PL187512B1

PL187512B1 - Urządzenie do odgazowywania wysypiska śmieci

Info

Publication number: PL187512B1
Application number: PL98326728A
Authority: PL
Inventors: Jens-Uwe Bergmann; Tino Klein; Hans-Ludwig Eichmann
Original assignee: Rehau Ag & Co
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2004-07-30
Also published as: DE59809691D1; ATE250471T1; EP0884117A2; EP0884117B1; CZ178398A3; DE19724430C1; EP0884117A3; PL326728A1

Abstract

1. Urzadzenie do odgazowywania wysypiska smieci, przy czym gaz wysypiskowy uchodzacy ze skladowanego materialu gromadzi sie pod przy- kryciem wysypiska i odplywa do atmosfery po- przez kopule do odgazowywania wyposazona w filtr, znamienne tym, ze kopule do odgazowywania stanowi rura ochronna (1) z tworzywa sztucznego, w której swiatlo (11) jest wlozony, w odstepie od wewnetrznego obwodu rury ochronnej (1), pojem- nik (2) w postaci wkladu na material biofiltracyj ny (3), przy czym pojemnik (2) w postaci wkladu jest wyposazony od strony skladowanego materia- lu w perforowana plyte (21), a przestrzen (14) pomiedzy obwodem wewnetrznym rury ochronnej (1) 1 obwodem zewnetrznym pojemnika (2) w postaci wkladu jest uszczelniona przed przechodzeniem gazu wysypiskowego, zas obwód zewnetrzny rury ochronnej (1) jest polaczony gazo- 1 cieczoszczel nie z przykryciem (D) wysypiska poprzez okrezny pierscien uszczelniajacy (M) z polietylenu. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do odgazowywania wysypiska śmieci przy czym gaz wysypiskowy uchodzący ze składowanego materiału gromadzi się pod przykryciem wysypiska i odpływa do atmosfery przez kopułę do odgazowywania wyposażoną w filtr;

Tego rodzaju kopuła do odgazowywania znana jest z niemieckiego opisu patentowego nr DE-OS 3306665. Do zbudowania takiej kopuły do odgazowywania ustawia się najpierw na dnie wysypiska rurę okładzinową, a następnie wypełnia się ją żwirem filtracyjnym. Po wypełnieniu wysypiska śmieci materiałem składowanym do około połowy wysokości rury okładzinowej wyciąga się ją do góry na pewną długość i na nowo wypełnia żwirem. W takiej kopule do odgazowywania rura okładzinowa musi być zatem wyciągana do góry w pewnych odstępach czasu na pewną długość i na nowo wypełniana żwirem. Wytwarzanie takiej kopuły do

187 512 odgazowywania jest bardzo czasochłonne i możliwe jest tylko przy korzystaniu z maszyn, takich jak żuraw przejezdny. Na skutek bardzo małej objętości pustej przestrzeni międzyziarnowej usypanego słupa żwiru, do zapewnienia dostatecznego odgazowania konieczna jest wielka powierzchnia przekroju poprzecznego kopuły. Przy odkładaniu na wysypisku śmieci materiałów różnie gnijących, które następnie osiadają w różny sposób, wytwarzają się w czasie gnicia w materiale składowanym siły poprzeczne, które mogą spowodować przesunięcie kopuły składającej się z luźno usypanego żwiru filtracyjnego. Na skutek przemieszczania się warstw żwirowych nie można uzyskać juz pewnego odpowietrzania względnie powierzchnia przekroju poprzecznego żwiru musi być tak duża, aby nawet przy przemieszczeniu się warstw żwirowych zapewnione było odgazowanie wysypiska. W ten sposób jednakże zużywa się cenne miejsce dla składowanego materiału.

W znanych kopułach do odgazowywania wysypisko śmieci można odgazowywać tylko o tyle, o ile gaz pojawiający się w materiale składowanym odprowadza się przez filtr żwirowy z wysypiska śmieci do otaczającej atmosfery. Ponieważ za pomocą takiego urządzenia filtracyjnego nie usuwa się z gazu wysypiskowego żadnych substancji zapachowych, to przy stosowaniu takich urządzeń występuje niedogodność związana z uciążliwością zapachową dla otoczenia wysypiska.

Znane są ponadto z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3 705 902 Al służące do odgazowywania wysypiska śmieci tak zwane głowice studzienne, które są pod względem konstrukcji urządzeniami kosztownymi i służą do gromadzenia gazu wysypiskowego, który odprowadza się poprzez tak zwane rury wgłębne z wysypiska do głowic studziennych. Nagromadzony gaz wysypiskowy odprowadza się następnie z głowic studziennych do instalacji utylizacyjnej. Takie głowice studzienne nie wykazująjednak żadnego działania filtracyjnego, lecz doprowadzają nieprzefiltrowany gaz do miejsca wykorzystania, na przykład do elektrowni. Oprócz kosztownej konstrukcji takich głowic studziennych, jako nadzwyczaj niekorzystne uważa się to, że do odprowadzania wody konieczne są odcięcia wody oraz odbieralniki wody z króćcami przyłączeniowymi, co znacznie zwiększa nakłady i koszty na tego rodzaju urządzenie.

Przy zawartościach metanu powyżej 15% dąży się albo do wykorzystania względnie zużycia gazu wysypiskowego w elektrociepłowniach blokowych, albo usuwa się gaz wysypiskowy poprzez tak zwane pochodnie wysokotemperaturowe, względnie unieszkodliwia się go.

Przy uszczelnionych powierzchniach wysypiska o stężeniach metanu niższych niż 15% odgazowanie odbywa się poprzez tak zwane okna do odgazowywania, które wpuszcza się w powierzchnię wysypiska. Takie okna składają się w zasadzie z betonowych pieścieni szybowych, które przeciska się przez warstwę uszczelniającą albo zabudowuje się bezpośrednio na drenażu odgazowywującym. Na koniec takie szyby wypełnia się materiałem humusowym, który ma za zadanie przetwarzanie substancji zapachowych i szkodliwych podczas przepływu gazu.

Takie urządzenia do odgazowywania są nieporęczne z powodu dużego ciężaru betonowych pierścieni szybowych i na skutek małej powierzchni ustawienia takich betonowych pierścieni szybowych może dochodzić do niepożądanego osiadania, a na skutek źle zagęszczonego podłoża, nawet do przechylenia szybu. Mogą przez to tworzyć się nieszczelności i zagrozona jest stabilność szybu. Poza tym uważa się, że beton zasadniczo nie jest odporny na gaz wysypiskowy i okres użytkowania takich budowli jest na ogół ograniczony do niewielu lat. Za szczególną niedogodność uważa się brak gazoszczelnego związania z przykryciem wysypiska, które z reguły jest pasem uszczelniającym z tworzywa sztucznego.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3 131 100 Al wiadomo ponadto, ze celem odgazowania w odwierty wysypiska, które mogą być wyposażone w perforowaną rurę okładzinową, powinno wkładać się rurę zbiorczą podpartą przez warstwę żwiru, przy czym cały układ wgłębny może być w razie potrzeby wyciągnięty z odwiertu. Konieczne do tego odwierty wykonuje się w nasypach śmieci aż do porośniętego gruntu wysypiska i są one prowadzone w danym przypadku przez punkty skrzyżowań rowów odwadniających do sieci rowów odwadniających. Takie odwierty są wyposażone w znane ze studniarstwa rury filtracyjne z otworem szczelinowym lub otworem z mostkiem szczelinowym, tak ze z jednej strony stabilizują

187 512 one ścianki odwiertu, a z drugiej strony umożliwiają przechodzenie do odwiertów gazów będących produktem rozkładu, dopływających z rowów. Wyciąganie układu wgłębnego z odpowiedniego odwiertu, na przykład w celu ponownego napełnienia lub oczyszczenia, jest jednak kosztowne i daje się tylko z trudem wykonać bez zniszczenia odwiertu.

Na skutek wysychania i przemiany biologicznego materiału biofiltracyjnego może dojść do skurczenia się usypanego materiału. Na skutek tego w wewnętrznym obszarze brzegowym dochodzi do zjawiska odrywania się, co prowadzi do niepożądanego brzegowego krążenia gazu wysypiskowego, to jest do przepływu obejściowego. W takim przypadku obsypka filtracyjna jest całkowicie nieskuteczna.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia, za pomocą którego odfiltrowuje się trwale substancje zapachowe z gazów wysypiskowych, tak że do otaczającej atmosfery można odprowadzać strumień gazów pozbawionych zapachu.

Urządzenie do odgazowywania wysypiska śmieci, przy czym gaz wysypiskowy uchodzący ze składowanego materiału gromadzi się pod przykryciem wysypiska i odpływa do atmosfery poprzez kopułę do odgazowywania wyposażoną w filtr, według wynalazku charakteryzuje się tym, że kopułę do odgazowywania stanowi rura ochronna z tworzywa sztucznego, w której światło jest włożony, w odstępie od wewnętrznego obwodu rury ochronnej, pojemnik w postaci wkładu na materiał biofiltracyjny, przy czym w pojemnik w postaci wkładu jest wyposażony od strony składowanego materiału w perforowaną płytę, a przestrzeń pomiędzy obwodem wewnętrznym rury ochronnej i obwodem zewnętrznym pojemnika w postaci wkładu jest uszczelniona przed przechodzeniem gazu wysypiskowego, zaś obwód zewnętrzny rury ochronnej jest połączony gazo- i cieczoszczelnie z przykryciem wysypiska poprzez okrężny pierścień uszczelniający z polietylenu.

Okazało się przy tym korzystne, gdy pojemnik w postaci wkładu stoi na brzegu kołnierza oporowego wchodzącego okrężnie w światło rury ochronnej na jej wolnym dolnym końcu.

Korzystnie pojemnik w postaci wkładu jest na swoim wolnym końcu, stojącym na kołnierzu oporowym, uszczelniony względem kołnierza oporowego.

Korzystnie przy tym kołnierz oporowy rozciąga się na zewnątrz poza obwód rury ochronnej w postaci okrężnego żebra kołnierzowego. Takie żebro służy jako stopa rury ochronnej i zapobiega pogrążaniu się urządzenia według wynalazku w masę składowanego materiału.

W innej korzystnej postaci wynalazku rurka gazowskazowa, umieszczona w odstępie od zewnętrznego obwodu rury ochronnej, przechodzi przez okrężny, pierścień uszczelniający i zebro kołnierzowe, i jest bezpośrednio połączona z warstwą odgazowywania pod przykuciem wysypiska, stanowi wskaźnik kontrolny skuteczności działania materiału biofiltracyjnego.

Korzystnie pojemnik w postaci wkładu do biomateriału jest wyposażony w uchwyty i inne otwory chwytowe do manipulowania pojemnikiem.

Korzystnie okrężny pierścień uszczelniający jest połączony gazo- i cieczoszczelnie z rurą ochronną na całym jej obwodzie.

Ponadto korzystnie jest, gdy we wnętrzu pojemnika są rozmieszczone okrężne wpuszczenia, takie jak żebra lub podobne elementy, które są połączone gazo- i cieczoszczelnie z odpowiednimi wewnętrznymi powierzchniami obwodowymi pojemnika.

Rura ochronna i pojemnik w postaci wkładu są wykonane z polimerycznego tworzywa sztucznego, a zwłaszcza z polietylenu o wysokiej gęstości.

Takie tworzywo sztuczne ma w porównaniu w dotychczas stosowanym tworzywem, betonem, znacznie niższy ciężar, który rozkłada się dzięki znacznie większej powierzchni przylegania. Taką większą powierzchnię przylegania uzyskuje się za pomocą kołnierza oporowego wchodzącego okrężnie w światło rury ochronnej na jej wolnym dolnym końcu i rozciągającego się na zewnątrz poza obwód rury ochronnej w postaci okrężnego żebra kołnierzowego. W taki sposób eliminuje się osiadanie i ukośne położenia oraz wynikające stąd nieszczelności urządzenia według wynalazku.

Poprzez specjalny skład biomateriału stosowanego do napełniania pojemnika w postaci wkładu zmniejsza się niebezpieczeństwo zagęszczenia się tego materiału wypełniającego,

187 512 a przez to wydłuża się możliwy okres użytkowania wkładów filtracyjnych. Taka obsypka filtra biologicznego może w zalezności od składu wysypiska składać się z:

a) mieszaniny materiału organicznego i materiału nieorganicznego,

b) materiału obojętnego biologicznie.

Do obsypki filtra biologicznego można w razie potrzeby dodać określone ilości pewnych kultur bakteryjnych, które wykazują szczególną zdolność rozkładania związków zapachowych poddawanego obróbce gazu wysypiskowego.

Do obsypki filtra biologicznego można dodać ponadto określone ilości materiałów, na przykład specjalnego węgla drzewnego, które mają specjalne właściwości sorpcyjne względem związków zapachowych poddawanego obróbce gazu z wysypiska.

Za pomocą specjalnej rurki gazowskazowej można regularnie kontrolować funkcjonowanie filtra i w ten sposób w razie potrzeby dokonać wymiany obsypki w pojemniku w postaci wkładu. Taka wymiana obsypki biofiltra możliwa jest bez problemu, po prostu przez zwykłą wymianę wkładów biofiltracyjnych. Przy odpowiednich wymiarach wkładu wymianę mogą przeprowadzić dwie osoby bez kosztownego urządzenia podnoszącego. Bezproblemową wymianę zapewnia przy tym obrobiona rękojeść i odpowiednie otwory wtykowe dla prostego pręta żelaznego dla lepszej manipulacji wkładem. Wkłady można ponownie napełniać i stosować przez wytrząsanie z niego starego materiału i napełnianie nowym materiałem biofiltracyjnym bezpośrednio na miejscu. Alternatywnie możliwa jest także wymiana wkładów, a na koniec centralna wymiana materiału zasypowego.

Dzięki wpuszczeniom umieszczonym gazoszczelnie we wnętrzu pojemnika w postaci wkładu, takim jak żebra i podobne elementy, unika się wewnętrznego krążenia po obrzezu gazu wysypiskowego, a przez to przepływów obejściowych. Przez takie wymuszone prowadzenie gazu i zoptymalizowane przez to właściwości napływowe wykorzystuje się optymalnie zdolność degradacyjną drobnoustrojów istniejących w biomateriale.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia urządzenie do odgazowywania wysypiska śmieci, w schematycznym przekroju.

Struktura warstwowa przekroju wysypiska utworzona jest, idąc od dołu do góry, za pomocą warstwy E, na której umieszczone jest jedno- lub wielowarstwowe uszczelnienie gliniaste L, na które z kolei naniesiona jest gruba warstwa ziemi rekultywacyjnej R. Uszczelnienie wysypiska składa się z uszczelnienia gliniastego L i ewentualnie z pasma uszczelniającego z tworzywa sztucznego D, stanowiącego przykrycie wysypiska, położonego nad warstwą gliniastą i z nią połączonego przez sprasowanie, które to pasmo związane jest gazo- i cieczoszczelnie z otaczającym zewnętrzny obwód rury ochronnej 1, związanym gazo- i cieczoszczelme polietylenowym pierścieniem uszczelniającym M.

Rura ochronna 1 ma na swoim dolnym końcu kołnierz oporowy 12 wchodzący okrężnie w jej światło 11, który rozciąga się na zewnątrz poza obwód rury ochronnej 1 w postaci okrężnego zebra kołnierzowego 13.

We wnętrzu rury ochronnej 1 jest umieszczony pojemnik 2 w postaci wkładu, w którego świetle zaznaczony jest na rysunku materiał biofiltracyjny 3. Pojemnik 2 w postaci wkładu spoczywa na kołnierzu oporowym 12 wchodzącym okrężnie w światło 11 rury ochronnej 1 na jej wolnym dolnym końcu. Pojemnik 2 jest na dolnym końcu zakryty płytą perforowaną 21, tak że gaz z wysypiska może unosić się z warstwy odgazowania poprzez materiał biofiltracyjny do światła pojemnika 2 w postaci wkładu. Płyta perforowana 21 jest zabezpieczona na kołnierzu oporowym za pomocą okrężnego uszczelnienia 22 przeciwko przechodzeniu nieprzefiltrowanego gazu z wysypiska w światło 11 rury ochronnej 1.

Takiemu zabezpieczeniu służy dodatkowo okrężne uszczelnienie 23 na górnym końcu rury ochronnej 1, które uszczelnia przestrzeń 14 pomiędzy obwodem wewnętrznym rury ochronnej 1 i obwodem zewnętrznym pojemnika 2 przed przechodzeniem gazu wysypiskowego.

Pojemnik 2 w postaci wkładu, w swoim górnym obszarze brzegowym, jest wyposażony w otwory chwytowe 24, 25, za które pojemnik 2 w postaci wkładu można wyciągnąć ze światła 11 rury ochronnej 1 razem z warstwą biofiltra 3.

187 512

Taką manipulację wspomaga się za pomocą otworów wtykowych 26, 27 w środkowym obszarze pojemnika 2, w które można wsunąć pręt żelazny lub podobny środek uruchomiający przy wprowadzaniu lub wyprowadzaniu pojemnika 2 do lub z rury ochronnej 1.

We wnętrzu pojemnika 2 umieszczone są ponadto okrężne wpuszczenia, takie jak żebra 28 lub podobne elementy, które połączone są gazo- i cieczoszczelnie z odpowiednimi powierzchniami obwodowymi pojemnika 2. Takie żebra 28 powodują wymuszone prowadzenie odprowadzonego gazu wysypiskowego i zapobiegają szkodliwemu krążeniu gazu wysypiskowego.

Z boku rury ochronnej 1 jest przyłączona rurka gazowskazowa 4. Takie przyłączenie uzyskane jest za pomocą uchwytów odległościowych 41, 42, dzięki którym zachowany jest odstęp pomiędzy rurką gazowskazowa 4 i obwodem rury ochronnej 1. W dolnym obszarze rurka gazowskazowa 4 przechodzi przez okrężny pierścień uszczelniający M oraz przez wystające na zewnątrz żebro kołnierzowe 13 rury ochronnej 1 i jest w ten sposób bezpośrednio połączona czynnie z warstwą do odgazowania pod urządzeniem do odgazowywania wysypiska śmieci według wynalazku. W ten sposób można stale kontrolować skuteczność działania materiału biofiltracyjnego 3 w pojemniku 2 w postaci wkładu. Jeżeli działanie biofiltracyjne zawodzi, to filtr można wtedy wymienić lub zregenerować w wyżej opisany sposób.

187 512

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do odgazowywania wysypiska śmieci, przy czym gaz wysypiskowy uchodzący ze składowanego materiału gromadzi się pod przykryciem wysypiska i odpływa do atmosfery poprzez kopułę do odgazowywania wyposażoną w filtr, znamienne tym, ze kopułę do odgazowywania stanowi rura ochronna (1) z tworzywa sztucznego, w której światło (11) jest włożony, w odstępie od wewnętrznego obwodu rury ochronnej (1), pojemnik (2) w postaci wkładu na materiał biofiltracyjny (3), przy czym pojemnik (2) w postaci wkładu jest wyposażony od strony składowanego materiału w perforowaną płytę (21), a przestrzeń (14) pomiędzy obwodem wewnętrznym rury ochronnej (1) i obwodem zewnętrznym pojemnika (2) w postaci wkładu jest uszczelniona przed przechodzeniem gazu wysypiskowego, zaś obwód zewnętrzny rury ochronnej (1) jest połączony gazo- i cieczoszczelnie z przykryciem (D) wysypiska poprzez okrężny pierścień uszczelniający (M) z polietylenu.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ze pojemnik (2) w postaci wkładu stoi na brzegu kołnierza oporowego (12) wchodzącego okrężnie w światło (11) rury ochronnej (1) na jej dolnym wolnym końcu.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, ze pojemnik (2) w postaci wkładu jest na swoim wolnym końcu, stojącym na kołnierzu oporowym (12), uszczelniony względem kołnierza oporowego (12).
4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ze kołnierz oporowy (12) rozciąga się na zewnątrz poza obwód rury ochronnej (1) w postaci okrężnego zebra kołnierzowego (13).
5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 4, znamienne tym, ze rurka gazowskazowa (4), umieszczona w odstępie od zewnętrznego obwodu rury ochronnej (1), przechodzi przez okrężny pierścień uszczelniający (M) i okrężne zebro kołnierzowe (13), i jest bezpośrednio połączona z warstwą do odgazowania (E) pod przykryciem wysypiska, stanowiąc wskaźnik kontrolny skuteczności działania materiału biofiltracyjnego (3).
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pojemnik w postaci wkładu (2) jest wyposażony w uchwyty (24, 25) i inne otwory chwytowe (26, 27) do manipulowania pojemnikiem (2).
7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że okrężny pierścień uszczelniający (M) jest połączony gazo- i cieczoszczelnie z rurą ochronną (1) na całym jej obwodzie.
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że we wnętrzu pojemnika (2) są rozmieszczone okrężne wpuszczenia, takie jak żebra (28) lub podobne elementy, które są połączone gazo- i cieczoszczelnie z odpowiednimi wewnętrznymi powierzchniami obwodowymi pojemnika (2).