CN113145619A - 一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统，包括集装箱、串联布水系统、并联脱水系统与水热循环系统，集装箱上下堆叠放置；串联布水系统包括集装箱内进水管与排水管、外接串联水管和外接排水管道，外接串联水管将上层集装箱的排水管与下层集装箱的进水管连接，最底层集装箱的排水管连接外接排水管道接入渗滤液处理系统；并联脱水系统包括集装箱内进气管与出风管、外接布气管、外接排气管、生石灰脱水除臭系统，外接布气管连接每层集装箱的进气管，外接排气管连接每层集装箱的出风管，外接布气管与外接排气管均连接生石灰脱水除臭系统。本发明公开了该系统的使用方法。本发明对异位好氧稳定集装箱产生的渗滤液及湿空气进行处理与循环利用。

Description

一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统及方法

技术领域

本发明涉及存量垃圾异位好氧稳定技术领域，具体涉及一种集装箱组合异位好氧稳定系统及方法。

背景技术

存量垃圾是指在以填埋的方式进行处理、在填埋场中进行较长时间稳定处理的生活垃圾。根据《中国城乡建设统计年鉴》中全国城市市容环境卫生情况显示，2018年我国城市生活垃圾清运总量达22801.75万吨，处理总量达22684.75万吨，其中卫生填埋达11706.02万吨，由此可见填埋仍然是我国生活垃圾处理的主要方式。目前全国范围内，非正规填埋场(2.7万个)和卫生填埋场(1600个)约存储了80亿吨存量垃圾，占地约5亿m²，内含约35亿吨陈腐有机物、15亿吨塑料、10亿吨织物、5亿吨无机惰性物，潜在资源巨大，但污染严重，因此其无害化处置、资源转化和二次污染防治，对于回应群众关切，回收资源，盘活占用土地，对现有非正规填埋场或堆场的治理和卫生填埋场的循环使用具有重要的理论和实践意义。

目前存量垃圾堆场填埋场方法分为原位治理和异位治理，原位治理技术是通过强制通入空气、渗滤液营养调配后注入回灌，使垃圾堆体处于准好氧环境，有机垃圾降解速率快速增加，但稳定化耗时较长(1-3年)，无法满足土地置换的迫切需求，且存在投资与运行成本较高、易对周围环境产生影响等问题。为解决原位好氧稳定技术存在的问题，异位好氧稳定技术逐渐兴起。异位治理是通过对垃圾的开采、筛分，具有快速释放土地空间、材料回收及资源化利用等优势，而且还可以避免填埋场由于渗滤液持续产生而造成后期维护管理费用。

但由于目前国内存量垃圾异位治理技术仍以借鉴其他行业如采矿业相应技术为主，露天开挖后敞开运输至开放置场中晾晒，待含水率下降后再进行筛分。而相比于稳定的矿石，未达到稳定化的存量垃圾易产生渗滤液及恶臭异味气体，若仍按照采矿业粗放的开采、运输、贮藏技术，必然会在治理过程中对周边环境造成二次污染；同时堆体晾晒效果受天气情况与空气湿度的制约，且往往仅表层含水率有所下降，堆体内部仍有较高含水率且处于缺氧环境，影响到后续的筛分与资源化效果。

公开号CN111570467A的专利公开了一种存量生活垃圾异位好氧强化稳定化系统及方法，通过构建挖采物置场在一周内即可实现对存量垃圾含水率高效控制、加速好氧稳定过程，并同步实现二次污染防控。但该技术需额外设置固定床，而由于固定床堆高受限(一般不高于2m)，导致固定床所需占地面积较大，受地形影响较大，此外固定床还存在建造周期较长、投资金额较大，填埋场治理完毕后难以再回收利用等问题，同时从填埋场至固定床运输过程中渗滤液与恶臭异味气体的二次污染控制也亟待解决。

发明内容

针对现有存量垃圾异位好氧稳定技术仍以工程建设为主，构筑物置场存在建设周期长、投资成本大、占地面积大、难以重复利用等问题的现状，设计一种异位好氧稳定的集装箱装备，实现方便快捷高效的存量垃圾异位好氧稳定；同时，对于存量垃圾的处理往往处理量较大，单个设备难以满足实际需求，多个设备单独工作又投资成本巨大，运行复杂。因此，合理运用复数的设备(多个异位好氧稳定集装箱的叠放协同设置)能具备处理大量存量垃圾功能的同时又可大幅降低其投资成本，本发明的目的在于提供一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统及方法，实现复数集装箱装备高效共同运作，而且本发明对异位好氧稳定集装箱处理过程中的产生的渗滤液及湿空气进行了处理与利用，达到了循环利用的目的，并且降低了系统能耗。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统，包括集装箱、串联布水系统、并联脱水系统与水热循环系统，多个集装箱上下堆叠放置；串联布水系统包括集装箱内进水管与排水管、外接串联水管和外接排水管道，外接串联水管将上层集装箱的排水管与下层集装箱的进水管连接，最底层集装箱的排水管连接外接排水管道进行处理，实现多个集装箱的渗滤液连通收集及串联布水；并联脱水系统包括集装箱内进气管与出风管、外接布气管、外接排气管、生石灰脱水除臭系统，外接布气管连接至每层集装箱的进气管，外接排气管连接至每层集装箱的出风管，外接布气管与外接排气管均连接至生石灰脱水除臭系统，通过外接布气管将生石灰脱水除臭系统提供的干燥热循环风分配至每层集装箱并联通风带走存量垃圾中水分；并通过外接排气管统一收集后由生石灰脱水除臭系统获得干燥热循环风，再通过外接布气管送入各集装箱并联通风循环。

进一步地，所述水热循环系统包括水热输水管道、水热排水管道、所述生石灰脱水除臭系统，水热输水管道和水热排水管道分别连接至每层集装箱的水热进水总管和水热出水总管，水热输水管道与水热排水管道均连接至生石灰脱水除臭系统，利用其产生热循环水通过水热输水管道输入每层集装箱装备，循环出水由水热排水管道统一收集后送至生石灰脱水除臭系统。

进一步地，所述外接排水管道连接水泵，最底层集装箱的渗滤液经外接排水管道导出，进行处理后达标排放或者经由水泵泵入最上层集装箱进行回灌。

进一步地，所述外接串联水管和外接排水管道采用可拆卸塑料硬管，外接布气管和外接排气管采用可拆卸的挂载式不锈钢方管。

一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统的使用方法，包括：

串联布水系统首先将顶层集装箱内的渗滤液通过外接串联水管导出，经管道借由重力流入次级集装箱的进水管，经次级集装箱内布水后，与其原本产生的渗滤液混合，并经由排水管以及另一外接串联水管导出流入下一级进水管，与此类推，当渗滤液经外接串联水管流入最底层集装箱并进行布水之后，渗透液导出进行处理，从而实现串联布水与渗滤液收集；

并联脱水系统首先由集装箱的外置气泵通过外接布气管将干燥气体送入各层集装箱中，带走存量垃圾中的水分，同时集装箱的内置气泵将湿空气导入外接排气管，湿空气经外接排气管进入生石灰脱水除臭系统进行脱水，变为干燥空气，随后再通过外置气泵经外接布气管将干燥气体送入各层集装箱中，从而实现并联脱水循环。

进一步地，所述水热循环系统首先由外置水泵将循环水通过水热输水管道输送到各层集装箱中进水水热总管中，经由集装箱的内衬的水热通道对内衬进行供热与保温，随后经出水水热总管排出，循环出水由水热排水管道统一收集后送至生石灰脱水除臭系统，利用余热重新加热形成热循环水。本发明的优点如下：

(1)本发明使得复数异位好氧稳定集装箱的叠放协同处理成为现实，解决了构筑物占地面积过大，可操作性不强的问题；

(2)本发明对异位好氧稳定集装箱处理过程中的产生的渗滤液及湿空气进行了处理与利用，达到了循环利用的目的，并且降低了系统能耗。

(3)本发明确保了在异位好氧稳定处理后的工序的密封性，避免了二次污染的产生。

附图说明

图1为本发明中复数集装箱串联布水系统的工作示意图；

图2为本发明中复数集装箱并联脱水系统外接布气烟道的工作示意图；

图3为本发明中复数集装箱并联脱水系统外接排气烟道的工作示意图；

图4为本发明中复数集装箱水热循环系统的工作示意图；

图5为本发明中复数集装箱背面管道的总体结构图；

其中：1、布水干管；2、排水干管；3、外接串联管道；4、外接排水管道；5、抽气干管；6、排气干管；7、外接布气烟道；8、外接排气烟道；9、水热输水管道；10、水热排水管道；11、水泵。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白，下面结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例的复数集装箱组合异位好氧稳定系统包括集装箱本体、串联布水系统、并联脱水系统与水热循环系统，其中多个集装箱本体上下堆叠放置；

其中，串联布水系统包括集装箱内进水管与排水管(布水干管1和排水干管2)、外接串联水管(外接串联管道3)、外接排水管道4，当多个集装箱上下堆叠时，外接串联水管将上层集装箱的排水管与下层集装箱的进水管快速连接，最底层集装箱的排水管外接排水管道接入渗滤液处理系统，实现多个集装箱装备的渗滤液连通收集及串联布水，维持适宜含水率，并通过存量垃圾内的微生物生物化学过程处理渗滤液。

并联脱水系统包括集装箱内进气总管与出风管(抽气干管5和排气干管6)、外接布气管(外接布气烟道7)、外接排气管(外接排气烟道8)、生石灰脱水除臭系统(发明专利“一种颗粒生石灰固定床脱水除臭系统及其运行方法”，申请号：202011447631.X)，当多个集装箱上下堆叠时，外接布气管连接至每层集装箱的进气总管，外接排气管连接至每层集装箱的出风管，外接布气管与外接排气管均连接至生石灰脱水除臭系统，将生石灰脱水除臭系统提供的干燥热循环风通过外接布气管均匀分配至每层集装箱实现并联通风，循环风带走存量垃圾中的水分后得到含湿循环气，并通过外接排气管统一收集后由生石灰脱水除臭系统获得干燥热循环风，再通过外接布气管为集装箱并列通风，从而降低装填物含水率。

水热循环系统包括水热输水管道9、水热排水管道10、生石灰脱水除臭系统(与上文相同)，当多个集装箱上下堆叠时，水热输水管道9连接至每层集装箱的水热进水总管，水热排水管道10连接至每层集装箱的水热出水总管，水热输水管道9与水热排水管道10均连接至生石灰脱水除臭系统，利用其产生热循环水通过水热输水管道9输入每层集装箱装备，循环出水由水热排水管道10统一收集后送至生石灰脱水除臭系统，利用系统余热对出水重新加热形成热循环水，从而实现为集装箱装备内供热保温的功能。

优选的，串联布水系统中外接串联管道3与外接排水管道4采用可拆卸塑料硬管，内径100-300mm，由两通及弧形管道组成。

并联脱水系统中外接布气管与外接排气管采用可拆卸的挂载式不锈钢方管，长度300-500mm，宽度100-200mm，可直接挂载于集装箱外壁，并与上方或下方烟道连接。

水热循环系统中水热输水管道9与水热排水管道10的长度与换热器间的距离有关，内径100-300mm，使下层集装箱的出水水热干管与上层集装箱的进水水热干管相连通(出水水热干管的出水水温较低，经换热器换热后水温提高，再次进入集装箱的进水水热干管，从而构成水热循环)。

上述复数集装箱组合异位好氧稳定系统的使用方法，包括：

串联布水系统适用于单个或叠放的复数个集装箱装备，首先将顶层集装箱内预收集的渗滤液通过外接串联管道3导出，经管道借由重力流入次级集装箱的布水干管1，经次级集装箱内布水后，与其原本产生的渗滤液混合，并经由另一外接串联管道3导出流入下一级布水干管，与此类推，此后每一级串联布水模式相同；当渗滤液经外接串联管道3流入最下层集装箱并进行布水之后，渗滤液经外接排水管道4导出集装箱，进行处理后达标排放或者部分经由水泵泵入最上层集装箱进行回灌，从而实现串联脱水。

并联脱水系统适用于单个或叠放的复数个集装箱装备，首先由外置气泵通过外接布气烟道7将干燥气体送入各级集装箱中，带走存量垃圾中的水分，同时集装箱内置气泵将湿空气导入外接排气烟道8，湿空气经外接排气烟道8进入生石灰脱水设备进行脱水，变为干燥空气，随后通过外置气泵，经外接布气烟道7将干燥气体送入各级集装箱中，从而实现并联脱水循环。

水热循环系统适用于单个或叠放的复数个集装箱装备，首先由外置水泵11将经换热器换热后的循环水通过水热输水管道9输送到各级集装箱中进水水热干管中，经由内衬的水热通道对内衬进行供热与保温，随后经出水水热干管排出，循环出水由水热排水管道10统一收集后送至生石灰脱水除臭系统，利用余热重新加热形成热循环水，从而实现为集装箱装备内供热保温的功能。

实施例1

一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统，用于20英寸标准集装箱叠放5层，包含连接各集装箱的串联布水系统与并联脱水系统等；串联布水系统包括外接串联管道3、外接排水管道4，可实现多个集装箱装备的渗滤液连通，串联布水(如图1所示)；并联脱水系统包括外接布气烟道7与外接排气烟道8，利用干燥空气带走存量垃圾中的水分，降低含水率，并通过后续的生石灰脱水设备使湿空气干燥(如图2和图3所示)；串联布水系统中外接串联管道3与外接排水管道4采用可拆卸塑料硬管，并联脱水系统中外接布气烟道7与外接排气烟道8采用可拆卸的挂载式不锈钢方管。水热循环系统包括水热输水管道9、水热排水管道10及水泵11，可实现为集装箱装备内的供热保温(如图4所示)。

串联布水系统中外接串联管道3与外接排水管道4为塑料材质，内直径为200mm，其中外接串联管道3水平方向长300mm，竖直水平方向长500mm，转角由直径为200mm的四分之一圆弧衔接；外接排水管道4水平方向长300mm，。并联脱水系统中外接布气烟道7与外接排气烟道8采用不锈钢方管，横截面长300mm，宽100mm，水平方向长300mm，竖直方向长11110mm，每2个进(出)气口间隔2122mm，主体烟道上下两端均有阀门，以控制气体的运动。水热循环系统中水热输水管道9、水热排水管道10为塑料材质，内直径为200mm。

串联布水系统运行时首先将第5层集装箱内预收集的渗滤液通过外接串联管道3导出，经管道借由重力流入第4层集装箱的布水干管1，经第4层集装箱内布水后，与其原本产生的渗滤液混合，从排水干管2排出，并经由另一外接串联管道3导出流入第3层布水干管1，第2层串联布水模式与之相同；当渗滤液经外接串联管道3流入第1层集装箱并进行布水之后，渗滤液从排水干管2排出，经外接排水管道4导出集装箱，进行处理后达标排放或者部分经由水泵泵入最上层集装箱进行回灌。并联脱水系统运行时首先由外置气泵通过外接布气烟道7将干燥气体通过抽气干管5，送入5层集装箱中，带走存量垃圾中的水分，同时集装箱内置气泵将湿空气通过排气干管7导入外接排气烟道8，湿空气经外接排气烟道8进入生石灰脱水设备进行脱水，变为干燥空气，随后通过外置气泵，经外接布气烟道7将干燥气体通过抽气干管5送入5层集装箱中，从而构成并联脱水循环。

水热循环系统运行时首先由外置水泵12将经换热器换热后的循环水通过水热输水管道9输送到5层集装箱中每层的进水水热干管中，经由内衬的水热通道对内衬进行供热与保温，随后经出水水热干管排出，循环出水由水热排水管道10统一收集后送至生石灰脱水除臭系统，利用余热重新加热形成热循环水，从而实现为集装箱装备内供热保温的功能。

实施例2

复数集装箱组合异位好氧稳定系统，用于40英寸标准集装箱叠放3层，包含连接各集装箱的串联布水系统与并联脱水系统等；串联布水系统包括外接串联管道3、外接排水管道4，可实现多个集装箱装备的渗滤液连通，串联布水(如图1所示)；并联脱水系统包括外接布气烟道7与外接排气烟道8，利用干燥空气带走存量垃圾中的水分，降低含水率，并通过后续的生石灰脱水设备使湿空气干燥(如图2和图3所示)；串联布水系统中外接串联管道3与外接排水管道4采用可拆卸塑料硬管，并联脱水系统中外接布气烟道7与外接排气烟道8采用可拆卸的挂载式不锈钢方管。所述水热循环系统包括水热输水管道9、水热排水管道10及水泵11，可实现为集装箱装备内的供热保温(如图4所示)。

串联布水系统中外接串联管道3与外接排水管道4为塑料材质，内直径为200mm，其中外接串联管道3水平方向长300mm，竖直水平方向长500mm，转角由直径为200mm的四分之一圆弧衔接；外接排水管道4水平方向长300mm。并联脱水系统中外接布气烟道7与外接排气烟道8采用不锈钢方管，横截面长300mm，宽100mm，水平方向长300mm，竖直方向长6666mm，每2个进(出)气口间间隔2122mm，主体烟道上下两端均有阀门，以控制气体的运动。水热循环系统中水热输水管道9、水热排水管道10为塑料材质，内直径为200mm。

串联布水系统运行时首先将第3层集装箱内预收集的渗滤液通过外接串联管道3导出，经管道借由重力流入第2层集装箱的布水干管1，经第2层集装箱内布水后，与其原本产生的渗滤液混合，从排水干管2排出，并经由另一外接串联管道3导出流入第1层布水干管1，进行布水之后，渗滤液从排水干管2排出，经外接排水管道4导出集装箱，进行处理后达标排放或者部分经由水泵泵入最上层集装箱进行回灌。

并联脱水系统运行时首先由外置气泵通过外接布气烟道7将干燥气体通过抽气干管5，送入3层集装箱中，带走存量垃圾中的水分，同时集装箱内置气泵将湿空气通过排气干管6导入外接排气烟道8，湿空气经外接排气烟道8进入生石灰脱水设备进行脱水，变为干燥空气，随后通过外置气泵，经外接布气烟道7将干燥气体通过抽气干管5送入5层集装箱中，从而构成并联脱水循环。水热循环系统运行时首先由外置水泵11将经换热器换热后的循环水通过水热输水管道9输送到3层集装箱中每层的进水水热干管中，经由内衬的水热通道对内衬进行供热与保温，随后经出水水热干管排出，循环出水由水热排水管道10统一收集后送至生石灰脱水除臭系统，利用余热重新加热形成热循环水，从而实现为集装箱装备内供热保温的功能。

以上所述仅为本发明的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统，其特征在于，所述系统包括集装箱、串联布水系统、并联脱水系统与水热循环系统，多个集装箱上下堆叠放置；

串联布水系统包括集装箱内进水管与排水管、外接串联水管和外接排水管道，外接串联水管将上层集装箱的排水管与下层集装箱的进水管连接，最底层集装箱的排水管连接外接排水管道进行处理，实现多个集装箱的渗滤液连通收集及串联布水；

并联脱水系统包括集装箱内进气管与出风管、外接布气管、外接排气管、生石灰脱水除臭系统，外接布气管连接至每层集装箱的进气管，外接排气管连接至每层集装箱的出风管，外接布气管与外接排气管均连接至生石灰脱水除臭系统，通过外接布气管将生石灰脱水除臭系统提供的干燥热循环风分配至每层集装箱并联通风带走存量垃圾中水分；并通过外接排气管统一收集后由生石灰脱水除臭系统获得干燥热循环风，再通过外接布气管送入各集装箱并联通风循环。

2.如权利要求1所述的一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统，其特征在于，所述水热循环系统包括水热输水管道、水热排水管道、所述生石灰脱水除臭系统，水热输水管道和水热排水管道分别连接至每层集装箱的水热进水总管和水热出水总管，水热输水管道与水热排水管道均连接至生石灰脱水除臭系统，利用其产生热循环水通过水热输水管道输入每层集装箱装备，循环出水由水热排水管道统一收集后送至生石灰脱水除臭系统。

3.如权利要求1或2所述的一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统，其特征在于，所述外接排水管道连接水泵，最底层集装箱的渗滤液经外接排水管道导出，进行处理后达标排放或者经由水泵泵入最上层集装箱进行回灌。

4.如权利要求1或2所述的一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统，其特征在于，所述外接串联水管和外接排水管道采用可拆卸塑料硬管，外接布气管和外接排气管采用可拆卸的挂载式不锈钢方管。

5.一种复数集装箱组合异位好氧稳定系统的使用方法，其特征在于，包括：

串联布水系统首先将顶层集装箱内的渗滤液通过外接串联水管导出，经管道借由重力流入次级集装箱的进水管，经次级集装箱内布水后，与其原本产生的渗滤液混合，并经由排水管以及另一外接串联水管导出流入下一级进水管，与此类推，当渗滤液经外接串联水管流入最底层集装箱并进行布水之后，渗透液导出进行处理，从而实现串联布水与渗滤液收集；

并联脱水系统首先由集装箱的外置气泵通过外接布气管将干燥气体送入各层集装箱中，带走存量垃圾中的水分，同时集装箱的内置气泵将湿空气导入外接排气管，湿空气经外接排气管进入生石灰脱水除臭系统进行脱水，变为干燥空气，随后再通过外置气泵经外接布气管将干燥气体送入各层集装箱中，从而实现并联脱水循环。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述水热循环系统首先由外置水泵将循环水通过水热输水管道输送到各层集装箱中进水水热总管中，经由集装箱的内衬的水热通道对内衬进行供热与保温，随后经出水水热总管排出，循环出水由水热排水管道统一收集后送至生石灰脱水除臭系统，利用余热重新加热形成热循环水。

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