江苏省连云港市生活垃圾填埋场设计(个人设计).doc

固体填埋场设计课程论文（设计） 题 目： 江苏省连云港市新浦区 生活垃圾填埋场设计 学 院: 资源与环境科学学院 班 级: 环工 学 号: 姓 名: 徐 指导教师: 王 职称: 副教授 2010年 6月 20 日南京农业大学教务处制目录摘要2关键词2前言21 概述22 工程建设规模与处理工艺43 垃圾填埋场的选址标准44 卫生填埋场的填埋工艺55 垃圾坝76 渗滤液性质分析及组成 87 渗滤液处理系统98 防渗导气系统119 导气系统1410 渗沥液收集及处理1511 配套工程1612 生活垃圾填埋场的环境影响18结束语18致谢18参考文献18附录19江苏省连云港市新浦区生活垃圾填埋场设计环工71 徐 指导老师 王 摘要: 固体生活垃圾的处理传统上通常有垃圾焚烧、卫生填埋、投海等。但随着国际对于全球环境的关注，投海已经被各个国家禁止。所以在现今的生活垃圾处理上主要的处理方式就只有陆地处理方式比较常用。此次设计主要讲述固体填埋场的设计，垃圾填埋场由垃圾堆体整形、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。以江苏省连云港市新浦区生活垃圾卫生填埋场的设计，介绍卫生填埋场的设计要求、设计流程、各主要设施如防渗系统、导气系统、滤液收集系统等。结合连云港市的地理实际情况给出一个比较合理经济的设计方案。关键词:卫生填埋场；污水处理场；垃圾坝；滤液收集系统前言: 在今后较长一段时期内，我国城市生活垃圾的处置将以填埋法为主。垃圾垃圾填埋场垃圾处理方式一般可以分为卫生填埋、焚烧、发电等几种方式。垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地，垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好近年来在国内被广泛应用。垃圾填埋场一般采用分层覆土填埋的方式对垃圾进行处理，堆积一层垃圾后再覆盖一层黄土，这样很容易降低垃圾的污染。本文以江苏省连云港市新浦区为例，进行生活垃圾填埋场的初步设计。1 概述1.1 工程名称及地点工程名称：江苏省连云港市新浦区城市生活垃圾处理场1.2 设计原则城市生活垃圾处理作为城市环境治理项目，应在城市总体规划的指导下，合理选择场址、处理工艺，严格控制产生二次污染，防止对环境造成新的污染。本设计主要遵循以下原则：1. 贯彻国家有关方针政策，在城市总体规划指导下，从当地垃圾资源的实际情况出发，统筹兼顾垃圾资源的综合利用和合理利用，搞好能源转化，提高利用率，减少占地，逐步实现垃圾处理无害化、减量化和资源化，以取得较好的社会效益、环境效益和经济效益。2.坚持因地制宜，从实际出发选择合理的技术方案，走符合国情的路子。根据国家的垃圾处理技术政策，结合本地区的实际情况，寻求垃圾处理的技术和模式，形成多类型、多层次的配套技术。3.坚持科学态度，积极采用新工艺、新材料、新设备，不断改进及完善垃圾处理设施的建设，为环卫事业的发展提供技术保障。4.从实际出发，正确处理需要与可能、近期与远期的关系，做到远近结合、量力而行、留有余地、务求实效。1.3 设计范围和内容 本设计在结合连云港市总体规划的基础上设计，本工程服务范围为连云港是新浦区的生活垃圾，本设计为初步设计，包括垃圾卫生填埋场的总图布置、道路运输、渗滤液收集系统、填埋气体收集处理设施、防渗工程等。1.4 连云港市概况连云港位于位于鲁中南丘陵与淮北平原的结合部，陇海铁路终点（亚欧大陆桥东方桥头堡），东濒黄海，与朝鲜、韩国、日本隔海相望；北与山东郯城、临沭、莒南、日照等县市接壤；西与徐州新沂市、宿迁市沭阳县毗邻；南与淮安市涟水、盐城市响水2县相连。1.4.1 面积和人口连云港市土地总面积7444平方公里，水域面积1759.4平方公里。辖东海、赣榆、灌云、灌南县和新浦、海州、连云、云台、开发区5区，计47镇、72乡和8个街道办事处。总人口443.53万。本设计地点为新浦区为市政府所在地。1.4.2 历史条件在中国的沿海港口城市中，连云港市古迹较为丰富，历史久远。全市有风景区个，风景点116处，构成了“海、古、神、幽、奇、泉”6大特色，素有“东海第一胜境”之称，是全国49个重点旅游城市和江苏大旅游区之一。据考古学研究结果证实，远在万年以前，古朐山即现在的锦屏山地区就有古人类活动。1959年和1978年在锦屏山南麓二涧和东海县山左口乡大贤庄，均发现了迄今为止中国东南沿海地区唯一的有明确地层关系的旧石器时代遣址。锦屏山地带新石器时代遣址有19处，二涧遣址为中国原始农业最早开发区之一。1979年发现的长20米、宽10米的“将军崖岩画”，国家文物局鉴定为“这是一件非常重要的文物，是一项难得的重大发现，是中国最早的一部天书”。东汉时期的艺术珍品“孔望山摩崖造像”是我国最早的佛教摩崖造像，比敦煌石窟的佛教造像早100200年，属国家一级保护文物。西游记描绘的花果山、幽似“桃源仙境”的宿城、南云台山的“玉兰花王”、渔湾龙潭瀑布、四季如汤的“东海温泉”，构成了神奇的旅游假区。孔子登山望海、秦始皇两次来巡以及陶渊明、李白、苏东坡、石曼卿、沈括、李清照、吴承恩、李汝珍、吴敬梓、林则徐、朱自清等文人高士、诗家骚客的遗迹常使人留连忘返。1.4.3 连云港市特产当地盛产水稻、小麦、棉花、大豆、花生。还盛产林木、瓜果、桑茶、竹、药材、草场及野生和水生植物。云台山的云雾茶为江苏3大名茶之一，珊瑚及金镶玉竹为江苏珍稀名特产。动物资源主要分水生、陆生和鸟类。水生动物中的海洋水产品占全市水产品总量的72.8%，海州湾渔场为中国8大渔场之一。主要经济鱼类为带鱼、鳓鱼、黄鱼、加吉鱼4大类。前三岛海区为江苏省唯一的海珍品基地，主要有刺参、扇贝、鲍鱼等。近海水域和内陆水域主要生产对虾、海带及淡水鱼类。陆上动物主要为人工饲养的畜禽品种，达12科、18属、90多个品种。全市有各种鸟类225种，列入国家珍稀保护鸟类计31种。矿产资源共计40余种，主要有海盐、磷矿、金红石、蛇纹石、水晶、石英及大理石等。淮北盐场为全国4大海盐产区之一。锦屏磷矿为全国6大磷矿之一。东海县的金红石矿储量达250多万吨，是目前国内发现的最大的金红石矿。蛇纹石矿的开发已成为上海宝钢的重点配套工程。东海县又素有“中国水晶之乡”、“中国石英之乡”的美称。赣榆县班庄雪花白大理石全国最优。现已初步勘探出黄海大陆蕴藏丰富的海底石油。1.4.4 经济概况刚刚过去的2009年，是新世纪以来我市经济社会发展最为困难的一年。受国际金融危机影响，全市保增长保民生保稳定遇到的压力和挑战前所未有。在中共连云港市委的坚强领导下，我们深入学习实践科学发展观，全面把握形势，从容决策应对，团结带领全市人民，抢抓重大历史机遇，统筹推进各项工作，完成了市十二届人大二次会议确定的目标任务。经济平稳较快增长。预计实现地区生产总值941.3亿元，增长13.6%；全社会固定资产投资1000亿元，增长28.6%；社会消费品零售总额369.4亿元，增长19%。三次产业结构调整为16.2:47.3:36.5。 发展质量逐步提升。完成财政总收入232.3亿元，增长28.6%；其中一般预算收入90.2亿元，增长36.3%。提前实现“十一五”规划目标。100个工业新增长点项目投产达效，规模以上工业利税、利润分别增长20%、24%。一批重大基础设施开工建设。人民生活继续改善。城镇居民人均可支配收入达到16850元，农民人均纯收入6000元，分别增长10.5%、10%。金融机构各项存款余额突破1000亿元，其中城乡居民储蓄存款余额452.9亿元，比年初增加54.5亿元。城镇登记失业率3.1%，居民消费价格总水平下降0.7%。1.4.5 经济环境连云港市1984年被国家确定为首批14个沿海对外开放城市之一。改革开放20年来，连云港逐步形成了全方位、多层次、宽领域的对内对外开放新格局。已先后与日本、韩国、澳大利亚、新西兰、俄罗斯等国家的部分城市缔结了友城关系，有40个国家和地区的客商在连投资开办了2000多个合作项目。世界500强的美国杜邦、法国罗盖特、日本味之素等著名跨国公司相继在连投资办厂。国家级经济技术开发区、出口加工区、高新技术园区、旅游度假区等特色园区，已经成为该市扩大开放的重要窗口、经济合作的重要载体。2 工程建设规模与处理工艺2.1 卫生填埋处理工艺卫生填埋是采取防渗、铺平、压实、覆盖等方式对生活垃圾进行处理和对气体、渗滤液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法。长葛市生活垃圾卫生填埋场属于城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准规定的IV类、III级垃圾填埋场，它应该满足以下要求：1. 防渗处理工程措施必须保证填埋场内垃圾堆体与外界的水环境隔离，其中防渗层的渗透系数必须小于10-7cm/s，以减少对地下水和土壤的污染。2.填埋场必须有效的控制填埋气体，防止甲烷气体爆炸。可以采取自然排气法排气，但填埋场区空气中的甲烷气体含量不得大于5%。对不能利用的甲烷气体应引出地面进行燃烧处理1。3. 填埋场渗滤液导排系统应能有效的收集填埋场内的渗滤液，经预处理后输送到指定的污水处理设施，经过处理并达到相应的排放标准后排入水体。4. 填埋作业应分层铺盖、填埋、压实，并尽可能做到当日覆盖。填埋作业过程中要采取措施防止蚊蝇的孳生。 2.2 工程建设规模2.2.1 垃圾产量新浦区面积 415.19平方千米，人口40.5万人，根据第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册中城镇居民生活垃圾产生量用公式Wa=0.365NFwWa城镇居民生活垃圾年产生量，单位：万吨/年； N 城镇居民常住人口，单位：万人，Fw城镇居民生活垃圾产生系数，单位：千克/人.天计算的：Wa=0.36540.50.51=7.539万吨/年本卫生填埋场的设计使用年限为十年，所以该卫生填埋场的垃圾总填埋量为75.39万吨。2.2.2 填场总库容填埋场单位库容的垃圾消纳量取值为1.0t/m3 ，覆土用量按垃圾库容量的1/6计算。根据填埋场单位库容的垃圾消纳量、覆土用量和服务年限内的垃圾处理总量可计算出无锡市垃圾填埋场的库容。服务年限内垃圾总产量为110万吨，经过机械压实、自然沉降和生物降解之后，垃圾堆体的总体积为110万m3，加上1/6的覆土体积18.3万m3，故填埋场总库容为128.3万m32。2.2.3 填埋场工程设计规模连云港市垃圾填埋场的服务年限为10年，年均垃圾处理量为11万t/an，日均垃圾处理量为300t/d，填埋场总库容为128.3万m3。3 垃圾填埋场的选址标准1995年10月30日全国人大通过并于1996年4月1日实施的中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法、2001年建设部生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2001)、城市生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJ17-2004)、城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准(建标2001101号)为垃圾填埋场的选址提供了重要依据。根据这些法规、标准可将安全填埋场的选址标准归纳为:(l)填埋场容量足够大，可满足使用年限内可预测的有害废物产生量;场址应选在具有充足可使用面积的地方，以利于满足有害废物综合处理处置长远发展规划的需要;土地要易于征得，而且要尽量使征地费用最少。(2)场地的运输距离要适宜，最好离机场、铁路、高速公路等主要交通设施有一定距离，但考虑到运输费用，又不能距离太远，一般要求与铁路和公路距离大于300 m小于1 500 m;位于城市工农业发展规划区以外，在文物古迹、风景名胜及其它自然保护区(如珍稀动植物栖息地等)以外3。(3)远离居民生活区，与居民区距离至少大于500 m，最好位于附近居民的下风向，使之不会受到填埋场可能产生的飘尘和气味的影响，同时避免填埋场作业期间噪声对居民的干扰。(4)为了避免鸟类带来的危险，填埋场不应建于离涡轮式飞行器机场跑道末端3000 m范围内或离仅由活塞式飞行器使用的机场跑道末端1500m范围内。(5)要求场址所在位置的蒸发量大于降雨量，避开高寒区，交通方便，具有能够在各种气候条件下运输的全天候公路，宽度合适，承载力适宜，尽量避免交通堵塞。(6)场地地形地貌条件适宜，应充分利用自然条件，尽力使土方量最少，场地自然坡度应有利于填埋场施工和其它建筑设施的布置，一般应小于15%;应便于监测系统的布置，尽可能使监测方便。(7)所选场址必须在百年一遇的洪水泛滥区以外，避开湿地，与可航行水道没有直接水力联系，同时远离供水水源和公共水源，避开湖、溪、泉;场地自然条件应有利于地表水排泄，避开滨海带和洪积平原。(8)基岩完整，抗溶蚀能力强，覆盖层越厚越好;填埋场附近不应有活动断裂带，且应离较大活动断裂带有一定距离，避开地震活动带、构造破碎带、褶皱变化带、废弃矿井、滑塌区、岩溶洞穴、火山岩地块、基岩裂晾带、含矿带或矿产分布区、石油和天然气勘探和开发的钻井等;尽量位于不透水(或弱透水)的粘性土层或硬岩石之上，天然岩石的渗透系数最好能在10-8 m/s以下，并具有一定厚度;场地基础岩性最好为枯性土、砂质粘土、页岩或泥岩，而不应在石灰岩发育区，以保证对有害物质的迁移和扩散具有一定的阻滞能力。(9)填埋场底部至少高于地下水位1.5 m(美国RCRA规定填埋场基础与地下水之间至少有1.67 m厚的粘土层)，避开地下水补给区、地下蓄水层以及可开发的含水层，而且应位于地下水水力坡度平缓地段。(10)场址应选在工程地质条件有利的坚硬密实的岩石之上，场地基础的工程地质力学性质，应保证场地基础的稳定性和使沉降量最小，并有利于填埋场边坡稳定性的要求;场地应位于不利的自然地质现象如滑坡、倒石堆的影响之外，所选场地附近，用于天然防渗层和覆盖层的粘土以及用于排水层的砾石等应有充足的可采量和质量来保证能达到施工要求;粘土的pH值和离子交换能力越大越好，同时要求土壤易于压实，使之具有充分的防渗能力4。(11)所选场址符合国家和地方政府的法律法规(如有害废物管理法、水污染控制法等)，而且必须得到公众的接受。4 卫生填埋场的填埋工艺场地建设好后，垃圾由陆运进入填埋场，经地衡称重计算，再按规定的速度、线路运至填埋单元作业，在管理人员的指挥下，进行卸料、推铺、压实并覆盖，最终完成填埋作业。其中推铺由推土机操作，填埋场单元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。此外，根据填埋场的具体情况，有时还需对垃圾进行破碎和喷洒药液。典型工艺如何所示。由于填埋区的构造不同，不同填埋场采用的具体填埋方法也不同。比如在地下水位较高的平原地区一般采用平面推积法填埋垃圾；在山谷型的填埋场可采用倾斜面堆积法；在地下水位较低的平原地区可采用掘埋法；在沟壑、坑洼地带的填埋场可采用填坑法填埋垃圾。实际上，无论何种填埋方法均由卸料、推铺、压实和覆土四个步骤构成。1、 卸料 采用填坑法卸料时，往往设置过渡平台和卸料平台。而采用倾斜面推积法时，则可直接卸料。2、 推铺 卸下的垃圾的推铺由推土机完成，一般每次垃圾推铺厚度达到3060cm时，进行压实。3、 压实 压实是填埋场填埋作业中的一道重要工序，填埋垃圾的压实能有效地郑家填埋场的容量，延长填埋场的使用年限及对土地资源的开发利用；能增加填埋场强度，防止坍塌，并能阻止填埋场的不均匀性沉降；能减少垃圾孔隙率，有利于形成厌氧环境，减少渗入垃圾层中的降水量及蝇的滋生；也有利于填埋机械在垃圾层上的移动。因此，填埋垃圾的压实是卫生填埋过程中的一个必不可少的环节。垃圾压实的机械主要为压实机和推土机。一般情况下，一台压实机的作业能力相当于23台推土机的工作效能，其在国外大型填埋场已得到广泛的使用。在填埋场建设初期，国内较多填埋场用推土机代替专用压实机，压实密度较小，为得到较大的压实密度，国内垃圾填埋场也正在逐步采用垃圾压实机和推土机相结合来实施压实工艺。4、 覆土 卫生填埋场与露天垃圾堆放场的根本区别之一就是卫生填埋场的垃圾出了每日用一层土或其它覆盖材料以外，还要进行中间覆盖和最终覆盖。日覆盖、中间覆盖和终场覆盖的功能各异，对覆盖材料的要求也不相同。中间覆盖常采用于填埋场的部分区域需要长期维持开放（2年以上）的特殊情况，它的作用：可以防止填埋场其它的无序排放；防止雨水下渗；将层面上的降雨排出填埋场外等。中间覆盖要求覆盖材料的渗透性能较差，一般选用黏土等进行中间覆盖，覆盖厚度为30cm左右。终场覆盖是填埋场运行的最后阶段，也是最关键的阶段，其功能包括：减少雨水和其他外来水渗入填埋场内；控制填埋场气体从填埋场上部释放；抑制病原菌的繁殖；避免地表径流水的污染，避免垃圾的扩散；避免垃圾与人和动物的直接接触；提供一个可以进行景观美化的表面；便于填埋土地的再利用等。日覆盖、中间覆盖和最终覆盖的时间和厚度见下表4-1。表4-1 覆盖层厚度填埋层各层最小厚度（cm）填埋时间（d）日覆盖层1507中间覆盖层307365最终覆盖层60365卫生填埋场的终场覆盖系统由多层组成，主要分为两部分：第一部分是土地回复层，即为表层；第二部分是密封工程系统，从上到下由保护层、排水层、防渗层和排气层组成。5、 杀虫 当填埋场温度条件适宜时，幼虫在垃圾层被覆盖之前就能孵出，以致在倾倒区附近出现一群群的苍蝇。苍蝇受到温度、湿度、照度的影响而呈现出不同的活跃性，照度在75 lx以下，苍蝇不活动，照度近100 lx苍蝇开始活动，相对湿度增加至90%时，苍蝇只能伏地飞行。温度高达32以上时，苍蝇活动量也减弱。填埋场的蝇密度以新鲜垃圾处为最多，应作为灭蝇的重点。 蝇密度在季节变化中，以6月份最高，以后急剧下降，10月份蝇密度有所增加，以后蝇密度随着温度降低而下降，1月份最低，25月份逐渐上升。灭蝇药物中混剂相对于单剂具有明显的增效作用，但药物的使用对环境会带来一定的污染，因此需掌握药物传播途径，正确使用药剂，控制药剂污染，尽可能减少药剂使用。喷雾型机械适宜于野外作业，而烟雾型机械一班适用于室内的灭蝇工作5。 应该认真执行填埋工艺，对垃圾的压实、覆盖能有效地降低蝇密度，并且在填埋场针对性地种植一些驱蝇诱蝇植物，能减少填埋场的灭蝇用药量，防止苍蝇向周边扩散。5 垃圾坝卫生填埋技术是目前城市生活垃圾处理的主要方法。为增加垃圾库容、或填埋分期规划 ，需设置不同的垃圾拦挡构筑物。拦挡构筑物根据材料的不同 ，主要分为碾压式土石坝、混凝土坝、浆砌石坝等。5.1 设计垃圾卫生填埋场土石坝的设计主要包括 :坝型选择 ，材料选择 ，坝体结构 ，坝基选择 ，坝体与岸坡的连接等。5.1.1 坝型选择填埋场用土石坝没有防渗要求 ，不设心墙 ，一般可分为均质坝和多种土质坝。由于场地地质情况不同 ，又兼土石考虑就地取材及降低造价 ，采用多种土质坝是合适的选择。5.1.2 材料选择材料的选择基本同水工坝的要求 ，技术条件可放宽 ，材料选择更广泛。筑坝材料压实后 ，应具有较高的强度和一定的抗风化能力 ，并具有较好的长期稳定性。除了含有机质太多的土料、淤泥和软粘土外 ，几乎所有土石料都可用作筑坝材料6。5.1.3 坝体结构(1)坝体高度土石坝的高度主要由填埋库容确定。对于某一特定的填埋场地和红线范围 ，最大库容对应某一坝高，根据现有经验 ，坝高一般在 30以下 ，按水工分类标准都属于低坝。(2)坝坡一般确定坝坡均在 12附近。上下游可采用同样的坝坡。填埋场内边坡每隔一定高度根据需要设土工膜锚固平台。填埋垃圾一侧的坝面因上覆防渗层，可仅做压实土层防护;长期暴露的坝面应做坡面防护，根据重要性可选择植草防护，干砌石防护，预制板铺砌等，为防止坝体材料流失，应做反滤层。(3)坝顶构造填埋场往往将土石坝顶作为运输或巡检通，不宜将坝顶宽度定的太小，一般不少于 5。常用泥结碎石、沥青碎石等材料 ，既防止雨水冲蚀，又能满足车辆行使的要求。坝轴线中点附近填筑高度最大，坝基覆盖层也可能最厚，设计中应留有一定超高，到轴线两侧逐渐降到设计高度，同时也有利于坝顶排水。(4)坝基选择土石坝既可建在岩基上，也可建在土基上。对于地基的强度和变形的要求，比其它形式的坝要低。但地基中如含有不良地质情况 ，则须慎重对待，进行地基处理。土石坝竣工后的总沉降量 (包括坝基及坝体 )一般不应大于坝高的1%。(5)土石坝与岸坡的连接岸坡开挖要去掉表土、浮石，并将表层土压实。对于失水很快分化变质的软岩石，开挖时预留保护层，填筑时，边开挖，边回填 ，也可开挖后喷浆防护。土石坝面与岸坡形成自然沟渠，为防止此处冲刷，必须设置排水沟。5.2 计算设计中必须考虑坝体防渗，考虑渗流的作用。而填埋场中土石坝主要用来挡垃圾 (固体废弃物 )，一般不考虑水的渗流作用。填埋场中往往设有良好的地下水导排系统，坝体在计算中可不考虑渗流的作用。大部分垃圾卫生填埋场均设有通畅的地下水导排系统 ，故坝的计算中不必考虑渗流的计算和渗透稳定的计算，可仅进行坝的稳定和变形计算。但坝基中的稳定地下水位对其稳定与变形的影响则应予以考虑。本垃圾填埋场分为3个填埋区，垃圾堆体高度为10米，根据坝体高度的设计标准，我把坝体高度确定为4米，坝底宽度根据坡度确定为12米，坝顶宽度为4米。垃圾坝紧挨垃圾一侧根据实际情况设计得比较陡，而背向垃圾一面则比较舒缓。在坝面上的防渗材料一般选用膜。为增强防渗膜的抗滑稳定 ，可选用单毛面的 ，而且毛面贴着坝体。坝面防渗材料的稳定可以通过简单的物理力学分析计算。如不满足 ，则需要在马道和坝顶设置锚固沟或采取其他的锚固设施。5.3 施工土石坝施工难度不大，关键是做好取土规划。填埋场中的一个特点是在施工中要预留出运营期间的垃圾覆盖土，此部分对土质要求不高，但用量很大。所以要做好取土、存土规划 ，结合垃圾覆盖土综合考虑 ，尽可能在场区内解决土源问题。本垃圾填埋场垃圾坝选用土石坝，土石坝由于可就地取材、适应性强、造价低廉、安全性好的优点 ，在垃圾卫生填埋场中得到广泛应用。目前在设计施工中仍参照采用水工行业的有关规范 ，但是在应用过程中应重点注意水工坝与填埋场土石坝的区别7。6 渗滤液性质分析及组成6.1 垃圾渗滤液的来源垃圾渗滤液通常可根据填埋场的“年龄”分为两大类:一类是“年轻”的渗滤液，其填埋时间在5年以下。所产生的渗滤液水质特点是pH值较低，COD和BOD5浓度较高，且BOD5/COD的比值较高，同时各类重金属离子的浓度也较高;另一类是“年老”的渗滤液，其填埋时间在5年以上。所产生的渗滤液的主要水质特点是pH值接近中性，COD和BOD5浓度较低，且BOD5/COD的比值较低，而NH3- N浓度较高，重金属离子浓度则开始下降8。垃圾渗滤液的产生受诸多因素影响，不仅水量变化大，而且变化无规律性。垃圾渗滤液的产生来自以下五个方面： (1)降水的渗入。降水包括降雨和降雪，降雨的淋溶作用是渗滤液产生的主要来源。(2)外部地表水的流入。包括地表径流和地表灌溉。(3)地下水的渗入。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，当垃圾含水为47%时，每吨垃圾可产生0.0722t渗滤液。(5)垃圾填埋后，微生物的厌氧分解产生的水。垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。6.2 垃圾渗滤液的特性通常，垃圾渗滤液中的有机物可分为3种：(1)低分子量的脂肪酸；(2)中等分子量的灰黄霉酸类物质；(3)高分子量的碳水化合物类物质、腐殖质类。渗滤液中的有机成分随填埋时间而变化。填埋初期，渗滤液中的有机物的可溶性有机碳约90%是短链的可挥发性脂肪酸，其中以乙酸、丙酸和丁酸浓度最大。其次的成分是带有相对高密度的羟基和芳香族羟基的灰黄霉酸。随着填埋时间的增加，填埋场逐步趋于相对稳定，此时，渗滤液中挥发性脂肪酸含量减少，而灰黄霉酸和腐殖质类成分则增加。垃圾渗滤液的性质取决于垃圾成分、填埋时间、气候条件等多种因素，一般所具有的特点：(1)有机物浓度很高，COD和BOD5浓度最高值可达数千至几万mg/L；(2)金属含量高；(3)水质变化大，渗滤液的成分和性质随填埋场使用期的延长而不断变化，可生化性越来越差，氨氮含量越来越高；(4)氨氮含量高，变化范围大；(5)营养因素比例失调，由于氨氮含量高，C/N的比值常出现失调情况，且P缺乏，一般BOD5/TP300，与微生物生长所需的碳磷比(1001)相差甚远；(6)渗滤液在生化处理时会产生大量泡沫，不利于系统正常运行。由于渗滤液中含有较多的难降解物质，一般在生化处理后，COD浓度仍在较高水平。总的来说，垃圾渗滤液具有有机物浓度高且种类较多、金属含量高、水质变化大、氨氮含量高、营养元素比例失调、持续时间长、流量不均等特点。6.3 垃圾渗滤液的组成 (1)垃圾渗滤液中主体有机物包括:低分子量(500)的挥发性脂肪酸(VFA);中等分子量的富里酸类物质(主要组分分子量在50010000之间);高分子量的胡敏酸(主要分子量在10000100000之间)。主体有机物中挥发性脂肪酸是有机物降解的中间产物,容易进一步完全无机化,而腐殖质为由大分子有机物分解的小分子有机酸和氨基酸又合成的大分子产物,且浓度较高,因此它是渗滤液中长期性的最主要有机污染物。值得特别指出的是,在填埋场稳定进化中,优先污染物等有机物的种类也将不断减少或浓度降低,且普遍存在毒性越强浓度就越小的现象。因此微量有机物通常不构成渗滤液处理的主要问题。 (2)渗滤液中无机离子主要包括Ca2+,Mg2+,Na+,K+,Fe2+,Mn2+,Cl-,SO42-,HCO3-和NH4+,它们的浓度一般较高,构成了渗滤液中TDS的主要成分;渗滤液中,NH4+质量浓度高,可达5 000 mg/L以上,一般小于3 000 mg/L,在500 mg/L2 000 mg/L之间居多,其在厌氧垃圾填埋场内不会被去除,因此它是渗滤液中长期性的最主要无机污染物。(4)渗滤液中重金属离子主要指镉、铅、砷、铬、锡、钼、汞、铜、钴、锌等。由于重金属离子容易与大分子有机物、无机离子等以离子交换、络合、沉淀、吸附等作用结合,因此其存在的化学形态相当复杂,可简单划分为有机络合物态、无机络合物态和游离态。前两者是渗滤液中重金属离子存在的主要形态,以游离态存在的不到总含量的30%,通常小于10%。一般渗滤液中大多数重金属元素因垃圾堆体内的吸附、沉淀等衰减过程而浓度相当低,典型值约在0.002 mg/L0.5 mg/L之间,不需要专门处理即可达标,但偏高的浓度也会偶尔发生。总的说来,在渗滤液处理方面,重金属离子不是主要关注点。第七章 渗滤液处理系统由于无锡地区每年雨量都很大，故垃圾填埋场的渗滤液比较大，因此污水处理系统的处理量比较大。 在选择渗滤液的处理方案时，考虑到填埋场5公里有城市污水处理场，我选择预处理合并处理（场外场外联合处理方案）。预处理合并联合处理是基于减轻进行直接混合处理。 我们将污水处理系统分为调节池和污水处理厂两部分。7 调节池 渗滤液的来源中，降雨量与蒸发量的查值、垃圾的含水量是两个最重要的影响因素，二者在一年四季的变化很大，因此渗滤液的水质水量也随之由较大的变化。对于我们的这个渗滤液处理系统，采用预处理合并处理（场外场外联合处理方案）。预处理合并联合处理是基于减轻进行直接混合处理。用填埋场排出的渗滤液首先在填埋场内的预处理设施进行必要的处理，以除去渗滤液中的重金属离子、氨氮、色度以及SS等污染物质或通过厌氧处理以改善其可生化性，降低污染负荷，为合并处理设施的正常运行创造良好的条件。因此，渗滤液处理厂要求渗滤液的水质水量尽可能的稳定，因此在渗滤液处理设施的前端，设置水质水量调节池显得极为重要。常规的污水处理调节池一般是调节均化一天的水量，因而水力停留时间均小于24h。而处理渗滤液的调节池是把春、夏季产生的多余渗滤液量储存起来，以弥补秋、冬季渗滤液处理厂正常运转时渗滤液量的不足，所以其停留时间均大于24h。我们在设计渗滤液调节池的时候，考虑了两方面的因素：一，设计成厌氧塘的形式，让渗滤液调节池在调节池内进行酸化和厌氧消化，渗滤液在秋、冬两季（温度低）停留时间长，恰好满足了低温时厌氧塘去除有机物浓度的控制条件。二，渗滤液调节池应由足够的容积，以确保渗滤液调节池也不外溢。该填埋场服务人口30万人（以我们所在区计），现状垃圾产量1.0kg/d。人，垃圾容重量350kg/m3压实密度以1000kg/m3来计算，服务年限大于 10年。无锡近30年来，年均降雨量1269毫米，且多集中在68月。渗滤液的产生量以Q=(C1*A1+C2*A2)*i*10-3式中Q-表示渗滤液年流量，m3/d;A1，A2-表示正在填埋及地表水不易排除的面积和已完成填埋且地表水可排除的面积，m2;C1，C2-综合填埋场渗滤液水量各影响因素的系数，其中一般C1取0。5，C2取0.30.4；i-表示最大年或月降雨量的日换算值，mm/d;无锡年均降雨量1269毫米，且多集中在6-8月。渗滤液的产生量以68月的日均降雨来计，填埋场分三个区，一区面积为35016m2，二区为39900m2，三区为39900m2，A1=35016+39900=74916m2A2=39900m2：q=10-3*(74916*0.5+39900*0.4)*1269*40%/3/30=301.3m3由此确定污水处理厂的日处理量为300m3/d。 由于没有查到无锡的最大月降雨量，估计其最大的月降雨量为400mm，则：Q=400*(74916*0.5+39900*0.4)*103/30=712.24m3Q1Qq712.24-300=412.24m3由实际情况，确定确定调节池的容量为400m3。由此，取调节池的有效水深为2.0m，池宽为10m，池长为20m。7 污水处理厂 在选择渗滤液的处理方案时，考虑到填埋场5公里有城市污水处理场，我们选择预处理合并处理（场外场外联合处理方案）。预处理合并联合处理是基于减轻进行直接混合处理。高浓度渗滤液对城市污水处理厂水量，水质及毒物的冲击而采取的一种场那外联合处理方案。用填埋场排出的渗滤液首先在填埋场内的预处理设施进行必要的处理，以除去渗滤液中的重金属离子、氨氮、色度以及SS等污染物质或通过厌氧处理以改善其可生化性，降低污染负荷，为合并处理设施的正常运行创造良好的条件。 对于城市生活垃圾填埋场，其渗滤液的具体方案选择要考虑排放标准的要求。生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-1997）规定了渗滤液的允许排放标准。排入设置城市二级污水处理厂的生活垃圾渗滤液，其排放限制值必须达到GB16889-1997中的三级标准。其中悬浮物小于等于400mg/l、BOD小于等于600 mg/l、COD小于等于1000mg/l。我国现有城市垃圾填埋场的渗滤液处理工艺，多数选用厌氧家耗氧的生物处理方法。由于渗滤液是一种高浓度的有机废水，尽管采用厌氧与好氧组合工艺对COD、BOD有较高的去除率，但是吃力后的水质仍然难达到生活垃圾污染控制标准（GB16889-1997）的要求。据调查，已建成的渗滤液污水处理场普遍存在运行效果查的现象。究其原因主要是：1.这部分垃圾渗滤液处理场所采用的工艺是将城市污水的处理工艺路线加改进后，直接套用于垃圾渗滤液处理，它并不适合复杂多变的渗滤液水量水质特性；2.由于一般生活垃圾填埋场的渗滤液蓄水池较大，水力停留时间较长，渗滤液进入污水场之前已经经历乐较长时期的有机物厌氧发酵过程，因此渗滤液处理流程的第一道工序厌氧水解酸化已基本不发生效用；3.由于渗滤液本身存在氨氮与BOD比例不协调的特点，一般的好氧活性污泥处理工艺常会受到高浓度氨氮的抑制而使污泥培养不起来或者培养好的污泥难以维持；4.随着填埋场“年龄”的延长，渗滤液中的可生物降解有机成分进一步下降及氨氮浓度升高，单独采用生物处理技术不能满足排放要求。因此渗滤液的处理技术应该是物化及生化等多种处理方式有机结合的工艺。目前常用的渗滤液处理工艺组合有：生物处理混凝沉淀，生物处理化学氧化（生物后处理），生物处理活性炭吸附，生物处理反渗透浓缩液的蒸发/干化。作为完整的处理工艺，渗滤液应该经过预处理，前处理，主体处理设施，后处理四个步骤后排放，其中预处理是以隔栅，调节池为主，主要作用是截除粗大的悬浮物，并对水质水量进行必要的调节均化，有利于后处理设施的运行；前处理是采用氨吹脱或其他处理方法，削减渗滤液中高浓度的氨氮，消除对微生物的抑制作用，改善微生物的生长环境，提高后续生物处理的运行稳定性；主体处理设施都是以低运行费用为特点的生物处理工艺，渗滤液中的大部分有机物在此阶段将于以去除，同时使氨氮的浓达到排放标准。除传统的生物处理技术外，高效生物脱氮技术将是今后的发展趋势。经过上述处理过程后，重金属及不可生化的有机物可能仍然不能得到有效的去除，尤其是随着填埋时间的延长，渗滤液的可生化性逐渐下降，必要的有处理是不可省略的9；后处理的工艺有多种选择，例如混凝沉淀气浮工艺，反渗透，超滤以及氧化吸附等工艺。现在污水处理工艺流程图如图7-1：图7-1 污水处理工艺流程8 防渗导气系统关于防渗系统设计所参照的规范是：中华人民共和国行业标准生活垃圾卫生填埋技术规范Technical Code for Municipal Solid Waste Sanitary LandfillsCJJ 172004其中涉及到防渗排渗系统的条例如下：(1) 填埋场必须进行防渗处理，防止对地下水和地表水的污染，同时还应防止地下水进入填埋区。(2) 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，且场底及四壁衬里厚度不应小于2m。(3) 在填埋库区底部及四壁铺设高密度聚乙烯（HDPE）土工膜作为防渗衬里时，膜厚度不应小于1.5mm，并应符合填埋场防渗的材料性能和现行国家相关标准的要求。(4) 人工防渗系统应符合以下要求：1. 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。2 . 复合衬里系统组成（从下至上）：1）库区底部：基础、地下水导流层、膜下防渗保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流层、土工织物层、垃圾层，见图8-1。垃圾层土工织物层渗沥液导流层（30cm）膜上保护层HDPE土工膜膜下防渗保护层（粘土厚度100cm、渗透系数不大于1。010-7cm/s）地下水导流层（30cm）基础图8-1 复合衬里（库区底部）系统示意图2）库区边坡：基础、地下水导流层、膜下防渗保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流与缓冲层、垃圾层，见图8-2。垃圾层渗沥液导流与缓冲层膜上保护层HDPE土工膜膜下防渗保护层（粘土厚度75cm、渗透系数不大于1。010-7cm/s）地下水导流层（30cm）基础图8-2 复合衬里（库区边坡）系统示意图3. 单层衬里系统组成（从下至上）：1）库区底部：基础、地下水导流层、膜下保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流层、土工织物层、垃圾层，见图8-3。垃圾层土工织物层渗沥液导流层（30cm）膜上保护层HDPE土工膜膜下保护层（粘土厚度100cm、渗透系数不大于1。010-5cm/s）地下水导流层（30cm）基础图8-3 单层衬里（库区底部）系统示意图2）库区边坡：基础、地下水导流层、膜下保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流与缓冲层、垃圾层，见图8-4。垃圾层渗沥液导流与缓冲层膜上保护层HDPE土工膜膜下保护层（粘土厚度75cm、渗透系数不大于1。010-5cm/s）地下水导流层（30cm）基础图8-4 单层衬里（库区边坡）系统示意图4. 双层衬里库区底部系统组成（从下至上）：基础、地下水导流层、膜下保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流（检测）层、膜下保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流层、土工布织物层、垃圾层，见图8-5。垃圾层土工织物层渗沥液导流层（30cm）膜上保护层HDPE土工膜膜下保护层渗沥液导流（检测）层（30cm）膜上保护层HDPE土工膜膜下保护层（粘土厚度100cm、渗透系数不大于1.010-5cm/s）地下水导流层（30cm）基础图8-5 双层衬里（库区底部）系统示意图5. 特殊情况下可采用钠基膨润土垫替代膜下防渗保护层。6. 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。(5) 人工防渗材料施工应满足以下要求：1. 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10。2. 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。3. 人工防渗材料的基础处理应符合下列规定：1）平整度：应达到每平方米粘土层误差不得大于2cm；2）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；3）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%。(6) 填埋库区地基应是具有承载填埋体负荷的自然土层或经过地基处理的平稳层，且不应因填埋垃圾的沉降而使基层失稳。填埋库区底部应有纵、横向坡度，纵、横向坡度均宜不小于2%。9 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。未达到安全稳定的旧填埋场应设置有效的填埋气体导排和处理设施。填埋气体导排设施应符合下列规定：1.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。2.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。3.填埋深度大于20m采用主动导气时，宜设置横管。4.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11。 设计的时候我们采取被动气体收集装置。它是允许在气体没有鼓风机，气泵之类的机械装置下排放，这种系统可用于填埋场厂内部或者是外部。填埋场周边的空气排气沟和管路系统可以作为截断土中气体侧向流动的被动系统，如果地下水水位较浅，可以在填埋物中挖沟，其深度达到地下水位，然后用透性的砾石和排气管回填，作为被动气体的隔离层。为了促进排气沟的被动排气，根据填埋场的土体类型，可在教远的排气沟周围布置一些低透性材料。如土体是与排气沟透气性同样的砾石。在排气沟外面一层软薄膜将有利于阻止气体流动而仅允许气体从排放口排出。如果地下水位较深，防渗墙可用防止气体流动的补救措施。 如导气石笼和盲沟的相对位置图，我们在中间的盲沟主道上和盲沟的相互间的接头上均设计石笼，而每一段盲沟由于相对还算是比较长，如果在此之间不安排有一个导气石笼的话便不利于垃圾产生气体的排出，所以在每一段比较长的盲沟上面我们均都有一个导气石笼。另外我们在边缘上面也设计有导气石笼，对于设计的整个导气底部的样子如设计图所示。10 渗沥液收集及处理（1） 填埋库区防渗系统应铺设渗沥液收集系统，并宜设置疏通设施。应对收集的渗沥液进行处理。（2） 渗沥液产生量和处理量应按填埋场类型、填埋库区划分和雨污水分流系统情况、填埋物性质及气象条件等因素确定。（3） 渗沥液收集系统及处理系统应包括导流层、盲沟、集液井（池）、调节池、泵房、污水处理设施等。（4） 盲沟宜采用砾石、卵石、碴石（CaCO3含量应不大于10%）、高密度聚乙烯（HDPE）花管等材料铺设，结构为石料盲沟、石料与HDPE管盲沟、石笼盲沟等。石料的渗透系数不应小于1.010-3cm/s，厚度不宜小于40cm。HDPE管的直径干管不宜小于250mm，支管不宜小于200mm。导渗管开孔率应保证强度要求。(5) 集液井（池）宜按库区分区情况设置，并宜设在填埋库区外部。(6) 调节池容积应与填埋工艺、停留时间、渗沥液产生量及配套污水处理设施规模等相匹配。(7) 集液井（池）、调节池及污水流经或停留的其它设施均应采取防渗措施。(8) 渗沥液应排入城市污水处理厂处理，不具备排入城市污水处理厂条件时也可建设配套污水处理设施。根据以上