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文档简介

PAGEPAGE1PAGEI 目录TOC\o"1-2"\h\z\u1概述 11.1项目名称 11.2承办单位名称 11.3承办单位概况 11.4编制依据、原则及范围 12城市概况与项目建设必要性 52.1涿鹿县概况 52.2环境卫生现状和规划 72.3项目建设的必要性 83工程规模及接纳对象 113.1接纳对象 113.2垃圾质和量的影响因素 113.3生活垃圾产量预测 123.4建设规模 144垃圾处置工艺的选择 155场址选择 195.1原则及依据 195.2场址的确定 206工艺设计 226.1设计依据 226.2填埋区库容 226.3场地整平设计 236.4坝体工程设计 256.5分区工程 256.6地下水导排工程 266.7防洪及雨水导排设计 276.8填埋区防渗系统 286.9渗滤液收集系统 326.10渗滤液产生量 336.11调节池容积计算 346.12填埋气导排系统 356.13填埋作业系统 417公用工程 487.1总图运输设计 487.2建筑设计 497.3结构设计 507.4采暖通风设计 547.5电气设计 557.6给水排水设计 598防火与消防 618.1设计依据 618.2防火等级 618.3防火措施 619环境保护 639.1工程污染源分析 639.2环境保护措施 649.3环境监测 669.4环境影响分析 6610劳动保护、职业安全与卫生 6810.1主要职业危害 6810.2主要防范措施 6811管理体制、劳动定员与建设进度 7111.1实施原则及步骤 7111.2组织机构与分工 7111.3主要履行单位的选择 7211.4设计、施工与安装 7311.5劳动定员 7311.6建设进度 7412节能方案分析 7512.1用能标准及节能设计规范 7512.2能耗状况和能耗分析 7512.3项目能源供应状况 7612.4节能措施 7612.5节能效果分析结论与建议 7713建设用地、征地拆迁及移民安置分析 7813.1项目选址及用地方案 7813.2土地利用综合性分析 7813.3征地拆迁及移民安置 8014投资估算及资金筹措 8114.1建设项目总投资估算 8114.2流动资金估算 8314.3投资计划及资金筹措 8315经济影响分析 8415.1评价依据 8415.2基础数据 8415.3财务生存能力分析 8515.4经济影响分析 8516工程招投标 8617社会影响分析 8817.1社会影响效果分析 8817.2社会适应性分析 8817.3工程风险及对策分析 8918结论和建议 9218.1结论 9218.2建议 93附表:1、投资估算2、流动资金估算表3、项目投资使用计划与资金筹措表4、固定资产折旧费估算表5、原辅材料及燃料动力消耗表6、总成本费用估算表7、财务计划现金流量表附图附图1.赵家蓬区垃圾场地理位置图可1附图2.总平面布置图可2附件1.业主单位营业执照2.申请报告编制委托书3.涿鹿县国土资源局关于垃圾填埋场用地意见4.环保局关于涿鹿县垃圾填埋场的环评批复5.财政局关于建设涿鹿县赵家蓬区垃圾集中填埋项目的配套资金证明6.涿鹿县供电局关于赵家蓬区垃圾集中填埋项目的供电承诺7.涿鹿县物价局关于对垃圾处理费的收费标准8.涿鹿县水关于赵家蓬区垃圾集中填埋项目的供水证明9.涿鹿县环卫处关于赵家蓬区垃圾量及垃圾成分的证明10.水务局关于赵家蓬区垃圾集中填埋项目场址防洪情况证明11.关于赵家蓬区垃圾集中填埋项目建设实体的批复12.涿鹿县统计局关于填埋场服务范围内人口数证明13.涿鹿县规划局关于赵家蓬区垃圾集中填埋项目的意见PAGE341概述1.1项目名称赵家蓬区垃圾集中填埋项目1.2承办单位名称涿鹿县赵家蓬洁美环卫有限公司1.3承办单位概况名称:涿鹿县赵家蓬洁美环卫有限公司法人代表:刘全智住所:涿鹿县河东镇(区农业综合办公楼)公司类型:其他有限责任公司注册资本:贰佰万元经意范围:垃圾清运、环境治理成立日期:2012年5月31日营业期限:自2012年5月31日至2032年5月31日1.4编制依据、原则及范围1.4.1编制目的在充分调查研究、评价预测和必要的勘测资料的基础上,参照县城总体规划的指导意见,达到如下目的:(1)结合当地的实际条件,论述建设赵家蓬区垃圾集中填埋项目的必要性。(2)对项目有关的主要因素如生活垃圾成份、垃圾量进行论证,对垃圾填埋场的场址,工艺和渗滤液处理及投资估算等进行技术可靠性、经济合理性及实施可行性等多方面的综合性研究,进行方案比较和论证。(3)在论证的基础上,提出推荐建设方案,为项目决策提供科学依据。1.4.2编制依据和主要参考资料(1)《涿鹿县县城总体规划》(2003-2020);(2)赵家蓬区垃圾集中填埋项目环境影响登记表审查意见;(3)涿鹿县赵家蓬区建设局提供的收集范围内现状垃圾量及垃圾成分的资料;(4)赵家蓬区垃圾集中填埋项目申请报告委托书与合同;(5)业主提供的场址地形图(6)涿鹿县各相关部门提供的资料1.4.3编制原则(1)严格贯彻执行国家关于城镇基础设施建设、环境保护的有关政策与要求,使工程建设符合国家的有关规范及标准。(2)遵循我国垃圾处理的技术政策,近期内应着重发展卫生填埋技术,有条件的地方可发展焚烧与综合利用技术。重视开发垃圾综合利用技术,逐步实现垃圾处理无害化、减量化、资源化的总目标。(3)采用技术先进可靠、经济合理、符合当地的高效节能、便于操作管理的填埋处理工艺,确保垃圾处理效果,尽量减少占地面积、节省工程总投资和降低运行费用。(4)妥善处理垃圾填埋处理过程中产生的渗滤液、臭气问题,避免二次污染。(5)采用成熟、可靠的控制系统,逐步实现科学自动化管理,尽量减轻劳动强度,做到技术先进、经济合理。(6)在垃圾处理场征地范围内,合理布置、节约用地、提高土地利用率,扩大绿化面积,为工作人员创造良好的工作环境,同时减少垃圾填埋处理对周围环境的影响。(7)在涿鹿县总体规划的指导下,充分发挥基础设施的效益,使垃圾处理系统的整体效益得以发挥。同时充分考虑当地的经济发展的需要,在设计中留有发展余地。(8)积极稳妥地采用新技术,在合理利用资金的同时,充分利用先进的技术和设备,以提高行业的装备和技术水平。1.4.4编制范围本《项目申请报告》的编制范围包括:(1)选择合适的垃圾处理方式及垃圾处理场场址;(2)赵家蓬区垃圾集中填埋项目内的工艺方案论证及推荐选择合适的工艺方案;(3)垃圾填埋场内的工艺、建筑、结构、电气、暖通等配套工程的方案设计;(4)垃圾填埋场的渗滤液及填埋气的收集系统的建设;(5)垃圾填埋场内工程投资估算及经济评价;1.4.5服务范围本工程的服务范围是赵家蓬区河东镇岔河、圣佛堂、张各庄、连家沟、李家沟、牛角庄、河东、赵家蓬、河北、康家沟、刘家沟11个村;谢家堡乡九针台、小河南、下疃、上疃、宋家庄5个村。赵家蓬区垃圾填埋场服务范围累计总面积100平方公里。1.4.6建设内容本工程主要建设内容为填埋库区整平、防渗、垃圾坝、防洪及雨水导排、渗滤液收集及导排、调节池、填埋气导排、工作站及深井泵房等附属工程。1.4.7主要技术经济指标1)处理工艺:卫生填埋;2)处理规模:27.85t/d;3)总库容:约25.6万m3;4)使用年限:16年限;5)占地面积:总占地为约36亩;6)渗滤液处理方式:回灌填埋区处理;7)工程投资:报批项目总投资为1820万元,其中建设投资估算为1817万元、铺底流动资金为3万元。2城市概况与项目建设必要性2.1涿鹿县概况一、地理位置涿鹿县位于河北省西北部永定河上游,张家口市区东南部,隶属该市管辖。地处东径114°56′~115°30′,北纬39°40′~40°29′之间。北与张家口市下花园区交界,东临怀来县,南同保定市涞水县和北京市门头沟区接壤,西南和西北部分别与蔚县、宣化县毗邻。东距北京市150公里,西至大同市170公里,南到省会石家庄290公里,北距张家口市70公里。二、地形地貌涿鹿县位于阴山东西纬向构造带与新华夏系第二隆起交会部位,并受到祁吕山字型构造东翼的影响。山势由南向西北延伸,呈弧形,是个南、西、北三面环山的丘陵盆地地貌。境内有高中低山和丘陵、盆地、河滩、阶地等多种类型,海拔460~2882米。地势呈南北低,中间隆起、西高东低。三、气象气候涿鹿县由于海拔高度高低相差悬殊,地形复杂,形成了垂直和水平分异的特点,基本属于温带半干旱大陆性季风气候,气候多变,四季分明,光照充足,热量较小。全县年平均气温在4.6℃~9℃之间。雨量多集中在第三季度,年降雨量为381.8mm,无霜期平均为158天,最大冻土深度101cm,年平均日照2875小时,日照率65%。常年主导风向冬季为西北风,夏季为东风。四、水系及水资源涿鹿县境内主要河流桑干河、洋河均属永定水系。桑干河流域面积23342km2,境内流域面积1209km2,境内流程42公里,流量279立方米/秒;洋河流域面积18540km2,境内流域面积77km2,境内流程12公里,流量150立方米/秒。在夹河村附近两条河流汇合后经大洋河流入官厅水库。全县水资源主要来自大气降水和桑干河、洋河的过境水,桑干河是涿鹿县四大灌区的水源,年径流量4.22亿m3;洋河为该县灌概耕地2.7万亩,多年平均引进水量0.26亿m3。五、工程及水文地质县城为河谷盆地,由第四系松散堆积物而成。土壤为粘质灌淤土,地耐力4—25吨/平方米。受燕山沉降带的影响,根据《中国地震动参数区划图》(GB18036—2001)涿鹿县所处的地震动峰值加速度分区为0.20g,相当于原地震基本烈度值7度。县域水资源属第四纪近代冲积层潜水和自流水。主要分布在桑干河两侧的冲积地层,埋深1—15米,厚20—25米,水量丰富,水质较好。六、自然资源涿鹿县主要的矿藏有:煤、铁、锰、金、银、铅、锌、铜;冶金辅助原料有熔剂白云岩;化工原料有硫铁矿、磷矿;建筑材料有水泥灰岩,大理石、石膏;其它非金属矿产有沸石、海泡石等。七、地震涿鹿县根据中囯地震参数区划图(HNGB18036-2001),规划涿鹿县城一般工程以烈度7度为地震设防标准。八、赵家蓬区概况赵家蓬区位于涿鹿县南部山区,东邻北京,南与保定市涞水县相望,西与蔚县相连,区公所驻河东镇河东村,是全国唯一的县辖区,是集革命老区、国家重要基础设施建设区、国家扶贫开发重点区为一体的深山区。全区总面积1020平方公里,辖3镇1乡,100个行政村,254个自然村,总人口3.7万人(其中农业人口3.5万),林地面积86万亩,森林覆盖率达58.43%。有耕地11319.01亩,种植的主要农作物有玉米、莜麦、薯类、杂粮杂豆等。主要矿藏资源有金、银、铜、铅、锌、钥、铁、石材等。地貌复杂,最高海拔2882米(小五台山),最低海拔460米(岔河村),平均海拔1700多米,该区地广人稀,生存条件差,境内群山起伏,高峰耸立,北高南低,山多地少。气候属寒温凉半温气候,年平均气温10—14摄氏度,无霜期88~145天,年平均降雨量250毫升,全年日照2800小时。地质条件上部为沙土,下部为花岗岩层。2.2环境卫生现状和规划一、生活垃圾成份含量涿鹿县赵家蓬区生活垃圾主要有居民生活垃圾、商业垃圾、集贸市场垃圾、街道垃圾、公共场所垃圾、机关学校厂矿垃圾等等。目前赵家蓬区生活垃圾没有统一收集,更没有分类,生活垃圾仍以居民生活中的厨余垃圾为主,并混有少量的建筑垃圾。1)生活垃圾物化性质生活垃圾性状和特征受居民生活水平,能源结构、季节变化等因素的影响,使得垃圾组分具有复杂性、多变性和地域差异性。建设方提供的赵家蓬区生活垃圾组成成分,如下表所示。赵家蓬区生活垃圾组成成分成分有机物灰砾塑料金属、玻璃纸类其它含量(%)4030728132)当前生活垃圾产生量根据赵家蓬区建设局2011年的统计资料,该项目服务范围内每天产生垃圾约18吨左右。二、环境卫生现状目前赵家蓬区的垃圾随意堆放,得不到分类处理。可燃物就地焚烧,不可燃烧物由机动车运输至集体用地、荒山荒坡、沟壑及河道中。2.3项目建设的必要性生活垃圾处理的不及时所带来的负面效应,主要表现在以下几方面:1)对水体污染严重。倾倒入河流及随处堆填的生活垃圾,一方面污染地下水质,另一方面淤积河道,对全区的防洪造成威胁,对河流下游水质造成影响。无任何防治措施的填埋将污染周围地下水和地表水。2)污染大气。就地燃烧垃圾,产生飞灰和有害气体,污染大气,影响居民的正常生活和健康。直排入大气中的甲烷、二氧化碳是温室气体,是地球变暖的因素之一。3)随处垃圾散发臭味,滋生蚊蝇和鼠类,传播疾病。临时填垫的垃圾未有任何防治措施,露天填埋,造成大气、水体、土壤污染,特别是夏季,臭气熏天、蚊蝇孳生,污水横流,严重影响了环境卫生和群众身体健康。4)安全性差。垃圾堆层在静风、高温等不良条件下产生的CH4等易燃易爆气体,可能会引起事故。虽然沼气产生是一个较漫长的过程,但若不采取预防措施,就有可能留下事故的隐患。工程建设必要性如下:1)人民供水安全的重要保障赵家蓬区位于涿鹿县南部山区,东邻北京,南与保定市涞水县相望,西与蔚县相连,是集革命老区、国家重要基础设施建设区、国家扶贫开发重点区为一体的深山区。近年来随着经济的不断发展,大量生活垃圾、工业废料等随处倾倒,目前该区域内的生活垃圾处理水平十分落后,裸露填埋或自然填埋且目前已到了几乎无处填埋的地步。山区人民饮水主要靠山泉水,垃圾随处倾倒造成环境恶化,污染饮用水资源,严重危害人民生存环境和身体健康,已成为当地政府和各界人士普遍关注的社会问题。为了保证人民用水安全,解决当前生活垃圾消纳问题已刻不容缓,由于项目区域属深山区,距县城较远,运输成本高,对赵家蓬进行垃圾集中填埋场的建设是非常必要的。2)建设该项目是改善当地的生态环境需要涿鹿县生态环境优美,但赵家蓬区生活垃圾处理一直是得不到有效解决,裸露无序填埋的垃圾严重影响了优美的生态环境。建设垃圾集中填埋场可以很好地解决该区及周边村庄的社会生态环保问题。随着人民生活水平的提高,居民环保意识和卫生意识的增强,对随处填埋生活垃圾现象极为反感,为改变区面貌,重塑环卫形象,必须要尽快兴建填埋场项目。3)由于无合适的生活垃圾消纳场所,为每天产生的生活垃圾找一个安身之所,是当地政府的当务之急。4)建设该项目是提高人民生活质量的需要。垃圾集中填埋场的建设不仅可以改善当地居民的生产生活条件,而且改善了整个地区的生态环境。兴建垃圾集中填埋场是减少污染、保护环境、构建人与自然合谐的重大举措。由此可见,现有的垃圾处理方式已不能适应涿鹿县社会经济与建设的发展需要,更不能适应环保和可持续发展的要求,所以为保证居民健康、优化生态环境,为全区居民提供一个良好的生存环境,新建生活垃圾集中填埋场显得尤为迫切。3工程规模及接纳对象3.1接纳对象本工程的服务范围是赵家蓬区河东镇岔河、圣佛堂、张各庄、连家沟、李家沟、牛角庄、河东、赵家蓬、河北、康家沟、刘家沟11个村;谢家堡乡九针台、小河南、下疃、上疃、宋家庄5个村。赵家蓬区垃圾填埋场服务范围累计总面积100平方公里。本填埋场原则上只接受生活垃圾,不接受其他类型的垃圾,危险废弃物禁止入场。3.2垃圾质和量的影响因素影响垃圾质和量的因素很多,主要有如下方面:1)内在因素内在因素主要是指直接导致生活垃圾质和量变化的因素,影响生活垃圾质变化的因素有居民生活水平、能源结构、生活的地域、气候差异及消费方式等。北方采暖以燃煤为主,生活垃圾中无机灰渣的含量较高;近年来以一次性塑料制品及过度包装为消费时尚,塑料在垃圾中的含量有很大幅度的上升。2)社会因素社会因素主要是指社会行为准则、社会道德规范和法律规章制度等,是一种外部的间接的因素。它实际上是人类对垃圾产生系统的干预。推行垃圾减量、回收和再利用措施,可大幅度减少垃圾最终填埋量;垃圾分类收集则是从源头改善垃圾的质,减少后续垃圾的处理难度,而且有利于垃圾回收而减少垃圾最终处理量。3)个体因素个体因素是指人类本身个体的行为习惯和受教育程度等。对生活垃圾的质和量进行预测,需综合以上三方面因素,通过这些因素的变化情况,分析垃圾质和量的变化趋势,从而得出预测值。但是,以上三方面因素并不孤立的,它们之间存在极其复杂的联系。例如,经济增长,通过消费导致垃圾产量的增加,另一方面则通过对社会因素的影响及个体因素的配合,导致垃圾减量、回收与再利用措施的加强,使垃圾产量减少。3.3生活垃圾产量预测1)现状人口和人口增长率生活垃圾的产量主要与人口、城镇规模及当地经济发展有关,由于生活水平和绿化水平的提高,居民生活习惯的变化,垃圾中瓜果皮、食物残渣、落叶等有机物和各种塑料、金属与纸质包装等高档消费废弃物将逐步增多,煤灰将相对减少。因此,对于有一定规模的城市,人均垃圾日产量会随生活水平的提高而减小。根据中国环境科学研究院对我国500多个城市生活垃圾产量的统计分析,中小城市人均生活垃圾产生量约为0.8-1.4kg/d左右,大中城市约为0.8-1.1kg/d左右,垃圾比重为0.4-0.6t/m3。根据业主提供的资料,赵家蓬区生活垃圾填埋场服务范围内2011年人口为1.6万人,垃圾产生量为18吨/天,推算出人均日产垃圾量约为1.13kg。由于本工程服务范围内居民为农村居民灰渣、瓦砾等较多,因此人均日产垃圾量较高。根据《涿鹿县县城总体规划》(2003-2020)和当前我国加快城市化进程政策,农村人口增长率将逐渐减少。根据服务范围内未来人口数来预测生活垃圾的产量,其中人口预测公式为:预测人口规模=现状人口规模×(1+综合增长率)n,此处综合增长率取6‰。2)垃圾量的预测以2011年人口为依据,对未来垃圾产量进行预测,见下表:生活垃圾产量预测表年份服务区人口数量(×104)人人均日产垃圾(kg)日均产量(t/d)年产量(×104t/年)20111.61.219.200.7020121.611.219.320.7120131.631.219.550.7120141.661.219.900.7320151.701.220.380.7420161.751.221.000.7720171.811.119.960.7320181.891.120.810.7620191.981.121.830.8020202.091.123.040.8420212.221.124.460.8920222.371.126.120.9520232.551.128.061.0220242.761.130.331.1120253.001.132.981.2020263.281.136.081.3220273.611.036.091.3220284.001.039.961.4620294.451.044.501.6220304.481.044.801.6320314.501.045.001.64经上表可以看出,从2016年开始,未来16年内赵家蓬区生活垃圾填埋场服务范围内生活产量平均约30.94吨/日,考虑垃圾收集率为90%,则垃圾处理规模平均为27.85吨/日。3.4建设规模由以上分析可知,建议赵家蓬区垃圾集中填埋项目的建设规模为:1)建设规模:日垃圾处理27.85吨;2)服务人口:平均约4.5万人;3)服务范围:赵家蓬区河东镇岔河、圣佛堂、张各庄、连家沟、李家沟、牛角庄、河东、赵家蓬、河北、康家沟、刘家沟11个村;谢家堡乡九针台、小河南、下疃、上疃、宋家庄5个村。赵家蓬区垃圾填埋场服务范围累计总面积100平方公里。4垃圾处置工艺的选择我国垃圾的正规治理及其设施建设和技术研究开发起步较晚。近几十年来,各级政府和公众开始关注这一问题,许多城市乡镇积极建设或筹建垃圾收集、转运和无害化处理设施。随着可持续发展理论和循环经济理论的提出,国际上城镇垃圾治理对策已经进一步前移,从被动接受垃圾末端处理,转移到提高资源利用率,循环利用资源,尽量减少垃圾产生,实现“低垃圾城市”和“资源循环型社会”。目前世界上广泛采用的生活垃圾处理方法主要有:卫生填埋法、焚烧法和高温堆肥法。具体选择何种方法处理垃圾,取决于多种因素,但总的要求必须是以无公害、减量化、资源化为目标,并以城市的发展状况和经济承受能力为前提。1)卫生填埋法:卫生填埋是利用自然界的新陈代谢,按照工程理论和土工标准,对垃圾进行土地处理和有效控制,寻求垃圾的无害化与稳定化的一种处置方法。是在科学选址的基础上,采用必要的场地防护手段和合理的填埋场结构,以最大程度的减缓和消除垃圾对环境,尤其是对地下水污染的技术。具有成本低廉、适用范围广、无二次污染,环保效果显著和处置彻底等优点,是世界各国处理固体废物的主要方法。一般的处理工艺为:称重→堆卸→推平→压实→层间覆土→终期粘土覆盖,其技术关键是基底的防渗处理、沼气的安全导出及渗滤液的处理。2)焚烧法:垃圾焚烧是将生活垃圾进行高温热处理,在焚烧炉堂内,将垃圾中的可燃成份与空气中的氧气进行剧烈的化学反应,放出热量,转化为高温的燃烧气和少量性质稳定的固体残渣。经焚烧后,垃圾中的细菌、病毒被彻底消灭,残渣可直接填埋处置,其体积约为原生垃圾的10%左右,是世界各国正致力发展的危废处理技术。它通过垃圾焚烧和余热利用实现危废的无害化、减量化、资源化的目的,但对垃圾热值有一定的要求,且一次性建设投资高,二次污染防治技术复杂。3)高温堆肥法:堆肥是依靠自然界中广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物,人为地、可控制地促进垃圾中可被生物降解的有机物向稳定腐殖质转化的生物化学过程,使之成为具有良好稳定性的腐蚀土状肥料的全部工艺过程。高温堆肥法分静态和动态堆肥两种:静态堆肥工艺为:给料→预选→破碎→静态发酵仓→二次发酵→二次筛选→造粒→销售。粗粒物选出后焚烧或填埋处理。该方法优点是:成本较低。缺点是:堆肥周期长,占地面积大。动态发酵堆肥特点:采用Dano(丹诺)滚筒动态发酵,大大提高堆肥效率,减少堆肥周期和占地面积,但堆肥成本高。根据建设部、国家环保部、科技部联合制定的《城市生活垃圾及污染防治技术政策》:“应按照减量化、资源化、无害化的原则,加强对垃圾产生的全过程管理,从源头减少垃圾的产生。对已经产生的垃圾,要积极进行无害化处理和回收利用,防止污染环境。卫生填埋、焚烧、堆肥、回收利用等垃圾处理技术及设备都有相应的适用条件,在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、综合治理和利用的原则下,可以合理选择其中之一或适当组合。在具备卫生填埋场地资源和自然条件适宜的城市,以卫生填埋作为垃圾处理的基本方案;在具备经济条件、垃圾热值条件和缺乏卫生填埋场地资源的城市,可发展焚烧处理技术;积极发展适宜的生物处理技术,鼓励采用综合处理方式。禁止垃圾随意倾倒和无控制堆放”。在赵家蓬区的发展状况和经济承受能力前提下,以垃圾处理无害化、减量化、资源化为目标,结合实际情况,对上述几种方法的比较如下:1)赵家蓬区生活垃圾成分:目前赵家蓬区生活垃圾中无机成分高,有机成分含量少,热值低,不适宜作焚烧处理;做堆肥需要进行垃圾分选,既增加了费用,又需要为不能堆肥的垃圾去找最终处置处路;而卫生填埋对垃圾成分要求较低,仅要求含水率不宜过高。2)投资和运行成本:焚烧处理一次性投资高,运行成本高,与赵家蓬区目前经济发展水平不符;高温堆肥法投资大,处理量小,能耗大,运转费用高,垃圾处理成本高,堆肥成品销路差;卫生填埋法投资较低,运行成本低。3)垃圾最终处理:垃圾经焚烧后,焚烧残渣需做最终处置,约占进炉垃圾量的10%~30%;堆肥中分选后不可堆肥物需做处置约占进场量30%~40%;卫生填埋本身就是最终处理方式。4)污染控制:焚烧过程中会产生酸性气体和二噁英,如不妥善处理,会对环境造成污染;堆肥过程中会产生臭气,对周围环境造成污染,而且垃圾中的重金属会对土壤造成污染;卫生填埋过程中会产生渗滤液,需要做防渗处理,避免对地下水造成污染,而且产生的渗滤液要妥善处理。5)能源利用:焚烧可利用垃圾产生的余热进行发电;采用厌氧发酵工艺,沼气收集后可用以发电;卫生填埋中可产生沼气,收集后可用于发电。6)资源利用:垃圾分选可回收部分物质,焚烧残渣可综合利用;堆肥用于农业种植和园林绿化,并回收部分物资;充分利用县域内的荒沟与荒地,不仅可以减少处置费用,还可以恢复地貌,在填埋使用完毕后,可以进行再利用,如植树绿化,建造公园等。7)主要风险:焚烧时垃圾燃烧不稳定,烟气治理不达标;堆肥中因生产成本较高或堆肥质量不佳而影响产品质量;卫生填埋中沼气聚集容易引起爆炸,场地渗漏或渗滤液处理不达标。通过以上比较可以看出,卫生填埋法具有投资少、处理量大、容易操作、处理成本低的优点,在目前生活垃圾无机物含量高、环卫经费紧张的情况下,无疑是处理赵家蓬区生活垃圾切实可行的方法。本项目采用卫生填埋法作为赵家蓬区生活垃圾的处理方法。5场址选择5.1原则及依据由于垃圾填埋场的投资和工程量较大,场址确定后不可更改,如因场址选择错误而污染环境时,将造成巨大的环境和经济损失,其影响也很难消除。因此,垃圾填埋场的选址至关重要。根据《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)和《生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2013)等相关规范的要求,生活垃圾填埋场选址必须遵循以下要求:1)当地城市总体规划、区域环境规划及城市环境卫生专业规划等专业规划要求;2)与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致;3)库容应保证填埋场使用年限在10年以上,特殊情况下不应低于8年;4)交通方面,运距合理;5)人口密度、土地利用价值及征地费用均较低;6)位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风下风向;7)选址应由建设项目所在地的建设、规划、环保、环卫、国土资源、水利、卫生监督等有关部门和专业设计单位的有关专业技术人员参加。生活垃圾填埋场不应建在下列地区:①地下水集中供水水源地及补给区;②洪泛区和泄洪道;③填埋库区与污水处理区边界距居民居住地区或人畜供水点500m以内的地区;④填埋库区与污水处理区边界距河流和湖泊50m以内的地区;⑤填埋库区与污水处理区边界距民用机场3km以内的地区;⑥活动的坍塌地带,尚未开采的地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区;⑦珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区;⑧公园,风景、游览区,文物古迹区,考古学、历史学、生物学研究考察区;⑨军事要地、基地,军工基地和国家保密地区。5.2场址的确定赵家蓬区进行了大量的实地踏勘工作,先后会同、规划部门、水利部门、国土部门、环保部门、设计单位、环评单位、勘察单位对几个场址进行了实地考察,最后确定场址选在涿鹿县赵家蓬区九针台村南部1公里。场址在勘探深度内,场地岩性上部为沙土,下部为花岗岩层。自上而下可分为三层,现分述如下:耕土:厚度为0.20-0.3米,层底标高为525.70-526.28米。褐色,松散,稍湿,主要为沙土,含植物根系。该层不宜做为基础的持力层,建议全部清除。圆砾:杂色,中密,稍湿,以粒径2-20mm的为多,混粒径20-120mm的颗粒,粒径大于2mm的颗粒含量约60%左右,颗粒呈亚圆形,母岩成分为灰岩等,中等风化,分选性较差,级配相对较好,其间中粗砂填充。岩层:以花岗岩为主,力学性质好,为基础好的持力层。场地勘察范围内未发现墓穴、防空洞及其它地下构筑物。经勘察,揭露到地下水,据区域水文地质资料,地下水埋深约在地表下50.00米左右,属于潜水型,主要由大气降水补给,年水位变幅1.00米左右,由于近年来降水量减少,地下水呈逐年下降趋势。结合基础埋深情况,地基为花岗岩层,可不考虑场地内地下水对基础的不良影响。场地内无盐渍土,场地附近无污染源,故场地土对建筑材料不具腐蚀性。场址评价:1)容积较大,使用年限较长,可满足全区长时间内生活垃圾处理需求。2)可利用现有地形条件,最大限度减少土方工作量,获得足够的覆盖材料,不受洪水滑坡等自然灾害威胁。3)所选场址1km范围内无人畜居栖点。4)场址土地征用较为方便。5)工程地质及水文地质条件好,地震基本烈度8度,无大的活动断裂带通过,场地稳定性好,填埋库区场地类型属简单场地。6)场区不具备天然防渗条件,为防止对地下水的污染,需进行防治处理。综上所述,拟建场地内无不良地质作用,无环境地质问题。拟建场地地基稳定,较适合进行本工程的建设,选址较为合理。6工艺设计6.1设计依据1)《生活垃圾填埋场封场工程项目建设标准》(建标140-2010)2)《生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》(建标124-2009)3)《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB50869-2013)4)《生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程》(CJJ93-2011)5)《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》(CJJ113-2007)6)《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》(CJJ112-2007)7)《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008)8)《生活垃圾卫生填埋场环境监测技术要求》(GB/T18772-2008)9)《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范》(CJJ176-2012)10)《生活垃圾填埋场气体收集处理及利用工程技术规范》(CJJ-2009)11)《生活垃圾卫生填埋气体收集及利用工程运行维护技术规程》(CJJ175-2012)12)《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)13)《污水综合排放标准》)GB8978-1996)14)《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)6.2填埋区库容本填埋场属于山谷型填埋场。根据地形及地质状况,容积计算分为两部分:第一部分是由地下部分形成的库容,即垃圾堆体的标高达到与填埋库区边沿齐平的库容。根据山谷实际地形,本着减少挖填方的原则,填埋库区边沿至库底16米,边坡为1:1,场底面积为10718m2。第二部分为地表以上堆体部分,这部分以地表为依托,随着填埋高度的增加而增加,填埋最终高度确定为库区边沿5m。垃圾堆体外边坡设计为1:3,填高5m后按不小于5%收坡。总库容按四棱台体积公式:计算。从而可求得各阶段库容。总库容为25.6万m3,覆盖土所占容积为5.1万m3(覆土量按库容的20%计算),可填埋的垃圾总量为20.5m3(考虑到后期垃圾自然沉降,垃圾经压实和腐熟后的密度按0.8t/m3计),按日处理垃圾27.85吨计算,可使用约16年。可满足建设要求。填埋库区的总库容约25.6万m3,按总容量分类,此填埋场的建设规模属=4\*ROMANIV类填埋场。6.3场地整平设计填埋场总占地面积36亩,填埋库区占地面积30亩。根据场址的地形、地貌、道路等自然条件,考虑人员进出,垃圾运输和常年主导风向等因素。平面布置的特点为:(1)将填埋场划分为填埋库区、渗滤液处理区和管理区,功能区划分明,管理方便。平面布置合理紧凑,整个流程简捷流畅。(2)库区主要设置在现状的山谷内,减少挖填土方量。(3)在入口附近设计管理办公区用房及渗滤液调节池;(4)充分利用现有道路,减少修路,厂区共设1个大门,位于场区东部。(6)场区道路主干道宽6米,转弯半径不小于6(7)在场区布置中除考虑到功能衔接和降噪隔臭外,还应考虑景观环境。为此,除建筑造型和装潢外,对场区周围和场内空地进行充分绿化,填埋前绿化面积在场区总面积的15%以上。根据填埋区的防渗要求,库区内需要进行竖向整平和横向整平,竖向整平是考虑到场区防渗处理需要建设锚固平台,以有利于膜的铺设。按照现有地形整平后设置锚固平台,还有填埋作业道路的需要,在通往填埋库区底部设计临时道路。横向整平是为了便于渗滤液的收集导排以及填埋区内部雨水的收集导排,根据本填埋场的实际地形,对场底部要进行进一步的整平,以用来满足填埋工艺的需要。以渗滤液导排主盲沟为控制轴线,向导渗主盲沟两侧整平,渗滤液导排主盲沟整平坡度为1.5%,渗滤液导排主盲沟两侧坡度为2%,坡向渗滤液导排主盲沟。1)填埋区域底部开挖前,先清除表土,并用非表层土回填压实;2)库底纵坡:场地纵向坡度以满足渗滤液收集管道的正常坡度为宜。为减少挖填方,本方案根据场地现有坡度,取为6%;3)库底横坡:横坡是以渗滤液导排主盲沟为主控制线,坡向盲沟,坡度为2.0%。4)场底主盲沟末端的渗滤液收集管直接伸至调节池,将渗滤液排到调节池内。整个场地整平设计是以场地分区为基础,结合防渗工程要求进行的。主要包括三个部分:场地清理、场地开挖和场地土方回填。场地平整最后要求形成土建构建面,以有利于防渗系统的铺设。库区岩质边坡的处理:库区山坡局部有岩石出露,清除植被后将使岩石裸露。为避免岩石坚硬棱角对防渗系统的损坏,需对这部分岩质基础作如下特殊处理:消除高于坡面部分的岩石及其棱角,使坡面大致平整;在修整坡面上分布有阴、阳角时,应使其半径大于0.5m,并作喷浆和M5砂浆抹平处理。库区土质边坡的处理:清除所有植被,并使山坡形成相对整体坡度;突出部位作削坡处理;低洼部位采用原土回填夯实,夯实密实度大于93%。6.4坝体工程设计根据本工程实际地形,需要建设1座垃圾坝。鉴于本工程位于山区内,块石资源较为丰富,通过技术经济比较结合特定工程建设条件,在确保安全和就地取材便利的情况下,确定该垃圾拦挡坝采用浆砌石坝结构。每座坝长约50米,坝高20m,坝顶宽2m,上游边坡1:0.2,下游边坡1:0.7。外坡护坡及截洪沟采用MU30浆砌块石,M10水泥砂浆砌筑。基础清理至硬基层,上下游均设置坝脚,上游坝脚及下游坝脚均挖至中风化岩层。坝体上游坡面设置水泥压光找平层,其上依次铺设400g/m2土工布一层、2.0mm厚HDPE防渗膜(与库区水平防渗膜搭焊连成整体,并做坝顶锚固)、600g/m2土工布一层、防护土袋。坝下游坡面采用石料铺砌护坡。6.5分区工程根据总平面布置,填埋场库区总占地30亩,结合国内已经建成的填埋场的成功经验,对填埋库区进行分区是一种合理的设计方法,有利于实现工程的经济性,并减少渗滤液的产生。本方案以本填埋区的实际地形为依据,结合填埋作业工艺,制定分区方案,原则如下:1)考虑垃圾量,每区的垃圾库容能够满足一段时间使用年限的需要;2)实现雨污水分流,使填埋作业面积尽可能小,减少渗滤液的产生量;3)分区能最大限度的适合填埋工艺,能够满足工程分期实施的需要,能够满足临时封区的需要;根据地形,将整个填埋区采取垂直分区和水平分区相结合的办法,使各区相对独立同时又能结合起来。水平分区分为2个区,这2个区由西向东分别为填埋一区和填埋二区,占地面积分别为10亩和20亩。为了方便填埋作业,有利于渗滤液收集,先对填埋一区进行填埋作业,随着填埋一区的不断运行,可根据实际情况开始对二区的使用。垂直分区主要是通过锚固平台来实现,锚固平台上设计排水沟,用来导排雨水,减少渗滤液的产生量,排水沟将收集的雨水最终排入环库区截水沟内。排水沟设计成双向排水,坡度一般不小于3‰。6.6地下水导排工程地下水导排系统的设置目的主要是将库区出露的地下水导出,使库区地下水水位与土工膜保持一定的距离,以防止地下水对土工膜的顶托,从而保护土工膜不受损坏。该场址地下水位较低,远在防渗设施之下,地下水对防渗系统无影响,因此该项目不做地下水导排。6.7防洪及雨水导排设计1)截洪沟截洪沟用于截留山体内侧与填埋区之间的雨洪水,防止雨水进入填埋区。本工程截洪沟总汇水面积为0.043km2,根据本填埋场汇水面积,当区域汇水面积小于10kmQP=KFn式中:QP—设计频率下的洪峰流量(m3/s)K—径流模数按照《给排水设计手册》第七册(第二版)表4-63中有关数据选用;F—流域的汇水面积(km2);n—面积参数,当F<1km2时n=1;当F>1km2时,按照《给排水设计手册》第七册(第二版)表4-64中有关数据选用。由于本填埋场汇水面积F<1km2,所以n=1重现期20年,K=18.75重现期50年,K=23.40为使截洪沟设计经济合理,截洪沟收集范围等分成3部分,每部分排水沟的断面单独计算。计算50年一遇的洪峰流量及截洪沟断面如下表。洪峰流量计算表名称汇水面积(km2)50年一遇洪峰流量(m3/s)截洪沟断面尺寸前段截洪沟0.0140.168500×500×700mm(H中段截洪沟0.0290.336600×600×800mm(H终段截洪沟0.0431.008700×700×900mm(H截洪沟主要是对降雨进行导排,减少渗沥液的产生量。本工程截洪沟主要为沿垃圾最终填埋边界线设置,用于截流山体内侧与填埋区之间的雨洪水。其计算方法按明渠均匀流公式计算:Q=Cω,式中,Q——流量(m3/s)R——水力半径(m)I——渠道底坡,此处取5‰C——流速系数(m0.5/s)ω——过水断面面积(m2)经计算,截洪沟断面为矩形,截面尺寸见上表,总长度为1005m,截洪沟采用浆砌片石结构。2)环库排水沟环库排水沟用于导排垃圾高出地表后未经污染的雨水。本生活垃圾填埋场进入环库排水沟的总汇水面积为0.02km2,经计算环库排水沟断面为矩形,截面尺寸为400×400×600mm(H),总长度为815m,采用浆砌片石结构。6.8填埋区防渗系统1)填埋场防渗方案选择防渗处理是生活垃圾卫生填埋场建设要考虑的重要因素之一。垃圾填埋后,其中的水分及有机物分解的液体会形成渗滤液,如果渗入地下,将对地下水和周围环境造成严重污染,所以必须采取有效防渗措施防止渗滤液泄漏。在填埋场自然条件达不到《生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2013)规定的天然防渗要求时,应采取相应的工程措施。采用人工的防渗层,切断库区内渗滤液向库外泄漏的通道,彻底杜绝渗滤液的外渗,同时防止地下水向填埋库区的渗入,确保垃圾填埋场安全可靠的运作,减少渗滤液产生量,避免造成二次污染。2)防渗方式填埋场的防渗处理包含垂直防渗和水平防渗两种方式。垂直防渗是指防渗层竖向布置,防止垃圾渗滤液向周围渗透污染地下水;水平防渗是指防渗层水平方向布置,防止垃圾渗滤液向下渗透污染地下水。目前水平防渗已成为发达国家普遍采用的填埋防渗方式,也是我国垃圾填埋防渗的发展趋势。本工程采用水平防渗方式。根据填埋场渗滤液收集系统、防渗系统和保护层、过滤层的不同组合,水平人工防渗系统一般可分为单层衬层防渗系统、单复合衬层防渗系统、双衬层防渗系统。A、单层防渗系统此防渗系统只有一层防渗层,其上是渗滤液收集系统和保护层,这种类型的衬垫系统只能用在抗损性低的条件下。对于场地低于地下水水位的填埋场,只要地下水流入速率不致造成渗滤液量过多或地下水的上升压力不致破坏衬垫系统,则可采用此系统。B、复合衬层防渗系统此防渗系统采用复合防渗层,即由两种防渗材料相贴而形成的防渗层。两种防渗材料相互紧密地排列,提供综合效力。比较典型的复合结构是上层柔性膜,其下为渗透性地的黏土矿物质。与单层衬垫系统相似,复合防渗层的上方为渗滤液收集系统,下方为地下水收集系统。研究表明,用黏土和高密度聚乙烯(HDPE)材料组成的复合衬层的防渗效果优于双层衬层的防渗效果。复合衬层的关键是使柔性膜与黏土矿物质层紧密接触,以保证柔性膜的缺陷不会引起沿两者结合面的移动。C、双衬层防渗系统此种防渗系统有两层防渗层,两层之间是排水层,以控制和收集防渗层之间的液体或气体。衬层上方为渗滤液收集系统,下方可有地下水收集系统。透过上部防渗层的渗滤液或者气体受到下部防渗层的阻挡而在中间的排水层中得到控制和收集,在这一点上它优于单层衬垫系统,但在施工和衬层的坚固性等方面不如复合衬层系统。具体采用何种防渗系统,则主要取决于填埋场场址的工程地质和水文地质条件。3)防渗方案确定根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》,填埋场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。由于本场区不属地下水贫乏区,且没有特别的环境要求,因此,选择的防渗方案为规范要求的单层复合衬里防渗系统。其结构如下:库区底部防渗结构序号防渗结构名称采用材料厚度1土工织物层300g/m2织制土工布/2渗滤液导流层圆砾石、卵石,渗透系数≥10-3cm0.3膜上保护层无纺布,规格600g/m2/4HDPE土工膜聚乙烯土工膜2.05膜下防渗保护层GCL,规格5000g/m2/压实粘土,渗透系数≤1.0×10-7cm0.56基础场区剥离表层土后的自然层,夯实/库区边坡防渗结构序号防渗结构名称采用材料厚度1保护土袋袋装土/2膜上保护层无纺布,规格600g/m2/3HDPE土工膜聚乙烯土工膜2.04膜下保护层无纺布,规格600g/m2/5基础场区剥离表层土后的自然层,夯实/4)防渗膜的铺设要求由于库区防渗膜的铺设范围很大,建议选用挤压生产的幅宽8m的HDPE膜。HDPE膜的铺设设计要满足以下要求:A、防渗膜的铺设必须平坦、无较大褶皱;B、膜的搭接必须考虑使用焊缝尽量减少;C、在斜坡上铺设防渗膜,其接缝应从上到下,不允许出现斜坡上有水平方向接缝,以避免斜坡上由于滑动力可能在焊缝处出现应力集中;D、基础底部的防渗膜应尽量避免埋设垂直穿孔的管道或其他构筑物;E、边坡必须锚固,推荐采用矩形槽覆土锚固法;F、边坡与底面交界处不能设焊缝,焊缝不在跨过交界处之内。6.9渗滤液收集系统渗滤液收集系统主要包括渗滤液导流层、盲沟和渗滤液收集设施等。1)渗滤液收集系统设计原则渗滤液收集导排系统设计应符合以下原则:A、必须能及时有效的收集和导排汇于填埋场边坡和场底防渗层以上的垃圾渗滤液;B、应具有防淤堵能力;C、不得对防渗层造成破坏;D、应保证收集导排系统本身的长期稳定性。2)渗滤液的收集设计渗滤液收集导排系统由设置在底部防渗层上的导流层和渗滤液收集管组成。渗滤液收集导排系统的工作机理:各垃圾层的渗滤液沿垃圾层向底部流动,通过收集管排出。A、导流层:在填埋区底部防渗层上铺设一层粒径为16-32mm级配卵石作为导流层,并以不小于2%的坡度倾向收集管路。B、收集管路系统:主盲沟负责渗滤液的最终排放,将渗滤液从场区内穿过垃圾坝通过重力排往渗滤液调节池。为了便于渗滤液的收集和排放,设置主盲沟和支盲沟,主盲沟断面为梯形,下底宽1000mm,上底宽2000mm,深400mm,其中铺设DN250mm的HDPE穿孔花管,由导流层形成盲沟断面,并用300g/m2织制土工布包裹。支盲沟断面为梯形,下底宽800mm,上底宽600mm,深400mm,其中铺设DN200mm的HDPE穿孔花管,由导流层形成盲沟断面,并用300g6.10渗滤液产生量垃圾进填埋场后,在生物降解过程中会产生高浓度有机液体,另外还有渗入填埋场的水(包括雨水),总量超过垃圾极限含水量的部分就以渗滤液形式排出。垃圾渗滤液产生量受多种因素影响,如降雨量、蒸发量、垃圾特性等,但这些因素各有主次,有关渗滤液产生量的计算方法也很多。本工程渗沥水收集总原则是实行雨污分流。对于已填埋区应设表面排水,填埋区与非填埋区和已填埋区应做到雨污分流以尽量减少渗滤液产生量。降雨量渗入垃圾层而产生的渗滤液,可按年平均降雨量作计算依据。填埋场的渗滤液产生量按照《城市生活垃圾填埋场设计指南》垃圾渗滤液的水量预测中的合理式经验模型进行预测,其计算公式为:Q=I×C×A×10-3式中:Q—渗滤液的日平均产生量(m3/d);I—采用年平均降雨量转换为日平均降雨量(mm/d);A—填埋区作业区面积(m2);C—填埋作业区渗出系数,本工程取0.3;本工程所处地区的年平均降水量为380mm,日均降雨量为1.04mm。填埋区最大填埋面积约30亩,折合20000m2。由此可以计算出在填埋期间的日平均渗滤液产生量:Q平均=1.04×0.3×20000/1000=6.24m3/d根据《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》(建标149-2010)第十八条,渗滤液处理应优先考虑填埋场回灌和排入城镇污水处理厂进行处理。由于本工程渗滤液处理规模过小,且附近没有城镇污水处理厂,因此本工程渗滤液处理采用回灌填埋区处理,回灌规模按5m3/d计。渗滤液回灌条件必须紧密配合垃圾填埋体的形成并结合填埋操作的具体条件和可能,以控制回灌量处于最适宜的程度(即填埋体内持水量不致形成通道),并限制在最适当的范围之内(以不影响填埋作业)。在新建的填埋区内,建议在投产初期为回灌先设一个试验区,通过试验区的实际管理,定期观察并进行水质分析,可以得出一整套最合适本项目的回灌技术要领及最切合本项目实际的回灌率来。6.11调节池容积计算由于决定填埋场垃圾渗滤液产生量的主要因素是大气降水量,而一年内同一地区的大气降水量是极不均匀的,因此,为恒定渗滤液水量与水质,就必须设置渗滤液调节池。根据《生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》与《生活垃圾卫生填埋技术规范》,根据国内外填埋场运行经验和设计经验,填埋场渗滤液调节池容量计算步骤如下:首先根据多年逐月降雨量计算出每个月的渗滤液产生量,然后扣除当月的回灌量,最后计算出最大累积余量即为渗滤液调节池最低调节容量。但由于缺乏赵家蓬区附近的逐月降雨量,因此和相同规模的垃圾填埋场类比,估算本工程调节池有效容积为600m3。渗滤液调节池尺寸:20.4mX10mX3.5m(超高0.5m6.12填埋气导排系统1)填埋气体的产生及性质填埋场气体(LFG)是垃圾降解的主要产物之一。用重型压实机压实的垃圾,在填埋场隔绝空气的状态下,绿色垃圾和厨房垃圾、废纸、纸板及其它有机残余物由于微生物的强烈作用而腐烂分解,产生出填埋气体,经验表明,填埋场气体在垃圾填埋后不久就开始产生并一直持续几十年,其产生过程分为下述5个阶段。第一阶段:初始调整阶段废物中的可降解有机组分在被放置到填埋场后很快就会发生微生物分解反应。此阶段是在生化分解好氧条件下发生的,原因是有一定数量的空气随废物夹带进入填埋场内。使废物分解的好氧和厌氧微生物主要来源于日覆盖层和最终覆盖层土壤等。第二阶段:过程转移阶段此阶段的特点是氧气逐渐被消耗,而厌氧条件开始形成并发展。当填埋场变为厌氧环境时,可作为电子接受体的硝酸盐和硫酸盐常被还原为氮气和硫化氢气体。随着氧化还原电位继续降低,将所填埋处置废物中可降解有机物质转化为甲烷和二氧化碳的微生物群落开始进入第三步过程,将复杂的有机物质转化为第三阶段描述的有机酸和其他中间产物。由于存在有机酸和填埋场内气体中二氧化碳浓度升高的影响,如有渗滤液产生,则其PH值开始急剧下降。第三阶段:酸性阶段在此阶段,起源于第三阶段的微生物活动明显加快,产生大量的有机酸和少量氢气,高分子量化合物(如类脂物、多糖、蛋白蛋和核酸)的中间酶转化(水解)为适于微生物用作能源和脱硫源的化合物,此时化合物被微生物转化为低分子量的有机化合物,典型的中间产物有甲酸或其它更复杂的有机酸,CO2是此阶段产生的主要气体,少量的氢气也会在此阶段产生。在此转化阶段所涉及到的微生物总称为非产甲烷菌,由兼性厌氧菌和专性厌氧菌组成。第四阶段-产甲烷阶段在此阶段,兼性厌氧菌和专性厌氧菌居主要支配地位,将上一阶段形成的有机酸和氢气转化为甲烷和二氧化碳。负责这种转化的厌氧微生物称为产甲烷菌(产酸菌)。在某些情况下,这些微生物在第三阶段开始结束时就会开始繁殖。第五阶段-稳定化阶段在废物中的可降解有机物被转化为甲烷和二氧化碳之后,填埋废物进入成熟阶段,或称为稳定化阶段,虽然所剩余的不可利用的可生化分解有机物,在水份不断通过废物层向下运移时仍将会被转化,但填埋场气体产生的速度将明显下降。原因是大多数可利用的营养物质在前面阶段己从系统中去除,而仍保持在填埋场内的给养基生化降解减慢。在此阶段所产生的LFG是甲烷和二氧化碳,由于各填埋场的封场措施不同,填埋场的LFG中也可能会存在少量的氨气和氧气。在填埋场产气阶段,填埋场气体的主要成分为甲烷和二氧化碳,其一般的组成百分比见下表。城市垃圾填埋气(LFG)的典型组成组分甲烷二氧化碳氮氧硫化物氨氢一氧化碳微量组分体积百分数%45-5040-602-50.1-1.00-1.00-0.20-0.20-0.20.01-0.6填埋场气体的典型特征为:温度达43-40℃,相对密度约1.02-1.06Kg/m3,为水蒸汽所饱合,高位热值在15630~19537KJ/m3甲烷是一种无色无味的有机气体,易燃,在空气中的爆炸临界浓度是5-15%。高浓度甲烷也可成为窒息剂。二氧化碳由于密度较大,因此会逐步向填埋场下部迁移,使填埋场地势较低的区域二氧化碳浓度增高,进而通过填埋场基础薄弱的地方释出,且沿地层下移而与地下水接触。由于二氧化碳较易溶于水,不仅会使水的PH的降低,而且会使地下水的硬度及矿物质含量增加。填埋气体各主要成份的物理性质见下表。填埋气LFG各成份的物理性质项目甲烷二氧化碳氢硫化氢一氧化碳氮相对比重(空气=1)0.5551.5200.0691.1900.9670.967可燃性可燃-可燃可燃可燃-爆炸浓度(体积%)5-15-4-75.64.3-45.512.5-74-臭味无无无有无无毒性无无无有有无2)填埋气体的危害性填埋气体的无序排放对人类社会和自然环境都将造成较为严重的危害,归纳起来,有如下几方面:A、对地球温室效应的影响从数量上说,填埋气体的主要危害来自甲烷。对温室效应的影响,甲烷与二氧化碳相比大约是二氧化碳的20倍。地球上约10-15%的沼气是由填埋气体产生的,垃圾填埋场是温室效应产生的重要因素之一。B、对人体在毒理学和生态学影响已知填埋气体的某些组分对人类可能有各种不同的毒理作用:CO2(窒息性气体):呼吸困难,昏迷,停止呼吸;CO(对血液有害):头晕、昏迷、丧失呼吸能力;H2S(刺激性物质,对神经和细胞有害):刺激眼睛和呼吸器官,恶心、痉挛,由于丧失呼吸能力而致死;芳香族和卤化的碳氢化合物(可能致癌):填埋场中的浓度隐藏着剧烈中毒的危险(刺激物、神经中毒、血中毒等)。C、爆炸危险填埋气中甲烷爆炸下限是4.9%体积比(=49000PPm=33g/m3),因此10%的填埋气体与空气的混合就已有爆炸危险。甲烷本身无味,因此其危险性只有防爆警告器才能测出。如遇点火源,在浓度为5-15%时即发生爆炸,造成人身伤害和财产损失。还有的填埋场局部地点气体着火但白天看不见,也会造成人员烧伤事故。D、对生态环境的影响随着环境保护要求的提高及垃圾填埋场技术发展,卫生填埋规模不断扩大,而且密闭性越来越好,LFG有可能大量产生并在场内聚集,常会在堆体内产生小的超压,使气体在填埋场里分层沿水平(横向)方向进行迁移,这种迁移比沿垂直方向移动强烈。水平迁移的气体沿着土壤孙隙或裂隙进入植物根系,将土壤中氧排挤掉,致使植物逐渐萎缩死亡。由于本工程采用的是膜防渗,所以不会有气体向周围土壤迁移。但由于微量气体排放到大气环境中,也就是把有毒的致癌物质带进周围的生态系统,造成对生态环境的危害。3)填埋气体导排系统由于本工程规模较小,填埋气体量较少,没有实际的利用价值,为避免发生火灾及爆炸,一般直接排放入大气,不考虑对其综合利用。填埋场气体收集系统的作用是减少填埋气体向大气的排放量和在地下的横向迁移,并回收利用甲烷气体。填埋气收集有主动收集和被动收集两种形式。1)被动系统一般用于释放填埋场内的压力及阻断气体的地表迁移,压力是气体运动的动力,被动系统具有排泄通道通畅、工程投资省等优点,一般填埋场在垃圾填埋作业期,采用被动控制系统。对本工程而言,初期拟采用被动控制系统。2)主动收集系统则采用抽真空的方法来控制气体的运动,通常用于已封场的填埋场,由填埋气导排井、集气/输送管道和风机三部组成。对本工程言,操作单元已封场时采用主动收集系统并集中燃烧处理。LFC的最终排放有两种方式:分散排放和集中排放。被动收集一般采用分散排放的方式,主动收集一般采用集中排放的方式。分散排放具有排气通畅、易于扩散和有害气体浓度较低的优点,但排气口过多,不利于封场后的园林建设和收集利用。集中排放是用水平导气管将4-6个石笼连接后排放。集中排放由于排放口数量较少,便于填埋封场后的土地恢复利用和气体的收集利用,但排气不够通畅。由于工程垃圾填埋量不大,填埋气生成量较小,所以采用分散排放方法,直接由导气石笼放空。导气石笼中设有HDPE穿孔导气管,导气管除导气外,还兼有排水的作用。本填埋区面积较少仅有20000平米,因此整个填埋库区设置7个导气石笼井即可满足导排要求。在每个竖向石笼顶部(接近最终覆盖层处)设置一根DN200气体排放管,排放口高出最终覆盖层1m。6.13填埋作业系统1)填埋工艺的选择城市生活垃圾填埋处理、处置过程可以看作是“最大限度的利用自然循环和分解机制”的过程。从这种观点出发填埋场可以被分为厌氧性填埋场、好氧性填埋场、准好氧性填埋场三种。厌氧填埋场在水浸渍的状态下填埋,空气无法进入,在填埋体内部形成厌氧状态,垃圾中的有机物分解缓慢。厌氧分解分为两步:首先是有机物被分解为有机酸或乙醇,然后进一部分解为甲烷和二氧化碳。从废弃物填埋开始到填埋物稳定需要一个很长的时间。在一些地域宽阔的国家,填埋场地无需恢复利用,较多采用厌氧填埋方式,同时可收集甲烷气体用于发电。好氧填埋场好氧填埋按供气方式不同有两种形式:一是用鼓风机直接向填埋场中鼓风的“好氧填埋”;另一种是在集水管末端利用自然通风达到填埋体中空气流通的“准好氧填埋”。这两种都有早期加速稳定有机物的效果,卫生条件好,垃圾腐熟快,在干旱地区可省去渗滤液处理系统。但好氧填埋通气管路多,还需配设机械送风系统,不仅作业复

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