公布日：2023.12.29
申請日：2023.02.27
分類號：B09B1/00(2006.01)I;B09B3/65(2022.01)I;B09B5/00(2006.01)I;B09B101/55(2022.01)N;B09B101/25(2022.01)N
摘要
本發(fā)明涉及垃圾填埋處理技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，包括鋪設(shè)在垃圾填埋場上方的覆蓋層組，以及用于向所述覆蓋層提供回灌液的回灌系統(tǒng)；所述覆蓋層組包括第一覆蓋層、灌溉層、第二覆蓋層以及生態(tài)層，第一覆蓋層是以鋼渣、市政污泥為基質(zhì)主料與石灰混合制備得到；第二覆蓋層是以鋼渣、市政污泥為基質(zhì)主料與腐殖土混合制備得到；填充層是以鋼渣、市政污泥混合制備得到；本發(fā)明采用覆蓋層組與回灌系統(tǒng)配合形成緩沖覆蓋層系統(tǒng)，整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，具備以廢治廢的資源化處理功能，具備較佳的降碳效果，具備易施工、成本低的優(yōu)勢。
權(quán)利要求書
1.一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，包括鋪設(shè)在垃圾填埋場(1)上方的覆蓋層組(2)，以及用于向所述覆蓋層(2)提供回灌液的回灌系統(tǒng)(3)；其特征在于，所述覆蓋層組(2)包括鋪設(shè)在所述垃圾填埋場(1)內(nèi)垃圾上方的第一覆蓋層(21)，鋪設(shè)在所述第一覆蓋層(21)上方的灌溉層(22)，鋪設(shè)在所述灌溉層(22)上方的第二覆蓋層(23)，以及鋪設(shè)在所述第二覆蓋層(23)上方的生態(tài)層(24)；所述灌溉層(22)包括鋪設(shè)在所述第一覆蓋層(21)上表面的土工格室層(221)，以及鋪設(shè)在所述土工格室層(221)上方且填充在土工格室層(221)格室內(nèi)的填充層(222)；所述第一覆蓋層(21)是以鋼渣、市政污泥為基質(zhì)主料與石灰混合制備得到；所述第二覆蓋層(23)是以鋼渣、市政污泥為基質(zhì)主料與腐殖土混合制備得到；所述填充層(222)是以鋼渣、市政污泥混合制備得到；所述生態(tài)層(24)包括鋪設(shè)在所述第二覆蓋層(23)上方的生態(tài)土層(241)，以及種植在所述生態(tài)土層(241)的生態(tài)植物(242)；生態(tài)土層(241)內(nèi)設(shè)置有植被網(wǎng)(243)；所述回灌系統(tǒng)(3)包括與垃圾填埋場(1)的滲濾液處置系統(tǒng)連接的暫存罐組(31)，一端與所述暫存罐組(31)連接的引液管組(32)，與所述引液管組(32)另一端連接且預埋在所述填充層(222)內(nèi)部的埋設(shè)管(33)，以及用于對所述第一覆蓋層(21)、第二覆蓋層(23)內(nèi)部進行監(jiān)測的傳感組件(34)；所述引液管組(32)包括一端與所述暫存罐組(31)連接的管泵組(321)，設(shè)置在所述管泵組(321)管路上的反沖洗過濾裝置(322)，以及一端與所述管泵組(321)另一端連接的分液組件(323)；所述埋設(shè)管(33)與所述分液組件(323)另一端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，其特征在于，所述第一覆蓋層(21)的制備工藝為：按照質(zhì)量份數(shù)計，將6～13份鋼渣、3～5份市政污泥、0.3～0.5份輔助料混合均勻，得到第一混合基料，然后調(diào)節(jié)含水量為8～10％，然后鋪設(shè)在垃圾填埋場(1)內(nèi)的垃圾上方；輔助料為石灰。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，其特征在于，所述填充層(222)的制備工藝為：按照質(zhì)量份數(shù)計，將4～6份鋼渣、8～12份市政污泥混合均勻，然后鋪設(shè)在土工格室層(221)上方且填充在土工格室層(221)網(wǎng)格內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，其特征在于，所述第二覆蓋層(23)的制備工藝為：按照質(zhì)量份數(shù)計，將4～6份鋼渣、8～15份市政污泥、3～7份輔助料混合均勻，得到第二混合基料，然后調(diào)節(jié)含水量為15～18％，然后鋪設(shè)在填充層(222)上方；輔助料為腐殖土。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，其特征在于，所述所述管泵組(321)包括一端與暫存罐組(31)連接且另一端與分液組件(323)連接的引液管(3211)，以及為引液管(3211)提供引水動力的泵體(3212)；所述反沖洗過濾裝置(322)設(shè)置在引液管(3211)上；所述分液組件(323)包括與引液管(3211)連接的分液主槽(3231)，以及多個一端分別與分液主槽(3231)連接且另一端與埋設(shè)管(33)連接的分液支管(3232)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，其特征在于，所述分液組件(323)還包括用于對所述分液主槽(3231)進行加壓的加壓組件(3233)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，其特征在于，所述埋設(shè)管(33)包括安裝在分液組件(323)另一端的滲透主管(331)，多組與所述滲透主管(331)分別連接的滲透副管組(332)；每組所述滲透副管組(332)均包括多個間隔設(shè)置的連接管(333)，以及多個一一對應(yīng)設(shè)置在兩個相鄰所述連接管(333)上的滲透管(334)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，其特征在于，所述滲透管(334)包括表面設(shè)置有滲透孔(3340)且與所述連接管(333)連接的滲透管本體(3341)，以及設(shè)置在滲透管本體(3341)內(nèi)且外壁與滲透管本體(3341)內(nèi)壁接觸的海綿柱(3342)；所述海綿柱(3342)內(nèi)部設(shè)置有通槽(3343)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，其特征在于，所述還包括曝氣組件(4)，所述曝氣組件(4)包括布設(shè)在垃圾填埋場(1)垃圾內(nèi)的第一曝氣管(41)，布設(shè)在所述填充層(222)內(nèi)的第二曝氣管(42)，以及與所述第一曝氣管(41)、第二曝氣管(42)連接的風機組(43)。
10.如權(quán)利要求1～9任一所述減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)的減污降碳方法，其特征在于，包括：S1、覆蓋層系統(tǒng)的施工待垃圾填埋場(1)內(nèi)的垃圾至指定位置后，制備第一覆蓋層(21)所需物料并將物料鋪設(shè)在垃圾上方直至厚度為0.5～1.0m，形成第一覆蓋層(21)；然后將土工格室鋪設(shè)在第一覆蓋層(21)上方形成土工格室層(221)；再制備填充層(222)所需物料且填充在土工格室層(221)格室內(nèi)，持續(xù)填充物料至沒過土工格室層(221)上方0.05～0.1m，將埋設(shè)管(33)鋪設(shè)并預留接口，然后再次填充物料至總厚度為0.2～0.3m，形成填充層(222)；其中，填充層(222)總厚度等于土工格室層(221)的格室高度和土工格室層(221)上方的填充層(222)物料厚度的總高；制備第二覆蓋層(23)所需物料并將物料鋪設(shè)在填充層(222)上方直至厚度為0.3～0.5m，形成第二覆蓋層(23)；制備生態(tài)土層(241)所需物料并將物料鋪設(shè)在第二覆蓋層(23)上方，并在鋪設(shè)時設(shè)置植被網(wǎng)(243)；然后栽種生態(tài)植物(242)，形成生態(tài)層(24)；然后將預留接口與分液組件(323)連接，并將反沖洗過濾裝置(322)、管泵組(321)、暫存罐組(31)進行組裝，然后將暫存罐組(31)與垃圾填埋場(1)的滲濾液處置系統(tǒng)連接；然后在第一覆蓋層(21)、第二覆蓋層(23)內(nèi)部布設(shè)傳感組件(34)；S2、覆蓋層系統(tǒng)的運行將滲濾液處置系統(tǒng)處理后的滲濾液尾水通過回灌系統(tǒng)(3)回灌至覆蓋層組(2)，并利用傳感組件(34)對第一覆蓋層(21)、第二覆蓋層(23)內(nèi)部進行監(jiān)測；對第一覆蓋層(21)、第二覆蓋層(23)具體監(jiān)測溫濕度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，提供一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種用于垃圾填埋場的減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)，包括鋪設(shè)在垃圾填埋場上方的覆蓋層組，以及用于向所述覆蓋層提供回灌液的回灌系統(tǒng)；
所述覆蓋層組包括鋪設(shè)在所述垃圾填埋場內(nèi)垃圾上方的第一覆蓋層，鋪設(shè)在所述第一覆蓋層上方的灌溉層，鋪設(shè)在所述灌溉層上方的第二覆蓋層，以及鋪設(shè)在所述第二覆蓋層上方的生態(tài)層；
所述灌溉層包括鋪設(shè)在所述第一覆蓋層上表面的土工格室層，以及鋪設(shè)在所述土工格室層上方且填充在土工格室層格室內(nèi)的填充層；
所述第一覆蓋層是以鋼渣、市政污泥為基質(zhì)主料與石灰混合制備得到；所述第二覆蓋層是以鋼渣、市政污泥為基質(zhì)主料與腐殖土混合制備得到；所述填充層是以鋼渣、市政污泥混合制備得到；
所述生態(tài)層包括鋪設(shè)在所述第二覆蓋層上方的生態(tài)土層，以及種植在所述生態(tài)土層的生態(tài)植物；生態(tài)土層內(nèi)設(shè)置有植被網(wǎng)；
說明：采用鋼渣與市政污泥搭配，一方面能夠利用爐渣中的FeCl3+鈣鎂氧化物脫水，有助于市政污泥處理的作用，有助于市政污泥處理的資源利用；另一方面，鋼渣能夠與滲濾液水分接觸，同時緩慢釋放堿度，有利于滲濾液中的CH4進一步釋放；垃圾中釋放的CO2氣體可被鋼渣吸附，進一步實現(xiàn)降碳效果；
而爐渣中的Mg元素與市政污泥中的磷元素，與高濃度的滲濾液中氨氮混合，形成磷酸銨鎂，磷酸銨鎂作為肥料，可以促進生態(tài)植物的生長，植物可以進一步吸收CH4；即滲濾液回灌覆蓋層組的CH4一部分可以被覆蓋層組中的鋼渣吸附，另一部分被生態(tài)植物吸附；
所述回灌系統(tǒng)包括與垃圾填埋場的滲濾液處置系統(tǒng)連接的暫存罐組，一端與所述暫存罐組連接的引液管組，與所述引液管組另一端連接且預埋在所述填充層內(nèi)部的埋設(shè)管，以及用于對所述第一覆蓋層、第二覆蓋層內(nèi)部進行監(jiān)測的傳感組件；
所述引液管組包括一端與所述暫存罐組連接的管泵組，設(shè)置在所述管泵組管路上的反沖洗過濾裝置，以及一端與所述管泵組另一端連接的分液組件；所述埋設(shè)管與所述分液組件另一端連接；
說明：利用回灌系統(tǒng)將滲濾液回灌至穩(wěn)定化垃圾內(nèi)，形成生物反應(yīng)器，一方面能夠抑制CH4的產(chǎn)生，另一方面能夠降低滲濾液中污染物濃度。
進一步地，所述第一覆蓋層的制備工藝為：按照質(zhì)量份數(shù)計，將6～13份鋼渣、3～5份市政污泥、0.3～0.5份輔助料混合均勻，得到第一混合基料，然后調(diào)節(jié)含水量為8～10％，然后鋪設(shè)在垃圾填埋場內(nèi)的垃圾上方；輔助料為石灰。
說明：第一覆蓋層與垃圾填埋場內(nèi)的垃圾直接接觸，采用鋼渣與市政污泥配合石灰的混合方式是因為其充當垃圾中釋放的CO2氣體的首位屏障，因此鋼渣較多于市政污泥，而利用少量的石灰可對垃圾起到消毒、除異味的作用；另外，采用自然晾干的方式調(diào)節(jié)含水量為8～10％。
進一步地，所述填充層的制備工藝為：按照質(zhì)量份數(shù)計，將4～6份鋼渣、8～12份市政污泥混合均勻，然后鋪設(shè)在土工格室層上方且填充在土工格室層網(wǎng)格內(nèi)。
說明：填充層不進行含水量調(diào)節(jié)處理有利于埋設(shè)管施工后與填充層緊密接觸，因為鋪設(shè)埋設(shè)管后，由于鋪設(shè)埋上方覆蓋厚度較小，若對其直接進行平整夯實處理勢必會導致埋設(shè)管的破碎，因此不進行含水量調(diào)節(jié)處理，是利用含水量較大覆蓋料可在鋪設(shè)時實現(xiàn)較佳的密實度；填充層作為垃圾的第二道屏障，其依據(jù)采用鋼渣與市政污泥的混合方式。
進一步地，所述第二覆蓋層的制備工藝為：按照質(zhì)量份數(shù)計，將4～6份鋼渣、8～15份市政污泥、3～7份輔助料混合均勻，得到第二混合基料，然后調(diào)節(jié)含水量為15～18％，然后鋪設(shè)在填充層上方；輔助料為腐殖土。
說明：第二覆蓋層作為垃圾的第三道屏障，其依據(jù)采用鋼渣與市政污泥為主要原料的混合方式，而其又作為生態(tài)植物后續(xù)的根系生長層，因此其需具備較佳的根系生長環(huán)境，進而輔助料采用腐殖土能夠為生態(tài)植物的根系提供初期養(yǎng)分。
進一步地，所述所述管泵組包括一端與暫存罐組連接且另一端與分液組件連接的引液管，以及為引液管提供引水動力的泵體；
所述反沖洗過濾裝置設(shè)置在引液管上；
所述分液組件包括與引液管連接的分液主槽，以及多個一端分別與分液主槽連接且另一端與埋設(shè)管連接的分液支管。
說明：利用暫存罐組可對滲濾液處置系統(tǒng)處理后的滲濾液尾水進行暫存處理，便于后續(xù)有計劃的進行回灌；而反沖洗過濾裝置可實現(xiàn)對回灌的滲濾液尾水進行過濾處理；分液組件可滿足因垃圾填埋場區(qū)域較大導致埋設(shè)管數(shù)量較多而進行充足供液的需求。
進一步地，所述分液組件還包括用于對所述分液主槽進行加壓的加壓組件。
說明：利用加壓組件對分液主槽進行加壓，有效地避免因設(shè)管數(shù)量較多而導致回灌的滲濾液尾水壓力不足導致回灌率不佳的問題。
進一步地，所述埋設(shè)管包括安裝在分液組件另一端的滲透主管，多組與所述滲透主管分別連接的滲透副管組；每組所述滲透副管組均包括多個間隔設(shè)置的連接管，以及多個一一對應(yīng)設(shè)置在兩個相鄰所述連接管上的滲透管。
說明：利用滲透管代替噴頭不僅可節(jié)約成本，且能夠有效地避免噴頭在后續(xù)使用中需定期維護的問題。
進一步地，所述滲透管包括表面設(shè)置有滲透孔且與所述連接管連接的滲透管本體，以及設(shè)置在滲透管本體內(nèi)且外壁與滲透管本體內(nèi)壁接觸的海綿柱；
所述海綿柱內(nèi)部設(shè)置有通槽。
說明：滲濾液尾水通過滲透孔可滲入填充層，海綿柱能夠有效地減緩水流直接噴射而出形成沖擊力較大的水柱，進而避免噴射的水柱對填充層造成較大沖刷導致覆蓋層組塌陷的問題。
進一步地，所述還包括曝氣組件，所述曝氣組件包括布設(shè)在垃圾填埋場垃圾內(nèi)的第一曝氣管，布設(shè)在所述填充層內(nèi)的第二曝氣管，以及與所述第一曝氣管、第二曝氣管連接的風機組。
說明：使用時，可通過第一曝氣管、第二曝氣管可實現(xiàn)對垃圾填埋場內(nèi)的垃圾進行曝氣增氧。
進一步地，所述減污降碳型緩沖覆蓋層系統(tǒng)的減污降碳方法，包括：
S1、覆蓋層系統(tǒng)的施工
待垃圾填埋場內(nèi)的垃圾至指定位置后，制備第一覆蓋層所需物料并將物料鋪設(shè)在垃圾上方直至厚度為0.5～1.0m，形成第一覆蓋層；
然后將土工格室鋪設(shè)在第一覆蓋層上方形成土工格室層；
再制備填充層所需物料且填充在土工格室層格室內(nèi)，持續(xù)填充物料至沒過土工格室層上方0.05～0.1m，將埋設(shè)管鋪設(shè)并預留接口，然后再次填充物料至總厚度為0.2～0.3m，形成填充層；其中，填充層總厚度等于土工格室層的格室高度和土工格室層上方的填充層物料厚度的總高；
制備第二覆蓋層所需物料并將物料鋪設(shè)在填充層上方直至厚度為0.3～0.5m，形成第二覆蓋層；
制備生態(tài)土層所需物料并將物料鋪設(shè)在第二覆蓋層上方，并在鋪設(shè)時設(shè)置植被網(wǎng)；然后栽種生態(tài)植物，形成生態(tài)層；
然后將預留接口與分液組件連接，并將反沖洗過濾裝置、管泵組、暫存罐組進行組裝，然后將暫存罐組與垃圾填埋場的滲濾液處置系統(tǒng)連接；
然后在第一覆蓋層、第二覆蓋層內(nèi)部布設(shè)傳感組件；
S2、覆蓋層系統(tǒng)的運行
將滲濾液處置系統(tǒng)處理后的滲濾液尾水通過回灌系統(tǒng)回灌至覆蓋層組，并利用傳感組件對第一覆蓋層、第二覆蓋層內(nèi)部進行監(jiān)測；對第一覆蓋層、第二覆蓋層具體監(jiān)測溫濕度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明采用覆蓋層組與回灌系統(tǒng)配合形成緩沖覆蓋層系統(tǒng)，整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理；
其中，覆蓋層組以鋼渣和市政污泥為基質(zhì)主料，為鋼渣治理與市政污泥處理提供新出路，實現(xiàn)以廢治廢的資源化處理；鋼渣可以吸附市政污泥中的水份，實現(xiàn)了對市政污泥的脫水處理，減少了市政污泥脫水的費用；并且鋼渣可以吸附垃圾中釋放的CO2氣體，實現(xiàn)降碳效果；
其中，利用回灌系統(tǒng)將滲濾液處置系統(tǒng)處理后的滲濾液尾水回灌至覆蓋層組中，不僅可在垃圾堆體內(nèi)部形成生物反應(yīng)器，減少垃圾的CH4生成，并去除滲濾液中的有污染物濃度；并且回灌的滲濾液尾水可與鋼渣和市政污泥形成磷酸銨鎂肥料，可以促進生態(tài)植物的生長，而生態(tài)植物又可進一步吸附CH4的同時綠化垃圾填埋場；
本發(fā)明整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，具備易施工、成本低的優(yōu)勢，適合大量推廣。
（發(fā)明人：劉景龍;嚴小飛;張后虎;徐東;陳祥;孫孜菲）
