一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置
阅读：837发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种垃圾填埋场原位好 氧 稳定化处理装置，包括均匀分布、配合垃圾填埋场设置的若干处置井，处置井包括若干配合连接至抽气处理机构的抽气井和若干配合连接有注气处理机构的注气井，抽气处理机构和注气处理机构连接至 控制器 ；处理装置还包括与控制器配合的 水 位控制机构。本实用新型快速降低堆体内部甲烷浓度及恶臭气体浓度，确保安全开挖和文明施工，降低堆体 含水量 、优化好氧 微 生物 代谢环境，提高通 风 预处理的效果与效率；通过快速钻井-系统快速安装-快速抽气/注气，在短时间内实现换气。本实用新型现场使用方便，操作灵活，场地适应性好，真正消除污染物，更具环境安全性，建井周期短、建井成本低，提高生产效率，减少检修率。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置专利的具体信息内容。
1.一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，所述原位好氧稳定化处理装置配合垃圾填埋场设置，其特征在于：所述原位好氧稳定化处理装置包括均匀分布设于垃圾填埋场内的若干处置井，所述处置井包括若干抽气井和若干注气井，任一所述抽气井配合连接至抽气处理机构，任一所述注气井配合连接有注气处理机构，所述抽气处理机构和注气处理机构连接至控制器；所述处理装置还包括与控制器配合的水位控制机构。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：所述抽气处理机构包括与任一抽气井连接的抽气分配装置，所述抽气分配装置的出口顺次连接有气液分离装置和抽气风机，所述抽气风机连接至控制器。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：所述抽气风机的出口连接有尾气处理机构；所述尾气处理机构的出口处连接有气体成分在线监测仪器，所述气体成分在线监测仪器连接至三通阀的一端，所述三通阀的另两端分别连接至尾气处理机构和排气口，所述三通阀通过回气风机连接至尾气处理机构；所述气体成分在线监测仪器和三通阀连接至控制器。
4.根据权利要求3所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：所述尾气处理机构包括顺次连接的生物除臭装置和活性炭装置。
5.根据权利要求2所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：所述气液分离器的底部设置排污口，排污口与渗滤液处理区配合设置。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：所述注气处理机构包括与任一注气井顺次连接的注气分配装置和注气风机，所述注气风机连接至控制器。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：任意
2个所述处置井间的距离为L，10m≤L≤20m；任一所述处置井的井长为H，4m≤H≤10m；任一所述处置井的井壁上设有若干通风孔。
8.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：所述水位控制机构包括配合垃圾填埋场设置的若干抽水井，所述抽水井底部设有水位监测器，所述抽水井配合设有抽水泵，所述水位监测器和抽水泵分别连接至控制器。
9.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：所述处理装置还包括若干连接至控制器的移动空气压缩机，所述移动空气压缩机通过压力传感器与处置井配合设置。
10.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，其特征在于：所述若干处置井配合设有若干温度传感器，所述温度传感器连接至控制器。
一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置
技术领域
背景技术
[0002] 垃圾是不被需要或无用的固体、流体物质。在人口密集的大城市，垃圾处理是一个令人头痛的问题。我国现存1600余座卫生填埋场以及23000余座简易填埋场，普遍面临着恶臭、污染严重、渗滤液产生量大、垃圾成分复杂、生物降解缓慢、封场后维护周期长等问题，如果不加以科学治理，这些存量垃圾将会对周边地下水、地表水、土壤、大气以及民众健康造成持续威胁。
[0003] 垃圾筛分以及资源化是目前处理存量垃圾最常用的方法，但是由于我国的垃圾填埋场普遍存在含水率高、有机物高、热值低的基本特征，如果用于焚烧，需要添加辅助燃料，这势必会增加处理成本，另外不同垃圾组分之间易于黏连的特性也不适于直接机械筛选。
[0004] 近年来有学者研究利用通风对流加速好氧微生物降解有机质、减少CH4和H2S气体排放，这种方式有利于降低堆体含水率同时提高垃圾低位热值，可以减少二次污染危害，有利于后续进一步的处理，如专利申请号为CN108213052A的实用新型专利“一种用于陈腐垃圾分选好氧预处理装置及方法”提到利用纵向延伸、等距分布的曝气管线对垃圾堆体进行通风曝气，该专利采用异位处理方式，存在曝气时间较久的问题，且首先需对垃圾进行开挖堆成条剁，开挖过程存在臭气和甲烷气扩散的风险，且增加处理成本。专利号ZL200510011155.6的实用新型专利“快速降解固体垃圾的方法”涉及使用抽注气管网对固体垃圾进行通风处理并通过温控系统对堆体温湿度进行监测，该专利没有考虑到由于堆体含水率高而造成管线易堵塞的问题以及如何处置气流带出的污染尾气的问题，其主要对垃圾进行原位好氧稳定化处理，周期一般需要1.5-2.5年，不能应用于开挖筛分场地的快速通风预处理。实用新型内容
[0005] 本实用新型解决了现有技术中，垃圾含水率高以及堆体内含氧量不足而导致的填埋场内垃圾降解缓慢、恶臭污染严重、传统通风曝气方法易堵井、通风不彻底、建井周期长的问题，提供了一种优化结构的垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是，一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，所述原位好氧稳定化处理装置配合垃圾填埋场设置，所述原位好氧稳定化处理装置包括均匀分布设于垃圾填埋场内的若干处置井，所述处置井包括若干抽气井和若干注气井，任一所述抽气井配合连接至抽气处理机构，任一所述注气井配合连接有注气处理机构，所述抽气处理机构和注气处理机构连接至控制器；所述处理装置还包括与控制器配合的水位控制机构。
[0007] 优选地，所述抽气处理机构包括与任一抽气井连接的抽气分配装置，所述抽气分配装置的出口顺次连接有气液分离装置和抽气风机，所述抽气风机连接至控制器。
[0008] 优选地，所述抽气风机的出口连接有尾气处理机构；所述尾气处理机构的出口处连接有气体成分在线监测仪器，所述气体成分在线监测仪器连接至三通阀的一端，所述三通阀的另两端分别连接至尾气处理机构和排气口，所述三通阀通过回气风机连接至尾气处理机构；所述气体成分在线监测仪器和三通阀连接至控制器。
[0009] 优选地，所述尾气处理机构包括顺次连接的生物除臭装置和活性炭装置。
[0010] 优选地，所述气液分离器的底部设置排污口，排污口与渗滤液处理区配合设置。
[0011] 优选地，所述注气处理机构包括与任一注气井顺次连接的注气分配装置和注气风机，所述注气风机连接至控制器。
[0012] 优选地，任意2个所述处置井间的距离为L，10m≤L≤20m；任一所述处置井的井长为H，4m≤H≤10m；任一所述处置井的井壁上设有若干通风孔。
[0013] 优选地，所述水位控制机构包括配合垃圾填埋场设置的若干抽水井，所述抽水井底部设有水位监测器，所述抽水井配合设有抽水泵，所述水位监测器和抽水泵分别连接至控制器。
[0015] 优选地，所述若干处置井配合设有若干温度传感器，所述温度传感器连接至控制器。
[0016] 本实用新型提供了一种优化结构的垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，通过为垃圾填埋场配合设置预处理装置，通过均匀分布设于垃圾填埋场内的若干抽气井和若干注气井作为处置井，分别配合连接抽气处理机构和注气处理机构，通过输氧抽气的稳定化措施，快速降低堆体内部甲烷浓度以及硫化氢等恶臭气体的浓度，确保安全开挖和文明施工，并通过水位控制机构，以科学合理的技术方法降低堆体含水量、优化好氧微生物代谢所需环境，提高通风预处理的效果与效率；区别于市面上的好氧稳定化方案，本实用新型在开挖前将垃圾堆体转化为好氧环境，降低甲烷浓度和恶臭气体浓度，有利于垃圾安全开挖，可以通过快速钻井-系统快速安装-快速抽气/注气，在短时间内实现换气。
[0017] 本实用新型具有如下有益效果：
[0018] （1）采用输氧抽气的稳定化预处理的方式，对垃圾堆中的填埋气进行抽出收集处理工作，对于尾气处理机构、抽气处理机构、注气处理机构和控制器等机构均采用撬装式，设备间采用快速接头进行连接，现场使用方便，操作灵活，模块化设备可根据项目工程量大小和周期要求灵活调整处置能力；
[0019] （2）无需对垃圾堆体进行开挖及其他工作，可随时根据场地的实际情况进行设备及管路的调整，对场地的适应性好；
[0020] （3）尾气处理机构可以实现有机尾气、恶臭、无机物有效处置，真正消除污染物，更具环境安全性；
[0021] （4）可以采用夯机方式进行抽气井和注气井的建设，相比传统的钻孔建井方式周期短、建井成本低，更适用于开挖筛分场地的快速预处理施工；
[0023] 图1为本实用新型的结构示意图，箭头为处理过程中气体的流动方向；
[0024] 图2为本实用新型中处置井由打桩机建井的结构示意图，左侧处置井正在建井或撤井中，右侧处置井处于工作状态，处置井可以为抽气井或注气井；
[0025] 图3为本实用新型中省略抽气处理机构和注气处理机构后、尾气处理机构和水位控制机构的局部结构示意图，箭头为处理过程中气体的流动方向。
具体实施方式
[0026] 下面结合实施案例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的实施范围并不限于此。
[0027] 本实用新型涉及一种垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置，所述原位好氧稳定化处理装置配合垃圾填埋场1设置，所述原位好氧稳定化处理装置包括均匀分布设于垃圾填埋场1内的若干处置井，所述处置井包括若干抽气井2和若干注气井3，任一所述抽气井2配合连接至抽气处理机构，任一所述注气井3配合连接有注气处理机构，所述抽气处理机构和注气处理机构连接至控制器；所述处理装置还包括与控制器配合的水位控制机构。
[0028] 本实用新型中，在垃圾填埋场1的任一个待修复地块均匀分布设置若干抽气井2和若干注气井3作为处置井，若干抽气井2和若干注气井3分别配合连接抽气处理机构和注气处理机构；一则通过输氧抽气的稳定化措施，快速降低垃圾堆体内部甲烷浓度以及硫化氢等恶臭气体的浓度，确保安全开挖和文明施工；二则可以通过1.5 2.5年的、长期的好氧稳~定化处理，缩短垃圾堆体有机质自然降解进程，在有限的时间内实现垃圾堆体稳定化，使得垃圾堆体内填埋物有机质含量、填埋气体浓度、恶臭、堆体沉降等指标达到相关用地要求。
[0029] 本实用新型中，进一步地，通过水位控制机构，以科学合理的技术方法降低垃圾堆体含水量、优化好氧微生物代谢所需环境、提高通风预处理的效果与效率。
[0030] 本实用新型中，抽气井2和注气井3可以以打桩机4建井，成本低，速度快，适用于开挖垃圾的快速响应要求，不仅可以用于以换气为目的的垃圾开挖前的通风换气预处理，一般7-10天完成换气后，甲烷和抽气浓度达到要求，可以实施开挖，更可以用于以垃圾降解为目的的好氧稳定化处理，工期约为1.5-2.5年。
[0031] 所述抽气处理机构包括与任一抽气井2连接的抽气分配装置5，所述抽气分配装置5的出口顺次连接有气液分离装置6和抽气风机7，所述抽气风机7连接至控制器。
[0032] 所述抽气风机7的出口连接有尾气处理机构8；所述尾气处理机构8的出口处连接有气体成分在线监测仪器9，所述气体成分在线监测仪器9连接至三通阀10的一端，所述三通阀10的另两端分别连接至尾气处理机构8和排气口11，所述三通阀10通过回气风机12连接至尾气处理机构8；所述气体成分在线监测仪器9和三通阀10连接至控制器。
[0033] 所述尾气处理机构8包括顺次连接的生物除臭装置22和活性炭装置23。
[0034] 所述气液分离器6的底部设置排污口15，排污口15与渗滤液处理区配合设置。
[0035] 所述注气处理机构包括与任一注气井3顺次连接的注气分配装置13和注气风机14，所述注气风机14连接至控制器。
[0036] 本实用新型中，抽气风机7和注气风机14均为耐腐蚀防爆的变频风机，变频风机可有效降低能耗，减小对设备的损耗，减少运行成本。
[0037] 本实用新型中，抽气处理机构包括抽气分配装置5、气液分离装置6和抽气风机7，注气处理机构包括注气分配装置13和注气风机14，其中，抽气井2与抽气风机7间、注气井3与注气风机14之间均按三级管线连接，管线直接铺设在垃圾堆体上，解决由于抽气井2和注气井3的数量较多而导致区域注气量或抽气量不足的问题，具体来说，一级管线连接风机、二级管线连接一级管线和分配装置、三级管线连接分配装置和处置井。
[0038] 本实用新型中，气液分离器6设进气口和出气口，进气口与抽气井2管线连接，出气口由抽气风机7与尾气处理机构8连接。
[0039] 本实用新型中，一般情况下，气液分离器6底部设置排污口15，排污口15可收集渗滤液送至渗滤液处理区。
[0040] 本实用新型中，零部件之间以管线连接，并配合设置阀门，通过抽注气方式及阀门的切换，抽注气系统可灵活切换，避免处置井的堵塞，加强快速通风预处理的处理效果。
[0041] 本实用新型中，尾气处理机构8不局限于生物除臭装置22和活性炭装置23，可根据堆体气体成分灵活调整，如采用火炬和光催化装置，本领域技术人员可以依据需求自行设置，此调整不影响本实用新型的应用。
[0042] 本实用新型中，当尾气处理机构8为两级生物除臭塔和一级活性碳罐时，生物除臭塔包含三层填料，其中，第一层与第二层分别填装弹性球，第三层填装绳状填料，以活性碳罐作为活性炭装置23连接生物除臭塔，可将臭气中残余的有机气体吸附去除。
[0043] 本实用新型中，生物除臭塔为结合了生物洗涤、生物滴滤和生物过滤法三种生物技术的新型复合生物除臭装置22，含气体导入口和排出口，臭气经导入口进入洗涤区，经水或浓度化学洗液洗涤，在洗涤区完成对臭气的水域化学剂的吸收、除尘及加湿的预处理，生物滤床过滤区将污染物从气相中转移到生物膜表面，生物膜表面可将污染物吸收降解；活性炭装置23可将臭气中残余有机气体吸附去除。
[0044] 本实用新型中，以气体成分在线监测仪器9对排出的气体进行检测，若检测合格，则通过三通阀10的排气口11排出，若检测不合格，则通过三通阀10的回流口通过回气风机12送回尾气处理机构8继续处理。
[0045] 任意2个所述处置井间的距离为L，10m≤L≤20m；任一所述处置井的井长为H，4m≤H≤10m；任一所述处置井的井壁上设有若干通风孔16。
[0047] 本实用新型中，抽气井2和注气井3的井头均设置H型钢，采用直夯机和打桩机4进行抽气井2和注气井3的建设工作，建井周期1-5min，相比传统钻孔建井7-10d的建井和养护周期，节省成本和施工周期。
[0048] 所述水位控制机构包括配合垃圾填埋场1设置的若干抽水井17，所述抽水井17底部设有水位监测器18，所述抽水井17配合设有抽水泵19，所述水位监测器18和抽水泵19分别连接至控制器。
[0049] 本实用新型中，抽水泵19通过PVC管连接至渗滤液储存、处理装置，当水位监测器18监测到水位过高时，通过抽水泵19进行抽水操作。
[0051] 所述处理装置还包括若干连接至控制器的移动空气压缩机20，所述移动空气压缩机20通过压力传感器21与处置井配合设置。
[0052] 本实用新型中，移动空气压缩机20产生的高压空气可以对处置井上的通风孔16进行清洁，防止堵井。
[0053] 所述若干处置井配合设有若干温度传感器24，所述温度传感器24连接至控制器。
[0054] 本实用新型中，温度传感器24通用于实时监测反馈布点的温度变化，通过温度的变化反馈好氧生物反应情况。
[0055] 本实用新型中，温度传感器24还可以集成湿度传感器，同时监测处置井内的温度和湿度。
[0056] 本实用新型中，所有的连接管线选用PU、PVC等软管直接铺设在垃圾堆体上，方便现场安装；管路采用耐腐蚀不易老化的材质，体现了系统长时间安全可靠的特点。
[0057] 本实用新型中，以压力传感器21、水位监测器18、温度传感器24和气体成分在线监测仪器9完成对整体装置的监控。
[0058] 本实用新型的垃圾填埋场原位好氧稳定化处理装置的处理方法，通过向垃圾填埋场1的垃圾堆体进行输氧抽气的稳定化预处理，降低垃圾堆体含水率，迅速将垃圾堆体由厌氧状态转化为好氧状态，提高好氧微生物代谢活性，减少堆体内部甲烷及恶臭气体浓度，确保安全开挖。
[0059] 所述方法包括以下步骤。
[0060] 步骤1：确定垃圾填埋场1中需处理的垃圾堆体，划定处理区域，确定好氧稳定化处理深度。
[0061] 本实用新型中，在垃圾堆体内快速通风预处理工程按照80m×50m的布局设置预处理单元，同时考虑到场地垃圾平面及空间分布情况，采取分区分层进行施工。
[0062] 步骤2：对于位于地下水位以下的地块，在对应的处理区域四周建设止水帷幕或并排的抽水井17，止水帷幕的深度大于好氧稳定化处理深度，在抽水井17底部设置水位监测器18，抽水井17配合设置抽水泵19，进行降水作业。
[0063] 步骤3：若水位监测器18测得好氧稳定化处理区域的液位高于处理深度，控制器控制抽水泵19进行抽水，直至水位降至处理深度以下1m，控制器控制抽水泵19停止运行，否则，直接进行下一步。
[0064] 本实用新型中，优选在修复区域周围设置并排的抽水井17进行抽水，通过抽水井17的抽水作用避免外部水体进入堆体内部。
[0065] 步骤4：降水完成后，根据设计的间距，在处理区域安装抽气井2、注气井3，并配合抽气井2设置抽气处理机构、配合注气井3设置注气处理机构，完成管路连接、设备调试。
[0066] 本实用新型中，处置井的管径为De50 90，井管长度为3 8m，开孔长度2 7m，由技术~ ~ ~人员根据现场情况进行相应调整。
[0067] 本实用新型中，抽水井17的建设和抽气井2、注气井3的建设既可以同时施工，也可先后施工，但抽气及注气的具体实施需在降水达到要求后进行。
[0068] 本实用新型中，处置井的建设采用打夯成井工艺，成井前，机械打压机的臂手夹紧处置井的井管上端，并使打压机与井管重心在同一直线上，机械打压机夹紧井管吊起，井管尖头对准放样点位，待井管稳定、位置正确并垂直后，再振动下沉；井管没下沉1-2m左右，停振检测井管的垂直度，发现偏差及时纠正。
[0069] 本实用新型中，处置井与连接的抽气处理机构和注气处理机构之间采用PU管进行连接，保持系统密闭。
[0070] 本实用新型中，还需要在修复区域上的处置井外覆膜，保证处理环境的稳定，气体不外溢。
[0071] 步骤5：管路畅通后，控制器控制启动抽气处理机构，抽气处理机构运行时间T后，控制器控制启动注气处理机构，使得垃圾填埋场1的地下气体实现定向流动。
[0072] 本实用新型中，T可以设置为5分钟，或本领域技术人员根据需求进行设置。
[0073] 步骤6：控制器分别将抽气风机7与抽气井2的压力传感器21、注气风机14与注气井3的压力传感器21进行联锁；当抽气井2的头部负压P1≤X1时，控制器调整抽气风机7的频率为A，当抽气井2的头部负压X1
[0074] 所述步骤6中，若抽气井2或注气井3的流量小于设计流量的十分之一时，控制器控制抽气风机7或注气风机14停止运行，同时开启空气压缩机20对抽气井2或注气井3进行清孔吹扫工作。
[0075] 本实用新型中，自动控制系统控制注气风机14电机、抽气风机7电机启动；注气风机14电机控制注气风机14开启，抽气风机7电机控制抽气风机7开启；注气风机14运行时，外界空气通过注气管道进入垃圾堆体内部，抽气风机7运行时，垃圾堆体内部空气通过抽气管道抽离垃圾堆体；通过注气风机14、抽气风机7、注气管道、抽气管道的联合作用运行，实现垃圾堆体内部的快速换气。控制机构控制抽气风机7电机，抽气井2的压力传感器21与抽气风机7联锁，抽气风机7频率随抽气井2的压力大小进行自动调整。
[0076] 本实用新型中，抽气井2或注气井3的流量小于设计流量的十分之一时，说明抽气井2或注气井3出现堵孔现象，此时控制器停止抽气风机7或注气风机14的电机运行，同时开启空气压缩机20前端电磁阀，对抽气井2或注气井3进行清孔吹扫工作。
[0077] 步骤7：抽气风机7出口的尾气处理机构8对抽出的有机废气进行处置。
[0078] 步骤8：通过尾气处理机构8出口的气体成分在线监测仪器9实时监测尾气成分；当各项数据均符合标准，控制器控制三通阀10的开口朝向排气口11，气体外排，进行下一步；当监测数据未达到排放标准值，控制器控制三通阀10的开口朝向尾气处理机构8，控制器控制回气风机12将未达标气体送至尾气处理机构8，返回步骤7。
[0079] 步骤9：判断是否完成处置，若是则进行下一步，否则，返回步骤6。
[0080] 步骤10：处置合格，进行设备拆卸和转移，进入下一待处置区域。
[0081] 本实用新型通过为垃圾填埋场1配合设置预处理装置，通过均匀分布设于垃圾填埋场1内的若干抽气井2和若干注气井3作为处置井，分别配合连接抽气处理机构和注气处理机构，通过输氧抽气的稳定化措施，快速降低堆体内部甲烷浓度以及硫化氢等恶臭气体的浓度，确保安全开挖和文明施工，并通过水位控制机构，以科学合理的技术方法降低堆体含水量、优化好氧微生物代谢所需环境，提高通风预处理的效果与效率；区别于市面上的好氧稳定化方案，本实用新型在开挖前将垃圾堆体转化为好氧环境，降低甲烷浓度和恶臭气体浓度，有利于垃圾安全开挖，可以通过快速钻井-系统快速安装-快速抽气/注气，在短时间内实现换气。
[0082] 本实用新型采用输氧抽气的稳定化预处理的方式，对垃圾堆中的填埋气进行抽出收集处理工作，对于尾气处理机构8、抽气处理机构、注气处理机构和控制器等机构均采用撬装式，设备间采用快速接头进行连接，现场使用方便，操作灵活，模块化设备可根据项目工程量大小和周期要求灵活调整处置能力；无需对垃圾堆体进行开挖及其他工作，可随时根据场地的实际情况进行设备及管路的调整，对场地的适应性好；尾气处理机构8可以实现有机尾气、恶臭、无机物有效处置，真正消除污染物，更具环境安全性；可以采用夯机方式进行抽气井2和注气井3的建设，相比传统的建井方式周期短、建井成本低，更适用于开挖筛分场地的快速预处理施工；以水位控制机构配合其他有效控制处置井有效的机构，实现对地下井管风孔的有效清理及性能检测，无须将井管拉出，有效提高了生产的效率，减少了检修率。
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