垃圾卫生填埋场沼气收集井降水实验方案

三、初步设计方案
1．排水沼气井剖面图
图二：排水沼气井剖面图
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工程实施的第一步是将现有沼气井进行改造，使其增加排水 功能。 改造的具体内容有两项： 沼气井密封盖改造和增装排水管 。
2．降水井及管网平面布置图
图三：降水井及管网布置图 注释：二单元内抽气井部分是由导气石笼改造而成，由于石笼在加高过程 中 PE 管破坏严重，不能用于排水改造。因此降水井的数量和位置根据实际 情况确定。
（5）需要垃圾总站协助和明确的工作
� 技术指导：详细的填埋作业资料和监测资料 � 施工期人员配合：机械设备的临时借用；覆膜工人的临时调用 � 运营期配合：安排现场填埋作用或其他工程施工时，尽可能的 避开排水区域 � 抽排降水的处理：在 2 号坝泵站提供一个渗滤液接入点，每天 抽排出来的渗滤液需要及时处理， 尽量避免回流。 根据实际渗滤液 出水情况及处理能力， 建议由老虎坑环境园给出降水系统排水要求 的相关数据。
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3. 技术工艺选择
利用压缩空气和沼气井排出垃圾堆体内水分的工艺，在国内的填埋场 沼气发电项目中得到了普遍应用。本公司参与建设的深圳下坪填埋场沼气 发电项目和青岛小涧西沼气发电项目，都利用此工艺取得了良好的降水效 果。由光大环保集团在苏州建设的此类项目利用此工艺也取得了很好的效 果。因此为了降低工程实施的风险，缩短工程建设的周期，经过多方面考 虑，最后决定采用此工艺在老虎坑填埋场二单元实施降水方案。
抽气井改造（单井）
1 1 1 2 0.5 25 1 1 2 1 1 1 1 个 个 个 个 卷 米 个 个 个 项 *个 包 个 个
1.6
AR20— 20
渗滤液收集导排系统
1 1 1.6 300 400 600 100 1 2 25 1 2 2 米 米 米 个 个 个 个 个 个 个
空压机系统
45KW 9m² 1 1 台 个
3、降水施工计划
本方案涉及的施工范围以是二单元的全部沼气井和一单元的部分沼气 井。整个系统包含沼气井改造和 HDPE 管铺设，总工期约 30 天。
（1）降水管道布置
降水管道的布置原则：降水系统尽可能多的涵盖现有沼气井，使降水
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效果最大化；优化管网布置系统，尽可能减少建设费用。 渗滤液收集管网以两条并行的 DN110HDPE 管为主管，各个沼气井出 水管经 DN50HDPE 管接入主收集系统。 两条主管系统在 2 号坝汇合后连接 至污水泵站。目前填埋场二单元整体地形为北低南高，管道只需局部处理 即可满足排水坡度要求。
2．影响降水效果的因素
影响排水井出水速率的因素很多，其中最主要的有以下四点： （1）排水管口径 在压缩空气的压强和气量满足技术要求的前提下，大口径排水管的出 水效果会明显好于小口径排水管。因此工程应用中会尽量的选用大口径排 水管。 （2）压缩空气的压强 压缩空气的压强过小，空气膨胀上升过程中无法有效的形成气水混合 物，因此达不到排水效果；压强过大，排水管内渗滤液来不及补充，造成 混合物中水分含量降低，不但排水速率增加不明显，还会造成能量浪费。 从实际工程中得出的经验范围为：0.3～0.5 Mpa。
表一 ：材料清单
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(4)安全环保措施 1）生产过程中可能的安全环保影响因素
� 填埋气的积聚产生自燃或爆炸 � 抽排渗滤液泄漏 � 空气压缩机电路故障 � 空气压缩机转动设备产生噪音
2）设计及施工过程中的主要安全环保防范措施
� 灭火器﹑消防栓配备齐全，定期检修安全设施 � 选用安全性能高和环保措施全的空气压缩机，选用 HDPE 管作 降水主要管道材料，避免抽排渗滤液的泄漏 � 完善并严格执行生产巡察制度﹑事故处理措施等管理制度
（2）压缩空气系统
压缩空气由一部 45KW 空气压缩机提供。压缩机安装在发电厂内，通 过 DN110HDPE 管将压缩空气输送至填埋场， DN110HDPE 管经多次变径 分支后接入单口排水井。 图四为压缩空气管道输送布置图，为了保证填埋场上众多管网布局清 晰美观，空压气体输送管网和沼气收集管网位置保持一致。
2. 目标及意义
通过调查了解老虎坑垃圾卫生填埋场的作业方式、渗滤液导排系统铺 设状况和日常垃圾体覆盖情况等，提出本降水方案，结合独立试验井的排 水实验结果，预计本方案的实施可以达到以下目标： � 沼气井降水系统建成运营后， 预计可将垃圾填埋场二单元水位降至垃圾 面以下 8-10 米左右，即二单元平均水位在现有基础上下降 3-5 米； � 沼气井降水系统建成后， 将使垃圾填埋场的水位处于可控制状态， 可以 通过调节排水强度来消除水位的剧烈变动， 尤其可以降低雨季时长时间 暴雨带来的水位暴涨情况，从而达到稳定填埋场堆体的目的； � 通过收集二单元水位变化和堆体稳定状况， 积累大量原始数据， 为以后 工艺的推广应用提供参考和依据。 � 水位降低有利于提高沼气的收集效率，增加社会效益和经济效益。
图四：压缩空气管网布置图
（3）材料及设备清单
本工程所用材料分为四个部分，即空气压缩机系统、沼气井改造系统、
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压缩空气Байду номын сангаас送管网和渗滤液收集导排管网。各部分材料清单如表一。
压缩空气输送系统
材料 DN110 DN50 DN20 DN50直 接 DN20直 接 50*20三 通 50*20变 径 110*50三 通 50正 三 通 20正 三 通 110蝶 阀 +配 件 50蝶 阀 +配 件 合计： 20外 牙 直 接 25铜 球 阀 20外 牙 快 接 头 20内 牙 快 接 头 10mm供 气 软 管 DN32 DN32内 牙 直 接 DN32内 牙 90° 直 接 DN32*90° 直 接 盖板改造 扎带 DN32截 止 阀 减压阀 合计： 16口 井 合 计 ： DN160 DN110 DN50 DN50直 接 DN160*110变 径 DN160*110三 通 DN110*50三 通 DN110三 通 DN110堵 头 DN110*90° 直 接 合计： 空压机 遮雨棚 规格 1 1.6 1.6 数量 400 600 600 100 100 20 4 5 1 5 2 3 单位 米 米 米 个 个 个 个 个 个 个 套 套
一、总说明
1．背景
深圳市宝安区老虎坑垃圾卫生填埋场原设计库容为 608 万 m3，由于填 埋场扩容，预计垃圾填埋总量达到 1000 万 m3 左右，在原库容设计基础上 增加 60%以上。生活垃圾分解过程中会产生大量的水分，再加上雨水渗透， 实际作业中单纯依靠填埋场内部的渗滤液导排系统，大部分填埋场都远不 能达到标准要求。2010 年 6 月通过对老虎坑填埋场二单元 6 口井的水位测 量，平均水位为垃圾面以下 5 米，结合同类填埋场经验，老虎坑垃圾填埋 场水位偏高，存在垃圾堆体稳定性以及渗滤液涌排隐患。通过沼气收集井 排出垃圾堆体内的部分水分，以增加堆体的稳定性是可行措施之一，在深 圳下坪填埋场已有成功的应用。 目前，东江利赛公司在二单元已经建设部分沼气收集井，二单元至东 江沼气发电厂的沼气收集管网已经建成，但填埋场未封场，在整个填埋场 建设沼气井和沼气收集管网的条件尚不具备。考虑老虎坑填埋场的现状， 建议在二单元开展实验性降水工作，以观测降水效果及对填埋场的影响情 况。
垃圾卫生填埋场 沼气收集井降水实验方案
工程技术：何耀中
董玉锋
2010 年 1 月
目 录
一、总说明..........................................1 1．背景................................................................................................ 1 2. 目标及意义.................................................................................... 1 3. 技术工艺选择................................................................................ 1 二、技术工艺........................................ 2 1．工艺原理及技术要求.................................................................... 2 2．影响降水效果的因素.................................................................... 3 三、初步设计方案.................................... 4 1．排水沼气井剖面图........................................................................ 4 2．降水井及管网平面布置图............................................................ 5 3、降水施工计划................................................................................ 5 四、经济技术指标.................................... 8 1．总投资主要分项............................................................................ 8 2、预期降水指标................................................................................ 9
二、技术工艺
1．工艺原理及技术要求
工艺原理：如图一所示，压缩空气在由供气管进入排水管的瞬间，空间 突然变大，环境压强差急剧变大，高压空气迅速膨胀并释放出能量。由于 整个环境充满了渗滤液，高速膨胀的气流和渗滤液充分扰动形成气水混合 物，气水混合物在管道内快速上升并最终排出井体，从而将井内渗滤液排 出垃圾体外。
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（3）渗滤液水位和渗滤液渗透性能 垃圾体的渗滤液水位越高，气水混合物中水的比例越高，排水效果越 好。垃圾中渗滤液渗透性越强，在排水过程中排水管内渗滤液就能得到及 时补充，从而保证排水过程的持续高效进行。 （4）渗滤液收集管网的密封性 渗滤液依靠气水混合物上升从而排出井外，在井外进入收集管网。收 集管网的密封性越好，管网内气水混合物压强越高，井内气水混合物上升 速度就会降低，出水效率也就变小。为及时释放出收集管网内的高压空气， 降低收集管网的内压，工程上会在收集管网的适当位置安装放气孔。 （5）填埋场的整体水位 老虎坑填埋场已经建设的渗滤液导排系统将使二单元以外填埋区域的 渗滤液通过导排系统相连，在二单元的水位下降后将使邻近区域渗滤液流 向二单元，从而可能增大降水的压力。但另一方面，也可能可以通过二单 元降水影响邻近区域的水位。
排水工艺原理图
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抽气井
水位线
进水口
图一：排水工艺原理图 主要技术要求如下： （1）排水管选择：DN32HDPE 管
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排水管的材质一般采用 HDPE 或 PVC-U 管，HDPE 管的优点是材料韧 性好、抗氧化性好，不易损坏，不易变质，可长时间重复利用。缺点是施 工工程量大，费用相对较高。早期管材的选择多以 PVC-U 管为主，目前 HDPE 管的使用较多，本方案使用 HDPE 管。 （2）排水管长度 排水管的长度受沼气井实际深度和渗滤液深度两个因素影响，实际工 程中一般取沼气井实际深度减去 1～5 米作为排水管的长度。 （3）渗滤液深度 渗滤液深度对本工艺的出水效率影响很大，一般情况下，渗滤液越深， 工程的成功率越高，效果也越好。同时渗滤液的深度应大于 5 米，否则难 以有效的形成气水混合物，也就不能达到排水效果。 （4）排水管处理 为了防止渗滤液中的垃圾碎屑堵塞排水管，排水管的进水口应包裹一 层过滤网。 （5）压缩空气供气管： HDPE 给水管和 10mm 供气软管。 （6）压缩空气压强 压强范围：0.3~0.5MPa(空压机的工作范围为 0~0.8 MPa)。