固体废弃物课程设计

固体废物的处理处置课程设计-1-/10《固体废弃物与噪声控制工程课程设计》课程设计1.垃圾填埋气体的产生及其对环境的危害：1.1垃圾填埋气体的产生固体废弃物在垃圾填埋场填埋后即开始分解。目前普遍认为填埋气体产生过程可分为以下五个阶段：第一阶段：好氧分解阶段；第二阶段：好氧至厌氧的过渡阶段；第三阶段：酸发酵阶段；第四阶段：产甲烷阶段；第五阶段：填埋场稳定阶段。在厌氧分解过程中，土壤和垃圾中的微生物分解填埋废弃物中的大部分有机物，延续产生10～40a(年)的LFG(填埋气体)。垃圾在生物分解过程中产生的LFG主要由甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)组成，同时伴有少量的氮(N2)、氧(O2)、各种碳氢化合物、水份和其他微量化合物。LFG产生的速度和量随时间和地点的不同而不同。填埋垃圾的分解速度和程度取决于诸多因素，如水份、温度、垃圾成分、填埋深度、垃圾压实度等等一般情况下，甲烷产生率为1.2～7.5L/kg·a。按体积计算，在稳定的城市垃圾填埋场产生的LFG中，甲烷含量的变化范围通常在30%～50%。1.2垃圾填埋气体对环境的危害由于垃圾分解产生的LFG会使地下气体压力增加，少量受压的LFG会通过填埋场表面逸出，进入空气或在地底下向相邻地区迁移。甲烷气体会引起火灾和剧烈爆炸，是一种危险的物质。其他非甲烷有机混合气体通常较臭，有害环境和人类健康。因此，如果对LFG不加以有效控制，则会引起大气污染，水污染，甚至危及人类的安全和健康。若对LFG加以有效控制、收集、处理或利用，不仅能消除污染和破坏环境的隐患，而且能开发大量宝贵的能源。2.15年的填埋场库容及覆土量：1)任意年的垃圾填埋量：由得：其中:--------任意年总填埋场库容；--------任意年的覆土量；由于垃圾资源化和填埋期间的自然降解对垃圾的兼容率为固体废物的处理处置课程设计-1-/10《固体废弃物与噪声控制工程课程设计》课程设计1.垃圾填埋气体的产生及其对环境的危害：1.1垃圾填埋气体的产生固体废弃物在垃圾填埋场填埋后即开始分解。目前普遍认为填埋气体产生过程可分为以下五个阶段：第一阶段：好氧分解阶段；第二阶段：好氧至厌氧的过渡阶段；第三阶段：酸发酵阶段；第四阶段：产甲烷阶段；第五阶段：填埋场稳定阶段。在厌氧分解过程中，土壤和垃圾中的微生物分解填埋废弃物中的大部分有机物，延续产生10～40a(年)的LFG(填埋气体)。垃圾在生物分解过程中产生的LFG主要由甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)组成，同时伴有少量的氮(N2)、氧(O2)、各种碳氢化合物、水份和其他微量化合物。LFG产生的速度和量随时间和地点的不同而不同。填埋垃圾的分解速度和程度取决于诸多因素，如水份、温度、垃圾成分、填埋深度、垃圾压实度等等一般情况下，甲烷产生率为1.2～7.5L/kg·a。按体积计算，在稳定的城市垃圾填埋场产生的LFG中，甲烷含量的变化范围通常在30%～50%。1.2垃圾填埋气体对环境的危害由于垃圾分解产生的LFG会使地下气体压力增加，少量受压的LFG会通过填埋场表面逸出，进入空气或在地底下向相邻地区迁移。甲烷气体会引起火灾和剧烈爆炸，是一种危险的物质。其他非甲烷有机混合气体通常较臭，有害环境和人类健康。因此，如果对LFG不加以有效控制，则会引起大气污染，水污染，甚至危及人类的安全和健康。若对LFG加以有效控制、收集、处理或利用，不仅能消除污染和破坏环境的隐患，而且能开发大量宝贵的能源。2.15年的填埋场库容及覆土量：1)任意年的垃圾填埋量：由得：其中:--------任意年总填埋场库容；--------任意年的覆土量；由于垃圾资源化和填埋期间的自然降解对垃圾的兼容率为15%;则任意年的垃圾填埋量为：2)任意年的覆土容积：由于覆盖土容积按填埋垃圾的填埋量的10%计;则任意年的覆土容积为：3)任意年的填埋场库容：固体废物的处理处置课程设计-2-/104)15年的填埋场库容：5)15年的覆土量：3.15年填埋气体的产气量：填埋状态下的垃圾分解经历两个过程，第一阶段是好氧分解过程，该阶段维持时间短，仅在几周内氧气就将耗尽而结束；第二阶段为厌氧分解过程，产生甲烷气，而且持续时间可达20-50年，所以填埋场的化学反应主要是厌氧发酵过程，填埋垃圾后一般2-3年开始产气。填埋物产生的气体主要以易燃、易爆的沼气（甲烷）为主，另外还有少量的HS、NH等有害23气体，因此必须加以收集和控制。垃圾场的产气量主要取决于垃圾的可降解有机物的质与量，一般来讲，产气量是一个定值，而产气速率则受多种因素影响，如垃圾量和垃圾成分、垃圾填埋时间、垃圾密实程度、填埋垃圾体中的温度、含水率以及垃圾空隙中的气体压力等。填埋状态下的垃圾分解经历两个过程，第一阶段是好氧分解过程，该阶段维持时间短，仅在几周内氧气就将耗尽而结束；第二阶段为厌氧分解过程，产生甲烷气，而且持续时间可达20-50年，所以填埋场的化学反应主要是厌氧发酵过程，填埋垃圾后一般2-3年开始产气。填埋物产生的气体主要以易燃、易爆的沼气（甲烷）为主，另外还有少量的HS、NH等有害23气体，因此必须加以收集和控制。垃圾场的产气量主要取决于垃圾的可降解有机物的质与量，一般来讲，产气量是一个定值，而产气速率则受多种因素影响，如垃圾量和垃圾成分、垃圾填埋时间、垃圾密实程度、填埋垃圾体中的温度、含水率以及垃圾空隙中的气体压力等。（一）填埋气体的计算Mpd0expptMd垃圾产甲烷速率：DtMp0exptd654dexpt固体废物的处理处置课程设计-2-/104)15年的填埋场库容：5)15年的覆土量：3.15年填埋气体的产气量：填埋状态下的垃圾分解经历两个过程，第一阶段是好氧分解过程，该阶段维持时间短，仅在几周内氧气就将耗尽而结束；第二阶段为厌氧分解过程，产生甲烷气，而且持续时间可达20-50年，所以填埋场的化学反应主要是厌氧发酵过程，填埋垃圾后一般2-3年开始产气。填埋物产生的气体主要以易燃、易爆的沼气（甲烷）为主，另外还有少量的HS、NH等有害23气体，因此必须加以收集和控制。垃圾场的产气量主要取决于垃圾的可降解有机物的质与量，一般来讲，产气量是一个定值，而产气速率则受多种因素影响，如垃圾量和垃圾成分、垃圾填埋时间、垃圾密实程度、填埋垃圾体中的温度、含水率以及垃圾空隙中的气体压力等。填埋状态下的垃圾分解经历两个过程，第一阶段是好氧分解过程，该阶段维持时间短，仅在几周内氧气就将耗尽而结束；第二阶段为厌氧分解过程，产生甲烷气，而且持续时间可达20-50年，所以填埋场的化学反应主要是厌氧发酵过程，填埋垃圾后一般2-3年开始产气。填埋物产生的气体主要以易燃、易爆的沼气（甲烷）为主，另外还有少量的HS、NH等有害23气体，因此必须加以收集和控制。垃圾场的产气量主要取决于垃圾的可降解有机物的质与量，一般来讲，产气量是一个定值，而产气速率则受多种因素影响，如垃圾量和垃圾成分、垃圾填埋时间、垃圾密实程度、填埋垃圾体中的温度、含水率以及垃圾空隙中的气体压力等。（一）填埋气体的计算Mpd0expptMd垃圾产甲烷速率：DtMp0exptd654dexpt4填埋场的甲烷产率：FtDtTii：第Ti年填埋垃圾量（t），是填埋场第i层中废弃物的吨数，可以按照填埋场每年填入废弃物量进行确定；0：为新鲜垃圾产Mp4CH潜能，中小城市垃圾填埋场的m0为65Mp。因为西宁市属t固体废物的处理处置课程设计-3-/10于中小城市，其0为65Mp。t：时间（a）；d：垃圾持续产4CH时间(a)；且d为4年。Dt：为垃圾产4CH速率（）；F(t)：为填埋场4CH产率；（二）填埋场的甲烷产率：FtDtTi单位：D:（）DMp101dexpd12.6641654expF1124557.6.66360DMp202dexpd9.8642654expF293549.6360固体废物的处理处置课程设计-3-/10于中小城市，其0为65Mp。t：时间（a）；d：垃圾持续产4CH时间(a)；且d为4年。Dt：为垃圾产4CH速率（）；F(t)：为填埋场4CH产率；（二）填埋场的甲烷产率：FtDtTi单位：D:（）DMp101dexpd12.6641654expF1124557.6.66360DMp202dexpd9.8642654expF293549.6360.86DMp303dexpd7.6843654expF372764.8360.68DMp404dexpd5.9844654expF452152.8360.98DMp505dexpd4.6645654exp固体废物的处理处置课程设计-4-/10F541677.6360.66DMp606dexpd3.6346654expF631306.8.63360DMp707dexpd2.8247654expF721015.2360.82DMp808dexpd2.2048654expF82792360.20DMp909dexpd固体废物的处理处置课程设计-4-/10F541677.6360.66DMp606dexpd3.6346654expF631306.8.63360DMp707dexpd2.8247654expF721015.2360.82DMp808dexpd2.2048654expF82792360.20DMp909dexpd1.7149654expF91615.6.71360DMp10010dexpd1.33410654expF101478.8.33360DMp11011dexpd1.04411654expF111374.4360.04DMp12012dexpd0.81412654expF120291.6.81360固体废物的处理处置课程设计-5-/10DMp13013dexpd0.63413654expF130226.8.63360DMp14014dexpd0.49固体废物的处理处置课程设计-5-/10DMp13013dexpd0.63413654expF130226.8.63360DMp14014dexpd0.49414654expF140176.4360.49DMp15015dexpd0.38415654expF150136.8360.38固体废物的处理处置课程设计-6-/104.填埋气体的收集方式：为避免填埋气体在填埋垃圾内积累，消除由此而来的潜在火灾及爆炸危险，应在垃圾层中设有导排气系统。4.1导气系统导气系统由垂直导气管组成，垂直导气管安装在渗沥液收集管的支座上，管间距40m。导气管管材采用特制穿孔工程塑料管，管径为DN200。导气管四周设石笼透气层即铅丝网包拢级配碎石滤料（300mm厚，粒径50～150mm。），导气系统的铺设随着填埋作业逐层上升而逐根加高。4.2排气系统排气系统采用分散排放方式，即每根导气管均设一根排气管，将收集的填埋气在排气管口点燃。排气管口高出最终覆盖层1m（即距离地面高约6.5m），有利于填埋气体的扩散。4.3填埋气体导埋系统5.抽气井布点：抽气井按三角形布置，影响半径应通过现场试验确定。但由于抽气井的布置会影响集气/输气管路径，应根据现场条件和实际限制因素，对抽气井进行适当调整。同时，在建设LFG抽气井的过程中，井的确切位置还需要根据遇到的情况适当进行调整。1)15年的填埋废物的体积:2)如果填埋高度为35m，则填埋场面积为：3)假设填埋场的长a为：440m，则填埋场的宽b为:4)抽气井到填埋场的距离为65m，井间距为45m。抽气井的个数为：座所以抽气井个数取整为10座。抽气井布置图见图5。200m887.5m图5.抽气井布置图65m×65m45m440m

固体废物的处理处置课程设计-6-/104.填埋气体的收集方式：为避免填埋气体在填埋垃圾内积累，消除由此而来的潜在火灾及爆炸危险，应在垃圾层中设有导排气系统。4.1导气系统导气系统由垂直导气管组成，垂直导气管安装在渗沥液收集管的支座上，管间距40m。导气管管材采用特制穿孔工程塑料管，管径为DN200。导气管四周设石笼透气层即铅丝网包拢级配碎石滤料（300mm厚，粒径50～150mm。），导气系统的铺设随着填埋作业逐层上升而逐根加高。4.2排气系统排气系统采用分散排放方式，即每根导气管均设一根排气管，将收集的填埋气在排气管口点燃。排气管口高出最终覆盖层1m（即距离地面高约6.5m），有利于填埋气体的扩散。4.3填埋气体导埋系统5.抽气井布点：抽气井按三角形布置，影响半径应通过现场试验确定。但由于抽气井的布置会影响集气/输气管路径，应根据现场条件和实际限制因素，对抽气井进行适当调整。同时，在建设LFG抽气井的过程中，井的确切位置还需要根据遇到的情况适当进行调整。1)15年的填埋废物的体积:2)如果填埋高度为35m，则填埋场面积为：3)假设填埋场的长a为：440m，则填埋场的宽b为:4)抽气井到填埋场的距离为65m，井间距为45m。抽气井的个数为：座所以抽气井个数取整为10座。抽气井布置图见图5。200m887.5m图5.抽气井布置图65m×65m45m440m固体废物的处理处置课程设计-7-/106.抽气井及井口装置图：抽气井及井口装置图见附图67.填埋场的工艺流程图：8.1填埋区划分根据地形特点，将填埋作业区划分为一、二两个填埋区域，每个区域内按10×10m（或根据地形条件以100m2为单位）划分填埋单元，从最低点分层填埋。8.2垃圾填埋工序（1）垃圾进场后按划分好的单元卸下，用推土机摊平摊铺均匀至厚度为0.6～0.8m后，再用垃圾压实机反复压实使其密度不小于0.85t/m3，然后继续填埋第二、第三层……，至垃圾压实厚度达到2m，然后覆盖0.2m的土层，继续向下一部分推进。当天的垃圾按填埋单元填埋完成后，表面需再覆盖一层0.2m的土层，做到当日垃圾当日覆盖。（2）当一个填埋区域的垃圾填埋完成并压实到0.85t/m3后，表面要覆盖一层0.5m厚的土层，以保证填埋场整体的环境。（3）当填埋场最终完成填埋后，整个填埋区的表面要覆盖一层0.5m厚的粘土（渗透系数≤10-7cm/s），或覆盖人工合成材料，上部再填0.5m厚的盐土，并均匀压实。（4）垃圾最终填埋完成后，至少在三年内封闭监测，不准使用，要特别注意防火、防爆。三年后经鉴定达到安全期后可作为人造景观及一些无机类物资堆放场地等。未经长期观测，填埋场地区绝对不能作为工厂、商店、学校等建筑用地。此外，为便于降水的自然排放，垃圾堆体顶面应由最高点坡向四周，保证坡向平整，坡度不小于5%。8.3垃圾填埋工艺流程图：填埋气体工艺流程图见附图8.总结：通过《固体废物的处理与处置》课程设计，对《固体废弃物与噪声控制工程》在课堂讲解的基础上有了一个更深层次的理解，尤其是固体废物的填埋处置。这次课程设计的重点是垃圾填埋场中抽气井的布设与产气量的估算。在抽气井的布设中，首先进行的工作是垃圾填埋场的在服务年限产气量的估算预测，其次是对垃圾填埋气体的产生过程及其对环境的影响进行分析，再次是确定填埋气体的收集方式，，最后对填埋气体综合利用净化技术进行分析，在此基础上完成对抽气井布设的设计和规划。9.参考文献：[1]固体废物的处理处置课程设计-7-/106.抽气井及井口装置图：抽气井及井口装置图见附图67.填埋场的工艺流程图：8.1填埋区划分根据地形特点，将填埋作业区划分为一、二两个填埋区域，每个区域内按10×10m（或根据地形条件以100m2为单位）划分填埋单元，从最低点分层填埋。8.2垃圾填埋工序（1）垃圾进场后按划分好的单元卸下，用推土机摊平摊铺均匀至厚度为0.6～0.8m后，再用垃圾压实机反复压实使其密度不小于0.85t/m3，然后继续填埋第二、第三层……，至垃圾压实厚度达到2m，然后覆盖0.2m的土层，继续向下一部分推进。当天的垃圾按填埋单元填埋完成后，表面需再覆盖一层0.2m的土层，做到当日垃圾当日覆盖。（2）当一个填埋区域的垃圾填埋完成并压实到0.85t/m3后，表面要覆盖一层0.5m厚的土层，以保证填埋场整体的环境。（3）当填埋场最终完成填埋后，整个填埋区的表面要覆盖一层0.5m厚的粘土（渗透系数≤10-7cm/s），或覆盖人工合成材料，上部再填0.5m厚的盐土，并均匀压实。（4）垃圾最终填埋完成后，至少在三年内封闭监测，不准使用，要特别注意防火、防爆。三年后经鉴定达到