垃圾填埋场沼气的收集方法及收集系统

摘要

本发明公开了一种垃圾填埋场沼气的收集方法及收集系统，方法是先将垃圾填埋场分为已完成和待进行填埋区；在已完成填埋区的垃圾填埋堆体顶部开挖网格状沟槽；然后将高密度聚乙烯穿孔管沿沟槽水平敷设，将其交汇处的端头与沼气收集主管连通；再用高密度聚乙烯土工膜将垃圾填埋堆体覆盖，开始收集沼气。本发明的收集系统包括多条水平方向布设的高密度聚乙烯穿孔管和竖直方向布设的沼气收集主管，穿孔管敷设于垃圾填埋堆体顶部开挖的沟槽中，并连通至沼气收集主管底部，垃圾填埋堆体顶部覆盖有高密度聚乙烯土工膜，沼气收集主管穿过土工膜并与外部的沼气利用设备相连。本发明的工艺过程简单、投入小，沼气收集效果好，维护运营简单方便。

权利要求

1.一种垃圾填埋场沼气的收集方法，包括以下步骤：

（1）根据垃圾填埋场地形及运营状况，将垃圾填埋场分为已完成填埋区和待进行填埋区；

（2）在已完成填埋区的垃圾填埋堆体顶部区域开挖多条沟槽，并使多条沟槽的分布呈网格状；

（3）准备多根高密度聚乙烯穿孔管，所述高密度聚乙烯穿孔管的管壁四周均布有导气孔，将高密度聚乙烯穿孔管沿所述沟槽进行水平敷设，采用热熔焊接方法将各高密度聚乙烯穿孔管在其交汇处的端头与沼气收集主管连通；沼气收集主管与沼气储存设备或沼气利用设备相连；

（4）用高密度聚乙烯土工膜将所述已完成填埋区的垃圾填埋堆体覆盖，使高密度聚乙烯穿孔管位于高密度聚乙烯土工膜下方，开始收集垃圾填埋场的沼气。

2.根据权利要求1所述的收集方法，其特征在于：所述高密度聚乙烯穿孔管的外部包裹有土工布。

3.根据权利要求1或2所述的收集方法，其特征在于：所述开挖的多条沟槽呈已完成填埋区的中心向周边的发散式网格状。

4.根据权利要求3所述的收集方法，其特征在于：所述沟槽的尺寸为150mm～

300mm×150mm～300mm。

5.一种垃圾填埋场沼气的收集系统，所述收集系统分区布置且均设置于垃圾填埋场已完成填埋区，其特征在于：所述收集系统包括多条高密度聚乙烯穿孔管和沼气收集主管，所述高密度聚乙烯穿孔管沿大致水平的方向布设，所述沼气收集主管沿大致竖直的方向布设，所述高密度聚乙烯穿孔管敷设于垃圾填埋堆体顶部开挖的沟槽中，开挖的多条沟槽呈已完成填埋区的中心向周边的发散式网格状，所述沟槽的尺寸为150mm～300mm×150mm～

300mm；各高密度聚乙烯穿孔管均连通至沼气收集主管的底部，所述垃圾填埋堆体顶部覆盖有高密度聚乙烯土工膜，使高密度聚乙烯穿孔管位于高密度聚乙烯土工膜下方，所述沼气收集主管穿过高密度聚乙烯土工膜并与外部的沼气利用设备相连；所述沼气利用设备是指沼气发电设备；

所述高密度聚乙烯穿孔管的管壁四周均布有导气孔；

所述高密度聚乙烯穿孔管的外部包裹有土工布。

说明书

垃圾填埋场沼气的收集方法及收集系统

技术领域

[0001] 本发明属于城市生活垃圾处理处置领域，尤其涉及一种填埋场的沼气收集方法及收集系统。

背景技术

[0002] 生活垃圾填埋场可以产生沼气，沼气作为一种能源可以被收集储存进行再利用。目前，全国大中小城镇的生活垃圾填埋场所采用的沼气收集方式多为导气石笼收集方式，该方式收集沼气表现出一定的局限性，且在运营垃圾填埋场的过程中很难对其进行维护，在垃圾填埋场的应用实践中，大部分的导气石笼最后沦为摆设，没有真正起到导气和回收沼气的作用，这不仅导致了沼气资源的浪费，而且增加了垃圾填埋场的建造成本。

[0003] 另外，从工程实践中已经采用导气石笼方式收集垃圾填埋场的情形来看，如果要实现填埋场沼气的高效收集和利用，在填埋堆体加高的过程中需要对导气石笼进行加长处理，此时容易导致导气石笼运行的不稳定，起不到导气功能；并且由于导气石笼是垂直伸向垃圾填埋堆体中，其很难较充分地将填埋沼气导出来，此时往往需要在导气收集管的末端增加引风机等类似设备，在引风机的引风作用下，使得垃圾堆体中的沼气被抽吸并引出，这样又进一步增加了沼气利用的能耗成本。由于导气石笼垂直伸向垃圾填埋堆体中，不仅导气孔容易堵塞，而且一旦堵塞，维护非常困难。

[0004] 因此，寻找一种导气效果好、运营方便、能耗成本低的垃圾填埋场的沼气收集方法及收集装置，对于本领域人员而言显得尤为迫切。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺过程简单、投入小、沼气收集效果好、维护运营简单方便、且绿色环保的垃圾填埋场沼气的收集方法及收集系统。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种垃圾填埋场沼气的收集方法，包括以下步骤：

[0007] （1）根据垃圾填埋场地形及运营状况，将垃圾填埋场分为已完成填埋区和待进行填埋区；

[0008] （2）在已完成填埋区的垃圾填埋堆体顶部区域开挖多条沟槽，并使多条沟槽的分布呈网格状；

[0009] （3）准备多根高密度聚乙烯（HDPE）穿孔管，将高密度聚乙烯穿孔管沿所述沟槽进行水平敷设，采用热熔焊接方法将各高密度聚乙烯穿孔管在其交汇处的端头与沼气收集主管连通；沼气收集主管与沼气储存设备或沼气利用设备相连；

[0010] （4）用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜将所述已完成填埋区的垃圾填埋堆体覆盖，使高密度聚乙烯穿孔管位于高密度聚乙烯土工膜下方，开始收集垃圾填埋场的沼气。

[0011] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种垃圾填埋场沼气的收集系统，所述收集系统分区布置且均设置于垃圾填埋场已完成填埋区，所述收集系统包括多条高密度聚乙烯穿孔管和沼气收集主管，所述高密度聚乙烯穿孔管沿大致水平的方向布设，所述沼气收集主管沿大致竖直的方向布设，所述高密度聚乙烯穿孔管敷设于垃圾填埋堆体顶部开挖的沟槽中，各高密度聚乙烯穿孔管均连通至沼气收集主管的底部，所述垃圾填埋堆体顶部覆盖有高密度聚乙烯土工膜，使高密度聚乙烯穿孔管位于高密度聚乙烯土工膜下方，所述沼气收集主管穿过高密度聚乙烯土工膜并与外部的沼气储存设备或沼气利用设备相连。

[0012] 上述的垃圾填埋场沼气的收集方法及收集系统中，优选的，所述高密度聚乙烯穿孔管的管壁四周均布有导气孔。所述高密度聚乙烯穿孔管的外部优选包裹有土工布。

[0013] 上述的垃圾填埋场沼气的收集方法及收集系统中，优选的，所述开挖的多条沟槽呈已完成填埋区的中心向周边的发散式网格状。

[0014] 上述的垃圾填埋场沼气的收集方法及收集系统中，所述沟槽的尺寸优选为（150mm～300mm）×（150mm～300mm）。

[0015] 上述的垃圾填埋场沼气的收集方法及收集系统中，所述沼气利用设备优选是指沼气发电设备。

[0016] 与现有技术相比，本发明的优点在于：

[0017] 1. 本发明的收集方法及收集系统利用填埋场堆体上部水平铺设穿孔管道来对填埋场产生的沼气进行收集，在不增加投资的前提下，使填埋产生的沼气得到充分收集和利用，较传统导气石笼法收集更容易操作，成本更低且效率更高。

[0018] 2. 本发明的收集方法及收集系统可以根据填埋场的地形及运营状况进行分期施工、分区作业，施工难度较小，便于运营和管理。

[0019] 3. 本发明收集系统的收集管路是采用水平敷设且位于填埋堆体的顶部，直接利用沼气上升的原理充分收集沼气，可有效简化传统填埋导气装置的安装及运营维护。

[0020] 4. 本发明的收集系统和收集方法中在填埋堆体顶部覆盖有HDPE土工膜，这不仅有利于保证填埋场产生的沼气充分被收集系统收集和高效利用，而且可以防止沼气泄露对大气环境造成污染。

[0021] 5. 本发明的收集系统和收集方法在保证沼气收集前提下，不需要过多的资本投入，有效地控制了项目建设成本，经济效益较好。

附图说明

[0022] 图1是本发明具体实施方式中垃圾填埋场沼气收集布管平面图。

[0023] 图2是本发明具体实施方式中高密度聚乙烯穿孔管与沼气收集主管交汇处的结构示意图（立面）。

[0024] 图3是本发明具体实施方式中高密度聚乙烯穿孔管的外形图。

[0025] 图例说明：

[0026] 1. 沼气收集主管；2. 高密度聚乙烯穿孔管；3. 高密度聚乙烯土工膜；4. 管路接口。

具体实施方式

[0027] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

[0028] 实施例：

[0029] 对某一城市生活垃圾填埋场采用本发明的收集系统及收集方法进行处理，具体包括以下步骤：

[0030] 1. 先根据上述生活垃圾填埋场地形及运营状况，将该垃圾填埋场分为已完成填埋区和待进行填埋区，已完成填埋区和待进行填埋区均采用分区填埋模式；在该垃圾填埋场刚开始运营时，整个垃圾填埋场均属于待进行填埋区，并相应分成A、B、C三区（参见图1）；

[0031] 2. 根据填埋作业要求，先将城市生活垃圾填埋在A区，当A区垃圾填埋堆体达到一定高度后，停止对A区的填埋，改填B区，此时，A区属于已完成填埋区，而B区和C区则属于待进行填埋区；

[0032] 3. 开始对A区进行沼气收集处理，在A区垃圾填埋堆体的顶部开挖出30cm×30cm的多条沟槽，开挖后的多条沟槽槽路形成围绕A区填埋中心的放射状分布（参见图1）；然后在各条沟槽中沿水平方向敷设高密度聚乙烯穿孔管2，在A区填埋中心则架设起沼气收集主管1，各高密度聚乙烯穿孔管2围绕沼气收集主管1形成放射状，各高密度聚乙烯穿孔管2均采用管壁四周均布有导气孔的穿孔管（参见图3），在高密度聚乙烯穿孔管2周围包裹上土工布，以防止垃圾及砂石进入其中堵住导气孔，沼气收集主管1同样采用HDPE管；各高密度聚乙烯穿孔管2均连通至沼气收集主管1的底部，且高密度聚乙烯穿孔管2与沼气收集主管1之间采用热熔连接形成管路接口4（参见图2）；

[0033] 4. 待上述管道敷设并连接好后，在垃圾填埋A区垃圾填埋堆体的上方覆盖高密度聚乙烯土工膜3，用来防止垃圾填埋堆体产生的沼气直排入大气中，同时保证在垃圾填埋堆体的上方形成高密度的沼气聚集区，以便于后续的沼气收集；而且还可防止雨水的进入；

[0034] 5. 待上述管道敷设和高密度聚乙烯土工膜覆盖好后，A区垃圾填埋堆体通过自身厌氧发酵产生沼气，沼气在垃圾堆体中自然上升，达到垃圾堆体的顶部后在高密度聚乙烯土工膜3的封闭下，不断在垃圾填埋堆体的顶部累积，随着沼气浓度的不断升高，最后通过密布的高密度聚乙烯穿孔管2收集并进入沼气收集主管1中。

[0035] 根据各个填埋区的面积大小，还可根据实际情况设置多个沼气收集主管1，将沼气收集主管1收集的沼气通过HDPE输送管道连接至沼气收集间，并可用于后续的沼气发电或者沼气生热。同理，当待进行填埋区B区和C区的垃圾填埋达到设计填埋容量后，按照上述填埋A区的操作进行沼气收集即可。

[0036] 上述处理方法最终形成了本发明的垃圾填埋场沼气的收集系统，该收集系统分区布置且均设置于垃圾填埋场已完成填埋区，该收集系统包括多条高密度聚乙烯穿孔管2和沼气收集主管1，高密度聚乙烯穿孔管2沿水平方向布设，沼气收集主管1沿竖直方向布设，高密度聚乙烯穿孔管2敷设于垃圾填埋堆体顶部开挖的沟槽中，开挖的多条沟槽呈已完成填埋区的中心向周边的发散式网格状，沟槽的尺寸为300mm×300mm，各高密度聚乙烯穿孔管2均连通至沼气收集主管1的底部，已完成填埋区的垃圾填埋堆体顶部覆盖有高密度聚乙烯土工膜3，使高密度聚乙烯穿孔管2位于高密度聚乙烯土工膜3下方，沼气收集主管1穿过高密度聚乙烯土工膜3并与外部的沼气储存设备或沼气发电设备相连。高密度聚乙烯穿孔管2的管壁四周均布有导气孔，外部包裹有土工布。