填埋气水平收集井及其应用的制作方法

本发明属于垃圾填埋技术领域，尤其涉及一种填埋气水平收集井及其应用。

背景技术：

垃圾填埋气指的是在垃圾填埋场中，被堆积或填埋的城市生活垃圾中所含的大量有机物，被微生物厌氧消化、降解所生成的气体。填埋气的主要成分为甲烷和二氧化碳。甲烷是一种易燃易爆的气体，存在潜在的燃爆危险，甲烷产生的温室效应对全球环境将造成很大的影响。还有，填埋气中含有少量的有毒气体，如硫化氢、硫醇氨等，对人畜和植物均有毒害作用。填埋气还会影响地下水水质，溶于水中的二氧化碳，增加了地下水的硬度和矿物质的成分。可见，填埋气对周围的安全始终存在着威胁，必须对填埋气进行有效的控制。同时，甲烷也是一种利用价值较高的清洁能源。收集填埋气并合理利已成为城市垃圾填埋场处理技术的组成部分和发展趋势。

现有技术中的填埋气收集井一般分为竖直钻井方式和铺设单管水平井方式。采用竖直钻井，工程量大施工成本高，收气率最高只有60％，容易造成大量的填埋气外溢；采用铺设单管水平井，收气率较高，但是填埋垃圾中含有大量水分，收集的填埋气湿度较大、温度较高，且含有较多的固体颗粒杂质，在输送过程中有大量水分凝结形成冷凝水，容易造成管道堵塞，堵塞后管道维护必须停止集气装置，同样造成不小损失。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种填埋气水平收集井，旨在解决现有填埋气收集 井对填埋气的收气率较低及管道容易堵塞的技术问题。

本发明是这样实现的，一种填埋气水平收集井，包括与水平面呈预定角度倾斜设置在垃圾堆体中的第一管道组件、与水平面呈预定角度倾斜设置在垃圾堆体中且位于所述第一管道组件的上方的第二管道组件及用于连通所述第一管道组件与所述第二管道组件的第三管道；所述第一管道组件包括第一实管及与所述第一实管相连通的第一花管，所述第一实管的低端连通在所述第三管道上，所述第一实管的高端与所述第一花管的低端相连通，所述第一花管的高端为封闭端；所述第二管道组件包括第二实管及与所述第二实管相连通的第二花管，所述第二实管的低端连通在所述第三管道上，所述第二实管的高端与所述第二花管的低端相连通；所述第三管道的高端和/或所述第二花管的高端连接有集气装置，所述第三管道的低端连接有排水装置；或者，所述第二花管的高端连接有集气装置，所述第三管道的高端和所述第三管道的低端连接有排水装置。

进一步地，所述第一管道组件还包括滑动连接在所述第一实管的高端与所述第一花管的低端之间的第一活动管；所述第二管道组件还包括滑动连接在所述第二实管的高端与所述第二花管的低端之间的第二活动管。

进一步地，所述第一活动管套设在所述第一实管的高端的外侧与所述第一花管的低端的外侧；所述第二活动管套设在所述第二实管的高端的外侧与所述第二花管的低端的外侧。

进一步地，所述第一实管的高端与所述第一花管的低端相间隔；所述第二实管的高端与所述第二花管的低端相间隔。

进一步地，所述第一实管、所述第一花管与所述第一活动管均为直管，所述第一实管、所述第一花管与所述第一活动管同轴设置；所述第二实管、所述第二花管与所述第二活动管均为直管，所述第二实管、所述第二花管与所述第二活动管同轴设置。

进一步地，所述第一管道组件以等于或大于5％坡度铺设在垃圾堆体中；所述第二管道组件以等于或大于5％坡度铺设在垃圾堆体中。

进一步地，所述第一管道组件的轴线、所述第二管道组件的轴线与所述第三管道的轴线位于同一竖直面上。

进一步地，所述第一花管包括至少两个依次相连通的第一子花管，所述第一管道组件还包括滑动连接在相邻两个所述第一子花管之间的第三活动管；所述第二花管包括至少两个依次相连通的第二子花管，所述第二管道组件还包括滑动连接在相邻两个所述第二子花管之间的第四活动管。

进一步地，所述第三管道的低端安装有用于切换该第三管道的低端通或断的第一控制阀，所述第三管道的高端安装有用于切换该第三管道的高端通或断的第二控制阀，所述第二花管的高端安装有用于切换该第二花管的高端通或断的第三控制阀。

本发明相对于现有技术的技术效果是：第一管道组件与第二管道组件均倾斜设置在垃圾堆体中，并采用第三管道连通第一管道组件的低端与第二管道组件的低端，利用第一实管与第一花管的高度差及第二实管与第二花管的高度差，渗滤液在进入第一管道组件与第二管道组件后，不需要借助外力由第三管道连接排水装置排出垃圾堆体。第一管道组件与第二管道组件大致呈水平铺设，通过在第三管道的高端和/或第二花管的高端连接集气装置实现对填埋气的高效抽取。第一管道组件位于第二管道组件下方，渗滤液由于重力作用集中在下方，第一管道组件主要用于排水，第二管道组件主要用于抽气。垃圾堆体沉降会先引起第二管道组件内局部发生堵塞，通过选择第三管道的高端和/或第二花管的高端抽气，第一管道组件保持排水而难以发生堵塞。当渗滤液较多时，比如铺设完成前期，第三管道的低端与高端同时排水，第二花管的高端抽气。当渗滤液较少时，第三管道的低端排水，第三管道的高端和/或第二花管的高端抽气。该填埋气水平收集井使用灵活，排水效果好，管道难以堵塞，后期维护工作小，避免现有单管水平井堵塞时不能抽气的情况，提高对填埋气的收气率。由于渗透液排出快，使垃圾降解快，复填垃圾时间缩短，场地利用效率提高，还能降低垃圾堆体滑坡的安全隐患。

本发明的另一目的在于提供一种填埋气水平收集井的应用，旨在解决现有填埋气水平收集井对填埋气的收气率较低及管道容易堵塞的技术问题。

本发明是这样实现的，一种填埋气水平收集井的应用，包括以下步骤：

(1)在一垃圾堆体上开设一用于放置所述填埋气水平收集井的沟槽，将所述填埋气水平收集井与水平面呈预定角度倾斜设置在所述沟槽中，于所述沟槽内填充碎石以使所述碎石围设在所述第一管道组件的外侧与所述第二管道组件的外侧；

(2)提供一用于接收垃圾堆体中的渗滤液的排水装置，所述第三管道的高端与低端及所述第二花管的高端均引出垃圾堆体，所述第一控制阀连接在所述第三管道的低端与所述排水装置之间；

提供一用于抽取垃圾堆体中的填埋气的集气装置；所述第二控制阀连接在所述第三管道的高端与所述集气装置之间，所述第三控制阀连接在所述第二花管的高端与所述集气装置之间；或者，所述第二控制阀连接在所述第三管道的高端与所述排水装置之间，所述第三控制阀连接在所述第二花管的高端与所述集气装置之间。

本发明相对于现有技术的技术效果是：在垃圾堆体上开设的沟槽中倾斜放置填埋气水平收集井，并在沟槽中填充碎石，让垃圾堆体中的渗透液经过碎石过滤由花管进入实管再由第三管道流出垃圾堆体，第一管道组件与第二管道组件大致呈水平铺设，填埋气通过集气装置在第三管道的高端和/或第二花管的高端抽取。该填埋气水平收集井使用灵活，排水效果好，管道难以堵塞，后期维护工作小，避免现有单管水平井堵塞时不能抽气的情况，提高对填埋气的收气率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的填埋气水平收集井的结构示意图。

图2是图1的填埋气水平收集井的截面示意图。

图3是图1的填埋气水平收集井中应用的第一花管的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供的一种填埋气水平收集井，包括与水平面呈预定角度倾斜设置在垃圾堆体80中的第一管道组件10、与水平面呈预定角度倾斜设置在垃圾堆体80中且位于所述第一管道组件10的上方的第二管道组件20及用于连通所述第一管道组件10与所述第二管道组件20的第三管道30；所述第一管道组件10包括第一实管11及与所述第一实管11相连通的第一花管12，所述第一实管11的低端11a连通在所述第三管道30上，所述第一实管11的高端11b与所述第一花管12的低端12a相连通，所述第一花管12的高端12b为封闭端；所述第二管道组件20包括第二实管21及与所述第二实管21相连通的第二花管22，所述第二实管21的低端22a连通在所述第三管道30上，所述第二实管21的高端21b与所述第二花管22的低端22a相连通；所述第三管道30的高端30b和/或所述第二花管22的高端22b连接有集气装置(图未示)，所述第三管道30的低端30a连接有排水装置(图未示)；或者，所述第二花管22的高端22b连接有集气装置，所述第三管道30的高端30b和所述第三管道30的低端30a连接有排水装置。

第一管道组件10与第二管道组件20均倾斜设置在垃圾堆体80中，并采用第三管道30连通第一管道组件10的低端11a与第二管道组件20的低端21a，利用第一实管11与第一花管12的高度差及第二实管21与第二花管22的高度差，渗滤液在进入第一管道组件10与第二管道组件20后，不需要借助外力由第三管道30连接排水装置排出垃圾堆体80。第一管道组件10与第二管道组件20大致呈水平铺设，通过在第三管道30的高端30b和/或第二花管22的高端 22b连接集气装置实现对填埋气的高效抽取。第一管道组件10位于第二管道组件20下方，渗滤液由于重力作用集中在下方，第一管道组件10主要用于排水，第二管道组件20主要用于抽气。垃圾堆体80沉降会先引起第二管道组件20内局部发生堵塞，通过选择第三管道30的高端30b和/或第二花管22的高端22b抽气，第一管道组件10保持排水而难以发生堵塞。当渗滤液较多时，比如铺设完成前期，第三管道30的低端30a与高端30b同时排水，第二花管22的高端22b抽气。当渗滤液较少时，第三管道30的低端30a排水，第三管道30的高端30b和/或第二花管22的高端22b抽气。该填埋气水平收集井使用灵活，排水效果好，管道难以堵塞，后期维护工作小，避免现有单管水平井堵塞时不能抽气的情况，提高对填埋气的收气率。由于渗透液排出快，使垃圾降解快，复填垃圾时间缩短，场地利用效率提高，还能降低垃圾堆体80滑坡的安全隐患。

具体地，第一管道组件10与第二管道组件20具有相同结构，两者上下分布，让垃圾堆体80中的渗滤液主要集中在下方的第一管道组件10中。优选地，第一管道组件10与第二管道组件20等长，结构紧凑，充分利用场地空间，实现抽气排水。第一管道组件10主要用于排水，第二管道组件20主要用于抽气。垃圾堆体80沉降会先引起第二管道组件20内局部发生堵塞，通过选择第三管道30的高端30b和/或第二花管22的高端22b抽气，第一管道组件10保持排水而难以发生堵塞。

第一实管11与第二实管21为直管，与水平面倾斜一定角度设置，让渗滤液能流向与第一实管11的低端11a及第二实管21的低端21a相连通的第三管道30，通过第三管道30排出垃圾堆体80，而且第一实管11与第二实管21倾斜角度较小，即大致呈水平设置，能提高对填埋气的收气率。优选地，第一实管11与第二实管21的长度均不小于12m。第三管道30为直管，呈竖直设置或倾斜设置。第一实管11的低端11a与第二实管21的低端21a位于第三管道30的低端30a与高端30b之间，且第一实管11的低端11a低于第二实管21的低端21a，让第一管道组件10中的渗滤液比第二管道组件20中的渗滤液更先流 向第三管道30的低端30a，让填埋气流向第三管道30的高端30b，实现第一管道组件10主要用于排水，第二管道组件20主要用于抽气。第一实管11、第二实管21、第三管道30均采用相同尺寸的管材。第一实管11与第二实管21均采用热熔焊接在第三管道30上，连接牢固。

第一花管12与第二花管22为直管，分别具有与第一实管11与第二实管21相同倾斜角度，让渗滤液由第一花管12与第二花管22进入并分别流进第一实管11与第二实管21中。第一花管12的高端12b焊接有堵头15，形成密封端。在本实施例中，第一实管11、第二实管21、第三管道30、第一花管12与第二花管22均采用HDPE DE250管。高密度聚乙烯(HDPE)，耐酸碱，耐有机溶剂，电绝缘性优良，表面硬度、拉伸强度、刚性等机械强度好。排水装置与集气装置均为现有技术，排水装置用于收集垃圾堆体80中的渗透液，集气装置用于抽取垃圾堆体80中的填埋气。

进一步地，所述第一管道组件10还包括滑动连接在所述第一实管11的高端11b与所述第一花管12的低端12a之间的第一活动管13；所述第二管道组件20还包括滑动连接在所述第二实管21的高端21b与所述第二花管22的低端22a之间的第二活动管23。第一活动管13设置在第一实管11与第一花管12之间，让垃圾堆体80下沉后第一管道组件10能产生伸缩，避免独立一体的管道发生拉断破坏。优选地，第一实管11采用HDPE DE250管，每一第一实管11长度为30m，第一实管11与第一花管12的间距空隙为1m-1.5m。第一活动管13采用HDPE DE315管，长度为6m。该结构能降低堵塞可能性。第二实管21、第二花管22、第二活动管23情况类似，不再赘述。

进一步地，所述第一活动管13套设在所述第一实管11的高端11b的外侧与所述第一花管12的低端12a的外侧；所述第二活动管23套设在所述第二实管21的高端21b的外侧与所述第二花管22的低端22a的外侧。该结构安装容易。可以理解地，第一活动管13的相对两端分别插设在第一实管11的高端11b的内侧与第一花管12的低端12a的内侧，该结构也能让垃圾堆体80下沉后第 一管道组件10与第二管道组件20能产生伸缩，避免独立一体的管道发生拉断破坏。

进一步地，所述第一实管11的高端11b与所述第一花管12的低端12a相间隔；所述第二实管21的高端21b与所述第二花管22的低端22a相间隔。该结构能让垃圾堆体80下沉后第一管道组件10与第二管道组件20能产生伸缩，避免独立一体的管道发生拉断破坏。

进一步地，所述第一实管11、所述第一花管12与所述第一活动管13均为直管，所述第一实管11、所述第一花管12与所述第一活动管13同轴设置；所述第二实管21、所述第二花管22与所述第二活动管23均为直管，所述第二实管21、所述第二花管22与所述第二活动管23同轴设置。该结构容易加工，结构紧凑。可以理解地，第一实管11、第一花管12与第一活动管13还可以采用其他形状的管道，还可以错开设置，只要让第一管道组件10位于第二管道组件20下方而且渗滤液能进入第一管道组件10与第二管道组件20并流向第三管道30即可。

进一步地，所述第一管道组件10以等于或大于5％坡度铺设在垃圾堆体80中；所述第二管道组件20以等于或大于5％坡度铺设在垃圾堆体80中。渗滤液导排量大时，第二管道组件20主要用于抽气，第一管道组件10主要用于排水。渗滤液导排量小时，第一管道组件10与第二管道组件20同时抽气。

进一步地，所述第一管道组件10的轴线、所述第二管道组件20的轴线与所述第三管道30的轴线位于同一竖直面上。该结构紧凑，容易加工。可以理解地，第一管道组件10的轴线与第二管道组件20的轴线大致朝同一方向延伸，第一管道组件10的轴线投影与第二管道组件20的轴线投影在水平面上错开较小角度，让位于第二管道组件20上方的渗滤液在往下流动过程中，大部分进入第二管道组件20，小部分进入第一管道组件10，即在垃圾堆体80沉降时先引起第二管道组件20内局部发生堵塞，而第一管道组件10保持排水而难以发生堵塞。

进一步地，所述第一管道组件10的轴线与所述第二管道组件20的轴线相平行。该结构紧凑，容易加工。优选地，第一管道组件10的轴线与第二管道组件20的轴线间距约50cm，可以依据实际需要调整。可以理解地，第一管道组件10的轴线与第二管道组件20的轴线错开角度设置，让渗滤液能分别经过第一管道组件10与第二管道组件20流向第三管道30即可。

进一步地，所述第一花管12包括至少两个依次相连通的第一子花管121，所述第一管道组件10还包括滑动连接在相邻两个所述第一子花管121之间的第三活动管14；所述第二花管22包括至少两个依次相连通的第二子花管221，所述第二管道组件20还包括滑动连接在相邻两个所述第二子花管221之间的第四活动管24。第一活动管13、第二活动管23、第三活动管14、第四活动管24为相同结构，第三活动管14套设在相邻两个第一子花管121之间，让垃圾堆体80下沉后第一管道组件10能产生伸缩，避免独立一体的管道发生拉断破坏。优选地，第一子花管121采用HDPE DE250管，每一第一子花管121长度为30m，相邻两个第一子花管121的间距空隙为1m-1.5m。第三活动管14采用HDPE DE315管，每一第三活动管14长度为6m。第三活动管14套设在相邻两个第一子花管121的外侧。该结构能有效抽气排水，并降低堵塞可能性。第一子花管121与第三活动管14的数量依据场地选取。第二子花管221、第四活动管24情况类似，不再赘述。

进一步地，所述第一花管12具有若干过孔122，所述第一花管12上的每四个相邻的所述过孔122呈菱形分布；所述第二花管22具有若干过孔222，所述第二花管22上的每四个相邻的所述过孔222呈菱形分布。具体地，在第一花管12上沿第一花管12的长度方向开设八排Φ25mm过孔122，同一排中的相邻两个过孔122的间距为150mm，相邻两排的过孔122错开分布，形成第一花管12上的每四个相邻的过孔122呈菱形分布，让渗滤液有效进入第一花管12中，同时充分对填埋气进行抽气。第二花管22情况类似，不再赘述。第一子花管121、第二子花管221可参考第一花管12，不再赘述。

进一步地，所述第三管道30的低端30a安装有用于切换该第三管道30的低端30a通或断的第一控制阀41，所述第三管道30的高端30b安装有用于切换该第三管道30的高端30b通或断的第二控制阀(图未示)，所述第二花管22的高端22b安装有用于切换该第二花管22的高端22b通或断的第三控制阀(图未示)。在本实施例中，第一控制阀41、第二控制阀、第三控制阀均为蝶阀，对相应端口进行控制。第一控制阀41、第二控制阀、第三控制阀还可以选用其他控制阀。

进一步地，第二管道组件20还包括连接在第二花管22的高端22b与第三控制阀之间的第三实管25。第三实管25与第二花管22之间热熔焊接，第三实管25与第二花管22错开一定角度引出垃圾堆体80。第三实管25的长度不小于12m，便于该处抽气。

进一步地，至少两组填埋气水平收集井并列设置在垃圾堆体80中，相邻两组填埋气水平收集井中的其中一个第二管道组件20与另外一个第二管道组件20分别连接有一个支管(图未示)，该两个支管通过法兰(图未示)连接，让该两个第二管道组件20相连通，即使其中一个管道发生堵塞，还有另一管道能实现抽气，提高可靠性，容易维护。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供的一种填埋气水平收集井的应用，包括以下步骤：

(1)在一垃圾堆体80上开设一用于放置所述填埋气水平收集井的沟槽81，将所述填埋气水平收集井与水平面呈预定角度倾斜设置在所述沟槽81中，于所述沟槽81内填充碎石90以使所述碎石90围设在所述第一管道组件10的外侧与所述第二管道组件20的外侧。具体地，沟槽81的截面为倒梯形，该结构稳定，优选地，该倒梯形的高度约1m。采用宽度为3-5cm的碎石90填充，让垃圾堆体80中的渗透液经过碎石90过滤。优选地，在填充碎石90后，垃圾与第一管道组件10或者第二管道组件20组件之间的间距不低于150mm。

(2)提供一用于接收垃圾堆体80中的渗滤液的排水装置(图未示)，所述 第三管道30的高端30b与低端30a及所述第二花管22的高端22b均引出垃圾堆体80，所述第一控制阀41连接在所述第三管道30的低端30a与所述排水装置之间；

提供一用于抽取垃圾堆体80中的填埋气的集气装置(图未示)；所述第二控制阀连接在所述第三管道30的高端30b与所述集气装置之间，所述第三控制阀连接在所述第二花管22的高端22b与所述集气装置之间；或者，所述第二控制阀连接在所述第三管道30的高端30b与所述排水装置之间，所述第三控制阀连接在所述第二花管22的高端22b与所述集气装置之间。

当渗滤液较多时，比如铺设完成前期，第三管道30的低端30a与高端30b同时排水，第二花管22的高端22b抽气。当渗滤液较少时，第三管道30的低端30a排水，第三管道30的高端30b和/或第二花管22的高端22b抽气。

在垃圾堆体80上开设的沟槽81中倾斜放置填埋气水平收集井，并在沟槽81中填充碎石90，让垃圾堆体80中的渗透液经过碎石90过滤由花管进入实管再由第三管道30流出垃圾堆体80，第一管道组件10与第二管道组件20大致呈水平铺设，填埋气通过集气装置在第三管道30的高端30b和/或第二花管22的高端22b抽取。该填埋气水平收集井使用灵活，排水效果好，管道难以堵塞，后期维护工作小，避免现有单管水平井堵塞时不能抽气的情况，提高对填埋气的收气率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。