某市生活垃圾卫生填埋场初步设计.doc

XX职业大学毕业设计（2011届）题 目 YZ市生活垃圾卫生填埋场初步设计 院 系： 生化工程系 专 业： 环境监测与治理技术 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 起讫日期： XX职业大学毕业设计（论文）摘 要本设计是对YZ市城市垃圾卫生填埋场进行工艺设计。该城市拥有人口70万，目前人均垃圾产量1.1 kg(d人)。垃圾成分主要为居民生活垃圾，生活垃圾中无机物成分比例较大，垃圾中无有毒有害物质和重金属。该城市所在地全年平均降水量1030mm，平均梅雨量231mm，年平均气温14.8。本设计使用年限为10年。本文首先对我国生活垃圾的处理处置方法进行了综合分析，在此基础上，对填埋场的选址、填埋场的地基与防渗、渗滤液的产生及收集处理、填埋气体的收集及利用、终场覆盖与封场、污水处理工艺以及环境保护和监测等问题进行了深入的探讨。就本垃圾填埋场的设计而言，对于渗滤液和填埋气体的收集和处理是最为关键的两大部分。为了填埋场在使用期间能够安全的运作，避免对环境造成危害，本设计在进行过程中严格遵照相关设计标准。 关键词：生活垃圾；填埋场设计；渗滤液；填埋气体Abstract This is a design of landfill for yangzhou city,which has seven hundred million populations.The average quantity of the rubbish output of everyone is 1.1 kg(d人). The main components of the rubblish are resident rubbish for life . Life rubbish in inorganic composition larger proportion and there are no hostile and heavy metal in the rubblish. The average rainfall of the year at the place is 1030mm and the mei rainfall is 231mm. The average temperature of the year in the city is 20.The period of the landfill for use is 10 years. This paper firstly to our country living garbage disposal method of comprehensive analysis， based on this，the location of the landfill，the foundation and landfill leachate seepage control，the generation and collection and handling，landfill gas collection and utilization，final cover and sealing field， wastewater treatment and environmental protection and monitoring，etc thoroughly discussed. The design of the landfill leachate and aspect for the collection and processing landfill gas is the most key of two parts.In order to landfills in use period can safe operation, avoid environmental harm, the design process of strict comply with relevant design criteria.Keywords : Living garbage；Landfills design；Leachate；Landfill gas 目 录1 绪论1 1.1生活垃圾及处理与处置方法 11.1.1生活垃圾11.1.2生活垃圾处理与处置方法11.2工程概述 31.2.1城市概况31.2.2工程概况42 填埋场工程设计72.1填埋场工艺设计 72.1.1设计的原则与要求72.1.2填埋场工艺流程设计72.2填埋场的选址 82.2.1选址的考虑因素82.2.2选址的程序92.2.3地址的选定与所需的容积的计算 102.3填埋场的地基与防渗112.3.1填埋区基底工程112.3.2填埋场的防渗系统122.3.3场地防渗系统法案的选定172.4渗滤液的产生及收集处理182.4.1垃圾渗滤液概念和来源182.4.2垃圾渗滤液的水质特征192.4.3渗滤液收集系统202.4.4渗滤液产生量的计算232.4.5渗滤液调节池设计242.5填埋气体的产生与收集处理242.5.1填埋气的组成242.5.2填埋气体产生量的预测242.5.3填埋场气体的收集与导排262.6终场覆盖与封场272.6.1终场覆盖系统的功能272.6.2填埋场封场系统设计282.6.3填埋场封场后的土地回用292.7污水处理工艺292.7.1渗滤液处理规模292.7.2工艺方案选择的原则292.7.3处理工艺方案的确定293 总图与辅助工程303.1总图303.1.1设计依据303.1.2厂区总平面布置303.1.3整个厂区的道路组织与运输设计313.2辅助生产配套工程324 环境保护与监测324.1设计依据324.2环境保护措施324.2.1大气污染物的控制措施324.2.2污水处理措施334.2.3固体废物及飞灰处理334.2.4噪声控制334.2.5臭气控制334.2.6环境绿化与工作环境334.3环境监测334.3.1处理水的监测344.3.2地下水的监测344.3.3大气污染物监测344.3.4噪声监测354.3.5环境监测内容355企业组织与劳动定员355.1企业组织355.2劳动定员365.2.1工作制度365.2.2劳动定员365.3人员培训与管理措施37结语参考文献v1 绪论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生活垃圾的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。图1.1 山谷型填埋场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。图1.2 地上式填埋场图1.3 半地上半地下式填埋场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年温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1.2.1.1地理位置YZ市地处江苏省中部，长江北岸、江淮平原南端，地处黄金水道京杭大运河与长江的交汇口。现辖区域在东经11901至11954、北纬3156至3325之间。南部濒临长江，北与淮阴、盐城接壤，东和盐城、泰州毗连，西与安徽天长、南京、淮阴交界。全市辖境南北长130公里，东西宽80公里，总面积6634平方公里。境内地形西高东低，仪征境内丘陵山区为最高，从西向东呈扇形逐渐倾斜，高邮市、宝应县与泰州兴化市交界一带最低，为浅水湖荡地区。1.2.1.2历史沿革 YZ市是一座具有2490多年历史的文化古城，是我国古代水陆交通枢纽和盐运中心。汉代的兴盛，唐代的繁盛，明清的鼎盛，多年的历史积淀，使YZ市5.09平方公里的老城区成为目前国内历史风貌保存比较完好的古城之一。城市古迹、遗址、文物众多，仅市区就有各类文保单位148个，其中国家级4个（个园、何园、普哈丁墓园、隋唐宋YZ市城遗址）、省级16个。YZ市于1982年被国务院公布为国家首批历史文化名城。YZ市还是驰名中外的旅游胜地，素来是人文荟萃之地，风物繁华之城，有众多的名胜古迹和雅致园林。YZ市的有受历代造园专家青睐的瘦西湖、历史悠久的古刹大明寺、“城市山林”美誉的何园、四季假山著称的个园、隋炀帝、康熙、乾隆等皇帝留下的行宫遗址等等，美景数不胜数。YZ市历史上是一个曲艺之乡，有为民众所喜好的扬剧、YZ市评话、YZ市清曲等地方曲艺。还有富有地方特色的传统工艺如漆器、玉雕、刺绣、绒花等，其历史远的可追溯到2000多年前的战国时代，近的繁盛于清代。以艺术精湛、制作精美著称，有的产品远销世界50多个国家和地区。1.2.1.3城市现状解放后设YZ市，原江都县划分为YZ市、江都县、邗江县。1983年改革地市体制，YZ市改为省辖市，管辖泰州市和靖江、泰兴、泰县、高邮、宝应、兴化、江都、仪征、邗江9县。YZ市区设广陵区和郊区。此后，除邗江县、宝应县外，各县陆续撤县设市。1996年8月，YZ市行政区划调整，撤销县级泰州市，设立地级泰州市，并划出4个县级市归泰州市管辖。YZ市现设广陵区、维扬区、邗江区，辖宝应县及仪征、高邮、江都3市。1.2.1.4拟确定的城市性质国际性旅游城市，自然与文化遗产资源集聚地，苏北地区中心城市。1.2.1.5 生活垃圾卫生填埋场建设的必要性“十五”、“十一五”期间，随着国民经济的发展，YZ市区及各县(市)加快了城市建设和新区开发的步伐。城市面积不断扩大，目前全市各城市建成区面积已达164.57平方公里。小城镇建设不断加快，全市城市化率达到48%。与此同时，道路、绿化、自来水、煤气、环保等市政基础设施不断得到改善，城市面貌有了较大改观。到2005年底YZ市已相继建成了10万吨城市污水处理厂、开发区5万吨综合污水处理厂等一系列重大环保工程。城市道路、路幅快速增加，交通状况得到改善。随着城市规模的不断扩大，人口的不断增加，城市的生活垃圾产量迅速增加。有关资料，YZ市垃圾主要来源于城市居民、商业、外来流动人口及街道清扫等， 其次是城市建筑垃圾；现状城市各种垃圾产生量约900余吨/日(不包括城市建筑垃圾)，而且目前仍在以一定的速度增长。但是目前YZ市垃圾处理方式和能力远不能满足城市建设的需要。垃圾处理场的建设与城市环境卫生基础设施不能配套，垃圾处理只是采取自然堆放的简易填埋；城区中转站短缺，垃圾转运车辆不足，处理设备老化；填埋场污染得不到有效控制，垃圾的随意堆放将严重破坏该地区的生态环境。以致严重影响了城市环境卫生和人民的身体健康。为了有效地控制城市生活垃圾的不利影响，尽量使城市垃圾做到无害化、减量化、资源化，提高YZ市城市的环境卫生质量和人民的生活水平，达到国家卫生城市的要求，兴建YZ市城市生活垃圾处理工程是十分必要的。1.2.2工程概况1.2.2.1项目背景在生活垃圾处理处置方式中，填埋无疑占据着举足轻重的位置，从全球来看，填埋大约占到70%左右，在各发达国家应用非常广泛，例如加拿大2003年卫生填埋处置量占82%；2005年英国、意大利年卫生填埋处置量占其总处置量的90%美国处置量为72%，西班牙处置量为75%，德国2007年卫生填埋处置量占73%。美国联邦环保局(USEPA)和很多州都已详细制定关于填埋场选址、设计、施工、运行、水气监测、环境美化，封闭性监测以及维护年限的法规。而在我国，由于经济技术水平等的原因，填埋所占的比例更高，达到90%以上。虽然随着经济技术的发展，在未来的10年内，在拟建的垃圾处理项目中，填埋比例会稍有下降，但仍有大约75%的项目采用填埋方式。同时在我国的城市垃圾处理及其污染防治技术政策中明确提出：以填埋为主的路线，因此填埋必将在今后很长一段时间内占据主导地位，许多大中城市新建的垃圾填埋场，其日处理能力都达上千吨，总填埋库容达数千万立方米。1.2.2.2项目设计原始资料 （1）地形地貌仪征市、邗江区和维扬区的北部为丘陵，地面真高1015米，最高点为仪征境内大铜山149.6米；沿江沿湖一带为平原，地面真高45米；京杭大运河以东、通扬运河以北为里下河地区，地面真高23米，最低点仅1.4米。（2）气候气象YZ市属亚热带湿润气候区。气候主要特点：受季风环流影响较大，盛行风向随季节有明显的变化。冬季盛行干冷的偏北风，以东北风和西北风居多；夏季多为从海洋吹来的湿热的东南到东风，以东南风居多；春季多东南风；秋季多东北风。冬季偏长，达4个月之多；夏季次之，约3个月；春秋季较短，各为2个多月。年平均气温14.8，冬冷夏热较为突出。7月最热，平均气温为27.6。1月最冷，平均气温为1.5。全市极端高温39.1，极端低温-17.7。无霜期平均306天。年均日照2176.7小时，年平均气压1015.9百帕，年平均相对湿度79%。年平均降水量1030毫米，夏季约占45%，冬季约占9.5%，春秋季降水量相近。常年梅雨期约23天，一般在6月中旬到7月中旬，平均梅雨量231毫米，日均约10.04mm。干旱、雨涝、低温、阴雨、台风、冰雹等灾害间有出现，并造成不同程度的损失。台风一般最早出现于6月，最迟11月，以8、9月居多。 （3） 河流水系与水文YZ市境内河湖众多，水网密布，地跨江淮两大水系。宁通高速公路(扬泰段)以北属淮河流域，以南属长江流域。YZ市南临长江，岸线长80.5公里。京杭大运河纵穿腹地，由北向南沟通白马、宝应、高邮、邵伯4湖，汇入长江，全长143.3公里。 （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。生活垃圾成份见表1.2。表1.2 YZ市生活垃圾成份 (%)有机物煤灰渣废纸纤维橡胶金属毛骨水分38.6453.652.551.15l.330.310.143545由表1.2可以看出，YZ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项目设计要求（1）总体要求按照设计任务合理选择设计方案，工艺流程要有一定的灵活性；设计概念清楚、参数选择恰当、计算正确，说明书简明扼要、文字流畅、论点明确；图纸表达正确、符合制图规范；图面整洁、布局合理、图中线型和尺寸标注符合要求；整个设计过程严格遵照相关标准。（2）工程设计书要求内容完整、阐述清楚、计算准确、文理通顺，提倡用计算机解决复杂计算问题。内容主要包括摘要、目录、正文、小结及参考文献。工程设计部分应当说明设计的依据、指导思想；具体技术指标的选用原则和技术要求及确定设计方案。设计计算部分则应包括填埋场容积的计算；渗滤液产生量的计算；填埋气体产生量等内容。（3）设计图纸包括垃圾填埋场平面布置图、填埋库区防渗系统平面图及封场平面图。2 填埋场工程设计2.1填埋场工艺设计2.1.1设计的原则与要求（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。2.1.2填埋场工艺流程设计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：沼气导排（后期回收发电）终场生态恢复铺平卸料计量 转运灭虫覆土压实生活垃圾污水处理站 汽车阴水明沟（截洪沟） 渗滤液 冲洗水 雨水盲沟、碎石导流层收集排水沟收集 汽车装卸机备料场沉淀池 粘土 排入地表水体 图2.1 生活垃圾卫生填埋典型工艺流程2.2填埋场的选址2.2.1选址的考虑因素场址的选择是卫生填埋场全面设计规划的第一步。影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。这些选择要求相辅相成。主要遵循两条原则：一是从防止环境污染角度考虑的安全原则，二是从经济角度考虑的经济合理原则。填埋场选址的基本原则是遵循城市总体发展规划，经济效益和环境效益相结合，使得填埋场规模与城市经济发展水平统一、协调。安全原则是选址的基本原则。维护场地的安全性，要防止场地对大气的污染，地表水的污染，尤其是要防止渗滤水的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染是场地选择时考虑的重点。经济原则对选址也有相当大的影响。经济原则是指填埋场从建设到使用过程中，单位填埋单元花费最少，单位垃圾的处理费用最低，填埋场使用后资源化价值最高。从经济效益来考虑，填埋场选址必须考虑以下几个方面。（1）填埋场的建设费用填埋场的建设费用包括场地地形、容量、筑路及防止环境污染对场地所做的处理等费用，他是一次性的投资费用。最好选择天然环境地质条件好的场地以节约大部分投资。需要勘查的环境地质条件的主要内容和条件如下。 区域地壳稳定性和地表稳定性。 场内地下水的填埋深度、流向及水力坡降，当填埋场位于山区沟谷内时，特别要查明低矮分水岭位置及高程，以便论证垃圾填埋场的高度及分水岭的距离。 场地地层岩性结构和相对隔水层厚度及空间分布情况，横层地下水的填埋，含水层间的水力联系，构成主要渗漏通道的断层或裂层的分布、含水介质的渗透性能，以便论证场内垃圾渗透液向邻谷水源渗漏污染的可能。渗透性能强的砂砾石层、石灰层地区不能作填埋场。 场内是否存在黏土不透水层的天然衬里及其厚度，以确定其利用价值。 场区的土体承载力，场内土体承载力的大小决定垃圾堆放的极限高度。 垃圾填埋范围内，周边的地形坡度及其组成物质，以便确定衬里方案时边坡及修正工作等。 为拦截地表径流，减少污水处理量，需在填埋场周围设置截洪沟渠，要查明截洪沟渠和进场公路通过地段的边坡稳定及截洪沟的防渗措施。 查明垃圾拦挡坝基土层的物理力学性质，为确定坝基处理方案和施工方法提供重要依据。 当拦挡坝基土层需要垂直防渗处理时，必须查明坝基在一定深度内岩体的渗透性能，同时查明坝顶以上两岸的地下水填埋及流向，以判断场内污水的绕坝渗漏问题。（2）征用费用及土地的资源化 一般在填埋场选址时，土地的征用费用尽量小，尽可能多利用荒山、荒地。填埋场的覆土一般为填埋库区容积的10%20%，如此大的覆土量占用耕地或从远距离运输都不是经济的，因此，所选土地应为有较好利用前景和垃圾填埋后可覆土造地。当地应无大的居民聚居点，当地经济作物少，无工业企业。（3）运输费用据统计，垃圾填埋处理费用中的60%90%用于垃圾清运。所以尽量缩短清运距离，对降低垃圾处理费用的作用十分明显。但也不宜太近，以免对城市环境造成影响。选择适当的距离是既兼顾环境又经济可行的做法。一般建在居市区15km25km。2.2.2选址的程序 填埋场选址应按下列顺序进行：（1）对场地进行初步评估确定自然条件及人口统计学的条件。在拖运距离、地理学、地质学、地表和地下条件的基础上建立合适的研究区域。确定基本的候选场地。在拖运距离、场地开发费用、设备及人员每星期操作时数的基础上评估财政可行性。在位置、土地使用、拖运距离和路线、地形学、水文地质学、土壤特点以及地区方面进行场地调查。排除不中意的场地。（2）审查候选场地调查四至五个候选场地并找出每个场地特有的问题。评估场地并按优劣顺序排列。取得公众的支持与参与。（3）确定场地在仔细审查费用之后，为每个场地准备一份预设计方案。确定并评价填埋作业完毕后场地的用途。仔细进行经济学评价（场地基本投资费用、场地运营费用以及拖运费用）。选择场地并列出候补场地。取得场地。2.2.3地址的选定与所需的容积的计算YZ市区人口约70万人，垃圾填埋场服务年限为10年，根据统计分析和YZ市的实际情况，覆土与垃圾压实之比取1:3，填埋高度定为9m，地上3m，地下6m，取垃圾产生率W为1.1kg/(d人)，该地区主导风向为冬季多东北或西北风；夏季多东南风。因此生活和管理设施宜集中布置并处于冬夏季主导风向的下风向，即垃圾填埋场的西南角，以减少对人们的影响。本设计采用平原型填埋。每年所需的场地体积为：式中：W垃圾产生率，kg(d人) ，取1.1 kg(d人)；P城市人口；D压实后垃圾的密度，kgm3；r覆土与垃圾之比，取1/3。每年所需的场地面积为：第一年填埋的废物体积为：V1 = 365 (1+r) =365 =6.25105m3设城市生活垃圾的年增长速率为5%，则：第二年的废物体积为：V2 =(1+ 5%)V1 =1.05 6.25105=6.56105m3第三年的废物体积为：V3 =(1+ 5%)V2 =1.05 6.56105=6.89105m3第四年的废物体积为：V4 =(1+ 5%)V3 =1.05 6.89105=7.23105m3第五年的废物体积为：V5 =(1+ 5%)V4 =1.05 7.23105=7.59105m3第六年的废物体积为：V6 =(1+ 5%)V5 =1.05 7.59105=7.97105m3第七年的废物体积为：V7 =(1+ 5%)V6 =1.05 7.97105=8.37105m3第八年的废物体积为：V8 =(1+ 5%)V7 =1.05 8.37105=8.79105m3第九年的废物体积为：V9 =(1+ 5%)V8 =1.05 8.79105=9.23105m3第十年的废物体积为：V10 =(1+ 5%)V9 =1.05 9.23105=9.69105m3填埋的总废物体积为：V =V1 + V2 +V3 +V4 +V5 +V6 +V7 +V8 +V9 +V10 =(6.25+6.56 +6.89 +7.23 +7.59 +7.97+8.37+8.79+9.23+9.69)105 =7.857106m3V =80% V总填埋库容占体积的70%-90%，取80%，则V总 =7.857106m3填埋场预计填埋深度8-10m，取9m，则填埋用地面积为：=8.73105m22.3填埋场的地基与防渗2.3.1填埋区基底工程城市生活垃圾卫生填埋技规范规定，场底地基是具有承载能力的自然土层或经过碾压、夯实的平稳层，且不应因填埋垃圾的沉陷而使场底变形、断裂，场底基础表面经碾压后，方可在其上贴铺人工衬里。场底应有纵、横向坡度。纵横坡度宜在2%以上，以利于渗滤液的导流。实际设计建设中，长宽一般为300400m或更大，如按2%坡度进行设计，则场区两端高差在68m或更多。受地下水埋深土方平衡及整体设计的影响，场区两端高差过大会造成较大的困难。根据XX填埋场（赵庄）建设经验，垃圾卫生填埋场场底纵向主要坡度为1%1.3%时可以保证渗滤液排顺畅。为确保填埋场安全，考虑到填埋场土体条件较差，需要对其整形，坑底及周围进行平整，取土同时作为坑四壁局部填土、每日覆盖用土和最终覆盖用土。填埋区底部按设计高程完成基底工程以后，底部要求平整，以利于防渗膜的铺设。2.3.2填埋场的防渗系统2.3.2.1防渗系统的概述填埋场防渗系统，不仅要能防止渗滤液渗出污染地下水，还要防止地下水涌入填埋场。场底防渗系统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种类型。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水层或弱透水层，将垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。防渗层的建设方法多种多样，采用何种工艺方法建设防渗层是设计中的重要内容，不管使用什么方法、什么材料，最终达到的目的是渗透系数Kf小于规定标准，我国要求Kf小于10-9m/s。同时还要考虑：（1）使用寿命。填埋场的使用寿命，封场后要求的防渗层的寿命，以及本身的可靠性。（2）与填埋场的相容性。选用的材料不能被填埋物侵蚀，由于渗滤液的性质不稳定，所以选择的材料要适应渗滤液的各种性质，如抗酸、抗碱等。（3）场地条件及气候条件。（4）建设费用。防渗材料的选择既要达到防渗要求，又要考虑经济合理，厚的土工膜具有更好的防渗性能，但必将提高建设费用。2.3.2.2防渗材料防身材料多种多样，目前常用的主要有两类：黏土与人工合成材料。黏土除天然黏土外，还有改良土（如改良膨润土等）；人工合成材料种类很多，如高密度聚氯乙烯（HDPE）、低密度聚氯乙烯（LDPE）、聚氯乙烯(PVC)膜等，但近二十年来，国内外填埋场最常用的是高密度聚氯乙烯（HDPE）膜。实际上，大部分填埋场所选用的防渗层材料均是黏土和HDPE膜。（1）黏土粘土是土衬层中最重要的部分，其具有低渗透特性。填埋场黏土衬层分为两类：自然黏土衬层与人工压实粘土衬层。自然黏土衬层是具有低渗透率、富含粘土的自然形成物，其渗透率应小于或等于。一般来说，天然粘土层和岩石层是否均一以及是否具有较低的渗透率，是很难检测验证的，仅仅使用自然黏土衬层作为填埋场防渗层是不可靠的。（2）人工合成材料高密度聚乙烯（HDPE）膜是人工合成材料中最常用，也是最理想的防渗材料，它能有效阻止渗滤液的渗漏。美国环保署于1982年停止单独使用黏土作为有害废弃物处理场的防渗材料，并规定所有填埋场必须有一层防渗衬垫，在填埋场封场后，也必须采用防渗层进行封场以减少渗滤液的产生。HDPE膜具有优良的机械强度、耐热性、耐化学腐蚀性、抗环境应力开裂和良好的弹性，随着厚度增加（一般范围在0.75-2.5mm），其断裂点强度、屈服点强度、抗撕裂强度、抗穿刺强度逐渐增加。垃圾填埋场一般采用1.5-2.5mm厚的HDPE膜作衬垫层。关于HDPE膜与压实黏土特点和性能的对比如表2.2所示。表2.2 HDPE膜与压实黏土的特点和性能材料类型渗透系数K（m/s）对库容的影响抗穿刺能力应用范围HDPE膜1（10-13-10-14）较小较差整个基底层防渗压实黏土1（10-6-10-7）较大较好场底防渗2.3.2.3防渗系统的构造 单层防渗层是指单独使用压实粘土、膨润土或HDPE膜等铺设而成的防渗层，其造价低，施工快，但安全系数低，只有地下水污染风险极低的情况下（如地下水位低、土质防渗性好）才推荐使用。 复合防渗层是多层结构的防渗系统，各层次具有一定的功能，提高了防渗系统的安全性。由于各国国情不同，目前复合防渗层的结构还没有统一的标准，即使同一国家不同地区的填埋场由于垃圾性质、场地地形地质的不同，防渗透层结构也不尽相同，但总的说来一个完整的复合防渗系统应包含以下几个层次：（1）渗滤液排水层该层上部直接与垃圾接触，起着收集和排出渗滤液的作用。该层常规做法是400mm厚粗砂层，粗砂层内按一定间距设置排水盲沟，盲沟内设穿孔管，汇集垃圾填埋体中流出的渗滤液并排出填埋坑外。（2）保护层保护层是用来保护防渗层的安全的，如在HDPE膜上下覆盖无纺土工布可防止膜被尖锐的东西刺穿和减轻地基变形对膜的拉力；土工膜上部铺设的500mm厚粘土层，也是保护层，目的是使土工膜在数十米高的垃圾堆体的压力下受力均匀。（3）防渗层该层主要由防渗材料构成，从国内外工程实例来看，该层的结构千差万别，有两层土工膜中间夹一层膨润土的，也有一层土工膜上铺一层膨润土的，还有土工膜与压实粘土组成复合衬垫的以及重复使用单层土工膜防渗层组成双层复合衬垫的。总的来讲，该层至少应设一层土工膜，防渗层层数越多，安全性能越强，但造价也相应提高。考虑到填埋场的土质以粉沙土为主，层与层之间渗透能力较好，因此选择在沙坑内满铺双层复合防渗层已保证垃圾产生的渗滤液不会对地下水造成二次污染。库区（包括盲沟、泵站、预处理池）水平和垂直方向均采用人工防渗技术，防渗材料为HDPE黑膜，膜厚1.5毫米。（4）地下水排水层 如果设计地区地下水水位较高，为了防止防渗层受到地下水浮力和渗透的影响，应设地下水排水层，具体结构类似于渗滤液排水层，一般在防渗层下铺设400mm厚粗砂层，并设排水盲沟，以将地下水单独排出场外。 （5）地基 地基在整理时必须夯实、平整、碾压，筑成符合要求的坡度。地基的处理必须符合整个填埋场渗滤液收集系统的要求。设计上还应验算地基承载力和不均匀沉降。 （6）边坡上的防渗层 与填埋场坑底防渗层的结构不同，边坡上防渗层不必设渗滤液排水层和地下水排水层，只是在土工膜上下各加无纺上工织物，上层无纺土工织物上设一层废弃的汽车轮胎，以防机械碾压边坡垃圾时，破坏防渗层，表面再铺设500mm厚粘土保护层。 （7）锚固沟 为了固定土工膜和无纺土工布，在填埋坑周边须开挖锚固沟，边渗层在填埋坑底部和边坡铺设完后，将边坡埋入锚固沟，用原土填平、整实。2.3.2.4人工防渗系统应符合的要求人工防渗系统应符合的要求：（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）： 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、渗滤液导流层、土工织物层、垃圾层，见图2.1。垃圾层土工织物层渗滤液导流层（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 2.1 复合衬里（库区底部）系统示意图库区边坡：基础、地下水导流层、膜下防渗保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗滤液导流与缓冲层、垃圾层，见图2.2。垃圾层渗滤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2.2 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）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、渗滤液导流层、土工织物层、垃圾层，见图2.3。垃圾层土工织物层渗滤液导流层（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 2.3 单层衬里（库区底部）系统示意图库区边坡：基础、地下水导流层、膜下保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗滤液导流与缓冲层、垃圾层，见图2.4。垃圾层渗滤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