9.根据权利要求8所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：所述的半穿孔管是以水平排水管(104)的横截面为中心，并在其上半部180°区域内均匀的设有穿孔的管道。

10.根据权利要求3所述的垃圾填埋场用自然流动式渗滤液回灌系统，其特征在于：所述的水平盲沟(103)和垂直盲沟(107)的横截面为矩形或圆形。