一般工业固体废物Ⅱ类处置场设计要点分析.pdf

金云巧一般工业固体废物 类处置场设计要点分析 4 7 一般工业固体废物 类处置场设计要点分析 金云巧 赛鼎工程有限公司太原0 3 0 0 3 2 摘要 介绍处理第 类一般固体废物的合适填埋场场址选择 场地的拦挡和防护措施 适宜的防渗方案 和防渗材料确定 导渗及渗滤液处理系统设计 填埋作业时分区分单元进行 达到设计高度后及时封场 关键词一般工业固体废物 类处置场防渗渗滤液填埋 煤化工 煤电企业消耗大量的原料煤和燃料 煤 不可避免地产生大量的气化炉或锅炉灰 渣 冶金 煤炭 盐化等行业也会产生大量的矿渣 矸石 盐泥 电石渣等废弃物 限于资金 技术 水平等 大量的固体废弃物并不能变废为宝 循 环利用 而是需要寻找合适的场地进行堆存 处 置 贮存 处置不当会对地表水 地下水造成污 染 为此在工程实施过程中 配套渣场从选址 设计到建设 应与主体工程做到 三同时 一般 工业固体废物种类繁多 本文仅针对 类场设计 要点进行探讨 l一般工业固体废物及其处置场分类 1 1 一般工业固体废物分类 一般工业固体废物系指未被列入 国家危险 废物名录 或者根据国家规定的G B5 0 8 5 鉴别标 准和G B5 0 8 6 及G B T1 5 5 5 5 鉴别方法判定不具有 危险特性的工业固体废物 一般工业固体废物贮 存 处置场污染控制标准 又将一般工业固体废 物分为第1 类和第 类 第1 类一般工业固体废物 按照G B5 0 8 6 规定 方法进行浸出试验而获得的浸出液中 任何一种 污染物的浓度均未超过G B8 9 7 8 最高允许排放浓 度 且p H 值在6 至9 范围之内的一般工业固体 废物 第 类一般工业固体废物 按照G B5 0 8 6 规定 方法进行浸出试验而获得的浸出液中 有一种或 一种以上的污染物浓度超过G B8 9 7 8 最高允许排放 浓度 或者是p H 值在6 至9 范晷之外的一般工业 固体废物 1 2 贮存 处置场分类 堆放第1 类一般工业固体废物的贮存 处置场 为第1 类 简称I 类场 堆放第 类一般工业固体 废物贮存 处置场为第珏类 简称 类场 其中I 类场要求相对简单 该类贮存 处置场普遍存在 类场要求当天然基础层的渗透系数大于1 0 1 0 7 c m s 时 应采用天然或人工材料构筑防渗层 防渗层鲍厚度应相当于渗透系数1 0 1 0 1 c m s 和厚度1 5 m 的粘土层的防渗性能 2 处置场场址选择基本要求 一般工业固体废物处置场场址选择应符合 一般工业固体废物贮存 处置场污染控制标准 及其修改单所规定的基本要求 对于 类场特别 要求 应避开地下水主要补给区和饮用水源含水 层 应选在防渗性能好的地基上 天然基础层地 表距地下水位的距离不得小于1 5 m 31 I 类处置场设计案例 3 1 工程概况及灰渣性质 山西某企业建有多台燃煤锅炉 生产过程中 锅炉灰渣产生总量约2 5 0 0 0 t a 锅炉灰渣成分及其 浸出液污染物浓度与最高允许浓度对照表分别见 表l和表2 表1 锅炉灰渣成分 金云巧 高级工程师 1 9 9 7 年毕业于西安建筑科技大学环境工程专业 现从事环保设计和环境影响评价工作 联系电话 0 3 5 1 4 5 5 7 4 0 9 E m a il J in y u n q ia o 1 6 3 c Q m C H E C A LE N G I N E E R 呵GD E S I G N 表2 灰渣浸出液最高允许排放浓度对照表 注 灰渣浸出液的p H 为1 2 最高允许排放的p H 规定为6 9 根据G B5 0 8 5 鉴别标准和G B5 0 8 6 及G B T 1 5 5 5 5 鉴别方法与该灰渣浸出试验报告对比 该灰 渣浸出液有害物的含量都低于国家标准中的要求 属于一般工业固体废物 但根据 污水综合排放 标准 G B8 9 7 8 1 9 9 6 最高允许排放浓度及p H 值 与灰渣浸出试验报告对照 浸出液有害物质浓度 均低于该标准最高允许浓度 但其p H 值为1 2 不 在6 9 范围内 判定此灰渣属第 类一般工业固 体废物 3 2 灰渣场选址及建设条件 3 2 1 场址选择 根据选址的有关要求 在发电厂东南侧选 择天然冲沟设置灰渣场一座 距离发电厂直线 距离约1 2 0 0 m 公路运输距离约2 5 k m 灰渣 场距离其东侧的村庄约7 0 0 m 所选场地为一天 然冲沟 冲沟走向为南北向 主沟总长约 1 0 0 0 m 在中部约5 0 0 m 处主沟西侧分布有一支 沟 长度约4 0 0 m 规划利用西侧支沟作为初期 渣场 远期可以利用主沟填埋灰渣 支沟填埋 年限约9 年 3 2 2 工程建设条件 1 场址地形地貌 所选灰渣场场址为冲沟支沟 该沟为断头沟 沟体形状为U 型 沟底宽约5 0 m 沟壁边坡比1 l 5 l 2 沟体长约4 0 0 m 沟深约1 5 m 沟底自 然坡度1 5 2 场址工程地质条件 根据该区地质报告沟谷底部第一层为黄土 厚度O 5 1 m 第二层为本区主要出露地层之一 平均厚度为2 5 m 由紫红色 黄绿色 杏黄色泥 岩 砂质泥岩 细砂岩和黄绿色中粗石英砂岩组 成 底部厚层状灰黄色含砾粗粒砂岩 常含砾石 平均厚度4 2 m 与下伏地层整合接触 3 3 灰渣填埋场工程设计 3 3 1 灰渣拦挡坝 灰渣拦挡坝的作用在于 拦挡灰渣和渗滤液 形成有效的库容 延长服务年限 便于填埋操作 因此在支沟沟口设置灰渣拦挡坝1 座 1 坝型的确定 该灰渣场属于沟谷型 沟底开阔 沟深较浅 鉴于填埋库区沟口较宽 约5 0 m 筑坝体积庞大 同其它坝体型式相比 均质碾压土坝投资最小 且当地有丰富的黄土和次生黄土 故推荐采用均 质碾压土坝 2 坝址的确定 填埋库区沟体为u 形 结合所需库容以及未 来灰渣堆体的稳定等 将灰渣拦挡坝设置在距离 西侧支沟出口约5 0 m 的沟口 3 坝高及坝顶宽度的确定 灰渣产生量约3 0 0 0 0 m3 a 所选渣场填埋库区 面积较大 分两期进行建设 本次为一期工程 经坝高及库容曲线计算 确定坝体最大高度8 m 库容约2 8 0 0 0 0 m3 使用年限9 年 考虑坝顶道路 的修建和日常的作业管理 坝顶宽为6 m 4 坝体设计 该拦渣坝的级别属5 级 相对应的允许稳定安 全系数为 基本载荷组合1 2 5 特殊载荷组合 1 1 0 坝体稳定分析采用 碾压式土石坝设计规 范 地震裂度按7 度考虑 筑坝材料采用清库所 出的黄土 要求其水溶盐含量 3 有机质含量 5 坝体采用清库所出的黄土及次生黄土碾压 而成 下游坝坡铺设碎石护坡 上下游坝坡均为 1 2 5 3 3 2 灰渣场防渗工程 1 防渗方案 根据室内土工实验结果 场底土体压实系数 在0 9 0 和0 9 3 时 平均渗透系数分别为2 8 8 1 0 c m s 和1 2 6 1 0 一e m s 库岸的平均渗透系 数分别为1 0 3 1 0 3 c m s 和1 2 5 1 0 一c n V s 不 能满足渗透系数小于1 0X1 01e m s 的天然防渗 条件的要求 必须采用人工防渗措施 2 入工防渗措施及防渗材料选择 防渗有垂直防渗 水平防渗及垂直与水平 防渗相结合三大类 根据填埋场的工程地质情 况确定采用水平防渗方式 即在场底和边坡满 铺人工防渗材料 在沟口设置拦挡坝 库区内 2 0 1 6 2 6 3 金云巧一般 r q k 固体废物 类处置场设计要点分析 4 9 侧坝体边坡铺设人工防渗材料 选用2 O m m 厚 的H D P E 高密度聚乙烯 土工膜作为人工防 渗衬垫材料 3 边坡和场底的清理 为满足防渗材料的铺设要求 便于渗滤液导 排 填埋场场底在纵向和横向整平 并具有不小 于2 的排水坡度 4 防渗层结构设计 在土层上铺设复合土工膜 采用一布一膜 H D P E 土工膜厚2 0 m m 土工布规格为4 0 0 9 m2 土工膜在下 土工布在上作为土工膜保护层 在 复合土工膜上铺设2 0 0 m m 厚的沙砾保护层 粒 径2 一lO m m 其上铺设3 0 0 m m 厚的砾石导流层 粒径1 6 3 2 e m 场底人工防渗结构剖面见 图1 莰渣层 i璺Q 坚 垒 翌里矍互 l煎星 2 0 0 厚砂砾石 粒径2 lO m m 保护层 图1场底人工防渗结构剖面 3 3 3 渣场导渗系统 对渗滤液进行收集 是 类灰渣贮存 处置 场建设中必不可少的重要措施 为收集灰渣渗滤 液 在场底基础层上铺设渗滤液导流层 使渗滤 液快速排除 在渗滤液导流层下设置树枝状渗滤 液收集渠 为了便于排水 场底由两侧向干渠有 大于2 的坡度 支渠坡度与场底坡度相同 灰渣 渗滤液经支渠或导流层流向干渠 穿过拦挡坝排 人渗滤液收集池 渗滤液收集干渠 支渠 防渗 导渗剖面见图2 3 3 4 渗滤液处理系统 为保护当地地表水及地下水水源 必须对渗 滤液进行收集处理 1 渗滤液处理方案 项目所在区域年降雨量为2 2 6 1 7 5 0 6 r a m 年平均降雨量4 6 8 1 m m 降雨量多集中在7 8 9 图2 渗滤液收集干渠 支渠 防渗 导渗剖面 月 年平均蒸发量为1 9 0 2 3 m m 气候干燥 由于项目区域蒸发量远大于降雨量 而且渗 滤液中水质超标的主要指标为p H 值 采用处理后 回灌的方法可以较好地消化灰渣场产生的渗滤液 同时渗滤液经处理后也可以用于锅炉房冲灰循环 使用 节约一次水用量 故本工程拟采用回灌法 送电厂冲灰复用的综合处理方式进行渗滤液 处理 2 渗滤液产生量 2 1 渗滤液的产生主要来源于场区内降雨下渗 其次为灰渣自身的含水量产生的渗滤水 灰渣场 的渗滤液产生量采用下面的预测模型进行预测 其计算公式 Q 淼 式中 Q 为渗滤液产生量 m3 a I 为平均年降雨 量 m m a C 为雨量转为渗滤液的比率 其值 在0 2 0 8 之间 考虑进场灰渣含水量 设计取 0 4 A 为库区集水面积 灰渣场分两期建设 本期库区的集水面积 为3 0 0 0 0 m 2 Q o 4 x468 1 x 3 0 0 0 0 5 6 1 7 2m s a lO O O 经计算每年产生渗滤液的量为5 6 1 7 2 m3 则 平均每天渗滤液的产生量为1 5 4 m3 3 渗滤液调节池容积及结构设计 通过计算逐月降雨量得出每个月的渗滤液产 生量 减去每月的处理量 计算出最大累积余量 即为调节池的容量 在填埋初期 当发生不可预 见的降雨时 可以加大向电厂输送和采用灰渣场 5 0 C H E M I C A LE N G I N E E R I N GD E S I G N 化工设计2 0 1 6 2 6 3 储存解决 该工程调节池容积最终确定为 1 8 0 0m 3 调节池设于灰渣拦挡坝外 原地开挖矩形水 池 边坡采用1 2 池壁采用2 0 厚H D P E 膜防 护 池底长 宽分别为5 0 m 1 2 m 池深为3 0 m 3 3 5 雨污分流系统设计 为了减少灰渣场的渗滤液产生量 填埋作业 时需做好雨污分流 设计中采取主要措施 1 填埋区域分期作业 未填埋区清洁雨水 采用潜水泵直接抽提至截洪 排水 沟排放 2 在填埋库区上游及周边周围设置截洪沟 防止库区外汇水进入场区 截洪沟设计标准为十 年一遇 3 3 6 填埋工艺 1 填埋分区 分区作业不仅可减少渗滤液产生量 还便于 操作 本填埋库区沟体开阔 南北长度约4 0 0 m 将填埋区分为南北两个作业区 两区之间采用隔 堤分开 填埋作业时 先填埋I 区 后填埋 区 2 填埋作业 根据等高线将填埋区划分为若干填埋单元 填埋单元的大小基本上为一日一层作业量 冬季 可适当延长 填埋厚度为2 5 3 0 m 设置中间覆 盖层 整个灰渣场底部全部覆盖灰渣后 再上升 一层填埋 每升高6 m 在边坡上修建一个6 m 宽 的工作平台 保障灰渣堆体稳定 为便于碾压机械的操作 填埋收坡的边坡系 数 1 4 逐渐上升至设计的最终填埋高度 终场 后顶面坡度大于4 为防止灰场扬尘飞灰污染 尽量将灰场分区 分块使用 缩短灰面裸露时间 灰场堆灰时应采 用喷水碾压的贮灰方式 遇大风天气时增加洒水 的强度 防止灰粉飞扬 3 3 7 封场 当灰渣面达到最终高程后 进行封场作业 对永久灰坡面采用覆土5 0 e m 后加砌混凝土网格种 草护坡 对贮灰场顶面覆土厚8 0 e m 再进行绿化 同时在表面设置排水沟 将表面汇水排至周边截 水沟 减少对坝体和堆体边坡冲刷 封场除以上工程措施外还应辅以植物措施 在灰渣场顶面进行绿化 宜选择根系发达 生长 快 适应性强 易成活 保持水土效果好的乡土 树种 4 结语 对于工业固体废物的处置 首先需确定工业 固体废弃物的性质和类别 选择合适的处置场 并因地制宜进行针对性地工艺设计 一般工业固体废物 类处置场设计包括灰渣 拦挡坝 灰渣场防渗 渗滤液导渗及处理 雨污 分流系统 填埋系统和封场措施等的设计 其中 灰渣场防渗 渗滤液导渗及处理 雨污分流系统 尤为重要 避免对当地地表水及地下水造成 污染 同时 生产过程中 固体废物应考虑综合利 用 通过发展循环经济 延伸产业链 提高固废 回收利用率 以尽可能减少外弃量 减少渣场占 地 延长服务年限 参考文献 lG B1 8 5 9 9 2 0 0 1 一般工业固体废物贮存 处置场污染控 制标准 S 2G B5 0 8 6 9 2 0 1 3 生活垃圾卫生填埋处理技术规范 s 收稿日期2 0 1 6 0 3 2 1 上接第4 6 页 现不兼容的情况 如选择不同厂家的设备 需在 每个探测器上安装单输入 单输出模块后再接人火 灾自动报警系统 模块安装位置根据现场情况 确定 4结语