CN112816162A - 一种垃圾填埋系统及垃圾渗漏监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾填埋系统及垃圾渗漏监测方法。所述垃圾填埋系统包括：垃圾填埋区和多个电极组，一个所述电极组包括设置在同一条测线上的多个电极；多个所述电极组设置在所述垃圾填埋区底部的土壤层内。本发明可以对垃圾填埋场的渗漏区域实现精确监测。
Description
技术领域
本发明涉及环境处理技术领域，特别是涉及一种垃圾填埋系统及垃圾渗漏监测方法。
背景技术
垃圾填埋场是我国在垃圾处理方面的一种主要的垃圾处理技术，其处理方式具有技术成熟、处理费用较为低廉等好处，且利用土坑进行处理垃圾，既可覆土造地，保护环境又能较好的实现地表无堆积、无害化的优点，应用日益普遍。然而近年来，垃圾填埋场在运行过程中频繁出现问题尤其是渗漏问题最为严重与普遍。垃圾渗漏液含有大量的细菌、病毒以及重金属污染物，一旦发生渗漏就会污染地下水，会严重危害大自然以及人类的生活。可见，垃圾填埋场内部的渗漏问题已严重影响到填埋场内部的正常运行和人类的生活生命安全。
目前，国内外的垃圾填埋场渗漏检测技术尚未成熟，不够完善，即使现在已经提出了很多的填埋场渗漏检测技术，但其仍然存在诸多问题。例如地下水检测法和示踪剂法，虽然能够方便快捷地检测出填埋场是否出现渗漏现象，但不能检测出渗漏点的位置。扩散管法能够自动检测填埋场是否出现渗漏现象以及定位大致的渗漏点范围，但其缺点是填埋场中的渗滤液不产生蒸汽，该套系统就会失效。因此，针对垃圾填埋场渗漏区域的精确监测是急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾填埋系统及垃圾渗漏监测方法，对垃圾填埋场的渗漏区域实现精确监测。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种垃圾填埋系统，包括：
垃圾填埋区和多个电极组，一个所述电极组包括设置在同一条测线上的多个电极；多个所述电极组设置在所述垃圾填埋区底部的土壤层内。
可选的，所述垃圾填埋系统，还包括：防渗膜，所述垃圾填埋区与所述土壤层之间设置有防渗膜。
可选的，所述电极通过导线引出地表。
可选的，所述垃圾填埋系统，还包括：多个导线收集管，一个所述导线收集管对应一个所述电极组，所述导线收集管用于收集相应电极组引出的导线。
可选的，所述导线的引出端设置编号标签。
可选的，同一测线上的相邻电极之间的距离为2米到10米。
可选的，相邻测线之间的距离为5米到20米。
一种垃圾渗漏监测方法，应用于上述所述的垃圾填埋系统，包括：
采用电阻率剖面法确定各测量点的位置；
对于任意一个测量点，分别获取所述测量点对应的垃圾填埋前各电极的电位和所述测量点对应的垃圾填埋后各电极的电位；
根据所述垃圾填埋前各电极的电位计算所述测量点垃圾填埋前的电阻率，根据所述垃圾填埋后各电极的电位计算所述测量点垃圾填埋后的电阻率；
根据各所述测量点的位置和对应所述测量点填埋前的电阻率绘制填埋前平面等值线图；
根据各所述测量点的位置和对应所述测量点填埋后的电阻率绘制填埋后平面等值线图；
根据所述填埋前平面等值线图和所述填埋后平面等值线图，确定各所述测量点是否出现垃圾渗滤液的渗漏。
可选的，所述电阻率剖面法为：对称四极法、偶极-偶极法或者三极法。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明通过在垃圾填埋场中的防渗膜底部的区域预埋一定数量的电极，通过电极测量测点的电阻率，判断测点是否渗漏，可对大中小型垃圾填埋场的渗漏区域实现精确监测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的垃圾填埋系统的结构示意图。
图2为图1中沿竖直方向的剖面结构示意图；
图3是图1中沿水平方向的剖面结构示意图。
符号说明：1-防渗膜、2-垃圾填埋区、3-导线收集管、4-导线、5-电极、6-黏土区、7-土壤层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1到图3所示，本实施例提供了一种垃圾填埋系统，包括：
垃圾填埋区2和多个电极组，一个所述电极组包括设置在同一条测线上的多个电极5；多个所述电极组设置在所述垃圾填埋区2底部的土壤层7内。
作为一种可选的实施方式，所述电极5通过导线4引出地表。
作为一种可选的实施方式，所述垃圾填埋系统，还包括：防渗膜1，所述垃圾填埋区2与所述土壤层7之间设置有防渗膜1，垃圾填埋区2上也覆盖有防渗膜1。渗滤液在垃圾填埋区2中产生，经防渗膜1流入土壤层7，引起土壤层7中的电阻率差异，土壤层7下的电极5通过导线4连接直流电阻率仪能够测量该填埋场底部的各个测点的电阻率值，最后依据各个测点的电阻率值绘制平面等值线图进行分析，就能得出渗滤液的流出位置。
作为一种可选的实施方式，所述垃圾填埋系统，还包括：多个导线收集管3，一个所述导线收集管3对应一个所述电极组，所述导线收集管3用于收集相应电极组引出的导线4。
作为一种可选的实施方式，所述导线4的引出端设置编号标签。
作为一种可选的实施方式，同一测线上的相邻电极5之间的距离为2米到10米。
作为一种可选的实施方式，相邻测线之间的距离为5米到20米。相邻电极5间距和相邻电极5测线的间距根据填埋场大小、监测精度以及填埋场周边环境的电阻率差异进行调整。
作为一种可选的实施方式，垃圾填埋区2设置在黏土区6上，所有电极5尽量布置在黏土区6顶部的一个平面内，即垃圾填埋区2底部与黏土区6顶部之间设置电极组。
本实施例提供的垃圾填埋系统的具体制作过程为：
在修建垃圾填埋场前按照一定的排列顺序预埋一定数量的电极，每一条测线上的电极需用带有编号的导线进行连接并牵引至地表面。
电极安装有如下要求：相邻电极间距和相邻电极测线的间距根据填埋场大小、监测精度以及填埋场周边环境的电阻率差异进行调整，并且按正方形或长方形的规则间隔网安装在垃圾填埋场防渗膜的底部，所有电极尽量布置在黏土区顶部的一个平面内，并且在电极上铺一层厚度为20厘米-30厘米的薄土，即系统中的土壤层。
所述系统的使用方法为：
由于底部的电极较多，可以采用对称四极、偶极-偶极以及三极装置等进行电阻率值测量。该可监测渗漏的垃圾填埋系统中的各个测点有相对应的编号和位置，在各个测点上测得的电阻率值数据结合各个测点的位置数据能在绘图软件上进行绘制电阻率平面等值线图。该电阻率平面等值线图表示的是该可监测渗漏的垃圾填埋系统的底部土壤层的电性分布。根据填埋场有无垃圾填埋时所测得的电阻率数据和依据电阻率数据绘制的平面等值线图进行对比，判断渗漏是否发生以及定位渗漏区域，实现渗漏的实时监测。
一种应用于上述所述的垃圾填埋系统的垃圾渗漏监测方法，包括：
采用电阻率剖面法确定各测量点的位置；
对于任意一个测量点，分别获取所述测量点对应的垃圾填埋前各电极的电位和所述测量点对应的垃圾填埋后各电极的电位；
根据所述垃圾填埋前各电极的电位计算所述测量点垃圾填埋前的电阻率，根据所述垃圾填埋后各电极的电位计算所述测量点垃圾填埋后的电阻率；
根据各所述测量点的位置和对应所述测量点填埋前的电阻率绘制填埋前平面等值线图；
根据各所述测量点的位置和对应所述测量点填埋后的电阻率绘制填埋后平面等值线图；
根据所述填埋前平面等值线图和所述填埋后平面等值线图，确定各所述测量点是否出现垃圾渗滤液的渗漏。
其中，所述电阻率剖面法为：对称四极法、偶极-偶极法或者三极法。
监测原理为：一是填埋场有无垃圾填埋时所测得的电阻率数据的对比，两次数据的对比能够直接的表示测点的电阻率值的变化以及变化的大小；二是依据填埋场有无垃圾填埋时所测得的电阻率数据绘制的平面等值线图的对比，因为电阻率平面剖面图是彩色的，是依据电阻率值的大小而决定的颜色种类以及颜色范围，所以两个平面等值线图对比能够直观的看到相同区域的颜色变化。总的来说，依据填埋场有无垃圾填埋时所测得的电阻率数据绘制的平面等值线图直接观察与查找颜色变化差异较大的区域，并且所属该区域的测点的两侧测得的电阻率值进行相互比较，若该区域的平面等值线图的颜色和测点的电阻率值的相差较大，即可判定该区域为发生渗滤液渗漏的区域。依此方法检查整个填埋场的底部，就能检测出填埋场的底部是否发生渗漏以及定位渗漏区域。
当垃圾填埋场填有垃圾时，如果垃圾填埋场未出现渗漏现象，各个测点的电阻率特征相似，且与填埋场未填埋垃圾时测点所测得的电阻率值的差距在正常变化范围即0-10欧米每米；电阻率平面等值线图中无明显异常且和原始所测得的平面等值线图大致相似；如果垃圾填埋场中的垃圾渗滤液通过防渗膜进入填埋场底部的土壤层后，会在该点大量堆积垃圾渗滤液并慢慢的向周围的土壤扩散，渗漏点出会含有大量的垃圾渗滤液，而垃圾渗滤液中会含有导电离子等物质会使该点电阻率低于周边范围的电阻率，所以渗漏区域会出现明显的差异变化。差异变化有如下几点：一是在发生渗漏现象区域的电阻率值会明显降低；二是依据测得的电阻率值绘制的平面等值线图在发生渗漏现象区域的颜色会发生明显的变化；依据低阻区域的位置可定位和监测垃圾填埋场中发生渗漏的区域，实现渗漏监测的目的。
下面以对称四极法为例对本发明的系统的使用过程进行介绍：
首先把垃圾填埋场底部的电极测网里的某一条测线上的相邻4个电极通过导线收集管所对应牵引出地表的带有编号的导线连上直流电阻率仪器，用直流电阻率仪器依次连接在每一条测线上，从头到尾依次按每四个电极组成一个测量排列进行电阻率值的测量并记录下数据。直流电阻率仪器通过电极进行电阻率监测，监测方式采用应用地球物理中的对称四极装置直流电阻率方法。
然后依次把其它电极所对应排列的导线连上电阻率仪器进行电阻率监测，直至完成本例所有测线上的电极的电阻率监测，最终实现整个垃圾填埋场底部电阻率的监测与测量。
最后依据所有电极测量的数据绘制平面等值线图，根据平面等值线图上的电阻率分布和初始平面等值线图上的电阻率对比，判断渗漏是否发生以及定位渗漏区域范围，实现渗漏的监测。
为了更精确的对垃圾填埋区进行渗漏监测和定位，可每隔3-6个月对垃圾填埋场进行一次监测测量，根据监测数据变化判断渗漏是否发生；也可以把每个时间段监测到的数据进行对比，这样不但可以监测堵塞位置，而且还可以监测堵塞的发展情况。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
1、本发明设计了一种可监测渗漏的垃圾填埋系统，通过在垃圾填埋场中的防渗膜底部的区域预埋一定数量的电极，可对大中小型垃圾填埋场实现渗漏的精确监测。该方法是以渗漏区域及未渗漏区域的电阻率差异为前提，即含有渗滤液的区域会比之前相同的区域电阻率值较低，通过一段时间的间隔电极测量整个填埋场底部电阻率的变化，实现渗漏情况的精确检测。该方法具有操作简单、经济、运行管理方便，为垃圾填埋场的持续、高效运行提供技术保障。
2、本发明提供垃圾填埋系统是一种容易建造、渗漏监测准确和操作简单的新型垃圾填埋场，为垃圾填埋场的持续、高效运行提供技术保障。
3、该垃圾填埋系统将应用地球物理中的电法勘探与传统垃圾填埋场紧密的结合在一起，充分发挥了二者在各自领域中的优势，将高效的电阻率探测方法集成在传统的填埋场中。
4、为城镇中的各种大中小型垃圾填埋场的处理和运行维护以及能够为发现渗滤液污染地下水并及时做好相关的措施提供了数据基础。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种垃圾填埋系统，其特征在于，包括：
垃圾填埋区和多个电极组，一个所述电极组包括设置在同一条测线上的多个电极；多个所述电极组设置在所述垃圾填埋区底部的土壤层内。
2.根据权利要求1所述的垃圾填埋系统，其特征在于，还包括：防渗膜，所述垃圾填埋区与所述土壤层之间设置有防渗膜。
3.根据权利要求1所述的垃圾填埋系统，其特征在于，所述电极通过导线引出地表。
4.根据权利要求3所述的垃圾填埋系统，其特征在于，还包括：多个导线收集管，一个所述导线收集管对应一个所述电极组，所述导线收集管用于收集相应电极组引出的导线。
5.根据权利要求3所述的垃圾填埋系统，其特征在于，所述导线的引出端设置编号标签。
6.根据权利要求1所述的垃圾填埋系统，其特征在于，同一测线上的相邻电极之间的距离为2米到10米。
7.根据权利要求1所述的垃圾填埋系统，其特征在于，相邻测线之间的距离为5米到20米。
8.一种垃圾渗漏监测方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-7中任意一项所述的垃圾填埋系统，包括：
采用电阻率剖面法确定各测量点的位置；
对于任意一个测量点，分别获取所述测量点对应的垃圾填埋前各电极的电位和所述测量点对应的垃圾填埋后各电极的电位；
根据所述垃圾填埋前各电极的电位计算所述测量点垃圾填埋前的电阻率，根据所述垃圾填埋后各电极的电位计算所述测量点垃圾填埋后的电阻率；
根据各所述测量点的位置和对应所述测量点填埋前的电阻率绘制填埋前平面等值线图；
根据各所述测量点的位置和对应所述测量点填埋后的电阻率绘制填埋后平面等值线图；
根据所述填埋前平面等值线图和所述填埋后平面等值线图，确定各所述测量点是否出现垃圾渗滤液的渗漏。
9.根据权利要求8所述的垃圾填埋系统，其特征在于，所述电阻率剖面法为：对称四极法、偶极-偶极法或者三极法。
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| CN202110122808.7A CN112816162A (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种垃圾填埋系统及垃圾渗漏监测方法 |
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| CN114878092A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-09 | 山东大学 | 一种渗漏监测装置以及监测方法 |
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2021
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