CN107144306A - 一种应用于垃圾填埋场的多功能井 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于垃圾填埋场的多功能井，竖直插入垃圾层中；包括下端封堵的井管、井帽组件和环境监测装置，井管下端竖直插入垃圾层中，其的上端井口位于地面上方；井帽组件可拆卸安装在井管的上端井口处；环境监测装置安装在井帽组件上并用于对井管内的环境进行监测；井管位于垃圾层中的部分包括至少一段花管段，花管段上开设有多个通孔；井管内填充有粉质粘土层和碎石层，碎石层位于粉质粘土层的上方，粉质粘土层和碎石层的交界处位于花管段所在区域。本发明可实现对垃圾填埋场垃圾堆体内部环境进行综合采样和监测，为垃圾填埋场的现场评估和修复利用提供依据；通过设置花管段，也可对垃圾堆体内部进行注气、注水、抽气和抽水等功能性操作。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾填埋技术领域，具体涉及一种应用于垃圾填埋场的多功能井。
背景技术
垃圾填埋场是消纳、存放生活垃圾的场所。我国的垃圾填埋场包括简易垃圾填埋场(非正规垃圾填埋场)以及在运行的垃圾卫生填埋场。为了确保垃圾填埋场的环保特性，以及对垃圾填埋场的治理、修复和增容等需求，需要掌握垃圾堆体特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种应用于垃圾填埋场的多功能井。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种应用于垃圾填埋场的多功能井，竖直插入垃圾层中；包括下端封堵的井管、井帽组件和环境监测装置，所述井管下端竖直插入垃圾层中，其的上端井口位于地面上方；所述井帽组件可拆卸安装在所述井管的上端井口处；所述环境监测装置安装在所述井帽组件上并用于对井管内的环境进行监测；所述井管位于垃圾层中的部分包括至少一段花管段，所述花管段上开设有多个通孔；所述井管内填充有粉质粘土层和碎石层，所述碎石层位于所述粉质粘土层的上方，所述粉质粘土层和碎石层的交界处位于花管段所在区域。
本发明的有益效果是：本发明通过设置环境监测装置，并在井管内设置粘土层和碎石层，可实现对垃圾填埋场垃圾堆体的内部环境进行综合采样和监测，为垃圾填埋场的现场评估和修复利用提供依据；且通过设置花管段，也可对垃圾堆体内部进行注气、注水、抽气和抽水等功能性操作。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述井帽组件包括第一井帽，所述第一井帽呈一端封堵的筒状结构；所述第一井帽的内侧壁上设有内螺纹，所述井管的上端外侧壁上设有外螺纹；所述第一井帽可拆卸的套接在所述井管的上端并与之适配旋接。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置第一井帽，可在建井时安装在井体上，避免垃圾填埋场周围的杂质进入到井管内。
进一步，所述井帽组件还包括第二井帽，所述第二井帽呈一端封堵的筒状结构；所述第二井帽的内侧壁上设有内螺纹，所述第二井帽可拆卸的套接在所述井管的上端并与之适配旋接；所述第二井帽的封堵端开设有接口，所述环境监测装置通过所述接口与所述井管内部连通并对井管内的环境进行监测。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置第二井帽，可方便将环境监测装置与井管内部连通以对井管内的环境进行监测。
进一步，所述接口包括第一接口、第二接口和第三接口，所述环境监测装置包括温湿度检测装置、气体检测装置和第一压力表；所述温湿度检测装置通过所述第一接口与所述井管内部连通并用于检测所述井管内的温度和湿度；所述气体检测装置通过第二接口与所述井管内部连通并用于检测所述井管内的气体成分和浓度；所述第一压力表通过第三接口与所述井管内部连通并用于检测所述井管内的气压。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置温湿度检测装置、气体检测装置和压力表，可对井管内的温湿度、气体成分和浓度以及压力进行实时监控，可及时掌握垃圾堆体的特性。
进一步，所述多功能井还包括抽吸气装置、抽注液装置和第二压力表，所述井帽组件还包括第三井帽；
所述第三井帽呈一端封堵的筒状结构，所述第三井帽的内侧壁上设有内螺纹，所述第三井帽可拆卸的套接在所述井管的上端并与之适配旋接；所述第三井帽的封堵端开设有气体进出口、液体进出口和压力检测口；所述气体进出口通过气体管道与抽吸气装置相连通，所述液体进出口通过液体管道与抽注液装置相连通，所述第二压力表通过所述压力检测口与所述井管内部连通并用于检测所述井管内的气压。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置抽吸气装置和抽注液装置，可方便冲洗井管以及向井管内充气或抽气，有利于垃圾填埋场的好氧修复和污染场地的修复。
进一步，所述井管位于垃圾层中的部分还包括至少一段实管段，所述实管段和所述花管段交叉布置；所述粉质粘土层和碎石层的交界处位于花管段的中间位置处或位于所述花管段和所述实管段的交界处。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将粉质粘土层和碎石层的交界处设置在花管段的中间位置，方便将粉质粘土层和碎石层都与垃圾填埋场进行导通。
进一步，所述花管段的孔隙率为25％-75％。
进一步，所述花管段的中心距离管体下端的长度和所述花管段的中心距离管体上端的长度之比为1/4-5/6。
进一步，所述花管段的长度为0.5m-3m。
进一步，所述井管的下端呈上宽下窄的锥形结构。
附图说明
图1为本发明实施例的多功能井的一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明实施例的多功能井的另一种实施方式的结构示意图；
图3为图2中A部的放大结构示意图；
图4为第二井帽的俯视结构示意图；
图5为第三井帽的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、垃圾层；2、井管；21、花管段；22、实管段；23、锥体段；3、第一井帽；4、第二井帽；41、第一接口；42、第二接口；43、第三接口；5、第三井帽；51、气体进出口；52、液体进出口；53、压力检测口；6、温湿度传感器；7、流量控制阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-图5所示，本实施例的一种应用于垃圾填埋场的多功能井，竖直插入垃圾层1中；包括下端封堵的井管2、井帽组件和环境监测装置，所述井管的下端竖直插入垃圾层中，其的上端井口位于地面上方；所述井帽组件可拆卸安装在所述井管2的上端井口处；所述环境监测装置安装在所述井帽组件上并用于对井管2内的环境进行监测；所述井管2位于垃圾层中的部分包括至少一段花管段21，所述花管段21上开设有多个通孔；所述井管2内填充有粉质粘土层和碎石层，所述碎石层位于所述粉质粘土层的上方，所述粉质粘土层和碎石层的交界处位于花管段所在区域。本实施例通过设置环境监测装置，并在井管内设置粘土层和碎石层，可实现对垃圾填埋场垃圾堆体的内部环境进行综合采样和监测，为垃圾填埋场的现场评估和修复利用提供依据；且通过设置花管段，也可对垃圾堆体内部进行注气、注水、抽气和抽水等功能性操作。
本实施例的井管2总长度为2-10m或10m以上，具体长度取决于垃圾层1的厚度，单个井管2的长度不超过底部的防渗透层顶部。对于多层垃圾填埋场，井管2底部应位于其下一层垃圾的上覆盖土之上。必要时，也可对多层填埋的堆体采用长井体。本实施例的井管材料优选为钢管，采用无缝钢管或焊接钢管。井管也可以采用PE或PVC塑料管。钢管的规格包括管径和壁厚，管径尺寸为50mm-160mm之间通用口径，以DN50、DN80和DN100最为常用。钢管壁厚要达到强度要求，一般为3-5mm。本实施例的井管上端外壁上设置有长度为5mm-10mm的外螺纹，用来安装井帽组件。
如图1-图3所示，当本实施例的井管2为钢制材料制成时，本实施例所述井管2的下端呈上宽下窄的锥形结构。具体的，所述井管2包括依次一体连接的实管段22、花管段21和锥体段23，花管段21设置在实管段22和锥体段23之间，锥体段23设置在井管2的下端。锥体段23的长度为20cm-30cm。可将井管2通过压桩机等设备或机械直接压入垃圾堆体。当本实施例的井管2为其它管材时，可先在垃圾层中钻孔，然后用堵头代替锥体段，然后把井管插入到垃圾层的钻孔内进行建井。
本实施例的花管段21可根据井用途进行设置，花管段21的具体位置可根据具体情况进行调整以最大程度满足工艺要求。
本实施例的所述花管段21的中心距离管体下端的长度和所述花管段21的中心距离管体上端的长度之比为1/4-5/6。本实施例可在井管2上设置1-3段花管段，花管段21分别设置于井管2的下部、中部和上部，每段花管段21的长度为50cm-300cm。具体的，当垃圾堆体深度小于4m时，可设置一段花管段21，花管段21位于井管2中部或下部；当垃圾堆体深度为4m-8m时，可设置两段花管段21，花管段21中心分别位于井管2下端往上的1/3和5/6处；当垃圾堆体的深度为8m-12m时，可设置三段花管段21，花管段21中心分别位于井管下端往上的1/4、1/2和5/6处。
本实施例的所述井管2位于垃圾层中的部分还包括至少一段实管段22，所述实管段22和所述花管段21交叉布置，即每两端实管段22之间有一段花管段21；所述粉质粘土层和碎石层的交界处位于花管段21的中间位置处或位于所述花管段21和所述实管段22的交界处。例如，当所述井管2上设有一个花管段21时，所述粉质粘土层和碎石层的交界处位于花管段21的中间位置处，或将碎石层设置在花管段21内，将粉质粘土层设置在实管段22内；当所述井管2上设有两段花管段21时，可将碎石层设置在花管段21内，将粉质粘土层设置在实管段22内。这样可以将碎石层和粉质粘土层交叉设置，方便将粉质粘土层和碎石层都与垃圾填埋场进行导通。碎石层中的碎石粒径为16mm-32mm；可在粘土层和碎石界面铺设土工布，防止堵塞碎石层。当井管2安装到垃圾堆体中并就位后，需要进行洗井作业以确保井管中清洁，并确保花管段的孔隙正常无阻塞。
洗井的具体方法为，先用带有照明的视频头检查井内情况；然后用高压气体(空压机)注入井管内，用高压气管冲压花管段；向井管内注水并搅拌，同时迅速用自吸泵将水抽出；或用高压水枪冲洗花管段部位，同时将水抽出；反复以上操作，直至井内冲洗干净，井管能够正常使用。
本实施例的所述花管段21的的开孔方式可以为圆形或长方形，孔隙率为25％-75％。圆形孔径为5mm-10mm，长方形孔的尺寸为2×20mm，3×20mm，4×20mm。
本实施例的井帽组件包括第一井帽3、第二井帽4和第三井帽5，这三种井帽可根据井管的不同用途交替使用。第一井帽3、第二井帽4和第三井帽5均设置有可与井管2上端相适配的内螺纹。
如图1所示，本实施例的所述井帽组件包括第一井帽3，所述第一井帽3呈一端封堵的筒状结构；所述第一井帽3的内侧壁上设有内螺纹，所述井管2的上端外侧壁上设有外螺纹；所述第一井帽3可拆卸的套接在所述井管2的上端并与之适配旋接。
如图2-图4所示，本实施例的所述井帽组件还包括第二井帽4，所述第二井帽4呈一端封堵的筒状结构；所述第二井帽4的内侧壁上设有内螺纹，所述第二井帽4可拆卸的套接在所述井管2的上端并与之适配旋接；所述第二井帽4的封堵端开设有接口，所述环境监测装置通过所述接口与所述井管2内部连通并对井管2内的环境进行监测。通过设置第一井帽，可在建井时安装在井体上，避免垃圾填埋场周围的杂质进入到井管内。通过设置第二井帽，可方便将环境监测装置与井管内部连通以对井管内的环境进行监测。
如图3和图4所示，本实施例的所述接口包括第一接口41、第二接口42和第三接口43，所述环境监测装置包括温湿度检测装置6、气体检测装置和第一压力表；所述温湿度检测装置6通过所述第一接口41与所述井管2内部连通并用于检测所述井管2内的温度和湿度；所述气体检测装置通过第二接口42与所述井管2内部连通并用于检测所述井管2内的气体成分和浓度；所述第一压力表通过第三接口43与所述井管2内部连通并用于检测所述井管2内的气压。通过设置温湿度检测装置、气体检测装置和压力表，可对井管内的温湿度、气体成分和浓度以及压力进行实时监控，可及时掌握垃圾堆体的特性。
如图3和图4所示，本实施例的温湿度检测装置包括温湿度采集设备和温湿度传感器，所述温湿度传感器位于所述井管内且处于花管段的粉质粘土层中且靠下布置，所述温湿度采集设备位于井管外部，所述温湿度传感器通过导线与外部的温湿度分析设备相连接。所述气体检测装置包括气体分析设备和气体采集管，所述气体分析设备位于井管外部，所述气体采集管深入到所述井管内，所述气体采集管的一端位于所述井管的花管段的碎石中，所述气体采集管底端与所述粉质粘土层之间的距离为20cm-30cm；所述气体采集管的上端与外部的气体分析设备相连接。
本实施例的所述多功能井还包括抽吸气装置、抽注液装置和第二压力表，所述井帽组件还包括第三井帽5；通过设置抽吸气装置和抽注液装置，可方便冲洗井管以及向井管内充气或抽气，有利于垃圾填埋场的好氧修复和污染场地的修复。
如图5所示，本实施例的所述第三井帽5呈一端封堵的筒状结构，所述第三井帽5的内侧壁上设有内螺纹，所述第三井帽5可拆卸的套接在所述井管2的上端并与之适配旋接；所述第三井帽5的封堵端开设有气体进出口51、液体进出口52和压力检测口53；所述气体进出口51通过气体管道与抽吸气装置相连通，所述液体进出口52通过液体管道与抽注液装置相连通，所述第二压力表通过所述压力检测口53与所述井管2内部连通并用于检测所述井管2内的气压。所述气体管道和液体管道上均安装有流量控制阀。
本实施例的第一井帽、第二井帽和第三井帽不同时使用。
本实施例的井装置，安装方便，布置灵活，运行安全，稳定可靠，可根据垃圾填埋场或污染场地的实际情况优化设置。该井装置应用广泛，适用于垃圾填埋场的好氧修复，也可用于有机污染场地的修复等。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种应用于垃圾填埋场的多功能井，竖直插入垃圾层中；其特征在于，包括下端封堵的井管、井帽组件和环境监测装置，所述井管下端竖直插入垃圾层中，其的上端井口位于地面上方；所述井帽组件可拆卸安装在所述井管的上端井口处；所述环境监测装置安装在所述井帽组件上并用于对井管内的环境进行监测；所述井管位于垃圾层中的部分包括至少一段花管段，所述花管段上开设有多个通孔；所述井管内填充有粉质粘土层和碎石层，所述碎石层位于所述粉质粘土层的上方，所述粉质粘土层和碎石层的交界处位于花管段所在区域。
2.根据权利要求1所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述井帽组件包括第一井帽，所述第一井帽呈一端封堵的筒状结构；所述第一井帽的内侧壁上设有内螺纹，所述井管的上端外侧壁上设有外螺纹；所述第一井帽可拆卸的套接在所述井管的上端并与之适配旋接。
3.根据权利要求2所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述井帽组件还包括第二井帽，所述第二井帽呈一端封堵的筒状结构；所述第二井帽的内侧壁上设有内螺纹，所述第二井帽可拆卸的套接在所述井管的上端并与之适配旋接；所述第二井帽的封堵端开设有接口，所述环境监测装置通过所述接口与所述井管内部连通并对井管内的环境进行监测。
4.根据权利要求3所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述接口包括第一接口、第二接口和第三接口，所述环境监测装置包括温湿度检测装置、气体检测装置和第一压力表；所述温湿度检测装置通过所述第一接口与所述井管内部连通并用于检测所述井管内的温度和湿度；所述气体检测装置通过第二接口与所述井管内部连通并用于检测所述井管内的气体成分和浓度；所述第一压力表通过第三接口与所述井管内部连通并用于检测所述井管内的气压。
5.根据权利要求2至4任一项所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述多功能井还包括抽吸气装置、抽注液装置和第二压力表，所述井帽组件还包括第三井帽；
所述第三井帽呈一端封堵的筒状结构，所述第三井帽的内侧壁上设有内螺纹，所述第三井帽可拆卸的套接在所述井管的上端并与之适配旋接；所述第三井帽的封堵端开设有气体进出口、液体进出口和压力检测口；所述气体进出口通过气体管道与抽吸气装置相连通，所述液体进出口通过液体管道与抽注液装置相连通，所述第二压力表通过所述压力检测口与所述井管内部连通并用于检测所述井管内的气压。
6.根据权利要求5所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述井管位于垃圾层中的部分还包括至少一段实管段，所述实管段和所述花管段交叉布置；所述粉质粘土层和碎石层的交界处位于花管段的中间位置处或位于所述花管段和所述实管段的交界处。
7.根据权利要求1至4、6任一项所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述花管段的孔隙率为25％-75％。
8.根据权利要求1至4、6任一项所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述花管段中心距离管体下端的长度和所述花管段中心距离管体上端的长度之比为1/4-5/6。
9.根据权利要求8所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述花管段的长度为0.5m-3m。
10.根据权利要求1至4、6、9任一项所述一种应用于垃圾填埋场的多功能井，其特征在于，所述井管的下端呈上宽下窄的锥形结构。
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