固废课设-生活垃圾卫生填埋场设计

1、.Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：固体废物处理与资源化设计题目：垃圾填埋场工艺设计院系：市政环境工程学院 班级：学 号：设 计 者：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学.大学课程设计任务书姓名：院 （系）：市政环境工程学院专业： 环境工程班号：任务起至日期：2013 年 6 月 17 日至 2012 年 6 月 21 日课程设计题目：生活垃圾卫生填埋场工艺设计已知技术参数和设计要求：城市自然状况：城市位置: 华东地区厂址选择自然条件：丘陵城市人口：目前人数（万人）：105人口增长情况（）:5.0城市垃圾量预测目前垃圾量（kg/人.d）:

2、 1.2垃圾增长速率（）: 3.3处理年限（年）: 25.工作量：垃圾填埋方式及处置厂厂址的选择填埋厂工艺流程设计填埋场设计计算（垃圾量，填埋区场地）填埋场方法设计（填埋操作方法、渗滤液及气体控制系统）工作计划安排：查阅和搜集资料进行设计计算设计方案比较绘制垃圾填埋场平面图绘制预处理工艺图完成设计说明书检查并提交成果同组设计者及分工：无指导教师签字 年月日教研室主任意见：教研室主任签字 年月日*注：此任务书由课程设计指导教师填写.无锡市生活垃圾卫生填埋场设计前言卫生填埋是垃圾最终处理的较为有效的方法，也是垃圾处理的最终程序。它是由传统废物堆放和填 埋技术发展起来的一种城市固体废物的处置技术。其

3、具有适用性强、操作简单、运行费用低等优点。无 论采用何种方式、流程处理垃圾，最终都要采用填埋作为处理手段。所以，垃圾填埋是垃圾处理流程中 必不可少的最终的一个环节。通过这次课程设计，我们应熟悉和了解垃圾填埋场工程设计的一般原则、步骤和方法。要学会根 据某地区总体规划、气候地形、人口数量的基础资料，进行垃圾填埋场的选址、场区总图布置、垃圾填埋方式、垃圾渗滤液及其产生的气体进行收集处理，对最后的场区利用进行规划。设计内容原始资料城市自然状况无锡市地处江苏省东南部（华东地区），丘陵地形，北纬 317至 322，东经 11933至 12038。年平均气温 15.50，年平均降雨量 1048 毫米，主导

4、风向东南风，年平均风速三-四级。城市人口目前城市人口数量为 105 万人，人口增长率为 0.50%。城市垃圾预测目前垃圾量 1.2(kg/人d)，垃圾增长率为 2.3%，填埋场处理年限为 25 年。总体设计选址原则根据“生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）”：填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，达到最理想的经济效益，实 现保护环境的目的。必须加以考虑的因素有：运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道 路、地形和土壤条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可被利用。运输距离：运输距离是选择填埋场地的重要因素，对废物管理系统起着

5、重要作用。尽管运输距离越短越好，但也要综合考虑其他各个因素。场址限制条件：场址至少应位于居民区1km 以外或更远。可用土地面积：填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方，以利于满足废物综合处理.长远发展规划的需要，应有利于二期工程或其他后续工程兴建使用。尽管没有填埋场大小的法律规定， 填埋场地也要有足够的使用面积，包括一个适当大小的缓冲带，并且一个场地至少要运行五年。出入场地道路：由于通常适合填埋场的场地不再城市已建的道路附近，因此，建设出入填埋场的道路和使用长距离的运输车成为填埋场选址的重要因素。地形、地貌及土壤条件：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

6、应大于 5%。气候条件:填埋场场址的选择应考虑在温和季节的主导风向。地表水水文:所选场地必须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或最大洪泛区之外，或应在可预见的未来建设水库或人工蓄水淹没和保护区之外。填埋场的场地必须是位于饮用水保护区、水体 和洪水区之外，并且必须在春潮区之外、泥炭沉积超过1m 的沼泽区之外。还应建在地下水位以上。最佳的填埋场场址位置是在封闭的流域内，这对地下水资源造成的风险最小。地质和水文地质条件：场址应选在渗透性弱的松散岩层基础上，天然地层的渗透性系数最好能达到 10-8m/s 以下，并具有一定厚度。环境条件：填埋场场地位置选择，应在城市工农发展规划区、风景规划区、自然保护

7、区之外； 应在供水水源保护区和供水远景规划区之外；应具备较有利交通条件。地址选择与容积计算地址选定填埋场地址位于无锡市的西北角，在主导风向的下风向，据最近居民区距离为 1.5km，旁边有一条公路，交通运输方便。填埋场占地为荒地，没有林业和农业用地，土壤地质条件好。地势比周围地区 相对较高，地形平坦，坡度起伏较小，不会形成积水区，并且在水源地之外。填埋场处于城市规划的风 景区之内，为填埋完成后的土地利用提供了便利条件。因此，选址符合条件。填埋场容积计算目前该城市人口 105 万，人口增长率 0.5%，垃圾填埋场服务年限为 25 年，覆土与垃圾压实之比为 1:4，填埋高度为 16m，地下 12m，

8、地上 4m，填埋区占总场区的 90%。取m 为 1.2kg/人d，压实密度 p 为 600kg/m3，使用年限 25 年，垃圾增长速率 3.3%。该地区主导风向为东南风，因此生活和管理设施宜集中布置并处于夏季主导风向的上风向，即垃圾填埋场的东南角，以减少对人们的办公及生活影 响。填埋场总容积：V 365 m Pt Vts.式中V 为垃圾填埋区总容积， m 3tm 为人均每天废物产生量，kg/人d P 为预测人口数，万T 为填埋年限，年p 为压实密度，kg/m3V 为覆土量，m3s第 1 年的填埋容积：3651.2105104V 16001.25 9.58105 m3垃圾量增长率：r=(1+0.

9、5%)*(1+3.3%)-1=3.81%第 n 年的累计填埋容积：Vt 25n1V 1 r n1单位 m31因此，第 25 年的垃圾累计总容量为：9.58 105 1 1.038125V251 1.0381 3.89 107 m3垃圾填埋区面积为：A V253.89 107 2.43 106 m 2H16（取 245 公顷）总场区面积：AA245 272.200.90.9（取 275 公顷）校核： A A0 245 100% 89%(80% 90%)275符合设计条件。填埋工艺流程设计.图 1填埋操作填埋作业单元：每一个工作日作业完成时形成的填埋体基本单位。每天的垃圾填埋压实后进行日覆盖，覆盖

10、后形成一个填埋单元。填埋单元的形成过程：推土机将运来的垃圾在规定的地域平面内堆成薄层，用压实机压实。然后再 铺垃圾，再压实（用压实机压实前，可用推土机预压实）。填埋厚度为每层2m，每天操作以后以不少于15cm 的土壤进行覆盖（利用防渗膜临时覆盖），直到堆到设计高度，再覆盖厚土壤压实。垃圾堆体外坡设计坡度为 1：3，每升高 3m 留有一条 4m 宽的马道平台，以减缓坡面径流的冲刷， 便于作业机械的运行和边坡维护检修。填埋场防渗设计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。场底防渗系统主 要有水平防渗系统。场地防渗系统方案采用人工合成防渗膜高密度聚乙烯（HDPE）防渗

11、膜。.根据原始资料可知该填埋场位于华东丘陵地区，地下水位较低，因此采用人工合成防渗膜高密度聚 乙烯（HDPE）防渗膜，进行水平防渗设计。环绕整个场地设置导流渠，材料结构为混凝土单层复合衬里防渗系统：图 2渗滤液收集和处理垃圾渗滤液的水质特征有机污染物浓度高，特别是 5 年内“年轻”的填埋场渗滤液； (2)氨氮含量高，在“中老年”填埋场尤为突出；含磷普遍低，溶解性的磷盐含量更低；金属离子含量高，与废物组成和填埋时间有密切关系；色度高，以淡茶色，褐色，黑色为主，具有较浓的腐败臭味； (6)水质历时变化大，前期和后期水质条件相差很大。渗滤液收集渗滤液收集系统主要组成：排水层：场底排水层位于底部防渗层

12、上面，由沙或卵石构成。当采用粗沙砾时，厚度为30-100cm， 必须覆盖整个填埋场底部衬层，其水平渗透系数不应大于0.1（cm/s），纵、横坡度不小于 2%。排水层与废物之间宜设土工织布等人工过滤层，以免细颗粒堵塞排水层。导流（盲）沟与导流管：导流沟设在排水层底部贯穿整个场底，其断面为等腰梯形。盲沟内设置高密度聚乙烯（HDPE）穿孔管，管外填充级配砾石过滤层。过滤层内砾石的粒径从管周至沟边逐渐减小。一般穿孔管在填埋场内平行铺设，并位于衬层的最低处，且具有一定的纵向坡度（通常为 0.5%-2.0%）。.防渗衬层：由黏土或人工合成材料构筑，有一定厚度，能阻止渗滤液下渗，并具有一定坡度（通常为 2%

13、-5%）。调节池、泵、检修设施以及监测和控制装置等。图 3 渗滤液导流系统断面导流管主管管径为D=300mm,支管管径为d=250mm,采用HDPE 管。导流管制孔径为 20mm，孔距为 80mm,管道安装时应避免挤压和破坏渗滤液相关计算渗滤液产生量渗滤液的产生量为：Q I C (A A ) 10-312式中Q-表示渗滤液年产生量，m3/d; A1-填埋区汇水面积，m2；A2填埋区的面积，m2；C渗出系数,取 0.4；I表示最大年或月降雨量的日换算值，mm。根据资料显示，无锡地区最大年的降雨量为 1048mm，最大月降雨量为 138.5mm，最大月日平均值为 4.62mm。填埋场的服务年限为

14、25 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8 年：87.67 105第一块库区面积为 A1 5.48 105 m2 16.1048 0.4 5.48 105渗滤液平均日产量： Q 629.37m3 / d 365 1000渗滤液最大日产量： Q第二块填埋区max4.62 0.4 5.48 105 1012.7m3 / d1000第二块填埋区服务年限为 7 年101.45 105第二块库区面积为 A216 6.34 105 m2C =C 0.6=0.60.4=0.2421C 为及时覆盖区域的渗透系数21048 (0.4 6.34 0.24 5.48) 105渗滤液平均日产量

15、： Q 365 1000 1105.7m3 / d渗滤液最大日产量： Q第三块填埋区max4.62 (0.4 6.34 0.24 5.48) 105 1779.3m3 / d1000第三块填埋区服务年限为 6 年110.73105第三块库区面积为 A316 6.92 105 m2已填埋的面积=第一块填埋面积+第二块填埋面积=11.82 105 m2渗滤液平均日产量： Q 1048 (0.4 6.92 0.24 11.82) 105365 1000 1609.3m3 / d渗滤液最大日产量： Qmax4.62 (0.4 6.92 0.24 11.82) 105 2589.42m3 / d1000

16、第四块填埋区第四块填埋区服务年限 4 年89.12 105第四块库区面积为 A416 5.57 105 m2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=18.74 105 m2渗滤液平均日产量： Q 1048 (0.4 5.57 0.24 18.74) 105365 1000 1999.74m3 / d渗滤液最大日产量： Qmax4.62 (0.4 5.57 0.24 18.74) 105 3107.23m3 / d1000渗滤液调节池最大调节池容积：其中：.V=（Q-Q）30maxV调节池有效容积；Q设计最大渗滤液产生量；maxQ渗滤液处理厂规模。设 Q=2000m3/d，

17、则：V (Q Q) 5 (3107.23 2000) 30 33216.9m3 / dmax取调节池的有效水深H 取 6m，超高 0.5m,则面积 A V33216.9 5536.15m2H6.取调节池的宽度B 为 70m,则长度 L A 5536 .15 79.08mB70因此，调节池的实际尺寸：长宽高80m70m6.5m垃圾渗滤液处理工艺垃圾渗沥液经过预处理达到相关标准后， 接入城市污水管网， 至污水处理厂处理。渗沥液处理工艺采用 UASB+MBR 工艺（生物处理方法）图 4 渗滤液处理工艺流程图该工艺流程由四部分组成，包括：（1）格栅水质调节池污水池中的渗沥液经提升进入处理站，首先进入格

18、栅井，经过物理过滤作用实现固-液分离， 污水中含量较高的悬浮物，提高后续生化处理的效果（2）水质调节池：然后，进入水质调节池调节 pH 值和 C/P.（3）UASB 厌氧反应器：分离后出水自流进入集水池，用泵提升至厌氧 UASB 池，去除污水中大部分有机物，并提高污水的可生化性能（4）膜生化反应器 MBR 系统：厌氧出水自流进入由 A/O/O 和超滤组成的 MBR 系统，主要去除污水中的氨氮同时进一步去除剩余的有机物，经过 MBR 装置固液分离作用实现达标排放（5）剩余污泥处理系统：污泥处理采用离心浓缩脱水一体机。填埋气体的产生与收集处理气体的收集系统由于该设计为新建填埋场，初期产气量不大，而

19、后会迅速增加，因此该设计在收集方式的选择上， 采用在垃圾填埋初期通过被动方式控制气体释放，当产气量提高到具有回收利用价值之后，开始对气体 进行主动回收利用。主要以主动导排方式为主。本设计选择竖向收集井方式。即主动导排竖向收集方式。图 5竖向收集井填埋场气体收集系统的设计与计算便于垃圾堆体内气体能够释放到空气中。通气管采用 DN100PVC 穿孔管，间距不大于 50m，等边三角形的布置。为了优化竖井的布置和确定有效的产气范围，抽气按照等边三角形布置。抽气井井距可 用下式来计算：.D=2Rcos30式中，D三角形布局的井间间距离，m；R抽气井的影响半径影响半径，m。对于深度大并有人工膜的混合覆盖填埋场，常用井距为4560m。取井距 60m，则R D60 34.64m影响半径2 cos302 cos30取整