技術領域

本發明涉及一種用于生活垃圾填埋場溫室氣體減排的覆蓋層自充氧系統。

背景技術

CH₄是僅次于二氧化碳(CO₂)的重要溫室氣體，其溫室氣體效應是CO₂的21倍， 對全球氣候變暖的貢獻達15％，預計2030年成為造成溫室效應的主要原因。CH₄在 大氣中的壽命約為12年，與控制其他溫室氣體相比，CH₄的減排控制將起到立竿見 影的效果。生活垃圾填埋場是CH₄最大的人類活動釋放源之一。我國城市生活垃圾 最主要處理方式是填埋，約占全部處置量的70％，但我國大部分填埋場，尤其是中 小型填埋場所產生的填埋氣體普遍采取被動的自然排放方式，一方面，隨著居民生 活水平的提高，垃圾中有機成分比例愈來愈高，另一方面，由于建造和運行昂貴的 填埋氣體(LFG)收集和利用系統缺乏經濟上的可行性，填埋場填埋氣無控排放的 局面不會在短時間內得到控制。此外，傳統的厭氧型衛生填埋場存在穩定化進程緩 慢，滲濾液產生量大和填埋氣產氣不集中，產氣周期長等問題，由此對周邊環境構 成極大的隱患，污染事件時有發生。

在現有的垃圾填埋技術中，準好氧填埋技術和生物覆蓋層技術是有效的填埋場 甲烷減排手段。有關填埋場覆蓋層甲烷氧化能力的研究始于上世紀90年代。實驗 室模擬研究和填埋場現場實驗均表明生物覆蓋層確實具有氧化CH₄的功效，但氧化 效果受土壤類型、氣候、環境條件、覆蓋材料等諸多因素的綜合影響，目前尚未形 成科學、標準的設計方法和評價體系。覆蓋層氧氣的空間分布對甲烷氧化活動的影 響最為顯著，研究表明，甲烷氧化活動在10-20cm深度最為強烈；而氣體(空氣) 在覆蓋層的擴散能力，是甲烷氧化能力的限制因素。目前的生物覆蓋層技術充氧僅 限于蓋層表面空氣的自由擴散，因此影響剖面非常有限。

結合國內外研究成果，可以認識到無論是環境條件還是覆蓋層材料，對垃圾填 埋場生物覆蓋層氧化甲烷能力的影響都是氧氣的擴散能力，即甲烷氧化菌能否獲得 充足的氧氣而保持活性，是其甲烷生物氧化效果優劣的瓶頸因素。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于生活垃圾填埋場溫室氣體減排的覆蓋層自充氧 系統(裝置)。

本發明提供的用于生活垃圾填埋場溫室氣體減排的覆蓋層自充氧系統，其特征 在于：它包括進氣管1，導氣管2和布氣系統；所述布氣系統由若干布氣管組成， 每個布氣管上設有若干個出氣孔；所述進氣管與布氣系統分別位于導氣管的兩端， 并密封連通。

所述布氣系統可由一層或多層放射狀排列的直型布氣管I(3)組成；每層直型 布氣管I位于同一平面上，且該平面與所述導氣管垂直；直型布氣管I的一端與所述 導氣管的管壁密封連通，另一端封閉。將上述布氣系統稱為輻射式布氣系統，單層輻 射式布氣系統的結構示意圖見圖1，多層輻射式布氣系統的結構示意圖見圖2。

每層布氣管中，相鄰兩個直型布氣管I之間的角度具體可為45度-60度。

所述布氣系統可由一層或多層放射狀排列的直型布氣管II(4)和一個以上環 形布氣管(5)組成；每層直型布氣管II和一個環形布氣管位于同一平面上，且該 平面與所述導氣管垂直；每層直型布氣管II的一端與所述導氣管的管壁密封連通， 另一端與所述環形布氣管的管壁密封連通。將上述布氣系統稱為輪型布氣系統，單 層輪型布氣系統的結構示意圖見圖3，多層輪型布氣系統的結構示意圖見圖4。

每層布氣管中，相鄰兩個直型布氣管II之間的角度具體可為45度-60度。

所述環形布氣管的管徑大于等于所述直型布氣管II的管徑。

所述進氣管與所述導氣管的連接方式可為如下a)或b)或c)：

a)直接連接：所述導氣管開口端與所述進氣管的管壁垂直密封連通；

b)通過兩端開口的弧形管連接：所述弧形管的一端與所述進氣管的管壁密封 連通，另一端與所述導氣管的開口端密封連通；

c)通過一端開口的直通管連接：兩個以上的進氣管的一端均與所述直通管的 管壁密封連通，所述直通管的開口端與所述導氣管的開口端密封連通。

連接方式a)最為經濟方便，缺點是空氣在管路內部的傳輸過程中能量損失較 大；連接方式b)可保證空氣在管路內部的傳輸過程中能量損失最小。連接方式c) 中，每兩個進氣管之間的角度為可為45度-180度。