CN115625176B - 一种垃圾堆处理系统和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾堆处理系统和处理方法，涉及固体废弃物处理技术领域，所述系统包括注气组件、抽气组件和输液组件，所述注气组件包括注气管和与所述注气管连接的柔性注气带，所述柔性注气带用于在插入垃圾堆的堆体后、进行供气；所述抽气组件包括抽气管和与所述抽气管连接的排气管，所述排气管带用于在插入堆体后、进行排气；所述输液组件包括输液管和与所述输液管连接的液体分布器，所述液体分布器用于向垃圾堆分布有氧催化液。插入垃圾堆的堆体后，柔性注气带在风压的作用下、贴紧垃圾堆，有效防止注入空气沿管壁溢出，提高空气注入效率；输液组件向垃圾堆供应有氧催化液，促进易腐垃圾有氧发酵，削减臭气源头；并且抑制厌氧发酵。

Description

一种垃圾堆处理系统和处理方法

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种垃圾堆处理系统和处理方法。

背景技术

在垃圾填埋场库容腾退中，涉及垃圾堆的处理和开采。由于生活垃圾堆体内积存了大量的硫化氢、氨气、硫醚类、硫醇类等恶臭气体，垃圾开采前需要实施除臭处理，才能减少周边居民的环保投诉，保证项目的顺利实施。

目前，主要存在两种除臭措施。

第一种是垃圾开采期间，采用雾炮喷射植物药剂的方式除臭；该方式无法控制恶臭气体的源头，开采期间仍有大量的恶臭气体外溢，除臭效果不佳。

第二种是垃圾开采前，采用开挖注气井和抽气井，井内安装HDPE管、管四周采用碎石回填，通过抽气和注气方式进行除臭。该方式虽考虑了存量恶臭气体的置换，但未考虑消解恶臭气体的源头易腐垃圾，施工期间仍会有臭气持续产生，且成本高、施工繁琐，且除臭效果不佳，注入的空气会直接通过井壁上升、溢出至垃圾表面被抽出，易形成注气系统和抽气系统“短路”，造成臭气排出效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种垃圾堆处理系统和处理方法，避免注入空气溢出，提高臭气排出效率。

本发明公开了一种垃圾堆处理系统，包括注气组件、抽气组件和输液组件，所述注气组件包括注气管和与所述注气管连接的柔性注气带，所述柔性注气带用于在插入垃圾堆的堆体后、进行供气；所述抽气组件包括抽气管和与所述抽气管连接的排气管，所述排气管用于在插入堆体后、进行排气；所述输液组件包括输液管和与所述输液管连接的液体分布器，所述液体分布器用于向垃圾堆分布有氧催化液。

优选的，所述排气管包括柔性排气带，所述柔性排气带设置有横肋、倾斜设置在所述横肋上的纵肋、以及倾斜设置在纵肋外端的竖肋，

多个所述横肋、竖肋和纵肋组成网状结构，所述网状结构的外侧包有有纺土工布；

所述柔性注气带包括PVC内衬和涤纶外壁。

优选的，所述液体分布器包括横肋、倾斜设置在所述横肋上的纵肋、以及倾斜设置在纵肋外端的竖肋；

横肋、纵肋和竖肋的外侧包有有纺土工布；

所述横肋或竖肋朝向堆体表面。

优选的，所述抽气管和输液管设置有管孔；

所述堆体表面设置有密封罩，

所述柔性排气带、柔性注气带、液体分布器、以及管孔设置在所述密封罩内。

优选的，所述抽气管通过第一阀门与三通的第一端连接；输液管通过第二阀门与三通的第二端连接；所述三通的第三端通过第三阀门与复用管连接；所述柔性排气带和液体分布器与所述复用管连接。

优选的，所述注气组件还包括注气主管，所述注气主管与多个间隔设置的注气管连接；

所述复用管上设置有多个复用支管；所述复用支管的上侧设置有管孔。

优选的，垃圾堆处理系统的安装方法包括：

步骤201：垃圾堆体表面简单平整，为专业液压插板设备提供作业面；

步骤202：对柔性注气带、柔性排气带进行放线定位；

步骤203：将柔性注气带卷材安装于插板设备上，采用液压方式将柔性注气带打入垃圾的堆体中；

步骤204：将柔性排气带卷材安装于插板设备上，采用液压方式将柔性排气带打入垃圾堆体中；

步骤205：安装注气管，采用注气三通将柔性注气带与注气管连接；

步骤206：安装复用支管，将柔性排气带绑扎在复用支管上，在复用支管下安装液体分布器；

步骤207：铺设密封罩。

优选的，所述有氧催化液包括：好氧菌群和水；

所述好氧菌群包括以下重量百分比的好氧菌：嗜热侧孢霉菌10%-25%、谷氨酸棒状杆菌10%-20%、枯草芽孢杆菌15-30%、黄孢原毛平革菌10%-20%、植物乳杆菌5%-15%和黄色短杆菌5%-15%。

本发明还提供一种上述系统的垃圾堆处理方法：步骤S1：通过注气组件向垃圾堆注入气体，并通过抽气组件抽取气体；步骤S2：停止注入气体和抽取气体，通过输液组件向垃圾堆输入催化液；步骤S3：停止输入催化液，执行步骤S1，直到达到预定周期或运行时间。

优选的，所述方法包括以下步骤：通过注气组件向垃圾堆注入气体，并通过抽气组件抽取气体以消除存量臭气，持续3-5天；

执行步骤S1，持续11小时；执行步骤S2，持续1小时；执行步骤S3，直到运行30天；

通过抽气组件，保持垃圾堆负压状态不少于5天，对垃圾堆进行臭气检测；

判断所述臭气检测是否符合要求；

若符合要求，对垃圾堆进行开采；

若不符合要求，继续对垃圾堆进行处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

柔性注气带插入垃圾堆的堆体后，在风压的作用下，使柔性注气带贴紧垃圾堆，可有效防止注入空气沿管壁溢出，提高臭气排出效率；输液组件向垃圾堆供应有氧催化液，促进易腐垃圾有氧发酵，削减臭气的源头；并且抑制厌氧发酵。

附图说明

图1是本发明的垃圾堆处理系统的逻辑框图；

图2是柔性排气带的结构示意图；

图3是柔性排气带的网状结构示意图；

图4是柔性排气带的安装示意图；

图5是柔性注气带的安装示意图；

图6是液体分布器的安装示意图；

图7是复用管的安装示意图；

图8是实施例的安装示意图。

图中标记：

1注气组件，11注气主管，12注气管，13柔性注气带，14注气三通，15控制阀；

2抽气组件，22抽气管，221管孔，23排气管，231有纺土工布，232横肋，233竖肋，234柔性排气带，235纵肋，24复用管，241第一阀门，242第二阀门，243第三阀门，244三通，25复用支管；

3输液组件，32输液管，33液体分布器；

4密封罩；41密封边界；5堆体表面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

一种垃圾堆处理系统，如图1所示，包括注气组件1、抽气组件2和输液组件3，注气组件1包括注气管12和与注气管12连接的柔性注气带13，柔性注气带13用于在插入垃圾堆的堆体后、进行供气/注气；抽气组件2包括抽气管22和与抽气管22连接的排气管23，排气管23用于在插入堆体后、进行排气；输液组件3包括输液管32和与输液管连接的液体分布器33，液体分布器33用于向垃圾堆分布有氧催化液。

插入垃圾堆的堆体后，柔性注气带13在风压的作用下贴紧垃圾堆，起到一定的密封效果，保证柔性注气带13与堆体间无较大的缝隙，保证注入空气可以在堆体内均匀扩散，有效防止注入空气沿管壁溢出，提高空气注入效率；输液组件3向垃圾堆供应有氧催化液，促进易腐垃圾的有氧发酵，降解易腐垃圾，削减臭气的源头；还可以抑制厌氧发酵，从而抑制臭气的产生。

其中，排气管23可以采用圆管、方形管或柔性排气带234等，优选柔性排气带234。如图2，柔性排气带234设置有横肋232、设置在横肋232上的纵肋235、以及设置在纵肋235外端的竖肋233。在一个具体实施例中，如图3，多个横肋232、竖肋233和纵肋235组成网状结构，横肋232、竖肋233和纵肋235的外侧包有有纺土工布231。横肋232、竖肋233和纵肋235可以采用聚乙烯塑料，其中，相邻的横肋232间隔1cm布置，相邻的竖肋233间隔1cm设置，但不限于此。所述网状结构与有纺土工布231组成柔性结构。图3中移除了前侧的有纺土工布231，竖肋233与横肋232的夹角为90度，但网状结构的排列方式不限于此。柔性排气带234的结构在负压下，有纺土工布231收紧、压紧网状结构、网状结构内的间隙保持柔性排气带内的排气通道，有纺土工布231的渗透性可以避免或减少垃圾堆内的渗滤液被抽出，保证抽排气体的高效性，有纺土工布231还可以避免渗透孔堵塞；同时该柔性结构可以避免垃圾堆沉降产生破损。如图4，抽气管22具有管孔221，柔性排气带234通过有纺土工布231绑扎在抽气管22上。柔性排气带234采用特制的柔性材质及网状结构，可以提高臭气排出效率。

在一个具体实施例中，柔性注气带13包括PVC内衬和涤纶外壁，可以收卷为卷材，在注气后为圆形管。如图5，在安装时，柔性注气带13通过注气三通14与注气管12连接。

如图6，液体分布器33可以采用柔性排气带234相同的结构：横肋、倾斜设置在所述横肋上的纵肋、以及倾斜设置在纵肋外端的竖肋；横肋、纵肋和竖肋的外侧包有有纺土工布；所述横肋或竖肋朝向堆体表面5。液体分布器33将有氧催化液均匀撒布于垃圾堆体表层，然后均匀下渗至垃圾堆体内。横肋、纵肋和竖肋的网状结构可以在负压下维持液体分布器的形态和布液通道。可以由柔性排气带234卷材裁剪获得，提高施工效率。液体分布器33布置在输液管32的下方，输液管上可以设置有管孔，有氧催化液通过管孔进入液体分布器33，通过液体分布器33进行布液。

其中，堆体表面5可以设置有密封罩4，柔性排气带234、柔性注气带13、液体分布器33、以及管孔221设置在密封罩4内，提高臭气排出的效率，防止臭气外溢，对环境造成影响。

其中，为提高施工效率，可以将抽气组件2和输液组件3的部分结构进行复用，例如通过转换器和复用管24进行连接：如图7，抽气管22通过第一阀门241与三通244第一端连接；输液管32通过第二阀门242与三通244的第二端连接；三通244的第三端通过第三阀门243与复用管24连接；柔性排气带234和液体分布器33与复用管24连接，通过第一阀门241和第二阀门242进行抽气和输液的切换。节省管道成本，且施工效率提高10%-20%。

通过处理系统进行垃圾堆处理的方法包括：

步骤S1：通过注气组件向垃圾堆注入气体，并通过抽气组件抽取气体。例如连续抽取8-12小时。

步骤S2：停止注入气体和抽取气体，通过输液组件向垃圾堆输入有氧催化液。例如输入有氧催化液0.5-3小时。

步骤S3：停止输入催化液，执行步骤S1，直到达到预定周期或运行时间。例如，连续运行30天。

抽取垃圾堆内存量臭氧；向垃圾堆注入空气和有氧催化液、避免厌氧发酵；标本兼治的方式，去除垃圾堆的臭气，利于对垃圾堆的后续处理，例如开采、转运等。

实施例

如图8所示，注气组件1还包括注气主管11，注气主管11与多个间隔设置的注气管12连接；复用管24上间隔设置有多个复用支管25；复用支管25的上侧设置有管孔221。

垃圾堆的堆体表面设置有密封罩4，图8还示出了密封边界41，密封罩4可以采用HDPE密封膜、采用热熔焊接铺设安装，保证垃圾堆体处于密封状态。密封膜为1.0mm高密度聚乙烯土工膜。

柔性注气带13为涤纶软管、内衬PVC的结构，管径50mm，最大承受压力0.8Mpa；柔性注气带成卷存放，单卷长度80-100m。注气管采用HDPE。注气主管11和注气管12采用HDPE管，管径分别为DN200-400和DN160-DN200。注气风机为离心风机。

柔性排气带234为横肋232、竖肋233和纵肋235组成的三肋网格结构、外包100g/m²有纺土工布；肋厚度6.0mm、宽度10cm；成卷存放，单卷长度60-80m。复用支管为半幅开孔管，孔径10mm、孔间距150mm、半幅开孔5个。抽气风机为离心风机、抽出臭气采用气体洗涤塔处理合格后排放，气体洗涤塔为碱洗+养化工艺。

液体分布器采用柔性排气带卷材制作，长度4-6米、间隔10米，布置方式为铺设于垃圾堆体表面。

可以采用催化液储罐对有氧催化液进行保存，输液的提升泵采用304不锈钢潜污泵，用于将有氧催化液从催化液储罐输抽到复用管、复用支管和液体分布器。有氧催化液包括：好氧菌群和水；所述好氧菌群包括以下重量百分比的好氧菌：嗜热侧孢霉菌10%-25%、谷氨酸棒状杆菌10%-20%、枯草芽孢杆菌15-30%、黄孢原毛平革菌10%-20%、植物乳杆菌5%-15%和黄色短杆菌5%-15%。有氧催化液中好氧菌群的含量为0.2‰-2.0‰。菌群具有较强的适应能力，在35-65℃、pH4-9的环境条件下快速繁殖成为优势菌群。

各支管分别设置有控制阀15，为304不锈钢球阀；各组件采用PLC控制系统进行控制。

垃圾堆处理系统的安装方法包括：

步骤201：垃圾堆体表面简单平整，为专业液压插板设备提供作业面。

步骤202：对柔性注气带、柔性排气带进行放线定位。例如间隔10米放线，成“井”字型布置；也可根据填埋场实际情况进行调整，如梅花形布置、间距缩小至5m或增大至15m。

步骤203：将柔性注气带卷材安装于插板设备上，采用液压方式将柔性注气带打入垃圾的堆体中，深度距离垃圾堆体底部≥2m。

步骤204：将柔性排气带卷材安装于插板设备上，采用液压方式将柔性排气带打入垃圾堆体中，深度距离垃圾堆体底部≥2m。

步骤205：安装注气管，采用注气三通将柔性注气带与注气管连接；可以采用热熔焊接安装。并安装注气主管、风机、阀门等设备。

步骤206：安装复用支管，将柔性排气带绑扎在复用支管上，在复用支管下安装液体分布器，其中复用支管的开孔朝上。并安装抽气主管、风机、气体洗涤塔、阀门等设备。

步骤207：铺设密封罩。可以采用热熔焊接铺设安装；密封膜锚固至垃圾堆体四周的锚固沟内，锚固沟采用渗透系数≤1.0×10^-7cm/s的优质粘土回填夯实。采用压力法和真空法检测密封罩的铺设质量，保证密封效果。

安装后，对垃圾堆进行处理的方法包括：

步骤101：对垃圾堆处理系统及其安装情况进行调试。

步骤102：通过注气组件向垃圾堆注入气体，并通过抽气组件抽取气体以消除存量臭气，持续3-5天。

步骤103：执行步骤S1，持续11小时；执行步骤S2，持续1小时；执行步骤S3，直到运行30天。加速垃圾堆体内易腐垃圾反应降解，减少或避免无氧发酵，消除臭气源头。

步骤104：通过抽气组件，保持垃圾堆负压状态不少于5天，对垃圾堆进行臭气检测。通过调节注气组件1与抽气组件2的流量及压差，保持密封罩4内部垃圾堆体负压状态，保证垃圾开采前的高效除臭功效。

步骤105：判断所述臭气检测是否符合要求；

若符合要求，执行步骤106：对垃圾堆进行开采；

若不符合要求，执行步骤107：继续对垃圾堆进行处理。例如执行S1-S3、雾炮喷射少许植物药剂等方式。

本实施例采用高效的柔性的注气带和排气板，由液压插板设备安装，替代传统的石笼和HDPE管形式，提高施工效率30%-50%；柔性注气带和排气带间距可缩短至10m以内，较传统的石笼和HDPE管形式增加了25%覆盖范围，大幅提高垃圾堆体的除臭效率；柔性注气带可保证注入空气有效扩散至垃圾堆体内；柔性排气带可保证抽排气体的高效性，避免或减少抽排气体过程中抽出渗滤液；根据垃圾堆体特性，配置的高效好氧菌群，具有较强的适应能力，在35-65℃、PH4-9的环境条件下快速繁殖成为优势菌群，加速堆体内易腐垃圾反应降解；柔性注气带和柔性排气带施工简单、造价较低，较传统的旋挖钻成孔、然后安装HDPE管并回填碎石的方式，降低施工投资10%-20%，且拆除方便，对后续垃圾开采施工影响小；抽气系统中的抽气管兼做输液管，节省投资同时，利于增加输液管、以提高垃圾堆体中易腐垃圾的降解速度30%-50%，保证了快速、高效的除臭效果。

因此，本发明可以从根本上解决了目前垃圾开采时的臭气控制问题，解决了传统垃圾堆体除臭系统的弊端，为生活垃圾填埋场库容腾退提供了可靠、可行的除臭保障措施。

以上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)

1.一种垃圾堆处理系统，其特征在于，包括注气组件、抽气组件和输液组件，

所述注气组件包括注气管和与所述注气管连接的柔性注气带，

所述柔性注气带用于在插入垃圾堆的堆体后、进行供气；

所述抽气组件包括抽气管和与所述抽气管连接的排气管，所述排气管用于在插入堆体后、进行排气；

所述输液组件包括输液管和与所述输液管连接的液体分布器，所述液体分布器用于向垃圾堆分布有氧催化液；

所述排气管包括柔性排气带，所述柔性排气带设置有横肋、设置在所述横肋上的纵肋、以及倾斜设置在纵肋外端的竖肋，

多个所述横肋、竖肋和纵肋组成网状结构，所述网状结构的外侧包有有纺土工布。

2.根据权利要求1所述的垃圾堆处理系统，其特征在于，所述柔性注气带包括PVC内衬和涤纶外壁。

3.根据权利要求2所述的垃圾堆处理系统，其特征在于，所述液体分布器包括横肋、倾斜设置在所述横肋上的纵肋、以及倾斜设置在纵肋外端的竖肋；

横肋、纵肋和竖肋的外侧包有有纺土工布；

所述横肋或竖肋朝向堆体表面。

4.根据权利要求3所述的垃圾堆处理系统，其特征在于，所述抽气管和输液管设置有管孔；

所述堆体表面设置有密封罩，

所述柔性排气带、柔性注气带、液体分布器、以及管孔设置在所述密封罩内。

5.根据权利要求2-4任一项所述的垃圾堆处理系统，其特征在于，还包括复用管，

所述抽气管通过第一阀门与三通的第一端连接；

输液管通过第二阀门与三通的第二端连接；

所述三通的第三端通过第三阀门与复用管连接；

所述柔性排气带和液体分布器与所述复用管连接。

6.根据权利要求5所述的垃圾堆处理系统，其特征在于，

所述注气组件还包括注气主管，所述注气主管与多个间隔设置的注气管连接；

所述复用管上设置有多个复用支管；所述复用支管的上侧设置有管孔。

7.根据权利要求6所述的垃圾堆处理系统，其特征在于，垃圾堆处理系统的安装方法包括：

步骤201：垃圾堆体表面进行平整，为专业液压插板设备提供作业面；

步骤202：对柔性注气带、柔性排气带进行放线定位；

步骤203：将柔性注气带卷材安装于插板设备上，采用液压方式将柔性注气带打入垃圾的堆体中；

步骤204：将柔性排气带卷材安装于插板设备上，采用液压方式将柔性排气带打入垃圾堆体中；

步骤205：安装注气管，采用注气三通将柔性注气带与注气管连接；

步骤206：安装复用支管，将柔性排气带绑扎在复用支管上，在复用支管下安装液体分布器；

步骤207：铺设密封罩。

8.根据权利要求1所述的垃圾堆处理系统，其特征在于，所述有氧催化液包括：好氧菌群和水；

所述好氧菌群包括以下重量百分比的好氧菌：嗜热侧孢霉菌10%-25%、谷氨酸棒状杆菌10%-20%、枯草芽孢杆菌15-30%、黄孢原毛平革菌10%-20%、植物乳杆菌5%-15%和黄色短杆菌5%-15%。

9.一种如权利要求1-8任一项所述垃圾堆处理系统的垃圾堆处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：

步骤S1：通过注气组件向垃圾堆注入气体，并通过抽气组件抽取气体；

步骤S2：停止注入气体和抽取气体，通过输液组件向垃圾堆输入催化液；

步骤S3：停止输入催化液，执行步骤S1，直到达到预定周期或运行时间。

10.根据权利要求9所述的垃圾堆处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过注气组件向垃圾堆注入气体，并通过抽气组件抽取气体以消除存量臭气，持续3-5天；

执行步骤S1，持续11小时；执行步骤S2，持续1小时；执行步骤S3，直到运行30天；

通过抽气组件，保持垃圾堆负压状态不少于5天，对垃圾堆进行臭气检测；

判断所述臭气检测是否符合要求；

若符合要求，对垃圾堆进行开采；

若不符合要求，继续对垃圾堆进行处理。

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