[發明專利]一種垃圾填埋場垃圾好氧降解監測控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201410452923.0
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104281124B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 唐年;曹萬強;胡志林;李俊杰;邵靖邦;蔣國炎
• 申請（專利權）人: 武漢凱信達低碳智能科技有限公司;湖北大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙)42212
• 代理人: 丁齊旭

技術領域：

本發明屬于環境保護設施及垃圾處理技術, 特別涉及一種大型垃圾填埋場垃圾好氧降解監測控制系統及控制方法。

背景技術：

隨著我國城市化進程的加快和人民生活水平的提高，城市垃圾量的不斷增加，對城市的生態環境和居民健康構成了嚴重的威脅，對其進行生態修復及景觀綠化，不但能降低污染，還可實現可持續利用土地資源。

好氧降解技術是近年來發展起來的垃圾填埋場垃圾治理技術，已得到美國國家環境保護局(EPA)的認可，并已大規模實施。也是國內主要城市常用的垃圾處理方法。好氧降解是一種生物反應器技術, 通過一定的設備或設施，向垃圾填埋場中注入空氣和特定的生物細菌，使生活垃圾中的可降解有機物發生分解。其分解過程分為三步：好氧、兼氧和厭氧。初期在有氧條件下發生降解。降解的產物主要是二氧化碳、沼氣、滲瀝液和少量可揮發有機物。注入高溫高濕空氣可提供氧氣和適宜的分解條件，排出廢氣并加速分解。中期含有較多氮銨的滲瀝液可利用一定的設施將其聚集，通過滲瀝液泵排出。后期在厭氧條件下以固體垃圾的降解為主，主要操作手段是減少含高氨氮濃度的滲瀝液以消除對厭氧菌的毒害作用，同時加大投加碳源和加熱以促進厭氧菌的分解作用。整個垃圾分解過程中，溫度和濕度是最重要的影響因素。好氧降解時，需要垃圾的濕度在40％～60％, 溫度在40^oC --60^oC。

采用好氧降解技術垃圾填埋場需要配備好下述系統：

（１）氣體系統：垃圾氣體控制器連接注氣風機和抽氣風機。注氣風機連接多孔的注氣井及底部密布的多孔注氣管網；抽氣風機連接多孔的抽氣井及底部密布的多孔管網。另外，氣體換熱器、汽水分離器、冷凝水收集器、氣體過濾器、配套閥門作為輔助。

（ 2 ）水系統：蓄水池、水泵、水管道、滲水溝渠、滲瀝液井、滲瀝液泵、空氣壓縮機。水泵將水從蓄水池中抽出，送入注水井或滲水溝槽，以增加垃圾堆體的濕度。垃圾滲瀝液由滲瀝液泵從滲瀝液井中抽出。

（ 3 ）監測控制系統：計算機、傳感器、信號處理裝置及軟件等對系統進行監測控制管理。

好氧降解技術的操作依據是垃圾填埋場中深埋層垃圾的環境，垃圾降解程度及其對應的溫度、濕度、酸堿度和氧含量是不同的。注氣的氣量、氣壓和溫度對距離注氣井不同距離垃圾的作用效果和抽氣作用的影響也是不同的。另外，當垃圾降解處于厭氧期時應當避免注氣操作。因此，長期而有效地獲取深埋層垃圾的真實環境參數是實施好氧降解操作控制的必要條件。因深埋層垃圾成份的復雜化，高溫高濕環境對探測器的精度產生影響及其化學不均勻性會對傳感器的探測元件造成損害。挑選適用于狹窄空間管路、高溫高濕和污染等苛刻環境，并能準確測量溫濕度的工業變送器也是重要的內容之一。

中國專利ZL200510011155-快速降解固體垃圾的方法，該專利雖然提出了在垃圾填埋場大面積如何布局注氣管和抽氣管及如何管理，但注氣管與注氣管和抽氣管與抽氣管均未連接成管網；透氣方式僅僅靠填埋垃圾的間隙，效果并不理想，用于測量的傳感器均設置在注氣管和抽氣管內，傳感器反應的參數并不是好氧降解的真實數據。

中國專利ZL 201220719804-一種使垃圾填埋場快速修復回用的裝置，該專利僅僅是原理上展示了垃圾填埋場快速修復（即好氧降解）的連接方式，未給出垃圾填埋場大面積如何布局，如何監測和控制。

快速有效地實施好氧降解技術，最大限度地分解垃圾，已經成為了各大城市垃圾處理工作中刻不容緩的工作。科學有效地監測垃圾填埋場內垃圾降解過程的溫濕度和其它環境參量，才能全面詳盡地了解并操控好氧降解過程，使好氧降解技術充分發揮作用。

發明內容：

本發明的目的是提供一種垃圾填埋場垃圾好氧降解監測控制系統及控制方法。它能夠實時提供垃圾降解過程中溫濕度實測數據，經濟有效長時間監控調整垃圾降解過程，達到全部和高效降解的目的。

本發明是這樣實現的。它具有由注氣風機多個注氣井組成的注氣系統、由抽氣風機多個抽氣井組成的抽氣系統、由水池水泵水管道注水井組成的注水系統，由計算機信號處理裝置傳感器組成的監測控制系統。注氣風機連接多孔的注氣井，注氣井底部密布連接成多孔注氣管網，抽氣風機連接多孔的抽氣井，抽氣井底部密布連接成多孔管網，水泵連接無孔的注水井或滲瀝液井；注氣井和抽氣井相互交替地均布在垃圾填埋場上，將垃圾填埋場分割成若干方形小區，注氣井和抽氣井相間距離為10-50米；在其周圍2-5米設置1至4個監測井，小區中心設置一個監測井，監測井內的探測器、傳感器連接成監測網；根據現場情況布置3-10個的注水井或滲瀝液井。