[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于垃圾填埋场的准好氧填埋装置及其应用，特别涉及一种减排生活垃圾填埋场温室气体的准好氧填埋装置及其应用。

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的减排对控制温室气体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80％以上，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。

准好氧填埋技术起源于20世纪70年代的日本福冈，它是一种介于好氧填埋与厌氧填埋技术之间的新型垃圾卫生填埋技术，具有低成本、低污染、易维护、稳定化快速等优点，适用于填埋量小于250t/d、无气体收集系统的中小型填埋场。该技术所利用的原理是空气热力学中的“烟囱效应”，即利用垃圾堆体与外界的温差产生的负压，使新鲜空气通过大管径半满流设计的渗滤液导排管进入垃圾堆体内，从而实现无能耗的自动进气方式，充入的空气在填埋体形成局部好氧区域，从而达到垃圾降解速率显著高于传统厌氧填埋场的效果，同时可减少温室气体(甲烷)的产生。

自从2003年我国第一个准好氧垃圾填埋场于云南省蒙自县开建以来，准好氧填埋方式陆续被国内垃圾填埋场所采用。截止到2010年，已有13座准好氧填埋场建成并运行，更多的准好氧填埋场在设计或拟建之中。但是由于国内垃圾组分、性质、含水率等与日本的垃圾存在较大差异，很多技术指标和操作方法尚待改进。同时，国内的准好氧填埋场存在填埋作业不均匀问题，使得填埋堆体内部密度及孔隙分布不均，导致气体无法均匀扩散进入垃圾内部，好氧范围受局限且分布不均，填埋堆体内部的厌氧区域广泛存在，甲烷仍然大量产生，达不到预期的准好氧效果。此外，现有的准好氧填埋技术未考虑覆盖层甲烷氧化功能，此而使产生的甲烷失去最后的削减屏障而被直接排放到大气中。尤其对我国高有机质、高含水率的新鲜垃圾应用这种技术，仍然存在很大的温室气体污染的风险，因此需要对其进行本质性的技术改进，扬长避短，才可使这种技术真正适用于我国生活垃圾的处置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生活垃圾填埋场的准好氧填埋装置，该准好氧填埋装置可减排生活垃圾填埋场温室气体CH₄。

本发明所提供的准好氧填埋装置包括进气系统，导气系统和布气系统。

所述进气系统由一根渗滤液导排主管和设于所述渗滤液导排主管两侧的渗滤液导排支管网组成；所述渗滤液导排支管网由若干根渗滤液导排支管A和若干根渗滤液导排支管B组成，若干根所述渗滤液导排支管A与所述渗滤液导排主管均平行设置，若干根所述渗滤液导排支管B彼此平行，且与所述渗滤液导排主管和若干根所述渗滤液导排支管A均相通；所述渗滤液导排主管、每根所述渗滤液导排支管A和每根所述渗滤液导排支管B的上半圆均设有若干通气孔。

所述导气系统由若干根竖向导气管组成，每根所述竖向导气管周壁设有若干通气孔，所述竖向导气管分为恒径竖直导气管和管径由下向上递减的变径竖直导气管；所述变径竖直导气管上端封闭。

所述布气系统为若干个通气顶轮，每个所述通气顶轮由放射状排列的若干根顶轮通气支管和一根环形通气管组成；每根所述顶轮通气支管除位于正上方1/4面积管壁外的其余3/4面积管壁上设有若干通气孔。

在实际应用中，所述通气孔在各自导管的各自位置上通常均匀分布。

每根所述顶轮通气支管一端与所述变径竖直导气管上端侧壁相通，另一端与所述环形通气管相通，且若干所述顶轮通气支管与所述环形通气管在同一平面上，且该平面与所述导气系统的所述竖向导气管垂直；

所述若干根竖向导气管的下端与所述进气系统相通，所述若干根竖向导气管分散设于所述渗滤液导排主管、所述渗滤液导排支管A和所述渗滤液导排支管B上；