專利名稱：一種垃圾填埋氣導排收集系統及其方法
技術領域：
本發明涉及一種凈化垃圾填埋氣的導排技術，具體是涉及一種可顯著提高垃圾填埋氣收集率的垃圾填埋氣導排收集系統及其方法。
背景技術：
填埋氣(LFG)是在垃圾填埋的過程中，垃圾中含有的大量有機成分被微生物厭氧發酵或降解產生的氣體。垃圾填埋氣中的主要成分為甲烷和二氧化碳。同時含有微量的硫化氫、硫醇、氯乙烯、甲苯、己烷、氯甲烷、二甲苯等有毒氣體。填埋氣中的甲烷屬易燃有機物，甲烷分子中H/C較高，含碳量少，容易實現充分燃燒，是一種熱值較高的能源物質。但填埋氣則具有易燃易爆及污染環境等隱患，《生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889-2008))) 明確要求生活垃圾填埋場要建立填埋氣導排系統，在填埋場的運行期和后期維護與管理期內將填埋層內的氣體導出后利用、焚燒或達到排放要求后直接排放。以消除可燃性氣體的燃燒爆炸隱患、減少溫室效應氣體排放等。目前，被廣泛應用的填埋氣收集工藝主要有豎井收集、橫井收集、膜下收集三種方式。經過筆者十幾年的生活垃圾填埋場運行和管理經驗，中國的生活垃圾含水量大，且進行填埋的垃圾組分復雜，很容易出現垃圾阻水層，阻隔水的下滲，造成堆體內部的高水位，形成“山有多高，水有多高”的現象，進而阻斷填埋氣的收集通道。無論何種氣體收集方式，堆體內部的高水位均會顯著降低填埋氣的收集率。據調研，對于垃圾填埋量looot/d的大型填埋場，收集系統一般較完善，其填埋氣收集率仍不足80% ；而對于填埋量500t/d的小型填埋場，其填埋氣收集率只有30% -50%。更為嚴重的是，堆體內部的水可能會隨填埋氣進入填埋氣收集管道，造成填埋氣收集系統的癱換。專利CN201010984Y垃圾填埋場生物氣與滲濾液一體化抽排裝置，所述豎井由鋼筋混凝土材料構筑而成，并且在填埋場投入使用前施工完成，考慮到垃圾堆體內部豎井的氣體收集半徑一般為只有20-40米，因此該豎井建設成本、及工程量很大，并且填埋運營期間，對填埋施工造成不便；豎井壁留有與多水平、多分支收集疏排通道的連通口，容易破壞堆體的厭氧環境；潛污泵設置在豎井底部，對于幾十米高的垃圾堆體來講，該潛污泵的維修與保養十分困難。而專利CN1003M531C垃圾填埋氣豎井排水方法及其系統，發明的排水方法是處理豎井內部的水，但無法解決因垃圾阻隔作用而造成存在于垃圾堆體內部的水，并且因向豎井內鼓吹空氣，存在破壞垃圾堆體內部的厭氧環境的風險。
發明內容
針對國內垃圾填埋場普遍存在的因垃圾堆體水位高，無法提高填埋氣收集率的問題，本發明的一個目的是提供一種填埋氣導排收集方法，對填埋堆體內部的過量水進行有效導排，提高填埋氣的收集率，加強垃圾堆體的穩定性。本發明的另一個目的是提供一種作業安全、結構穩定、效果好的填埋氣導排收集系統。
為達上述目的，本發明采用了以下技術方案一種垃圾填埋氣導排收集的方法，其中，填埋氣采用可隨垃圾堆體的升高向上拉拔的集氣豎井進行收集，滲濾液導排采用內部立體導排和表面收集相結合的方式。本發明還可通過以下技術方案進一步實現所述的垃圾填埋氣的導排收集方法，其中，內部立體導排通過垃圾堆體內分層設置的導水盲溝及垂直設置于相鄰兩層導水盲溝之間的石籠實現，表面收集通過設置于垃圾堆體外表面且與每層導水盲溝均相連通的表面收集主管實現。本發明還公開了一種垃圾填埋氣導排收集系統，包括垃圾堆體內導排槽、集氣豎井、集氣管道及滲濾液收集處理裝置，其中，垃圾堆體內導排槽由導水盲溝及石籠共同組成，導水盲溝在堆體內分層設置，相鄰兩層導水盲溝通過垂直安裝的石籠相連通；集氣豎井通過連接渠與每層導水盲溝相連通并可隨著垃圾堆體的升高向上拉撥，其頂部設有填埋氣出口，出口與填埋氣集氣管道相連；在垃圾堆體外表面設置有表面收集主管，表面收集主管與每層導水盲溝均相連通，其下部連接在滲濾液收集處理裝置上；上層導水盲溝內匯集的滲濾液通過石籠和/或集氣豎井流到下層的導水盲溝和/或表面收集主管內，然后進入垃圾填埋場底部的滲濾液收集處理裝置，從而實現了內部立體導排及表面收集相結合的滲濾液收集處理。所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其中，所述導水盲溝每隔5-15米水平設置一層，每層均由壁上帶有通孔的導水管、卵石導排層及過濾層共同組成，導水管埋設于卵石導排層內部，過濾層包覆于導水管的外部。所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其中，導水盲溝的斷面呈正六邊形，導水盲溝水平放置或者呈1-3%的坡度設置。所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其中，所述過濾層為密度大于或等于300g/cm2 的土工布。所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其中，所述集氣豎井包括中空金屬管、壁上帶有通孔的抽氣管、卵石及密封蓋，金屬管可隨著垃圾堆體的升高向上拉撥，其內部沿管壁方向平行放置1個以上的抽氣管，各抽氣管之間以及抽氣管與金屬管之間均留有空隙，空隙內填充有卵石，隨著金屬管向上拉撥順序向其內部填充抽氣管及卵石；密封蓋密封于中空金屬管的上部，其上設有與集氣管道相連的填埋氣出口。所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其中，所述石籠由壁上帶有通孔的導水管、卵石及金屬網共同組成，金屬網圈圍一周，其內部平行放置一根或一根以上的導水管，導水管之間及導水管與金屬網之間的空隙填充卵石。所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其中，所述連接渠由卵石層及包覆于卵石層外部密度大于或等于300g/cm2的土工布共同組成。由于采用了上述技術方案，使得本發明具備如下技術效果1、本發明集氣豎井埋入垃圾堆體內，并且隨垃圾填埋高度的增加可以向上拉拔， 集氣豎井頂部有填埋氣出口，出口與填埋氣收集管道相連。垃圾堆體產生的填埋氣首先進入集氣豎井，然后依次通過豎井頂部的填埋氣出口、填埋氣收集管道進入火炬等填埋氣處理設備，從而實現了填埋氣的穩定收集處理，作業安全；2、本發明的滲濾液導排采用內部導排與表面收集相結合的方式，高層導水盲溝匯集的一部分滲濾液可以由石籠或集氣豎井流到低層導水盲溝，進而通過填埋場底滲濾液收集處理裝置排出垃圾堆體，從而實現了內部的導排；而另一部分滲濾液則可通過與每層導水盲溝相連通的表面收集主管直接流出垃圾堆體，進入滲濾液處理系統，從而實現了表面的收集。這兩種收集方式的結合，有效實現了垃圾堆體內部過量水的導排，導排效果良好， 提高了填埋氣的收集率，經小規模實驗，填埋氣的收集率達90%以上；3、本發明的集氣豎井向上拉拔時，金屬管位置上移，而金屬管內放置的抽氣管和卵石留在原處，密封蓋與金屬管通過螺栓連接，每次拉拔后，卸下密封蓋后繼續向金屬管內填充抽氣管和卵石；該結構加強了堆體的穩定性，操作時對垃圾填埋場底部滲系統及邊坡穩定結構無損害，且方便施工及維護；4、本發明對堆體內的滲浙液進行有效導排后，還可利用集氣豎井或石籠中的管道進行滲浙液的回灌，一方面可以通過堆體的吸附降解作用，有效的降低滲浙液中的污染成分，另一方面也可以將填埋堆體里的含水率調節到適合微生物代謝的條件，通過提高微生物活性加速填埋堆體內有機物的降解，加速堆體的穩定化進程；5、本發明的導水盲溝導水管的外部及連接渠外部均包覆一層過濾材料，有效過濾雜質，避免因長時間使用后垃圾內固體物質堵塞導水管上的通孔，從而保證了導排滲濾液的暢通，導水效果更佳，導水盲溝斷面優選正六邊形，其結構穩定并具有一定的匯水面積， 導水盲溝與水平面呈0-20度角設置，更便于導水盲溝內的滲濾液向石籠及便面收集主管匯集，排水效果更好。
圖1為本發明系統的結構示意圖；圖2為本發明連接渠結構示意圖。圖中:1、集氣豎井，11.金屬管，12.抽氣管，13.卵石，14.密封蓋，141.填埋氣出口 ；2、導水盲溝，21.導水管，22.卵石導排層，23.過濾層；3.石籠，31.卵石，32.導水管， 33.金屬網；4.連接渠，41.卵石，42.過濾層；5.表面收集主管，6、垃圾堆體。
具體實施例方式下面詳細結合附圖1-2詳細說明本發明。一種垃圾填埋氣導排收集系統，包括垃圾堆體6內導排槽、集氣豎井1、集氣管道及滲濾液收集處理裝置，其中，垃圾堆體6內導排槽由導水盲溝2及石籠3共同組成，導水盲溝2在堆體6內分層設置，相鄰兩層導水盲溝2通過垂直安裝的石籠3相連通；集氣豎井1通過連接渠4與每層導水盲溝2相連通并可隨著垃圾堆體6的升高向上拉撥，其頂部設有填埋氣出口 141，出口 141與填埋氣集氣管道相連；在垃圾堆體6外表面設置有表面收集主管5，表面收集主管5與每層導水盲溝2均相連通，其下部連接在滲濾液收集處理裝置上；上層導水盲溝內匯集的滲濾液通過石籠和/或集氣豎井流到下層的導水盲溝和/或表面收集主管內，然后進入垃圾填埋場底部的滲濾液收集處理裝置，從而實現了內部立體導排及表面收集相結合的滲濾液收集處理。垃圾堆體6產生的填埋氣由集氣豎井1進行收集，在填埋場運行期間，當垃圾堆體 6填埋到一定高度時，即開始安裝集氣豎井1，為保證不破壞填埋場底部防滲系統，集氣豎井1距底部防滲系統不小于3米。集氣豎井1埋入垃圾堆體內，其包括中空金屬管11、壁上帶有通孔的抽氣管12、卵石13及密封蓋14，金屬管11可隨著垃圾堆體的升高向上拉撥，其內部沿管壁方向平行放置1個以上的抽氣管12，各抽氣管12之間以及抽氣管12與金屬管 11之間均留有空隙，空隙內填充有卵石13，密封蓋14與金屬管11通過螺栓連接，每次拉拔后，卸下密封蓋14后繼續向其內部填充抽氣管12及卵石13。然后再將密封蓋14密封于中空金屬管11的上部，密封蓋14上設有與集氣管道相連的填埋氣出口。垃圾堆體6產生的填埋氣首先進入集氣豎井1，集氣豎井1內部的卵石和HDPE管用來輸送填埋氣，然后，填埋氣依次通過豎井頂部的填埋氣出口 2、填埋氣收集管道3進入火炬等填埋氣處理設備。為保證較高的填埋氣收集率，本系統的滲濾液導排采取內部導排和表面收集相結合的方式。當垃圾堆體6的填埋高度達9米時，開始鋪設第一層導水盲溝2，導水盲溝2由壁上帶有通孔的導水管21、卵石導排層22及過濾層23共同組成，導水管21埋設于卵石導排層22內部，過濾層23包覆于導水管21的外部，采用密度大于或等于300g/cm2的土工布。 防止長期使用后垃圾內固體物質堵塞導水盲溝2內的導水管21上的通孔。為保證導水盲溝2的結構穩定且有一定的匯水面積，其斷面結構優選正六邊形.導水盲溝2可水平設置， 也可設置為坡度呈1-3%的形式；導水盲溝2也可以采用常規的盲溝形式。導水盲溝2通過連接渠4與集氣豎井1相連通，連接渠4由卵石41和包覆在卵石結構外的具有一定過濾能力的過濾層41組成，過濾層42采用密度大于或等于300g/cm2的土工布，可有效防止垃圾中固體物質堵塞卵石41間空隙，從而保障連接渠4的連接暢通。以后在垃圾堆體高度不斷增加的過程中，每隔5-15米設一層導水盲溝2，上、下相鄰兩層導水盲溝2通過豎直安裝的石籠3相連通，石籠3在垃圾堆體高度達5米時開始安裝，隨垃圾堆體6的高度增加而向上續接并與各層的導水盲溝2相連，最終連至頂層的導水盲溝2。石籠3由卵石31、導水管32、金屬網33組成，導水管32壁上帶有通孔，石籠3的外周由金屬網33圍合而成，斷面可為圓形，石籠內部平行放置一根或多根導水管32，籠內空隙填充卵石32.石籠3也可采用常規的石籠形式。導水盲溝2內部的卵石導排層2作為導流層用來匯集垃圾堆體6內部的水，導水盲溝2內部的導水管21用來輸送匯集到盲溝2內的水。由此，高層導水盲溝匯集的水可以由石籠3和集氣豎井1流到低層導水盲溝，并逐層下流，進而通過填埋場底滲濾液導排系統排出垃圾堆體，從而實現了內部導排。每層導水盲溝2在距離邊坡5-15米處與表面收集主管5相連，連接方式為表面收集主管5與導水盲溝2內部導水管焊接或法蘭連接。表面收集主管5出邊坡后，保持一定的坡度沿邊坡向下與填埋堆體外部的滲濾液處理裝置相連， 由此，該層導水盲溝匯集的水通過表面收集主管5流出垃圾堆體6，并直接進入滲濾液處理裝置，從而實現了表面收集的導水方式。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非對本發明做任何形式上的限定。凡本領域的技術人員利用本發明的技術方案對上述實施例作出的任何等同的變動、修飾或演變等，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種垃圾填埋氣導排收集的方法，其特征在于填埋氣采用可隨垃圾堆體的升高向上拉拔的集氣豎井進行收集，滲濾液導排采用內部立體導排和表面收集相結合的方式。
2.根據權利要求1所述的垃圾填埋氣的導排收集方法，其特征在于內部立體導排通過垃圾堆體內分層設置的導水盲溝及垂直設置于相鄰兩層導水盲溝之間的石籠實現，表面收集通過設置于垃圾堆體外表面且與每層導水盲溝均相連通的表面收集主管實現。
3.一種垃圾填埋氣導排收集系統，包括垃圾堆體內導排槽、集氣豎井、集氣管道及滲濾液收集處理裝置，其特征在于垃圾堆體內導排槽由導水盲溝及石籠共同組成，導水盲溝在堆體內分層設置，相鄰兩層導水盲溝通過垂直安裝的石籠相連通；集氣豎井通過連接渠與每層導水盲溝相連通并可隨著垃圾堆體的升高向上拉撥，其頂部設有填埋氣出口，出口與填埋氣集氣管道相連；在垃圾堆體外表面設置有表面收集主管，表面收集主管與每層導水盲溝均相連通，其下部連接在滲濾液收集處理裝置上；上層導水盲溝內匯集的滲濾液通過石籠和/或集氣豎井流到下層的導水盲溝和/或表面收集主管內，然后進入垃圾填埋場底部的滲濾液收集處理裝置， 從而實現了內部立體導排及表面收集相結合的滲濾液導排方式。
4.根據權利要求3所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其特征在于所述導水盲溝每隔5-15米水平設置一層，每層均由壁上帶有通孔的導水管、卵石導排層及過濾層共同組成，導水管埋設于卵石導排層內部，過濾層包覆于導水管的外部。
5.根據權利要求4所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其特征在于所述導水盲溝的斷面呈正六邊形，導水盲溝水平放置或者呈1-3%的坡度設置。
6.根據權利要求4所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其特征在于所述過濾層為密度大于或等于300g/cm2的土工布。
7.根據權利要求3-6中任一所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其特征在于所述集氣豎井包括中空金屬管、壁上帶有通孔的抽氣管、卵石及密封蓋，金屬管可隨著垃圾堆體的升高向上拉撥，其內部沿管壁方向平行放置1個以上的抽氣管，各抽氣管之間以及抽氣管與金屬管之間均留有空隙，空隙內填充有卵石，隨著金屬管向上拉撥順序向其內部填充抽氣管及卵石；密封蓋密封于中空金屬管的上部，其上設有與集氣管道相連的填埋氣出口。
8.根據權利要求3-6中任一所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其特征在于所述石籠由壁上帶有通孔的導水管、卵石及金屬網共同組成，金屬網圈圍一周，其內部平行放置一根或一根以上的導水管，導水管之間及導水管與金屬網之間的空隙填充卵石。
9.根據權利要求8所述的垃圾填埋氣導排收集系統，其特征在于所述連接渠由卵石層及包覆于卵石層外部密度大于或等于300g/cm2的土工布共同組成。
全文摘要
本發明涉及一種垃圾填埋氣導排收集系統及其方法，填埋氣采用可隨垃圾堆體的升高向上拉拔的集氣豎井進行收集，滲濾液導排采用內部立體導排和表面收集相結合的方式。系統包括導水盲溝、石籠、集氣豎井、表面收集主管、集氣管道及滲濾液收集處理裝置，導水盲溝在堆體內分層設置，相鄰兩層導水盲溝通過垂直安裝的石籠相連通；集氣豎井通過連接渠與每層導水盲溝相連通并可隨著垃圾堆體的升高向上拉撥，其頂部設有填埋氣出口，出口與填埋氣集氣管道相連；在垃圾堆體外表面設置有表面收集主管，表面收集主管與每層導水盲溝均相連通，其下部連接在滲濾液收集處理裝置上。本發明作業安全，系統結構穩定，可對堆體內過量水有效導排，提高填埋氣收集率。
文檔編號C12M1/107GK102191166SQ20101011520
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月1日 優先權日2010年3月1日
發明者何亮, 周鵬, 毛友澤, 郭婧婷, 黃川 , 齊東潮 申請人:北京環衛集團環境研究發展有限公司