CN108037245B - 一种生活垃圾填埋处理的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保设备技术领域，尤其涉及一种生活垃圾填埋处理的实验装置，包括反应器，反应器内部空腔，其上端设有开口，开口处连接有第一收集盘，第一收集盘底壁上设有多个通孔，第一收集盘内设有封堵装置；反应器内竖直设有上下两端贯通的曝气管，曝气管下端穿过反应器底壁并延伸至反应器外，反应器内的曝气管侧壁上设有通气孔，靠近曝气管上端的管口内设有滑动件，曝气管下端的管口处连接有吹风装置，反应器外的曝气管侧壁上连通有渗滤液收集管，渗滤液收集管一端连通至第二收集盘内，第二收集盘与第一收集盘通过回流管相连通；本发明产品，其结构简单，运行布局合理，可有效的准确的模拟生活垃圾填埋过程。
Description
技术领域
本发明属于环保设备技术领域，尤其涉及一种生活垃圾填埋处理的实验装置。
背景技术
目前，生活垃圾卫生填埋仍然是经济相对落后、土地资源相对丰富的地区广泛应用的垃圾无害化处理技术，特别在小城镇的垃圾处置问题上是首选方案，但是现有填埋场也存在很多不足，一般采用厌氧或者准好氧的单一填埋技术，处理效率低，稳定化时间长，渗滤液污染负荷高，环境风险大等不足之处，需要通过实验研究进一步改进以提高垃圾的处置效率，减轻填埋场处理的负担，降低填埋场运行及封场后的维护费用。
目前，实验室采用的生物反应器填埋场实验装置一般通过控制回灌量、通气量、温度等改善微生物生长繁殖的环境，放大微生物在反应器中的作用，加速降解生活垃圾中的有机污染物，达到固体废物无害化、减量化的处置目的。
由于现有实验装置一般体积较小，微生物降解产生的热量损失大，如在实验过程中采用保温装置，则难以有效控制热量输入量，达不到模拟实际填埋场的效果。
现有实验装置一般采用表面回灌的方式对渗滤液进行回灌处理，如回灌采用的水平盘管的布水方式理论上能均匀布水，但实际应用过程中由于水力负荷较小不能做到均匀布水，盘管的开孔大小固定，开孔过大会导致回灌速度过快，开孔太小会导致回灌速度慢且容易堵塞，现有的实验装置通风系统和渗滤液回灌系统分别为两套管路，造成实验装置结构冗余，缺乏经济性和美观性。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其结构简单，运行布局合理，可有效的准确的模拟生活垃圾填埋过程。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种生活垃圾填埋处理的实验装置，包括竖直设置的反应器1，所述反应器1内部空腔，其上端设有开口，所述开口处可拆卸连接有可封堵所述开口的第一收集盘2，所述第一收集盘2底壁上开设有多个将所述反应器1内部空腔与外部连通的通孔3，所述第一收集盘2内设有可封堵或打开多个所述通孔3的封堵装置；
所述反应器1内竖直设有上下两端贯通的曝气管4，所述曝气管4下端穿过所述反应器1底壁并延伸至所述反应器1外，所述反应器1内的曝气管4侧壁上设有多个均匀布置且相互间隔设置的通气孔5，靠近所述曝气管4上端的管口内设有可封堵或打开管口的滑动件6，所述曝气管4下端的管口处连接有吹风装置7，所述反应器1外的曝气管4侧壁上连通有渗滤液收集管8，所述渗滤液收集管8一端连通至第二收集盘9内，位于所述渗滤液收集管8与所述曝气管4连通位置处下方的所述曝气管4内设有可防止渗滤液流入所述吹风装置7内的单向阀21，所述第二收集盘9与所述第一收集盘2通过回流管10相连通，所述回流管10上设有蠕动泵11，所述反应器1内壁固定连接有电加热器12。
本发明的有益效果是：本发明一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其结构简单，运行布局合理，可有效的准确的模拟生活垃圾填埋过程，同时反应器内的管路设置更加合理优化，可减少反应器内的热量散失。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
作为本发明进一步优选，所述通孔3的孔径为5-20mm的圆孔，多个所述通孔3呈“一”字形排布，所述封堵装置为呈“一”字形的支架16，所述支架16的形状与多个所述通孔3排布的形状相适应，所述支架16两端与所述第一收集盘2内侧壁滑动连接，所述支架16下端面垂直固定连接有多个相适配且一一对应多个所述通孔3呈倒圆锥体的凸块17。
作为本发明进一步优选，所述第一收集盘2内侧壁竖直设有两滑槽，所述支架16两端可上下滑动的卡接于两所述滑槽内。
作为本发明进一步优选，所述第一收集盘2外壁设有与所述反应器1内侧壁螺纹连接的外螺纹。
作为本发明进一步优选，所述滑动件6包括圆锥体6-2与呈圆柱体的固定轴6-1，所述圆锥体6-2尖部向下设置，所述圆锥体6-2上端面的中心处垂直固定连接于所述固定轴6-1一端；
所述曝气管4内壁固定连接有多个沿所述反应器1内侧壁周向水平间隔分布且用于支撑所述圆锥体6-2侧面的止档凸起18，所述曝气管4上端开口处设有水平布置的隔档板19，所述隔档板19周向侧面与所述曝气管4内侧壁固定连接，所述隔档板19中心处设有使所述固定轴6-1另一端自由穿过的圆孔20，所述滑动件6在所述隔档板19与所述止档凸起18之间滑动。
作为本发明进一步优选，所述反应器1的底壁为向下凹陷的弧形面，所述曝气管4穿过所述底壁凹陷最低处向外延伸，所述曝气管4与所述反应器1内底壁相接处设有渗滤液出口22。
作为本发明进一步优选，所述反应器1底部外侧垂直固定连接有多个可伸缩的支撑杆。
作为本发明进一步优选，所述吹风装置7为鼓风机。
作为本发明进一步优选，所述反应器1外壁上设有根据所述反应器1内的温度控制所述电加热器12开启或关闭的温度控制器13、根据所述反应器1内湿度控制蠕动泵11开启或关闭的湿度控制器14与根据所述反应器1内含氧量控制吹风装置7开启或关闭的含氧量控制器15；
所述温度控制器13通过导线与所述电加热器12相连接，所述湿度控制器14与通过导线与所述蠕动泵11相连接，所述含氧量控制器15通过导线与所述吹风装置7相连接。
附图说明
图1为本发明产品局部剖视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、反应器，2、第一收集盘，3、通孔，4、曝气管，5、通气孔，6、滑动件，6-1、固定轴，6-2、圆锥体，7、吹风装置，8、渗滤液收集管，9、第二收集盘，10、回流管，11、蠕动泵，12、电加热器，13、温度控制器，14、湿度控制器，15、含氧量控制器，16、支架，17、凸起，18、止档凸起，19、隔档板，20、圆孔，21、单向阀，22、渗滤液出口。
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所示一种生活垃圾填埋处理的实验装置，包括竖直设置的反应器1，所述反应器1内部空腔，其上端设有开口，所述开口处可拆卸连接有可封堵所述开口的第一收集盘2，所述第一收集盘2底壁上开设有多个将所述反应器1内部空腔与外部连通的通孔3，所述第一收集盘2内设有可封堵或打开多个所述通孔3的封堵装置；
所述反应器1内竖直设有上下两端贯通的曝气管4，所述曝气管4下端穿过所述反应器1底壁并延伸至所述反应器1外，所述反应器1内的曝气管4侧壁上设有多个均匀布置且相互间隔设置的的通气孔5，靠近所述曝气管4上端的管口内设有可封堵或打开管口的滑动件6，所述曝气管4下端的管口处连接有吹风装置7，所述反应器1外的曝气管4侧壁上连通有渗滤液收集管8，所述渗滤液收集管8一端连通至第二收集盘9内，位于所述渗滤液收集管8与所述曝气管4连通位置处下方的所述曝气管4内设有可防止渗滤液流入所述吹风装置7内的单向阀21，该单向阀使渗滤液不能通过以流入吹风装置中(鼓风机)，使渗滤液直接流入渗滤液收集管内，同时吹风装置(鼓风机)吹风可通过单向阀，向反应器内输送空气提高含氧量，渗滤液收集管8上靠近渗滤液收集管与曝气管4相接处设有阀门，为了使吹风装置7吹入的空气进入渗滤液收集管8中而流入第二收集盘9内，所述第二收集盘9与所述第一收集盘2通过回流管10相连通，回流管一端伸入第二收集盘的底壁，另一端延伸至第一收集盘内，所述回流管10上设有蠕动泵11；
所述反应器1内壁固定连接有电加热器12，所述反应器1外壁上设有根据所述反应器1内的温度控制所述电加热器12开启或关闭的温度控制器13、根据所述反应器1内湿度控制蠕动泵11开启或关闭的湿度控制器14与根据所述反应器1内含氧量控制吹风装置7开启或关闭的含氧量控制器15,反应器内的温度控制在20-35℃之间，当温度低于这一温度范围值时，其温度控制器控制电加热器进行对反应器内升温，当温度高于这温度范围值时，其温度控制器关闭电加热器工作，同时温度控制器会显示反应器内的温度数值，同时湿度控制器与含氧量控制器也类似与温度控制器，通过湿度控制器设定控制反应器内的湿度，当低于湿度低于40％时，其湿度控制器通过控制蠕动泵将第二收集盘内的渗滤液抽入第一收集盘内，再流入反应器内以提高反应器内的湿度，当湿度高于60％，湿度控制器控制蠕动泵停止工作，同时反应器内的含氧量设定某一值时，其当反应器内的含氧量低于设定值10％时，其含氧量控制器控制吹风装置吹风，进入反应器内提高含氧量，当反应器内的含氧量高于设定值20％时，其含氧量控制器控制吹风装置停止吹风；
其中需氧量(提高反应器内的含氧量的量)可通过下列公式计算：
当实验需要好氧环境时，打开吹风装置(鼓风机)，控制吹风装置的进气量，垃圾好氧降解的理论需氧量为:
式中D—理论需氧量mo l
k—调节系数,一般为0.5-1.5
m—反应器内垃圾的质量g
t—反应器内的温度℃
c—总有机碳的百分含量
12—1mo l碳原子的质量g/mo l
根据含氧量控制器检测反应器内的含氧量数据，低于理论含氧量10％时打开自动开启吹风装置(鼓风机)进气，高于理论含氧量20％时停止进气。
所述通孔3的孔径为5-20mm的圆孔，多个所述通孔3呈“一”字形排布，所述封堵装置为呈“一”字形的支架16，所述支架16的形状与多个所述通孔3排布的形状相适应，所述支架16两端与所述第一收集盘2内侧壁滑动连接，所述支架16下端面垂直固定连接有多个相适配且一一对应多个所述通孔3呈倒圆锥体的凸块17，所述第一收集盘2内侧壁竖直设有两滑槽，所述支架16两端可上下滑动的卡接于两所述滑槽内，所述第一收集盘2外壁设有与所述反应器1内侧壁螺纹连接的外螺纹，通过调节支架与第一收集盘底壁的距离，其控制凸起与通孔之间的间隙大小，最终达到可有效的控制回流管中流入第一收集盘中的渗滤液再流入反应器内的速率；
所述滑动件6包括圆锥体6-2与呈圆柱体的固定轴6-1，所述圆锥体6-2尖部向下设置，所述圆锥体6-2上端面的中心处垂直固定连接于所述固定轴6-1一端，所述曝气管4内壁固定连接有多个沿所述反应器1内侧壁周向水平间隔分布且用于支撑所述圆锥体6-2侧面的止档凸起18，所述曝气管4上端开口处设有水平布置的隔档板19，隔档板19主要是抵挡圆锥体从曝气管4上端开口处被吹风装置吹出，所述隔档板19周向侧面与所述曝气管4内侧壁固定连接，所述隔档板19中心处设有使所述固定轴6-1另一端自由穿过的圆孔20，圆孔20的直径小于圆锥体6-2上端面的直径，圆孔20的直径大于固定轴6-1的直径，固定轴6-1的另一端也可以是穿过圆孔20延伸至曝气管4外，当吹风装置7处于关闭状态时，其固定轴6-1的另一端仍穿过圆孔20向外延伸，当吹风装置的出风达到一定速度时，滑动件6向上漂浮，其固定轴6-1另一端向外延伸的长度变长，吹风装置的出风速率的变化使固定轴6-1另一端在圆孔20内上下滑动，所述滑动件6在所述隔档板19与所述止档凸起18之间滑动，该滑动件是防止过多的吹风装置吹入的空气从顶部逸散，减少吹风装置的无用功，避免反应器内的含氧量各处的不同，同时空气吹入通过曝气管上的通气孔均匀的流入反应器内，使反应器内的含氧量处于相对平衡的状态；
所述反应器1的底壁为向下凹陷的弧形面，所述曝气管4穿过所述底壁凹陷最低处向外延伸，所述曝气管4与所述反应器1内底壁相接处设有渗滤液出口22，通气孔也可使渗滤液流入曝气管内，可优选的，该渗滤液出口的设置使渗滤液便于流入曝气管内，同时通过渗滤液收集管渗滤液流入第二收集盘中进行储放，所述反应器1底部外侧垂直固定连接有多个可伸缩的支撑杆，支撑杆主要是用于支撑反应器，所述吹风装置7为鼓风机，所述温度控制器13通过导线与所述电加热器12相连接，所述湿度控制器14与通过导线与所述蠕动泵11相连接，所述含氧量控制器15通过导线与所述吹风装置7相连接。
本产品在使用过程中，将生活垃圾加入反应器内进行填埋实验处理，其反应器内的温度控制在20-35℃之间，当温度低于这一温度范围值时，其温度控制器控制电加热器进行对反应器内升温，当温度高于这温度范围值时，其温度控制器关闭电加热器工作，使温度保持在20-35℃之间，同时温度控制器会显示反应器内的温度数值，同时湿度控制器与含氧量控制器也类似与温度控制器，通过湿度控制器设定反应器内的湿度为40-60％，当反应器内的湿度低于40％时，其湿度控制器通过控制蠕动泵将第二收集盘内的渗滤液抽入第一收集盘内，再流入反应器内以提高反应器内的湿度，当湿度高于60％，湿度控制器控制蠕动泵停止工作，同时反应器内的含氧量设定某一值时，其当反应器内的含氧量低于设定值10％时，其含氧量控制器控制吹风装置吹风，进入反应器内提高含氧量，当反应器内的含氧量高于设定值20％时，其含氧量控制器控制吹风装置停止吹风；
其中需氧量(提高反应器内的含氧量的量)可通过下列公式计算：
当实验需要好氧环境时，打开吹风装置(鼓风机)，控制吹风装置的进气量，垃圾好氧降解的理论需氧量为:
式中D—理论需氧量mo l
k—调节系数,一般为0.5-1.5
m—反应器内垃圾的质量g
t—反应器内的温度℃
c—总有机碳的百分含量
12—1mo l碳原子的质量g/mo l
根据含氧量控制器检测反应器内的含氧量数据，低于理论含氧量10％时打开自动开启吹风装置(鼓风机)进气，高于理论含氧量20％时停止进气。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其特征在于，包括竖直设置的反应器（1），所述反应器（1）内部空腔，其上端设有开口，所述开口处可拆卸连接有可封堵所述开口的第一收集盘（2），所述第一收集盘（2）底壁上开设有多个将所述反应器（1）内部空腔与外部连通的通孔（3），所述第一收集盘（2）内设有可封堵或打开多个所述通孔（3）的封堵装置；
所述反应器（1）内竖直设有上下两端贯通的曝气管（4），所述曝气管（4）下端穿过所述反应器（1）底壁并延伸至所述反应器（1）外，所述反应器（1）内的曝气管（4）侧壁上设有多个均匀布置且相互间隔设置的通气孔（5），靠近所述曝气管（4）上端的管口内设有可封堵或打开管口的滑动件（6），所述曝气管（4）下端的管口处连接有吹风装置（7），所述反应器（1）外的曝气管（4）侧壁上连通有渗滤液收集管（8），所述渗滤液收集管（8）一端连通至第二收集盘（9）内，位于所述渗滤液收集管（8）与所述曝气管（4）连通位置处下方的所述曝气管（4）内设有可防止渗滤液流入所述吹风装置（7）内的单向阀（21），所述第二收集盘（9）与所述第一收集盘（2）通过回流管（10）相连通，所述回流管（10）上设有蠕动泵（11），所述反应器（1）内壁固定连接有电加热器（12）；
所述通孔（3）的孔径为5-20mm的圆孔，多个所述通孔（3）呈“一”字形排布，所述封堵装置为呈“一”字形的支架（16），所述支架（16）的形状与多个所述通孔（3）排布的形状相适应，所述支架（16）两端与所述第一收集盘（2）内侧壁滑动连接，所述支架（16）下端面垂直固定连接有多个相适配且一一对应多个所述通孔（3）呈倒圆锥体的凸块（17）；
所述滑动件（6）包括圆锥体（6-2）与呈圆柱体的固定轴（6-1），所述圆锥体（6-2）尖部向下设置，所述圆锥体（6-2）上端面的中心处垂直固定连接于所述固定轴（6-1）一端；
所述曝气管（4）内壁固定连接有多个沿所述反应器（1）内侧壁周向水平间隔分布且用于支撑所述圆锥体（6-2）侧面的止档凸起（18），所述曝气管（4）上端开口处设有水平布置的隔档板（19），所述隔档板（19）周向侧面与所述曝气管（4）内侧壁固定连接，所述隔档板（19）中心处设有使所述固定轴（6-1）另一端自由穿过的圆孔（20），所述滑动件（6）在所述隔档板（19）与所述止档凸起（18）之间滑动。
2.根据权利要求1所述一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其特征在于，所述第一收集盘（2）内侧壁竖直设有两滑槽，所述支架（16）两端可上下滑动的卡接于两所述滑槽内。
3.根据权利要求1 所述一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其特征在于，所述第一收集盘（2）外壁设有与所述反应器（1）内侧壁螺纹连接的外螺纹。
4.根据权利要求1 所述一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其特征在于，所述反应器（1）的底壁为向下凹陷的弧形面，所述曝气管（4）穿过所述底壁凹陷最低处向外延伸，所述曝气管（4）与所述反应器（1）内底壁相接处设有渗滤液出口（22）。
5.根据权利要求1 所述一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其特征在于，所述反应器（1）底部外侧垂直固定连接有多个可伸缩的支撑杆。
6.根据权利要求1 所述一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其特征在于，所述吹风装置（7）为鼓风机。
7.根据权利要求1 所述一种生活垃圾填埋处理的实验装置，其特征在于，所述反应器（1）外壁上设有根据所述反应器（1）内的温度控制所述电加热器（12）开启或关闭的温度控制器（13）、根据所述反应器（1）内湿度控制蠕动泵（11）开启或关闭的湿度控制器（14）与根据所述反应器（1）内含氧量控制吹风装置（7）开启或关闭的含氧量控制器（15）；
所述温度控制器（13）通过导线与所述电加热器（12）相连接，所述湿度控制器（14）与通过导线与所述蠕动泵（11）相连接，所述含氧量控制器（15）通过导线与所述吹风装置（7）相连接。
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