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乌鲁木齐西山大浦沟垃圾卫生填埋场工艺设计.doc

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乌鲁木齐西山大浦沟垃圾卫生填埋场工艺设计.doc

乌鲁木齐西山大浦沟垃圾卫生填埋场工艺设计作者张捷田静摘要本文对乌鲁木齐市西山大浦沟垃圾卫生填埋场工程的选址、工程地质条件、填埋场总体设计等作了概述,并简要介绍了防渗系统、垃圾截污坝、渗沥液导排系统、导气系统、排洪系统、渗沥液的处理等主要工程的设计。关键词卫生填埋防渗层渗沥液垃圾截污坝1概述乌鲁木齐西山大浦沟垃圾卫生填埋场工程是乌鲁木齐城市环境综合治理工程中的重要组成部分。该工程于1998年完成项目建议书和可行性研究报告,1999年完成工程初步设计和施工图设计,2002年一期工程竣工。工程总造价1.3697亿元人民币,是国债项目。2城市概况到2000年底,乌鲁木齐市的城市人口已达到208万,年清运垃圾总量为75.9万吨。原有的四个简易垃圾处置场基本属于露天堆放场类型,且处置能力均已达到饱和,城市垃圾面临无处消纳的境地。城市垃圾的来源主要包括城市居民生活与消费、商业活动、宾馆饭店、医疗和娱乐场所。平均每日生活垃圾量约为2080吨。3垃圾填埋场选址乌鲁木齐市位于东经87°39,北纬43°48。市区南北长40km,东西宽lOkm,为一带形城市。垃圾填埋场位于乌鲁木齐市西北部的大浦沟一狭长山谷地带的下游,总库容3,000万m3,预期服务年限30年。填埋场的选择符合城市生活垃圾卫生填埋技术标准CJJ1788的规定,符合乌鲁木齐市的总体规划服务年限长交通方便,距乌鲁木齐市16km征地费用少,施工方便人口密度低、土地利用价值低在当地夏季主导风向下方远离水源。是垃圾填埋场的理想选址。4垃圾填埋场工程地质条件填埋场区属于山间盆地,地貌成因为侵蚀一冲积类型。台地高程1095~1085m。冲沟宽350~659m,沟深30~80m,冲沟自南西北东向转为北向的隘颈处,沟底高程也相应由1065~1015m,坡度28,冲沟形态随切割基岩的软硬而呈V型和U型谷蜿蜒。场底冲沟内分布为洪积层第四系含粉土砾石层及含砾粉土层,厚3~5m,土质不均,下伏基岩冲沟两侧为含粉土碎石层,宽2~5m,厚1~3m,下伏基岩山坡上基岩多为残坡积物覆盖,岩性为含砾粉土,厚度小于lm,偶见露头,时有人工揭露采石场露头。基岩岩性为侏罗系泥岩及砂岩。图一一期工程平面布里图5垃圾填埋场总体设计项目区总体规划占地约110公顷,填埋场总库容约为3,000万m3,预期服务年限约为30年。其中,一期工程占地约30公顷,填埋场区库容约为1,000万m3,使用年限约为12年,二期工程位于一期工程的西南,场区库容约为700万m3三期工程位于一期工程的正南,二期工程的东侧,场区库容约为1,300万m3。填埋场设计日处理垃圾量2080吨。此填埋场的地形为山谷地形,我们在设计中,充分利用地形特点,在冲沟下游最狭窄处修建一座垃圾截污坝,在上游修建两座拦洪坝场区边坡及场底设HDPE膜防渗层沿沟底铺设渗沥液干管,穿过垃圾截污坝至填埋场下游集水池在边坡及场底设置渗沥液支管及导气管垃圾场的办公生活区及垃圾焚烧车间设在填埋场区东侧1090m高程的平台上,位于主导风的上风侧。一期工程平面布置见图一。该工程项目建设内容包括垃圾入场管理设施、垃圾截污坝、场底防渗处理、渗沥液导排及回灌系统、导气系统、防洪与排洪系统、入场及场内道路、地下水污染监测系统、大气污染监测系统、供水及消防系统、绿化工程、电力通讯设施以及医疗废物焚烧系统。6主要工艺设计6.1防渗系统根据填埋场区的地勘报告,填埋场区土质渗透性强,不具备自然防渗条件,必须采用人工防渗方式。在设计中,我们充分考虑到新疆地区的经济发展状况和填埋场区的工程地质条件,做到既要符合有关规范的要求,又要节约投资。基础层设计为场区中大部分是含砾粉土,人工捡出砾石后夯实对薄层含粉土砾石可结合地形整平剥去,填粘土夯实对较厚的含粉土砾石层,铺设粘土保护层对下伏的泥岩,根据地勘部门的建议洒一定量水后夯实。填埋场截污坝脚下有一部分低于1030m高程的区域,约有1万m2,在全场地势最低,是垃圾渗沥液集中汇水区域。为了加强此区域的防渗性能,设计了双层防渗结构,构成粘土加HDPE膜防渗系统。其中粘土层的设计采用了向粘土中添加膨润土改性的方法,即90的天然粘土加10的膨润土,改性粘土衬层压实厚度为1.0m,压实密度大于95,使渗透系数从10~5cm/s降低到10~7cm/s。基础层经处理后,在场底和边坡全部铺设HDPE膜,上面再铺一层土工布保护。6.2垃圾截污坝为了保证垃圾堆体的稳定和安全,并防止垃圾填埋产生的渗沥液对下游环境造成危害,在下游谷口处修建了垃圾截污坝。坝体采用重力式粘土斜墙土石混合坝。坝高30m,长323.5m,坝顶宽5m。垃圾坝外侧边坡坡度12.5,内侧边坡坡度12。坝体用场内开采的土石混合料和砂砾料堆筑。截污坝上游坡同场区边坡做法相同,铺设HDPE膜防渗,与填埋场内的防渗层连接,形成一个完整的防渗系统。坝基下部设砂砾料排水层,用以导排地下水。6.3渗沥液导排系统填埋场产生的渗沥液通过渗沥液导排系统及时收集,并迅速排出场外。由于该场区内边坡和场底坡度较大,渗沥液导排系统不设置导流层,只设导流干渠和导流支渠,既符合规范要求,又节省投资。干渠沿场底铺设,支渠在边坡上每50米铺设一条,一端与干渠相连,另一端与大气相通,保持通风。渠道材料为级配卵石,支渠与干渠均为梯形断面,渠道中间是分别是干管和支管,管材为HDPE穿孔管。渗沥液沿导流支管汇入干管,最后排至渗沥液集水池。6.4导气系统垃圾填埋产生的气体通过坡面和竖向导气管收集,然后排入大气。导气系统采用边填埋边置管的方法,收集管为Φ200HDPE穿孔花管,外围石笼,笼外包裹土工布过滤层,收集管顶端高出最终覆盖层0.5m,其横纵向间距为50m。收集管底部与渗沥液导排系统相连,导气管兼作渗沥液导流管。6.5排洪系统场区第四系地层及基岩风化破碎带的渗透性较强,地下水补给来源为大浦沟上游少量的侧向径流补给及大气降水渗漏补给,大气降水量占总来水量的94.18,假设此量全部进入场区,且在垃圾截污坝建成后,无任何蒸发、渗漏排泄,则该工程运行20年时,库存下水总量为525.6万m3,运行25年时,库区地下水总量为657万m3,若设计库容为3,000万m3,则上述积存水量分别占总库容的17.5和21.9。因此,减少渗沥液产生量,避免对周围水环境的污染,场内设置了排洪系统。为了截流上游汇水面积的降雨径流,在一期工程上游与二期和三期工程分界处再设置两座重力式土石拦洪坝,并在坝的上游设置与排洪肠管连通的硷导流平台及沉砂池。排洪涵管沿填埋场一内南侧山沟沟底埋设,进口自拦洪坝穿出,出口段在垃圾坝下埋设。排洪涵管为混凝土结构,坡度为2此外,沿一期工程场边设置截洪沟,截洪沟内的水一部分排至垃圾截污坝下游的排水沟内,另一部分排至拦洪坝前,经排洪涵管排出。截洪沟采用浆砌块石结构。6.6渗沥液的处理填埋场渗沥液产生量的主要影响因素为降水量、垃圾含水和垃圾分解产生的水。由于乌鲁木齐市特殊的气候条件,其降水量年均283.8mm,蒸发量1,925.5mm,年平均降雨量大大小于蒸发量,渗沥液的产生主要来源于垃圾自身的含水和分解水,水量较小。针对上述情况,本设计采用回灌方式处理垃圾渗沥液。渗沥液经导排系统导出后收集至渗沥液集水池。渗沥液输送至回灌渗井,回灌到垃圾堆体上,利用自然条件进行蒸发。这样可以做到渗沥液的零排放。6.7进场道路及场内道路_为了便于垃圾运输车辆在市区与填埋场之间往返,修建了一条9km的进场道路。进场道路为二级道路,连接市区道路至填埋场办公生活区和填埋区。场内道路为临时道路,沿场区东南顺自然坡度进入填埋区,在谷底设车辆调头区。临时道路宽6.0m,为简易路面。此外,在填埋区内,随着垃圾堆体升高,在垃圾堆体表面修建临时道路以便填埋操作。6.8填埋机械填埋场配备了两台德国宝马压实机、1台挖掘机、2台装载机、2台压路机,其余还有地磅、自卸卡车、推土机、洒药车等填埋作业机械。7公用辅助设施简介垃圾填埋场办公生活区位于整个场区东北部1090m高程的台地上。主要设施包括综合办公楼、变配电站、维修间、锅炉房、浴室、食堂、车库、仓库、传达室、地磅房、焚烧间等。场区供水由场外管道接入,在场内建供水泵房。办公生活区的污水经污水处理装置处理后,回用于绿化和洗车。场内设置消防水池,设室外消防给水系统。在办公生活区设变配电站供全场用电。为了保证场区与外部通讯联系方便,架设了电话线,还设了一座移动电话信号接收装置。

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