《华中科技大学文华学院毕业设计(论文)开题报告刘婷.doc

华中科技大学文华学院学生毕业设计（论文）开题报告学 生 姓 名刘婷学 号070205011115学 部 （系）城市建设工程学部专业年级环境工程一班设计（论文）题目苏州市城市垃圾山谷型卫生填埋场工艺设计（二）库区和LFG导排及利用系统设计指导教师金子奇赵先一、设计（论文）选题的依据（选题的目的和意义、该选题在国内外的研究现状及发展趋势，等）1.目的和意义苏州市老城区的垃圾产量在最近几年的变化幅度较小，其总量基本维持在2030万吨左右，但是其占苏州市区全区的垃圾产量的权重却从近90%降到30左右。苏州市区人均日垃圾产量不仅低于西方发达国家而且低于部分发达城市，因此人均日产垃圾量上升的空间还很大。加上苏州正在“两个率先”思路的正确指导下昂首大步向前，可以预见苏州市区面临的垃圾处理的压力将会加大。通过对课题的研究，了解更多关于我国垃圾处理的现状，同时掌握更多有关垃圾卫生填埋工艺设计库区和LFG导排及利用系统设计的相关知识点。通过独自完成一个工艺的设计，锻炼自己使用计算机绘图的能力以及文件编程和参数计算能力。相信通过这次的学习实践，能让我的动手能力和实践能力更上一层楼。2.国内外研究现状及发展趋势近些年，城市垃圾卫生填埋场产生的气体垃圾填埋气（LFG）的二次污染问题及其资源性引起人们的广泛关注。L F G 主要由C H 4 、C O 2组成，还包括一些微量成分。其危害主要是加剧温室效应、发生爆炸和火灾等，从而威胁填埋场及其周围人民生命财产的安全。LFG的成分复杂，并随着垃圾的稳定化进程、压实程度、垃圾的组成和特性、填埋地区水文地质、填埋方式等因素而变化。LFG又是一种可再生资源，有回收利用的价值。 随着城市的扩展和人口的增加，苏州城市垃圾量增长迅速，预计到2008年，苏州市七子山填埋场库容即将告罄。丹麦的埃斯比约市和意大利的威尼斯市是苏州的友好城市，相互间有着广泛的交流合作。保护环境、建设生态城市、促进城市的可持续发展是我们的共同目标。2002年，友好城市丹麦埃斯比约市和意大利威尼斯市一致同意与苏州合作，共同申请欧盟亚洲城市建设项目，在苏州试点推行生态化垃圾管理，以改善 苏州城市垃圾管理与处置的现状。该项目于2002年10月经欧盟批准。2003年1月项目正式启动，历时两年。在小学、中学、大学、居民生活小区、机关等试点单位开展生态垃圾管理的宣传培训和试点工作，最终形成苏州市生态垃圾管理实施方案，准备在试点进行垃圾处理方式的改革，并进一步推广。二、主要参考文献综述LFG处理工艺：针对我国土地资源有限、垃圾产生量大的特点,准好氧填埋工艺逐渐成为中小型城市治理固体废物污染的首选技术.该工艺中,进入填埋堆体的空气量对垃圾填埋气(LFG)的产生及组分有重要的影响.为了确定准好氧填埋结构中竖直导气管与渗滤液导排主管直径的合理比例,在涿州市生活垃圾处理场建立了中试装置进行模拟准好氧填埋试验,并设置了直径分别为100、150、200mm的三种通气管(以下分别表示为DN100、DN150、DN200)与渗滤液导排管相连接,连续10周监测LFG中O2、CO2和CH4的体积分数,最后用热力学原理对数据进行数学计算和分析.结果表明,DN100填埋装置内,LFG中的O2无论是最终体积分数还是上升趋势都明显高于其他装置,在温室气体减排方面,CH4和CO2也得到了更为有效的抑制.通过理论计算可知,DN100、DN150和DN200的通气管排出气体量比为234,由于进气情况相同,因此,DN100的通气管向填埋堆体内部传输空气量最多.LFG的控制系统：控制有主动和被动之分。对于被动控制系统，填埋场中产生气体的压力是气体运动的动力。对于主动控制系统，采用抽真空的方法来控制气体的运动。对于填埋场主要气体和微量气体，被动控制是在主要气体大量产生时，为其提供高渗透性的通道，使气体沿设计的方向运动。（a）抽气井-主动控制（b）被动控制LFG利用技术：从垃圾场回收的甲烷气体的利用与当地或周围地区对能源的需求及使用条件有关。（1） 填埋气体的能源回收系统：LFG常被转换成能源。对于小的装机容量而言（到5MW），常使用内燃发电机或者使用气轮机。对于大的装机容量而言，常常使用蒸汽涡轮机。当使用内燃发电机时，要尽量除去LFG中的水分以防损坏柱头。如LFG含H2S，必须控制焚烧温度以防产生腐蚀。也可以先除去LFG中含有的H2S，然后再燃烧。（2）气体净化和回收：LFG中的二氧化碳和甲烷可通过物理、化学吸附方法和膜分离法加以分离。但只能吸附某些组分，而使用弱渗透薄膜分离法可从甲烷中分离出二氧化碳。 1 生活垃圾填埋场污染控制标准GB 16889-20082 中华人民共和国建设部发布. 生活垃圾卫生填埋技术规范CJJ 17-2004 3 李颖主编.城市生活垃圾卫生填埋场设计指南.中国环境科学出版社，2005年4月 4 钱学德等编著.现代卫生填埋场的设计与施工.中国建筑工业出版社，2001年6月 5 张材生.环境工程专业毕业设计指南.中国水利水电出版社，2002年8月6 赵由才等.城市生活垃圾卫生填埋场技术与管理手册.化学工业出版社，2001年1月 （3）就地使用：最简单的利用方法是用管道将回收的LFG从采集点输送到临近的使用地。在输送给使用者前，LFG必须经干燥和（或）过滤，去除冷凝液和粉尘，使之变为达一定清洁度的甲烷浓度为35%50的气体。（4）管道注气：如果找不到当地的使用者，管道输送是一种适宜的选择。若附近有输送中等质量LFG的管道，将气体处理，干燥并除去腐蚀杂质，加压到管道压力便可注入LFG的输送管道。中等质量的LFG甲烷浓度为50，具有明显的能源价值。为得到高质量的LFG，需要回收气体中的二氯化碳并去除微量杂质，该处理过程较为困难，费用更贵。填埋气体产量估算（1）经验估算:需要数据：填埋场地尺寸，填埋平均深度，废物组成，降解速度，垃圾填埋量和该场地的最大容量等有效数据。通过地形勘察和数据分析，先判断记录数据的准确性。然后就可以得到填埋场目前和远期产气较为简单的估算。根据垃圾填埋量和填埋场含水率进行的初步估算是初步设计中的有用工具。典型的垃圾填埋场（25%的含水率，填埋以后不改变）。每年的近似产生量为0.06m3/kg。如果是干旱或半干旱的气候条件，又没有添加水，填埋废物干燥，则产气量会降低到0.030.045 m3/kg。相反，如果填埋后有很合适的湿度条件，产气量可能达到0.15 m3/kg或更高。为了在一个给定的填埋场中得到可靠的估算，估算者必须依靠自己的经验和其他类似的填埋场数据。（2）化学计算法：根据垃圾的“分子式”进行计算。（3）化学需氧量法：假设：填埋释放气体产生过程中无能量损失；有机物全部分解，生成CH4和CO2。则据能量守恒定理，有机物所含能量均转化为CH4所含能量，即：有机物所含能量CH4所含能量 而物质所含能量与该物质完全燃烧所需氧气量（即COD）成特定比例，因而有：据甲烷燃烧化学计量式：CH4+2O2=CO2+2H2O，可导出。为便于实际测量和应用，将CH4的衡量单位转化为体积（L），得到：1gCOD有机物0.35L CH4（0，1大气压）据此，可以计算填埋场的理论产CH4量（即最大CH4产生量）。由于填埋场气体中CH4的浓度约为50%，可近似地认为总气体产生量为CH4产生量的2倍，于是可得：1 kg COD有机物0.7 m3填埋气体 （0，1大气压）因此如果知道单位质量城市垃圾的COD以及总填埋废物量，就可以估算出填埋场理论产气量：式中：W=废物质量，kg；CCOD=单位质量废物的COD，kg/kg，我国垃圾中的有机物主要为植物性厨房废物，其CCOD=1.2 kg/kg；VCOD=单位COD相当的填埋场产气量，m3 /kg；L0 = 填埋废物的理论产气量，m3；w=垃圾的含水率质量分数，%；h有机物=垃圾中的有机物含量质量分数，%（干基)。主要参考文献1 生活垃圾填埋场污染控制标准GB 16889-20082 中华人民共和国建设部发布. 生活垃圾卫生填埋技术规范CJJ 17-2004 3 李颖主编.城市生活垃圾卫生填埋场设计指南.中国环境科学出版社，2005年4月4 钱学德等编著.现代卫生填埋场的设计与施工.中国建筑工业出版社，2001年6月5 张材生.环境工程专业毕业设计指南.中国水利水电出版社，2002年8月6 住房城乡建设部、环境保护部等主编.生活垃圾处理技术指南7 聂永丰主编.三废处理工程技术手册.固体废物卷.化学工业出版社，2000年2月第一版8 李国鼎主编.环境工程手册.固体废物污染防治卷.高等教育出版社，2003年12月第一版9 中国建筑工业出版社编.建筑制图标准汇编.中国建筑工业出版社，199610 宁平.固体废物处理与处置.高等教育出版社，2007年1月三、设计（论文）的研究方案（拟采用的研究方法、准备工作情况及主要措施）、主要研究内容及预期目标采用的研究方法：1：采用文献查阅方式；2：类比方式。准备工作是：首先收集人口数量、垃圾产量等设计基础数据，查阅水文气象、地质等设计基础资料，熟悉设计地形图和设计相关法规、标准。然后进行设计方案论证，确定库容。最后是填埋场厂区平面布置、填埋库区场地高程布置、渗滤液污染控制、填埋气导排及利用系统布置，厂区防洪设计、公共设施、进出道路等。研究内容：确定论文内容，阅读相关文献并查阅规范和有关设计标准后进行填埋场的选址方案论证。完成填埋场的主体工程设计包括填埋场内总平面布置、填埋库区、填埋工艺、填埋气导排管网铺设、填埋气处理（利用）站工艺设计等等。同步编写设计说明书，绘制设计图纸。完成设计草稿。继而要完成填埋场其他辅助工程的设计：包括进场道路的设计，厂区生活管理区排水系统的初步设计，并编写相关设计说明，绘制设计图纸。任务要严格按进度安排进行设计，按质按量完成阶段性工作任务。外文文献翻译字数（中文字数）不少于1000字。设计说明书条理清晰，文字通顺，格式规范总字数不少于一万字。预期目标是完成毕业设计，论文及设计图（45张A1）。并通过这个过程来提升自我的设计能力和CAD绘图能力，为日后的工作夯实基础。四、设计（论文）工作进展安排 第13周 确定论文内容，阅读相关文献并查阅规范和有关设计标准，完成开题报告和外文文献翻译。第411周 进行填埋场的选址方案论证，完成填埋场的主体工程设计：包括填埋场内总平面布置、填埋库区、填埋工艺、填埋气导排管网铺设、填埋气处理（利用）站工艺设计等等。同步编写设计