CN110523738B - 植入式填埋场监测导气一体化装置 - Google Patents

Abstract

一种植入式填埋场监测导气一体化装置，具有监测数据收集装置、多个气体浓度传感器、多个温度传感器、不锈钢丝滤网、导气套管、压力传感器、防渗水伞形外壳、两个伞杆。防渗水伞形外壳、两个伞杆、压力传感器为一整体结构，每个伞杆的底端皆具有一个卡扣，导气套管的侧壁上具有与卡扣相对应的两个鼓包；多个气体浓度传感器与多个温度传感器构成呈纵向设置的数列传感器组，它们安装于导气套管的内壁上；在导气套管与不锈钢丝滤网之间填充级配卵石；压力传感器、各气体浓度传感器、各温度传感器的输出端皆通过线缆与监测数据收集装置相连接。它能够对垃圾填埋场中产生的废气进行实时监测并便于导出，节省了大量的人力与时间，操作方便快捷，工效高。

Description

植入式填埋场监测导气一体化装置

技术领域

本发明涉及一种对垃圾填埋场中产生的废气导出并进行实时监测的装置，具体是一种植入式填埋场监测导气一体化装置。

背景技术

国内的生活固体废弃垃圾的处理方式一般可以分为卫生填埋、焚烧、堆肥等几种方式，其中的主要处理方式之一就是填埋，垃圾填埋场导气装置是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放监测装置，垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好在国内被广泛应用。

随着经济的不断发展和人口数量的增长，填埋场的生活固体废弃物储量越来越大，填埋场内部有机物的降解产生大量填埋气（例如甲烷、二氧化碳、硫化氢、氨气等），要想利用甲烷发电以及避免二氧化碳、硫化氢、氨气等有毒气体对大气的污染，了解和监测填埋场填埋气气压分布尤其重要；填埋场中由于有机物的降解反应产生大量的热，高温易导致填埋场中管道变形以及温度过高会产生自燃，燃烧后所产生的气体会污染大气环境，经降雨后造成对场地的二次污染。因此需对填埋场地的堆放温度以及所产生的气体浓度进行监测，及时预警就可以避免危害和损失的产生。现有技术中的垃圾填埋场导气收集井形式各异，主流的导气收集井一般包括柱状铁丝网格、铁丝网格中间插入的导气花管、铁丝网格内部填充的碎石填料、导气花管下端固定连接的场底渗滤液导排管等结构。该种导气石笼收集井主要存在一定缺陷：（1）由于充填铁丝网格中的碎石颗粒大小不均，不能对垃圾或污泥进行有效过滤，从而导致导气花管的堵塞。（2）现有技术中的粘土层在导气管及其周边区域一般为平铺的结构，粘土层厚度有限，不能使石笼区域具有较好的密封性，会造成部分气体外溢。

发明人检索到以下相关专利文献：CN108981662A公开了一种用于垃圾填埋场的监测系统，包括插入垃圾填埋体的监测杆，所述监测杆的内部中空，且插入至垃圾填埋体的一段的侧壁上设置有一个以上的采集孔，用于收集填埋气；所述监测杆露出所述垃圾填埋体的一端设有用于测量填埋气的监测口，所述监测口上可拆卸安装有密封盖；所述监测杆穿过垃圾填埋体的覆盖膜并与覆盖膜密封连接。CN109356591A公开了一种用于垃圾填埋场的地下水监测井及其施工方法，包括井管，井管竖直设置且由上到下依次包括实壁管和穿孔管，实壁管与穿孔管固定连接，井管的上下两端分别设有顶端帽和底端帽，顶端帽与实壁管顶部活接，底端帽与穿孔管固定连接，井管除顶端露出地面其余部分均埋在地下，井管埋在地下的部分由上至下依次包有膨润土粘土段、保安粘土段、粘土封闭段和级配碎石段，膨润土粘土段外套设有混凝土井口，混凝土井口顶部固设有保护壳，井管顶端位于保护壳内，保护壳顶部铰接有盖板。CN206578124U公开了一种应用于垃圾填埋场好氧加速降解的监测井装置，包括监测井、气体采样管、气体收集管、碎石填料层及封堵填料层，所述封堵填料层和所述碎石填料层从上至下位于所述监测井与所述气体收集管之间；所述气体收集管沿着所述监测井的深度方向布置并从所述监测井的井口上方伸入所述碎石填料层；所述气体收集管位于所述碎石填料层的管段为具有均匀开孔的花管段，所述气体采样管从所述检测井的井口上方伸入所述气体收集管内且其下端位于所述花管段中部；所述气体采样管上具有均匀开孔的花管段；所述气体采样管上端设有气体采样孔。CN203595536U公开了一种存量垃圾填埋场温湿度及气体浓度监测装置，包括：垃圾体，该垃圾体向下垂直钻有监测井；该监测井内，在监测点位置装有温湿度传感器及气体浓度采集装置；该温湿度传感器通过监测数据传输导线连接，该监测数据传输导线沿该监测井内壁向上顺至该垃圾体表面；该气体浓度采集装置包括花管，该花管与气体采样软管的一端连接，该气体采样软管沿该监测井内壁向上顺至该垃圾体表面，该气体采样软管的另一端装有阀门；该监测井井口设有保护套管，该保护套管上设有保护井盖。

以上这些技术对于本发明如何提供一种能够对垃圾填埋场中产生的废气进行实时监测并便于导出的植入式填埋场监测导气一体化装置，而且操作方便快捷、工效高，并未给出具体的指导方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种植入式填埋场监测导气一体化装置，它能够对垃圾填埋场中产生的废气进行实时监测并便于导出，它能节省大量的人力与时间，操作方便快捷，工效高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种植入式填埋场监测导气一体化装置，具有监测数据收集装置（监测数据收集预警装置），其技术方案在于所述的植入式填埋场监测导气一体化装置还具有多个气体浓度传感器、多个温度传感器、不锈钢丝滤网、导气套管、压力传感器、防渗水伞形外壳（伞头）、两个伞杆，防渗水伞形外壳、两个伞杆、压力传感器为一整体结构，便于摘取防渗水伞形外壳、伞杆、压力传感器后气体的收集与处理，两个伞杆分别穿过压力传感器上的预留孔且两个伞杆的上端与防渗水伞形外壳固定连接，所述预留孔为两个圆孔，每个圆孔与伞杆的横断面的尺寸大小相同，压力传感器、防渗水伞形外壳出露于填埋面（即压力传感器、防渗水伞形外壳位于填埋面的上面），压力传感器位于导气套管的管口内，这样，导气套管的从填埋面伸出的管口安装压力传感器，并经过密封防水处理，防渗水伞形外壳位于导气套管的管口的上面，每个所述伞杆的底端皆具有一个卡扣（卡脚）而总共有两个卡扣，导气套管的侧壁上具有与所述卡扣一一相对应且向外凸起的两个鼓包，每个所述鼓包的顶端带有开口，每个所述卡扣插入相对应的一个鼓包的腔体内与之相吻合而将该鼓包的顶端的所述开口封堵住并将卡扣锁定；多个气体浓度传感器、多个温度传感器、不锈钢丝滤网植入于填埋场中，多个气体浓度传感器与多个温度传感器构成呈纵向设置的数列传感器组，这数列传感器组安装于导气套管的内壁上，每列传感器组由多个气体浓度传感器与多个温度传感器呈上下交替设置；导气套管套于不锈钢丝滤网之中，在导气套管与不锈钢丝滤网之间填充级配卵石；导气套管的出露于填埋面的部分为不透气套管（即导气套管的从填埋面伸出的部分为不透气套管），导气套管的植入填埋面中的部分为网状套管；导气套管植入填埋面以下的部分选择防腐材质。压力传感器的输出端、各气体浓度传感器的输出端、各温度传感器的输出端皆通过线缆与监测数据收集装置相连接，所述线缆从两个卡扣中的其中一个卡扣的通道孔以及鼓包的顶端的所述开口引出（系出）而与监测数据收集装置相连接。该监测数据收集装置进行防腐密封处理，所述防渗水伞形外壳能够保护压力传感器不受干扰，压力达到预警值时，取下可方便进行导气利用。具体是，监测数据收集装置所收集的各数据达到临界值后开始预警。从鼓包的顶端的所述开口向内挤压卡扣，卡扣离开鼓包而被解锁，从而将防渗水伞形外壳、两个伞杆、压力传感器从导气套管的管口处取出，此结构便于将填埋场下的气体导出，便于气体收集利用。工效提高了20%以上，节约成本在22%以上。

上述技术方案中，优选方案可以是，所述的级配卵石的粒径沿不锈钢丝滤网至导气套管的的水平方向最好逐渐减小，垂直方向卵石级配最好相同（竖向相同横截面处卵石的粒径相同）。填充的卵石进行级配处理，既可以方便导气又有防止导气套管堵塞的作用，同时该材料比热容较小，有利于热量的传递，更准确的测得填埋场所积累的温度。上述不锈钢丝滤网的网格密度最好大于导气套管的所述网状套管的网格密度。上述不锈钢丝滤网的顶部与填埋面相齐（即不锈钢丝滤网的顶部不出露于填埋面），导气套管出露于填埋面最好35~50厘米，便于气体的收集导出。上述多个气体浓度传感器与多个温度传感器构成两列传感器组，这两列传感器组分别安装于导气套管的所述网状套管的内壁的左侧和右侧。

本发明的有益效果：本发明具有监测数据收集装置、多个气体浓度传感器、多个温度传感器、不锈钢丝滤网、导气套管、压力传感器、防渗水伞形外壳、伞杆，这样本发明可实现对于填埋场气体浓度、气体所产生的压力以及填埋场累计热量进行监测，不仅具有收集填埋场产生的废气及时导出功能，方便收集，而且可以对监测项目进行实时测量，两种功能的结合可以实现填埋场所处环境变化的监测。监测过程也不需要人为操作，监测数据收集装置（监测数据收集预警装置）会及时提示数据达到峰值进行预警，节省了大量的人力与时间，操作方便快捷。

经试验，本发明的结构便于将填埋场下的气体导出，便于气体收集利用，安全可靠，与已有相关技术相比，本发明的工效提高了20%以上，节约成本在22%以上。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中防渗水伞形外壳6、两个伞杆8、压力传感器5、导气套管4的管口401相连接的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1、图2所示，本发明所述的植入式填埋场监测导气一体化装置，具有监测数据收集装置（监测数据收集预警装置）7、多个气体浓度传感器1、多个温度传感器2、不锈钢丝滤网3、导气套管4、压力传感器5、防渗水伞形外壳（伞头）6、两个伞杆8。防渗水伞形外壳6、两个伞杆8、压力传感器5为一整体结构，便于摘取防渗水伞形外壳、伞杆、压力传感器后气体的收集与处理，两个伞杆8分别穿过压力传感器5上的预留孔且两个伞杆的上端与防渗水伞形外壳6固定连接，所述预留孔为两个圆孔，每个圆孔与伞杆的横断面的尺寸大小相同，压力传感器5、防渗水伞形外壳6出露于填埋面（即压力传感器、防渗水伞形外壳位于填埋面的上面），压力传感器5位于导气套管4的管口401内，这样，导气套管4的从填埋面伸出的管口安装压力传感器5，并经过密封防水处理，防渗水伞形外壳6位于导气套管4的管口401的上面，每个所述伞杆8的底端皆具有一个卡扣（卡脚）801而总共有两个卡扣，导气套管4的侧壁上具有与所述卡扣一一相对应且向外凸起的两个鼓包402，鼓包即凸起（也就是凸起外壳），每个凸起里面为型腔，每个所述鼓包402的顶端带有开口402′，每个所述卡扣801插入相对应的一个鼓包402的腔体内与之相吻合而将该鼓包的顶端的所述开口封堵住并将卡扣锁定（此结构密封性好，工作更可靠）。多个气体浓度传感器1、多个温度传感器2、不锈钢丝滤网3植入于填埋场中，多个气体浓度传感器1与多个温度传感器2构成呈纵向设置的数列传感器组，这数列传感器组安装于导气套管的内壁上，每列传感器组由多个气体浓度传感器1与多个温度传感器2呈上下交替设置。导气套管4套于不锈钢丝滤网3之中，在导气套管4与不锈钢丝滤网3之间填充级配卵石；导气套管4的出露于填埋面的部分为不透气套管（即导气套管的从填埋面伸出的部分为不透气套管，可以是钢管），导气套管4的植入填埋面中的部分为网状套管（可以由不锈钢丝制成）。导气套管植入填埋面以下的部分选择防腐材质。压力传感器5的输出端、各气体浓度传感器的输出端、各温度传感器的输出端皆通过线缆7′与监测数据收集装置7相连接，所述线缆7′从两个卡扣中的其中一个卡扣的通道孔以及鼓包的顶端的所述开口引出（系出）而与监测数据收集装置7相连接。该监测数据收集装置7进行防腐密封处理，监测数据收集装置7可以采用数据采集与监控系统（SCADA）或者其它的监测数据采集装置，监测数据收集装置其本身为已有技术。所述防渗水伞形外壳6能够保护压力传感器不受干扰，压力达到预警值时，取下可方便进行导气利用。具体是，监测数据收集装置所收集的各数据达到临界值后开始预警。从鼓包的顶端的所述开口向内挤压卡扣，卡扣离开鼓包而被解锁，从而将防渗水伞形外壳6、两个伞杆8、压力传感器5从导气套管4的管口处取出，此结构密封性好，工作更可靠，便于将填埋场下的气体导出，便于气体收集利用，工效提高了20%以上，节约成本在22%以上。

如图1、图2所示，上述级配卵石的粒径沿不锈钢丝滤网3至导气套管4的水平方向逐渐减小，垂直方向卵石级配相同。填充的卵石进行级配处理，既可以方便导气又有防止导气套管堵塞的作用，同时该材料比热容较小，有利于热量的传递，更准确的测得填埋场所积累的温度。上述不锈钢丝滤网3的网格密度大于导气套管4的所述网状套管的网格密度。上述不锈钢丝滤网3的顶部与填埋面相齐（即不锈钢丝滤网的顶部不出露于填埋面），导气套管4出露于填埋面35~50厘米，便于气体的收集导出。上述多个气体浓度传感器1与多个温度传感器2构成两列传感器组，这两列传感器组分别安装于导气套管的所述网状套管的内壁的左侧和右侧。

本发明的上述实施例实现了实时测量植入填埋场中废气重要指标，进而测得对填埋场的危害程度进行监测预警。导气套管中温度传感器与气体浓度传感器错落的放置于导气套管内壁，均匀分布，所测的各温度与气体浓度可以体现不同填埋深度，废气的温度变化值与废气浓度的变化值，可以人为对填埋场的不同部位进行针对性处理，有效的处置填埋场堆放所产生的各种问题。本发明安装时首先将温度传感器与气体浓度传感器均匀交错的固定放置于导气套管的内壁上。其次，将不锈钢丝滤网与导气套管垂直植入于填埋场中，使填埋面与不锈钢丝滤网平齐，并低于导气管的高度。然后，将级配后的卵石填充于不锈钢丝滤网与导气套管的网状套管之间，由外向里卵石粒径逐渐变小。最后，将压力传感器5位于导气套管4的管口401内，压力传感器5的输出端、各气体浓度传感器的输出端、各温度传感器的输出端皆通过线缆7′与监测数据收集装置7相连接，所述线缆7′从两个卡扣中的其中一个卡扣的通道孔以及鼓包的顶端的所述开口引出（系出）而与监测数据收集装置7相连接。监测数据收集装置7置于填埋面上，并进行密封防腐处理，以保障该装置质量。上述防渗水伞形外壳6可以由金属板或者非金属板制成，伞杆8可以由金属板（金属杆）或者非金属板（非金属杆）制成。

经试验，本发明的（上述实施例）结构便于将填埋场下的气体导出，便于气体收集利用，安全可靠，与已有相关技术相比，本发明的工效提高了20%以上，节约成本在22%以上。

Claims (5)

1.一种植入式填埋场监测导气一体化装置，具有监测数据收集装置（7），其特征在于所述的植入式填埋场监测导气一体化装置还具有多个气体浓度传感器（1）、多个温度传感器（2）、不锈钢丝滤网（3）、导气套管（4）、压力传感器（5）、防渗水伞形外壳（6）、两个伞杆（8），防渗水伞形外壳（6）、两个伞杆（8）、压力传感器（5）为一整体结构，两个伞杆（8）分别穿过压力传感器（5）上的预留孔且两个伞杆（8）的上端与防渗水伞形外壳（6）固定连接，压力传感器（5）、防渗水伞形外壳（6）出露于填埋面，压力传感器（5）位于导气套管（4）的管口（401）内，防渗水伞形外壳（6）位于导气套管（4）的管口（401）的上面，每个所述伞杆（8）的底端皆具有一个卡扣（801）而总共有两个卡扣（801），导气套管（4）的侧壁上具有与所述卡扣（801）一一相对应且向外凸起的两个鼓包（402），每个所述鼓包（402）的顶端带有开口（402′），每个所述卡扣（801）插入相对应的一个鼓包（402）的腔体内与之相吻合而将该鼓包（402）的顶端的所述开口（402′）封堵住并将卡扣（801）锁定；

多个气体浓度传感器（1）、多个温度传感器（2）、不锈钢丝滤网（3）植入于填埋场中，多个气体浓度传感器（1）与多个温度传感器（2）构成呈纵向设置的数列传感器组，这数列传感器组安装于导气套管（4）的内壁上，每列传感器组由多个气体浓度传感器（1）与多个温度传感器（2）呈上下交替设置；导气套管（4）套于不锈钢丝滤网（3）之中，在导气套管（4）与不锈钢丝滤网（3）之间填充级配卵石；导气套管（4）的出露于填埋面的部分为不透气套管，导气套管（4）的植入填埋面中的部分为网状套管；压力传感器（5）的输出端、各气体浓度传感器（1）的输出端、各温度传感器（2）的输出端皆通过线缆（7′）与监测数据收集装置（7）相连接，所述线缆（7′）从两个卡扣（801）中的其中一个卡扣（801）的通道孔以及鼓包（402）的顶端的所述开口（402′）引出而与监测数据收集装置（7）相连接。

2.根据权利要求1所述的植入式填埋场监测导气一体化装置，其特征在于上述级配卵石的粒径沿不锈钢丝滤网（3）至导气套管（4）的水平方向逐渐减小，垂直方向卵石级配相同。

3.根据权利要求1所述的植入式填埋场监测导气一体化装置，其特征在于上述不锈钢丝滤网（3）的网格密度大于导气套管（4）的所述网状套管的网格密度。

4.根据权利要求1所述的植入式填埋场监测导气一体化装置，其特征在于上述不锈钢丝滤网（3）的顶部与填埋面相齐，即不锈钢丝滤网（3）的顶部不出露于填埋面，导气套管（4）出露于填埋面35~50厘米。

5.根据权利要求1所述的植入式填埋场监测导气一体化装置，其特征在于上述多个气体浓度传感器（1）与多个温度传感器（2）构成两列传感器组，这两列传感器组分别安装于导气套管（4）的所述网状套管的内壁的左侧和右侧。

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