填埋场的设计

填埋场的课程设计目录一前言1二主要设计原始资料1三垃圾处理工艺方案的比较3四场址选择和所选场址自然条件的评析441地形地貌442水文543地质544气象5五垃圾填埋工程工艺设计551容量552渗滤液产生量的计算653填埋气体产生量的预测954工艺设计9541填埋工艺10542调节池10543EGSB反应器11544CASS反应池11545生物滤池11546微滤装置11六设计中存在问题及个人体会11七参考资料12附件设计图131渗滤液处理工艺132垃圾填埋工艺143填埋气处理工艺15一前言随着经济的发展，人们生活消费水平的提高，城镇的生活垃圾产生量日渐增加。而目前市内还没有垃圾无害化处理的工程措施，基本上所有的垃圾都是简易堆放处理，没有进行无害化处理，长期以来，我国绝大部分城市都是采用露天堆放、自然填沟和填坑等方式消纳城市垃圾，不但侵占了宝贵的土地资源，而且对环境造成了潜在的影响和危害。特别是填埋场的城市垃圾渗沥水，由于没有进行必要的收集和处理，导致水资源及其环境被严重污染的现象普遍存在。在这些卫生填埋场（或准卫生填埋场）中，一般均设有较完善的防渗系统、渗沥水收集和处理系统、填埋气体导排系统、雨污水分流系统等。但现阶段我国的大部分城市垃圾填埋场，在填埋场场底防渗、填埋气体收集利用、渗沥水收集和处理、填埋作业等，把垃圾填埋作为城镇处理生活垃圾的一大亮点。二主要设计原始资料1垃圾组成成分及基本性质如下；表1某县垃圾组成成分成分变化范围平均值A有机物450500475动植物纤维类4004553050B无机物400460430灰砾砖石3503705090C可回收物7012095纸、塑料玻璃58951020金属0205表2某县垃圾的基本性质物质性质变化范围平均值含水率400450425容重KGM3520058005500热值KJ/3600400038002所选场址位于某镇东南方，距某镇约1公里，距北侧某一级公路约1公里，场址附近无较大河流，场址以南约08公里处是某河。3地形地貌工程区属河谷浅丘山区。最高高程约272M，最低处约170M，相对高差约100M。场区为宽缓“U”型，坝址处右岸较陡，平均坡角23，左岸较缓，坡角18。（4）地质构造拟建场地地层属侏罗系地层，岩层属沉积岩类。工程的主要物理地质现象为岩石的风化及裂缝破裂。谷底第四系冲洪积土，面积约占填埋区面积的45，渗透系数K15X106CM/S，基岩裸露部分约占填埋面积的55，其中泥岩渗透系数K30X107CM/S，砂岩渗透系数K80X104CMS。（5）水文地质条件场址地下水主要分布基岩（红层）裂隙水，含水层为下沙溪庙组。地下水储量较差，赋存于不稳定的砂岩发育较差的裂隙中，旱藏深度一般较浅。场区内地下水主要为第四系松散层和强风化岩中的孔隙水和基岩风化裂隙水，孔隙潜水，水位一般低于地面0203M；基岩裂隙水，埋藏了不同深度的节理裂隙中，强风化层平均为2OM，弱风化层平均为80米；地下水稳定水位平均位于地层下295M，地下水的水力梯度为0007。填埋区地下水受大气降雨补给，有明显的补给径流，排泄区域和途径。填埋场山谷为一独立的水文地质单元，场区汇水范围内的地表水，地下均由谷口向外排泄总体趋势由东向西径流。（6）地基稳定性及建筑适宜性评价填埋区呈宽缓“U”型槽沟，两岸及谷底无大的堆积体存在，岸坡自然稳定，无崩塌、滑坡等不良地质现象，填埋区场地稳定，两岸山体雄厚，岩体较完整。填埋垃圾后不会诱发滑坡等灾害地质现象。工程区具有较好的构造稳定性。建筑物抗震设计按度考虑，场地适宜建设。（7）交通、给排水、供电条件拟建场地北侧约1000M处有某一级公路通过，交通条件较为便利。场区给水、供电可以由某镇引入，场区雨水可通过附近的冲沟，就近排入某河，场区生活污水可通过新建800M管道输送至拟建污水处理厂处理。8场区气候属亚热带湿润季风气候区，具有冬冷夏热，雨量充沛，湿度大，云雾多，日照少，风力小等特点，常年平均气温1718，年平均降水量6728MM，30年一遇最大小时降雨量为105MMH，连续降暴雨日数年最高达58日，降雨主要集中在夏季，多年统计降雨资料见下表3。年蒸发量为1840MM。常年主导风向为北风，年平均风速34M/S，最大风速22M/S。表3某市多年平均降雨量9为了与周围环境协调一致，要求填埋封场后表面覆盖粉壤土，坡度为2，表面种植野草，不同地形及地表状况的径流系数见表4。表4不同地形及地表状况的径流系数经验值地表状况径流系数粉壤土种植牧草，平坦2坡度032052粉壤土种植裸草，平坦2坡度062082表层土较厚的丘陵山地050070表层土较薄的丘陵山地060080陡峭山地05090（10）填埋场渗滤液必须经过处理，出水水质必须达到生活垃圾填埋场污染控制标准GB168892008中的一级标准。月份123456789101L12降雨量MMD233033406050432320173027三垃圾处理工艺方案的比较目前，国内外对垃圾的处理技术方法主要有焚烧技术、堆肥技术、卫生填埋技术，简述如下焚烧技术，焚烧处理是目前国内外生活垃圾处理的一种主要方法，能够达到理想的减量化的目的，其方法是采用专用设备如垃圾焚烧炉进行燃烧，但是投资大，运行费用高，同时要求有较大的垃圾量供应才能保证设备的正常运行，因此，在经济发达的大城市才能采用。堆肥技术，堆肥技术有敞开式静态堆肥和机械化高温堆肥二种方式，其好处在于能变废为用，在一定程度上实现垃圾处理的资源化目的，但是，由于近年来居民生活水平的提高和生活结构的改变，废旧塑料、废旧玻璃垃圾量剧增，如果没有进行对这种垃圾的分类收集和预分选，很难进行堆肥处理。如果能教育广大居民自觉做好垃圾的分类处理，将各种金属、塑料和有机物区分开来，再将仅含有有机物的垃圾进行堆肥，在我乡竹山公路建设积极开展并日益完善的条件下，将垃圾堆肥用于竹山施肥，既解决了垃圾出路问题,又可以增加竹山地力。卫生填埋技术，根据城市生活垃圾生活填埋技术规范中对卫生填埋的解释是采取防渗、铺平、压实、覆盖对城市生活垃圾进行处理和对气体、渗沥液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法。按地形分填埋有三种山谷填埋、平地填埋、废坑填埋。填埋无法做到垃圾的减量化，但却是垃圾无害化处理的最终手段，方法简便易行，投资较低，能消纳的垃圾量大，比较适应于目前大部分的城市和乡村的经济承受能力，对于山区小集镇来说是较为合适的选择。根据上面三种方法的解析，焚烧处理，堆肥技术和卫生填埋技术各有个的优点，但是卫生填埋法仍是绝大部分城镇处理垃圾的重要甚至唯一的方法。卫生填埋法有如下的特点第一是完全独立的城市垃圾无害化处理方法；第二是一切固体废物的最终处理方法；第三无需对垃圾进行预处理；第四处理成本相对较低；第五处理及时相对简单，有利于推广普及；第六卫生填埋场可选择非耕地作为厂址，如滩地、山谷、废坑、洼地、沟渠等处，填埋场经若干年后加以中场覆盖，场地可作多种用途，实现土地的再利用。四场址选择和所选场址自然条件的评析（1）地形地貌由于该填埋场位于山丘，而且场区为“U”型，山丘的最高处与最低相对高度为100，平均坡角23，右岸较缓，坡度18，基于这种地形，该填埋场可以设计成山谷型，但是不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处，原则上的地形的自然坡度不应大于5，资料中的平均坡度为23比较不适合。该场地位于某镇东南方，距某镇约1公里，距北侧某一级公路约1公里，场址附近无较大河流，场址以南约08公里处是某河，距离城镇的距离符合，而且离公路比较近，交通方便，没有比较的河流，减少填埋场的渗滤液对河流的影响。（2）水文由于场址的含水层的沙溪组层，地下水的储存量较差，而且旱藏深度较浅，场地所在地段含水层越薄，那么在地下水同一流速的情况下，流经场区的地下水的径流量就越小，污染物质扩散的效果就差，有利于场地的选择，场区内地下水主要为第四系松散层和强风化岩中的孔隙水和基岩风化裂隙水，孔隙潜水，水位一般低于地面0203M，基岩裂隙水，埋藏了不同深度的节理裂隙中，强风化层平均为2OM，弱风化层平均为80米；地下水稳定水位平均位于地层下295M，地下水的水力梯度为0007。风化层的深度合理，地下水位在地层295米大于两米，所以符合填埋场的设计要求。（3）地质谷底第四系冲洪积土，面积约占填埋区面积的45，渗透系数K15X106CM/S，基岩裸露部分约占填埋面积的55，其中泥岩渗透系数K30X107CM/S，砂岩渗透系数K80X104CMS。根据国家的标准，渗透率应该小于等于107，在资料的数据都大于该标准值，所以不适合场址的选择。（4）气象场区气候属亚热带湿润季风气候区，具有冬冷夏热，雨量充沛对填埋场的防渗层有不好的地方，湿度大，云雾多，日照少，风力小具有空气的流动性小，对填埋场对周围居民的影响比较小，例如噪音，臭气，飘尘等，年平均降水量6728MM，30年一遇最大小时降雨量为105MMH，连续降暴雨日数年最高达58日，降雨主要集中在夏季，多年统计降雨资料见下表3。年蒸发量为1840MM。年降水量小于蒸发量，适合场地的选择，常年主导风向为北风，年平均风速34M/S，最大风速22M/S。最大风力对场地有影响。5垃圾填埋工程工艺设计51容量根据某某河流域污染整治规划，需在某镇建立一个服务人口为（3、4、5、6、7、8、9、10）万人的垃圾卫生填埋场，以消纳某县辖区内的8个乡镇的城镇生活垃圾，垃圾填埋场的设计使用年限为20年。平均垃圾产量为128/D,人口增长率5。每年所需的场地体积为第N年人口70（100055）N单位万第N年人均垃圾量0610038N365,单位KG根据题目计算RDPWTV365式中W垃圾产生率KGD人；P城市人口；D压实后垃圾的密度，取1000KGM3；R覆土与垃圾之比。每年需要的面积HVA年人数垃圾体积覆土体积总180000003737600000679563616989098494545284000003924480000713541817838558919273388200004120704000749218918730479365236492610004326739200786679919667009833498从上表可以看出，今后的20年中，垃圾的累积产量为1236万吨，平日产垃圾量约为1693T/D，根据本地垃圾成分和所选用压实设备，垃圾填埋的覆土量比例按14计算，累计覆土总量万5618万M3，总填埋量为28088万M3。填埋场预计填埋深度810M，取10M填埋用地面积为AV/H28088/1028088万M352渗滤液产生量的计算渗滤液的产生量为3210CIQ式中Q表示渗滤液年产生量，M3/D59724050454307616082601382065035103251736102102534770229968867314521682861084143271072076550087414669106803227670111383503811256803525917854095621432390536119526789118196445522137467100402502510062125503121012410626579824434010542262263556613177828111303115760881565571106937627673441383671912136827156392564385116228442905711145285551314366851671219260412203987305099715254983141508519370478022341281418632035461601773215158394537400192346134548953363724168186191616631425777020196314127640353191017659550171746299781587120621483402237085051854252718183361478566647665155757233893931194696541919252954899498004816354509408862720443136202021560294447290501717223542930592146529326452763312358731005522470420056176050280880250A1填埋区汇水面积，M2；A2填埋区的面积，M2；C渗出系数,取04；I表示最大年或月降雨量的日换算值，MM。（1）第一块填埋区填埋场的服务年限为20年，填埋库区分四块，分别进行填埋。第一块填埋区的服务年限为5年，则第一块库区面积为251M746930HVA渗滤液平均日产量D1/3687210CIQ33321渗滤液最大日产量M4704905AI33321MAX（2）第二块填埋区第二块填埋区服务年限为4年第二块库区面积为210627590HVC2C1060604024式中C2为及时覆盖区域的渗透系数渗滤液平均日产量DM1607590247469306728/3510AIQ33321渗滤液最大日产量485CI33321MAX（3）第三块填埋区第三块填埋区服务年限为4年第三块库区面积为2153M674506HVA已填埋的面积第一块填埋面积第二块填埋面积4693775990571068434M2渗滤液平均日产量DM6106745021684306728/3510CIQ33321渗滤液最大日产量DM3120674502168430251ACIQ3321MAX（4）第四块填埋区第四块填埋区服务年限为3年第四块库区面积为220164M97580HV已填埋的面积第一块填埋面积第二块填埋面积第三块填埋面积469377599057764566183300M2渗滤液平均日产量DM317802975804183046728/3510ACIQ321渗滤液最大日产量42I33321MAX53填埋气体产生量的预测垃圾在第T年的产气速率为GTMTL0KEKT式中GT第T年垃圾的产气速率，M3/AMT第T年所填垃圾量，TL0气体产生潜力，M3/T取160M3/TK气体产气常数，1/A，取02；T年份，A。E取272建议数值变量取值范围潮湿气候中湿度气候干旱气候L0（M3/T）0312140180140180140180K（1/A）0003040100350050150002010第一年产气量G1MTL0KEKT37376/1000160022720061126M3/A第二年产气量G2G1MTL0KEKT11263924/1000）160022720062/1000022396M3/A以这样的计算规律就可以就可以计算出二十年中的填埋气体产生量54工艺设计城镇生活垃圾卫生填埋场处理工程设计的主要内容包括总平面布置（选址和场区总体设计等等），填埋工艺，防治工程，渗滤液收集导排工程，渗滤液处理工程，地下水、地表水导排处理工程，填埋气体收集与利用设计，环境监测设计，封场工程，辅助工程（如绿化、道路等），设备选型，二次污染防治设计，经济分析等等。541填埋工艺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卸下，卸车后用推土机推铺，再用压实机碾压。分层压实到需要高度后，再在上面覆盖粘土和聚乙烯膜料，并重复上述的卸料、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。垃圾的压实密度大于08T/M3。每层垃圾厚度为2530M，每层覆土矿工为1530CM，通常四层厚度组成一个大单元，上面覆盖土在4550CM。填埋时先从右到至左推进，然后从前向后推进。左、中、右之间的联线之间呈圆弧形，使覆盖面上排水畅通地流向两侧进入排水沟或边沟等，以减少雨水渗入垃圾体内，前后上部的连线呈一定坡度。外坡为14，顶坡不小于2。单元厚度达到设计厚度后，可进行临时封场，在其上面覆盖4550CM厚的粘土。并均匀压实，再加上15CM厚的营养土，种植浅根植物。最终封场覆土厚度大于1M。填埋场的作业方式实行分区分单元填埋，以分区分单元填埋为前提，然后再来考虑分层的填埋作业。为最大限度防止污染扩散，填埋作业过程中，正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的，日覆盖采用膜覆盖，其他的区域均为中间覆盖或临时封区。首先进行的作业的是整平后的一区填埋库区底部，在实际进行填埋作业的过程中，要考虑是和填埋作业库区临时作业道路结合起来实施。第一次到达的填埋作业高度为距离整平询问绝对标高2M而后开始第二层填埋作业单元的设置。随着填埋作业高度的增加，可利用的填埋作业有效面积也在增加，这时为气体利用提供方便，已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井，将导气管和周围的移动式集气站连接起来，就可以对气体进行再利用了。542调节池调节池容量为20万M3，污水进入调节池前通过加酸或碱调节PH值，使其处于厌氧微碱性阶段，从而为其下一步的厌氧反应提供稳定的条件。543EGSB反应器EGSB即为膨胀式颗粒污泥床，是在UASB反应器的基础上发展起来的，继承了UASB的几乎所有优点，技术上更为先进。作为一种高效厌氧生物反应器，它具有很高的污泥浓度和容积负荷，能适应一定水质水量波动，具有较强的抗冲击负荷能力。此外它还可将难生物降解的高分子有机物分解成小分子、有助于提高有机物的可降解性，大大降低后续单元处理负荷。经EGSB反应器产生的沼气输送到沼气发电区进行发电。544CASS反应池即循环活性污泥系统。它是在序批式活性污泥法基础上发展起来的，在反应池的前端设置了缺氧生物选择区，见附图。其优点在于不需要二沉池，节省了基建投资，占地面积小；反应池由缺氧预反应区和好氧主反应区组成，对难降解有机物的去除效果较好，出水水质好，不产生污泥膨胀；具有很好的除氮除磷效果；自动化程度高，操作运行简单；CASS池进水经过稀释后浓度降低，有机污染的浓度梯度变小，因此有利于提高生物处理效果。545生物滤池紧接着CASS反应池出来的污水非常有利于生物处理，故生物滤池能很好去除剩余的有机物。其剩余污泥排到污泥储存池经压滤机处理后回填。546微滤装置CMF是以中空纤维微滤膜为中心处理单元，并配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和PLC自控单元形成闭路连续操作系统。当待处理水在一定压力下通过微滤膜过滤后，便达到了物理分离的日的，使大部分残余的有机物有效去除，这样达到物理生物处理的结合，相互弥补，发挥更大的去除作用。六设计中存在问题及个人体会在这次的课程设计中由于是第一次课程设计，所以在第一天中对课程资料的了解花费了一定的时间。在查找资料中，由于范围比较广，所以在查找资料的过程中有一定的难度，在者就是由于这次课程设计计算性的比较少，相当一部分的文字需要手打输进电脑，在这途中有一些问题，但总体通过这次的课程设计让我学到很多东西，让我学会怎么用一个全方位的思维去设计这个课程，每个细节都得经过很慎重的考虑才能决定，对于这次个人去完成这个课程，而且历程一个礼拜，再加上老师在教室的陪伴和精心的指导，让我们遇到的问题能够马上的到解决，这在一定程度上给了我们很大的帮助，这是我人生中的第一份课程设计，但也是我最有感触的一次，让我体验自己动手操作的能力，对我们以后的学生生涯有很大的帮助。七参考资料1固体废物处理与处置高等教育出版社宁平编；2固体废物污染控制工程化学工业出版社，张小平编；3排水工程下册，建筑工业出版社；4环境质量评价教材；5给排水设计手册第1、7册；6生活垃圾填埋场污染控制标准GBL68892008；7城市生活垃圾卫生填埋技术规范CJJ172004；8生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范CJJ1132007；9生活垃圾卫生填埋场封场技术规范CJJ1122007；10生活垃圾填埋场无害化评价标准CJJ/T1072005；11城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程CJJ932003；12生活垃圾填埋场环境监测技术要求GB/T187722002；13生活垃圾填埋场环境监测技术标准CJ/T30371995；14地面水环境质量标准GB38382002；15污水综合排放标准GB89781996；16城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准中华人民共和国建设部主编。附件设计图渗滤液处理工艺流程图填埋处理工艺图填埋气体处理工艺流程图固体废物的处理及资源化课程设计任务书一、设计任务书1设计题目某垃圾填埋场工艺设计根据某某河流域污染整治规划，需在某镇建立一个服务人口为（3、4、5、6、7、8、9、10）万人的垃圾卫生填埋场，以消纳某县辖区内的8个乡镇的城镇生活垃圾，垃圾填埋场的设计使用年限为20年。平均垃圾产量为128/D,人口增长率5。2设计目的训练学生全面掌握本课程的基本知识，培养学生独立完成垃圾处理方案的比较、垃圾填埋场选址的步骤、对所选场址的评析以及填埋场所包含工程工艺的设计。通过设计，学生应掌握垃圾填埋场设计的一般原则、步骤和方法，了解如何查阅有关资料、手册以及规范，掌握垃圾填埋场所包含工程的工艺设计以及设计说明书的编制等。3课程设计基本内容根据任务书所给基本资料和同学们自编项目概况，完成垃圾卫生填埋场的方案设计，内容包括以下几个部分1垃圾处理工艺的选择根据所提供资料，城市垃圾的基本性质，通过焚烧、堆肥、卫生填埋几种处理方案比较，选择卫生土地填埋为该市城市生活垃圾处理工艺。2垃圾填埋场址的评析根据所提供的资料，评价所选场址是否适合，主要从工程因素，社会环境因素以及经济因素几方面出发。3垃圾填埋工程设计包括库容的计算，根据工程地质条件选择填埋场防渗措施，明确填埋场操作方法，步骤；垃圾渗滤液产量的估算及填埋场范围确定，浸出液调节池的计算及渗滤液的处理工艺；垃圾填埋气产量的估算及其处理工艺的设计。4设计要求（1）设计说明书1份（字数不少于5000字），内容包括1、前言；2、主要设计原始资料；3、垃圾处理工艺方案的比较；4、场址选择和所选场址自然条件地形、地貌、水文、地质、气象等的评析；5、垃圾填埋工程工艺（库容、渗滤液产量、填埋气产量的估算及工艺设计）设计；6、设计中存在问题及个人体会；7、参考资料。（2）图纸3份（垃圾填埋工艺、渗滤液处理工艺、填埋气处理工艺），A4纸张。（3）完成时间；一周（4）设计成果除打印外，应交电子文件，发送到40720132QQCOM,注意注明自己的姓名。（5）对内容要求文本每页右下角必须有页码，目录中必须标明页码。课程设计正文内容序号为一、二、三、。；1、2、3、。；（1）、（2）、（3）、。对自己设计的工作的详细表述和计算，要求论理正确，逻辑性强，层次分明，表达确切，计算准确。文字要求文字通顺，语言流畅，无错别字，采用计算机打印成果。计算机绘图,要求图面整洁，布局合理，线条粗细均匀、规范。5、设计进度表（按时检查）序号内容地点时间安排备注1根据任务书所给资料，估算垃圾产量，根据所给资料合理选址评析。校内1天2填埋场操作工艺选择、填埋场容积计算、填埋场地基防渗校内1天3垃圾渗滤液产量的估算及处理工艺校内1天4填埋气产量的估算及处理工艺校内1天5绘图校内1天合计5天6、课程设计纪律本次设计提供设计教室，大家按照学号在教室内认真设计，允许大家在部分时间进入图书馆查阅、借阅和检索相关资料。老师在教室检查设计进程在设计期间，不允许擅自离开学校从事与设计不相干的事情，发生不在学校等未请假报告情况时，该课程设计成绩为零。7、考核方式及成绩评定本课程设计成果以设计报告的形式提交。总成绩考勤30平时进度检查20上交材料20答辩30。8、主要参考书、手册、标准和规范17固体废物处理与处置高等教育出版社宁平编；18固体废物污染控制工程化学工业出版社，张小平编；19排水工程下册，建筑工业出版社；20环境质量评价教材；21给排水设计手册第1、7册；22生活垃圾填埋场污染控制标准GBL68892008；23城市生活垃圾卫生填埋技术规范CJJ172004；24生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范CJJ1132007；25生活垃圾卫生填埋场封场技术规范CJJ1122007；26生活垃圾填埋场无害化评价标准CJJ/T1072005；27城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程CJJ932003；28生活垃圾填埋场环境监测技术要求GB/T187722002；29生活垃圾填埋场环境监测技术标准CJ/T30371995；30地面水环境质量标准GB38382002；31污水综合排放标准GB89781996；32城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准中华人民共和国建设部主编。二、设计资料1垃圾组成成分及基本性质如下；表1某县垃圾组成成分成分变化范围平均值A有机物450500475动植物400455纤维类3050B无机物400460430灰砾砖石3503705090C可回收物7012095纸、塑料玻璃金属589510200205表2某县垃圾的基本性质物质性质变化范围平均值含水率400450425容重KGM3520058005500热值KJ/3600400038002所选场址位于某镇东南方，距某镇约1公里，距北侧某一级公路约1公里，场址附近无较大河流，场址以南约08公里处是某河。3地形地貌工程区属河谷浅丘山区。最高高程约272M，最低处约170M，相对高差约1