CN106862238A - 一种固体废弃物固结降解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体废弃物固结降解装置，包括底座，底座的上部至少连接有两根支撑柱，支撑柱的上部连接有可沿支撑柱上下移动及固定的上支撑板，上支撑板的下端面与加压保压装置连接。支撑柱的下部连接有下支撑板，下支撑板的上部连接有外筒，外筒的底部与玻璃管连通，玻璃管通过三通阀与玻璃管液位计连接；外筒的上部套设有内筒，内筒设置在加压保压装置的下部，内筒的底部开有圆孔，内筒的侧部通过气阀开关与排气管连接，排气管与气体收集瓶连接。解决了现有技术中降解装置不适用于城市固体废弃物的问题。既可以对城市固体废弃物进行压缩和降解试验，又能测定城市固体废弃物的变形值，从而获得城市固体废弃物的压缩性质和有机物的降解指标。
Description
技术领域
本发明属于涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种固体废弃物固结降解装置。
背景技术
随着社会经济的发展，我国城市人口越来越多，所产生的城市垃圾也不断增多。垃圾处理问题越来越急迫。城市固体废弃物卫生填埋场是我国一种重要且主要的垃圾处理方式，而城市固体废弃物变形是填埋场设计的重要参数,有效而准确的测定城市固体废弃物的力学变形指标也变得越来越重要。
但是，城市固体废弃物与一般的土体存在较大差异，城市固体废弃物的构成复杂、颗粒不均匀、含有大量的有机质，城市固体废弃物的变形与降解关系密切，所以需要对城市固体废弃物进行固结、降解试验。而常规的降解装置容量小，适用于颗粒较小、成分简单均匀的土体，对城市固体废弃物不适用。
因此，如何设计一种适用于固体废弃物降解的装置，是我们需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固体废弃物固结降解装置，解决了现有技术中降解装置不适用于城市固体废弃物的问题。本发明既可以对城市固体废弃物进行压缩和降解试验，又能测定城市固体废弃物的变形值，从而获得城市固体废弃物的压缩性质和有机物的降解指标。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种固体废弃物固结降解装置，包括底座，底座的上部至少连接有两根支撑柱，支撑柱的上部连接有可沿支撑柱上下移动及固定的上支撑板，上支撑板的下端面与加压保压装置连接。
支撑柱的下部连接有下支撑板，下支撑板的上部连接有外筒，外筒的底部与玻璃管连通，玻璃管穿出下支撑板，玻璃管通过三通阀与玻璃管液位计连接；外筒的上部套设有内筒，内筒设置在加压保压装置的下部，内筒的底部开有圆孔，内筒的侧部通过气阀开关与排气管连接，排气管与气体收集瓶连接。
优选地，内筒的顶面安装有反光板，加压保压装置的侧面安装有激光测距仪。
优选地，加压保压装置包括电控装置，电控装置通过转换器与油泵连接，油泵分别通过进油管和回油管与储油室连接，进油管上设有第一开关，回油管上设有第二开关，储油室与加载活塞连接，加载活塞设置在内筒的上部。
进一步优选地，电控装置设有用于显示油泵油压大小的显示屏。
优选地，还包括电磁加热装置，电磁加热装置包括设置在外筒外表面的保温层，保温层的外部依次设有电磁加热线圈和隔热层。
电磁加热装置还包括设置在外筒内的热敏电阻和热敏电阻外罩，热敏电阻固定在热敏电阻外罩的顶端，电磁加热线圈和热敏电阻分别与电磁加热控制器连接。
优选地，外筒的底部由下到上依次装有第一透水石、细沙、第二透水石、试样、第三透水石。
优选地，在外筒与内筒的间隙处设有带孔的橡胶盖，橡胶盖与内筒的接触部位涂有凡士林。
优选地，底座的长宽高分别为50cm x 30cm x 2cm；支撑柱为直径4cm的圆柱；上支撑板的长宽高分别为50cm x 50cm x 2cm；下支撑板的长宽高分别为50cm x 20cm x 2cm，下支撑板距底座12cm；外筒的外径为8.9cm，壁厚为2.6mm，高度为90.0cm；内筒的外径为8.0cm，壁厚为2.6mm。
优选地，支撑柱的上部带有螺纹，上支撑板通过调节螺母沿支撑柱上下移动及固定。
优选地，下支撑板的中间开设有环形凹槽，环形凹槽的内环直经为84mm，外环直径为92mm，深度为15mm；内环和外环之间的底部放置有耐腐蚀的橡胶条；外筒通过螺纹连接固定在下支撑板上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的城市加压型城市固体废弃物固结降解装置，通过加压保压装置对内筒施压，内筒将压力传递给外筒内的试样。同时，通过设置玻璃管和玻璃管液位计，以及气体收集瓶，可以收集并量测试验中由于固结所产生的渗滤液和气体。本发明具有结构简单，使用方便的优点，能有效降低城市固体废弃物成分复杂所带来的试验误差，也可收集并量测试验中由于降解所产生的渗滤液和气体。
进一步地，通过激光测距仪测得与反光板的距离，从而确定加压保压装置底部与内筒顶面的距离。加载时，加压保压装置与内筒接触，将激光测距仪示数归零，所测得的距离就是废弃物的变形量。
进一步地，通过在内、外筒的间隙处设置橡胶盖等，使装置整体密闭，可开展长期降解实验。
进一步地，通过安装了电磁加热装置，可在固结过程中控温。不仅能够进行常规压缩试验，也可进行城市固体废弃物有机质长期降解试验。亦能广泛应用与城市固体废弃物相似的复杂大颗粒土类，进行室内试验和研究。
进一步地，本发明的外筒容量大且装样量可控制，可有效降低城市固体废弃物因成分复杂所带来的误差。
附图说明
图1为本发明提供的固体废弃物固结降解装置的结构示意图；
图2为本发明提供的加压保压装置的结构示意图；
图3为本发明提供的电磁加热装置的结构示意图；
图4为使用本发明的固体废弃物固结降解装置的固结降解实验图。
其中，1为底座，2为支撑柱，3为三通阀，4为下支撑板，5为环形凹槽，6为电磁加热装置，61为热敏电阻，62为热敏电阻外罩，63为保温层，64为电磁加热控制器，65为电磁加热线圈，66为隔热层，7为玻璃管液位计，8为圆孔，9为外筒，10为橡胶盖，11为内筒，12为气体收集瓶，13为排气管，14为气阀开关，15为反光板，16为激光测距仪，17为加压保压装置，171为加载活塞，172为储油室，173为回油管，174为进油管，175为第二开关，176为转换器，177为电控装置，178为油泵，18为上支撑板，19为调节螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
一种固体废弃物固结降解装置，包括底座1，底座1的上部至少连接有两根支撑柱2，支撑柱2的上部连接有可沿支撑柱2上下移动及固定的上支撑板18，上支撑板18的下端面与加压保压装置17连接。
支撑柱2的下部连接有下支撑板4，下支撑板4的上部连接有外筒9，外筒9的底部与玻璃管连通，玻璃管穿出下支撑板4，玻璃管通过三通阀3与玻璃管液位计7连接；外筒9的上部套设有内筒11，内筒11设置在加压保压装置17的下部，内筒11的主要作用是承受加载装置所施加的荷载，并将其传递到试样上。
内筒11的底部开有圆孔8，内筒11的侧部通过气阀开关14与排气管13连接，排气管13与气体收集瓶12连接。
具体地，外筒9下端开有1.5cm直径的小孔，其底部安装耐腐蚀的玻璃管，耐腐蚀的玻璃管通过三通阀3与HG5玻璃管液位计连接，当需要时也可打开三通阀3门使渗滤液流出，内筒11顶部开有排气管13，排气管13通过气阀开关14连接气体收集瓶12，进行气体收集。
优选地，内筒11的顶面安装有反光板15，加压保压装置17的侧面安装有激光测距仪16。激光测距仪16测得与反光板15的距离确定加压保压装置17底部与内筒11顶面的距离。加载时，加压保压装置17与内筒11接触，将激光测距仪16示数归零，所测得的距离就是废弃物的变形量。
如图2所示，优选地，加压保压装置17包括电控装置177，电控装置177通过转换器176与油泵178连接，油泵178分别通过进油管174和回油管173与储油室172连接，进油管174上设有第一开关，回油管173上设有第二开关175，储油室172与加载活塞171连接，加载活塞171设置在内筒11的上部。进一步优选地，电控装置177设有用于显示油泵178油压大小的显示屏。
在这里，电控装置177通过转换器176对油泵178和第一开关和第二开关175进行控制，电控装置177的显示屏反映了油泵178的油压大小。油泵178向储油室172增压来实现加载活塞171对内筒11的加压，压力满足实验要求时进入保压模式。实验结束时，储油室172的油流向油泵178进行卸压。加压保压装置17是一个为加载活塞171提供自动加压、并具有恒定保持压力效能的装置，它可以对样品的工作压力进行精确而均衡的加压，达到目标压力后则自动开启保持压力的功能，使活加载活塞171长时间持续保持恒压状态，不再需要人工值守，而且也会对异常状况进行报警，避免了手工操作导致的压力不均衡和人工值守带来的人力浪费。
如图3所示，优选地，为了加快对筒中废弃物的固结降解，采用电磁加热装置6对外筒9温度调节，满足不同试验要求。电磁加热装置6包括设置在外筒9外表面的保温层63，保温层63的外部依次设有电磁加热线圈65和隔热层66。电磁加热装置6还包括设置在外筒9内的热敏电阻61和热敏电阻外罩62，热敏电阻61固定在热敏电阻外罩62的顶端，电磁加热线圈65和热敏电阻61分别与电磁加热控制器64连接。
在这里，热敏电阻外罩62为弧形，热敏电阻61固定在热敏电阻外罩62顶端，电磁加热控制器64控制外筒9内部的温度以满足实验要求。电磁加热装置6是利用电磁感应原理将电能转换为热能的装置。电磁加热控制器64将220V，50Hz的交流电整流变成直流电，再将直流电转换成频率为20-40KHz的高频高压电，高速变化的高频高压电流流过电磁加热线圈65会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过外筒9时会在外筒9内产生无数的小涡流，使外筒9本身自行高速发热，从而加热外筒9内的东西。
优选地，外筒9的底部由下到上依次装有第一透水石、细沙、第二透水石、试样、第三透水石。在外筒9与内筒11的间隙处设有带孔的橡胶盖10，橡胶盖10与内筒11的接触部位涂有凡士林。在长期试验过程中，通过在外筒9顶端设有带孔的橡胶盖10对内、外筒9进行密封，保持了试样湿度并防止了有机质降解所产生的异味挥发。
具体地，本发明提供的固体废弃物固结降解装置进行试验时，在固体废弃物试样装入外筒9之前，先在外筒9底部放置透水石以免细沙堵塞底部孔洞。在其顶面铺一层细沙并夯实，用以过滤试验中产生的渗滤液。细沙上放透水石，其直径为7.98cm，厚为1.0cm，试样面积50cm2。透水石上放置试样，试样容量可根据试验的具体要求进行调整，试样上端再放置一块透水石，同时在试样内筒11外壁上涂适量凡士林，以减少与橡胶盖10的摩擦，最后将内筒11插入外筒9内与试样接触即可开始加载试验。
优选地，底座1的长宽高分别为50cm x 30cm x 2cm；支撑柱2为直径4cm的圆柱；上支撑板18的长宽高分别为50cm x 50cm x 2cm；下支撑板4的长宽高分别为50cm x 20cm x2cm，下支撑板4距底座12cm；外筒9的外径为8.9cm，壁厚为2.6mm，高度为90.0cm；内筒11的外径为8.0cm，壁厚为2.6mm。
优选地，支撑柱2的上部带有螺纹，上支撑板18通过调节螺母19沿支撑柱2上下移动及固定，加压保压装置17可在上支撑板18固定后对内筒11进行加压。
优选地，下支撑板4的中间开设有环形凹槽5，环形凹槽5的内环直经为84mm，外环直径为92mm，深度为15mm；内环和外环之间的底部放置有耐腐蚀的橡胶条；外筒9底部的内壁刻有螺纹，外筒9通过螺纹连接固定在下钢板上。
优选地，底座1为钢板，支撑柱2为不锈钢钢柱，上支撑板18和下支撑板4分别为上钢板和下钢板。
Claims (10)
1.一种固体废弃物固结降解装置，其特征在于，包括底座(1)，底座(1)的上部至少连接有两根支撑柱(2)，支撑柱(2)的上部连接有可沿支撑柱(2)上下移动及固定的上支撑板(18)，上支撑板(18)的下端面与加压保压装置(17)连接；
支撑柱(2)的下部连接有下支撑板(4)，下支撑板(4)的上部连接有外筒(9)，外筒(9)的底部与玻璃管连通，玻璃管穿出下支撑板(4)，玻璃管通过三通阀(3)与玻璃管液位计(7)连接；外筒(9)的上部套设有内筒(11)，内筒(11)设置在加压保压装置(17)的下部，内筒(11)的底部开有圆孔(8)，内筒(11)的侧部通过气阀开关(14)与排气管(13)连接，排气管(13)与气体收集瓶(12)连接。
2.根据权利要求1所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，内筒(11)的顶面安装有反光板(15)，加压保压装置(17)的侧面安装有激光测距仪(16)。
3.根据权利要求1所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，加压保压装置(17)包括电控装置(177)，电控装置(177)通过转换器(176)与油泵(178)连接，油泵(178)分别通过进油管(174)和回油管(173)与储油室(172)连接，进油管(174)上设有第一开关，回油管(173)上设有第二开关(175)，储油室(172)与加载活塞(171)连接，加载活塞(171)设置在内筒(11)的上部。
4.根据权利要求3所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，电控装置(177)设有用于显示油泵(178)油压大小的显示屏。
5.根据权利要求1所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，还包括电磁加热装置(6)，电磁加热装置(6)包括设置在外筒(9)外表面的保温层(63)，保温层(63)的外部依次设有电磁加热线圈(65)和隔热层(66)；
电磁加热装置(6)还包括设置在外筒(9)内的热敏电阻(61)和热敏电阻外罩(62)，热敏电阻(61)固定在热敏电阻外罩(62)的顶端，电磁加热线圈(65)和热敏电阻(61)分别与电磁加热控制器(64)连接。
6.根据权利要求1所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，外筒(9)的底部由下到上依次装有第一透水石、细沙、第二透水石、试样、第三透水石。
7.根据权利要求1所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，在外筒(9)与内筒(11)的间隙处设有带孔的橡胶盖(10)，橡胶盖(10)与内筒(11)的接触部位涂有凡士林。
8.根据权利要求1所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，底座(1)的长宽高分别为50cm x 30cm x 2cm；支撑柱(2)为直径4cm的圆柱；上支撑板(18)的长宽高分别为50cmx 50cm x 2cm；下支撑板(4)的长宽高分别为50cm x 20cm x 2cm，下支撑板(4)距底座(1)12cm；外筒(9)的外径为8.9cm，壁厚为2.6mm，高度为90.0cm；内筒(11)的外径为8.0cm，壁厚为2.6mm。
9.根据权利要求1所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，支撑柱(2)的上部带有螺纹，上支撑板(18)通过调节螺母(19)沿支撑柱(2)上下移动及固定。
10.根据权利要求1所述的固体废弃物固结降解装置，其特征在于，下支撑板(4)的中间开设有环形凹槽(5)，环形凹槽(5)的内环直经为84mm，外环直径为92mm，深度为15mm；内环和外环之间的底部放置有耐腐蚀的橡胶条；外筒(9)通过螺纹连接固定在下支撑板(4)上。
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