某市城市生活垃圾填埋处置场的设计

扬州大学环境科学与工程学院环境工程教研室固体废物处置工程课程设计任务指导书班 级 环工1002 学生姓名 朱开阔 学生学号 教指导师 阮菊俊 设计题目：某市城市生活垃圾填埋处置场的设计摘要 在今后较长一段时期内,我国城市生活垃圾的处置仍将以填埋法为主.鉴于此,本设计为城市生活垃圾卫生填埋场的初步设计.该设计从实际出发,应用经验公式计算出数值,得出既符合实际又经济的设计.垃圾填埋场由垃圾堆体、终场覆盖、雨水收集与导排、填埋气的导排与处理、渗滤液收集与处理、安全与环境检测等系统组成。结合具体情况,优化设计,最大限度减少垃圾填埋场污染环境,节省投资。关键词:卫生填埋场 工程设计 渗滤液回灌 调节池 防渗系统 气体导排 In a long period in the future, our country city life garbage disposal will continue to give priority to with landfill method. In view of this, the design for the urban domestic waste sanitary landfill of preliminary design. This design from reality, application experience formula to calculate the numerical value, that is both practical and economical design. Landfill by dump body, end cover, rainwater collection and guide line, guide line and handle the landfill gas and leachate collection and treatment, safety and environmental detection system. Combined with the specific situation, optimization design, minimize landfill environmental pollution, save investment.Keywords: sanitary landfill leachate recharge regulation pool seepage control engineering design guide line system gas目 录1、概述41.1生活垃圾及处理与处置方法41.1.1生活垃圾41.1.2生活垃圾处理与处置方法41.2工程概述61.2.1城市概况61.2.2工程概况72、垃圾填埋场选址和总体设计92.1垃圾填埋场选址92.1.1填埋场选址原则92.1.2填埋场选址92.2垃圾填埋场工艺设计102.2.1设计原则与要求102.2.2工艺流程102.3工程建设规模总体设计112.3.1服务面积及垃圾产量112.3.2库容122.3.3覆盖厚度132.3.4占地面积132.4填埋场主体工程和辅助设施132.4.1填埋区域设置132.4.2堤坝填筑142.4.3防渗系统152.4.4导气系统182.4.5填埋区域作业工艺设计193、渗滤液收集处理工程设计203.1 垃圾渗滤液概念与来源203.1.1垃圾渗滤液概念203.1.2垃圾渗滤液来源203.1.3垃圾渗滤液产生与时间关系213.1.4垃圾渗滤液水质特征213.2垃圾渗滤液收集与处理工艺设计223.2.1渗滤液收集系统223.2.2渗滤液产生量计算263.2.3调节池容积的计算273.2.4渗滤液处理设备尺寸计算273.3垃圾渗滤液处理高程设计303.3.1构筑物之间损失303.3.2构筑物高程确定304、 填埋气体收集与利用304.1填埋气体主要组成304.2填埋气体产生量预测314.2.1填埋运营期产气量估算314.2.2终场覆土后产气量估算324.3填埋气体收集与导排334.3.1填埋气体的收集334.3.2填埋气体收集系统选择334.3.3填埋气体收集系统设计344.3.3冷凝液收集和排放344.4填埋气体的利用355、 封场工程355.1终场覆盖系统功能355.2填埋场封场系统设计365.3填埋场封场后土地利用376、 场区平面布置376.1厂区总平面布置376.2场区道路设计387、 配套工程397.1安全防护与绿化工程397.1.1安全防护设置397.1.2绿化工程设置397.2给水工程397.3消防工程397.4防洪系统工程397.5通讯工程407.6电气工程407.7填埋场主要机械设备408、 环境保护与环境监测408.1环境保护408.2环境监测419、 结束语429.1致谢4210、 参考资料4310.1参考文献4310.1.1设计依据4310.1.2参考资料441、概述1.1生活垃圾及处理与处置方法1.1.1生活垃圾1.1.1.1生活垃圾定义城市生活垃圾亦称城市固体废物，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物，主要是由城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业，以及市政环卫系统、城市交通运输、文教机关团体、行政事业、工矿企业等单位所排出的。其主要组成为：厨余物、废纸屑、废塑料、废橡胶制品、废编织物、废金属、玻璃陶瓷碎片、庭院废物、废旧家用电器、废旧家具器皿、废旧办公用品、废日杂用品、废建筑材料、给水排水污泥等。1.1.1.2生活垃圾的危害 固体废物，特别是有害固体废物，如处理、处置不当，其中的有害物质可以通过环境介质大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成污染，对人体产生危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态变化。（1）对土壤环境的影响：固体废物不加利用，任意露天堆放，不但占用一定的土地，导致可利用土地资源减少，而且如填埋处理不当，不进行严密的场地工程处理和填埋后的科学管理，容易污染土壤环境。（2）对水体环境的影响：固体废物可随地表径流进入河流湖泊，或随风迁徙落入水体，从而将有害物质带入水体，杀死水中生物，污染人类饮用水水源，危害人体健康；固体废物产生的渗滤液危害很大，它可进入土壤污染地下水，或直接流入河流、湖泊或海洋，造成水资源的水质型短缺。（3）对大气环境的影响：堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，进入大气并扩散到很远的地方；一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下还可发生生物降解，释放出沼气，在一定程度上消耗其上层空间的氧气，使植物衰败；有毒有害废物还可发生化学反应生成有毒气体，扩散到大气中危害人体健康。1.1.2生活垃圾处理与处置方法1.1.2.1焚烧焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中有害有毒物质在800-1200的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。1.1.2.2堆肥堆废化是在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。堆肥化系统按温度分为中温堆肥和高温堆肥，按技术分为露天堆肥和机械密封堆肥。1.1.2.3卫生填埋卫生填埋是“利用工程手段，采取有效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水体和大气的污染，并将垃圾压实减容至最小，填埋占地面积也最小。在每天操作结束或每隔一定时间用土覆盖，使整个过程对公共安全及环境均无危害”的一种土地处理垃圾方法。固体废物填埋场的构筑方式和填埋方式与地形地貌有关，可分为山谷型填埋和平地型填埋方式。平地型填埋又可分为地上式、地下式和半地下式。1.1.2.4常用垃圾处理方法的比较 常用垃圾处理方法及特点如表1.1所示。表1.1 垃圾处理方法比较方法优点缺点主要技术经济指标卫生填埋处理量大， 处理成本低；工艺相对较简单， 技术可靠；其它处理方法残渣的最终消纳场；大型垃圾填埋场产生的沼气有一定的利用价值；建设投资较低。场址选择受地理、 地质和水文地质条件限制，场址选择难度较大；填埋场使用年限受自然条件限制；土地占用面积大， 减量化程度低；要求远离市区。单位投资 （不计征地费）：18104元27 104元（t/d-1规模）-1填埋运行成本 （计折旧）： 35元55元t-1；要求填埋年限至少10年堆肥使用年限不受自然条件限制， 其填埋场使用年限较长；垃圾无害化， 资源化程度较高；有机物返还自然， 有利于生态环境保护；投资适中， 处理成本适中。对垃圾成分有要求 （一般要求垃圾中可生物降解有机物含量大于40%） 运行管理费用高；品使用受制于市场销售情况，需要投入相当力量进行市场开拓；初始量的约30%垃圾需要填埋。单位投资 （不计征地费）：3104元32104元（t/d-1规模）-1；堆肥部分运行成本 （计折旧） ：50元80元t-1；主要设备费用：600104元800 104元（100t d-1设计能力）-1（两班制）。焚烧垃圾减量化、 无害化程度高。可回收垃圾中的能源使用期限长。占地少， 可靠近城市建设。设备投资高，运行管理费用高。工艺设备复杂，要求原垃圾达到一定热值。否则需要添加辅助燃料。操作管理难度大，二恶英的控制要求严格。初始量25%的垃圾需要填埋。单位投资（不计征地费）：50104元70104元（t/d-1规模）-1；焚烧部分运行成本 （计折旧） ：80元140元t-1；主要设备费用：1000104元1500 104元（100t d-1设计能力）-1。1.2工程概述1.2.1城市概况某市位于江苏省某地区的A河中游，A河自西向东横贯该市。该市地形自西北向东南倾斜，较为平坦。地面高程在189-196米之间。城北有铁路贯穿东西，整个市区划分为I、II、III区。I为老区，II为新区，III为工业区。为发展需要，该市已重新规划了街区及道路。规划区面积约为15km2，人口约15万。街坊人口密度：第I区为3.14万人/km2，第II区为2.29 万人/km2，第III区为1.15 万人/km2。主要道路宽度为35米及40米。 该市的工业企业不甚发达，老企业处在第I区的仅有面粉厂。新建企业集中在第II区东部和第III区。因此，该市拟建一个生活垃圾填埋场，主要接纳I、II、III区的生活垃圾。届时进入本填埋场的垃圾量见表1。表1 填埋场垃圾产生量表 单位：t/d201320142015201620172018201920202021I56781012141516II4457811161819III3346678911总计121416202430384446目前垃圾填埋场接纳该市的污水厂污泥，污水处理厂到2021年总的污水处理量将达到10万 m3/d，进场的市政污泥量约为50t/d，污泥量年平均增长率达到10%。填埋场一起工程的使用年限拟定为10年左右，即2013-2021年。1.2.2工程概况1.2.2.1项目背景某市位于江苏省某地区的A河中游。市区划分为I、II、III区,为处理2013-2021年城市I、II、III区的生活垃圾和污水处理厂的污泥。拟建一个为期9年的垃圾填埋场。1.2.2.2原始资料（1）地质地形土壤冰冻深度为0.8米。土质一般为砂质粘土，承载能力较好。基岩埋深为35米。地下水埋深4-5米。该市地形自西北向东南倾斜，较为平坦。地面高程在189-196米之间。（2）气候气象年平均温度为15，最低为-1。主要风向为西北风，年平均降雨量为1050mm。（3） 河流水系与水文该市境内河湖众多，水网密布。A河自西向东横贯该市。（4）填埋库区场址概况填埋场库区周围汇水面积1.0km2。场底表土厚度0.84.8m不等，平均2.2m。土壤渗透系数为910-4m/s。场址地下水稳定水位埋深0.8m。填埋场5公里有城市污水处理场，紧挨填埋场有水、电源及公路。（5）生活垃圾物化性质生活垃圾主要有来自城区的居民生活垃圾、商业垃圾、集贸市场垃圾、街道清扫垃圾、公共场所垃圾和机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾(不包括建筑垃圾、大宗废件、医院垃圾、有害工业废物)。生活垃圾无机物约占76%，有机物约占24%，高峰期的生活垃圾中有机物成分比例增大，使用液化石油气用户的生活垃圾中有机成分多。该市生活垃圾中的煤灰渣等无机物含量高；废纸和纤维等可燃物含量低；厨余物含量大，含水高；另外，由于垃圾是混合收集，致使垃圾成分复杂多变、不均匀，性质随季节波动大。1.2.2.3工程设计要求要求查阅参考文献，综合运用课堂所学知识，充分发挥独立思考和独立工作能力，全面认真完成任务。设计应体现出技术上可行、经济上合理，在保证质量的前提下，尽量做到投资节省，安全可靠，运行费用低，管理方便。设计能合乎规范、计算正确，图纸表达清楚。说明书内容简要，论证充分，文字通畅。具体要求如下：（1）、总体要求：课程设计报告书包括以下部分：封面、目录、正文、参考文献、致谢、图纸。报告正文不得少于20页；参考文献20条以上。（2）、报告书打印格式：A4纸、word格式；封面统一格式；文字部分：主标题 小二 黑体；副标题 四号 黑体；正文 小四 宋体；1.5倍行距。（3）、图纸要求：提交A3号图2张以上，最好手工绘制，如果计算机CAD绘制，每个同学图纸内容必须不同，否则图纸成绩以雷同处理。2、垃圾填埋场选址和总体设计2.1垃圾填埋场选址2.1.1填埋场选址原则从防止环境污染角度考虑的安全原则从经济角度考虑的经济合理性原则安全原则：防止场地对大气、地表水和地下水的污染。经济原则：与场地的规模、容量、征地费用、运输费、操作费等有关，要充分利用场地的天然地形条件，尽可能减少挖土方量。从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面考虑。工程方面：容量足够大；尽可能减少运距，距离近水源至少在150m以上；尽可能利用天然地形条件，最大限度减少土方量；进出口应与公路相通，宽度适合，有适当的承载力；填埋场的底层和地下水位之间至少应有1.5 m的距离，渗透率10-7 cm/s；环境方面：必须在100年泛洪区之外，地表水与可通航的水道直接相通；填埋物底层必须避开专用水源蓄水层和地下水补给区；降水量低，蒸发速率高，尽量减少臭气散发；减少车辆运输和设备运转噪音；避开居民区和公园风景区。经济方面：容易征得土地，费用适宜； 考虑场地挖掘、筑坡、衬里和道路施工及其开发费用；综合考虑高投资和低操作费用与低投资和高操作费用。法律和社会方面：符合有关法律及规定；必须取得地方主管部门的允许；注意公众舆论和社会影响。2.1.2填埋场选址本设计填埋场的选址经过从工程学、经济学、环境学、政策法规等方面的综合的缜密的考虑而选取的。（1）从经济学上看，此填埋场满足一定的库容量，能容纳6001500t/d的垃圾处理量；场址交通方便，运距合理。（2）从工程学方面看，场地有适当的自然地形作为填埋空间其地形、地貌及土壤条件适当；天然地层渗透性系数达到107cm/s以下，并具有一定的厚度，其地质条件很好；场址蒸发量大于降水量，不位于台风经过的地区，其暴雨发生率也较低，位于大气混合扩散作用的下风向，即气象条件适当。（3）从环境学上看，场址远离专用水源补给区2000米以外，地基基础位于最高丰水位标高至少1米以上，对地表水、地下水影响较小，同时场址位于居民区2000米以外，且位于居民区的下风向对居民区的影响也较小。（4）从政策法规上看，此填埋场的建立符合城市发展规划，符合当地城市环境卫生事业发展规划要求。2.2垃圾填埋场工艺设计2.2.1设计原则与要求（1）减少裸露填埋作业面。根据废物的填埋量和容积，确定每天的填埋区域和作业层面，尽可能减少废物的裸露范围，不仅可直接有效减少污染环境的可能性，而且可减少因雨水而产生渗滤液的量，减低作业成本。（2）分层压实。确定合理的填埋高度或深度，选择合理的层厚进行机械压实，提高填埋危险废物的压实密度，从而提高填埋有效容积的利用率，增加安全填埋场的使用年限。（3）控制污染源头。对安全填埋场的防渗结构、渗滤液收集与处理、填埋气导排等方面采取积极的预防措施和监控、维护手段，防止二次污染。（4）提前规划填埋工艺。结合安全填埋场的终场利用规划，采用合理的填埋工艺，缩短填埋稳定期，使安全填埋场的复原利用得到有效地保证。2.2.2工艺流程垃圾填埋场的工艺总体上服从“三化”（既减量化、无害化、资源化）的要求。本设计垃圾由陆地进入填埋场，经地衡量称量计量，再按规定的速度、线路运至填埋作业单元，进行卸料、推平、压实并覆盖，最终完成填埋作业。其中推铺由堆土机操作，压实由垃圾压实机完成。每天填埋作业操作结束后及时进行终场覆盖，以利于填埋场地的生态恢复和终场利用。本设计采用平原型的填埋场。具体的工艺流程如图2.1所示：渗滤液雨水冲洗水沼气导排（后期回收发电）计量卸料铺平压实覆土灭虫生活垃圾转运汽车终场生态恢复排入地表水体排水沟收集盲沟、碎石导流层收集截洪沟污水处理站沉淀池备料场汽车装卸机粘土图2.1城市生活垃圾卫生填埋工艺流程2.3工程建设规模总体设计2.3.1垃圾产量表2.1 扬州市各年份垃圾日产量表序号年份垃圾日产量/(t/d)污泥日产量/(t/d)垃圾年产量/（万t/a）垃圾累计量/万吨1201312231.281.282201414251.422.703201516281.614.314201620311.866.175201724342.128.296201830372.4510.747201938412.8813.628202044453.2516.879202146503.5020.372.3.2库容因本设计未做实地勘查，故以9年产生垃圾所需库容作为实地库容来计算：垃圾填埋容量（m3/d）=垃圾填埋量（t/d）/垃圾压实密度（t/m3）其中：垃圾填埋总量为20.37万吨，取垃圾压实密度为0.6（t/m3）则垃圾填埋库容为：33.95万m3填埋库容占体积的70%-90%，取80%，则V总 =42.44万m3 实际库容取整则为43万m32.3.3覆盖厚度垃圾一次性填埋，每层垃圾厚度为3m，当天作业完毕覆土30cm。最终覆土厚度1m。2.3.4占地面积填埋深度取9m，地上6m，地下3m所需的场地面积为：m2实际填埋场地面积取整为5104设填埋场宽为b=200m，则填埋场长为m2.4填埋场主体工程和辅助设施2.4.1填埋区域设置填埋区分为9块区域，每块区域对应一期工程，以一年为一期，一期工程所需场地体积为2.67万m，占地面积为0.30万，日垃圾填埋量58.5m；二期工程所需场地体积为2.96万m，占地面积为0.33万，日垃圾填埋量64.88m；三期工程所需场地体积为3.35万m，占地面积为0.37万，日垃圾填埋量73.52m；四期工程所需场地体积为3.88万m，占地面积为0.43万，日垃圾填埋量84.93m；五期工程所需场地体积为4.42m，占地面积为0.49万，日垃圾填埋量96.8m；六期工程所需场地体积为5.1万m，占地面积为0.57万，日垃圾填埋量111.9m；七期工程所需场地体积为6万m，占地面积为0.67万，日垃圾填埋量131.5m；八期工程所需场地体积为6.77万m，占地面积为0.75万，日垃圾填埋量14.84m；九期工程所需场地体积为7.29万m，占地面积为0.81万，日垃圾填埋量159.8m；填埋作业按分区顺序开始，每一期工程中所需覆土由后期工程开挖土方提供；终场覆土由剩余土方提供。2.4.2堤坝填筑堤坝设置在填埋场的边缘以及填埋区域分隔连接处。在作为填埋区分割连接处的中间堤坝，可以用垃圾芯构成用粘土围着，图2.2为两种垃圾堤坝建造示意图。图2.2 垃圾堤坝构造示意图（1） 中间堤坝垃圾芯上顶宽1.6m，下底宽10.8m，高8.8m（地下3m，地上5.8m），粘土覆盖后上顶宽2m，下底宽12m，高9m（地下3m，地上6m）。（2） 带沟环形堤坝粘土堆积上顶宽2m，下底宽12m，高9m（地下6m，地上3m）。外侧沟槽为梯形排水沟，上底宽0.6m，下底0.4m，深0.4m。2.4.3防渗系统2.4.3.1防渗系统设计规范本设计选择人工防渗系统，该应符合以下要求： 人工合成衬里的防渗系统应采用复合衬里防渗系统，位于地下水贫乏地区的防渗系统也可采用单层衬里防渗系统，在特殊地质和环境要求非常高的地区，库区底部应采用双层衬里防渗系统。 特殊情况下可采用钠基膨润土垫替代膜下防渗保护层。填埋场防渗系统基础与天然地下水水位的间距不得小于2m。人工防渗材料施工应满足以下要求：铺设HDPE土工膜应焊接牢固，达到强度和防渗漏要求，局部不应产生下沉拉断现象。土工膜的焊（粘）接处应通过试验、检验。在垂直高差较大的边坡铺设土工膜时，应设锚固平台，平台高差应结合实际地形确定，不宜大于10m。边坡坡度宜小于12。人工防渗材料的基础处理应符合下列规定：平整度：应达到每平方米粘土层误差不得大于2cm；洁净度：不采用膜下土工布保护层时，垂直深度2.5cm内粘土层不应含有粒径大于5mm的尖锐物料；压实度：位于库区底部的粘土层不得小于93%；位于库区边坡的粘土层不得小于90%。2.4.3.2防渗材料目前，从国内外的实践实用看来，用于垃圾卫生填埋场应用最广泛最成功的的是高密度聚乙烯（HDPE）膜，与其它防渗材料，它具有最好的耐久性。从防渗性能和经济实用角度考虑，此工程采用1.5mm厚度的高密度聚乙烯（HDPE）膜较为适当。其磨擦性能的考虑，比安全性的角度出发，在坡面上采用毛面HDPE膜较好，但设计中由于有足够的粘土层，所以此工程防渗主体结构全部采用1.5mm厚的光面HDPE膜。天然粘土类衬里及改性粘土类衬里的渗透系数不应大于1.010-7cm/s。2.4.3.3防渗系统选择在本设计中根据所给的原始资料可以知道：土壤渗透系数为9.010-4m/s，故k=9.010-4 m/s 10-5 m/s属于渗漏性场地。场区地下水位较低，离地面仅0.8m，此填埋场没有独立的水文地质单元，也无不透水层或弱透水层，因此也属于渗透性场地，故不宜采用垂直防渗系统，而采用水平防渗系统。由于度量粘土衬层渗透性的主要指标是渗透系数，根据城市生活垃圾卫生填埋技术规范可知道，天然粘土类衬里的渗透系数不应大于10-7cm/s并且要2米厚的粘土。因原始资料中并未给出当地土层中天然粘土的渗透系数，对比以上所介绍的三种防渗材料性能并考虑施工中常用的材料，故排除了用天然材料作衬垫层的方案，而选择了人工合成防渗膜。在人工合成防渗膜中选用了性能较优，国内外使用经验较多的高密度聚乙烯（HDPE）防渗膜。根据原始资料可知该填埋场土壤渗透系数为910-4m/s大于10-5cm/s，地下水稳定水位平均埋深0.8m，即地下水位较高，场区地质条件不好，因此选择了双层衬层防渗系统。2.4.3.4渗滤液收集导排系统渗滤液导流层（即主滤液收集层和次滤液收集层）渗滤液主收集层：在无纺土工布保护层上铺设600mm的碎石层，粒径要求2040mm，按上粗下细进行铺设，防止填埋的垃圾堵塞砾石缝从而影响渗滤液导流的效果。图2.3 典型的双衬系统美国环保局衬层设计备选方案渗滤液次收集层：直接安装于主防渗层之下，目的是监测主防渗层是否渗漏，若有渗漏，则可在次盲沟中发现并收集起来。渗滤液导渗盲沟：渗滤液导渗盲沟负责渗滤液的最终排放，将其从场区内排往渗滤液沉淀池和调节池进行处理。为了便于渗滤液的收集排放，在各区分别设置纵向盲沟，其中主收集层铺设直径为DN250mm的穿孔花管，由导流层形成盲沟断面，并用150g/m2织质土工布包裹。次盲沟由透水和受垃圾沉降影响小的透水软管组成。当次盲沟铺好之后再开始进行中间覆盖。 图2.4 渗滤水集水系统2.4.3.4地下水导排系统填埋场的工艺设计必须考虑对填埋库区底部可能存在的地下水进行导排。地下水导排沟位于渗滤液主导排沟下约2m处。先在沟内铺设反滤150g/m2土工布，然后再铺设DN200的HDPE穿孔花管，最后回填级配碎石到地下水导排沟沟顶。2.4.4导气系统填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施，严防填埋气体自然聚集、迁移引起的火灾和爆炸。填埋场不具备填埋气体利用条件时，应主动导出并采用火炬法集中燃烧处理。2.4.4.1地填埋场气体导排设施要求 填埋气体导排设施宜采用竖井（管），也可采用横管（沟）或横竖相连的导排设施。 竖井可采用穿孔管居中的石笼，石笼宜用级配石料等粒状物填充。竖井宜按填埋作业层的升高分段设置和连接；竖井设置的水平间距不应大于50m；管口应高出场地1m以上。应考虑垃圾分解和沉降过程中堆体的变化对气体导排设施的影响，防止设施阻塞、断裂而失去导排功能。 填埋深度大于20m采用主动导气时，宜设置横管。 有条件进行填埋气体回收利用时，宜设置填埋气体利用设施。填埋库区除应按生产的火灾危险性分类中戊类防火区采取防火措施外，还应在填埋场设消防贮水池，配备洒水车，储备灭火干粉剂和灭火沙土。应配置填埋气体监测及安全报警仪器。填埋库区防火隔离带应符合规范的要求。填埋场达到稳定安全期前的填埋库区及防火隔离带范围内严禁设置封闭式建（构）筑物，严禁堆放易燃、易爆物品，严禁将火种带入填埋库区。填埋场上方甲烷气体含量必须小于5%；建（构）筑物内，甲烷气体含量严禁超过1.25%。进入填埋作业区的车辆、设备应保持良好的机械性能，应避免产生火花。填埋场应防止填埋气体在局部聚集。填埋库区底部及边坡的土层10m深范围内的裂隙、溶洞及其他腔性结构均应予以充填密实。填埋体中不均匀沉降造成的裂隙应及时予以充填密实。2.4.4.2气体导排设施设计本设计采取被动气体收集装置，允许在气体没有鼓风机，气泵之类的机械装置下排放。填埋气体导排设施宜采用竖井（管），采用穿孔管居中的石笼，、竖井设置的水平间距为30m；管口应高出场地2m。填埋场不具备填埋气体利用条件，其导出的气体并采用火炬法集中燃烧处理。2.4.5填埋区域作业工艺设计卫生填埋通常是每天把运到填埋场，经性质和计量判定后进入填埋场内。垃圾按指定的单元作业点卸下，卸车后用推土机推铺，再用压实机碾压。分层压实到需要高度后，再在上面覆盖粘土和聚乙烯膜料，并重复上述的卸料、推铺、压实和覆盖的过程。以一日一层作业单元，每日进行覆盖。垃圾的压实密度大于0.8 t/m3。每层垃圾厚度为3.0m，每层覆土为30cm，通常四层厚度组成一个大单元，上面覆盖土在450cm。填埋时先从右到至左推进，然后从前向后推进。左、中、右之间的联线之间呈圆弧形，使覆盖面上排水畅通地流向两侧进入排水沟或边沟等，以减少雨水渗入垃圾体内，前后上部的连线呈一定坡度。外坡为1：4，顶坡不小于2%。单元厚度达到设计厚度后，可进行临时封场，在其上面覆盖4550cm厚的粘土。并均匀压实，再加上15cm厚的营养土，种植浅根植物。最终封场覆土厚度大于1m。填埋场的作业方式实行分区分单元填埋，以分区分单元填埋为前提，然后再来考虑分层的填埋作业。为最大限度防止污染扩散，填埋作业过程中，正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的，日覆盖采用膜覆盖，其他的区域均为中间覆盖或临时封区。 首先进行的作业的是整平后的一区填埋库区底部，在实际进行填埋作业的过程中，要考虑是和填埋作业库区临时作业道路结合起来实施。第一次到达的填埋作业高度为距离整平询问绝对标高2m而后开始第二层填埋作业单元的设置。随着填埋作业高度的增加，可利用的填埋作业有效面积也在增加，这时为气体利用提供方便，已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井，将导气管和周围的移动式集气站连接起来，就可以对气体进行再利用了。填埋区分为9块区域，每块区域对应一期工程，以一年为一期，填埋作业按分区顺序开始，每一期工程中所需覆土由后期工程开挖土方提供；终场覆土由剩余土方提供。3、渗滤液收集处理工程设计3.1 垃圾渗滤液概念与来源3.1.1垃圾渗滤液概念垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。垃圾渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水，渗滤液中含有大量的有机物、大量的病菌、病毒、寄生虫等以及一些有毒有害的物质。不仅水质成分复杂，而且其水量及污染物的浓度随垃圾组成、填埋方式、以及不同的季节和气候而有明显的变化，是一种处理难度较大的废水。因此，国内外一直非常重视对垃圾渗滤液进行有效的控制和处理。但由于受到资金的限制以及渗滤液水质和水量的剧烈变化，目前我国真正对垃圾渗滤液进行达标处理的填埋场并不多。如何充分利用现有的条件，在尽可能减少渗滤液产生量的前提下，对收集后的渗滤液妥善处理，就成为我国垃圾处理的当务之急。3.1.2垃圾渗滤液来源城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。填埋场水的平衡示意图如图3.1所示。降雨地表径流地下涌出水蒸发废物含水流入地下渗出浸出液地表径流流出垃圾填埋场图3.1填埋场水的平衡示意图由图可知，垃圾填埋场渗滤液主要来源有：（1）降水的渗入，降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源；（2）外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉； （3）地下水的渗入，这与渗滤液数量和性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关；当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；（4）垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量；（5）覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；（6）垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。3.1.3垃圾渗滤液产生与时间关系垃圾在填埋场产生的渗滤液与时间的关系可分为以下几个阶段：（1）调整期：在填埋初期，垃圾体中水分逐渐积累且有氧气存在，厌氧发酵作用及微生物作用缓慢，此阶段渗滤液量较少。（2）过渡期：本阶段滤液中的微生物由好氧性逐渐转变为兼性或厌氧性，开始形成渗滤液，可测到挥发性有机酸的存在。（3）酸形成期：滤液中挥发性有机酸占大多数，pH值下降，COD浓度极高，BOD5/COD为0.40.6，可生化性好，颜色很深，属于初期的渗滤液。（4）甲烷形成期：此阶段有机物经甲烷菌转化为CH4和CO2，pH值上升，COD浓度急剧降低，BOD5/COD为0.10.01，可生化性较差，属于后期渗滤液。（5） 成熟期：此时渗滤液中的可利用成分大减少，细菌的生物稳定作用趋于停止，并停止产生气体，系统由无氧转为有氧态，自然环境得到恢复。3.1.4垃圾渗滤液水质特征垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水和分解产生的水。垃圾渗滤液的主要污染成分有：有机物、氨氮和重金属等。其种类和浓度与垃圾类型、组分、填埋方式、填埋时间、填埋地点的水文地质条件、不同的季节和气候等密切相关，其水质主要呈现以下特征：（1）CODCr和BOD5浓度高在新的垃圾填埋场，大量挥发性酸的存在可能会产生高的CODCr和BOD5。（2）BOD5与CODCr比值变化大BOD5/CODCr值的高低与渗滤液处理工艺方法的选择密切相关。渗滤液BOD5/CODCr值与垃圾填埋场的使用年限有关，对“年老”填埋场而言，其渗滤液多具有良好的生化处理可行性，可采用生物方法加以处理。而对于“年老”填埋场的渗滤液的处理而言，必须考虑其可生化性随时间的变化。（3）金属含量高垃圾渗滤液中含有10多种金属（重金属）离子，由于物理、化学、生物等的作用，垃圾中的高价不溶性金属被转化为低价的可溶性金属离子而溶于渗滤液中，在处理过程中必须考虑对它们的去除；（4）营养元素比例失调，氨氮的含量高随着填埋场使用年限的增加，当进入产甲烷阶段后，渗滤液中的NH4+浓度不断上升。另外，渗滤液中还存在溶解性磷酸盐的不足、碱度较高、无机盐含量高的问题。3.2垃圾渗滤液收集与处理工艺设计3.2.1渗滤液收集系统3.2.1.1渗滤液收集系统的设计 填埋库区防渗系统应铺设渗滤液收集系统和疏通设施。 渗滤液收集系统及处理系统包括：导流层、盲沟、收集支管、收集干管、调节池、泵房和污水处理设施等。管路设计一般要求为：能将填埋场内的渗滤液有效排出；足够牢固以能承受由于垃圾的荷载及系统工作的压实设备带来的物理损坏；能够适应预期的填埋场底部的下沉；能够在填埋场的腐蚀性环境下抵制化学侵蚀；能够承受填埋场底产生的高温（1550）。 所有管路使用高密度聚乙烯管材。对于支管，可使用高密度聚乙烯花管，周围堆卵石并包裹土工布保护以防堵塞。 在防渗层上铺设渗滤液导流层，导流层选用1632mm直径的卵石。库区底部渗滤液收集和导流采用碎石排水层和HDPE导盲管盲沟，渗滤液收集管沟由HDPE 花管和卵石沟组成，为梯形结构，收集干管和支管呈树枝状分布。在场底最低处设一渗滤液提升井，通过干管沟和支管进行收集的渗滤液在此处被提升至渗滤液调节池。收集渗滤液的支管可以使用卵石堆置形成，卵石尽可能均匀，尤其泥土含量不能过高(最高不应超过5%)，以便有足够的空隙用来导排渗滤液。卵石材质要求碳酸钙含量低于10%。卵石周围应用土工布包裹以防堵塞。渗滤液主管道之上不应有建筑物，特别应避免修在道路下面。因为渗滤液主管道在不被渗滤液充满时会积聚沼气，这样车辆在其上行走时将形成危险隐患。3.2.1.2 渗滤液的处理方法渗滤液的组成成分是随时间而发生变化的，对于填埋时间少于5年的渗滤液，其中的有机物浓度高，pH值较低，低分子脂肪酸多，BOD5及COD浓度较高，BOD5/CODCr值在0.50.6，同时各类重金属离子的浓度也相对较高，采用生化处理方法是有效的；而随着垃圾填埋年数的增加，有机物浓度降低，pH接近中性(一般属缓冲液)，腐殖质类物质增加，BOD5及COD浓度较低，BOD5/CODCr值下降，而NH3-N的浓度较高，重金属离子浓度相对较低，成份比初期要复杂的多，可生化性降低，生化处理难以达到较好的效果。在实际中，因填埋时间的存在先后的差别，使得“年轻”和“年老”的渗滤液并存。因此，为了满足渗滤液处理效果在垃圾填埋场的使用期间和封场后一直能够满足环境的要求，采用常规的生物处理技术难以达标排放，而单独采用物理化学方法则费用较高。因此，采用实用可行的预处理技术，将垃圾渗滤液中的大量悬浮杂质、难降解大分子有机物、有毒有害的重金属离子、高浓度氨氮等不利于生物处理的物质去除或转化为可生物降解的物质，提高BOD5/CODCr值和降低氨氮浓度，再采用生物处理，必要时再采用物化方法进行深度处理，最终将其排入城市污水处理管道，进入污水处理厂。 国外渗滤液的处理一般有回喷填埋场、输送至城市污水处理厂统一处理和预处理等。（1）渗滤液回喷渗滤液回喷是人类最早采用的污水处理法，即将渗滤液收集起来，通过喷灌使之回流到填埋场，利用土地吸附，土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解，循环填埋场的渗滤液由于增加垃圾湿度，从而提高了生物活性，加速了甲烷生产和废物分解，其次由于喷灌中的蒸发作用，使渗滤液体积减小，有利于废水处理系统的运转，具有投资省、效果好，无需专门处理设施投资等特点，且可使垃圾保持湿润，加速填埋场的稳定，同时也会导致土层和垃圾层中NH3-N浓度不断升高，主要用于降雨量较少的干旱地区（年降雨量小于700mm）。（2）输送至城市污水处理厂统一处理渗滤液经过适当预处理运输至城市污水处理厂是目前比较好的选择方式之一，由于渗滤液水质水量变化大，且污染物浓度高，现场处理并达标排放处理工艺较复杂，投资和运行成本较高，因此，要求从填埋场管理和填埋工艺等方面尽可能减少污水产生量，并优先考虑渗滤液处理与城市污水处理相结合。目前，在填埋场已建成的渗滤液处理系统中以生物法处理为主，但运行状况良好的少之又少。由于本设计采用改良型厌氧卫生填埋方式，管理严格，渗滤液具有水量相对较少、有机物浓度高、氨氮浓度高、处理难度相对较大的特点。本设计中的渗滤液经预处理后排入城市污水处理厂，经济且可靠。（3）预处理 垃圾渗滤液的预处理方法主要包括生物法、物理化学法等。由于处理费用相对较低，生物法在垃圾渗滤液的处理领域应用较广。生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。厌氧处理包括上流式厌氧污泥床UASB、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘等等。一般来说，生物法处理设备和运行管理简单，但受水质和水量变化的影响较大，尤其当氨氮浓度较高、重金属离子浓度较高时，生物法将受到抑制，对难降解的有机物则无能为力。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化、化学还原、离子交换、膜处理、催化氧化及湿式氧化法、辐照法、超声波法等多种方法。与生物处理相比，物化处理受水质水量变化的影响较小，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/CODCr比值较低(0.070.20)，难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理。3.2.1.3 渗滤液处理方法的选择垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化巨大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时，必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分，分析其特点，以便采取相应的对策。还应通过小试和中试，取得可靠优化的工艺参数，以获得理想的处理效果。物化预处理去除高质量浓度氨氮操作复杂、费用高；直接生化时高质量浓度的氨氮可能会抑制微生物的活性；高质量浓度的有机物会抑制硝化反应的进行。目前对COD浓度在50000mg/L以上的高浓度渗滤液采用厌氧方法进行处理，对COD浓度在5000mg/L以下的垃圾渗滤液采用好氧生物处理法。对于COD在500050000mg/L之间的垃圾渗滤液，好氧或厌氧方法均可，选择工艺时主要考虑其它因素。 渗滤液的处理可采用多种方法的综合，使得处理后的渗滤液排放达到生活垃圾填埋污染控制标准(GBl6889-2008)中的一级标准，即COD100mgL、BOD530mgL、NH3-N40mgL、SS30mgL。废水的可生化性不高的问题可通过调整营养比例、增加碳源等方法解决。对于水中重金属含量有超标现象，可采用前期预处理和后续处理减低其毒性对微生物的影响。前期处理可采用吹脱塔处理氨氮，提高后续处理效果，后续处理可采用混凝沉淀法去除悬浮物、不溶性COD和重金属，作为整个工艺的保障。 根据本市城市生活垃圾成分特点和经对现有垃圾填埋场渗滤液水质实测资料，见下表表3.1 现有填埋场渗滤液水质实测数据实验项目数据与结果色度(倍)浅黑色，40臭205级很强有强烈的恶臭或异味煮沸稍冷3级明显已能明显察觉悬浮性固体(mg/L)615.00COD(mg/L)2389BOD(mg/L)831.8BOD5/COD0.35pH7.73氨氮(mg/L)654.6重金属离子(mg/L)镉（Cd）锌（Zn）铜（Cu）铅（Pb）0.036.310.050.39因此，可预测初期渗滤液COD浓度2040g/L，BOD5 820 g/L，NH3-N 4001000 mg/L。经技术经济和环境指标比较，确定采取以