專利名稱：準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中垂直導(dǎo)氣管直徑的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中垂直導(dǎo)氣管直徑的確定方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)和城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市生活垃圾的產(chǎn)量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國 城市生活垃圾的歷年存量已達(dá)60多億頓，占了 5億多平方米土地，造成全國200多座城市 陷入垃圾包圍之中常采用焚燒、堆肥、填埋和綜合利用等方法對(duì)垃圾進(jìn)行處置。由于垃圾填 埋具有技術(shù)成熟、處理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此我國90%左右的城市生活垃圾都是填埋處置，并 且我國的國情以及城市生活垃圾的特性，決定了在今后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，填埋仍將是我 國城市生活垃圾的主要處置方式。準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)是上世紀(jì)70年代最先興起，由于其建設(shè)成本與運(yùn)行成本低于好 氧填埋，且效果好，所以得到廣泛的推廣。它結(jié)合了好氧、厭氧兩種填埋的優(yōu)點(diǎn).主要設(shè)計(jì) 思想是利用無動(dòng)力供氧，而是利用滲濾液收集管道的不滿流設(shè)計(jì)，使空氣自然通入，在垃圾 堆體發(fā)酵產(chǎn)生溫差的推動(dòng)下，使填埋層處于需氧狀態(tài)，可以保證在填埋場內(nèi)部存在一定的 好氧區(qū)域，特別是在滲濾液排水管和集水管周圍存在好氧區(qū)域，抑制了沼氣和硫化氫等氣 體的產(chǎn)生，垃圾也能盡早達(dá)到穩(wěn)定化，同時(shí)也降低了滲濾液的污染強(qiáng)度。由于準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)在中國起步比較晚，國內(nèi)還未制定該類型填埋場建設(shè)的標(biāo) 準(zhǔn)，本行業(yè)普遍采用的實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)是，垂直導(dǎo)氣管越粗通氣越好，但經(jīng)試驗(yàn)和理論推導(dǎo)得 知，滲濾液導(dǎo)排主管直徑大于或等于垂直導(dǎo)氣管直徑，并不有利于準(zhǔn)好氧填埋系統(tǒng)的氧氣 吸入和利用，并且大直徑垂直導(dǎo)氣管造價(jià)高，使得建設(shè)成本加大。目前國內(nèi)準(zhǔn)好氧填埋場填 埋結(jié)構(gòu)中廣泛采用垂直導(dǎo)氣管與滲濾液導(dǎo)排主管的直徑比例為1 1，即垂直導(dǎo)氣管直徑 與滲濾液導(dǎo)排主管直徑相等。準(zhǔn)好氧填埋結(jié)構(gòu)中現(xiàn)有垂直導(dǎo)氣管的確定方法(即默認(rèn)垂直 導(dǎo)氣管直徑等同于滲濾液倒排主管的辦法)不能非常有效的達(dá)到向垃圾堆體內(nèi)自動(dòng)充氧 的效果。發(fā)明目的為克服現(xiàn)有垂直導(dǎo)氣管直徑滲濾液導(dǎo)排主管直徑大于或等于垂直導(dǎo)氣管直徑設(shè) 計(jì)的傳統(tǒng)理念，本發(fā)明提供一種根據(jù)滲濾液導(dǎo)排主管直徑對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)垂直導(dǎo)氣管直徑的方 法，達(dá)到從而使保持填埋系統(tǒng)內(nèi)部抽壓不變的情況下，減少排出新鮮空氣的量，從而使留在 垃圾填埋堆體內(nèi)部的空氣量增大，使準(zhǔn)好氧填埋場降解垃圾的效率提高和降低垂直導(dǎo)氣管 材料消耗的發(fā)明目的。申請(qǐng)人:在本發(fā)明中涉及的技術(shù)內(nèi)容，列為國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)項(xiàng)目 (2007AA06Z350)，國家科技支撐計(jì)劃(2006BAC06B05)，國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)項(xiàng) 目(2007AA06Z350)，國家科技支撐計(jì)劃(2006BAC06B05)，申請(qǐng)人投入大量人力和資金(包 括國家投入的資金)對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行研究，并以完成項(xiàng)目的研究階段，開始進(jìn)入實(shí)施 階段。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的方法是，垂直導(dǎo)氣管一端與準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中的
3垃圾滲濾液導(dǎo)排主管連通，另一端與大氣連通，準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)利用垃圾滲濾液導(dǎo)排 主管不滿流量設(shè)計(jì)，滲濾液導(dǎo)排主管向系統(tǒng)中供氧，多余空氣經(jīng)垂直導(dǎo)氣管排除，所述的垂 直導(dǎo)氣管直徑小于垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑。本發(fā)明最佳實(shí)施例中，所述的垂直導(dǎo)氣管直徑為垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑的 50% —75%。本發(fā)明最佳實(shí)施例中，所述的垂直導(dǎo)氣管直徑為100mm，垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直 徑 200mm。本發(fā)明的有益效果是，根據(jù)滲濾液導(dǎo)排主管的直徑對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)垂直導(dǎo)氣管直徑，經(jīng) 模擬工業(yè)模型試驗(yàn)證明，可提高降解垃圾的效率30%以上，降低垂直導(dǎo)氣管的材料消耗 50%，對(duì)于準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。


附圖1為本發(fā)明模型試驗(yàn)中，滲濾液導(dǎo)排主管與垂直導(dǎo)氣管連接處氣體流動(dòng)示意 圖。附圖2為本發(fā)明模型試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3為附圖2的俯視圖。
附圖4為第一試驗(yàn)單元7高度1300mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。 附圖5為第二試驗(yàn)單元8高度1300mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。 附圖6為第三試驗(yàn)單元9高度1300mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。 附圖7第一試驗(yàn)單元7高度為2600mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。 附圖8為第二試驗(yàn)單元8高度2600mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。 附圖9為第三試驗(yàn)單元9高度2600mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。 附圖10為第一試驗(yàn)單元7高度3900mm上層采氣點(diǎn)氣體變化示圖。 附圖11為第二試驗(yàn)單元8高度3900mm上層采氣點(diǎn)氣體變化示圖。 附圖12為第三試驗(yàn)單元9高度3900mm上層采氣點(diǎn)氣體變化示圖。附圖中，1、箱體，2、隔板，3、滲濾液導(dǎo)排主管，4-1、第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管，4-2、 第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管，4-3第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管，5、采氣點(diǎn)，5-1測溫點(diǎn)，6、覆蓋 層，7、第一試驗(yàn)單元，8、第二試驗(yàn)單元，9、第三試驗(yàn)單元。
具體實(shí)施例方式為便于本發(fā)明的描述，參看附圖，下面結(jié)合本發(fā)明模型試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)，對(duì)本發(fā)明進(jìn) 行說明。本發(fā)明模型試驗(yàn)裝置為模擬準(zhǔn)好氧垃圾填埋場.特訂制大型箱體，箱體長9米，寬 2. 3米，高4. 4米，為等體積的三部分，分別為第一試驗(yàn)單元7，第二試驗(yàn)單元8和第三試驗(yàn) 單元9。試驗(yàn)單元底部模擬實(shí)際，做HDPE防水，然后分別鋪上粘土，碎石土工布，并且各箱體 兩側(cè)向中間橫導(dǎo)管傾斜，傾斜角度為2°，底部滲濾液主排管管徑統(tǒng)一采用現(xiàn)場實(shí)際使用的 直徑為200mm的滲濾液主排管，垂直導(dǎo)氣管在第一試驗(yàn)單元7中直徑為200mm，第二試驗(yàn)單 元8中直徑為100mm，第三試驗(yàn)單元9中直徑為150mm。模型試驗(yàn)裝置，置于河北涿州市準(zhǔn)
4好氧垃圾為生填埋場內(nèi)，模擬準(zhǔn)好氧填埋場的真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行。下面結(jié)合模型試驗(yàn)裝置說明三個(gè)實(shí)驗(yàn)單元中各垂直導(dǎo)氣管的排氣量?？紤]到填埋氣的上升動(dòng)力來與熱力幾何壓頭P = H(ri_r2)，其中巧為空氣重度， r2為填埋氣重度.H為高度或深度.而重度與填埋氣的成分以及溫度有關(guān).常溫下填埋 氣的重度一般在1. 161 1.386之間.溫度對(duì)重度的影響由蓋-呂薩克公式可知r’ = r(l+t/273),(該式為重度隨溫度變化的公式，其中t為攝氏溫度，單位。C ；1/273為氣體膨 脹系數(shù)近似值。)所以在比較三個(gè)實(shí)驗(yàn)單元內(nèi)抽壓時(shí)，由于垂直導(dǎo)氣管內(nèi)氣體溫度差額遠(yuǎn)小 于273度，所以深度就成為影響垂直導(dǎo)氣管內(nèi)部壓力的重要因素。所以在圖1中所示，第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣 管4-2，第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3與滲濾液主排管3相交的地方，由于填埋層高 度相同，所以該處的抽壓應(yīng)該相同.雖然垂直導(dǎo)氣管越細(xì)則越有壓力損失，由公式
A V co2 rv一
□^ ) X但是由于阻力系數(shù)非常小，所以可以忽略不計(jì)。
dD 2設(shè)定，三個(gè)試驗(yàn)單元中，第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管 4-2，第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3的直徑分別為200，100和150，空氣吸入相同熱量(在 填埋體中同位置的填埋堆體的溫度相同，考慮到導(dǎo)熱系數(shù)非常低的空氣進(jìn)入堆體后吸收 的熱量可認(rèn)為相同)，在第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，第三 試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3取高度元dh，在空氣進(jìn)入第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試 驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3后，同一高度元，管中氣體量的比為 4:1: 2.25(該比例為直徑分別為200，100和150垂直導(dǎo)氣管的體積比，S卩22 I2 1. 52 =4:1: 2. 25)，在同一高度元，假設(shè)吸收熱量相同的情況下，則高度元為dh的三個(gè) 小氣住溫度上升比為ATI AT2 AT3 = 9 36 16(4 1 2. 25的倒數(shù)比，即 1/4:1: 1/2. 25 化簡后=9 36 16)。根據(jù)公式Q = cm A T----------------(1)式中Q為吸收熱量單位焦，c為氣體比熱容，m為氣體的量，單位摩爾，AT為氣體 吸收熱量后溫度升高度數(shù)單位K。從而根據(jù)垂直導(dǎo)氣管內(nèi)部的填埋氣受熱獲得浮力，正進(jìn)行向上加速的氣塊
r n dv T' —T、 ，、— =(-—- )g-—一 (2) dt v T 化該式即為由于溫差而造成氣塊獲得浮力加速度的方程。T’為受熱氣體溫度，T為 外界大氣溫度。由此式可以看見，受熱氣塊會(huì)不斷上升，T’與T差值越大，加速度越大，上 升氣流速度越快(環(huán)境化學(xué)戴樹桂主編2版北京高教出版社2006. 10.)，根據(jù)此式可判斷 出在每個(gè)高度元上的第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，第三試 驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3的微元?dú)庵仙募铀俣戎葹閍i a2 a3 = 9 36 16，再根 據(jù)每個(gè)高度元上滿足由物體定加速度運(yùn)動(dòng)方程可知2as = V2- 2-(3)，式中v為末速度， 為初速度。由于取第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，第三試驗(yàn)單 元垂直導(dǎo)氣管4-3上的微元，所以可以看作在每個(gè)高度元中小氣柱都在做以熱力上升幾何 壓力提供加速度的定加速度加速運(yùn)動(dòng).且滿足公式(3)。
將第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，第三試驗(yàn)單元垂 直導(dǎo)氣管4-3中各所有高度元上滿足的公式(3)相加.得2Ha = v2。所以(舉例子列方程方程) 第一個(gè)高度元上2 (9a) dh = Vl2-V02 (第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4_1)2 (36a) dh = Vl2-V02 (第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4_2)。2 (16a) dh = Vl2-V02 (第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4_3)。第二個(gè)高度元上2 (9b) dh = V22-Vl2 (第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1)。2 (36b) dh = V22-Vl2 (第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2)。2 (16b) dh = V22-Vl2 (第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3)。第三個(gè)高度元上2 (9c) dh = v32-v22 (第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1)。2 (36c) dh = v32-v22 (第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4_2)。2 (16c) dh = v32-v22 (第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3)。.................................每個(gè)管內(nèi)的方程相加為2 X 9 (a+b+c+d+…….)dh = v2 (第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1)。2X36 (a+b+c+d+.... ) dh = v2 (第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管 4-2)。2X16 (a+b+c+d+.... ) dh = v2 (第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管 4-3)。三個(gè)式子相比，所以第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管 4-2，第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3中的排出空氣的速度的平方比為9 36 16，所以速度 比為3 6 4，所以排出量之比為4 2 3，所以第二試驗(yàn)單元8的第二試驗(yàn)單元垂直 導(dǎo)氣管4-2排除的從底部抽入的空氣最少，加之第一試驗(yàn)單元7，第二試驗(yàn)單元8，第三試驗(yàn) 單元9從底部抽入的空氣一樣多，所以第二試驗(yàn)單元8中，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2直 徑最小的，更有利于固定空氣。本發(fā)明為證明上述理論推導(dǎo)的結(jié)論，在模型試驗(yàn)裝置中進(jìn)行實(shí)際監(jiān)測。監(jiān)測項(xiàng)目與監(jiān)測點(diǎn)的布置(1)、氣體監(jiān)測分別在第一試驗(yàn)單元7，第二試驗(yàn)單元8，第三試驗(yàn)單元9內(nèi)，高度 為1300mm，2600mm，3900mm處布置氣體監(jiān)測的采氣點(diǎn)5，在每一個(gè)高度的氣體監(jiān)測的采氣點(diǎn) 5處，設(shè)置3個(gè)PVC管，PVC管一端連接向下開口的彎頭，彎頭用碎石包圍四周以使其不被 堵.氣體檢測點(diǎn)分別分布在第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2， 第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3的周圍，距離分別為450mm，900mm，1350mm.布置位置參看附 圖，氣體監(jiān)測儀器為GXH-3010D紅外氣體分析儀，0. 分辨率0-100%量程，北京市華云 分析儀器研究所生產(chǎn)。CPR-B4氧氣氣體檢測報(bào)警儀，0. 分辨率0-25%量程，北京康爾興 科技有限公司生產(chǎn)。(2)、溫度監(jiān)測采用北京維融科技發(fā)展有限公司的DS18B20數(shù)字溫度傳感器在線 監(jiān)測儀器，第一試驗(yàn)單元7，第二試驗(yàn)單元8，第三試驗(yàn)單元9中，每層有兩個(gè)測溫點(diǎn)5-1，測 溫探頭通過轉(zhuǎn)換器直接與電腦相連，24小時(shí)實(shí)監(jiān)測垃圾層內(nèi)溫度變化。(3)、試驗(yàn)方法選用涿州市區(qū)生活垃圾為試驗(yàn)對(duì)象，其生活垃圾成分見下列表， 氧氣監(jiān)測用氧氣氣體檢測報(bào)警儀(CPR-B4氧氣氣體檢測報(bào)警儀北京康爾興科技有限公司 0. 分辨率0-25%量程)，二氧化碳與甲烷的監(jiān)測儀器選用紅外氣體分析儀(GXH-3010D紅外氣體分析儀，北京市華云分析儀器研究所0.分辨率0-100%量程)在試驗(yàn)裝置填埋 完成后即開始監(jiān)測，頻率為每周一次。生活垃圾成分列表(單位重量％ )紙類草木灰廚余布類塑料金屬磚瓦灰土玻璃容重/(tm—3)2.81 30. 3 0.5 3.93 1.8 2. 55 8. 52 2.85 3. 21 11.41(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果1、垃圾層底層填埋氣變化情況參看圖表1-3，圖表1-3分別是高度為1300mm第一試驗(yàn)單元7，第二試驗(yàn)單元8， 第三試驗(yàn)單元9中采氣點(diǎn)氣體變化示圖表，第一、第二、第三試驗(yàn)單元高度為1300mm的底 層014迅速下降的時(shí)間點(diǎn)幾乎相同，大致在2周左右，由于垃圾層的通氧量主要取決于底層 滲濾液導(dǎo)排主管3的直徑，所以空氣最先進(jìn)入高度為1300mm的垃圾底層。而模型試驗(yàn)裝置 中，各試驗(yàn)單元選擇的滲濾液主排導(dǎo)3管直徑統(tǒng)一為200mm，所以各試驗(yàn)單元垃圾底層的填 埋氣體變化幾乎同步，由圖表1-3所示，可以比較明顯的看出，試驗(yàn)單元底部垃圾先是處于 厭氧為主的狀態(tài)，垃圾進(jìn)入垃圾層后，氧氣濃度先升高，此時(shí)垃圾層內(nèi)的反應(yīng)主要是厭氧反 應(yīng)，達(dá)到一定濃度后，垃圾層內(nèi)開始以好氧反應(yīng)為主，隨著檢測到氧氣的濃度是升高，此時(shí) C02濃度與CH4同時(shí)降低，并且CH4的濃度急劇下降，本試驗(yàn)主要以監(jiān)測點(diǎn)檢測到的CH4的濃 度急劇下降的時(shí)間段作為判斷該垃圾填埋層進(jìn)入反應(yīng)時(shí)期的階段的重要依據(jù)。由附圖4-6，可見在填埋層底層試驗(yàn)單元反應(yīng)情況大致相同，因?yàn)闈B濾液導(dǎo)排主管 3管徑是相同的，前期進(jìn)入填埋層底層的空氣量相同。附圖4為第一試驗(yàn)單元7高度1300mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。附圖5為第二試驗(yàn)單元8高度1300mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。附圖6為第三試驗(yàn)單元9高度1300mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。2、垃圾層中層填埋氣變化情參看附圖7-9，附圖7-9分別是第一試驗(yàn)單元7，第二試驗(yàn)單元8，第三試驗(yàn)單元9 中，高度為2600mm中層采氣點(diǎn)氣體變化示圖，其中附圖8的02先于其他兩附圖附圖7或9 圖，而發(fā)生較明顯的上升，隨之C02濃度與CH4濃度同時(shí)降低，其中CH4尤為率先迅速下降， 作為本試驗(yàn)判斷垃圾層開始劇烈反應(yīng)期的標(biāo)準(zhǔn)，說明第二試驗(yàn)單元8中層進(jìn)氧要提前于第 一試驗(yàn)單元7和第三試驗(yàn)單元9，空氣從底層滲濾液主排導(dǎo)管3進(jìn)入垃圾填埋層后，先以 滲濾液主排導(dǎo)管為中心，在底層向各個(gè)方向擴(kuò)散(大部分直接經(jīng)第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管 4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3向上排出)，經(jīng)由第一試 驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3向上 流動(dòng)的部分空氣，同時(shí)也以第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2， 第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3為中心向四周擴(kuò)散，經(jīng)比較，第二試驗(yàn)單元8中層垃圾填埋氣 中CH4在2 3周就迅速下降，先于第一試驗(yàn)單元7和第三試驗(yàn)單元9。附圖7第一試驗(yàn)單元7高度為2600mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。
附圖8為第二試驗(yàn)單元8高度2600mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。附圖9為第三試驗(yàn)單元9高度2600mm采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。3、垃圾高度為3900mm上層填埋氣變化情況參看附圖10-12，附圖10-12分別是第一試驗(yàn)單元7，第二試驗(yàn)單元8，第三試驗(yàn)單 元9中，高度為2600mm中層采氣點(diǎn)氣體變化示圖，在垃圾填埋高度為3900mm的上層CH4突 然下降的變化比較明顯，可以清晰看到，同樣是附圖11中的CH4先于附圖10和附圖12中 的CH4迅速下降，說明第二試驗(yàn)單元8比第一試驗(yàn)單元7和第三試驗(yàn)單元9先進(jìn)入反應(yīng)期， 而第一試驗(yàn)單元7最后進(jìn)入反應(yīng)期。整個(gè)實(shí)驗(yàn)說明，垂直導(dǎo)氣管直徑為100mm的第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，準(zhǔn)好 氧填埋結(jié)構(gòu)的垃圾處理要快于直徑為200mm的第一試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4_1，準(zhǔn)好氧填埋 結(jié)構(gòu)及滲濾液導(dǎo)排主管3與第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2的直徑比為2 1的填埋結(jié)構(gòu)效 果要優(yōu)于其比例為1 1的準(zhǔn)好氧填埋結(jié)構(gòu)，本準(zhǔn)好氧填埋結(jié)構(gòu)的改良方法具有非常大的 發(fā)展前景.可用于準(zhǔn)好氧填埋場的建造中，縮小垂直導(dǎo)氣管的直徑不但降低建造成本，還 有利于準(zhǔn)好氧填埋結(jié)構(gòu)分解垃圾的效率。通過以上理論分析和試驗(yàn)單元證明，垂直導(dǎo)氣管分別200mm，100mm, 150mm的第一 試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-1，第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2，第三試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-3，三 個(gè)試驗(yàn)單元由于滲濾液導(dǎo)排主管3直徑皆為200mm，所以進(jìn)氣量是一樣的，第二試驗(yàn)單元垂 直導(dǎo)氣管4-2空氣排出量最小，可以判斷第二試驗(yàn)單元2內(nèi)垃圾層吸入的空氣最多，而填埋 氣體成分含量隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)也證明了這點(diǎn)，其次雖然第二試驗(yàn)單元垂直導(dǎo)氣管4-2的 截面積最小，但是由于排氣速度大，從而也增大了排氣量，使得能排出更多填埋氣，所以相 比之下三個(gè)試驗(yàn)單元填中，垂直導(dǎo)氣管直徑為滲濾液導(dǎo)排主管3的50%，垃圾分解的效果 更好，效率更高。附圖10為第一試驗(yàn)單元7高度3900mm上層采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。附圖11為第二試驗(yàn)單元8高度3900mm上層采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。附圖12為第三試驗(yàn)單元9高度3900mm上層采氣點(diǎn)氣體變化示圖。X軸為時(shí)間，單位為周。Y軸氣體百分比含量。
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通過以上理論分析和試驗(yàn)單元證明，準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中垂直導(dǎo)氣管直徑的確 定方法，采用垂直導(dǎo)氣管直徑小于垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑的確定方法，垃圾分解的效 果更好，效率更高。本發(fā)明試驗(yàn)單元進(jìn)一步證明垂直導(dǎo)氣管直徑為垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑的 50% —75%的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本發(fā)明最佳實(shí)施例為，垂直導(dǎo)氣管直徑為垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑的50%。垂 直導(dǎo)氣管直徑為100mm，垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑200mm。
權(quán)利要求
準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中垂直導(dǎo)氣管直徑的確定方法，所述的垂直導(dǎo)氣管一端與準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中的垃圾滲濾液導(dǎo)排主管連通，另一端與大氣連通，準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)利用垃圾滲濾液導(dǎo)排主管不滿流量設(shè)計(jì)，滲濾液導(dǎo)排主管向系統(tǒng)中供氧，多余空氣經(jīng)垂直導(dǎo)氣管排除，其特征在于所述的垂直導(dǎo)氣管直徑小于垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中垂直導(dǎo)氣管直徑的確定方法，其特征 在于所述的垂直導(dǎo)氣管直徑為垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑的50% —75%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中垂直導(dǎo)氣管直徑的確定方法，其 特征在于所述的垂直導(dǎo)氣管直徑為垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑的50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中垂直導(dǎo)氣管直徑的確定方法，其 特征在于所述的垂直導(dǎo)氣管直徑為100mm，垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑200mm。
全文摘要
準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中垂直導(dǎo)氣管直徑的確定方法，解決根據(jù)準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)中的垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑確定垂直導(dǎo)氣管直徑的技術(shù)問題，其確定方法是，垂直導(dǎo)氣管直徑小于垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑。最佳實(shí)施例為垂直導(dǎo)氣管直徑為垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑的50％-75％，垂直導(dǎo)氣管直徑為100mm，垃圾滲濾液導(dǎo)排主管的直徑200mm。本發(fā)明的有益效果是，根據(jù)滲濾液導(dǎo)排主管的直徑對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)垂直導(dǎo)氣管直徑，經(jīng)模擬工業(yè)模型試驗(yàn)證明，可提高降解垃圾的效率30％以上，降低垂直導(dǎo)氣管的材料消耗50％，對(duì)于準(zhǔn)好氧垃圾填埋系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101890422SQ201010152570
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者崔寶山, 杜松, 王迪, 趙瑞江, 金晶, 陸文靜 申請(qǐng)人:北京永新環(huán)保有限公司