一種應用於垃圾填埋場的多功能井的製作方法
2023-05-15 19:42:26
本發明涉及垃圾填埋技術領域，具體涉及一種應用於垃圾填埋場的多功能井。
背景技術：
垃圾填埋場是消納、存放生活垃圾的場所。我國的垃圾填埋場包括簡易垃圾填埋場(非正規垃圾填埋場)以及在運行的垃圾衛生填埋場。為了確保垃圾填埋場的環保特性，以及對垃圾填埋場的治理、修復和增容等需求，需要掌握垃圾堆體特性。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種應用於垃圾填埋場的多功能井。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種應用於垃圾填埋場的多功能井，豎直插入垃圾層中；包括下端封堵的井管、井帽組件和環境監測裝置，所述井管下端豎直插入垃圾層中，其的上端井口位於地面上方；所述井帽組件可拆卸安裝在所述井管的上端井口處；所述環境監測裝置安裝在所述井帽組件上並用於對井管內的環境進行監測；所述井管位於垃圾層中的部分包括至少一段花管段，所述花管段上開設有多個通孔；所述井管內填充有粉質粘土層和碎石層，所述碎石層位於所述粉質粘土層的上方，所述粉質粘土層和碎石層的交界處位於花管段所在區域。
本發明的有益效果是：本發明通過設置環境監測裝置，並在井管內設置粘土層和碎石層，可實現對垃圾填埋場垃圾堆體的內部環境進行綜合採樣和監測，為垃圾填埋場的現場評估和修複利用提供依據；且通過設置花管段，也可對垃圾堆體內部進行注氣、注水、抽氣和抽水等功能性操作。
在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
進一步，所述井帽組件包括第一井帽，所述第一井帽呈一端封堵的筒狀結構；所述第一井帽的內側壁上設有內螺紋，所述井管的上端外側壁上設有外螺紋；所述第一井帽可拆卸的套接在所述井管的上端並與之適配旋接。
採用上述進一步方案的有益效果是：通過設置第一井帽，可在建井時安裝在井體上，避免垃圾填埋場周圍的雜質進入到井管內。
進一步，所述井帽組件還包括第二井帽，所述第二井帽呈一端封堵的筒狀結構；所述第二井帽的內側壁上設有內螺紋，所述第二井帽可拆卸的套接在所述井管的上端並與之適配旋接；所述第二井帽的封堵端開設有接口，所述環境監測裝置通過所述接口與所述井管內部連通並對井管內的環境進行監測。
採用上述進一步方案的有益效果是：通過設置第二井帽，可方便將環境監測裝置與井管內部連通以對井管內的環境進行監測。
進一步，所述接口包括第一接口、第二接口和第三接口，所述環境監測裝置包括溫溼度檢測裝置、氣體檢測裝置和第一壓力表；所述溫溼度檢測裝置通過所述第一接口與所述井管內部連通並用於檢測所述井管內的溫度和溼度；所述氣體檢測裝置通過第二接口與所述井管內部連通並用於檢測所述井管內的氣體成分和濃度；所述第一壓力表通過第三接口與所述井管內部連通並用於檢測所述井管內的氣壓。
採用上述進一步方案的有益效果是：通過設置溫溼度檢測裝置、氣體檢測裝置和壓力表，可對井管內的溫溼度、氣體成分和濃度以及壓力進行實時監控，可及時掌握垃圾堆體的特性。
進一步，所述多功能井還包括抽吸氣裝置、抽注液裝置和第二壓力表，所述井帽組件還包括第三井帽；
所述第三井帽呈一端封堵的筒狀結構，所述第三井帽的內側壁上設有內螺紋，所述第三井帽可拆卸的套接在所述井管的上端並與之適配旋接；所述第三井帽的封堵端開設有氣體進出口、液體進出口和壓力檢測口；所述氣體進出口通過氣體管道與抽吸氣裝置相連通，所述液體進出口通過液體管道與抽注液裝置相連通，所述第二壓力表通過所述壓力檢測口與所述井管內部連通並用於檢測所述井管內的氣壓。
採用上述進一步方案的有益效果是：通過設置抽吸氣裝置和抽注液裝置，可方便衝洗井管以及向井管內充氣或抽氣，有利於垃圾填埋場的好氧修復和汙染場地的修復。
進一步，所述井管位於垃圾層中的部分還包括至少一段實管段，所述實管段和所述花管段交叉布置；所述粉質粘土層和碎石層的交界處位於花管段的中間位置處或位於所述花管段和所述實管段的交界處。
採用上述進一步方案的有益效果是：通過將粉質粘土層和碎石層的交界處設置在花管段的中間位置，方便將粉質粘土層和碎石層都與垃圾填埋場進行導通。
進一步，所述花管段的孔隙率為25％-75％。
進一步，所述花管段的中心距離管體下端的長度和所述花管段的中心距離管體上端的長度之比為1/4-5/6。
進一步，所述花管段的長度為0.5m-3m。
進一步，所述井管的下端呈上寬下窄的錐形結構。
附圖說明
圖1為本發明實施例的多功能井的一種實施方式的結構示意圖；
圖2為本發明實施例的多功能井的另一種實施方式的結構示意圖；
圖3為圖2中a部的放大結構示意圖；
圖4為第二井帽的俯視結構示意圖；
圖5為第三井帽的結構示意圖。
附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
1、垃圾層；2、井管；21、花管段；22、實管段；23、錐體段；3、第一井帽；4、第二井帽；41、第一接口；42、第二接口；43、第三接口；5、第三井帽；51、氣體進出口；52、液體進出口；53、壓力檢測口；6、溫溼度傳感器；7、流量控制閥。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
如圖1-圖5所示，本實施例的一種應用於垃圾填埋場的多功能井，豎直插入垃圾層1中；包括下端封堵的井管2、井帽組件和環境監測裝置，所述井管的下端豎直插入垃圾層中，其的上端井口位於地面上方；所述井帽組件可拆卸安裝在所述井管2的上端井口處；所述環境監測裝置安裝在所述井帽組件上並用於對井管2內的環境進行監測；所述井管2位於垃圾層中的部分包括至少一段花管段21，所述花管段21上開設有多個通孔；所述井管2內填充有粉質粘土層和碎石層，所述碎石層位於所述粉質粘土層的上方，所述粉質粘土層和碎石層的交界處位於花管段所在區域。本實施例通過設置環境監測裝置，並在井管內設置粘土層和碎石層，可實現對垃圾填埋場垃圾堆體的內部環境進行綜合採樣和監測，為垃圾填埋場的現場評估和修複利用提供依據；且通過設置花管段，也可對垃圾堆體內部進行注氣、注水、抽氣和抽水等功能性操作。
本實施例的井管2總長度為2-10m或10m以上，具體長度取決於垃圾層1的厚度，單個井管2的長度不超過底部的防滲透層頂部。對於多層垃圾填埋場，井管2底部應位於其下一層垃圾的上覆蓋土之上。必要時，也可對多層填埋的堆體採用長井體。本實施例的井管材料優選為鋼管，採用無縫鋼管或焊接鋼管。井管也可以採用pe或pvc塑料管。鋼管的規格包括管徑和壁厚，管徑尺寸為50mm-160mm之間通用口徑，以dn50、dn80和dn100最為常用。鋼管壁厚要達到強度要求，一般為3-5mm。本實施例的井管上端外壁上設置有長度為5mm-10mm的外螺紋，用來安裝井帽組件。
如圖1-圖3所示，當本實施例的井管2為鋼製材料製成時，本實施例所述井管2的下端呈上寬下窄的錐形結構。具體的，所述井管2包括依次一體連接的實管段22、花管段21和錐體段23，花管段21設置在實管段22和錐體段23之間，錐體段23設置在井管2的下端。錐體段23的長度為20cm-30cm。可將井管2通過壓樁機等設備或機械直接壓入垃圾堆體。當本實施例的井管2為其它管材時，可先在垃圾層中鑽孔，然後用堵頭代替錐體段，然後把井管插入到垃圾層的鑽孔內進行建井。
本實施例的花管段21可根據井用途進行設置，花管段21的具體位置可根據具體情況進行調整以最大程度滿足工藝要求。
本實施例的所述花管段21的中心距離管體下端的長度和所述花管段21的中心距離管體上端的長度之比為1/4-5/6。本實施例可在井管2上設置1-3段花管段，花管段21分別設置於井管2的下部、中部和上部，每段花管段21的長度為50cm-300cm。具體的，當垃圾堆體深度小於4m時，可設置一段花管段21，花管段21位於井管2中部或下部；當垃圾堆體深度為4m-8m時，可設置兩段花管段21，花管段21中心分別位於井管2下端往上的1/3和5/6處；當垃圾堆體的深度為8m-12m時，可設置三段花管段21，花管段21中心分別位於井管下端往上的1/4、1/2和5/6處。
本實施例的所述井管2位於垃圾層中的部分還包括至少一段實管段22，所述實管段22和所述花管段21交叉布置，即每兩端實管段22之間有一段花管段21；所述粉質粘土層和碎石層的交界處位於花管段21的中間位置處或位於所述花管段21和所述實管段22的交界處。例如，當所述井管2上設有一個花管段21時，所述粉質粘土層和碎石層的交界處位於花管段21的中間位置處，或將碎石層設置在花管段21內，將粉質粘土層設置在實管段22內；當所述井管2上設有兩段花管段21時，可將碎石層設置在花管段21內，將粉質粘土層設置在實管段22內。這樣可以將碎石層和粉質粘土層交叉設置，方便將粉質粘土層和碎石層都與垃圾填埋場進行導通。碎石層中的碎石粒徑為16mm-32mm；可在粘土層和碎石界面鋪設土工布，防止堵塞碎石層。當井管2安裝到垃圾堆體中並就位後，需要進行洗井作業以確保井管中清潔，並確保花管段的孔隙正常無阻塞。
洗井的具體方法為，先用帶有照明的視頻頭檢查井內情況；然後用高壓氣體(空壓機)注入井管內，用高壓氣管衝壓花管段；向井管內注水並攪拌，同時迅速用自吸泵將水抽出；或用高壓水槍衝洗花管段部位，同時將水抽出；反覆以上操作，直至井內衝洗乾淨，井管能夠正常使用。
本實施例的所述花管段21的的開孔方式可以為圓形或長方形，孔隙率為25％-75％。圓形孔徑為5mm-10mm，長方形孔的尺寸為2×20mm，3×20mm，4×20mm。
本實施例的井帽組件包括第一井帽3、第二井帽4和第三井帽5，這三種井帽可根據井管的不同用途交替使用。第一井帽3、第二井帽4和第三井帽5均設置有可與井管2上端相適配的內螺紋。
如圖1所示，本實施例的所述井帽組件包括第一井帽3，所述第一井帽3呈一端封堵的筒狀結構；所述第一井帽3的內側壁上設有內螺紋，所述井管2的上端外側壁上設有外螺紋；所述第一井帽3可拆卸的套接在所述井管2的上端並與之適配旋接。
如圖2-圖4所示，本實施例的所述井帽組件還包括第二井帽4，所述第二井帽4呈一端封堵的筒狀結構；所述第二井帽4的內側壁上設有內螺紋，所述第二井帽4可拆卸的套接在所述井管2的上端並與之適配旋接；所述第二井帽4的封堵端開設有接口，所述環境監測裝置通過所述接口與所述井管2內部連通並對井管2內的環境進行監測。通過設置第一井帽，可在建井時安裝在井體上，避免垃圾填埋場周圍的雜質進入到井管內。通過設置第二井帽，可方便將環境監測裝置與井管內部連通以對井管內的環境進行監測。
如圖3和圖4所示，本實施例的所述接口包括第一接口41、第二接口42和第三接口43，所述環境監測裝置包括溫溼度檢測裝置6、氣體檢測裝置和第一壓力表；所述溫溼度檢測裝置6通過所述第一接口41與所述井管2內部連通並用於檢測所述井管2內的溫度和溼度；所述氣體檢測裝置通過第二接口42與所述井管2內部連通並用於檢測所述井管2內的氣體成分和濃度；所述第一壓力表通過第三接口43與所述井管2內部連通並用於檢測所述井管2內的氣壓。通過設置溫溼度檢測裝置、氣體檢測裝置和壓力表，可對井管內的溫溼度、氣體成分和濃度以及壓力進行實時監控，可及時掌握垃圾堆體的特性。
如圖3和圖4所示，本實施例的溫溼度檢測裝置包括溫溼度採集設備和溫溼度傳感器，所述溫溼度傳感器位於所述井管內且處於花管段的粉質粘土層中且靠下布置，所述溫溼度採集設備位於井管外部，所述溫溼度傳感器通過導線與外部的溫溼度分析設備相連接。所述氣體檢測裝置包括氣體分析設備和氣體採集管，所述氣體分析設備位於井管外部，所述氣體採集管深入到所述井管內，所述氣體採集管的一端位於所述井管的花管段的碎石中，所述氣體採集管底端與所述粉質粘土層之間的距離為20cm-30cm；所述氣體採集管的上端與外部的氣體分析設備相連接。
本實施例的所述多功能井還包括抽吸氣裝置、抽注液裝置和第二壓力表，所述井帽組件還包括第三井帽5；通過設置抽吸氣裝置和抽注液裝置，可方便衝洗井管以及向井管內充氣或抽氣，有利於垃圾填埋場的好氧修復和汙染場地的修復。
如圖5所示，本實施例的所述第三井帽5呈一端封堵的筒狀結構，所述第三井帽5的內側壁上設有內螺紋，所述第三井帽5可拆卸的套接在所述井管2的上端並與之適配旋接；所述第三井帽5的封堵端開設有氣體進出口51、液體進出口52和壓力檢測口53；所述氣體進出口51通過氣體管道與抽吸氣裝置相連通，所述液體進出口52通過液體管道與抽注液裝置相連通，所述第二壓力表通過所述壓力檢測口53與所述井管2內部連通並用於檢測所述井管2內的氣壓。所述氣體管道和液體管道上均安裝有流量控制閥。
本實施例的第一井帽、第二井帽和第三井帽不同時使用。
本實施例的井裝置，安裝方便，布置靈活，運行安全，穩定可靠，可根據垃圾填埋場或汙染場地的實際情況優化設置。該井裝置應用廣泛，適用於垃圾填埋場的好氧修復，也可用於有機汙染場地的修復等。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。