CN106238435B - 一种双向集气系统的城市填埋场 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向集气系统的城市填埋场，包括：多个竖直集气管，其管体上设置有多个透气孔，且等间距的设置在填埋场的竖直方向，能够收集气体；多个水平集气管，其通过四向管道接口与竖直集气管相互连通，并且在其管体上设置有多个透气孔，所述多个水平集气管设置在所述填埋场的中部，能够在竖直集气管不方便集气时进行气体收集；渗滤液收集池，其设置在填埋场中间位置的下部，且四周均设置有坡度，能够快速收集渗滤液。将双向集气系统应用在垃圾回收的填埋场中，该双向集气系统能够在水平方向和竖直方向同时展开气体收集，提高了集气的效率，集气管纵横交错受力使匀称，增大集气系统的使用年限，适合在大型垃圾填埋场进行气体收集。
Description
技术领域
本发明涉及一种双向集气系统的城市填埋场，属于垃圾填埋领域。
背景技术
垃圾填埋是一种古老的、被人类延续使用的处理生活垃圾的方法。在我国，目前大部分城市生活垃圾，都是集中收集后，运送到一个或多个当地城市政府所有的垃圾填埋处理厂进行填埋处理。填埋气体是城市固体废气固体废弃物在生物降解过程中连续产生的混合气体，主要包括甲烷、氮气、氢气和二氧化碳等气体。其中，甲烷和二氧化碳这两者都是温室气体，并且甲烷在有氧条件下体积浓度达到5％～15％易发生火灾和爆炸。此外，如果填埋场气体收集不当，填埋场内较高的气压也会导致垃圾体失稳破坏或者发生爆炸，带来安全隐患。
与此同时，甲烷又是一种重要的能源，将填埋场气体回收利用不但可以减少环境污染，还可以“变废为宝”。为了有效地回收填埋场气体，传统的方法大多是采用垂直收集法，通过布置竖井，然后施加抽气负压进行收集，其特点是封顶后打井易于操作，垃圾覆盖较好，利于集气，集气半径较大，但是这种方法只有在填埋场封场后才能达到最好的效果，而在某些情况下填埋场运营商需要在封场前回收填埋气体，此时采用垂直收集则不能满足垃圾场集气的要求，这时需要采用水平盲沟井来实现气体收集的目的。
由于垃圾填埋场在上下两端对集气效果的影响比较低，因此水平盲沟井并不需要在全部竖直方向布置，将水平盲沟井集中设置在填埋场的中部，水平盲沟井中设置有水平集气管，当上下集气管间距过大时，导致集气孔数量不够，影响集气效率，增加工作时间，降低工作效率，当上下集气管间距过小时，由于集气管排布过密，影响垃圾的填埋量，同时还会影响总碳量，因此需要合理的设置上下水平集气管的间距。
发明内容
本发明设计开发了一种双向集气系统的城市填埋场，将竖井和水平盲沟井结合在一起，在垃圾填埋场封场和不封场时均能实现气体的收集，满足多种环境条件下进行集气的需求。
本发明的另一个目的：合理设置上下水平集气管的间距，提高集气效率。
本发明提供的技术方案为：
一种双向集气系统的城市填埋场，包括：
多个竖直集气管，其管体上设置有多个透气孔，且等间距的设置在填埋场的竖直方向，能够收集气体；
多个水平集气管，其通过四向管道接口与竖直集气管相互连通，并且在其管体上设置有多个透气孔，所述多个水平集气管设置在所述填埋场的中部的水平盲沟中，能够在竖直集气管不方便集气时进行气体收集；
渗滤液收集池，其设置在填埋场中间位置的下部，且四周均设置有坡度，能够快速收集渗滤液。
优选的是，上下水平集气管的间距为：其中，1.868为1kg有机碳完全气化能够产生的填埋气体量，T为填埋场的温度，Co为总碳量，d为水平集气管的直径，σ为水平集气管的密度，θ为水平集气管与砾石层的接触角，λ为产气率常熟，t为填埋场的理想填埋时间，n为水平集气管上总的透气孔的数量，r为透气孔的半径，为产气流量，ERHα为相对湿度。
优选的是，所述填埋场的上部，第一根水平集气管的管壁上部从上往下依次设置有：绿色植被层、排水层和压实土层，能够实现填埋场内部的保温和保湿，防止恶臭气体的溢出。
优选的是，相邻所述水平集气管道通过伸缩接口连通。
优选的是，所述竖直集气管和水平集气管采用PVC材质。
优选的是，所述竖直集气管的上下两端均设置有PVC盖，能够将所述竖直集气管封住。
优选的是，所述水平集气管的外壁依次设置有砾石保护层、钢丝网、HDPE膜和沙层。
优选的是，上下所述竖直集气管的连接方式能够采用管道接口和伸缩管连接头两种连接方式。
优选的是，所述渗滤液收集池还包括HDPE膜和土工膜保护层，能够防止由于渗滤液的收集作用导致地下水遭受污染。
优选的是，所述渗滤液收集池的坡度为2％，方便渗滤液回流进渗滤液收集池。
本发明所述的有益效果：将双向集气系统应用在垃圾回收的填埋场中，该双向集气系统能够在水平方向和竖直方向同时展开气体收集，提高了集气的效率，集气管纵横交错受力使匀称，能够增大集气系统的使用年限，适合在大型垃圾填埋场进行气体收集。将水平集气系统设置在填埋场的中部，并合理的设置上下水平集气管的间距，能够节省开支，经济实用。
在填埋场的正中央设置渗滤液收集池，集中处理渗滤液，并设置一定的引流坡度，使渗滤液能够快速流入到渗滤池中，提高渗滤液收集的效率。采用本双向集气系统进行垃圾填埋场有效气体回收，能够变废为宝，提高气体收集效率，收集成本低，适合大范围推广和使用。
附图说明
图1为本发明所述的双向集气系统的城市填埋场的截面示意图。
图2为本发明所述的竖直方向集气管的截面示意图。
图3为本发明所述的水平盲沟内部截面示意图
图4为本发明所述的基础截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-4所示，本发明提供一种双向集气系统的城市填埋场，包括：竖直集气管道110，设置在垃圾填埋场在竖直方向的竖井中，竖直集气管道110的管壁上设置有多个透气孔，水平集气管120，设置在垃圾填埋场中部水平方向上的盲沟中，并通过四向管道接口111与竖直集气管道连接，形成双向集气系统，能够满足垃圾填埋场在不同情况下对气体收集的需要，提高气体回收率。由于上下两端对集气的效果影响比较低，因此，水平集气管并不是在全部竖直布置，而是布置在垃圾填埋场的中部，并且合理的设置上下水平集气管120的间距，这样能够在经济上节省不必要的开支，同时还能提高水平集气管的利用率，提高气体收集效率。
上下水平集气管120的间距设置为：其中，1.868为1kg有机碳完全气化能够产生的填埋气体量，T为填埋场的温度，Co为总碳量，d为水平集气管的直径，σ为水平集气管的密度，θ为水平集气管与砾石层的接触角，λ为产气率常熟，t为填埋场的理想填埋时间，n为水平集气管上总的透气孔的数量，r为透气孔的半径，为产气流量，ERHα为相对湿度。
当上下集气管间距过大时，导致集气孔数量不够，影响集气效率，增加工作时间，降低工作效率，当上下集气管间距过小时，由于集气管排布过密，影响垃圾的填埋量，同时还会影响总碳量。
在垃圾填埋场的上部，水平集气管120的上方，从上往下依次设置有绿色植被130、最终覆盖层131、排水层132、压实土层133以及垃圾层140，在最终覆盖层131上种植绿色植被130，能够对垃圾填埋场进行保温、保湿和绿化的处理，在实现垃圾填埋的同时，达到绿化的目的，满足人们对绿化的需求。相邻的水平集气管120之间通过锯齿形的可伸缩接口124进行连接，水平及气管120下部还设置有垫块121，能够保证在大跨度的情况水平集气管下不会发生扭曲和变形。
水平集气管120的外壁设置有砾石保护层113，砾石保护层113采用钢丝网进行包裹，钢丝网外部采用一层HDPE膜162进行包裹，作为防渗的处理，HDPE膜162的外部再采用一层防水透气的沙层123进行防护，防止HDPE被垃圾刺破。
水平集气管120的下部设置有垫块121，相邻的水平集气管120之间通过伸缩接口124相互连通，能够防止水平集气管120发生较大的变形和不均匀沉降的问题。上下竖直集气管110之间能够通过采用管道接口112和伸缩管连接头115两种连接方式进行连接；竖直集气管110的上下两端设置有PVC盖114，将竖直集气管110盖住。
竖直集气管110外部从上到下依次设置有细土层134、压实土层133、不透水层135以及砾石保护层113，其中绿色植被130、最终覆盖层131、排水层132、压实土层133、细土层134以及不透水层135组成垃圾填埋场上方的覆盖层保护绿化系统，在处理垃圾的同时实现绿化的目的，保证垃圾填埋场内部的温度和湿度湿，防止恶臭气体的溢出，美化环境。
垃圾填埋场的底部为天然土地基压实170，在天然土地基压实170的上部设置有填埋场基础部分160，在填埋场的正中央，垃圾场基础部分160的中心部分设置有渗滤液收集池150，它的正上方的竖井可以适当扩大直径，并能够一直深入渗滤液收集池150。填埋场基础部分160的四面均带有坡度，作为一种优选，本发明选用的坡度为2％，使得渗滤液回流进渗滤液池进行泵抽的集中处理，方便把渗滤液引流进渗滤液收集池150中。
在垃圾填埋场基础部分160的上方依次设置有HDPE膜162和土工保护膜151，用来防止上方的垃圾层以及渗滤液渗漏所造成的污染，避免带来地下水遭受污染的问题。作为一种优选，本发明中HDPE膜162为2cm。
使用时，在垃圾填埋场封场的情况下，布置竖井，对竖直集气管110施加负压，进行气体收集，此时收集效果好，工作效率高；当垃圾填埋场运营商需要在垃圾填埋场封场前提前回收填埋气体时，此时采用水平盲沟井中的水平集气管120进行气体收集，在需要时，水平集气管120和竖直集气管110能够同时工作，对气体进行收集，提高收集效率。
将双向集气系统应用在垃圾回收的填埋场中，该双向集气系统能够在水平方向和竖直方向同时展开气体收集，提高了集气的效率，集气管纵横交错受力使匀称，能够增大集气系统的使用年限，适合在大型垃圾填埋场进行气体收集。将水平集气系统设置在填埋场的中部，并合理的设置上下水平集气管的间距，能够节省开支，经济实用。
在填埋场的正中央设置渗滤液收集池，集中处理渗滤液，并设置一定的引流坡度，使渗滤液能够快速流入到渗滤池中，提高渗滤液收集的效率。采用本双向集气系统进行垃圾填埋场有效气体回收，能够变废为宝，提高气体收集效率，收集成本低，适合大范围推广和使用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，包括：
多个竖直集气管，其管体上设置有多个透气孔，且等间距的设置在填埋场的竖直方向，能够收集气体；
多个水平集气管，其通过四向管道接口与竖直集气管相互连通，并且在其管体上设置有多个透气孔，所述多个水平集气管设置在所述填埋场的中部的水平盲沟中，能够在竖直集气管不方便集气时进行气体收集；
渗滤液收集池，其设置在填埋场中间位置的下部，且四周均设置有坡度，能够快速收集渗滤液；
上下水平集气管的间距为：其中，1.868为1kg有机碳完全气化能够产生的填埋气体量，T为填埋场的温度，Co为总碳量，d为水平集气管的直径，σ为水平集气管的密度，θ为水平集气管与砾石层的接触角，λ为产气率常数 ，t为填埋场的理想填埋时间，n为水平集气管上总的透气孔的数量，r为透气孔的半径，为产气流量，ERHα为相对湿度。
2.根据权利要求1所述的双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，所述填埋场的上部，第一根水平集气管的管壁上部从上往下依次设置有：绿色植被层、排水层和压实土层，能够实现填埋场内部的保温和保湿，防止恶臭气体的溢出。
3.根据权利要求1所述的双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，相邻所述水平集气管道通过伸缩接口连通。
4.根据权利要求3所述的双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，所述竖直集气管和水平集气管采用PVC材质。
5.根据权利要求4所述的双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，所述竖直集气管的上下两端均设置有PVC盖，能够将所述竖直集气管封住。
6.根据权利要求1所述的双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，所述水平集气管的外壁依次设置有砾石保护层、钢丝网、HDPE膜和沙层。
7.根据权利要求5所述的双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，上下所述竖直集气管的连接方式能够采用管道接口和伸缩管连接头两种连接方式。
8.根据权利要求1所述的双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，所述渗滤液收集池还包括HDPE膜和土工膜保护层，能够防止由于渗滤液的收集作用导致地下水遭受污染。
9.根据权利要求8所述的双向集气系统的城市填埋场，其特征在于，所述渗滤液收集池的坡度为2％，方便渗滤液回流进渗滤液收集池。
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