生活垃圾填埋场危险性分析和燃烧系统设计

四川理工学院毕业设计生活垃圾填埋场危险性分析和燃烧系统设计学 生：李朝权学 号：12031040109专 业：安全工程 班 级：安全工程 2012.1指导教师：杨佳祝四川理工学院化学与环境工程学院二 O 一六年六月四川理工学院毕业设计 中文摘要I生活垃圾填埋场危险性分析和燃烧系统设计摘 要生活垃圾是世界各个国家都会存在的难题，并且各个国家都有自己不同的处理方法和技术，这是由每个国家自身的发展技术水平所决定的。在我国，主要采用的生活垃圾处理技术是卫生填埋技术，垃圾填埋对周边环境和居民健康有着极大的影响。本文将着重于分析填埋场的危险性因素，以及填埋气体燃烧系统的设计，将填埋场的危险性分为渗滤液污染、废气污染、火灾爆炸、堆体稳定性等。从这些方面分析其特性、危害以及其影响因素，对填埋气体的燃烧处理进行燃烧火炬的设计、选型等，可为生活垃圾填埋场环境分析和填埋气处理提供一定的依据。关键词：卫生填埋；填埋气；渗滤液；垃圾堆体；填埋场火灾爆炸；燃烧系统四川理工学院毕业设计 英文摘要IIDomestic waste landfill site risk analysis and combustion system designAbstractDomestic waste is a difficult problem in every country in the world,and each country has its own different processing methods and techniques,this is determined by the level of development of each countrys own technology. In our country, the main use of domestic waste treatment technology is sanitary landfill technology,landfill has a great impact on the surrounding environment and residents health. This text will focuses on the analysis of the risk factors of landfill site,and the design of landfill gas combustion system. The risk of landfill site is divided into leachate pollution, waste gas pollution, fire and explosion, the stability of the reactor and so on.Analysis of its characteristics, harm and its influence factors from these aspects,the design and selection of the burning torch for the combustion process of the landfill gas are carried out,can provide a certain basis for the environmental analysis and landfill gas treatment of municipal solid waste landfill site.Key words: security landfill；landfill gas；leachate；the dump body；fire and explosion of landfill site；combustion system四川理工学院毕业设计 目录III目录摘 要 .IAbstract .II1 绪论 .11.1 本课题的研究背景 .11.1.1 国内外垃生活垃圾处理情况 .11.1.2 生活垃圾填埋场安全管理现状 .31.2 课题相关研究现状及进展 .31.3 本文的研究内容 .42 对生活垃圾填埋场存在的危险性因素分析 .52.1 垃圾填埋场的基本构成及工艺流程概述 .52.2 生活垃圾填埋场危险性分析 .62.2.1 渗滤液的环境危害分析 .62.2.2 对垃圾填埋场周边废气污染的危害分析 .102.2.3 填埋气火灾爆炸危险性分析 .112.2.4 填埋场垃圾堆体、边坡危险性分析 .142.3 事故树在生活垃圾填埋场中的应用 .162.3.1 事故树分析方法概述 .162.3.2 事故树分析填埋场火灾爆炸 .173 填埋气燃烧系统设计 .22四川理工学院毕业设计 目录IV3.1 填埋气燃烧系统设计说明 .223.2 填埋气量说明 .223.2.1 生活垃圾和填埋气的构成 .223.2.3 填埋场库容及填埋气量 .233.3 燃烧系统 .233.4 主要设备设计 .243.4.1 输气管道 .243.4.2 气体过滤器 .253.4.3 脱硫塔 .263.4.4 冷却器 .293.4.5 鼓风机 .293.4.6 阻火器 .313.4.7 火炬 .324 结论与展望 .344.1 结论 .344.2 展望 .34参考文献 .35致 谢 .37四川理工学院毕业设计 1 绪论11 绪论1.1 本课题的研究背景1.1.1 国内外垃生活垃圾处理情况我国生活垃圾的处理现状。世界各地，不管哪个国家、地区，随着经济的发展和人民生活水平逐渐的提高，生活垃圾问题越发严重。我国六七百座城市，其中大部分被垃圾环带包围，这些垃圾已经造成了很多严重的危害。数据显示，到“十二五”期末，我国城镇代率突破 50%，城镇人口达到 7亿人。统计资料表明，我国城市人均年产垃圾 400500kg，目前我国城市垃圾年产量高达 1.2 亿 t，不仅如此，而且每年以 8%的速度增长，中国的垃圾已经占到全世界年产垃圾的 1/4 以上。全国现已有 720 亿 t 垃圾包围着大中小城市和乡镇，占地 5.4 亿平方米，并且仍在以每年占大概 3000 万平方米的速度发展，“垃圾围城”的消息在各种媒体报道中也屡屡出现。城市生活垃圾产量的持续增长，使得对环境造成的污染日益加剧，这样的状况已成为我国社会经济持续发展的生态文明建设的一大阻碍。 目前国内垃圾处理行业整体所处的水平，仍处于垃圾无害化处理的初级阶段。到 2010 年底我国城镇生活垃圾无害化处理率已达 63.5%，而这些无害化处理的垃圾中进行集中卫生填埋、焚烧和堆肥的比例分别为 77%、18%和 5%。 堆肥法对垃圾分类要求较高，处理垃圾时可减少容量 70%左右，但这对垃圾分类的要求较高，而我国垃圾分类做的不到位，导致堆肥垃圾处理量占总处理量的 2%以下1。垃圾焚烧技术可有效减少垃圾容量 75%以上，并且占地面积少，不易造成污水渗透等污染。此外焚烧垃圾产生的热量可进行供热和发电等二次利用。因此垃圾焚烧技术近些年来得到了迅猛的发展，并且，随着我国国民生产力的提高，我国的生活垃圾处理方法也有望从主要的填埋技术过渡到焚烧技术，实现生活垃圾的高效处理。但是至今我国焚烧垃圾的比例与发达国家仍有较大差距。2011 年，国务院发出通知，批转住房城乡建设部等部门关于进一步加强四川理工学院毕业设计 1 绪论2城市生活垃圾处理工作的意见。意见提出到 2015 年，全国城市生活垃圾无害化处理率达到 80%以上，直辖市、省会城市和计划单列市生活垃圾全部实现无害化处理。每个省(区)建成一个以上生活垃圾分类示范城市。50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理。城市生活垃圾资源化利用比例达到 30%，直辖市、省会城市和计划单列市达到 50%。建立完善的城市生活垃圾处理监管体制机制。到 2030 年，全国城市生活垃圾基本实现无害化处理，全面实行生活垃圾分类收集、处置。城市生活垃圾处理设施和服务向小城镇和乡村延伸，城乡生活垃圾处理接近发达国家平均水平。虽然卫生填埋所占比重将逐渐降低，垃圾焚烧法将成为大型城市处理垃圾的首选。但是目前卫生填埋仍是我国城市垃圾处理的主要方式。生活垃圾填埋的关键的技术是防止臭气散播、防渗、防止垃圾堆体边坡发生事故、防止二次污染、以及生活垃圾填埋气的燃烧设计等。如果能处理好这些问题，不仅能解决生活垃圾带来的危害，而且还能将这些资源进行回收利用。国外一些垃圾处理情况。上个世纪 90 年代以前，美国、英国、德国、荷兰、西班牙和法国等一些国家的城市生活垃圾的处理式主要为填埋法。但此后，随着经济的迅速发展，越来越多的国家采用焚烧法处理生活垃圾。从表一可以看出，现今，日本、法国、卢森堡和瑞典等国采用焚烧法处理生活垃圾的比例接近或已经超过了填埋法，国外已经很少使用堆肥法处理生活垃圾。发达国家对于生活垃圾的分类等做的很好，将其中可利用物的回收也做的很好，使得其再利用率较高，平均在 20% 30%之间2。在垃圾再利用方面，美国领跑。美国 CBS 公司利用生物工程技术处理生活垃圾为有机活性肥；日本人变地沟油为垃圾车燃料,试用废料再造混凝土；2008 年年底统计数字，法国在这一年从垃圾中提取 3870 万吨物质并最终将其转化为 3190 万吨初级材料如纸板金属玻璃瓶和塑料等；也有进行旧木材回收，利用垃圾制作农肥，养殖生物饲料等。（世界一些国家的垃圾处理方式比重如表 1.1）表 1.1 世界一些国家垃圾处理比重国家 生活垃圾总量/（万 t/a）填埋/（%） 焚烧/（%） 堆肥/（%） 利用/（%）美国 32746 62 10 0 28四川理工学院毕业设计 1 绪论3日本 5077 12 73 9 6法国 2000 45 42 10 3意大利 2000 74 16 7 3西班牙 1330 64 6 17 13比利时 358 49 35 0 16奥地利 290 48 24 8 20芬兰 130 65 4 15 16卢森堡 180 22 75 1 2荷兰 770 45 35 5 15挪威 220 67 22 5 6瑞典 320 30 60 0 101.1.2 生活垃圾填埋场安全管理现状尽管垃圾卫生填埋技术已经有很久的历史了，但是卫生填埋存在的安全性问题仍然层出不穷。有些垃圾场超期服役，甚至违法运营。广东东莞大岭山镇在同沙水库上游水源保护区内建设垃圾填埋场，到 2014 年违法使用 18 年，260万立方米存量垃圾堆积如山。每日约 100 立方米的如酱油般的渗滤液散发着恶臭，穿过 1.5 千米长的山谷直接排入了有东莞“备用水缸”之称的同沙水库，受此影响，水库水质处于富营养化状态，不仅不能做饮用水源，连游泳水质标准都达不到。2014 年 05 月有记者明访部分渗滤液流入城市管网，但核实渗滤液处理能力实际不足。贵阳市仙人脚垃圾填埋场丶湖南省岳阳市羊角山垃圾场丶重庆江北景观山垃圾场等诸多垃圾填埋场曾经都发生过垃圾堆体崩塌事故，造成或大或小的伤亡事故和财产损失。有些填埋场对火灾爆炸控制欠缺，因各种原因导致场内发生火灾爆炸等。不仅国内如此，国外也有很多诸如此类的事故报道。垃圾成山、堆体不实、污水横流、渗滤液污染严重，填埋不及时，暴露部位严重，蚊蝇滋生、臭气熏天，随风散发，极度污染空气，严重影响了四周的四川理工学院毕业设计 1 绪论4环境，这些现状在许多垃圾填埋场仍然存在，垃圾填埋场对这些安全管理工作仍然亟待加强。1.2 课题相关研究现状及进展目前，关于城市生活垃圾填埋场环境风险分析的研究比比皆是，但这些研究都各有侧重点，或是片面而没深入分析评价。王炜3等人对垃圾填埋场火灾爆炸进行了单独的风险分析，在火灾爆炸风险这方面，他们是通过事故树以及其他模型进行分析的；孙亚敏4对城市生活垃圾卫生填埋场环境影响做出评价，简单分析了水污染丶大气污染丶土壤污染和渗滤液问题；同年，郭庶5在垃圾填埋场二次污染物对周边环境及居民健康的影响中详细分析了填埋气和渗滤液的危害，以及对周边居民健康的影响作出了深入分析；廖琳琳6详细的分析了现代垃圾填埋场的大气污染和躯体的监测方法；在垃圾堆体坍塌风险性方面，张乾飞7丶詹良通 8等也做出过详细的分析；在许多研究中，对渗滤液的特性分析及处理较多。类似的对于垃圾填埋场周边的环境风险评估或者填埋场危险性分析的文献研究等还有很多，但是都没有对填埋场的危险性进行很全面并且很详细的研究分析。所有，还有望将卫生填埋场的风险性分析得更透彻。1.3 本文的研究内容我国现阶段对生活垃圾的处理方式主要是采取的是填埋法。填埋法本身就是一种存在诸多风险的垃圾处理方法，不论是直接带来的危害，还是二次危害。本文的研究内容是对垃圾填埋场里面的污然物质和设施等进行全面的分析，通过对这些危险性的分析，