一种自然强制引风的垃圾微好氧填埋装置

1.本实用新型属于垃圾填埋装置技术领域，更具体地，涉及一种自然强制引风的垃圾微好氧填埋装置。


背景技术：

2.微好氧填埋是一种新兴的垃圾填埋技术，尤其是当前应用到我国垃圾的处理具有十分显著的优势，为了探究垃圾小单元填埋的较优工艺模式，需要分别对自然通风量、通风管径、渗滤液导排管径、填埋压实密度、花管开孔间隔等因素的综合实验研究。为了对垃圾填埋稳定化过程的影响因素进行研究，垃圾微好氧填埋装置必须满足各项参数易改变、且易于二次开发的特点，现有的科学研究中所使用的实验装置很难满足实验应用。同时在垃圾填埋的研究中，填埋气是一个不可或缺的重要检测指标，能够实现垃圾堆体内部不同位点填埋气时空变化的原位监测将会十分有利于研究人员了解垃圾在不同工艺模式下的稳定规律，将对探究垃圾小单元填埋工艺模式的研究具有极大的促进作用。
3.中国实用新型专利《生活垃圾准好氧填埋模拟实验装置》(专利号cn201620694038.8)阐述了一种准好氧填埋实验装置，但不涉及强化引风装置；中国实用新型专利《一种用于准好氧填埋系统的导气装置》(专利号cn201822163665.0)所阐述内容针对准好氧填埋反应器导气系统进行设计，但不涉及准好氧填埋气体收集点位布设的相关介绍，不利于对填埋堆体内部不同位点气体变化过程的整体把控；中国实用新型专利《一种循环型准好氧填埋场》(专利号cn202120191609.7)阐述了一种实际好氧填埋场的建造方法，针对提高垃圾降解速率的问题进行了设计，但是缺乏准好氧通风管布设相关理论支撑，同时没有设计相应的填埋防雨措施，规模过大，不适合实际准好氧填埋的实验研究；中国发明专利《减排垃圾填埋场温室气体的准好氧填埋装置及应用》(专利号cn201110454190.0)通过设计优化的气路系统实现甲烷的减排，但在进气系统的通风能力方面会存在动力不足的情况，与本发明中的无动力强化引风装置相比通风效果较弱；中国发明专利《一种基于准好氧填埋的农村生活垃圾处理系统和工艺》(专利号cn201610542648.0)阐述了一种农村生活垃圾准好氧填埋处理系统和工艺，该工艺属于准好氧填埋初代工艺，在引风方面同《减排垃圾填埋场温室气体的准好氧填埋装置及应用》具有相同的不足之处。
4.本实用新型所阐述的微好氧填埋应与准好氧填埋区别开来，微好氧填埋中的“微”具有两重含义：第一重含义是不需要设计庞大的填埋库区即可满足村镇地区的填埋需求，称之为填埋库区的“微”；第二重含义是不需要较多的压实和通风等操作即可保证垃圾好氧降解，加快垃圾稳定化进程，这是工程应用上的“微”。综上，“微好氧填埋”是将现有的日本传统“准好氧填埋”技术结合“小单元、低压实”的特点所开发的一种符合我国村镇特色的新型填埋方法，具有“低成本、易操作”等特点。
5.综上所述，目前需要一种能够代表垃圾实际微好氧填埋的新型实验研究装置，兼具原位检测填埋气体组分、渗滤液水质、风量变化、温度变化、沉降性能、风管好氧半径等填埋指标的能力。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是解决现有微好氧填埋装置缺少引风装置，不涉及填埋气体收集点位布设，不利于对填埋堆体内部不同位点气体变化过程的整体把控的问题，本实用新型通过一种装置对垃圾微好氧填埋过程进行模拟研究，装配无动力引风装置、渗滤液收集装置和填埋气采集装置，监测不同运行参数下垃圾微好氧填埋稳定化过程，对微好氧填埋的各项工艺参数进行理论分析并掌握其影响规律，进而指导实际微好氧填埋场的工程设计。
7.根据本实用新型的目的，本实用新型提供了一种垃圾微好氧填埋装置，包括无动力引风装置、微好氧反应器、盖板、导气石笼和渗滤液导排管；
8.所述无动力引风装置与导气石笼连接，所述导气石笼穿过盖板进入微好氧反应器中，所述导气石笼四周分布有石笼导气孔，所述导气石笼用于将无动力引风装置引入的氧气通过石笼导气孔输送到微好氧反应器中；
9.所述微好氧反应器底部横向埋设渗滤液导排管，所述渗滤液导排管与导气石笼连通，所述渗滤液导排管四周分布有渗滤液导排孔；所述渗滤液导排孔用于排除渗滤液导排管收集的渗滤液。
10.优选地，所述填埋装置还包括填埋气原位采样器，所述填埋气原位采样器设立在微好氧反应器外壁。
11.优选地，所述填埋气原位采样器为注射器，所述注射器通过钢针伸入微好氧反应器内。
12.优选地，所述钢针与喇叭口元件连接，所述喇叭口元件用于防止钢针堵塞；所述钢针与微好氧反应器外壁之间设有胶塞，所述胶塞用于防止气体泄漏。
13.优选地，所述导气石笼包括内外两层通气套管，两层套管之间填充织网材料。
14.优选地，所述渗滤液导排管上部还包括碎石填充层，所述微好氧反应器底部侧壁与渗滤液导排管之间设置有防水胶圈。
15.优选地，所述填埋装置还包括渗滤液收集装置，所述渗滤液收集装置用于收集渗滤液导排管流出的渗滤液；所述填埋装置还包括支撑装置，所述支撑装置用于支撑微好氧反应器。
16.优选地，所述无动力引风装置下部设置有气体流量监测器。
17.优选地，所述无动力引风装置的直径为50-110mm；所述石笼导气孔和渗滤液导排孔的直径为4-6mm。
18.优选地，所述微好氧反应器为圆柱体，所述微好氧反应器的高度为1.0-1.5m，直径为0.4-0.6m。
19.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
20.(1)本实用新型的特点在于具有无动力自然强化引风供氧能力，通过气体流量传感器对填埋反应器中的进气量进行检测；在填埋过程中可通过取样器实现填埋气的取样检测，并且可以同步进行渗滤液的理化分析。本装置能实现对填埋堆体的稳定化进程进行精确控制，便于探究垃圾微好氧填埋整体的稳定化规律；填埋堆体的进气量与堆体内部气体成分的检测有助于后续垃圾填埋堆体内气体分布的模拟。
21.(2)本实用新型从简化工程结构的方面入手，采用通风管及导气石笼一体化设计，方便实验装置搭建和后续工程建设。
22.(3)本装置具有参数可控、采样方便、易于控制等特点，方便开展垃圾微好氧填埋研究。
附图说明
23.图1是垃圾微好氧填埋实验装置详图。
24.其中：1-无动力引风装置、2-微好氧反应器、3-盖板、4-导气石笼、5-渗滤液导排管、6-石笼导气孔、7-气体流量监测器、8-渗滤液导排孔、9-填埋气原位采样器、10-注射器、11-钢针、12-喇叭口元件、13-胶塞、14-碎石填充层、15-渗滤液收集装置、16-防水胶圈、17-支撑装置。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
26.本实用新型一种垃圾微好氧填埋装置，包括无动力引风装置1、微好氧反应器2、盖板3、导气石笼4和渗滤液导排管5；
27.所述无动力引风装置1与导气石笼4连接，所述导气石笼4穿过盖板3进入微好氧反应器2中，所述导气石笼4四周分布有石笼导气孔6，所述导气石笼4用于将无动力引风装置1引入的氧气通过石笼导气孔6输送到微好氧反应器2中；
28.所述微好氧反应器2底部横向埋设渗滤液导排管5，所述渗滤液导排管5与导气石笼4连通，所述渗滤液导排管5四周分布有渗滤液导排孔8；所述渗滤液导排孔8用于将渗滤液导排管5收集的渗滤液排除。
29.一些实施例中，所述无动力引风装置1下部设置有气体流量监测器7。
30.一些实施例中，微好氧反应器2为柱形容器，该柱形容器的侧壁自下而上等距设立气体采样孔，配合填埋气原位采样器9预埋不同深度于堆体内部，供后续填埋气体样品采集检测；优选地，等距25cm设立气体采样孔。
31.一些实施例中，气体采样孔分布数量可以为1-9个。
32.一些实施例中，导气石笼4与底部渗滤液导排管5之间采用三通元件进行连接。
33.一些实施例中，在垃圾层的不同高度预埋入填埋气原位采样器9和温度计，二者通过装置壁面打孔伸入堆体。
34.一些实施例中，渗滤液导排孔8与石笼导气孔6的孔径为6mm。
35.一些实施例中，微好氧反应器2材质为有机玻璃。
36.一些实施例中，导气石笼4为内外两层套管结构，且两层套管侧壁均设有等距通气孔；导气石笼4顶部与盖板3开口联通，开口处加装口径一致的无动力引风装置1强化引风，导气石笼4底部通过三通元件与底部横向渗滤液导排管5联通，构成完整的引风通路和填埋气导排通路。
37.实施例1
38.如图1所示为垃圾微好氧填埋研究装置。柱形微好氧反应器2放置于支撑装置17中心，支撑装置17限位平面作用于柱形微好氧反应器2使其保持直立状态，支撑装置17为外方内圆不锈钢架。填埋堆体底部碎石填充层14高度为60mm，采用粒径为5～25mm的大理石子，渗滤液导排管5采用dn25的pvc管，并在管壁上开凿间距为40mm的渗滤液导排孔8，渗滤液导排孔8兼具导气功能，孔径为5～6mm，方便新鲜空气从底部管道向上渗入填埋堆体，为垃圾生化降解提供更多的氧气，渗滤液可通过渗滤液导排孔8及时排出。通过改变渗滤液导排管5下方衬垫的碎石高度，调节其倾角为3～5
°
，引导渗滤液重力自流向整个装置一侧，并收集于渗滤液收集装置15中，渗滤液导排管5与微好氧反应器2之间采用防水胶圈16进行防水和加固。微好氧反应器2壁面上等距25mm开凿孔径5mm的小孔容纳填埋气原位采样器9，通过外接50ml容量的注射器10接通填埋气原位采样器9实现不同位点填埋气的收集，结合气相色谱仪对填埋气样品组分进行检测实现不同填埋位点的填埋气组分监测。微好氧反应器2壁面上等距开凿孔径25mm的小孔容纳温度计，读数实现对不同位点的温度变化的监测。微好氧反应器2顶部采用盖板3对垃圾顶部进行封闭，盖板3为法兰盖板，隔绝降水和环境中其他组分渗入，同时盖板3的中心开设与导气石笼4等径的圆孔用以联通无动力引风装置1和导气石笼4，构成微好氧反应器气流通路。气体流量监测器2监测无动力引风装置1的强制进气量，并保存实时监测数据，为后续垃圾填埋计算机模拟的进行提供数据支撑。
39.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。