專利名稱：減排垃圾填埋場(chǎng)溫室氣體的準(zhǔn)好氧填埋裝置及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于垃圾填埋場(chǎng)的準(zhǔn)好氧填埋裝置及其應(yīng)用，特別涉及一種減排生活垃圾填埋場(chǎng)溫室氣體的準(zhǔn)好氧填埋裝置及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
CH4是僅次于二氧化碳(CO2)的重要溫室氣體，其溫室氣體效應(yīng)是(X)2的21倍，對(duì)全球氣候變暖的貢獻(xiàn)達(dá)15%，預(yù)計(jì)2030年成為造成溫室效應(yīng)的主要原因。CH4在大氣中的壽命約為12年，與控制其他溫室氣體相比，CH4的減排對(duì)控制溫室氣體將起到立竿見影的效果。生活垃圾填埋場(chǎng)是CH4最大的人類活動(dòng)釋放源之一。我國城市生活垃圾最主要處理方式是填埋，約占全部處置量的80%以上，但我國大部分填埋場(chǎng)，尤其是中小型填埋場(chǎng)所產(chǎn)生的填埋氣體普遍采取被動(dòng)的自然排放方式，一方面，隨著居民生活水平的提高，垃圾中有機(jī)成分比例愈來愈高，另一方面，由于建造和運(yùn)行昂貴的填埋氣體(LFG)收集和利用系統(tǒng)缺乏經(jīng)濟(jì)上的可行性，填埋場(chǎng)填埋氣無控排放的局面不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)得到控制。此外，傳統(tǒng)的厭氧型衛(wèi)生填埋場(chǎng)存在穩(wěn)定化進(jìn)程緩慢，滲濾液產(chǎn)生量大和填埋氣產(chǎn)氣不集中，產(chǎn)氣周期長(zhǎng)等問題，由此對(duì)周邊環(huán)境構(gòu)成極大的隱患，污染事件時(shí)有發(fā)生。
準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代的日本福網(wǎng)，它是一種介于好氧填埋與厭氧填埋技術(shù)之間的新型垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)，具有低成本、低污染、易維護(hù)、穩(wěn)定化快速等優(yōu)點(diǎn)，適用于填埋量小于250t/d、無氣體收集系統(tǒng)的中小型填埋場(chǎng)。該技術(shù)所利用的原理是空氣熱力學(xué)中的“煙囪效應(yīng)”，即利用垃圾堆體與外界的溫差產(chǎn)生的負(fù)壓，使新鮮空氣通過大管徑半滿流設(shè)計(jì)的滲濾液導(dǎo)排管進(jìn)入垃圾堆體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)無能耗的自動(dòng)進(jìn)氣方式，充入的空氣在填埋體形成局部好氧區(qū)域，從而達(dá)到垃圾降解速率顯著高于傳統(tǒng)厭氧填埋場(chǎng)的效果，同時(shí)可減少溫室氣體(甲烷)的產(chǎn)生。
自從2003年我國第一個(gè)準(zhǔn)好氧垃圾填埋場(chǎng)于云南省蒙自縣開建以來，準(zhǔn)好氧填埋方式陸續(xù)被國內(nèi)垃圾填埋場(chǎng)所采用。截止到2010年，已有13座準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)建成并運(yùn)行，更多的準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)在設(shè)計(jì)或擬建之中。但是由于國內(nèi)垃圾組分、性質(zhì)、含水率等與日本的垃圾存在較大差異，很多技術(shù)指標(biāo)和操作方法尚待改進(jìn)。同時(shí)，國內(nèi)的準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)存在填埋作業(yè)不均勻問題，使得填埋堆體內(nèi)部密度及孔隙分布不均，導(dǎo)致氣體無法均勻擴(kuò)散進(jìn)入垃圾內(nèi)部，好氧范圍受局限且分布不均，填埋堆體內(nèi)部的厭氧區(qū)域廣泛存在，甲烷仍然大量產(chǎn)生，達(dá)不到預(yù)期的準(zhǔn)好氧效果。此外，現(xiàn)有的準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)未考慮覆蓋層甲烷氧化功能，此而使產(chǎn)生的甲烷失去最后的削減屏障而被直接排放到大氣中。尤其對(duì)我國高有機(jī)質(zhì)、高含水率的新鮮垃圾應(yīng)用這種技術(shù)，仍然存在很大的溫室氣體污染的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)其進(jìn)行本質(zhì)性的技術(shù)改進(jìn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，才可使這種技術(shù)真正適用于我國生活垃圾的處置。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于生活垃圾填埋場(chǎng)的準(zhǔn)好氧填埋裝置，該準(zhǔn)好氧填埋裝置可減排生活垃圾填埋場(chǎng)溫室氣體CH4。
本發(fā)明所提供的準(zhǔn)好氧填埋裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)，導(dǎo)氣系統(tǒng)和布?xì)庀到y(tǒng)。
所述進(jìn)氣系統(tǒng)由一根滲濾液導(dǎo)排主管和設(shè)于所述滲濾液導(dǎo)排主管兩側(cè)的滲濾液導(dǎo)排支管網(wǎng)組成；所述滲濾液導(dǎo)排支管網(wǎng)由若干根滲濾液導(dǎo)排支管A和若干根滲濾液導(dǎo)排支管B組成，若干根所述滲濾液導(dǎo)排支管A與所述滲濾液導(dǎo)排主管均平行設(shè)置，若干根所述滲濾液導(dǎo)排支管B彼此平行，且與所述滲濾液導(dǎo)排主管和若干根所述滲濾液導(dǎo)排支管A均相通；所述滲濾液導(dǎo)排主管、每根所述滲濾液導(dǎo)排支管A和每根所述滲濾液導(dǎo)排支管B的上半圓均設(shè)有若干通氣孔。
所述導(dǎo)氣系統(tǒng)由若干根豎向?qū)夤芙M成，每根所述豎向?qū)夤苤鼙谠O(shè)有若干通氣孔，所述豎向?qū)夤芊譃楹銖截Q直導(dǎo)氣管和管徑由下向上遞減的變徑豎直導(dǎo)氣管；所述變徑豎直導(dǎo)氣管上端封閉。
所述布?xì)庀到y(tǒng)為若干個(gè)通氣頂輪，每個(gè)所述通氣頂輪由放射狀排列的若干根頂輪通氣支管和一根環(huán)形通氣管組成；每根所述頂輪通氣支管除位于正上方1/4面積管壁外的其余3/4面積管壁上設(shè)有若干通氣孔。
在實(shí)際應(yīng)用中，所述通氣孔在各自導(dǎo)管的各自位置上通常均勻分布。
每根所述頂輪通氣支管一端與所述變徑豎直導(dǎo)氣管上端側(cè)壁相通，另一端與所述環(huán)形通氣管相通，且若干所述頂輪通氣支管與所述環(huán)形通氣管在同一平面上，且該平面與所述導(dǎo)氣系統(tǒng)的所述豎向?qū)夤艽怪保?br> 所述若干根豎向?qū)夤艿南露伺c所述進(jìn)氣系統(tǒng)相通，所述若干根豎向?qū)夤芊稚⒃O(shè)于所述滲濾液導(dǎo)排主管、所述滲濾液導(dǎo)排支管A和所述滲濾液導(dǎo)排支管B上；
所述導(dǎo)氣系統(tǒng)中所述變徑豎直導(dǎo)氣管的總數(shù)與所述通氣頂輪的總數(shù)相等，一根所述變徑豎直導(dǎo)氣管的上端與一個(gè)所述通氣頂輪的全部所述頂輪通氣支管相連。
相鄰兩根所述滲濾液導(dǎo)排支管A的間距為15-20m ；相鄰兩根所述滲濾液導(dǎo)排支管 B的間距為10-15m ；相鄰兩根所述豎向?qū)夤艿拈g距為25-40m ；所述通氣頂輪的總數(shù)占所述豎向?qū)夤芸倲?shù)的1/3 1 ；所述通氣頂輪為圓形，直徑為4 20m，所述變徑豎直導(dǎo)氣管頂端位于所述通氣頂輪的圓心，且與6 12根頂輪通氣支管相連，相鄰兩根頂輪通氣支管之間的夾角為30度 60度，如45度 60度。上述滲濾液導(dǎo)排支管A的間距、滲濾液導(dǎo)排支管B的間距、豎向?qū)夤艿拈g距，以及通氣頂輪總數(shù)占豎向?qū)夤芸倲?shù)之比等參數(shù)，可根據(jù)填埋垃圾的高度、垃圾性質(zhì)及當(dāng)?shù)貧夂颍涤昵闆r的做適當(dāng)調(diào)整。各管的間距越小，數(shù)量越多，進(jìn)氣效果會(huì)相對(duì)更好，但投資建設(shè)成本會(huì)成倍增加，填埋操作難度增加，也增加后期運(yùn)行維護(hù)難度，投入產(chǎn)出不成正比，因此需要根據(jù)實(shí)際規(guī)模、投資、填埋場(chǎng)結(jié)構(gòu)等推薦合適的間距范圍。
所述滲濾液導(dǎo)排主管內(nèi)徑、所述滲濾液導(dǎo)排支管A內(nèi)徑、所述滲濾液導(dǎo)排支管B內(nèi)徑、所述恒徑豎直導(dǎo)氣管內(nèi)徑、所述變徑豎直導(dǎo)氣管的平均內(nèi)徑和所述頂輪通氣支管內(nèi)徑之比可為 ￠00-800) (250-600) (250-600) (150-250) (150-250) (50-100)。
對(duì)于< 200萬噸級(jí)的生活垃圾填埋場(chǎng)，所述滲濾液導(dǎo)排主管的直徑(內(nèi)徑) 為600-800mm，所述滲濾液導(dǎo)排支管A和所述滲濾液導(dǎo)排支管B的直徑(內(nèi)徑)均為 250-600mm;所述恒徑豎直導(dǎo)氣管的直徑(內(nèi)徑)為150_250mm ；所述變徑豎直導(dǎo)氣管的直徑(內(nèi)徑)為100-500mm ；每根所述頂輪通氣支管直徑(內(nèi)徑)為50_100mm。上述滲濾液導(dǎo)排主管、滲濾液導(dǎo)排支管A和滲濾液導(dǎo)排支管B的管徑大小等參數(shù)的設(shè)置與垃圾填埋量、垃圾特性，滲濾液產(chǎn)生量，滲濾液水力學(xué)特性等有關(guān)系。垃圾填埋量較大、填埋高度較高的需要采用較大管徑，但管徑增大會(huì)導(dǎo)致建設(shè)成本，因此需要結(jié)合技術(shù)參數(shù)和成本確定一個(gè)合適的范圍。
所述頂輪通氣支管上通氣孔的直徑為2_5mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為 20-50mm ；所述進(jìn)氣系統(tǒng)的所述滲濾液導(dǎo)排主管上的通氣孔的直徑為10_40mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為150-250mm，所述滲濾液導(dǎo)排支管A和所述滲濾液導(dǎo)排支管B上的通氣孔的直徑為10-30mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為80_150mm ；所述導(dǎo)氣系統(tǒng)的所述恒徑豎直導(dǎo)管和所述變徑豎直導(dǎo)管上的通氣孔的直徑均為5-15mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為 100-150mm。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述導(dǎo)氣系統(tǒng)的所述豎向?qū)夤芟露伺c所述滲濾液導(dǎo)排主管或所述滲濾液導(dǎo)排支管A為直角連接；所述導(dǎo)氣系統(tǒng)的所述變徑豎直導(dǎo)氣管上端與所述布?xì)庀到y(tǒng)的所述頂輪通氣支管無縫連接。
所述的準(zhǔn)好氧填埋裝置在控制和/或減排生活垃圾填埋場(chǎng)溫室氣體中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
所述布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)于所述生活垃圾填埋場(chǎng)的覆蓋層，當(dāng)垃圾填埋場(chǎng)外部空氣傳至布?xì)庀到y(tǒng)時(shí)，通過布?xì)庀到y(tǒng)中的出氣小孔透過礫石層進(jìn)入覆蓋層，為覆蓋層中的甲烷氧化菌提供充足的氧氣，提高其甲烷氧化酶活性，達(dá)到高效氧化垃圾填埋場(chǎng)甲烷的目的。
所述進(jìn)氣系統(tǒng)根據(jù)所述生活垃圾填埋場(chǎng)的高度按照下述1)或2、的方式布置
1)所述生活垃圾填埋場(chǎng)高度小于等于10m，在所述生活垃圾填埋場(chǎng)的底部布設(shè)一層所述進(jìn)氣系統(tǒng)；
2)所述生活垃圾填埋場(chǎng)高度大于10m，從所述生活垃圾填埋場(chǎng)的底部開始，至少每隔IOm布設(shè)一層所述進(jìn)氣系統(tǒng)，以改善垃圾堆體的進(jìn)氣效果。
所述進(jìn)氣系統(tǒng)的所述滲濾液導(dǎo)排管開口與大氣相通；上述2、中設(shè)置在生活垃圾填埋場(chǎng)底部以上的所述滲濾液導(dǎo)排主管(或所述滲濾液導(dǎo)排支管A或所述滲濾液導(dǎo)排支管 B)從所述生活垃圾填埋場(chǎng)的填埋體側(cè)向伸出，傾斜向上，以防止?jié)B濾液的溢流，進(jìn)氣口加帽以防止雨水進(jìn)入。
所述滲濾液導(dǎo)排支管A的間距范圍為15-20m ；所述滲濾液導(dǎo)排支管B的間距范圍為10-15m ；所述豎向?qū)夤艿拈g距為25-40m ；所述布?xì)庀到y(tǒng)的數(shù)量占所有所述豎向?qū)夤芸倲?shù)的1/3 1。
所述溫室氣體主要為甲烷。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于(1)本發(fā)明的進(jìn)氣系統(tǒng)為多點(diǎn)進(jìn)氣，克服了原準(zhǔn)好氧填埋結(jié)構(gòu)中的底部系統(tǒng)里只有滲濾液導(dǎo)排主管這一唯一的進(jìn)氣口、進(jìn)氣量不足，并且被水淹(滲濾液淹)時(shí)完全切斷進(jìn)氣途徑的弊端，使得在多雨潮濕的地區(qū)或季節(jié)也能使用準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)。另外，本發(fā)明的進(jìn)氣系統(tǒng)，除了進(jìn)氣以外，還兼具滲濾液收集和導(dǎo)排的功能。
(2)本發(fā)明的導(dǎo)氣系統(tǒng)導(dǎo)管采用變徑技術(shù)，變徑處空氣流向受阻，會(huì)有一部分流體返回比較粗的那一節(jié)管路，因此與普通直管相比，下層的填埋垃圾會(huì)注入較多的空氣，而通常下層的填埋垃圾的壓實(shí)度大，孔隙度小，因而這種豎向?qū)庀到y(tǒng)的設(shè)計(jì)有利于空氣均向擴(kuò)散和氧氣的均勻分布，不至于形成倒三角形的好氧半徑。
(3)本發(fā)明的布?xì)庀到y(tǒng)具有向覆蓋層充氧的功能，從而增加覆蓋層，尤其是大氣擴(kuò)散影響受限的深層剖面的氧氣含量，顯著增強(qiáng)甲烷氧化菌的活性，提高甲烷末端削減效率， 最終使準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)溫室氣體達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明結(jié)合準(zhǔn)好氧填埋技術(shù)的原理，通過布設(shè)、組合貫通底層、堆體和覆蓋層的偶聯(lián)式空氣導(dǎo)入系統(tǒng)(管路)，在填埋場(chǎng)底部、中部和覆蓋層同步形成局部好氧區(qū)域，既有效的控制了堆體內(nèi)甲烷的生成，又增強(qiáng)了覆蓋層甲烷生物氧化功能、削減了已生成甲烷的終端排放。本發(fā)明為減少填埋場(chǎng)溫室氣體排放提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，也為我國將來履行溫室氣體減排公約儲(chǔ)備了技術(shù)力量。該技術(shù)既可用于新建的填埋場(chǎng)，也適合老填埋場(chǎng)的或老垃圾堆體的溫室氣體減排和氣體污染物控制，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為用于生活垃圾填埋場(chǎng)的準(zhǔn)好氧填埋裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1為滲濾液導(dǎo)排主管；2為滲濾液導(dǎo)排支管A ；3為滲濾液導(dǎo)排支管B ；4為變徑豎直導(dǎo)氣管；5為恒徑豎直導(dǎo)氣管；6為通氣頂輪。
圖2為用于生活垃圾填埋場(chǎng)的準(zhǔn)好氧填埋裝置在填埋區(qū)域的布置方式示意圖。其中，點(diǎn)S 1 S7代表示范工程石籠位置，點(diǎn)S8 S 13代表涿州生活垃圾填埋場(chǎng)原石籠位置。其中，S2和S3兩個(gè)導(dǎo)氣石籠所在位置進(jìn)氣系統(tǒng)的接點(diǎn)分別為b和a ；S4和S5兩個(gè)導(dǎo)氣石籠所在位置進(jìn)氣系統(tǒng)的接點(diǎn)分別為b"和a" ；S6和S7兩個(gè)導(dǎo)氣石籠所在位置進(jìn)氣系統(tǒng)的接點(diǎn)分別為b'和a'。
圖3為通氣頂輪與豎直導(dǎo)氣管的連接示意圖。其中，L0、L4、L6分別表示距離垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)底lm，距離1號(hào)導(dǎo)氣石籠內(nèi)變徑豎直導(dǎo)氣管水平距離為0、4、6m處的三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)， 即L1-0、L1-4、L1_6 ；M0、M4、M6分別表示距離垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)底3m，距離1號(hào)導(dǎo)氣石籠內(nèi)變徑豎直導(dǎo)氣管水平距離為0、4、6m處的三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，即Ml-0、Ml_4、M1-6 ；HO, H4、H6分別表示距離垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)底5m，距離1號(hào)導(dǎo)氣石籠內(nèi)變徑豎直導(dǎo)氣管水平距離為0、4、6m處的三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，即Η1-0、Η1-4、Η1-6;滲濾液導(dǎo)排管可為滲濾液導(dǎo)排主管，也可為滲濾液導(dǎo)排支管。
圖4為通氣頂輪示意圖。其中，4為變徑豎直導(dǎo)氣管上端；8為頂輪通氣支管；7為環(huán)形通氣管。
圖5為Sl號(hào)石籠各層溫差變化情況。其中，A為距離垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)底Im的三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，即Ll-0、Ll-4、L1-6的溫差變化情況；B為距離垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)底:3m的三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)， 即Μ1-0、Μ1-4、Μ1-6的溫差變化情況；C為距離垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)底5m的三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，即H1-0、 Η1-4、Η1-6的溫差變化情況。
圖6為帶通氣頂輪Sl號(hào)導(dǎo)氣石籠和實(shí)際填埋區(qū)導(dǎo)氣石籠的填埋氣組分對(duì)比結(jié)果。 其中，A為帶通氣頂輪Sl號(hào)導(dǎo)氣石籠和實(shí)際填埋區(qū)導(dǎo)氣石籠的甲烷含量對(duì)比結(jié)果；B為帶通氣頂輪Sl號(hào)導(dǎo)氣石籠和實(shí)際填埋區(qū)導(dǎo)氣石籠的二氧化碳含量對(duì)比結(jié)果；C為帶通氣頂輪 Sl號(hào)導(dǎo)氣石籠和實(shí)際填埋區(qū)導(dǎo)氣石籠的氧氣含量對(duì)比結(jié)果。
具體實(shí)施方式
以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
下述實(shí)施例中用于生活垃圾填埋場(chǎng)工程示范區(qū)的準(zhǔn)好氧填埋裝置，如圖1所示， 包括進(jìn)氣系統(tǒng)，導(dǎo)氣系統(tǒng)和布?xì)庀到y(tǒng)。
其中，進(jìn)氣系統(tǒng)包括一根濾液導(dǎo)排主管1、兩根分別位于滲濾液導(dǎo)排主管1兩側(cè)， 且與滲濾液導(dǎo)排主管1均平行的滲濾液導(dǎo)排支管A2，以及與滲濾液導(dǎo)排主管1和兩根滲濾液導(dǎo)排支管A2均相通的六根滲濾液導(dǎo)排支管B3。六根滲濾液導(dǎo)排支管B3成對(duì)對(duì)稱分布于濾液導(dǎo)排主管1兩側(cè)，且每側(cè)的三根滲濾液導(dǎo)排支管B3彼此平行。滲濾液導(dǎo)排主管1、成對(duì)對(duì)稱分布于滲濾液導(dǎo)排主管1兩側(cè)的兩根滲濾液導(dǎo)排支管B3這三者之間相通。滲濾液導(dǎo)排主管1共有三個(gè)與滲濾液導(dǎo)排支管B3相通的接點(diǎn)。每根滲濾液導(dǎo)排支管A2上共有三個(gè)與滲濾液導(dǎo)排支管B3相通的接點(diǎn)。每根滲濾液導(dǎo)排支管B3與滲濾液導(dǎo)排主管1之間的夾角為60度。每根滲濾液導(dǎo)排支管A2與滲濾液導(dǎo)排主管1之間的垂直距離為15m ；滲濾液導(dǎo)排主管1 一側(cè)的滲濾液導(dǎo)排支管B3之間的垂直間距為10m。滲濾液導(dǎo)排主管1、每根所述滲濾液導(dǎo)排支管A2和每根所述滲濾液導(dǎo)排支管B3的上半圓均設(shè)有若干通氣孔。其中， 滲濾液導(dǎo)排主管1上的通氣孔的直徑為40mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為150 200mm， 滲濾液導(dǎo)排支管A2和滲濾液導(dǎo)排支管B3上的通氣孔的直徑均為24mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為80 150mm。
導(dǎo)氣系統(tǒng)包括七根豎向?qū)夤?，其中三根為變徑豎直導(dǎo)氣管4，四根為恒徑豎直導(dǎo)氣管5。變徑豎直導(dǎo)氣管4和恒徑豎直導(dǎo)管5的管壁上均設(shè)有通氣孔；且所述變徑豎直導(dǎo)氣管4頂端封閉。其中，恒徑豎直導(dǎo)管5周壁上的通氣孔直徑為12mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為50 IOOmm ；變徑豎直導(dǎo)氣管4管壁的通氣孔直徑為5 12mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為50 100mm。
布?xì)庀到y(tǒng)包括三個(gè)通氣頂輪6。每個(gè)通氣頂輪6由六根一端與變徑豎直導(dǎo)氣管上端均相通、且以變徑豎直導(dǎo)氣管頂端為圓心、呈放射狀均勻排列的頂輪通氣支管8，一根與六根頂輪通氣支管8的另一端均相通的環(huán)形通氣管7組成。六根頂輪通氣支管8與環(huán)形通氣管7在同一平面上，且該平面與導(dǎo)氣系統(tǒng)的豎向?qū)夤艽怪?；每根頂輪通氣支?除位于正上方1/4面積管壁外的其余3/4面積管壁上設(shè)有若干通氣孔。所述通氣孔的直徑為5mm， 相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為20 50mm。環(huán)形通氣管7無通氣孔。
七根豎向?qū)夤艿南露司c進(jìn)氣系統(tǒng)相通，七根豎向?qū)夤芊稚⒃O(shè)于滲濾液導(dǎo)排主管1、滲濾液導(dǎo)排支管A2和滲濾液導(dǎo)排支管B3上；七根豎向?qū)夤苤械娜儚截Q直導(dǎo)氣管4的上端各與一個(gè)通氣頂輪的全部頂輪通氣支管均相連。
實(shí)施例1、用于生活垃圾填埋場(chǎng)的準(zhǔn)好氧填埋裝置的工程示范研究
本實(shí)施例在涿州市生活垃圾填埋場(chǎng)二期填埋庫區(qū)，選定面積為1300m2的填埋區(qū)域作為準(zhǔn)好氧填埋裝置的工程示范區(qū)域。該示范工程設(shè)計(jì)填埋垃圾量為50噸/日，總?cè)莘e1 萬m3，垃圾填埋高度8m，覆土層高lm。示范工程垃圾與覆蓋層組分如下生活垃圾裝填前挑選排除大塊無機(jī)物，如建筑垃圾等，其他組分破碎至平均粒徑IOcm以下。覆蓋材料選用粘土。用烘干法測(cè)定垃圾含水率為44.5%。垃圾成分見表1。垃圾與覆蓋土的元素分析結(jié)果見表2。
表1涿州市生活垃圾成分表(質(zhì)量百分比，％ )
權(quán)利要求
1.用于生活垃圾填埋場(chǎng)的準(zhǔn)好氧填埋裝置，其特征在于它包括進(jìn)氣系統(tǒng)，導(dǎo)氣系統(tǒng)和布?xì)庀到y(tǒng)；所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括一根滲濾液導(dǎo)排主管和設(shè)于所述滲濾液導(dǎo)排主管兩側(cè)的滲濾液導(dǎo)排支管網(wǎng)；所述滲濾液導(dǎo)排支管網(wǎng)由若干根滲濾液導(dǎo)排支管A和若干根滲濾液導(dǎo)排支管B 組成，若干根所述滲濾液導(dǎo)排支管A與所述滲濾液導(dǎo)排主管均平行設(shè)置，若干根所述滲濾液導(dǎo)排支管B彼此平行，且與所述滲濾液導(dǎo)排主管和若干根所述滲濾液導(dǎo)排支管A均相通； 所述滲濾液導(dǎo)排主管、每根所述滲濾液導(dǎo)排支管A和每根所述滲濾液導(dǎo)排支管B的上半圓均設(shè)有若干通氣孔；所述導(dǎo)氣系統(tǒng)包括若干根豎向?qū)夤?，每根所述豎向?qū)夤苤鼙谠O(shè)有若干通氣孔，所述豎向?qū)夤芊譃楹銖截Q直導(dǎo)氣管和管徑由下向上遞減的變徑豎直導(dǎo)氣管；所述變徑豎直導(dǎo)氣管上端封閉；所述布?xì)庀到y(tǒng)包括若干個(gè)通氣頂輪，每個(gè)所述通氣頂輪由放射狀排列的若干根頂輪通氣支管和一根環(huán)形通氣管組成；每根所述頂輪通氣支管一端與所述變徑豎直導(dǎo)氣管上端側(cè)壁相通，另一端與所述環(huán)形通氣管相通，且若干所述頂輪通氣支管與所述環(huán)形通氣管在同一平面上，且該平面與所述導(dǎo)氣系統(tǒng)的所述豎向?qū)夤艽怪?；每根所述頂輪通氣支管除位于正上?/4面積管壁外的其余3/4面積管壁上設(shè)有若干通氣孔；所述若干根豎向?qū)夤艿南露司c所述進(jìn)氣系統(tǒng)相通，所述若干根豎向?qū)夤芊稚⒃O(shè)于所述滲濾液導(dǎo)排主管、所述滲濾液導(dǎo)排支管A和所述滲濾液導(dǎo)排支管B上；所述導(dǎo)氣系統(tǒng)中所述變徑豎直導(dǎo)氣管的總數(shù)與所述通氣頂輪的總數(shù)相等，一根所述變徑豎直導(dǎo)氣管的上端與一個(gè)所述通氣頂輪的全部所述頂輪通氣支管相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧填埋裝置，其特征在于相鄰兩根所述滲濾液導(dǎo)排支管A的間距為15-20m ；相鄰兩根所述滲濾液導(dǎo)排支管B的間距為10_15m ；相鄰兩根所述豎向?qū)夤艿拈g距為25-40m;所述通氣頂輪的總數(shù)占所述豎向?qū)夤芸倲?shù)的1/31 ；所述通氣頂輪為圓形，直徑為4-20m，所述變徑豎直導(dǎo)氣管頂端位于所述通氣頂輪的圓心，且與6 12根所述頂輪通氣支管相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的準(zhǔn)好氧填埋裝置，其特征在于所述通氣頂輪中相鄰兩個(gè)所述頂輪通氣支管之間的夾角為30度-60度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的準(zhǔn)好氧填埋裝置，其特征在于所述滲濾液導(dǎo)排主管內(nèi)徑、所述滲濾液導(dǎo)排支管A內(nèi)徑、所述滲濾液導(dǎo)排支管B內(nèi)徑、所述恒徑豎直導(dǎo)氣管內(nèi)徑、變徑豎直導(dǎo)氣管的平均內(nèi)徑和頂輪通氣支管內(nèi)徑之比為(600-800) (250-600) (250 -600) (150-250) (150-250) (50-100)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的準(zhǔn)好氧填埋裝置，其特征在于所述頂輪通氣支管上通氣孔的直徑為2-5mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為20_50mm ；所述進(jìn)氣系統(tǒng)的所述滲濾液導(dǎo)排主管上的通氣孔的直徑為10-40mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為150-250mm，所述滲濾液導(dǎo)排支管A和所述滲濾液導(dǎo)排支管B上的通氣孔的直徑為10-30mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為80_150mm ；所述導(dǎo)氣系統(tǒng)的所述恒徑豎直導(dǎo)管和所述變徑豎直導(dǎo)管上的通氣孔的直徑均為 5-15mm，相鄰兩個(gè)通氣孔之間的距離為50_100mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的準(zhǔn)好氧填埋裝置，其特征在于所述導(dǎo)氣系統(tǒng)的所述豎向?qū)夤芟露伺c所述滲濾液導(dǎo)排主管或所述滲濾液導(dǎo)排支管A直角連接；所述導(dǎo)氣系統(tǒng)的所述變徑豎直導(dǎo)氣管上端與所述布?xì)庀到y(tǒng)的所述頂輪通氣支管無縫連接。
7.權(quán)利要求1-6中任一所述的準(zhǔn)好氧填埋裝置在減排生活垃圾填埋場(chǎng)溫室氣體中的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于所述布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)于所述生活垃圾填埋場(chǎng)的覆蓋層；所述進(jìn)氣系統(tǒng)根據(jù)所述生活垃圾填埋場(chǎng)的高度按照下述1)或2、的方式布置1)所述生活垃圾填埋場(chǎng)高度小于等于10m，在所述生活垃圾填埋場(chǎng)的底部布設(shè)一層所述進(jìn)氣系統(tǒng)；2)所述生活垃圾填埋場(chǎng)高度大于10m，從所述生活垃圾填埋場(chǎng)的底部開始，至少每隔 IOm布設(shè)一層所述進(jìn)氣系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的應(yīng)用，其特征在于所述溫室氣體為甲烷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于垃圾填埋場(chǎng)的準(zhǔn)好氧填埋裝置及其應(yīng)用。該裝置包括進(jìn)氣系統(tǒng)，導(dǎo)氣系統(tǒng)和布?xì)庀到y(tǒng)；所述進(jìn)氣系統(tǒng)由一根上半圓設(shè)有若干通氣孔的滲濾液導(dǎo)排主管和位于所述滲濾液導(dǎo)排主管兩側(cè)的滲濾液導(dǎo)排支管網(wǎng)組成；所述導(dǎo)氣系統(tǒng)為若干根周壁設(shè)有通氣孔的豎向?qū)夤芙M成，所述豎向?qū)夤芊譃楹銖截Q直導(dǎo)氣管和變徑豎直導(dǎo)氣管；所述布?xì)庀到y(tǒng)為若干個(gè)通氣頂輪，每個(gè)所述通氣頂輪由若干根放射狀排列且設(shè)有通氣孔的頂輪通氣支管和一根環(huán)形通氣管組成；所述豎向?qū)夤芟露伺c所述進(jìn)氣系統(tǒng)相連，所述變徑豎直導(dǎo)氣管上端與所述頂輪通氣支管相連。本發(fā)明為減少填埋場(chǎng)溫室氣體排放提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，具有廣闊應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B09B1/00GK102513327SQ201110454190
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者任路路, 朱勇, 牟子申, 王洪濤, 遲子芳, 陸文靜, 龍於洋 申請(qǐng)人:清華大學(xué)