CN114411916A - 一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统及方法，属于刚性填埋场渗沥液导排技术领域，包括多个渗沥液竖向导排管，渗沥液竖向导排管包括第一导排管，第一导排管内同心设置排水管，排水管底部和第一导排管底部具有设定距离，第一导排管内还设置供气软管，供气软管一端伸入排水管底部，供气软管另一端和空压系统连接。

Description

一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统及方法

技术领域

本发明涉及危险废物刚性填埋场渗沥液导排技术领域，特别是涉及一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

刚性填埋场防渗系统的完整性是危险废物安全填埋场的重要组成部分，而对填埋场内的渗沥液进行及时有效导排，降低积存渗沥液深度，是提高防渗系统安全性，有效降低渗沥液渗漏风险，防止其污染地下水和地表水的重要措施。

发明人发现，目前刚性填埋场的渗沥液导排措施主要有两种形式：一种是在填埋区底部设置穿底板的渗沥液收集管，构建架空的渗沥液收集系统，这种形式的导排管需要穿透水平防渗层，管道与防渗层的连接质量较难保证，填埋作业时容易对防渗系统造成破坏，极易成为防渗体系的薄弱点；另一种是在填埋区设置竖向收集管，根据吸水深度选择不同的水泵设备，这种形式每个抽排管均需单独布置水泵，且须独立供电，造成填埋区顶部线路多，走线困难，严重影响填埋吊装设备的行走作业；若采用真空泵，受限于真空吸水高度的限制，填埋区深度不超过7m，严重影响了填埋区的整体布置和土地利用率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统及方法，在第一导排管内设置了排水管和供气软管形成气力提升系统，利用压缩空气对渗沥液进行提升并汇集排出，第一导排管无需穿透防渗层，解决了现有渗沥液导排系统易破坏防渗系统以及受真空吸水高度影响的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提出一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，包括多个渗沥液竖向导排管，渗沥液竖向导排管包括第一导排管，第一导排管内同心设置排水管，排水管底部和第一导排管底部具有设定距离，第一导排管内还设置供气软管，供气软管一端伸入排水管底部，供气软管另一端和空压系统连接。

作为进一步的技术方案，所述供气软管底部设置成U形结构，U形结构端部伸入排水管底部内。

作为进一步的技术方案，所述第一导排管由上部设定位置至底部设置开孔。

作为进一步的技术方案，所述开孔在第一导排管均匀布设，第一导排管在开孔段外侧包覆土工布。

作为进一步的技术方案，所述第一导排管竖向设置，第一导排管底部外侧套设无砂混凝土管，无砂混凝土管和第一导排管之间填充卵石。

作为进一步的技术方案，所述供气软管和输气管连接，输气管设置球阀，输气管和空压系统连接。

作为进一步的技术方案，所述排水管顶部通过渗沥液连接管与第二导排管连接，第二导排管和渗沥液收集井连通。

作为进一步的技术方案，所述排水管底部设置滤网；所述排水管和供气软管均固定于固定支板，固定支板连接于第一导排管和排水管/供气软管之间。

作为进一步的技术方案，所述第一导排管顶部利用法兰盘进行封堵，排水管和供气软管分别穿过法兰盘伸入到第一导排管内。

第二方面，本发明提出一种如上所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统的工作方法，包括以下步骤：

将第一导排管竖直固定于刚性填埋场的单元池；

排水管插入第一导排管至排水管底部和第一导排管底部具有设定距离；

供气软管插入第一导排管，且将其一端插入排水管底部；

渗沥液由第一导排管开孔进入其内，并由排水管底部进入排水管内，由供气软管向排水管输送压缩空气，在压缩空气的作用下将渗沥液提升排出排水管，渗沥液最终排放到渗沥液收集井内。

上述本发明的有益效果如下：

(1)本发明在第一导排管内设置了排水管和供气软管形成气力提升系统，利用压缩空气对渗沥液进行提升并汇集排出，第一导排管无需穿透防渗层，避免了对防渗层的破坏，保证了防渗系统的完整性，利用压缩空气顶升代替真空抽取，避免了在每个填埋区格均设置提升泵，有效减小第一导排管管径，节约填埋库容，整个填埋区渗沥液提升系统仅需一台空压机，装机容量小，作业能耗极低。

(2)本发明排水管与第一导排管同心设置，排水管与供气软管同心设置，三管同心布置可以提高压缩空气与渗沥液的混合速度和混合效果，使得渗沥液的提升速度更快，且在相同压力下，渗沥液的提升高度更高。

(3)本发明利用固定支板分别对排水管和供气软管的上部、中部以及底部位置进行固定，保证了排水管和供气软管的垂直度，且更加便于排水管和供气软管的安装和后期检修。

(4)本发明排水管与供气软管之间通过滤网进行固定连接，既保证了供气软管的定位，又不影响渗沥液的渗入，还能对渗入排水管内的渗沥液进行过滤。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统的系统布置示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统的立面示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的气力提升系统结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的第一导排管开孔示意图；

图5是图4的A-A剖面示意图；

图6是图4的B-B剖面示意图；

图7是固定支板与排水管、供气软管的连接示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1、第一导排管；2、排水管；3、供气软管；4、无砂混凝土管；5、法兰盘；6、球阀；7、输气管；8、第二导排管；9、聚乙烯膜；10、渗沥液连接管；11、滤网；12、卵石；13、渗沥液竖向导排管；14、渗沥液收集井；15、空压机；16、压缩空气主输送管；17、渗沥液收集主管；18、固定支板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术所介绍的，现有的刚性填埋场的渗沥液导排措施存在着导排管需要穿透水平防渗层，填埋作业时容易对防渗系统造成破坏，极易成为防渗体系的薄弱点；走线困难，影响填埋吊装设备的行走作业；若采用真空泵，受限于真空吸水高度的限制，填埋区深度不超过7m，严重影响了填埋区的整体布置和土地利用率等问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统及方法。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图7所示，提出一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，包括，若干排渗沥液竖向导排管13、空压系统和渗沥液收集井14。每一排设置多个渗沥液竖向导排管。

若干渗沥液竖向导排管均匀竖向设置在刚性填埋区内部不同的填埋区格内，且渗沥液竖向导排管的上部高出单元池池顶，渗沥液竖向导排管的顶部与空压系统连通，渗沥液竖向导排管的顶部还和渗沥液收集井连通。

其中，空压系统由空压机15和压缩空气主输送管16构成，空压机引出压缩空气主输送管，沿刚性填埋区顶部池壁到达各填埋区格，并设置支管进入各填埋区格内渗沥液竖向导排管中；渗沥液竖向导排管通过渗沥液出水管接通渗沥液收集主管17实现各渗沥液竖向导排管内渗沥液的收集，并通过渗沥液收集主管排送到渗沥液收集井中。

如图2所示，渗沥液竖向导排管由第一导排管1、气力提升系统和渗沥液出水管构成，第一导排管1为聚乙烯管。

其中，气力提升系统由排水管2和供气软管3组成，第一导排管1的顶部利用法兰盘5进行封堵，排水管2和供气软管3分别穿过法兰盘5伸入到第一导排管1内，排水管2与第一导排管1同心设置，排水管2的底部高于第一导排管1的底部一定距离，该距离根据实际需求进行设计，这里不做过多限制。

供气软管3的管径小于排水管2，供气软管3一端从排水管2的底部伸入排水管2内以实现同心设置。

在可选的实施方案中，供气软管底部设置成U形结构，U形结构端部伸入排水管底部内。

同心设置能够使得压缩空气和渗沥液的混合速度和混合效果最佳，渗沥液提升速度较快，且在相同压力下，渗沥液的提升高度也较高。

具体的，第一导排管1在刚性填埋区内部的填埋区格内竖向设置，第一导排管1的底部与池底防渗结构表面接触，第一导排管1底部利用无砂混凝土管4进行固定支撑，且第一导排管1与无砂混凝土管4同轴安装，无砂混凝土管4应满足反滤、强度及自身稳定的要求。无砂混凝土管4外可包裹无纺土工布。

无砂混凝土管4与第一导排管1之间的空隙利用粒径2～5cm的卵石12进行填充，在保证第一导排管1支撑稳定性的同时，不会妨碍渗沥液进入第一导排管1内，第一导排管1的顶部穿过单元池池顶顶壁，并利用支架固定。无砂混凝土管和卵石形成对第一导排管的固定支座。

通过上述设置，即确保了第一导排管1的稳定性，防止第一导排管1的漂浮和侧滑，且在防渗膜上不会增加特殊的焊点位，能够有效的保证防渗系统的安全性。

在具体设置时，渗沥液竖向导排管底部支座应满足反滤、强度及自身稳定要求。渗沥液竖向导排管管径应满足空气支管和渗沥液出水管的安装空间要求。渗沥液竖向导排管应满足填埋区渗沥液的渗入的通畅性和连续性。

第一导排管1位于单元池池顶顶壁上端部分以及位于单元池池顶顶壁下端一定范围内不开孔，优选为第一导排管1顶部1.5m范围内不开孔，即第一导排管1露出单元池池顶顶壁1m以及位于单元池池顶顶壁下端0.5m范围内不进行开孔，第一导排管1不开孔范围的下端部分在保证管道强度和刚度的前提下，尽量增大开孔尺寸和数量，以保证刚性填埋区渗沥液渗入的通畅性和连续性。图4所示为最小开孔率做法。

单元池池顶设置混凝土盖板，混凝土盖板顶部设置素混凝土找平层，混凝土盖板底部设置HDPE膜。

如图4-图6所示，在第一导排管1开孔范围内，沿第一导排管1周向均匀开孔，本实施例中第一导排管1直径为200mm，同一截面内第一导排管1周向开设有4个进水孔，直径为15mm，在其他实施例中具体开孔的直径及数量根据第一导排管1的直径进行设计，且第一导排管1的直径应满足空气支管和渗沥液出水管的安装空间要求，这里不做过多限制。

第一导排管1在开孔段外侧还包裹有土工布，土工布应与第一导排管1的管道外壁紧密贴合，起到反滤和隔离的作用，以防止第一导排管1管道壁上进水孔的堵塞。

气力提升系统整体直接竖直放置在第一导排管1的内部，并分别在气力提升系统靠近单元池池顶的部位、气力提升系统的中部以及气力提升系统的底部分别设置固定支板18，三处固定支板确保了气力提升系统的垂直度，其中，底部固定支板保证了气力提升系统安装精度并满足进水顺畅。

具体的，排水管2分别与三个部位的固定支板固定连接，供气软管3相应位置利用塑料膜带绑扎在固定支板上，提高了供气软管3的安全性和稳定性，使其能够充分发挥供气能力。

三个部位的固定支板均设有多个，同一部分的多个固定支板沿排水管2的周向均匀设置，固定支板一端与排水管2固定连接，另一端固定设置在第一导排管1的内壁上。

为了便于理解，本实施例以每个部位均采用三个固定支板为例进行说明，如图7所示，三个固定支板沿排水管2的周向均匀设置，相邻固定支板之间呈120°的夹角，固定支板一端与排水管2固定连接，另一端固定设置在第一导排管1的内壁上，供气软管3利用塑料膜带绑扎在固定支板上。

可以理解的是，在其他实施例中也可以采用其他数量的固定支板，具体数量及相邻固定支板间的夹角根据实际需求进行设计，这里不做过多限制。

供气软管3的一端与输气管7连接，另一端与排水管2的底部连通，其中，供气软管3与输气管7之间设有球阀6，用于控制压缩空气的输送量，输气管7连接到压缩空气主输送管上；排水管2的底部设有滤网11，以对进入排水管2内的渗沥液进行过滤。

滤网11的设置不仅能够对渗沥液进行过滤，还能对供气软管3进行定位的同时不影响渗沥液的渗入。

排水管2的顶部通过渗沥液连接管10与第二导排管8连接，其中，渗沥液连接管10管径小于第一导排管1，渗沥液连接管10为柔性管，以实现柔性连接，第二导排管8管径大于渗沥液连接管10并小于第一导排管1，第二导排管8的一端与渗沥液连接管10连接，第二导排管8的另一端与渗沥液收集主管连通。

由于渗沥液连接管10管径小于第一导排管1，为了避免渗沥液的泄露，渗沥液连接管10与第一导排管1的连接处利用聚乙烯膜9进行包裹。

其中，第一导排管1在建造期设置完成，空压机的压缩空气主输送管和渗沥液收集主管均布置到填埋区顶部；当单格填埋区填埋并封场覆盖后，在第一导排管1内部放置的气力提升系统通过输气管7和渗沥液连接管10分别连接空压机的压缩空气主输送管及渗沥液收集主管。

可以理解的是，空压机可布置在填埋区顶部平台上，有效降低供气压力，节约能耗，压缩空气的供气量和压力应根据渗沥液实际提升高度进行设计并选择。

工作原理为：利用空压机为气力提升系统提供压缩空气，通过压缩空气将渗沥液提升并排出。

具体的，压缩空气主输送管运输压缩空气，并分别将压缩空气输送到不同的单格填埋区内，在单格填埋区内压缩空气通过供气软管3进入排水管2中(渗沥液水位以下)，单元池内的渗沥液通过第一导排管1管壁上开设的进水孔进入第一导排管1内部，进入第一导排管1内部的渗沥液从排水管2的底部进入排水管2，压缩空气和渗沥液不断混合，持续抬升排水管内渗沥液水面，直至将排水管内渗沥液从排水管上口流出，通过渗沥液连接管10进入第二导排管8内，渗沥液最终汇集到渗沥液收集主管并排放到渗沥液收集井内。

其中，由于土工布以及聚乙烯膜9的设置，将渗沥液进行了过滤，避免了第一导排管1管壁进水孔以及排水管2堵塞。

实施例2

本申请的另一典型实施例中，提供如实施例1中适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统的工作方法，具体如下：

步骤一：根据填埋区格布置确定最大同时作业区格数量和做大供气距离选择空压机型号，使得输气管7终端压力≥填埋区深度+0.2MPa，供气量≥0.04m³/min，输气管7上设置控制阀门；

步骤二：第一导排管1底部采用成品无砂混凝土管4，无砂混凝土管4与第一导排管1同轴安装，并在无砂混凝土管4与第一导排管1之间的空隙填充2～5cm卵石；

其中，无砂混凝土管4的高度以及直径根据实际需求进行设计，这里不做过多限制。卵石要填充密实，对第一导排管的固定稳定。

步骤三：第一导排管1竖直安装，第一导排管1位于单元池顶盖以下一定范围内设为非开孔段，并在非开孔段的下部其他区域进行开孔，开孔率控制在20～50％，第一导排管1管壁外部包裹150g/m²无纺土工布，第一导排管1顶部设置法兰盘；

渗沥液竖向导排管的开孔比例尽量大，保证透水能力；外层土工布具有较好地反滤和防淤堵性能。

为了更好的理解，本实施例步骤三中的一定范围以500mm为例，第一导排管1在单元池顶盖500mm以下采用开孔管，位于单元池顶盖以上部分不开孔。

步骤四：第一导排管1内安装气力提升系统，气力提升系统包括排水管2和供气软管3，供气软管3伸入到排水管2底部内，供气软管3和排水管2均通过固定支板进行固定，排水管2的顶部通过渗沥液连接管10与第二导排管8连接；

其中，排水管2的管径大于供气软管3，固定支板设为三处，分别位于气力提升系统的上部、中部以及底部位置，防止供气软管3和排水管2脱离且满足排水管内积水深度不超过20cm的需求，该装置保证在积水深度20cm时即可启动，满足渗沥液的积存深度不大于30cm的标准和规范要求。

步骤五：各填埋区格内的第二导排管8均连接到渗沥液收集主管上，并将渗沥液收集主管与渗沥液收集井连接；

步骤六：在压缩空气由供气软管向排水管内提供一定气压下，渗沥液由排水管经由第二导排管排出至渗沥液收集井。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，包括多个渗沥液竖向导排管，渗沥液竖向导排管包括第一导排管，第一导排管内同心设置排水管，排水管底部和第一导排管底部具有设定距离，第一导排管内还设置供气软管，供气软管一端伸入排水管底部，供气软管另一端和空压系统连接。

2.如权利要求1所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，所述供气软管底部设置成U形结构，U形结构端部伸入排水管底部内。

3.如权利要求1所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，所述第一导排管由上部设定位置至底部设置开孔。

4.如权利要求3所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，所述开孔在第一导排管均匀布设，第一导排管在开孔段外侧包覆土工布。

5.如权利要求1所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，所述第一导排管竖向设置，第一导排管底部设置固定支座，固定支座包括套设于第一导排管底部外侧的无砂混凝土管，无砂混凝土管和第一导排管之间填充卵石。

6.如权利要求1所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，所述供气软管和输气管连接，输气管设置球阀，输气管和空压系统连接。

7.如权利要求1所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，所述排水管顶部通过渗沥液连接管与第二导排管连接，第二导排管和渗沥液收集井连通。

8.如权利要求1所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，所述排水管底部设置滤网；所述排水管和供气软管均固定于固定支板，固定支板连接于第一导排管和排水管/供气软管之间。

9.如权利要求1所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统，其特征是，所述第一导排管顶部利用法兰盘进行封堵，排水管和供气软管分别穿过法兰盘伸入到第一导排管内。

10.如权利要求1-9任一项所述的适用于刚性填埋场的渗沥液导排系统的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

将第一导排管竖直固定于刚性填埋场的单元池；

排水管插入第一导排管至排水管底部和第一导排管底部具有设定距离；

供气软管插入第一导排管，且将其一端插入排水管底部；

渗沥液由第一导排管开孔进入其内，并由排水管底部进入排水管内，由供气软管向排水管输送压缩空气，在压缩空气的作用下将渗沥液提升排出排水管，渗沥液最终排放到渗沥液收集井内。

Images