一種雙向集氣系統的城市填埋場的制作方法

本發明涉及一種雙向集氣系統的城市填埋場，屬于垃圾填埋領域。

背景技術：

垃圾填埋是一種古老的、被人類延續使用的處理生活垃圾的方法。在我國，目前大部分城市生活垃圾，都是集中收集后，運送到一個或多個當地城市政府所有的垃圾填埋處理廠進行填埋處理。填埋氣體是城市固體廢氣固體廢棄物在生物降解過程中連續產生的混合氣體，主要包括甲烷、氮氣、氫氣和二氧化碳等氣體。其中，甲烷和二氧化碳這兩者都是溫室氣體，并且甲烷在有氧條件下體積濃度達到5％～15％易發生火災和爆炸。此外，如果填埋場氣體收集不當，填埋場內較高的氣壓也會導致垃圾體失穩破壞或者發生爆炸，帶來安全隱患。

與此同時，甲烷又是一種重要的能源，將填埋場氣體回收利用不但可以減少環境污染，還可以“變廢為寶”。為了有效地回收填埋場氣體，傳統的方法大多是采用垂直收集法，通過布置豎井，然后施加抽氣負壓進行收集，其特點是封頂后打井易于操作，垃圾覆蓋較好，利于集氣，集氣半徑較大，但是這種方法只有在填埋場封場后才能達到最好的效果，而在某些情況下填埋場運營商需要在封場前回收填埋氣體，此時采用垂直收集則不能滿足垃圾場集氣的要求，這時需要采用水平盲溝井來實現氣體收集的目的。

由于垃圾填埋場在上下兩端對集氣效果的影響比較低，因此水平盲溝井并不需要在全部豎直方向布置，將水平盲溝井集中設置在填埋場的中部，水平盲溝井中設置有水平集氣管，當上下集氣管間距過大時，導致集氣孔數量不夠，影響集氣效率，增加工作時間，降低工作效率，當上下集氣管間距過小時，由于集氣管排布過密，影響垃圾的填埋量，同時還會影響總碳量，因此需要合理的設置上下水平集氣管的間距。

技術實現要素：

本發明設計開發了一種雙向集氣系統的城市填埋場，將豎井和水平盲溝井結合在一起，在垃圾填埋場封場和不封場時均能實現氣體的收集，滿足多種環境條件下進行集氣的需求。

本發明的另一個目的：合理設置上下水平集氣管的間距，提高集氣效率。

本發明提供的技術方案為：

一種雙向集氣系統的城市填埋場，包括：

多個豎直集氣管，其管體上設置有多個透氣孔，且等間距的設置在填埋場的豎直方向，能夠收集氣體；

多個水平集氣管，其通過四向管道接口與豎直集氣管相互連通，并且在其管體上設置有多個透氣孔，所述多個水平集氣管設置在所述填埋場的中部的水平盲溝中，能夠在豎直集氣管不方便集氣時進行氣體收集；

滲濾液收集池，其設置在填埋場中間位置的下部，且四周均設置有坡度，能夠快速收集滲濾液。

優選的是，上下水平集氣管的間距為：其中，1.868為1kg有機碳完全氣化能夠產生的填埋氣體量，T為填埋場的溫度，Co為總碳量，d為水平集氣管的直徑，σ為水平集氣管的密度，θ為水平集氣管與礫石層的接觸角，λ為產氣率常熟，t為填埋場的理想填埋時間，n為水平集氣管上總的透氣孔的數量，r為透氣孔的半徑，為產氣流量，ERH_α為相對濕度。

優選的是，所述填埋場的上部，第一根水平集氣管的管壁上部從上往下依次設置有：綠色植被層、排水層和壓實土層，能夠實現填埋場內部的保溫和保濕，防止惡臭氣體的溢出。

優選的是，相鄰所述水平集氣管道通過伸縮接口連通。

優選的是，所述豎直集氣管和水平集氣管采用PVC材質。

優選的是，所述豎直集氣管的上下兩端均設置有PVC蓋，能夠將所述豎直集氣管封住。

優選的是，所述水平集氣管的外壁依次設置有礫石保護層、鋼絲網、HDPE膜和沙層。

優選的是，上下所述豎直集氣管的連接方式能夠采用管道接口和伸縮管連接頭兩種連接方式。

優選的是，所述滲濾液收集池還包括HDPE膜和土工膜保護層，能夠防止由于滲濾液的收集作用導致地下水遭受污染。

優選的是，所述滲濾液收集池的坡度為2％，方便滲濾液回流進滲濾液收集池。

本發明所述的有益效果：將雙向集氣系統應用在垃圾回收的填埋場中，該雙向集氣系統能夠在水平方向和豎直方向同時展開氣體收集，提高了集氣的效率，集氣管縱橫交錯受力使勻稱，能夠增大集氣系統的使用年限，適合在大型垃圾填埋場進行氣體收集。將水平集氣系統設置在填埋場的中部，并合理的設置上下水平集氣管的間距，能夠節省開支，經濟實用。

在填埋場的正中央設置滲濾液收集池，集中處理滲濾液，并設置一定的引流坡度，使滲濾液能夠快速流入到滲濾池中，提高滲濾液收集的效率。采用本雙向集氣系統進行垃圾填埋場有效氣體回收，能夠變廢為寶，提高氣體收集效率，收集成本低，適合大范圍推廣和使用。

附圖說明

圖1為本發明所述的雙向集氣系統的城市填埋場的截面示意圖。

圖2為本發明所述的豎直方向集氣管的截面示意圖。

圖3為本發明所述的水平盲溝內部截面示意圖

圖4為本發明所述的基礎截面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

如圖1-4所示，本發明提供一種雙向集氣系統的城市填埋場，包括：豎直集氣管道110，設置在垃圾填埋場在豎直方向的豎井中，豎直集氣管道110的管壁上設置有多個透氣孔，水平集氣管120，設置在垃圾填埋場中部水平方向上的盲溝中，并通過四向管道接口111與豎直集氣管道連接，形成雙向集氣系統，能夠滿足垃圾填埋場在不同情況下對氣體收集的需要，提高氣體回收率。由于上下兩端對集氣的效果影響比較低，因此，水平集氣管并不是在全部豎直布置，而是布置在垃圾填埋場的中部，并且合理的設置上下水平集氣管120的間距，這樣能夠在經濟上節省不必要的開支，同時還能提高水平集氣管的利用率，提高氣體收集效率。

上下水平集氣管120的間距設置為：其中，1.868為1kg有機碳完全氣化能夠產生的填埋氣體量，T為填埋場的溫度，Co為總碳量，d為水平集氣管的直徑，σ為水平集氣管的密度，θ為水平集氣管與礫石層的接觸角，λ為產氣率常熟，t為填埋場的理想填埋時間，n為水平集氣管上總的透氣孔的數量，r為透氣孔的半徑，為產氣流量，ERH_α為相對濕度。

當上下集氣管間距過大時，導致集氣孔數量不夠，影響集氣效率，增加工作時間，降低工作效率，當上下集氣管間距過小時，由于集氣管排布過密，影響垃圾的填埋量，同時還會影響總碳量。

在垃圾填埋場的上部，水平集氣管120的上方，從上往下依次設置有綠色植被130、最終覆蓋層131、排水層132、壓實土層133以及垃圾層140，在最終覆蓋層131上種植綠色植被130，能夠對垃圾填埋場進行保溫、保濕和綠化的處理，在實現垃圾填埋的同時，達到綠化的目的，滿足人們對綠化的需求。相鄰的水平集氣管120之間通過鋸齒形的可伸縮接口124進行連接，水平及氣管120下部還設置有墊塊121，能夠保證在大跨度的情況水平集氣管下不會發生扭曲和變形。

水平集氣管120的外壁設置有礫石保護層113，礫石保護層113采用鋼絲網進行包裹，鋼絲網外部采用一層HDPE膜162進行包裹，作為防滲的處理，HDPE膜162的外部再采用一層防水透氣的沙層123進行防護，防止HDPE被垃圾刺破。

水平集氣管120的下部設置有墊塊121，相鄰的水平集氣管120之間通過伸縮接口124相互連通，能夠防止水平集氣管120發生較大的變形和不均勻沉降的問題。上下豎直集氣管110之間能夠通過采用管道接口112和伸縮管連接頭115兩種連接方式進行連接；豎直集氣管110的上下兩端設置有PVC蓋114，將豎直集氣管110蓋住。

豎直集氣管110外部從上到下依次設置有細土層134、壓實土層133、不透水層135以及礫石保護層113，其中綠色植被130、最終覆蓋層131、排水層132、壓實土層133、細土層134以及不透水層135組成垃圾填埋場上方的覆蓋層保護綠化系統，在處理垃圾的同時實現綠化的目的，保證垃圾填埋場內部的溫度和濕度濕，防止惡臭氣體的溢出，美化環境。

垃圾填埋場的底部為天然土地基壓實170，在天然土地基壓實170的上部設置有填埋場基礎部分160，在填埋場的正中央，垃圾場基礎部分160的中心部分設置有滲濾液收集池150，它的正上方的豎井可以適當擴大直徑，并能夠一直深入滲濾液收集池150。填埋場基礎部分160的四面均帶有坡度，作為一種優選，本發明選用的坡度為2％，使得滲濾液回流進滲濾液池進行泵抽的集中處理，方便把滲濾液引流進滲濾液收集池150中。

在垃圾填埋場基礎部分160的上方依次設置有HDPE膜162和土工保護膜151，用來防止上方的垃圾層以及滲濾液滲漏所造成的污染，避免帶來地下水遭受污染的問題。作為一種優選，本發明中HDPE膜162為2cm。

使用時，在垃圾填埋場封場的情況下，布置豎井，對豎直集氣管110施加負壓，進行氣體收集，此時收集效果好，工作效率高；當垃圾填埋場運營商需要在垃圾填埋場封場前提前回收填埋氣體時，此時采用水平盲溝井中的水平集氣管120進行氣體收集，在需要時，水平集氣管120和豎直集氣管110能夠同時工作，對氣體進行收集，提高收集效率。

將雙向集氣系統應用在垃圾回收的填埋場中，該雙向集氣系統能夠在水平方向和豎直方向同時展開氣體收集，提高了集氣的效率，集氣管縱橫交錯受力使勻稱，能夠增大集氣系統的使用年限，適合在大型垃圾填埋場進行氣體收集。將水平集氣系統設置在填埋場的中部，并合理的設置上下水平集氣管的間距，能夠節省開支，經濟實用。

在填埋場的正中央設置滲濾液收集池，集中處理滲濾液，并設置一定的引流坡度，使滲濾液能夠快速流入到滲濾池中，提高滲濾液收集的效率。采用本雙向集氣系統進行垃圾填埋場有效氣體回收，能夠變廢為寶，提高氣體收集效率，收集成本低，適合大范圍推廣和使用。

盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。