一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法，属于生活垃圾填埋温室气体减排技术领域，甲烷氧化装置包括：壳体；壳体的底部与垃圾堆体中的导气竖井相连，壳体通过多层筛孔板分成上下连通的多个腔体且最下层腔体与导气竖井相连通；最下层腔体内填充有碎石填料层，剩余腔体内填充有甲烷氧化填料层。氧化方法包括：导气竖井收集的甲烷经碎石填料层分散后，通过一层或多层的甲烷氧化填料层进行氧化处理；处理完成后，处理气从壳体的上部敞口排出。本发明专利技术克服了传统甲烷氧化层水平铺塑工艺由于场地不均匀沉降所带来的断裂和气体“短路”问题，便于对处理效果进行检测和评估，有助于确保甲烷减排效果的有效性、安全性和长期性。

A methane oxidation device, installation method and oxidation method

The invention discloses a methane oxidation device, an installation method and an oxidation method, belonging to the technical field of greenhouse gas emission reduction in domestic waste landfill. The methane oxidation device comprises: a shell; the bottom of the shell is connected with the gas guide shaft in the garbage heap body; the shell is divided into a plurality of cavities connected up and down through the multi-layer sieve plate, and the lowest layer cavity is connected with the gas guide shaft; and the lowest layer cavity is connected with the gas guide shaft The remaining cavity is filled with methane oxidation filler layer. The oxidation method includes: after the methane collected by the gas guide shaft is dispersed by gravel packing layer, it is oxidized through one or more layers of methane oxidation packing layer; after treatment, the treated gas is discharged from the upper opening of the shell. The invention overcomes the problems of fracture and gas \short circuit\ caused by the uneven settlement of the site caused by the traditional horizontal paving process of methane oxide layer, which is convenient for detecting and evaluating the treatment effect, and helps to ensure the effectiveness, safety and long-term performance of methane emission reduction effect.

【技术实现步骤摘要】
一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法
本专利技术涉及生活垃圾填埋温室气体减排
，具体涉及一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法。
技术介绍
生活垃圾填埋过程中无序逸散的甲烷被认为是人类活动温室气体重要的排放源，其释放贯穿了生活填埋场整个运营及后期维护阶段。通常，需要在填埋场中设置主动抽排井和气体处理系统，对产生的填埋气(含甲烷)进行收集、处理或利用，从而降低环境和安全风险。填埋场气体收集过程主要依靠于运行人员的实操经验，同时由于各地区生活垃圾差异性较大，导致一般情况下填埋气实际收集效率非常低，这一现象在我国尤为明显(收集效率<40％)。特别是处于封场中、后期的填埋场，所产生的填埋气中甲烷浓度低于自持燃烧阈值，因此需要通过外加能源对填埋气进行热处理，这极大的增加了填埋场运行维护的经济负担。在上述背景下，甲烷氧化层技术的提出为生活垃圾填埋场温室气体排放控制提供了新的思路。作为一种新兴技术，其对于甲烷气体排放的削减效果已在实验室和场地试验中得到充分证实：通过在填埋堆体表面水平布设甲烷氧化材料(层)，无序逸散的甲烷气体从堆体中释放后，被覆盖材料中的甲烷氧化微生物所捕集和代谢，最终转化成对对环境无害的二氧化碳和水，从而有效的控制甲烷的释放。上述在填埋堆体表面水平布设甲烷氧化材料的方式虽然在场地试验中运用广泛，但其存在如下不足之处：1、现有规范普遍要求采用HDPE膜和黏土作为填埋堆体封场的上覆盖层，导致在实际工程中很难在现有标准的基础上增加甲烷氧化层结构单元；2、现有平铺的方式忽略了垃圾堆体中导气竖井对于填埋气的高效收集和导排作用；3、垃圾堆体在稳定化过程中会产生不均匀沉降，导致水平布设的甲烷氧化材料层产生断裂，从而形成气体“短路”现象，使得整个氧化系统效果崩溃；4、现有甲烷氧化技术系统的设计和实践缺少装置的支撑，导致其实际处理效果难以控制和评估。总而言之，现有技术和装备的缺失在一定程度上限制了甲烷氧化技术的工程应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法。本专利技术公开了一种甲烷氧化装置，包括：壳体；所述壳体的底部与垃圾堆体中的导气竖井相连，所述壳体通过多层筛孔板分成上下连通的多个腔体且最下层腔体与所述导气竖井相连通；最下层腔体内填充有碎石填料层，剩余腔体内填充有甲烷氧化填料层。作为本专利技术的进一步改进，所述壳体的上部敞口且截面面积不小于1m2，底部呈锥形；所述壳体的骨架为碳钢骨架、壁板为玻璃钢或不锈钢壁板。作为本专利技术的进一步改进，所述壳体的底部焊接固定有连接管，所述连接管通过连接法兰与所述导气竖井相连通。作为本专利技术的进一步改进，所述壳体通过第一筛孔板、第二筛孔板和第三筛孔板自下至上分成相连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体；所述第一腔体在所述第一筛孔板上填充有碎石填料层；所述第二腔体在所述第二筛孔板上填充有第一甲烷氧化填料层；所述第三腔体在所述第三筛孔板上填充有第二甲烷氧化填料层。作为本专利技术的进一步改进，所述第一腔体的高度为10-15cm，所述第二腔体的高度为10-20cm，所述第三腔体的高度为10-20cm；所述第一筛孔板、第二筛孔板和第三筛孔板上均贯穿开设有导气孔，所述导气孔的开孔率为4-10％、孔径为4-10mm，所述第二筛孔板和第三筛孔板上均设有滤网层，所述滤网层为土工滤网，规格不小于200g/m2。作为本专利技术的进一步改进，所述碎石填料层中砾石或碎石的粒径为20-40mm；所述第一甲烷氧化填料层由填料和甲烷氧化液态菌剂构成，所述填料包括陶粒填料、垃圾土、生物质堆肥、活性炭和生物炭中的一种或多种、粒径为2-10mm，所述第一甲烷氧化填料层的含水率为15-25％，pH为6.5-8；所述第二甲烷氧化填料层由填料和甲烷氧化液态菌剂构成，所述填料包括陶粒填料、垃圾土、生物质堆肥、活性炭和生物炭中的一种或多种、粒径为0.5-3mm，所述第二甲烷氧化填料层的含水率为15-25％，pH为6.5-8。作为本专利技术的进一步改进，所述壳体的顶部通过支架安装有遮雨板；所述壳体的外侧设有封场结构层，所述壳体的底部高于所述封场结构层的底部。本专利技术还公开了一种甲烷氧化装置的安装方法，包括：选用上部敞口、下部呈锥形的壳体；在所述壳体的底部开口处焊接固定有连接管，连接管通过连接法兰与垃圾堆体中的导气竖井相连通；在所述壳体的底部开口处放置第一筛孔板，在所述第一筛孔板上铺设砾石或碎石，形成碎石填料层；在所述碎石填料层上放置第二筛孔板并铺设滤网层，在滤网层上铺设填料并喷洒甲烷氧化液态菌剂，形成第一甲烷氧化填料层；在所述第一甲烷氧化填料层上放置第三筛孔板并铺设滤网层，在滤网层上铺设填料并喷洒甲烷氧化液态菌剂，形成第二甲烷氧化填料层；在所述壳体的外侧用封场结构层挤密压实，进行二次固定；安装完成后，所述壳体的顶部高于所述封场结构层的顶部。在所述壳体的顶部通过支架安装遮雨板。作为本专利技术的进一步改进，所述甲烷氧化液态菌剂的制备方法，包括：在体积比为1:0.5-3的混合清水和填埋渗滤液的混合液中，加入红糖，并搅拌充分溶解；调节上述溶液pH到6.5-8之间；搅拌均匀后静置存放，夏季培养时间为3-5天，其余季节培养时间为7-10天，完成甲烷氧化液态菌剂的制备。本专利技术还公开了一种甲烷氧化装置的氧化方法，包括：在垃圾堆体中的导气竖井上连接甲烷氧化装置；导气竖井收集的甲烷经碎石填料层分散后，通过一层或多层的甲烷氧化填料层进行氧化处理；处理完成后，处理气从壳体的上部敞口排出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的甲烷氧化装置结构简单，制作方便，便于形成标准化的产品，且在使用过程中可拆卸地安装于填埋堆体中导气竖井的上端，操作方便，可以重复利用；2、本专利技术的甲烷氧化装置与填埋堆体中导气竖井固定连接，可以充分利用导气竖井被动导排填埋气的功能，节约了主动抽气的能耗，降低了填埋场运行维护的成本；同时，填埋气经甲烷氧化装置处理后形成点源排放，便于对减排效果进行监测和评估；3、本专利技术可以根据项目需要选择不同类型的甲烷氧化填料层，从而保障甲烷减排的有效性；4、本专利技术克服了传统方式由于场地不均匀沉降所带来的甲烷氧化层断裂和气体“短路”问题，可以保障甲烷减排的安全性和长期性。附图说明图1为本专利技术一种实施例公开的甲烷氧化装置的结构示意图；图2为本专利技术一种实施例公开的甲烷氧化装置的安装方法的流程图；图3为本专利技术一种实施例公开的甲烷氧化液态菌剂的制备方法的流程图；图4为本专利技术一种实施例公开的甲烷氧化方法的流程图。图中：1、遮雨板；2、壳体；3、连接管；4、连接法兰；5-1、第一筛孔板；5-2、第二筛孔板；5-3、第三筛孔板；6-1、第一腔体；6-2、第二腔体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲烷氧化装置，其特征在于，包括：壳体；/n所述壳体的底部与垃圾堆体中的导气竖井相连，所述壳体通过多层筛孔板分成上下连通的多个腔体且最下层腔体与所述导气竖井相连通；/n最下层腔体内填充有碎石填料层，剩余腔体内填充有甲烷氧化填料层。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲烷氧化装置，其特征在于，包括：壳体；
所述壳体的底部与垃圾堆体中的导气竖井相连，所述壳体通过多层筛孔板分成上下连通的多个腔体且最下层腔体与所述导气竖井相连通；
最下层腔体内填充有碎石填料层，剩余腔体内填充有甲烷氧化填料层。


2.如权利要求1所述的甲烷氧化装置，其特征在于，所述壳体的上部敞口且截面面积不小于1m2，底部呈锥形；所述壳体的骨架为碳钢骨架、壁板为玻璃钢或不锈钢壁板。


3.如权利要求1或2所述的甲烷氧化装置，其特征在于，所述壳体的底部焊接固定有连接管，所述连接管通过连接法兰与所述导气竖井相连通。


4.如权利要求1所述的甲烷氧化装置，其特征在于，所述壳体通过第一筛孔板、第二筛孔板和第三筛孔板自下至上分成相连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体；
所述第一腔体在所述第一筛孔板上填充有碎石填料层；
所述第二腔体在所述第二筛孔板上填充有第一甲烷氧化填料层；
所述第三腔体在所述第三筛孔板上填充有第二甲烷氧化填料层。


5.如权利要求4所述的甲烷氧化装置，其特征在于，所述第一腔体的高度为10-15cm，所述第二腔体的高度为10-20cm，所述第三腔体的高度为10-20cm；
所述第一筛孔板、第二筛孔板和第三筛孔板上均贯穿开设有导气孔，所述导气孔的开孔率为4-10％、孔径为4-10mm，所述第二筛孔板和第三筛孔板上均设有滤网层，所述滤网层为土工滤网，规格不小于200g/m2。


6.如权利要求4或5所述的甲烷氧化装置，其特征在于，所述碎石填料层中砾石或碎石的粒径为20-40mm；
所述第一甲烷氧化填料层由填料和甲烷氧化液态菌剂构成，所述填料包括陶粒填料、垃圾土、生物质堆肥、活性炭和生物炭中的一种或多种、粒径为2-10mm，所述第一甲烷氧化填料层的含水率为15-25％，pH为6.5-8；
所述第二甲烷氧化填料层由填料和甲烷氧化液态菌剂构成，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄胜利，倪哲，齐长青，郭智，罗彬，张道利，
申请(专利权)人：北京高能时代环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11