10万人口垃圾填埋场设计开题报告

附件 16 太原工业学院 毕业论文开题报告 学学 生生 姓姓 名名：刘刚学学 号号：082066131 系系部部：环境与安全工程系 专专业业：环境工程 论论 文文 题题 目目：十万城市人口垃圾填埋厂设计 指 导 教 师指 导 教 师 :赵金安 2012 年 2 月 25 日 毕毕 业业 论论 文文 开开 题题 报报 告告 一一论文研究目的及意义论文研究目的及意义： 1、选题的目的及意义、选题的目的及意义 随着我国城市居民生活水平不断提高，城市化进程的不断加快，城市生活垃圾的产 量明显增加， 对环境造成的污染也日趋严重。 如何经济有效地处理和处置城市生活垃圾， 减少环境污染，实现经济的可持续发展，成为全社会日益关注的焦点。据报道 2012 年 3 月 11 日我国东莞市城管局的一份报告揭示了东莞现有垃圾填埋场存在的 5 大问题，市 内 166 家垃圾填埋场亟待整治。记者获悉，东莞或将关闭 155 个村级垃圾填埋场，并建 设和改造 32 个镇级达标卫生填埋场。有关部门邀请专业设计公司经过数月调研，于日 前向城管部门提交了一份报告。报告指出，不规范的垃圾填埋场已经对市民生存环境带 来威胁，亟须整改。报告分析了全市垃圾填埋场现存的 5 大问题：一是选址不规范， “部 分填埋场距离居民聚居区不到 500 米， 部分则位于村、 镇的季风上风口或饮用水源上游， 还有的位于自然保护区、风景游览区内。 ”二是填埋场操作不规范，没有对垃圾进行必 要的压实和覆盖处理，除了导致鼠蝇成灾、臭气乱飘，还可能造成坍塌，危及工人和行 人的生命安全。三是垃圾渗沥液渗入土地，污染水源、毒死植物。四是没有气体导排设 施，甲烷、一氧化碳等有毒气体散逸到空气中，危害居民健康，同时也存在爆炸隐患。 五是防洪措施不到位，洪水、雨水直接进。可见垃圾的堆埋和不正当处理所带来的环境 问题成为阻碍我国城市建设，可持续发展战略的实施和人民生活水平提高的重要因素， 并已经引起了政府和民众的重视。 因此本次设计的目的就是为解决一个十万人口生活垃圾的卫生填埋问题， 在解决城 市生活垃圾出路时，首先应该考虑的是卫生填埋。卫生填埋场是卫生填埋的载体，其建 设周期短，投资相对较低，并且可以分段投入，管理方便，现场运行比较简单，比较符 合我国国情。另外，从可持续发展来看，生活垃圾选择填埋场填埋，事实上是一种以资 源的形式保存给后代，待一次资源枯竭或科学技术发展后，人们可以对填埋在卫生填埋 场中的垃圾资源进行开采和重新利用。 通过本次设计，其意义基本能熟悉卫生填埋场设计的全部过程，为今后从事卫生填 埋场设计、施工和管理打下良好的基础，同时提升个人将理论知识转化为实践的能力， 对于以后的工作也有一定的指导意义和参考价值。 2.2.国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向 (1)(1)现状：现状： 卫生填埋是对城市垃圾最为经济方便和适用的处置方法，从利用垃圾积压堆积发生自 然而消解垃圾，到如今科技含量更高的各种垃圾处理技术，人类在不断寻求更理想、更 环保的垃圾处理方法。垃圾处理主要有这几种方法：焚烧、堆肥、卫生填埋等，还有就 是在这几种方法的基础上衍生出来的。 预计在今后较长一段时间内填埋法将是我国处置 城市垃圾的主要方法 焚烧技术焚烧技术：焚烧是一种比较传统的垃圾处理技术，通过焚烧垃圾来发电，既最大限 度的减少了垃圾的体积，又利用其产生新的能源。现代垃圾焚烧技术诞生于数 10 年前， 一度成为世界上许多大城市的首选。 在日本、 荷兰、 瑞士等国成为垃圾处理的主要手段， 瑞士垃圾 80%为焚烧，日本、丹麦垃圾 70%以上为焚烧。但是焚烧厂在发达国家发展 10 年后，人们发现比垃圾灾难更可怕的二噁英，这种在垃圾焚烧过程中产生的毒气导致人 和动物患上癌症。这也大大制约了焚烧技术的发展。 堆肥技术堆肥技术：对堆肥技术进行科学研究始于 20 世纪 20 年代，而高温好养堆肥技术是 从 20 世纪 30 年代开始采用的。根据工艺流程和运行状况，高温好养堆肥处理技术可分 为静态好养堆肥处理技术、 动态好养堆肥处理技术和间歇式动态好养堆肥处理技术3种。 堆肥技术的工艺比较简单，适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理，对垃圾中的部 分组成进行资源利用，且处理相同质量的垃圾投资比单纯的焚烧处理大大降低。堆肥技 术在欧美国家起步较早，目前已经达到工业化应用的水平。发达国家由于生活垃圾中的 易腐有机物含量大大低于我国的一般水平，这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。但 就广东省的具体情况来看，生活垃圾中的易腐有机质含量都在 50%左右，因此采用堆肥 技术可以达到比较好的处理效果。但是堆肥技术的缺点也十分突出，不能处理不可腐烂 的有机物和无机物，因此减容、减量及无害化程度低，因此仅仅依靠堆肥处理不能彻底 解决垃圾问题。 卫生填埋技术卫生填埋技术：英国最早于 1930 年，美国于 1940 年开始采用生活垃圾卫生填埋技 术即有控制的生活垃圾填埋技术。经过 60 多年的研究和发展，各国在卫生填埋的规划、 设计、施工、管理等方面积累了丰富的经验，并开发出成套技术及设备。我国填埋技术 使用比较早，目前该技术在我国所有垃圾处理方式中所占比例最高，达到 70%-80%。 卫生填埋场技术比较成熟、操作管理简单、处理量大、总体投资小，但是，在当前 加速推进城市化，不断扩大城区范围的情况下，填埋近郊不宜，须远离市区，因此造成 往返运费增加；另外，填埋法占用大量土地，为防止垃圾中的有害金属和病原菌对地下 水造成污染，需充分考虑填埋地的地质条件，且使用后的土地在短时间内无法恢复远看 用途，因此，可供填埋的土地将会越来越少。 但是，根据我国目前的经济状况和未来 的发展趋势，在今后相当长时间里，卫生填埋仍然是我们处理生活垃圾最重要的方法。 填埋场处理城市生活垃圾的方式至今延续了几个世纪，除了技术不断完善，它的标准也 在不断提高，分类的方法也多种多样。按构造分类：自然衰减型填埋场、全封闭型填埋 场和半封闭型填埋场，目前半封闭型填埋场使用最为普遍；按反应机制分类：好养填埋 场、准好养填埋场和厌氧填埋场，由于好养填埋场建设投资和运行费用较高，所以应用 很少， 准好养填埋场和厌氧填埋场运用较广泛。 结合目前国内外填埋场工程的实施经验， 常用的填埋场防渗衬垫系统种类有：天然粘土防渗衬垫系统、单层人工防渗衬垫系统、 单层复合防渗衬垫系统和双层复合防渗衬垫系统， 这几种防渗系统在我国也得到普遍使 用。 (2)(2) 发展趋势：发展趋势： 我国建设垃圾填埋场的基本思路是：采用多重屏障的概念着重研究各种，包括 天然防渗和人工防渗，确保废物处置后使进人环境(空气，水和土壤)中的物质不会恶化 环境； 从岩土工程的角度研究填埋场的稳定问题，确保不会因为填埋场失稳破坏导 致污染物质向外界扩散。 通过隔绝外界水向填埋场渗入的途径来降低渗滤液的生量， 并用一般的污水处理方法来处理渗滤液。很多国土比较宽阔的国家，包括中国，只把填 埋场当成一个封闭的储存容器，不考虑到封场后土地的再利用，对于废物填埋后发生的 物理，化学变化，以及与环境介质之间的作用机理尚不十分清楚对已经存在的大量垃 圾堆放场地也缺乏统一的环境监测。因此，导致如下问题的出现： 填埋场一般位于 大，中城市远效且占地面积大。因在设计和运作时均未考虑到封场后的再 利用，所以，随着城市规模的不断扩大，便会出现垃圾包围城市的局面。使填埋场成为 城市发展的障碍； 由于缺少空气的进入，填埋场内的垃圾发生厌氧分解，降解速度 很慢，因此不但不能提高填埋场的有效容量，并且填埋封场后由于很长时间垃圾还没稳 定下来，要增加填埋场后期维护的费用； 由于垃圾的生物降解速度慢，封场后覆盖 系统会产生较大的总沉降 不可避免也会有较大的不均匀沉降 从而会使覆盖系统开裂； 没有更有效地从首端控制渗滤液的产量和毒素来降低污水处理费用；应用一般的污 水处理的方法使渗滤液达不到排放标准，很难保证不对环境造成二次污染； 厌氧分 解产生了大量的甲烷和其它挥发性气体，这些气体由于没有用适当收集和排放系统处 理更会对环境乃至人们的生命造成危害：其一是产生恶臭污染四周的空气；其二是 温室气体破坏臭氧层；其三是发生爆炸 如湖南省岳阳市一座约两万立方米的垃圾堆 发生爆炸产生的冲击度将15万吨垃圾抛向高空，摧毁了垃圾场外201O0米外的一 座泵房和两旁的污水堤坝，另外，在2008年北京奥运会即将开幕之前由于垃圾的填埋厌 氧产生甲烷气体没能够很好的收及处理，甲烷泄露导致几名儿童炸死。 （3 3）研究的主攻方向研究的主攻方向 我国目前较为先进的理念是准好气性填埋，这种理念是在填埋初期，填埋场内的垃 圾和覆土较少，垃圾在自重和覆土的重力作用下的压缩量少，孔隙比大，垃圾中的有机 物可以直接与上面的空气发生好氧分解。由于垃圾本身会发生降解，以及随着垃圾和覆 土的增加使下面的垃圾逐渐被压实，使下面垃圾土的孔隙比逐渐减少，上面的空气较难 穿过较厚的垃圾进入填埋场底部，而底部产生的气体却被排气管导出，这样，在填埋场 内部便会形成了与导出气体的体积相当地负压，这样，空气便从填埋场下端开放的集水 管口被吸进来。向填埋层中扩散，促进垃圾的好氧分解。当垃圾堆积更厚时，无法保证 空气能充盈整个填埋区间，在填埋场中部空气不能进入的区域发生厌氧分解，部分有机 物被分解，其中重金属就会与硫化氢反映生成不溶于水的硫化物存留在填埋层中。这种 期望在好氧领域有机物分解，厌气领域部分重金属存留，即好气厌气领域混合共存的结 构被称为“准好气性填埋结构”。因此，我们若把填埋场设计准好气性结构，便可加速 垃圾的分解，减少渗滤液中重金属的含量，从而降低污水处理的费用。 垃圾填埋场不仅是垃圾的储存容器同时也是一个巨大的生物反应堆在这个反应 堆里不断发生物理化学的和生物化学的作用，产生填埋气体和渗滤液，直至最终达到 稳定化。如果加快垃圾的分解，缩短反应时间尽快导排出填埋气体和渗滤液才能从 根本上消除填埋对环境构成的潜在威胁并降低投资成本。反之，如果人为限制填埋场 内的反应过程在短期内虽然能够控制污染物的产生且节省投资但从长远的角度来 看只是推迟了污染环境的时间，并要花很多钱来维护其实是不经济的。填埋场的优 化设计便是采取一些措施加快填埋场的稳定降低填埋场施工，运作，封场维护等费 用更有效地利用填埋场地和避免事故的发生 虽然会增加短期的投人，但从整个过程 来看却可节省大量的资金。本文拟对填埋场作适当的改进力求达到以上的目的。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。 参考文献：参考文献： 二阅读的主要参考文献及资料名称阅读的主要参考文献及资料名称 1 李颖, 郭爱军. 城市生活垃圾卫生填埋场设计指南M. 北京： 中国环境科学出版社. 2005. 2赵由才, 龙燕, 张华. 生活垃圾卫生填埋技术M. 北京：化学工业出版社. 2004. 3陶渊, 黄兴华. 城市生活垃圾综合处理导论M.北京：化学工业出版社. 2006. 4张益, 陶华. 垃圾处理处置技术及工程实例M. 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