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1、 固體廢棄物處理與處置課程設計 某市城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場設計 學生姓名 李立雪 學院名稱 環(huán)境學院 學號 20141703121 班級 14環(huán)工1 專業(yè)名稱 環(huán)境工程 指導教師 項瑋 2016年 11月 17日 摘 要：本設計是對210萬人口垃圾衛(wèi)生填埋場進行工藝設計，人均垃圾產量1.2kg∕(d?人，設計使用年限為17年。本文首先對我國生活垃圾的處理處置方法進行了綜合分析，在此基礎上，對填埋場的選址、填埋場的地基與防滲、滲濾液的產生及收集處理、填埋氣體的

2、收集及利用、終場覆蓋與封場、污水處理工藝以及環(huán)境保護和監(jiān)測等問題進行了深入的探討。 本設計介紹了平原型生活垃圾填埋場單層防滲系統(tǒng)的構造形式，并以方典型工程為例進行對比，為了填埋場在使用期間能夠安全的運作，避免對環(huán)境造成危害，本設計在進行過程中嚴格遵照相關設計標準。 關鍵詞： 生活垃圾； 平原型垃圾填埋場；滲濾液； 填埋氣體； 防滲 1 前言 1.主要設計原始資料........................................... 1.1垃圾組成成分及基本性質自然條件.......................... 1.2填埋場地理位

3、置....................................................... 2.處理方法的選用......................................................... 2.1處理方法的比較...................................................... 2.2處理方法選擇........................................................ 3場址選擇和所選場址自然條件的評析........................

4、....... 3.1填埋場的選址原則.......................................... 3.2場址開發(fā)利用應具備的條件........................... 3.3廠址選擇的步驟......................................... 4垃圾填埋場工程設計....................................... 4.1服務人口及范圍.............................. 4.2垃圾產率的預測...................................

5、 4.3填埋場庫容的容積計算................................. 4.4滲濾液及氣體的產生量............ 4.4.1滲濾液產生量................................... 4.4.2填埋面積與滲濾液計算................................ 4.5滲濾液調節(jié)池設計 ................................ 4.6填埋場氣體的計算................................ 4.6.1填埋氣產量預測..................

6、.............. 4.6.2滲濾液及氣體的收集設備................................ 4.垃圾的分選系統(tǒng)................................ 5.填埋場工藝設備................................ 5.1.填埋工藝流程 ................................ 5.2填埋作業(yè)................................ 5.3填埋主要設備................................ 6填埋場底防滲系統(tǒng)..........

7、...................... 6.1場底防滲系統(tǒng)分類................................ 6.2場底防滲系統(tǒng)的選擇................................ 6.3滲濾液收集系統(tǒng)................................ 7.填埋場氣體的導排和利用................................ 7.1填埋場氣體的組成與產生原理................................ 7.2填埋場氣體收集和導排...............................

8、. 8. 填埋場終場覆蓋與封場.................................... 8.1終場覆蓋的設計............................... 8.2終場覆蓋材料.................................. 8.3終場覆蓋的植被恢復....................... 8.4封場后的土地回用........... 8填埋場環(huán)境監(jiān)測................... 8.1大氣污染物的監(jiān)測與控制.............. 8.2水體監(jiān)測與控制........................ 9.

9、道路組織原則 ...................... 10.管理措施 ............ 11.主要參考書、手冊、標準和規(guī)范................ - 3 - 前言 隨著人們的生活水平不斷的提高，城市的垃己在逐漸的成比例上漲，垃圾的大量產生給居民的生活帶來了諸多不便嚴重影響居民的生活，影響到城市的容貌及其衛(wèi)生狀況。垃圾的堆放極其不合理的處置方式給太原市人民的生活帶來了諸多不便，垃圾的到處散布產生的臭氣及其有毒有害氣體嚴重影響到了人體的健康，并且隨著城市人口的不斷增加垃圾成倍增加，這就需要一個合理的方式來進行垃圾處理。通過方案的比選,

10、建設一個垃圾填埋場是解決垃圾問題的當務之急。 本次設計的內容是城市210萬人口垃圾的衛(wèi)生填埋場，使用年限是17年，設計填埋場的占地面積為m2，填埋場庫容為，本次對城市210萬人口垃圾衛(wèi)生填埋場進行工藝設計中，以人均垃圾產量1.2 kg∕(d?人)計算。垃圾成分主要為居民生活垃圾，生活垃圾中無機物成分比例較大，垃圾中有毒有害物質和重金屬含量甚少。 衛(wèi)生填埋技術在我國目前的形勢來看還處于發(fā)展上升間段，在今后的相當長一段時間內，衛(wèi)生填埋的發(fā)展優(yōu)勢相當明顯，一個城市生活垃圾的出路，衛(wèi)生填埋法是首選，衛(wèi)生填埋的優(yōu)點是其建設周期短、投資相對低、處理量大、并可以分段投入，管理方便。另外從資源角度看來生

11、活垃圾填埋場事實上是以一種資源的形式儲存起來以待后人利用。 本次設計比較綜合介紹了填埋場的設計包括選址、環(huán)境影響評價、總體設計等等。 - 41 - 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 概述 1.主要設計原始資料 1.1垃圾組成成分及基本性質 表1 某市垃圾組成成分 成 分 變化范圍 平均值 A：有機物(%) 45.0--50.0 47.5 動植物(%) 纖維類(%) 40.0--45.5 3.0--5.0 B：無機物(%) 40.0--

12、46.0 43.0 灰礫(%) 磚石(%) 35.0--37.0 5.0--9.0 C：可回收物(%) 7.0--12.0 9.5 紙、塑料(%) 玻璃(%) 金屬(%) 5.8--9.5 1.0--2.0 0.2--0.5 表2 某市垃圾的基本性質 物質性質 變化范圍 平均值 含水率(%) 40.0--45.0 42.5 容重(kg/m3) 520.0--580.0. 550.0 熱值(KJ/㎏) 3600--4000 3800 1.2填埋場地理位置 所選場址位于該市東南方，場址附近無較大河流，場址以南約0.8公里處有條河流

13、。場地北側約1000m處有公路通過。 1.3地形地貌 工程區(qū)屬河谷淺丘山區(qū)。最高高程約272m，最低處約170m，相對高差約100m。場區(qū)為寬緩“U”型，壩址處右岸較較陡，平均坡角23，左岸較緩，坡角18。 1.4地質構造 擬建場地地層屬侏羅系地層，巖層屬沉積巖類。工程的主要物理地質現象為巖石的風化及裂縫破裂。谷底第四系沖洪積土，面積約占填埋區(qū)面積的45%，滲透系數K=1.510-6cm/s，基巖裸露部分約占填埋面積的55%，其中泥巖滲透系數K=3.010-7cm/s，砂巖滲透系數K＝8.010-4cm/s。 1.5水文地質條件：場址地下水主要分布基巖(紅層)裂隙水，含水層為下沙溪廟

14、組。地下水儲量較差，賦存于不穩(wěn)定的砂巖發(fā)育較差的裂隙中，旱藏深度一般較淺。場區(qū)內地下水主要為第四系松散層和強風化巖中的孔隙水和基巖風化裂隙水，孔隙潛水，水位一般低于地面0.2～0.3m；基巖裂隙水，埋藏了不同深度的節(jié)理裂隙中，強風化層平均為2.0m，弱風化層平均為8.0米；地下水穩(wěn)定水位平均位于地層下2.95m，地下水的水力梯度為0.007。填埋區(qū)地下水受大氣降雨補給，有明顯的補給徑流，排泄區(qū)域和途徑。填埋場山谷為一獨立的水文地質單元，場區(qū)匯水范圍內的地表水，地下均由谷口向外排泄(總體趨勢由東向西徑流)。 1.5地基穩(wěn)定性及建筑適宜性評價 填埋區(qū)呈寬緩“U”型槽溝，兩岸及谷底無大的堆積體存

15、在，岸坡自然穩(wěn)定，無崩塌、滑坡等不良地質現象，填埋區(qū)場地穩(wěn)定，兩岸山體雄厚，巖體較完整。填埋垃圾后不會誘發(fā)滑坡等災害地質現象。工程區(qū)具有較好的構造穩(wěn)定性。建筑物抗震設計按Ⅳ度考慮，場地適宜建設。 1.6交通、給排水、供電條件 擬建場地北側約1000m處有公路通過，交通條件較為便利。場區(qū)給水、供電可以引自該市，場區(qū)雨水可通過附近的沖溝，就近排入南部河流，場區(qū)污水可通過新建800m管道輸送至擬建污水處理廠處理。 1.7氣候特點 場區(qū)氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，具有冬冷夏熱，雨量充沛，濕度大，云霧多，日照少，風力小等特點，常年平均氣溫17-18℃，年平均降水量986-1282mm，30年一遇

16、最大小時降雨量為10.5mm/h，連續(xù)降暴雨日數年最高達5-8日，降雨主要集中在夏季。平均濕度在80%左右，常年主導風向為北風。 表1.7 某市多年平均降雨量 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1l 12 降雨量(mm/d) 2.3 3.0 3.3 4.0 6.0 5.0 4.3 2.3 2.0 1.7 3.0 2.7 1.8徑流系數經驗值 為了與周圍環(huán)境協(xié)調一致，要求填埋封場后表面覆蓋粉壤土，坡度為2%，表面種植野草，不同地形及地表狀況的徑流系數見表4。 表1.8不同地形及地表狀況的徑流系數經驗值 地表狀況 徑流系

17、數ψ 粉壤土種植牧草，平坦--2%坡度 0.32--0.52 粉壤土種植裸草，平坦--2%坡度 0.62--0.82 表層土較厚的丘陵山地 0.50--0.70 表層土較薄的丘陵山地 0.60--0.80 陡峭山地 0.?5--0.90 2.處理方法的選用 2.1處理技術的比較 目前國內外廣泛采用的城市生活垃圾處理方式主要有衛(wèi)生填埋、高溫堆肥和焚燒等，這三種主要垃圾處理方式的比例，因地理環(huán)境、垃圾成份、經濟發(fā)展水平等因素不同而有所區(qū)別。 表2.1 生活垃圾處理技術比較 比較項目 填埋 焚燒 堆肥 技術可靠性 可靠，屬傳統(tǒng)處理方

18、法 較可靠，國外屬成熟技術 較可靠，在我國有實踐經驗 工程規(guī)模 取決于作業(yè)場地和使用年限，一般比較均大于其它類型 單臺爐規(guī)格常用150~500t/d，焚燒廠一般安裝2~4臺焚燒爐 動態(tài)間歇堆肥廠為100~200t/d；動態(tài)連續(xù)式堆肥廠常為100~200t/d 選址難易度 較空難 有一定空難 有一定空難 占地面積/體積 1m3/t 60~100m2/t 110~150m2/t 建設工期 9~12個月 30~36個月 12~18個月 適用條件 對垃圾成分無嚴格要求，但含水率過高不易 要求垃圾低熱值大于3767kJ/kg 要求垃圾中可生物降解有機物

19、的含量大于40% 操作安全性 較好，沼氣導排要通暢 較好，嚴格按照規(guī)范操作 較好 管理水平 一般 很高 較高 產品市場 有沼氣回收后的衛(wèi)生填埋場，沼氣可用作發(fā)電等 熱能或者電能可作為社會使用，需要政策支持 落實堆肥市場有一定空難，需采用多種措施 環(huán)保問題 滲濾水處理難度大 煙氣與飛灰處理難度大 好氧堆肥時惡臭難當 能源化意義 沼氣收集后用于發(fā)電 焚燒余熱可發(fā)電 采用厭氧發(fā)酵工藝，沼氣收集后用于發(fā)電 資源利用 封場后恢復土地利用或再生土地利用 垃圾分選可回收部分物質 堆肥用于農業(yè)種植和圓林綠化，并回收部分物質 穩(wěn)定化時間 20~50年 2

20、h左右 15~60天 最終處置 填埋本身是一種最終處置方法 焚燒殘渣需做處置，約占進爐垃圾量10%~30% 不可堆肥需做處置，約占進廠量的30%~40% 地下水污染 需有防滲措施，但可能滲漏，人工防滲投 可能性較小 可能性較小 處理成本（記折舊，不計費用）（元/t） 35~55 80~240 50~80 處理成本（不計折舊及費用）（元/t 22~31 30~120 25~45 土壤污染 限于填埋場區(qū)域 無 需控制堆肥中重金屬含量和pH值 主要風險 沼氣聚集引起爆炸哦，場底滲漏 垃圾燃燒不穩(wěn)定，煙氣治理不達標 因成本過

21、高或堆肥質量不佳而影響產品質量 2.2處理方法選擇 焚燒處理，堆肥技術和衛(wèi)生填埋技術各有個的優(yōu)點，但是衛(wèi)生填埋法仍是絕大部分城鎮(zhèn)處理垃圾的重要甚至唯一的方法。 衛(wèi)生填埋法有如下的特點第一是完全獨立的城市垃圾無害化處理方法；第二是一切固體廢物的最終處理方法；第三無需對垃圾進行預處理；第四處理成本相對較低；第五處理及時相對簡單，有利于推廣普及；第六衛(wèi)生填埋場可選擇非耕地作為廠址，如灘地、山谷、廢坑、洼地、溝渠等處，填埋場經若干年后加以中場覆蓋，場地可作多種用途，實現土地的再利用。 3場址選擇和所選場址自然條件的評析 3.1填埋場的選址原則 場址的選擇是衛(wèi)生填埋場全面設計規(guī)劃的第一

22、步。影響選址的因素很多，主要應從工程學、環(huán)境學、經濟學、法律和社會學等方面來考慮。 1.環(huán)境污染角度考慮的安全原則：應確保其周邊生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境以及人類生存安全等的安全。 2.從經濟角度考慮其合理原則：合理科學地選擇。能夠達到降低造價、提升資金使用效率的目的。 3.從安全考慮原則：要防止場地對大氣的污染，地表水的污染，尤其是要防止?jié)B濾水的釋出對地下水的污染。因此，防止地下水的污染是場地選擇時考慮的重點。 4.法律及社會支持原則：場址的選擇不能破壞改變周圍居民的生產，生活條件，需要得到公眾的大力支持。 3.2場址開發(fā)利用應具備的條件 1.符合當地城鄉(xiāng)建設總體規(guī)劃和環(huán)境衛(wèi)

23、生專業(yè)規(guī)劃要求； 2.符合環(huán)境保護的要求； 3 充分利用天然地形以增大填埋容量，使用年限應達到相關要求； 4交通方便，運距合理； 5征地費用較低，施工較方便； 6人口密度較低、土地利用價值較低； 7 位于夏季主導風下風向，距人畜居棲點500m以外； 8遠離水源，盡量設在地下水流向的下游地區(qū)。 3.3廠址選擇的步驟 3.3.1場址的初選 根據填埋場的準則和標準，對上述資料全面的分析并通過對候選場址進行踏勘，對場地的地形、地貌、給排水、覆蓋土源、交通運輸及場址周圍的人群居住情況進行比對分析，選擇幾個比較合適的預選場地，以備與下一次進行優(yōu)選。 3.3.2野外勘探 場地

24、的野外勘察是填埋場重要環(huán)節(jié)，它直接掌握場地的地形、地貌、給排水、覆蓋土源、交通運輸及場址周圍的人群居住情況、水文網分布情況和場地的場址有關的信息和資料。另外，勘察的步驟為（1）根據現有資料對場地所在地區(qū)進行初步調查；（2）在初步調查的基礎上進行實地考察；（3）通過鉆探或挖掘技術進行場地水文地質勘測；（4）勘察資料整理，繪制較詳細的處置場地地圖。 3.3.3場址的優(yōu)選 根據前段收集的區(qū)域資料、野外現場勘探結果、社會法律調查對場址進行經濟技術評價和綜合評價比較。比選出較為理想的衛(wèi)生填埋方案。并通過模糊評價法、專家系統(tǒng)法、層次分析法、和地理信息系統(tǒng)就可以就可以決定場地的限制性因素，并收集一系

25、列圖標制成各種圖表并在圖表中突出限定性因素。同時對填埋場的具體更準確的定位，得到比較量化的結果。經過對場址的合理量化定位。 填埋場必須滿足環(huán)保的基本要求，概括起來主要有以下幾方面： （1） 確定填埋場的面積 （2）運輸距離 （3）土壤與地形條件（4）氣象條件 （5）地質和水文地質條件（6）環(huán)境條件 （7）場地的最后利用。 3.3.4場址的綜合評價報告 場地的綜合評價技術報告是場地選擇的最終依據和工程立項依據，是固體廢物填埋場項目由選址階段到正是過度到工程階段，該報告也是也場地勘查的依據。該階段有項目主管單位編制場地綜合評價地質條件評價技術報告，報告詳細說明場地的綜合條件，詳細

26、描述對場地的不利和有利因素，做出場地可選性結論并對下一步工程實施提出合理建議。 3.5所選場址自然條件評析 1.地形地貌 ：由于該填埋場位于山丘，而且場區(qū)為“ U”型，山丘的最 高處與最低相對高度為 100，平均坡角 23，右岸較緩，坡度 18，基于 這種地形，該填埋場可以設計成山谷型，但是不宜選址在地形坡度起伏變 化 大 的地方和低洼匯水處， 原則上的地形的自然坡度不應大于 5%，資料 中的平均坡度 為 23比較不適合。該場地位于某鎮(zhèn)東南 方，距某鎮(zhèn) 約 1 公 里 ，距北側某一級公路約 1 公里，場址附近無較大河流，場址以南約 0.8 公里處是某河，距離城鎮(zhèn)的距離符合，而且離公路

27、比較近，交通方便， 沒有比較的河流，減少填埋場的滲濾液對河流的影響。 2. 水文 ：由于場址的含水層的沙溪組層，地下水的儲存量較差，而且 旱藏深度較淺，場地所在地段含水層越薄，那么在地下水同一流速的情況下，流經場區(qū) 的地下水的徑流量就越小，污染物質擴散的效果就差，有利于場地的選擇，場區(qū)內地下水主要為第四系松散層和強風化巖中的孔隙水和基巖風化裂隙水， 孔隙潛 水，水位一般低于地面 0.2～0.3m，基巖裂隙水，埋藏了不同深度的節(jié)理 裂隙中，強風化層平均為 2.Om，弱風化層平均為 8.0 米；地下水穩(wěn)定水 位平均位于地層下 2.95m，地下水的水力梯度為 0.007。風化層的深度合

28、理，地下水位在地層 2.95 米大于兩米，所以符合填埋場的設計要求。 3.地質：谷底第四系沖洪積土，面積約占填埋區(qū)面積的 45％，滲透系 數K=1.5X10 -6 cm/s，基巖裸露部分約占填埋面積的 55％，其中泥巖滲透系 數K=3.0X10 -7 cm/s，砂巖滲透系數 K＝8.0X10 - 4 cm／s。根據國家的標準，滲 透率應該小于等于 10 -7 ，在資料的數據都大于該標準值，所以不適合場址 的選擇。 4.氣象 ： 場區(qū)氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，具有冬冷夏熱，雨量充 沛對填埋場的防滲層有不好的地方，濕度大，云霧多，日照少，風力小具 有空氣的流動性小， 對填埋場對周圍居民的

29、影響比較小，例如噪音，臭氣， 飄塵等，年平均降水量 672.8mm， 30年一遇最大小時降雨量為 10.5mm／h， 連續(xù)降暴雨日數年最高達 5— 8日，降雨主要集中在夏季，多年統(tǒng)計降雨資 料見下表3。年蒸發(fā)量為 1840mm。年 降水量小于蒸發(fā)量，適合場地的選擇， 常年主導風向為北風，年平均風速 3.4m/s，最大風速 22 m/s。最大風力對 場地有影響。 4垃圾填埋場工程設計 4.1服務人口及范圍 根據指導設計要求，設計210萬人口進行設計，其中包括農業(yè)人口，非農業(yè)人口。未來的人口預測采用下公式 ：第n年服務的人口數，人； :初始服務人口數，人，本次設計中210萬人； P

30、：人口自然增長率，本次設計中取人口增長率，p＝0.005。 n：第n年。n取17 4.2垃圾產率的預測 據調查資料顯示人均日產量在0.8kg/(dp) ～1.2kg/(dp)，該市現在的人均垃圾產生率取1 .2kg/(dp)，。結合現在城市以生產農產品以及工業(yè)用品為主的特點，設計該市的生活垃圾將在未來的幾年呈連續(xù)增長的趨勢，其增長系數取0.05，采用下公式預測該鎮(zhèn)垃圾產生量在未來的變化趨勢。 式中:初始垃圾人均日產生率，kg/(dp) 第n年的垃圾人均日產率，kg/(dp)；n取20 （3）垃圾產生量預測 式中：第n年的日產垃圾量，t/d； ：第n年的服務

31、人口數，人； 4.3填埋場庫容的容積計算 本次設計以210萬人口的生活垃圾進行庫容的計算，垃圾填埋場服務年限為17年考慮地形地理條件問題，本設計采用平原型填埋。 每年所需的場地體積為： (1)確定庫容V 式中： W——每人每天垃圾產生量，kg∕(dp) P——城市人口； D——垃圾的壓實密度，600kg∕m3 R——覆土與垃圾之比，取1/4 每年所需的場地面積為： 由以上三式得該市各年的服務人口及垃圾產生量如下表所示： 序號 年份 人口/人 人均垃圾日產量（kg/d?p） 填埋垃圾體積（） 生活垃圾年 產量（t/a） 1 2016 21000

32、00 1.2 1916250 919800 2 2017 2110500 1.26 2022122.8125 970618.95 3 2018 2121052.5 1.323 2133845.0979 1024245.647 4 2019 2131657.7625 1.38915 2251740.0396 1080835.219 5 2020 2142316.0513 1.4586075 2376148.6768 1140551.3648 6 2021 2153027.6316 1.531537875 2507430.8912

33、1203566.8277 7 2022 2163792.7698 1.6081147688 2645966.4479 1270063.8949 8 2023 2174611.7336 1.6885205072 2792156.0941 1340234.9251 9 2024 2185484.7923 1.7729465326 2946422.7183 1414282.9047 10 2025 2196412.2163 1.8615938592 3109212.5735 1492422.0352 11 2026 2207394.2774 1

34、.9546735522 3280996.5682 1574878.3526 12 2027 2218431.2488 2.0524072298 3462271.6286 1661890.3816 13 2028 2229523.405 2.1550275913 3653562.1361 1753709.8252 14 2029 2240671.022 2.2627789709 3855421.4441 1850602.293 15 2030 2251874.3771 2.3759179194 4068433.4789 1952848.0697

35、 16 2031 2263133.749 2.4949138154 4293214.4286 2060742.9256 17 2032 2274449.4177 2.6194495062 4530414.5258 2174598.9722 51845609.562 填埋庫容占體積的70%-90%，取80%，則V總 ==64807011.952 填埋場預計填埋深度8-10取H取9m，則填埋場的面積為： =7200779.1058 4.4滲濾液及氣體的產生量 4.4.1滲濾液產生量 滲濾液產量的計算比較復雜，目前國內外已提出多種方法，主

36、要有水量平衡法、經驗公式法和經驗統(tǒng)計法三種。水量平衡法綜合考慮產生滲濾液的各種影響因素，以水量平衡和損益原理而建立，該法準確但需要較多的基礎數據，而我國現階段相關資料不完整的情況限制了該法的應用；經驗統(tǒng)計法是以相鄰相似地區(qū)的實測滲濾液產生量為依據，推算出本地區(qū)的滲濾液產生量，該法不確定因素太多，計算的結果較粗糙，不能作為滲濾液計算的主要手段，通常僅用來作為參考，不用作主要計算方法； 根據本填埋場的實際情況和已知條件，決定采用浸出系數法來計算本填埋場的滲濾液產出量。滲濾液產生量計算公式： 式中：Q——表示滲濾液年產生量，m3/d； A2——填埋場已覆蓋面積，m2； C2——填埋場已覆

37、蓋區(qū)滲出系數，其值為0.2～0.4； C1——填埋場作業(yè)區(qū)滲出系數，取0.4～0.7； A1——填埋場作業(yè)區(qū)面積，m2； I——表示最大年或月、日降雨量，mm；根據太原市月平均降雨量為986-1282mm，I取其值為1282mm 關于年降水量，已知條件為年平均降雨量1282mm； 浸出水量按填埋場最終覆土時情況計算： C1取值為0.5； C2取標準值為0.3。 填埋場的服務年限為17年，填埋庫區(qū)總面積約為A 2=7200779.1058 4.4.2填埋面積與滲濾液計算 滲濾液平均日產量： =I(C1A1 + C2A2）10-3 滲濾液最大日產量： = 其公

38、式為： （1）第一塊填埋區(qū) 填埋場的服務年限為17年，填埋庫區(qū)分四塊，分別進行填埋。第一塊填埋區(qū)的服務年限為4年，則第一塊庫區(qū)面積為 據氣象資料記錄，一日最大降水量252毫米。年平均降水量為986-1282mm，取日平均降雨量3.5mm，由于是新設計的填埋場，因此第一塊填埋區(qū)A2＝0，第一塊沒有覆蓋區(qū)則C2=0 滲濾液平均日產量： 10-3=3.5 滲濾液最大日產量： （2）第二塊填埋區(qū) 第二塊填埋區(qū)服務年限為4年 第二塊庫區(qū)面積為 式中：C2為及時覆蓋區(qū)域的滲透系數 滲濾液平均日產量： =10-3 = 滲濾液最大日產量

39、： ==214416 （3）第三塊填埋區(qū) 第三塊填埋區(qū)服務年限為4年 第三塊庫區(qū)面積為 已填埋的面積=第一塊填埋面積+第二塊填埋面積=2071740.0067m3 滲濾液平均日產量 滲濾液最大日產量： ==335808m3 （4）第四塊填埋區(qū) 第四塊填埋區(qū)服務年限為5年 第四塊庫區(qū)面積為 已填埋的面積=第一塊填埋面積+第二塊填埋面積+第三塊填埋面積=3493840.3944m2 滲濾

40、液平均日產量： 滲濾液最大日產量： ==549749 4.5滲濾液調節(jié)池設計 最小調節(jié)池容積的由下式確定： V≥（）5 其中： V—調節(jié)池有效容積； —設計最大滲濾液產生量； Q—滲濾液處理廠規(guī)模。 由于原始資料里并未給出城市污水處理場處理滲濾液的規(guī)模，因此設Q=10000m3/d，則： 調節(jié)池的水面面積A，調節(jié)池的有效水深H取7m，超高0.5m,則 調節(jié)池的長度L.取調節(jié)池的寬度B為600m,則

41、 L=385535/600=643m 取整得，池的實際尺寸：長寬高＝643m600m7.5m 4.6填埋場氣體的計算 填埋氣主要是填埋垃圾中可生物降解有機物組分在微生物作用下通過生化降解的產物，其中主要含氮氣、二氧化碳、一氧化碳、氫氣、硫化氫、甲烷、氮氣和氧氣等，以及很少量的微量氣體。當然，隨著隨著填埋場的條件垃圾的特性、壓實的程度和填埋的溫度而不同，所產生的氣體各組分的含量有所變化。垃圾填埋氣典型組分及含量如下表所示： 表11.2 垃圾填埋氣典型組分及含量 組分 含量（體積分數干基/%） 組分 含量（體積分數干基/%） 組分 含量（體積分數干基/%） 甲烷 4

42、5~60 氮氣 2~5 氫氣 0~0.2 二氧化碳 40~60 硫化氫 0~1.0 一氧化碳 0~0.2 氧氣 0.1~1.0 氨氣 0.1~1.0 微量氣體 0.01~0.6 4.6.1填埋氣產量預測 填埋場氣體產生量的方法大體歸為三類，及理論計算法、經驗法、實測法。本次采用理論計算法，其公式如下： 表11.3 填埋場產期一級模型參數的建議值 變 量 取值范圍 建 議 數 值 潮濕氣候 中濕度氣候 干旱氣候 L0（m3/t） 0~312 140~180 140~180 140~180 K（1/a） 0

43、.003~0.4 0.10~0.35 0.05~0.15 0.002~0.10 垃圾在第t年的產氣速率為：Gt=MtL0ke-kt 式中：Gt——第t年垃圾的產氣速率，m3/a； Mt——第t年所填垃圾量，t； L0——氣體產生潛力，m3/t；取160 m3/t K——氣體產氣常數，1/a，取0.06； t——年份，a。 e——取2.72 根據填埋場一級模型參數建議，進行產氣量的計算： 第一年產氣量： G1= MtL0ke-kt =9198001600.062.72-0.06104=831.5541萬m3 以此類推可

44、以得出十七年的產氣量如下表格： 年份 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 第t年垃圾量（t/a） 919800 970618.95 1024245.647 1080835.219 1140551.3648 1203566.8277 1270063.8949 第t年產氣量（萬m3/a） 831.5541 877.4975 925.9792 977.1395 1031.1265 1088.0962 1148.2136 注明：這是從2016～2022年的產氣量 2023 2024 2025 2026

45、 2027 2028 2029 2020 2031 2032 1340234.9251 1414282.9047 1492422.0352 1574878.3526 1661890.3816 1753709.8252 1850602.293 1952848.0697 2060742.9256 2174598.9722 1211.6524 1278.5962 1349.2386 1423.7841 1502.4481 1585.4584 1673.0550 1765.4913 1863.0347 1965.9673 22498.3327

46、 注明：這是從2023～2032年的產氣量 總計17年的產氣量為22498.3327萬m3 4.6.2滲濾液及氣體的收集設備 根據經驗該城市近年來最大月降雨量為180mm，則可能由雨水帶來的最大滲濾液為0.15。由于垃圾滲濾液會對混凝土產生侵蝕作用，所以收集管采用高密度聚乙烯HDPE管 根據曼寧公式： 式中：Q――管道凈流量（）； n――曼寧粗糙系數，HDPE材料取0.011； A――管的內截面積，； S――管道坡降，根據經驗，滲濾液收集管的管道坡降不應小于2%， 故取S=0.25； ――水力半徑，； 對于滿流水管 式中：——管的內

47、直徑， 把數據帶入公式可得：求得：=0.28m 根據HDPE管的規(guī)格，主盲溝取公稱外經為300mm的半花管，公稱壓力為2.00Mpa，壁厚14.6mm，支盲溝采用250mm的半花管。豎盲溝比主盲溝小一號，選用公稱直徑200mm的半花管，壁厚12.7mm; 4.垃圾的分選系統(tǒng) 垃圾經過、大件垃圾自動分選系統(tǒng)、大件垃圾破碎系統(tǒng)、袋裝垃圾自動破袋、大塊有機物自動破碎系統(tǒng)、全封閉機械化風選系統(tǒng)、塑料水選系統(tǒng)、有機物高溫高壓水解水熱氧化“熱選”系統(tǒng)等工藝處理后，可將城市生活垃圾分選為：(1)可燃垃圾；（2）砂土類；（3）有機物類如易腐性垃圾。如菜葉、瓜果皮、剩飯菜等。（4）不可回收可燃物類（若輔

48、以簡單人工分選，還可以分出硬質塑料、橡膠等）；（5）薄膜塑料類；（6）可回收垃圾 以上垃圾，分選純度均可達到85%以上，薄膜塑料分選純度可達到90%以上，為下工序垃圾處理的“資源化、產業(yè)化”打下了結實的基礎。 5.填埋場工藝設備 5.1.填埋工藝流程 垃圾填埋場的工藝總體上服從“三化”（既減量化、無害化、資源化）的要求。本設計垃圾由陸地進入填埋場，經地衡量稱量計量，再按規(guī)定的速度、線路運至填埋作業(yè)單元，進行卸料、推平、壓實并覆蓋，最終完成填埋作業(yè)。其中推鋪由堆土機操作，壓實由垃圾壓實機完成。每天填埋作業(yè)操作結束后及時進行終場覆蓋，以利于填埋場地的生態(tài)恢復和終場利用。 填埋場采

49、用的工藝流程如下：垃圾的運送、垃圾的分選、垃圾的填埋和覆土、垃圾的回收和利用，此外還有垃圾的滲濾液的處理、填埋場氣體的導排等等。 填埋場工藝流程圖形象地描繪了垃圾的整個處理過程，垃圾的轉化與運送過程，能夠將垃圾處理過程形象的以流水作業(yè)體現出來，整個過程對于后續(xù)設計和理解埋下了伏筆. 表5.1 生活垃圾填埋典型工藝流程圖 沼氣導排（后期回收發(fā)電） 滅蟲 終場生態(tài)恢復 計量 5.2填埋作業(yè) 填埋作業(yè)方法有很多種分別為平面作業(yè)法、斜坡作業(yè)法、溝填法；填埋垃圾從單元壓實開始，向外向上堆放。一個單元的高度通常為2～3m。工作面的長度隨填埋場的長度和作業(yè)尺度的大小不同而變化

50、。工作面是在給定的時間內垃圾放置、壓實等的工作面積。單元寬度一般為3～9m，取決于填埋場的設計和容量。 (1)定點傾卸 通過控制垃圾運輸車傾倒垃圾的位置，可以使垃圾推鋪、壓實和覆蓋作業(yè)變得更有規(guī)劃，也更加有序。如果運輸車通過以前的填埋區(qū)，則這個區(qū)域將被壓的更實。 比較合適的作業(yè)方式是計劃當天所需的作業(yè)區(qū)域，然后就地挖出覆蓋材料，在第一天處置完畢后隨即覆蓋，第二天如此往復開辟新的作業(yè)區(qū)。在正常作業(yè)不受大的干擾下，作業(yè)面積應當盡量減小。 (2)推鋪 推鋪使得作業(yè)面積不斷擴張和向外延伸的一種操作方法。垃圾可以沿斜面被推鋪并壓實稱為斜面作業(yè)。這種操作有利于場地區(qū)域減少滲濾水的收集量，并防止其

51、在作業(yè)區(qū)內堆積。衛(wèi)生填埋有許多彼此相鄰的單元，每個單元的高度有作業(yè)區(qū)間距離而定，通常認為合適的高度為2.5m，但也從在堆高為4.5m以上的情況。 為形成具有最小損害的填埋點并取得令人滿意的土地恢復標準：斜坡與水平面的夾角不應超過300，壓實機在不超過0.5m厚的層面上操作，以達到最佳的壓實效果。并且最初的壓實層厚度不應超過2.5m。工作面每天應鋪一層至少15cm厚的覆蓋材料，以確保整潔的外觀，以利于雨水的排出。 (3)壓實作業(yè) 推鋪和壓實是城市衛(wèi)生作業(yè)的一道重要的工序。通過增加填埋場的填埋量，延長作業(yè)單元區(qū)及整個填埋場的使用年限；通過壓實，可以減少沉降和空隙，降低廢棄物沖走的可能性或使廢

52、棄物在雨天暴露得過多，減少每天的日覆蓋量，從而減少挖土工作量，減少滲濾水和填埋氣體的遷徙；提供一個堅實的作業(yè)面。 (4)限時覆蓋 ①日覆蓋 日覆蓋的主要目的是控制疾病、垃圾飛揚、臭味和滲濾液，同時還可控制壓實。在進行覆蓋前要把垃圾直接壓實，這樣形成平坦的垃圾面，便于覆蓋及有關運行。為達到這個目的，至少要保證每日的覆蓋厚度不小于15cm。在填埋區(qū)擴展延伸時，頂部和斜坡也要覆蓋，以防止垃圾到處飛揚。一般情況下，每個作業(yè)面在一天工作結束時都應及時覆蓋。 ②適時覆蓋 適時覆蓋和日覆蓋有同樣的作用，但有時使垃圾的暴露時間加長的缺點。適時覆蓋也用于運輸通道的臨時表面。它的最小壓實厚度為30cm。

53、 ③終場覆蓋 終場覆蓋的厚度一般不小于60cm。厚度覆蓋材料和壓實厚度都必須遵守設計和作業(yè)計劃。為減少土壤的滲透性，除上面的幾十厘米外，所有的覆蓋土都需要壓實。最終覆蓋土上面加些表土，在覆蓋同時進行播種提高肥力和調節(jié)pH值。 覆蓋前應對垃圾進行推平、鋪均和碾壓。每次堆置推平后垃圾層厚度為0.6～0.7m，再用垃圾壓實機反復壓實，其壓實厚度不小于0.8t/m3。然后按此層次進行第二次第三次等等。 填埋到頂面標高時，覆蓋封頂的黏土厚0.5～0.7m，再加0.2到0.7的耕植土，并做成中間高四面低的坡狀，壓實后進行綠化。 5.3填埋主要設備 建設衛(wèi)生填埋場，需要選擇合適的設備，以保障設備

54、順利運行并盡可能降低成本與填埋工藝一直。填埋作業(yè)，對垃圾而言主要是推鋪、壓實。對土方工程而言，是每個單元設施前的準備，覆蓋土準備和覆蓋作業(yè)，場地挖掘和土方平衡等工程。對填埋后的再利用主要是堆肥和有機制作，可用于完成這些工作設備包括履帶拖拉機、推土機、壓實機、挖土機、破碎機、吊車抓土機等。 為了使填埋場日常規(guī)范化，標準化，填埋場應配備完整的機械設備。下表列出了建設部《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項目建設標準》中列出的主要大型機械設備配置要求。 填埋場主要大型機械設備配置要求 日處理規(guī)模t/d 推土機 壓實機 挖掘機 裝載機 >1200 2～3臺 2～3臺 2臺 2～3臺

55、 500～1200 2 2 2 2 200～500 1～2 1～2 1～2 1～2 <200 1～2 1～2 1～2 1～2 注：1.衛(wèi)生填埋機械使用率不低于65%。 2.不是用壓實機的，可兩倍數量搭配推土機 6填埋場底防滲系統(tǒng) 填埋場主要是通過填埋場底部和周邊的襯托層系統(tǒng)來達到防滲的目的。填埋場襯托層通常從上到下可依次分為過濾層、排水層、保護層和防滲層等。 填埋場防滲系統(tǒng)要防止?jié)B濾液滲出污染地下水，還要防止降雨量造成的雨水大量滲入。防滲層的材料有天然黏土礦物如改性粘土、膨潤土，人工合成材料如柔性膜，天然與有機復合材料如聚合物水泥（PCC）等。 （

56、1）保護層的作用 保護層是對防滲層提供合適的保護。防止防滲層受到外界的干擾而被破壞，如石料或垃圾堆其表面的刺穿，應力集中造成膜破損，黏土等礦物質受侵蝕等。 （2）排水層的作用 排水層的作用是及時將阻隔的滲濾液排除，減輕對防滲層的壓力，減少滲濾液外派的可能性。 （3）過濾層的作用 過濾層的作用保護排水層，過濾掉滲濾液中的懸浮物及其他固態(tài)半固態(tài)物質，否則這些物質在排水層中積累，造成排水系統(tǒng)堵塞，使排水系統(tǒng)降低效率或完全失效。 （4）防滲層的作用 在于防止?jié)B濾液（由于滲濾液常常含有有毒有害物質，包括重金屬離子、腐殖質、溶解性有毒氣體如H2S）等滲入地下而引起地下水的污染。防滲層層主要由

57、防滲材料構成，從國內外工程實例來看，該層的結構千差萬別，有兩層土工膜中間夾一層膨潤土的，也有一層土工膜上鋪一層膨潤土的，還有土工膜與壓實粘土組成復合襯墊的以及重復使用單層土工膜防滲層組成雙層復合襯墊的?？偟膩碇v，該層至少應設一層土工膜，防滲層層數越多，安全性能越強，但造價也相應提高。庫區(qū)（包括盲溝、泵站、預處理池）水平和垂直方向均采用人工防滲技術，防滲材料為HDPE黑膜，膜厚1.5毫米。對于防滲層的滲透系數Kf必須小于規(guī)定標準，我國要求Kf小于10-9m/s。 6.1場底防滲系統(tǒng)分類 根據填埋場底防滲設施（或材料）鋪設方向的不同，可將場底防滲分為水平防滲及垂直防滲。 場底的防滲材料有多種

58、類型，但根據材料的來源不同可將防滲材料分為自然防滲和人工防滲。 垂直防滲 場底防滲系統(tǒng) 天然防滲 水平防滲 單層防滲層 人工防滲 單層符合襯托層 雙層襯墊系統(tǒng) 雙層合襯墊系統(tǒng) 根據填埋場防滲設施 (或材料) 鋪設方向的不同，可將填埋場防滲分為垂直防滲和水平防滲，根據所用防滲材料的來源不同又可將水平防滲進一步分為自然防滲和人工防滲兩種如上圖所示。 6.2場底防滲系統(tǒng)的選擇 根據地質勘查情況，本設計通過三種防滲方案進行技術比較，以便確定最合適的防滲結構體系，其目的為達到既經濟又保證安全。黏土襯層滲透性的主要指標是滲透系數，根據《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范》，天然黏土襯

59、里要2米厚的粘土，其滲透系數不應大于10-7cm/s。本次設計采用采用單復合襯層防滲系統(tǒng)，采由于地質條件所限，決定采用垂直于水平防滲相結合的工程措施。 6.3滲濾液收集系統(tǒng) 垃圾滲濾液是指超過垃圾所覆蓋土層飽和蓄水量和表面蒸發(fā)潛力的雨水進入填埋場地后，瀝經垃圾層和所覆蓋土層而產生的污水?；鴿B濾液的主要污染成分有：有機物、氨氮和重金屬等，垃圾滲濾液中含有大量的有機物、病菌等。它的水質成分復雜，而且其水量及污染物的有毒有害的物質，并且滲濾液是一種處理難度較大的廢水，它隨著填埋方式、以及不同的季節(jié)和氣候而有明顯的變化。 滲濾液收集系統(tǒng)及處理系統(tǒng)包括：導流層、收集支管及干管、收集溝、盲溝、調節(jié)池

60、、和污水處理設施等。填埋庫區(qū)防滲系統(tǒng)應該鋪設有滲濾液收集系統(tǒng)、疏通系統(tǒng)。 庫區(qū)底部滲濾液收集和導流采用碎石排水層和HDPE導盲管盲溝，滲濾液收集管溝由HDPE 花管和卵石溝組成，為梯形結構，收集干管和支管呈樹枝狀分布。 6.3.1垃圾滲濾液來源 城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。主要來源有： （1）日常雨水、降雪，它是滲濾液產生的主要來源； （2）滲濾液數量與地下水的流量和性質變化而變化； （3）表徑流和地表灌溉所產生的外部地表水的滲入； （4）垃圾在降解過程中在填埋場內分解時會產生水分； （5）當滲濾液水位低于地下水水位，防滲系統(tǒng)受損時，地

61、下水就可滲入填埋場內； （6）垃圾本身含有的水分，這包括垃圾本身從大氣和雨水中的吸附量； （7）覆蓋材料中的水分，與覆蓋材料的類型、來源以及季節(jié)有關； 圖 6.3.1 水平衡示意圖 6.3.2導流層 滲濾液導流層（即主濾液收集層和次濾液收集層）。防滲層上鋪設滲濾液導流層，導流層選用16～32mm直徑的卵石. 1.滲濾液主收集層： 在無紡土工布保護層上鋪設600mm的碎石層，粒徑要求20～40，上粗下細進行鋪設，防止填埋的垃圾堵塞礫石縫從而影響滲濾液導流效果。 2.滲濾液導滲盲溝： 滲濾液導滲盲溝負責滲濾液的最終排放，將其從場區(qū)內排往滲濾液沉淀池和調節(jié)池進行處理。為了便于

62、滲濾液的收集排放，在各區(qū)分別設置縱向盲溝，其中主收集層鋪設直徑為DN250mm的穿孔花管，并用150g/m2織質土工布包裹。次盲溝由透水和受垃圾沉降影響小的透水軟管組成。 3.滲濾液次收集層： 直接安裝于主防滲層之下，目的是監(jiān)測主防滲層是否滲漏，若有滲漏，則可在次盲溝中發(fā)現并收集起來。 6.3.3收集支管和干管 收集滲濾液的支管可以使用卵石堆置形成，卵石盡可能均勻，尤其泥土含量不能過高(最高不應超過5%)，以便有足夠的空隙用來導排滲濾液。對于支管，可使用高密度聚乙烯花管，周圍堆卵石并包裹土工布保護以防堵塞。卵石材質要求碳酸鈣含量低于10%。卵石周圍應用土工布包裹以防堵塞。滲濾液的收集干

63、管和支管呈樹枝狀分布。 填埋場的工藝設計必須考慮對填埋庫區(qū)底部可能存在的地下水進行導排。地下水導排溝位于滲濾液主導排溝下約2m處。先在溝內鋪設反濾150g/m2土工布，然后再鋪設DN200的HDPE穿孔花管，最后回填級配碎石到地下水導排溝溝頂。 6.3.4集水池及提升系統(tǒng) 本次設計采用平原型填埋場，其滲濾液無法依靠重力從填埋場自動流出去，因此采用導排提升系統(tǒng)，提升系統(tǒng)包括提升多孔管和提升泵，提升管可分為豎管和斜管。斜管采用高密度聚乙烯(HDPE）管，半圓開孔以利于將潛水泵從管道中放入集水池，在維修泵時可以將泵拉上來。以下是典型的提升系統(tǒng)： 圖 6.3.4 協(xié)管提升斷面 6.3

64、.5調節(jié)池的結構 滲濾液的最后一個環(huán)節(jié)是調節(jié)池，其主要作用是對水質水量的調節(jié)，平衡豐水期和枯水期的差異，為滲濾液處理提供恒定的水量，同時對滲濾液起到預處理等的作用。 調節(jié)池結構形式主要有鋼筋混凝土結構和自然開挖加 HDPE 土工膜防滲結構，這種結構形式主要考慮調節(jié)池的容積、場地的地形地貌、場地地址條件、資金等幾個方面。 以往的調節(jié)池設計通常采用露天敞口形式，導致填埋場及周邊地區(qū)臭氣污染嚴重，影響工作人員的身體健康，為了控制蚊蠅滋生、臭氣外逸，本設計中調節(jié)池采用浮蓋密封的形式。這種HDPE土工膜浮蓋，密度比水低，可浮在滲濾液表面，使得整個調節(jié)池呈封閉厭氧狀態(tài)，在去除臭味的同時，可對COD有一

65、定的去除率，還可以收集沼氣用于發(fā)電，同時可避免雨季過多的雨水注入調節(jié)池。 6.3.6滲濾液的處理 滲濾液成分復雜，有機物和氨氮濃度高，微生物營養(yǎng)元素比例失調，因此在選擇垃圾滲濾液生物處理工藝時，要根據滲濾液的成分、性質、分析其所采用工藝，最終達到最佳的處理效果。 選擇工藝時要考慮其它因素，直接生化時高質量濃度的氨氮可能會抑制微生物的活性；高質量濃度的有機物會抑制硝化反應的進行。物化預處理去除高質量濃度氨氮操作復雜并且費用較高。 滲濾液的處理可采用多種方法的綜合，使得處理后的滲濾液排放達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GBl6889-l997)的級標準。滲濾液的產生和導排都要符合相關規(guī)定

66、，并且滲濾液中含有的有毒有害的重金屬，以及腐殖質之類的嚴格按標準處理后排放以。下是幾種滲濾液的處理方法： 以下是填埋場工藝流程圖： 圖 6.3.6填埋氣體處理工藝流程 填埋氣 收集井 匯流中轉器 輸氣管 抽氣機（或氣泵） 自動點燃放空 氣體凈化設備 氣體凈化設備 氣體加壓機 CO2 燃汽輪機（或氣體內燃機） 發(fā)電機 （1）滲濾液回噴 滲濾液回噴是即滲濾液收集起來，通過噴灌使之回流到填埋場，利用土地吸附，土壤生物降解及垃圾填埋層的厭氧濾床作用使?jié)B濾液降解。生物活性由于滲濾液增加垃圾濕度，而提升，從而加速了廢物分解、甲烷生產