[发明专利]用于生活垃圾填埋场温室气体减排的覆盖层自充氧系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生活垃圾填埋场温室气体减排的覆盖层自充氧系统。

背景技术

CH₄是仅次于二氧化碳(CO₂)的重要温室气体，其温室气体效应是CO₂的21倍， 对全球气候变暖的贡献达15％，预计2030年成为造成温室效应的主要原因。CH₄在 大气中的寿命约为12年，与控制其他温室气体相比，CH₄的减排控制将起到立竿见 影的效果。生活垃圾填埋场是CH₄最大的人类活动释放源之一。我国城市生活垃圾 最主要处理方式是填埋，约占全部处置量的70％，但我国大部分填埋场，尤其是中 小型填埋场所产生的填埋气体普遍采取被动的自然排放方式，一方面，随着居民生 活水平的提高，垃圾中有机成分比例愈来愈高，另一方面，由于建造和运行昂贵的 填埋气体(LFG)收集和利用系统缺乏经济上的可行性，填埋场填埋气无控排放的 局面不会在短时间内得到控制。此外，传统的厌氧型卫生填埋场存在稳定化进程缓 慢，渗滤液产生量大和填埋气产气不集中，产气周期长等问题，由此对周边环境构 成极大的隐患，污染事件时有发生。

在现有的垃圾填埋技术中，准好氧填埋技术和生物覆盖层技术是有效的填埋场 甲烷减排手段。有关填埋场覆盖层甲烷氧化能力的研究始于上世纪90年代。实验 室模拟研究和填埋场现场实验均表明生物覆盖层确实具有氧化CH₄的功效，但氧化 效果受土壤类型、气候、环境条件、覆盖材料等诸多因素的综合影响，目前尚未形 成科学、标准的设计方法和评价体系。覆盖层氧气的空间分布对甲烷氧化活动的影 响最为显著，研究表明，甲烷氧化活动在10-20cm深度最为强烈；而气体(空气) 在覆盖层的扩散能力，是甲烷氧化能力的限制因素。目前的生物覆盖层技术充氧仅 限于盖层表面空气的自由扩散，因此影响剖面非常有限。

结合国内外研究成果，可以认识到无论是环境条件还是覆盖层材料，对垃圾填 埋场生物覆盖层氧化甲烷能力的影响都是氧气的扩散能力，即甲烷氧化菌能否获得 充足的氧气而保持活性，是其甲烷生物氧化效果优劣的瓶颈因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生活垃圾填埋场温室气体减排的覆盖层自充氧 系统(装置)。

本发明提供的用于生活垃圾填埋场温室气体减排的覆盖层自充氧系统，其特征 在于：它包括进气管1，导气管2和布气系统；所述布气系统由若干布气管组成， 每个布气管上设有若干个出气孔；所述进气管与布气系统分别位于导气管的两端， 并密封连通。

所述布气系统可由一层或多层放射状排列的直型布气管I(3)组成；每层直型 布气管I位于同一平面上，且该平面与所述导气管垂直；直型布气管I的一端与所述 导气管的管壁密封连通，另一端封闭。将上述布气系统称为辐射式布气系统，单层辐 射式布气系统的结构示意图见图1，多层辐射式布气系统的结构示意图见图2。

每层布气管中，相邻两个直型布气管I之间的角度具体可为45度-60度。

所述布气系统可由一层或多层放射状排列的直型布气管II(4)和一个以上环 形布气管(5)组成；每层直型布气管II和一个环形布气管位于同一平面上，且该 平面与所述导气管垂直；每层直型布气管II的一端与所述导气管的管壁密封连通， 另一端与所述环形布气管的管壁密封连通。将上述布气系统称为轮型布气系统，单 层轮型布气系统的结构示意图见图3，多层轮型布气系统的结构示意图见图4。

每层布气管中，相邻两个直型布气管II之间的角度具体可为45度-60度。

所述环形布气管的管径大于等于所述直型布气管II的管径。

所述进气管与所述导气管的连接方式可为如下a)或b)或c)：

a)直接连接：所述导气管开口端与所述进气管的管壁垂直密封连通；

b)通过两端开口的弧形管连接：所述弧形管的一端与所述进气管的管壁密封 连通，另一端与所述导气管的开口端密封连通；

c)通过一端开口的直通管连接：两个以上的进气管的一端均与所述直通管的 管壁密封连通，所述直通管的开口端与所述导气管的开口端密封连通。

连接方式a)最为经济方便，缺点是空气在管路内部的传输过程中能量损失较 大；连接方式b)可保证空气在管路内部的传输过程中能量损失最小。连接方式c) 中，每两个进气管之间的角度为可为45度-180度。