全文摘要
一种生活垃圾初期降解模拟实验装置，涉及环境保护中固体废物处理与处置技术领域，包括主箱体和集气罩，主箱体用于盛装垃圾样品，主箱体的上部设置有伸缩环；集气罩与主箱体密封连接，集气罩上设置有带阀门的通气口，用于进气和排气；其中，主箱体和集气罩之间形成密封空间，通过对所述伸缩环的按压操作能将所述密封空间内气体通过所述通气口排出。本实用新型结构简单，可控性强，在模拟试验过程中能够平衡装置内部气压，通过压缩伸缩环的方式排出气体，以主动排气取代常规被动排气，利于气态污染物的有效收集和测定。
主设计要求
1.一种生活垃圾初期降解模拟实验装置，包括主箱体和集气罩，其特征在于：主箱体，用于盛装垃圾样品，所述主箱体的上部设置有伸缩环；集气罩，与所述主箱体密封连接，所述集气罩上设置有带阀门的通气口，用于进气和排气；其中，所述主箱体和集气罩之间形成密封空间，通过对所述伸缩环的按压操作能将所述密封空间内气体通过所述通气口排出。
设计方案
1.一种生活垃圾初期降解模拟实验装置，包括主箱体和集气罩，其特征在于：
主箱体，用于盛装垃圾样品，所述主箱体的上部设置有伸缩环；
集气罩，与所述主箱体密封连接，所述集气罩上设置有带阀门的通气口，用于进气和排气；
其中，所述主箱体和集气罩之间形成密封空间，通过对所述伸缩环的按压操作能将所述密封空间内气体通过所述通气口排出。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于，所述伸缩环采用柔性PVC材料。
3.根据权利要求1所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于，所述集气罩内部为半球形；所述主箱体内部为空心圆柱体。
4.根据权利要求1所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于，所述集气罩和主箱体通过法兰密封塞连接。
5.根据权利要求1所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于，所述通气口包括进气口和出气口，其中，所述进气口用于向密封空间内通入空气或氧气；所述出气口用于将密封空间内的气体排出。
6.根据权利要求5所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于：
所述进气口连接至供气装置，所述供气装置为氧气瓶或空气泵；
所述出气口连接至气体收集装置，所述气体收集装置为集气袋或苏玛罐。
7.根据权利要求1所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于，所述主箱体的下方设置有穿孔板，所述穿孔板和主箱体底部之间形成排水层，所述垃圾样品产生的渗滤液穿过穿孔板进入所述排水层暂存。
8.根据权利要求7所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于，所述主箱体的底部设置有带阀门的渗滤液收集管，所述渗滤液收集管与所述排水层连通。
9.根据权利要求8所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于，所述排水层具有朝向所述渗滤液收集管倾斜的坡度。
10.根据权利要求1所述的生活垃圾初期降解模拟实验装置，其特征在于，所述生活垃圾初期降解模拟实验装置中除伸缩环以外的部分材质为有机玻璃。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及环境保护技术领域，特别是涉及一种生活垃圾初期降解模拟实验装置。
背景技术
我国生活垃圾中厨余垃圾含量高，导致我国生活垃圾具有含水率高和易降解有机质含量高的特点。生活垃圾在产生后，由居民投放至垃圾箱，经环卫垃圾车收集清运后送至中转站或转运站进行分拣和压缩，最终由转运站送至填埋场或焚烧厂进行处理处置。垃圾箱、垃圾车、垃圾中转站(或转运站)在当前垃圾收集转运过程中扮演着重要的角色，这些设施通常设置在人口稠密区或商业区附近，在提供便利的同时也可能由于其恶臭气味和产生的渗滤液对周围环境造成危害。
垃圾从产生到被运送到最终处置场之前的过程被称为垃圾初期降解过程，在此过程中垃圾大多与环境空气直接接触，处于好氧或兼氧降解状态。由于我国垃圾中厨余含量高，在微生物降解过程除了会产生常见的二氧化碳(CO2<\/sub>)、硫化氢(H2<\/sub>S)、氨气(NH3<\/sub>)外，还包括一些痕量挥发性有机物，如醇类、醛类、酯类、硫醇、硫醚、芳香族化合物、含氮类化合物等，其中甲硫醇、乙硫醇、甲硫醚等是重要的恶臭物质；此外，在由于厨余垃圾含水率高，在微生物降解过程会产生渗滤液，渗滤液中COD、氨氮含量高且气味难闻，若滴落在土壤或水中会严重污染土壤和水体环境。因此，对于垃圾初期降解污染物(气态和液态)进行定性和定量检测，对于明确垃圾初期降解污染特征，开展污染控制措施具有重要意义。
目前对垃圾降解的研究大多集中在厌氧环境，对于处于好氧或兼氧条件下的垃圾降解初期污染物排放特征研究较少。对于垃圾降解过程痕量气体产生情况大多采用LandGem模型进行估算。LandGem模型由美国环境总署(USEPA)提出，提供了基于美国垃圾填埋场情况的填埋气中非甲烷有机物(NMOCs)与甲烷的统计比例关系。由于我国生活垃圾组分与美国生活垃圾组分之间差异性大，此比例关系应用在我国填埋场情况时缺乏适用性和代表性。部分研究中采用甲烷潜力测定系统(BMP)研究垃圾降解过程气体产生情况，此类系统关注垃圾在厌氧环境下降解过程的气体产生情况，不适用于模拟生活垃圾好氧或兼氧条件下降解过程污染物排放研究。
对于垃圾初期降解微痕量气体产生情况，有报道研究在不同暴露环境条件下挥发性有机物的释放特征，使用蠕动泵自下而上强制通气的方式实现换气，但垃圾初期降解阶段大多是被动与环境接触，模拟实验条件难以与实际情形达成一致。具体采用负压抽取的方式抽出垃圾初期降解过程产生的气体，如此一来会影响反应器内压力平衡。因此，如何垃圾将降解过程产生的气体主动排出是模拟装置需要关注和解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种生活垃圾初期降解模拟实验装置，包括主箱体和集气罩，其中：
主箱体，用于盛装垃圾样品，所述主箱体的上部设置有伸缩环；
集气罩，与所述主箱体密封连接，所述集气罩上设置有带阀门的通气口，用于进气和排气；
其中，所述主箱体和集气罩之间形成密封空间，通过对所述伸缩环的按压操作能将所述密封空间内气体通过所述通气口排出。
其中，所述伸缩环采用柔性PVC材料。
其中，所述集气罩内部为半球形；所述主箱体内部为空心圆柱体。
其中，所述集气罩和主箱体通过法兰密封塞连接。
其中，所述通气口包括进气口和出气口，其中，所述进气口用于向密封空间内通入空气或氧气；所述出气口用于将密封空间内产生的气体排出。
其中，所述进气口连接至供气装置，所述供气装置为氧气瓶或空气泵；
所述出气口连接至气体收集装置，所述气体收集装置为集气袋或苏玛罐。
其中，所述主箱体的下方设置有穿孔板，所述穿孔板和主箱体底部之间形成排水层，所述垃圾样品产生的渗滤液穿过穿孔板进入所述排水层暂存。
其中，所述主箱体的底部设置有带阀门的渗滤液收集管，所述渗滤液收集管与所述排水层连通。
其中，所述排水层具有朝向所述渗滤液收集管倾斜的坡度。
其中，所述生活垃圾初期降解模拟实验装置除伸缩环以外的部分材质为有机玻璃。
基于上述技术方案，本实用新型的有益效果在于：
(1)该装置采用伸缩环，在模拟试验过程中能够平衡装置内部气压，通过压缩伸缩环的方式排出气体，以主动排气取代常规被动排气，避免负压取样影响装置内压力平衡；
(2)该装置可以根据需要向装置内通入空气或氧气，模拟垃圾初期降解的好氧或缺氧过程，装置结构简单，可控性强，具有良好的密封性；
(3)本实用新型实现了在可控条件下模拟垃圾初期降解过程，能有效收集并测定垃圾降解过程气态污染物和渗滤液的排放量。
附图说明
图1为本实用新型实施例生活垃圾初期降解模拟实验装置的结构示意图主视图；
图2为本实用新型生活垃圾初期降解模拟实验装置的结构示意图俯视图。
上述附图中，附图标记含义如下：
101-进气口； 102-出气口； 103-集气罩；
104-法兰密封塞； 105-伸缩环； 106-主箱体；
107-穿孔板； 108-排水层； 109-渗滤液收集管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
本实用新型公开了一种生活垃圾初期降解模拟实验装置，用于在可控条件下模拟垃圾初期降解过程并用于有效地收集和测定降解过程排放的污染物，该装置结构简单，可控性强，具有良好的密封性；同时可以根据需要向装置内通入空气，模拟垃圾初期降解的好氧过程。
具体地，作为一示例性实施例，如图1和图2所示，本实用新型提供了一种生活垃圾初期降解模拟实验装置，其包括主箱体106和集气罩103，其中，主箱体106用于盛装垃圾样品，在主箱体106的上部设置有伸缩环105；集气罩103与主箱体106密封连接，集气罩103上设置有带阀门的通气口，用于进气和排气；主箱体106和集气罩103之间形成密封空间，通过对伸缩环105的按压操作能将密封空间内气体通过通气口排出。
由此可采用主动排气的方式将密封空间内的气体排出取样，代替负压抽吸或者引入外部气体排气的被动集气方式，避免了因为负压过度抽吸或引入外部气体而造成的偏差。并且伸缩环在模拟实验过程和排气过程中还可辅助装置内部保持压力平衡。
作为优选，伸缩环105采用柔性PVC材料，能够在密封空间内气压作用下或者外力作用下进行伸展和压缩，具体来说，在垃圾降解过程中，产生气体会自动将柔性PVC材料撑开，而当需要排出密封空间内的气体时，可以打开通气口处的阀门，通过按压伸缩环进行排气。可以理解伸缩环在主箱体上的位置应当高于垃圾样品的充填位置，其可以采用粘接等方式固定于主箱体106上。
作为优选，集气罩103内部为半球形，在增加集气体积的同时，便于气体排出，在排气过程中不会存在死角。主箱体内部为空心圆柱体，尺寸与半球形配合；如图2中所示，主箱体106外部为圆柱体形状，当然还可以采用立方体形状等，并无特别限制。集气罩103通过法兰密封塞104与主箱体106连接，保证装置在模拟实验中的密闭性。
具体地，通气口包括进气口101和出气口102，其中：进气口101可将装置与环境连接，在实验模拟过程中，进气口101连接至供气装置，用于向密封空间内通入空气或氧气，模拟垃圾初期降解的好氧或缺氧反应过程；该供气装置例如为氧气瓶或空气泵。出气口102连接至气体收集装置，例如可与集气袋或苏玛罐连接，用于收集密封空间内产生的气体；此时，在气体收集过程中可打开出气口102的阀门，然后通过挤压伸缩环105，将密封空间内的气体挤压排入集气袋中。可以理解在其他实施例中，可仅提供一个通气口同时用于进气和排气。
进一步在主箱体106的下方还设置有穿孔板107，在穿孔板107和主箱体的底部之间形成排水层108，穿孔板107上开设多个通孔，便于将垃圾降解过程产生的渗滤液通过穿孔板107进入排水层108暂存。
更进一步在主箱体106的底部还设置有带阀门的渗滤液收集管109，该渗滤液收集管109与排水层108联通，可将排水层108内的渗滤液由渗滤液收集管109排出。作为优选，排水层108具有朝向渗滤液收集管倾斜的坡度，便于将渗滤液排出，收集并测定渗滤液的排放量。
作为优选，本实用新型装置除伸缩环以外的部分材质采用有机玻璃材质，当然在其他实施例中还可为不锈钢材料。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920083497.6
申请日:2019-01-17
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209673748U
授权时间:20191122
主分类号:G01N 33/00
专利分类号:G01N33/00;G01N1/22
范畴分类:31E;
申请人:中国环境科学研究院
第一申请人:中国环境科学研究院
申请人地址:100012 北京市朝阳区安外北苑大羊坊8号
发明人:刘彦君;杨惠媛;黄启飞
第一发明人:刘彦君
当前权利人:中国环境科学研究院
代理人:喻颖
代理机构:11021
代理机构编号:中科专利商标代理有限责任公司 11021
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计