开题报告定稿 庐江生活垃圾填埋场设计.doc

安徽建筑工业学院环境工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称：庐江生活垃圾填埋场设计专 业：环 境 工 程班 级：二 班姓 名：吴 蓉 蓉学 号：08203030230指导教师：韦 雪 华2012年 3 月10日开 题 报 告(一)选题的依据和意义 1.1生活垃圾概述 1.1.1生活垃圾的定义生活垃圾，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。生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。城市生活垃圾亦称城市固体废物，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固体废物。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。 1.1.2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：对方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。1.2生活垃圾处理与处置方法 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，废物中有还有毒物质在8001200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。 1.2.2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。堆肥化系统的分类：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。 1.2.3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。山谷型填埋场（图1-1）地上式填埋场（图1-2）半地上半地下式填埋场（图1-3）1.2.4三种主要处理方式的比较三种主要处理方式的优缺点比较见下表：表 1-1 填埋场与堆放场环境保护比较序号项 目生活垃圾卫生填埋场垃圾堆放场1场址选择选择地质条件优良地区，尽可能降低风险选址未经过详细论证，环境风险较高2水平防渗措施采取可靠的水平防渗措施一般未采取水平防渗措施3地下水保护由于采取较为完备的防渗措施，降低了地下水被污染的风险由于未采取防渗措施或防渗措施不到位，地下水易被污染4地表水保护采取了较好的雨污分流措施，地表水保护较好雨污分流措施不到位，地表水易被污染5减少空气污染采取较为完善的填埋气收集及综合利用措施，减少污染气体排放填埋气较多自然排放，易造成大气污染6飞扬垃圾及气味控制采取规范填埋作业工艺及覆盖措施，减少垃圾飞杨及臭气扩散较多作业不够规范，易造成垃圾飞扬、臭气四逸7蚊蝇鸟类控制覆盖及灭蝇措施到位，有效控制蚊蝇鸟类易造成蚊蝇鸟类滋生，疾病传播8环境监测措施具有完备的环境监测措施，按规范进行环境监测，确保填埋场环境安全缺乏环境监测设施，无法对填埋场环境影响进行评价 对卫生填埋、堆肥、焚烧三种处理处置方式，从技术可靠性、工程规模、选址难易、占地面积、投资、处理成本、适用条件、管理水平等多方面进行比较分析如表1-2 ：表1-2 城市生活垃圾三种处理方式的比较比较项目卫生填埋堆 肥焚 烧技术可靠性可靠，属传统处理方法较可靠，在我国各地均有实践经验较可靠，在国外属成熟技术，但国内缺乏经验工程规模工程规模一般很大静态间歇式堆肥厂一般规模100200吨/天，动态连续式可达300500吨/天单台焚烧炉常用规格为150500吨/天选址难易困难，特别在市区极为困难。要考虑地形、地质条件，防止地表水、地下水污染，远离市区，运输距离远。 较易，仅需避开居民密集区，气味影响半径小于200m，运输距离适中。可靠近市区建设，运输距离较近，但是近年来，选址问题越来越敏感占地面积一般为7001000 m2/t中等，一般为110150 m2/t较小，一般为60100 m2/t投资(万元/吨)1827(单层合成衬底，压实机进口)2536(制有机复混肥，国产化率60%)5070(余热发电上网，国产化率50%)处理成本(元/吨)3555508090160操作安全性较好好好适用条件无机物60%从无害化角度，垃圾中可生物降解有机物10%，从肥效出发应40%垃圾低位热值3300KJ/Kg时不需添加辅助燃料。 含水量30%密度0.5 t/d 管理水平一般较高很高产品市场沼气可作发电、取暖堆肥产品单一且不稳定，市场有一定困难热能利用发电，但需得到政府的支持最终处置本身是一种最终处置技术非堆肥物需作填埋处理，为初始量的2025%仅残渣需作填埋处理，为初始量的10%地表水污染完善的渗沥水处理设施，不易达标可能性较小，污水应经处理后排入城市管网炉渣填埋时与垃圾相仿，但飞灰较难处置地下水污染场底防渗、投资大可能性较小可能性较小大气污染有轻微污染，可用导气、覆盖、隔离带等措施控制有轻微气味，应设除臭装置和隔离带应加强对酸性气体、重金属和二恶英的控制和治理土壤污染限于填埋场区域需控制堆肥重金属含量和pH灰渣不能随意堆放环保措施场底防渗、分层压实、填埋气导排，渗滤液处理生产成本过高或堆肥质量不佳影响产品销售二恶英、污水、噪声控制、残渣处置、恶臭防治主要风险沼气聚集后引起爆炸，场底渗漏或渗滤液的二次污染生产前需进行垃圾成份分析，此工程完成无重大风险焚烧不稳影响发电生产，烟气治理不利导致大气污染国外发展状况总的发展趋势是比重越来越小堆肥市场销路的制约发达国家和国土资源小的国家垃圾填埋处理操作设备简单、适应性和灵活性强；填埋法与其他方法相比具有建设投资少，运行费用低，且回收沼气，对垃圾热值无特殊要求，土地可还原，技术要求不高，综合效益好等特点。在相当长的一段时间内，垃圾卫生填埋处理仍然是我过大多数城市解决垃圾出路的最主要方法。1.3卫生填埋场概述现代卫生填埋工程是有控制的处理城市垃圾的一种方法。城市固体废弃物一般包括生产垃圾、商业垃圾和生活垃圾。一个现代化城市的固体废弃物每天可高达数十吨以上，经过筛选以后，大部分均要集中对方到某一场地。一个开敞的、没有严格控制措施的垃圾堆，将是一个巨大的污染源，其淋滤液会污染地下水或附近的水源；排出的气体会污染空气，还会滋生蚊蝇，引来昆虫、鼠类和鸟；如果采用焚烧，则产生的烟和臭气会严重污染空气，有时还有毒；丑陋的外形也大大影响城市美好形象。所有这些在一个规划、设计、运行和维护均科学合理的现代卫生填埋工程中都是不存在的。现代卫生填埋工程简称卫生填埋场或填埋场，就是铺设有良好防渗性能衬垫的场地上，将固体废弃物铺成一定厚度的薄层，加以压实，并加土覆盖。其场地必须具有合适的水文、地质和环境条件，并要进行专门的规划、设计，严格施工和加强管理。为严格防止周围环境被污染，必须设有一个淋滤液收集和处理系统，还要提供气体（主要是甲烷和二氧化碳）的排除或回收通道，并对垃圾填埋过程中产生的水、气和附近的地下水进行监测，还需能达到抵御百年一遇以上洪水的设计标准。图1-1为一现代卫生填埋场的简图。 图1-4 现代卫生填埋场简图（二）国内外垃圾卫生填埋技术发展2.1国外垃圾卫生填埋技术的发展 垃圾的土地填埋是从传统的垃圾堆填发展起来的一项最终处理处置技术。早在公元前古希腊米诺文明时期，克里特岛的首府就曾把垃圾填入低凹的大坑中，并进行分层覆土。第一个城市垃圾填埋场于1904年在美国伊利诺伊斯州的香蕃市建成。而后在其他国家和地区建成和运行了城市垃圾填埋场。这些垃圾填埋场的建设和运行奠定了土地填埋处置的最早期技术基础。其经验证明，将垃圾买入地下会大大减少因垃圾敞开堆放所带来的滋生害虫，散发臭气等问题。但是，这种早起的有害物质溶出并污染地表水和地下水，并产生甲烷为主的可燃性气体，从而引发填埋场的火灾或爆炸等。 20世纪30年代，美国加利福尼亚州首次提出“卫生填埋”的概念。到80年代发展为成熟的技术。它与传统的填埋处置主要区别如下：（1） 经过科学选址；（2） 建设符合环保要求的工程措施；（3） 按技术规范填埋作业；（4） 饱和后要进行封场和封场后的维护管理。 现代的卫生填埋与传统的填埋处理有着本质的区别，完全符合现行的环保要求。由于其安全可靠，投资较省，处理费用低，已经被世界上许多国家采用。目前世界上大多数国家都以填埋法为主。只有日本等少数国家由于土地资源紧缺，没有大量的空余土地供卫生填埋使用，所以较少采用填埋法。由于各个国家的经济发展状况不同，因此对来及卫生填埋的标准要求也不同。在工业发达国家，近些年不断修改环保法，对垃圾卫生填埋的标准要求越来越高。例如现在欧共体出台的一项法规，不允许有机物直接填埋。2.2 国内垃圾卫生填埋技术的发展 二十世纪80年代初期，我国生活垃圾处置开始由分散填坑、填沟、堆放向集中处置发展，各城市相继建设了一批生活垃圾集中堆放场，改变了生活垃圾随意堆放的状况。但是，这些集中堆放场没有采取任何防止二次污染的措施，严重污染了周围环境。1988年建设部颁布了城市生活垃圾卫生填埋技术标准，为提高填埋场的规划、设计、建设、运行和管理的技术水平提供了依据。1991年投入运行的杭州天子岭生活垃圾填埋场是国内首家按填埋技术标准设计和建造的大型山谷型生活垃圾卫生填埋场。随后，苏州、福州、成都、西安等城市以此为参考，相继建成了一批生活垃圾填埋场。到了二十世纪90年代后期，我国的生活垃圾填埋技术得到迅速发展，在填埋场选址、地质勘测、设计、建设、运行和管理等方面有了很大进步，一些技术水平较高的生活垃圾填埋场陆续建成，HDPE(高密度聚乙烯)人工合成膜水平防渗技术在一些填埋场得到运用。1999年建成的深圳下坪生活垃圾卫生填埋场是我国第一个采用H D P E人工合成膜水平防渗技术的填埋场，广州兴丰生活垃圾填埋场在防止地下水污染方面采用了更为可靠的双层HD P E人工膜+水平防渗技术。近年来，由于国家加大了生活垃圾处理投入，尤其是一些国外跨国垃圾管理公司的进入带来的先进设计、建设和运营理念，极大地提高了生活垃圾处理厂的建设和运营水平，推进了我国生活垃圾卫生填埋处理技术与世界的接轨。2.3发展趋势与研究的主攻方向对生活垃圾尽可能进行回收和循环利用，最有效的途径是尽可能对生活垃圾实施分类收集。这是发达国家在实践中形成的共识。可以预计，垃圾堆肥技术将在世界范围内经历一次从量变到质变的变化过程。但生活垃圾堆肥技术今后依然会在国外生活垃圾综合处理体系中占有重要位置。垃圾焚烧处理已有100多年的历史，但出现有控制的焚烧只是近几十年的事。它与垃圾填埋处理相比，有占地面积少，选址较容易，处理快速、减量化显著、无害化较彻底以及可回收焚烧余热等优点，在发达国家得到越来越广泛的应用。预计将来垃圾焚烧技术依然会继续得到发展。虽然垃圾填埋处理率有下降的趋势，但填埋处理仍是垃圾处理的最终方式。垃圾填埋场的污染控制措施将不断完善，垃圾填埋场将向大型化发展，进入垃圾填埋场的有机物含量将有所限制。（三）我国生活垃圾处理现状分析3.1垃圾处理现状1.产生量据统计，2008年城市生活垃圾清运量约为1.54亿吨，县城和建制镇生活垃圾清运量约为0.50亿吨；另据调查估算，村庄生活垃圾清运量约为1.16亿吨。即全国城镇生活垃圾清运量约为2.04亿吨，全国城乡生活垃圾清运量量约为3.20亿吨。对于生活垃圾产生量，如城镇人均日产量按1.0kg估计，村庄人均日产量按0.5kg估计，则全国城乡生活垃圾产生量约为3.65亿吨，产生量和清运量之间的差值约为14%。2.处理方式截止2008年底，在设市城市共有填埋场465座，处理能力约占总量的80.3%；焚烧厂90座，处理能力约占总量的15.5%；堆肥厂20座，处理能力约占总量的3.5%；其它处理设施4座，处理能力约占总量的 0.7%。截止2008年底，在县城共有填埋场198座，处理能力约占总量的93.8%；焚烧厂4座，处理能力约占总量的1.9%；堆肥厂6座，处理能力约占总量的2.8%；其它处理设施3座，处理能力约占总量的1.5%。近10年生活垃圾处理方式总的发展趋势为，填埋处理能力稳中有降，焚烧处理能力持续增长，堆肥处理能力逐年萎缩。3.处理能力截止2008年底，城市生活垃圾无害化处理场约为579座，年处理生活垃圾约为1.03亿吨；县城和建制镇生活垃圾无害化处理场约为211座，年处理生活垃圾约为0.08亿吨；村庄生活垃圾无害化处理场几近空白。全国城镇生活垃圾无害化处理场合计约为790座，年处理生活垃圾约为1.11亿吨。4.无害化处理率如按清运量统计，2008年底城市生活垃圾的无害化处理率约为 66%，县城和建制镇生活垃圾无害化处理率约为16%，村庄生活垃圾无害化处理率接近为零，城镇生活垃圾的无害化处理率约为54%，城乡生活垃圾的无害化处理率约为34%。图3-1生活垃圾无害化处理统计表如按产生量统计，各类无害化处理率的数据还要降低14%左右；如再考虑统计口径和、标准认定和污染评判等因素，各类无害化处理率的数据可能还要降低10%以上。综合考虑以上因素，2008年底比较接近实际情况的参考数据为，城市生活垃圾的无害化处理率约为50%，城镇生活垃圾的无害化处理率约为40%，城乡生活垃圾的无害化处理率约为25%。按“十一五”期间，新增生活垃圾无害化处理能力30万吨/日，平均每年新增生活垃圾无害化处理能力6万吨/日的规划数据测算，2010年底能够实现的预期目标为，城市生活垃圾的无害化处理率约为60%，城镇生活垃圾的无害化处理率约为50%，城乡生活垃圾的无害化处理率约为30%。3.2主要问题1.处理能力不足，无害化水平低尽管近年来，各级政府都加大了生活垃圾处理设施的投入和建设力度，一批较高标准的生活垃圾处理设施陆续投入使用，但由于基础差、欠债多、历史遗留问题多等原因，目前在设市城市中仍有约50%的生活垃圾未实现无害化处理，在县城和建制镇中仍有近90%的生活垃圾未实现无害化处理，而村庄生活垃圾的无害化处理率更接近为零。另外，全国城镇有数十亿吨的存量生活垃圾未得到妥善处理，不少地方是老债未还又欠新债。2.政府投入不足，项目补贴偏低据统计，自上世纪80年代初以来，我国对城市环境卫生行业的投入一直维持在较低水平，平均仅占市政公用行业的2.5%左右，在市政公用行业中一直处于末位，也大大低于发达国家10%左右的平均水平。按我国现行标准测算，企业特许经营生活垃圾处理设施的合理补贴范围，焚烧厂宜为100-150元/吨，堆肥厂宜为70-100元/吨，填埋场宜为50-80元/吨，实际上各地政府补贴价格平均仅为上述计算价格的一半左右。3.分类收集效果差，资源利用水平低自2000年6月开始，生活垃圾分类收集在8个城市试点了近 10年，另有数10个城市也开展了不同形式的生活垃圾分类试点工作，虽然各地都取得了一定进展，积累了不少经验，但由于政策法规不健全、协调机制不完善、分类系统不匹配、资金投入不足、宣传力度不够等原因，总体效果并没有达到预期目标。如考虑进入各地物资回收系统的生活废弃物数量，我国生活垃圾的资源化利用率约为25%；如仅统计进入环境卫生收运系统的生活垃圾，其资源化利用率不足5%。4.设施标准偏低，环境污染严重大多数生活垃圾处理设施不能满足或不能全部满足现行的国家标准和行业标准，全国生活垃圾处理设施的总体水平偏低，环境污染的状况和隐患令人担忧，由于臭气扰民、二恶英恐慌、渗沥液污染、温室气体排放等原因导致处理设施周边居民反对者居多，造成生活垃圾处理设施选址难、环评难、建设难、运行难的局面，近期在我国的部分城市更是频频发生由于生活垃圾处理设施建设而引发的群体性事件。3.3目标任务到2015年，建立起比较完善的生活垃圾减量、分类、收集、运输、利用和处理体系，减量化、资源化和无害化水平进一步提高，生活垃圾污染得到有效控制。各设区城市实现生活垃圾收集和运输全部密闭化，餐厨垃圾、大件垃圾和其他垃圾实现分类收运；城市道路机械化清扫率达到50%；县城、乡镇基本建立收集和运输体系。“十二五”期间，新增生活垃圾无害化处理能力40万吨/日。其中新增城市生活垃圾无害化处理能力25万吨/日；新增县城和建制镇生活垃圾无害化处理能力5万吨/日；新增村庄生活垃圾无害化处理能力10万吨/日。全国城市生活垃圾无害化处理率达到85%，其中36个大城市（省会城市和计划单列市）达到95%；县城和建制镇生活垃圾无害化处理率达到60%；村庄生活垃圾无害化处理率达到30%；城镇生活垃圾的无害化处理率约为75%；城乡生活垃圾的无害化处理率约为60%。（四）主要参考文献1蒋建国.固体废物处置与资源化.北京：化学工业出版社.20072建设部.城市生活垃圾卫生填埋技术.北京：中国建筑工业出版社，20043 王伟，袁光钰.固体废物处理处置工程讲义.北京：清华大学环境工程与科学系，19984 聂永丰. 三废处理工程技术手册（固体废物卷）M.北京：化学工业出版社，20005 郭光寨，朱建斌，陆正明.国内外城市生活垃圾处理处置技术及发展趋势J.环境卫生工程，2005，13（4）：21-236李颖.城市生活垃圾卫生填埋场设计指南.北京：中国环境科学出版社，2005.47李国建.固体废物处理与资源化工程M.北京：高等教育出版社，20018李军，王宝贞，王淑莹，等.生活垃圾渗滤液处理中试研究J.中国给水排水，2002，18（3）：1-69 赵由才，牛冬杰，柴晓利等.固体废物处理与资源化.北京：化学工业出版社，200610 赵由才.实用环境工程手册M .北京：化学工业出版社，2002.11王树国.垃圾卫生填埋场的场址选择.环境保护，1999，1012钱学德，郭志平，施建勇等现代卫生填埋场的设计与施工M北京：中国建筑工业出版社，2001.二、毕业设计内容城市生活垃圾卫生填埋场处理工程设计的主要内容包括：1 总平面布置（选址和场区总体设计等等）整个厂区的布置按照国家现行的各种要求，根据场址的实际地形地貌、水文地质、风向、以及填埋工艺需要而综合考虑设计的，主要由生活区、填埋区、渗滤液处理区、沼气发电区四部分组成。2 填埋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后重复卸料、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。3 防渗工程与渗滤液处理设计 包括工程防渗主体结构设计和防渗材料的比较与筛选4 渗滤液收集导排工程设计包括渗滤液导流层（即主滤液收集层和次滤液收集层）和渗滤液导渗盲沟设计。5 地下水、地表水导排处理工程设计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。6 填埋气体收集与利用设计填埋气体（LFG）中主要气体包括甲烷、二氧化碳、氨、一氧化碳、氢、硫化氢、氮和氧等。当然填埋场产生的微量气体虽然很少，但其成分复杂，毒性较大，不能对其忽视。 7 环境监测设计填埋场管理必须进行环境监测，它是垃圾处理设施运行状况的评价等级，监测内容涉及到大气、地下水、地表水、渗滤液、填埋气体、堆体沉降、苍蝇密度、填埋垃圾等方面的测定。8 封场工程设计填埋场昀终覆盖系统主要组成有：表土层、保护层、排水层、屏障层和基础层 /气体收集层等 5层。采用的终场覆盖材料压实粘土、土工膜、土工合成粘土层三者。这三种联合使用以达到昀好的经济效益和环境效益。9 辅助工程设计（如绿化、道路等）10 经济分析等。三、毕业论文进行方案3.1方案要求1）收集和查阅有关资料，了解生活垃圾的成分、特点及特性、要求，完成