城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪的制作方法
【专利摘要】城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪,涉及一种生物降解试验仪，试验仪主体为一透明有机玻璃桶，桶体分为可拆卸的三部分，桶与桶之间利用钢箍连接，并进行加固，钢箍内设置胶皮密封，试验仪底部与最下侧桶为一体，并铺设一圆形底板；试验仪上部装有厚度为5mm的有机玻璃砝码托盘，托盘中央通过螺丝连接直径为15mm的轴心承压板竖杆，构成试验中的轴心承压板，机玻璃砝码托盘圆周边缘同时钻有气体溢出孔，桶体最顶端设有密封盖。本发明实验仪器结构简单，试验数据准确，能够精确模拟填埋场降解沉降环境。
【专利说明】 城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物降解试验仪，特别是涉及一种城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪。
【背景技术】
[0002]城市填埋场中垃圾体的组成成分多变，结构不稳定，其压缩变形常常在填埋后就会立即发生，通常在填埋完成后一两个月内发展较快，并且在很长一段时间内难以稳定。主要是由于垃圾体中有机质的降解不断发生，垃圾体颗粒发生变化，从而导致垃圾体内部孔隙相应发生减少后引起沉降。垃圾体中有机质的降解是一个漫长的过程，为了充分了解有机质的降解对垃圾沉降的影响以及相应的沉降机理，是目前岩土工作者最为关注的问题。
[0003]城市垃圾填埋场垃圾体有机质降解的沉降试验可以通过现场试验和室内试验来完成。现场试验与室内试验相比，尽管具有很多优点，但是本身存在着周期长、耗费资金大、初始条件以及外界因素无法主动控制等不足；室内试验是在对填埋场总体的垃圾体配比进行了解后，对各种组分采用性质相近的材料代替并按总体配比配制试样进行试验的试验方法。它具有成本低，初始条件可控性好及试验成果的可重复性高等优点，是城市填埋场有机质降解沉降规律性研究的新试验途径。
[0004]城市填埋场中由于有机质的降解引起固相体积的的缩减和垃圾体本身骨架蠕变引起的变形，最终导致填埋场中垃圾的沉降，这部分沉降是应力和时间的双重函数，垃圾中有机质的降解程度将直接影响到垃圾体本身的沉降，根据有机质降解不同阶段中渗滤液的成分、气体的产量的变化，探寻垃圾体有机质降解带来垃圾体沉降的沉降机理和沉降进程。
[0005]目前室内试验存在的一个主要不足是试验设备较小，无法真正模拟垃圾填埋场有机质的降解环境，使得有机质降解时间长，垃圾填埋体不能充分沉降，不能满足不同的试验要求。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，该试验仪采用有机玻璃桶，能够精确模拟填埋场降解沉降环境，在较大的荷载施加范围内可使仪器功能不仅限于进行填埋场稳定过程模拟试验，可作为不同实验环境下的垃圾体有机质降解沉降试验仪使用。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，包括城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，及气体收集系统和渗滤液处理系统，所述试验仪主体为一透明有机玻璃桶，桶体分为可拆卸的三部分，桶与桶之间利用钢箍连接，并进行加固，钢箍内设置胶皮密封，试验仪底部与最下侧桶为一体，并铺设一圆形底板；试验仪上部装有厚度为5_的有机玻璃破码托盘，托盘中央通过螺丝连接直径为15_的轴心承压板竖杆，构成试验中的轴心承压板，机玻璃砝码托盘圆周边缘同时钻有气体溢出孔，桶体最顶端设有密封盖。[0008]所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，所述试验仪的上侧两部分桶高度均为600mm,桶内径300mm,桶壁厚12mm,最下侧桶高500mm,桶壁厚18mm。
[0009]所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，所述试验仪可根据试验需要或采用不同桶组合的形式。
[0010]所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，所述圆形底板为有机玻璃圆形底板，厚度为20_，底板圆周边缘处钻有用于渗滤液的溢出与收集的滤液溢出孔,在桶底还安装有渗滤液外排开关阀和渗滤液排出口。
[0011]所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，所述试验仪底部加厚有机玻璃桶厚度为18_，大于上部管壁厚度，底座、管壁主体通过螺栓连接在一起，各连接件之间用橡胶垫片密封。
[0012]所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，所述气体的收集装置主体是为内径30cm、壁厚0.3cm、长IOOcm的有机玻璃筒,一端封闭，另一端敞口内放置可动活塞，活塞与管壁之间使用 了〇型橡胶圈。
[0013]所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，所述渗滤液处理系统包括电凝固处理中心、重力澄清器、厌氧流化床反应器和好氧硝化流化床反应器四部分。
[0014]所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，所述第一部分电凝固处理中心由三根竖向放置的铝管组成，铝管接40V、20A的直流电；第二部分为低密度聚乙烯重力澄清器构成；第三部分为低密度聚乙烯的锥形厌氧流化床反应器，反应器内设有内循环装置;第四部分好氧硝化流化床反应器内设有颗粒活性炭。
[0015]本发明的优点与效果是:
本发明的城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪，采用有机玻璃桶，试验者可直观的观察垃圾体的压缩情况，以及通过渗滤液和气体的产量分析垃圾体有机质的降解进程，实验仪器结构简单，试验数据准确，能够精确模拟填埋场降解沉降环境；具有可拆卸性，使用方便；在较大的荷载施加范围内可使仪器功能不仅限于进行填埋场稳定过程模拟试验，改进后可作为不同实验环境下的垃圾体有机质降解沉降试验仪使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪结构示意图；
图2为底板平面图；
图3为竖向轴心承压板结构示意图；
图4为气体收集系统示意图；
图5为渗滤液处理系统示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。
[0018]本发明公开了一种城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪，该沉降试验仪包括主体部分、气体的收集部分和渗滤液处理部分。
[0019]仪器主体为一透明有机玻璃桶，桶体分为可拆卸的三部分，桶与桶之间利用钢箍连接，并进行加固，钢箍内设置胶皮密封，试验仪底部与最下侧桶为一体，并铺设一圆形底板；在试验仪上部装有厚度为5mm的有机玻璃砝码托盘，托盘中央通过螺丝连接直径为15mm的轴心承压板竖杆，构成试验中的轴心承压板,机玻璃砝码托盘圆周边缘同时钻有气体溢出孔；桶体最顶端设有密封盖。
[0020]气体收集装置分为两部分:气体压力测试部分和气体体积量测部分，从填埋场中排出的气体经气体管道首先通过灵敏电子气体测压计，然后进入气体的收集装置，气体的收集装置同时可以测定填埋场中产生气体的体积。该装置主体是为内径30cm、壁厚0.3cm、长IOOcm的有机玻璃筒，一端封闭，另一端敞口内放置可动活塞，活塞与管壁之间使用了〇型橡胶圈防止漏气，活塞中间有气体进入口，气体在压力的作用下可以带动活塞自由运动，通过活塞所在位置，读出管壁上的相应刻度，就可计算出填埋场产生气体的总量。
[0021]渗滤液处理系统分为四部分。第一部分为电凝固处理中心，由三根竖向放置的铝管组成，铝管接40V、20A的直流电，铝管的内径和外径分别与整流器的阳极和阴极相连；第二部分为重力澄清器，由低密度聚乙烯材料制成，底部中心设有出口，通过电凝固处理中心的渗滤液从顶端流入该澄清器；第三部分为厌氧流化床反应器，由低密度聚乙烯制成的锥形反应器，内设有颗粒活性炭媒体，同时该反应器内设有内循环装置；第四部分是好氧硝化流化床反应器，内设有颗粒活性炭。
[0022]本发明的试验仪，采用有机玻璃桶，试验者可直观的观察垃圾体的压缩情况，同时可以减少垃圾体与侧壁之间的摩擦，结构简单，试验数据准确，能够精确模拟渗滤液回灌型填埋场沉降环境；具有可拆卸性，使用方便；对渗滤液气体收成分的分析，能充分反映垃圾体有机质生物降解的进程，从而对垃圾体有机质生物降解的沉降时间进行判断。
[0023]实施例1:
图中:1密封盖；2轴心承压板；3渗滤液喷洒器；4开(关)阀门；5有机玻璃桶；6顶部碌石层；7钢箍；8垃圾试样；9螺栓；10底部碌石层；11加厚有机玻璃桶；12气体收集系统；13提升泵；14渗滤液收集系统；15渗滤液收集孔；16气体溢出孔；17轴心承压板竖杆；18电子气压表；19气体收集桶；20电凝固处理处理中心；21重力澄清器；22厌氧流化床反应器；23好氧硝化流化床反应器；24渗滤液收集槽。
[0024]图1示出了本发明的城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪结构，如图所示，一种城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪主体为一透明有机玻璃桶5，桶体分为可拆卸的三部分，桶与桶之间利用钢箍7连接，并进行加固，钢箍7内设置胶皮密封，城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪底部与最下侧桶为一体，并铺设一圆形底板；在所述的城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪上部装有厚度为5mm的有机玻璃砝码托盘，托盘中央通过螺丝连接直径为15mm的轴心承压板竖杆17,构成试验中的轴心承压板2,有机玻璃破码托盘圆周边缘同时钻有气体溢出孔16。
[0025]进一步，所述的城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪的上侧两部分桶高度均为600mm,桶内径300mm,桶壁厚12mm,最下侧桶高500mm,桶壁厚18mm。
[0026]进一步，所述的城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪可根据试验需要采用不同桶组合的形式，分别进行1100_、1700_高度的垃圾主压缩沉降试验。
[0027]进一步，所述的圆形底板为有机玻璃圆形底板，厚度为20mm,底板圆周边缘处钻有用于渗滤液的溢出与收集的滤液溢出孔15,在桶外还安装有渗滤液收集系统14和气体收集系统12。[0028]进一步，所述的城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪底部加厚有机玻璃桶11厚度为18_，大于上部管壁厚度，底座、管壁主体通过螺栓9连接在一起，各连接件之间用橡胶垫片密封。
[0029]进一步，所述的城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪，气体的收集装置包括电子气压表18，收集主体是为内径30cm、壁厚0.3cm、长IOOcm的有机玻璃筒19，一端封闭，另一端敞口内放置可动活塞，活塞与管壁之间使用了〇型橡胶圈。
[0030]进一步，所述的城市垃圾填埋场生物降解的沉降试验仪，渗滤液处理系统包括电凝固处理中心20、重力澄清器21、厌氧流化床反应器22和好氧硝化流化床反应器23四部分。
[0031]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需 要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，包括城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，及气体收集系统和渗滤液处理系统，其特征在于，所述试验仪主体为一透明有机玻璃桶，桶体分为可拆卸的三部分，桶与桶之间利用钢箍连接，并进行加固，钢箍内设置胶皮密封，试验仪底部与最下侧桶为一体，并铺设一圆形底板；试验仪上部装有厚度为5_的有机玻璃砝码托盘，托盘中央通过螺丝连接直径为15_的轴心承压板竖杆，构成试验中的轴心承压板，机玻璃砝码托盘圆周边缘同时钻有气体溢出孔，桶体最顶端设有密封盖。
2.根据权利要求1所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，其特征在于，所述试验仪的上侧两部分桶高度均为600mm,桶内径300mm,桶壁厚12mm,最下侧桶高500mm,桶壁厚 18mm。
3.根据权利要求2所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，其特征在于，所述试验仪可根据试验需要或采用不同桶组合的形式。
4.根据权利要求1所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，其特征在于，所述圆形底板为有机玻璃圆形底板，厚度为20mm，底板圆周边缘处钻有用于渗滤液的溢出与收集的滤液溢出孔，在桶底还安装有渗滤液外排开关阀和渗滤液排出口。
5.根据权利要求1所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，其特征在于，所述试验仪底部加厚有机玻璃桶厚度为18_，大于上部管壁厚度，底座、管壁主体通过螺栓连接在一起，各连接件之间用橡胶垫片密封。
6.根据权利要求1所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，其特征在于，所述气体的收集装置主体是为内径30cm、壁厚0.3cm、长IOOcm的有机玻璃筒，一端封闭，另一端敞口内放置可动活塞，活塞与管壁之间使用了〇型橡胶圈。
7.根据权利要求1所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，其特征在于，所述渗滤液处理系统包括电凝固处理中心、重力澄清器、厌氧流化床反应器和好氧硝化流化床反应器四部分。
8.根据权利要求7所述的城市垃圾填埋场生物降解沉降试验仪，其特征在于，所述第一部分电凝固处理中心由三根竖向放置的铝管组成，铝管接40V、20A的直流电；第二部分为低密度聚乙烯重力澄清器构成；第三部分为低密度聚乙烯的锥形厌氧流化床反应器，反应器内设有内循环装置；第四部分好氧硝化流化床反应器内设有颗粒活性炭。
【文档编号】G01N7/18GK103837433SQ201410081169
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】孙洪军, 赵丽红 申请人:辽宁工业大学