固体废物处置工程课程设计

1、扬州大学环境科学与工程学院环境工程教研室固体废物处置工程课程设计任务指导书班级学生姓名宋玉龙学生学号_0教指导师钱小青设计题目：扬州市城市生活垃圾填埋处置场的设计发题日期：2012年6月11日设计期限：2012年6月11日至6月20日目录TOCo1-5hz1、概述11.1生活垃圾及处理与处置方法2错误!未定义书签。错误!未定义书签。1.2工程概述4错误!未定义书签。错误!未定义书签。2、垃圾填埋场选址和总体设计62.1垃圾填埋场选址6错误!未定义书签。错误!未定义书签。2.2垃圾填埋场工艺设计7错误!未定义书签。错误!未定义书签。2.3工程建设规模总体设计8错误!未定义书签。错误!未定义书签。

2、错误!未定义书签。错误!未定义书签。2.4填埋场主体工程和辅助设施9错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。3、渗滤液收集处理工程设计14垃圾渗滤液概念与来源14错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。垃圾渗滤液收集与处理工艺设计16错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。TOCo1-5hz垃圾渗滤液处理高程设计22错误!未定义书签。错误!未定义书签。4、填埋气体收集与利用23填埋气体主要组成23填埋气体产生量预测23错误!未定义书签。错误!未定义书签。填埋气体收集与导排25错误!

3、未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。TOCo1-5hz填埋气体的利用265、封场工程26终场覆盖系统功能27填埋场封场系统设计27填埋场封场后土地利用286、场区平面布置28厂区总平面布置28场区道路设计297、配套工程30安全防护与绿化工程30错误!未定义书签。错误!未定义书签。给水工程30消防工程30防洪系统工程30通讯工程31电气工程31填埋场主要机械设备318、环境保护与环境监测31环境保护31环境监测329、结束语33致谢3310、参考资料33参考文献33错误!未定义书签。错误!未定义书签。1、概述生活垃圾及处理与处置方法城市生活垃圾亦称城市固体废物，是

4、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。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

5、。（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

6、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。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800-1200C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。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。卫生填埋是“利用工程手段，

7、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。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占小占小卫生填埋成！一其7册？J巳理较；的洱沼价低处1M靠汕価Jffl俶，卄上术法场产的投大工技厅纳场定设量；理消埋ft理低，处终填有；处本单它聂B气值地受帕程。限较限血化区、件度年土量市理条难用；减离地册

8、择使制远受地选场限，求择文址埠件大要选啡场填碌积；.一J藝-8y(问W)元部10)主元元/焚烧垃圾减量化、无害化程度咼。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，运行管理费用咼。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%勺垃圾需要填埋。单位投资（不计征地费）：50X104元70X104元（t/d-1规模）-1;焚烧部分运行成本（计折旧）:80元140元-1-1;主要设备费用：1000X104元1500X104元（100td设计能力）-1。1.2工程概述扬州地处江苏中部，长江下游北岸，江淮平原南端。扬州城

9、区至今已有近2500年的建城史，现辖广陵、维扬区、邗江3个区，江都、高邮、仪征3个市和宝应县。该市总面积6634平方公里，市区总面积988.81平方公里，2003年该市总人口453.61万，其中市区人口112.52万人，自然增长率为3.8%。现辖区域在东经119度01分（仪征市移居、青山一线）至119度54分、北岸31度56分至33度25分（宝应县西安丰、泾河一线）之间。南部濒临长江，北与淮安、盐城接攘，东和盐城、泰州毗联，西与天长（安徽省）、南京、淮安交界。境内有长江岸线80.5公里，沿岸有仪征、邗江、江都；京杭大运河纵穿腹地，全长143.3公里，由北向南沟通白马、宝应、高邮、邵伯4湖，汇入

10、长江。扬州市城区位于长江与京杭运河交汇处，东经119度26分、北纬32度24分。目前扬州市位于市区西北角的有一赵庄垃圾卫生填埋场，填埋场占地面积15.2公顷，有效库容为200万立方米，服务周期为10年。所产生的污水将通过13.5公里的管道流入汤汪污水处理厂进行处理。假设2008年已经填满。但随着城市垃圾量的不断增加，为了解决20092020市区垃圾出路问题；拟新建一个垃圾填埋场（服务期12年）或垃圾焚烧厂。（1）地形地貌扬州市土壤划分为水稻土、潮土、黄棕壤和沼泽土四个土类。里下河大部分地区的成土母质为湖相沉积物母质，沿江地区北接低丘冈地为长江冲积物，沿江平原圩区为长江新冲积母质，仪扬低丘冈地包

11、括仪征、邗江两地及郊区所称的山区,高邮湖西地区的成土母质以下蜀黄土为主。土壤冰冻深度为0.8米。填埋场土质一般为砂质粘土，承载能力较好。（2）气候气象扬州市位于北亚热带湿润气候区，兼受西风带和副热带高压交替影响。四季分明，气候温和，年平均降雨1030毫米左右，但年际变化大，最大年降雨量1930.6mm,最小年降雨量424.1mm降雨量年内分布不均，60%集中在汛期69月份。水雨量充沛，日光充足，无霜期平均为222天。受季风影响较大，冬季盛行干冷的偏北风以东南风和西北风居多，春季多东南风，秋季多东北风。冬季偏长，夏季次之，春秋季较短。年平均气温15C，与同纬度地区相比，冬冷夏热较为突出。（3）河

12、流水系与水文扬州市境内河湖众多，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。扬州市南临长江，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9X10-4m/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

13、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扬州市生活垃圾成份（）由表1.2可以看出，扬州市生活垃圾中的煤灰渣等无机物含量高；废纸和纤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。要求查阅参考文献，综合运用课堂所学知识，充分发挥独立思考和独立工作能力，全

14、面认真完成任务。设计应体现出技术上可行、经济上合理，在保证质量的前提下，尽量做到投资节省，安全可靠，运行费用低，管理方便。设计能合乎规范、计算正确，图纸表达清楚。说明书内容简要，论证充分，文字通畅。具体要求如下：（1）、总体要求：课程设计报告书包括以下部分：封面、目录、正文、参考文献、致谢、图纸。报告正文不得少于20页；参考文献20条以上。（2）、报告书打印格式：A4纸、word格式；封面统一格式；文字部分：主标题小二黑体；副标题四号黑体；正文小四宋体；1.5倍行距。（3）、图纸要求：提交A3号图2张以上，最好手工绘制，如果计算机CAD绘制，每个同学图纸内容必须不同，否则图纸成绩以雷同处理。2

15、、垃圾填埋场选址和总体设计垃圾填埋场选址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。主要遵循两条原则是：一是从防止环境污染的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。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，尤其是要防止渗沥水的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染时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。场地的经济问题是一个比较复杂的问题，它与场地的规模、容量、征地费用、运输费、操作费等多种因素有关。应充分利用场地的天然地形条件，尽可能减少挖掘土

16、方量，降低场地施工造价。满足以下基本条件：应服从城市发展总体规划（其建设规模应与城市化进程和经济发展水平相符）；场址应满足一定的库容量要求（填埋场满足一定的服务年限，一般要在10年以上）；场址应具有良好的自然条件（包括地质条件稳定、气象、地表水域保护、无居民）：场址运距应尽量缩短（主要为了降低运输费用，运输距离一般不超过20千米）；场址应具有较好的外部建设条件（方便的外部交通、可靠的供电电源、充足供水条件）。本设计填埋场的选址经过从工程学、经济学、环境学、政策法规等方面的综合的缜密的考虑而选取的。（1）从经济学上看，此填埋场满足一定的库容量，能容纳6001500t/d的垃圾处理量；场址交通方便

17、，运距合理。（2）从工程学方面看，场地有适当的自然地形作为填埋空间其地形、地貌及土壤条件适当；天然地层渗透性系数达到107cm/s以下，并具有一定的厚度，其地质条件很好；场址蒸发量大于降水量，不位于台风经过的地区，其暴雨发生率也较低，位于大气混合扩散作用的下风向，即气象条件适当。（3）从环境学上看，场址远离专用水源补给区2000米以外，地基基础位于最高丰水位标高至少1米以上，对地表水、地下水影响较小，同时场址位于居民区2000米以外，且位于居民区的下风向对居民区的影响也较小。（4）从政策法规上看，此填埋场的建立符合城市发展规划，符合当地城市环境卫生事业发展规划要求。垃圾填埋场工艺设计（1）减少

18、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。垃圾填埋场

19、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：图2.1城市牛活垃圾卫（生填埋工艺流程2.3工程建设规模总体设计生活垃圾服务面积人式中汽车人口采用下式计卸料卜铺平压实*覆土灭虫终场生态恢复本区2003年服务人口澈为112.52万人，冲洗水台服务人口数雨为464万自然增长率为3.8%

20、o。:I(2)(2)垃盲沟产生量导流层收集排水沟收集截洪沟人沉淀池设某某市人均垃圾产生量为1.10kg/（人d），且该值在12年内保持变不大。垃圾产生量采用下式计算式中：W第n年的日产垃圾量Lt/da第n年的垃圾人均日产率，kg/（d/p）备料场粘土由以上两式求得某某市各年的服务人口及垃圾地表水体（详见表2.1）表2.1扬州市各年份垃圾日产量表序号年份人口/万人人均垃圾日产量/（kg/dp）生活垃圾日产量/（t/d）生活垃圾年产量/（万t/a）生活垃圾累计量/万吨12009115.111.11266.2146.2246.2222010115.551.11271.0546.3992.613201

21、1115.991.11275.8946.57139.1842012116.431.11280.7346.77185.95因本设计未做实地勘查，故以12年产生垃圾所需库容作为实地库容来计算：垃圾填埋容量（mVd）二垃圾填埋量（t/d）/垃圾压实密度（t/m3）其中：垃圾填埋总量为566.35万吨，取垃圾压实密度为0.6（t/m3）则垃圾填埋库容为：943.92万m52013116.871.11285.5746.92232.8762014117.311.11290.4147.10279.9772015117.761.11295.3647.28327.2582016118.211.11300.314

22、7.46374.7192017118.661.11305.2647.64422.35102018119.111.11310.2147.82470561.11315.1648.00518011.11320.1148.18566.35V3填埋库容占体积的70%-90%取80%则V总=1179.90万m0.8实际库容取整则为1180万m垃圾一次性填埋，每层垃圾厚度为3m当天作业完毕覆土30cm。最终覆土厚度1m。填埋深度取9m地上6m,地下3m4所需的场地面积为：A-118010131.11104m2H9实际填埋场地面积取整为132X1044设填埋

23、场宽为b=800m,则填埋场长为a-132101650mb8002.4填埋场主体工程和辅助设施填埋区分为12块区域，每块区域对应一期工程，以一年为一期，一期工程所需场地体积为96.29万m3，占地面积为10.70万tf，日垃圾填埋量2110.35m3;二期工程所需场地体积为96.65万m3，占地面积为10.74万tf，日垃圾填埋量2118.42m3;三期工程所需场地体积为97.02万m3,占地面积为10.78万tf,日垃圾填埋量2126.48m3;四期工程所需场地体积为97.44万m3,占地面积为10.83万tf,日垃圾填埋量3134.55m3;五期工程所需场地体积为97.75万m3，占地面积

24、为10.86万叭日垃圾填埋量2142.62m3;六期工程所需场地体积为98.13万m3,占地面积为10.90万叭日垃圾填埋量2150.68M3;七期工程所需场地体积为98.50万m3,占地面积为10.94万叭日垃圾填埋量2158.93m3;八期工程所需场地体积为98.88万m3,占地面积为10.97万卅，日垃圾填埋量2167.18m3;九期工程所需场地体积为99.25万m3,占地面积为11.03万叭日垃圾填埋量2175.43m3;十期工程所需场地体积为99.63万m3,占地面积为11.07万卅，日垃圾填埋量2183.68m3;十一期工程所需场地体积为100万m3,占地面积为11.11万川，日垃

25、圾填埋量2191.93m3;十二期工程所需场地体积为100.38万m3,占地面积为11.52万叭日垃圾填埋量2200.18m3;填埋作业按分区顺序开始,每一期工程中所需覆土由后期工程开挖土方提供;终场覆土由剩余土方提供。堤坝设置在填埋场的边缘以及填埋区域分隔连接处。在作为填埋区分割连接处的中间堤坝,可以用垃圾芯构成用粘土围着,图2.2为两种垃圾堤坝建造示意图。图2.2垃圾堤坝构造示意图（1）中间堤坝垃圾芯上顶宽1.6m，下底宽10.8m,高8.8m（地下3m,地上5.8m）,粘土覆盖后上顶宽2m,下底宽12m,高9m（地下3m,地上6m）。（2）带沟环形堤坝粘土堆积上顶宽2m,下底宽12m,高

26、9m（地下6m,地上3m）。外侧沟槽为梯形排水沟上底宽0.6m下底0.4m深0.4m。本设计选择人工防渗系统该应符合以下要求：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。特殊情况下可采用钠基膨润土垫替代膜下防渗保护层。填埋场防渗系统基础与天然地下水水位的间距不得小于2m。人工防渗材料施工应满足以下要求：铺设HDPE土工膜应焊接牢固，达到强度和防渗漏要求，局部不应产生下沉拉断现象。土工膜的焊（粘）接处应通过试验、检验。在垂直高差较大的边坡铺设土工膜时，应设锚固平台，平台高差应结合实

27、际地形确定，不宜大于10m边坡坡度宜小于1:2。人工防渗材料的基础处理应符合下列规定：平整度：应达到每平方米粘土层误差不得大于2cm；洁净度：不采用膜下土工布保护层时，垂直深度2.5cm内粘土层不应含有粒径大于5mm勺尖锐物料；压实度：位于库区底部的粘土层不得小于93%；位于库区边坡的粘土层不得小于90%。目前，从国内外勺实践实用看来，用于垃圾卫生填埋场应用最广泛最成功勺的是高密度聚乙烯（HDPE膜，与其它防渗材料，它具有最好的耐久性。从防渗性能和经济实用角度考虑，此工程采用1.5mm厚度的高密度聚乙烯（HDPE膜较为适当。其磨擦性能的考虑，比安全性的角度出发，在坡面上采用毛面HDPE膜较好，

28、但设计中由于有足够的粘土层，所以此工程防渗主体结构全部采用1.5mm厚的光面HDPE膜。天然粘土类衬里及改性粘土类衬里的渗透系数不应大于1.0 x10-7cm/s。在本设计中根据所给的原始资料可以知道：土壤渗透系数为9.0X0-4m/s，故k=9.0X0-4m/s10-5m/s属于渗漏性场地。场区地下水位较低，离地面仅0.8m，此填埋场没有独立的水文地质单元，也无不透水层或弱透水层，因此也属于渗透性场地，故不宜采用垂直防渗系统，而采用水平防渗系统。由于度量粘土衬层渗透性的主要指标是渗透系数，根据城市生活垃圾卫生填埋技术规范可知道，天然粘土类衬里的渗透系数不应大于10-7cm/s并且要2米厚的粘

29、土。因原始资料中并未给出当地土层中天然粘土的渗透系数，对比以上所介绍的三种防渗材料性能并考虑施工中常用的材料，故排除了用天然材料作衬垫层的方案，而选择了人工合成防渗膜。在人工合成防渗膜中选用了性能较优，国内外使用经验较多的高密度聚乙烯（HDPE）防渗膜。根据原始资料可知该填埋场土壤渗透系数为9X10-4m/s大于10-5cm/s,地下水稳定水位平均埋深0.8m，即地下水位较高，场区地质条件不好，因此选择了双层衬层防渗系统。渗滤液导流层（即主滤液收集层和次滤液收集层）渗滤液主收集层：在无纺土工布保护层上铺设600mm的碎石层，粒径要求2040mm按上粗下细进行铺设，防止填埋的垃圾堵塞砾石缝从而影

30、响渗滤液导流的效果。图2.3典型的双衬系统美国环保局衬层设计备选方案渗滤液次收集层：直接安装于主防渗层之下，目的是监测主防渗层是否渗漏，若有渗漏，则可在次盲沟中发现并收集起来。渗滤液导渗盲沟：渗滤液导渗盲沟负责渗滤液的最终排放，将其从场区内排往渗滤液沉淀池和调节池进行处理。为了便于渗滤液的收集排放，在各区分别设置纵向盲沟，其中主收集层铺设直径为DN250mi的穿孔花管，由导流层形成盲沟断面，并用150g/m2织质土工布包裹。次盲沟由透水和受垃圾沉降影响小的透水软管组成。当次盲沟铺好之后再开始进行中间覆盖。图2.4渗滤水集水系统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

31、水导排沟位于渗滤液主导排沟下约2m处。先在沟内铺设反滤150g/m2土工布，然后再铺设DN200的HDPE?孔花管，最后回填级配碎石到地下水导排沟沟顶。填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施，严防填埋气体自然聚集、迁移引起的火灾和爆炸。填埋场不具备填埋气体利用条件时，应主动导出并采用火炬法集中燃烧处理。填埋气体导排设施宜采用竖井（管），也可采用横管（沟）或横竖相连的导排设施。竖井可采用穿孔管居中的石笼，石笼宜用级配石料等粒状物填充。竖井宜按填埋作业层的升高分段设置和连接；竖井设置的水平间距不应大于50m管口应高出场地1m以上。应考虑垃圾分解和沉降过程中堆体的变化对气体导排设施的影响，防止设施阻塞

32、、断裂而失去导排功能。填埋深度大于20m采用主动导气时，宜设置横管。有条件进行填埋气体回收利用时，宜设置填埋气体利用设施。填埋库区除应按生产的火灾危险性分类中戊类防火区采取防火措施外，还应在填埋场设消防贮水池，配备洒水车，储备灭火干粉剂和灭火沙土。应配置填埋气体监测及安全报警仪器。填埋库区防火隔离带应符合规范的要求。填埋场达到稳定安全期前的填埋库区及防火隔离带范围内严禁设置封闭式建（构）筑物，严禁堆放易燃、易爆物品，严禁将火种带入填埋库区。填埋场上方甲烷气体含量必须小于5%建（构）筑物内，甲烷气体含量严禁超过1.25%。进入填埋作业区的车辆、设备应保持良好的机械性能，应避免产生火花。填埋场应防

33、止填埋气体在局部聚集。填埋库区底部及边坡的土层10m深范围内的裂隙、溶洞及其他腔性结构均应予以充填密实。填埋体中不均匀沉降造成的裂隙应及时予以充填密实。本设计采取被动气体收集装置，允许在气体没有鼓风机，气泵之类的机械装置下排放。填埋气体导排设施宜采用竖井（管），采用穿孔管居中的石笼，、竖井设置的水平间距为30m管口应高出场地2m填埋场不具备填埋气体利用条件，其导出的气体并采用火炬法集中燃烧处理。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

34、、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0.8t/m3。每层垃圾厚度为3.0m，每层覆土为30cm,通常四层厚度组成一个大单元，上面覆盖土在450cm。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1：4，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

35、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。填埋区分为12块区域，每块区域对应一期

36、工程，以一年为一期，填埋作业按分区顺序开始，每一期工程中所需覆土由后期工程开挖土方提供；终场覆土由剩余土方提供。3、渗滤液收集处理工程设计3.1垃圾渗滤液概念与来源垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。垃圾渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水，渗滤液中含有大量的有机物、大量的病菌、病毒、寄生虫等以及一些有毒有害的物质。不仅水质成分复杂，而且其水量及污染物的浓度随垃圾组成、填埋方式、以及不同的季节和气候而有明显的变化，是一种处理难度较大的废水。因此，国内外

37、一直非常重视对垃圾渗滤液进行有效的控制和处理。但由于受到资金的限制以及渗滤液水质和水量的剧烈变化，目前我国真正对垃圾渗滤液进行达标处理的填埋场并不多。如何充分利用现有的条件，在尽可能减少渗滤液产生量的前提下，对收集后的渗滤液妥善处理，就成为我国垃圾处理的当务之急。城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。填埋场水的平衡示意图如图3.1所示。图3流入真埋场水的平衡示意图流出由图可知，垃圾填埋场渗滤液主要米源有：降雪，它是渗滤液产生的主要来源(1)降雨降水的渗入，降水包括降雨和rr-+蒸(2)外部地表水的渗入，这包括地(3)表径流和地表灌溉;地下水的渗入，这与渗滤液数

38、量和性质渗滤液水位低场地表径流及流动方向等有关涌出水当与地下水同垃圾接触量、时间地下渗出并没有设置防场外地下水水位,废物含水*浸出液渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；（4）垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量；（5）覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；（6）垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。垃圾在填埋场产生的渗滤液与时间的关系可分为以下几个阶段：（1）调整期：在填埋初期，垃圾体中水分逐渐积累且有氧气存在，厌氧发酵作用及微生物作用缓慢，此阶段渗滤液量较少。（2）过渡

39、期：本阶段滤液中的微生物由好氧性逐渐转变为兼性或厌氧性，开始形成渗滤液，可测到挥发性有机酸的存在。（3）酸形成期：滤液中挥发性有机酸占大多数，pH值下降，COD浓度极高，BOD5/CO为0.40.6，可生化性好，颜色很深，属于初期的渗滤液。（4）甲烷形成期：此阶段有机物经甲烷菌转化为CH和CO,pH值上升，COD浓度急剧降低，BOE/COD为0.10.01，可生化性较差，属于后期渗滤液。（5）成熟期：此时渗滤液中的可利用成分大减少，细菌的生物稳定作用趋于停止，并停止产生气体，系统由无氧转为有氧态，自然环境得到恢复。垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水和分解产生的水。垃圾渗滤液的主要污染成

40、分有：有机物、氨氮和重金属等。其种类和浓度与垃圾类型、组分、填埋方式、填埋时间、填埋地点的水文地质条件、不同的季节和气候等密切相关，其水质主要呈现以下特征：（1）CODcr和BOD5浓度高在新的垃圾填埋场，大量挥发性酸的存在可能会产生高的CODcr和BOD5。（2）BOD5与CODcr比值变化大BOD5/CODCr值的高低与渗滤液处理工艺方法的选择密切相关。渗滤液BOD5/CODcr值与垃圾填埋场的使用年限有关，对“年老”填埋场而言，其渗滤液多具有良好的生化处理可行性，可采用生物方法加以处理。而对于“年老”填埋场的渗滤液的处理而言，必须考虑其可生化性随时间的变化。（3）金属含量高垃圾渗滤液中含

41、有10多种金属（重金属）离子，由于物理、化学、生物等的作用，垃圾中的高价不溶性金属被转化为低价的可溶性金属离子而溶于渗滤液中，在处理过程中必须考虑对它们的去除；（4）营养元素比例失调，氨氮的含量高随着填埋场使用年限的增加，当进入产甲烷阶段后，渗滤液中的NH4+浓度不断上升。另外，渗滤液中还存在溶解性磷酸盐的不足、碱度较高、无机盐含量高的问题。垃圾渗滤液收集与处理工艺设计填埋库区防渗系统应铺设渗滤液收集系统和疏通设施。渗滤液收集系统及处理系统包括：导流层、盲沟、收集支管、收集干管、调节池、泵房和污水处理设施等。管路设计一般要求为：能将填埋场内的渗滤液有效排出；足够牢固以能承受由于垃圾的荷载及系统

42、工作的压实设备带来的物理损坏；能够适应预期的填埋场底部的下沉；能够在填埋场的腐蚀性环境下抵制化学侵蚀；能够承受填埋场底产生的高温（1550C）。所有管路使用高密度聚乙烯管材。对于支管，可使用高密度聚乙烯花管，周围堆卵石并包裹土工布保护以防堵塞。在防渗层上铺设渗滤液导流层，导流层选用1632mm直径的卵石。库区底部渗滤液收集和导流采用碎石排水层和HDPE导盲管盲沟，渗滤液收集管沟由HDPE花管和卵石沟组成，为梯形结构，收集干管和支管呈树枝状分布。在场底最低处设一渗滤液提升井，通过干管沟和支管进行收集的渗滤液在此处被提升至渗滤液调节池。收集渗滤液的支管可以使用卵石堆置形成，卵石尽可能均匀，尤其泥土

43、含量不能过高（最高不应超过5%），以便有足够的空隙用来导排渗滤液。卵石材质要求碳酸钙含量低于10%。卵石周围应用土工布包裹以防堵塞。渗滤液主管道之上不应有建筑物，特别应避免修在道路下面。因为渗滤液主管道在不被渗滤液充满时会积聚沼气，这样车辆在其上行走时将形成危险隐患。渗滤液的处理方法渗滤液的组成成分是随时间而发生变化的，对于填埋时间少于5年的渗滤液，其中的有机物浓度高，pH值较低，低分子脂肪酸多，B0D5及COD浓度较高，BOD5/CODc值在0.50.6,同时各类重金属离子的浓度也相对较高，采用生化处理方法是有效的；而随着垃圾填埋年数的增加，有机物浓度降低，pH接近中性（一般属缓冲液），腐殖

44、质类物质增加，B0D5及COD浓度较低，BOD5/CODcr值下降，而NH3-N的浓度较高，重金属离子浓度相对较低，成份比初期要复杂的多，可生化性降低，生化处理难以达到较好的效果。在实际中，因填埋时间的存在先后的差别，使得“年轻”和“年老”的渗滤液并存。因此，为了满足渗滤液处理效果在垃圾填埋场的使用期间和封场后一直能够满足环境的要求，采用常规的生物处理技术难以达标排放，而单独采用物理化学方法则费用较高。因此，采用实用可行的预处理技术，将垃圾渗滤液中的大量悬浮杂质、难降解大分子有机物、有毒有害的重金属离子、高浓度氨氮等不利于生物处理的物质去除或转化为可生物降解的物质，提高BOD5/CODcr值和

45、降低氨氮浓度，再采用生物处理，必要时再采用物化方法进行深度处理，最终将其排入城市污水处理管道，进入污水处理厂。国外渗滤液的处理一般有回喷填埋场、输送至城市污水处理厂统一处理和预处理等。（1）渗滤液回喷渗滤液回喷是人类最早采用的污水处理法，即将渗滤液收集起来，通过喷灌使之回流到填埋场，利用土地吸附，土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解，循环填埋场的渗滤液由于增加垃圾湿度，从而提高了生物活性，加速了甲烷生产和废物分解，其次由于喷灌中的蒸发作用，使渗滤液体积减小，有利于废水处理系统的运转，具有投资省、效果好，无需专门处理设施投资等特点，且可使垃圾保持湿润，加速填埋场的稳定，同时也会导致

46、土层和垃圾层中NH3-N浓度不断升高，主要用于降雨量较少的干旱地区（年降雨量小于700mm）。（2）输送至城市污水处理厂统一处理渗滤液经过适当预处理运输至城市污水处理厂是目前比较好的选择方式之一，由于渗滤液水质水量变化大，且污染物浓度高，现场处理并达标排放处理工艺较复杂，投资和运行成本较高，因此，要求从填埋场管理和填埋工艺等方面尽可能减少污水产生量，并优先考虑渗滤液处理与城市污水处理相结合。目前，在填埋场已建成的渗滤液处理系统中以生物法处理为主，但运行状况良好的少之又少。由于本设计采用改良型厌氧卫生填埋方式，管理严格，渗滤液具有水量相对较少、有机物浓度高、氨氮浓度高、处理难度相对较大的特点。本

47、设计中的渗滤液经预处理后排入城市污水处理厂，经济且可靠。（3）预处理垃圾渗滤液的预处理方法主要包括生物法、物理化学法等。由于处理费用相对较低，生物法在垃圾渗滤液的处理领域应用较广。生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。厌氧处理包括上流式厌氧污泥床UASB、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘等等。一般来说，生物法处理设备和运行管理简单，但受水质和水量变化的影响较大，尤其当氨氮浓度较高、重金属离子浓度较高时，生物法将受到抑制，对难降解的有机物则无能为力。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化、化学还原、

48、离子交换、膜处理、催化氧化及湿式氧化法、辐照法、超声波法等多种方法。与生物处理相比，物化处理受水质水量变化的影响较小，出水水质比较稳定，尤其是对B0D5/C0Dcr比值较低（0.070.20），难以生物处理的垃圾渗滤液，有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理。渗滤液处理方法的选择垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变化巨大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时，必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分，分析其特点，以便采取相应的对策。还应通过小试和中试，取得可靠优化的工艺参数，以获得理想的处理效果。物化预处理去除高质量浓度氨氮

49、操作复杂、费用高；直接生化时高质量浓度的氨氮可能会抑制微生物的活性；高质量浓度的有机物会抑制硝化反应的进行。目前对CODS度在50000mg/L以上的高浓度渗滤液采用厌氧方法进行处理，对COD浓度在5000mg/L以下的垃圾渗滤液采用好氧生物处理法。对于COD在500050000mg/L之间的垃圾渗滤液，好氧或厌氧方法均可，选择工艺时主要考虑其它因素。渗滤液的处理可采用多种方法的综合，使得处理后的渗滤液排放达到生活垃圾填埋污染控制标准（GBI6889-2008）中的一级标准，即CO住100m/L、BOD(Qnax-Q)X5其中：V调节池有效容积；Qax设计最大渗滤液产生量；Q渗滤液处理厂规模。

50、设Q=1500nr/d，贝U:V=(Qnax-Q)X5=(3975.841500)X5=12379.2mi/d调节池的水面面积A，调节池的有效水深H取5m，超高0.5m，则A=V/H=12379.2/5=2475.84mi取调节池的宽度B为40m则调节池的长度L=2475.84/40=61.896m，取62m池的实际尺寸：长X宽乂高=62mX40mX5.5m设计进出水水质见表4.1。表4.1设计进出水水质项目BOD(mg/L)CODSSNHPNpH容积V。采用负荷设计法(mg/L)(mg/L)(mg/L)进水250005000060020067去除率82%85%70%50%出水45007500

51、18010067采用有机负荷(q)设计UASB反应器是目前最为主要的方法。根据文献资料城市垃圾渗滤液的设计负荷为12kgCOD/md。计算公式为：式中：V:反应器容积，mi;Q:进液流量，吊。本设计为1500mi/d。So:进水有机物浓度，gCOD/L或gBODL。取CO助50g/L。3q:12kgCOD/md由此计算得反应器容积V=6250rB。有效高度H式中取反应器共分为四组，则有效高度H=5m则A=312.5m2,直径Dr药14312.5“小亓DJ一31419.95m取20m设计参数计算BOD污泥负荷：Ns0.38kgBOD5/(kgMLSSd)(利于硝化反应进行)污泥浓度：MLSS=5

52、000m/LMLVSS=3000mg/Lf=MLVSS=0.6污泥龄BMLSS=30dA/O池主要尺寸计算有效容积：QL01500450033V05921.05(m)；取整V=5930rnNsX0.383000式中L。：生物反应池进水BOD浓度，kg/m3;Ns-BOD污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSSd)。根据经验取有效水深：H=8.0m;曝气池总面积：V22A741.25（m），取整A=:742m；H污水停留时间：采用A/O比为1:4，贝UA段停留时间ti18.976h,O段停留时间t275.904h,设计流量Q=1500md=62.5m3/h，表面负荷q=1.0m3/m2h二沉池表面

53、积(A)A=A=62.5162.5斥（2）二沉池直径（D）8.928.92（3）二沉池有效水深（H）Hi=qT=1.0X2.0=2.0m存泥区高度(HO取14=2m二沉池总高度(H总)取二沉池缓冲层高度f=0.5m,二沉池超高H=0.3m，贝UH=H1+H+H+H4=2.0+2+0.5+0.3=4.8m设计二沉池池底坡度i=0.01,则池底坡降(H5)H5=(Rr1)x0.01=(15-1)X0.01=0.14m池中心污泥斗深度(耳)H6=(nr2)tg60=(21)X1.732=1.732m二沉池总高度(H总)H总=H+H+H6=4.8+0.14+1.732=6.672m=6.7m3.3垃圾

54、渗滤液处理高程设计构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）调节池-初沉池0.15调节池-UASB反应池0.83初沉池-吹脱塔0.82UASB反应池-A/0池0.46吹脱塔-调节池1.20A/0池-二沉池0.43根据相关经验以及计算可得清水池出水管水面相对标高为Om处，即地面标高为Om,然后根据各处理构筑物之间的水头损失推求其它构筑物的设计水面标高，经过计算各污水处理构构筑物名称水面标高（m）池底标高（m）构筑物名称水面标高（m）池底标高（m）调节池0.304.20UASB3.650.00初沉池2.35-2.45A/O2.75-1.35PH调节池A-0.14-1.15二沉池2.60-2.

55、10吹脱塔6.750.32清水池1.90-2.20调节池B-0.14-1.154、填埋气体收集与利用4.1填埋气体主要组成填埋气主要是填埋垃圾中可生物降解有机物组分在微生物作用下通过生化降解的产物，其中主要含氮气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、硫化氢、甲烷、氮气和氧气等，以及很少量的微量气体。垃圾填埋气典型组分及含量如下表所示：表2.3垃圾填埋气典型组分及含量填埋气的主要成分是甲烷和二氧化碳，该气体不仅是温室气体，而且还是易燃易爆气体。甲烷和二氧化碳等在填埋场地面上聚集过量会使人窒息。组分甲烷二氧化碳氮气氧气硫化氢氨气氢气一氧化碳微量气体含量（体积分数/%）45504060250.11.001.0

56、0.11.000.200.20.010.64.2填埋气体产生量预测垃圾在第i年的产气速率为：G=MLokeki式中：G第i年垃圾的产气速率，m/a；M第i年所填垃圾量，t；L0气体产生潜力，m/t;取160m3/tK气体产气常数，1/a，取0.06；i年份，a。e取2.72填埋场产期一级模型参数的建议值如表2.3所示表2.3填埋场产期一级模型参数的建议值第一年产气量：变量取值范围建议数值潮湿气候中湿度气候干旱气候Lo(m/t)0312140180140180140180K(1/a)0.0030.40.100.350.050.150.0020.10G=MLoke-ki=46.22x160X0.0

57、6x2.720.06=417.86万mVa第二年产气量：G=G+MLokeki=417.86+46.39x160X0.06x2.720.06x2=812.81万mVa第三年产气量：G=G+MLokeki=812.81+46.57x160 x0.06x2.720.06x3=1186.25万mVa第四年产气量：G=G+MLokeki=1186.25+46.77x160 x0.06x2.720.06x4=1539.39万mi/a第五年产气量：G=G+MLokeki=1539.39+46.92x160 x0.06x2.720.06x5=1873.01万mi/a第六年产气量：G=G+MLokeki=18

58、73.01+47.10 x160 x0.06x2.720.06x6=2188.40万mi/a第七年产气量：G=G+MLokeki=2188.40+47.28x160 x0.06x2.720.06x7=2486.56万mi/a第八年产气量：-ki0.06x83G=G+MLoke=2486.56+47.46x160 x0.06x2.72=2768.40万m/a第九年产气量：G=G+MLokeki=2768.40+47.64x160 x0.06x2.720.06x9=3034.83万mi/a第十年产气量：Go=G+MLoke-i=3034.83+47.82x160 x0.06x2.720.06x10

59、=3286.38万mi/a第十一年产气量：Gi=G0+MLoke=3286.38+48.00X160X0.06X2.72006x11=3524.45万ml/a第十二年产气量：G2=G计MLoke-ki=3524.45+48.18X160X0.06X2.720.06x12=3749.48万mi/aG=ML0ke-ki+MLke-k(i-1)+MLke-k(i-2)+MLke-k(i-n)+MLoke-k(i-n+1)式中：G填埋场自运行i年垃圾的产气速率，ni/a;M第i年所填垃圾量，t;L0气体产生潜力，nl/t;取160m3/t;K气体产气常数，1/a，取0.06;i年份，a；n填埋场终场年

60、限。填埋场封场后每年的产气量按上述方法逐年计算确定。4.3填埋气体收集与导排本工程采用LFG主动控制系统，即在填埋场内铺设一些垂直的导气井或水平的盲沟，用管道将这些导气井和盲沟连接至抽气设备，利用抽气设备对导气井和盲沟抽气，将LFG抽出来。由于本垃圾填埋场面积大，填埋量大，采用水平收集盲沟易使空气进入抽气系统，故此工程采用垂直抽气井抽气。考虑到填埋厚度和填埋规模等因素，选择采用垃圾单元封闭后钻井下管统一收集填气体。填埋气体主动控制系统主要由抽气井、集气管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、气体处理站以及气体监测设备等组成。通常，填埋气体主动控制系统又分为内部填埋气体收集系统和边缘填埋气体收集系统两