旅游景区生态环境综合治理工程垃圾处理厂工程分析

旅游景区生态环境综合治理工程垃圾处理厂工程分析1.1生活垃圾成份及产生量分析1.1.1生活垃圾成份分析九华山街区居民用气较为普遍，燃气率达到70％，居民燃煤日益减少，游客产生的垃圾多为食品、包装物、塑料制品等。垃圾的含水率达到48％，容重为600kg/m3，生活垃圾主要成份构成情况见表5-1。表5-12000年生活垃圾成份组成表分类厨余等有机物灰土砖石塑料玻璃金属纸含水率容重含量（％）56.921.54.38.82.20.51.8480.6t/m3由表5-1可以看出，九华山风景区生活垃圾的特点是：（1）有机物含量较高。（2）无机物含量较低，随着燃气率的进一步普及和提高，灰渣等无机物的下降将更趋明显。（3）垃圾含水率相对较高。1.1.2垃圾产生量预测目前九华山九华街生活垃圾年总产生量约3500t，平均日产10t，人均日产垃圾约1.33kg。柯村日产垃圾9t，人均日产垃圾约0.65kg。根据总体规划，比照周边地区及其它风景区有关情况，确定中心区人均垃圾日产量为1.3kg，农村人均垃圾日产量1.0kg。再根据规划区中人口发展的预测，可计算出2005年、2010年九华山垃圾产量。九华山风景区旅游人数及总人口预测见表5-2、5-3，九华街区常住人口稳定在4000多人，近期将有20％的人口下迁，中期30％的人口下迁，规划远期有20％人口下迁。九华街区、柯村下迁常住人口的预测见表5-4。以此为依据，推算出垃圾产量见表5-5。表5-2旅游规模预测单位：万人次年份地点20052010柯村63.0103.60九华街区91.6791.67合计154.67191.27表5-3总人口预测表单位：人年份地点2005年2010年柯村中心区1600025333自然村95008600九华街区1293012400合计3843046333表5-4常住人口预测表年份地点20052010柯村中心区850013000自然村95008600九华街区20301500合计2003023100表5-5九华山风景区生活垃圾产生量预测表单位：t/d时间人口（人）垃圾中心区（含流动）农村200528930950047.10201037733860057.65实践证明，目前城市垃圾的压实密度值约为0.9－1.1t/m3，根据本垃圾处理厂垃圾填埋工艺过程，垃圾压实密度控制在约0.9t/m3。1.2垃圾处理工艺1.2.1垃圾处理工艺选择根据国务院有关文件的精神，我国垃圾处理技术政策为：近期内着重发展卫生填埋和高温堆肥处理技术，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，逐步实现垃圾无害化、减量化、资源化的总目标。逐步采取垃圾分类收集、分类运输、分类处理的方法。努力实现垃圾收集容器化、封闭化、运输机械化。由于焚烧对垃圾的热值要求较高，目前只有广州、上海、宁波等沿海发达城市在推广垃圾焚烧发电技术，我国大部分中小城市因受垃圾成份、产量限值，不宜进行垃圾焚烧处理。依据《九华山生态环境综合治理工程可行性研究（调整）报告》及省计委批复，结合九华山垃圾产量组成、垃圾处理厂的地形及大片林场、苗圃对有机肥的需求等实际情况，选择处理方式为高温动态堆肥＋卫生填埋的综合处理工艺是合理的，该工艺的选择符合我国垃圾处理的技术政策，该工艺流程简单可靠，管理方便，可实现垃圾无害化、减量化、资源化。1.2.2堆肥工艺堆肥生产工艺流程图见工艺流程图2-4。发酵过程为：①一次发酵发酵仓底部布置通风道及排水道，发酵过程中采用高压风机强制通风，发酵中的废气（主要是水蒸气、CO2、NH3气等）由仓顶排气道引出。发酵仓内物料温度保持在35～65℃、含水率35～45％左右，一次发酵周期为5天，垃圾产生的渗滤液由仓底排水道排出，发酵仓物料出仓可减量1/3。②二次发酵二次分选后的物料进入二次发酵，二次发酵采取静态自然通风好氧发酵，发酵周期15天，发酵后的物料含水率≤30％，熟化后外运。1.2.3填埋工艺垃圾填埋工艺见图2-5，具体操作过程如下：垃圾过磅以后，进填埋场通过临时通道进入垃圾填埋单元作业点卸下，由填埋机械滩铺，采用分单元、分块进行夹层式碾压。一般以一日为1个填埋单元，利于每日一覆盖。多个填埋单元组成2.5m厚的单元层。然后再按此程序在上面填埋第二层、第三层……。日覆盖土用粉质粘土，覆盖厚度为100mm，覆盖层表面应留有2％的坡度，坡向边缘，以利雨水的导排。在开始上一层垃圾填埋时，将下一层的中间覆盖土挖开，便于上层垃圾的渗滤液下渗到渗滤液收集渠。填埋到最终设计标高时，进行终场覆盖，封顶采用粘土，厚度0.6m，分两次压实，再覆0.3m厚的耕植土，压实后进行绿化和复耕。具体操作单元见图5-1。在填埋作业的同时还要对部分回收的垃圾和临时堆放的垃圾、填埋机械、填埋区进行不定期的喷药，以消毒、灭虫，减少蚊蝇、昆虫的孳生。垃圾坝顶以上，垃圾依靠自身堆高，外边坡按1∶3设计，每升高2.5m设一2m宽的平台，每升高10m设一4m宽的平台，以缓冲坡面径流和便于边坡的维护。填埋完成后的垃圾堆体外最大坡度不大于1∶4，可保证垃圾堆的稳定性。1.3垃圾处理工艺的物料平衡根据工艺流程和处理能力，做出全厂生产线物料平衡，见图5-2。一次筛分一次筛分人工分选集料二次筛分滚筒筛一次发酵喷药杀菌回收4玻璃、纸、塑料、废电池、金属回喷9成品15图5-2全厂生产线物料平衡图单位：t/d50渗滤液3破袋人工分选磁选474642352925二次发酵23强制通风渗滤液2自然通风5蒸发2蒸发13蒸发15填埋7筛上物填埋4筛上物填埋8填埋20补充水4集水池 喷药杀菌由物料平衡可知，该项目垃圾处理结果除回收部分可利用物外，可获得成品堆肥15t/d，去填埋库填埋20t/d，堆肥工艺渗滤液可完全回喷发酵仓使用，并需将其他废水作为补充水。1.4库容分析据垃圾产量预测及所采用的堆肥＋填埋工艺物料平衡可知填埋处理量为20t/d，年垃圾填埋量按下列公式计算：V＝365×WP/D（1＋K覆）式中：V－年垃圾填埋所占体积，m3/a；WP－日垃圾总重量，t/d；K覆－覆土容积量系数，一般0.1～0.2，取值0.2。D－垃圾填埋容重，t/m3，取1t/m3。计算结果为每年垃圾填埋体积6083m3/a。该库总库容为16.8万m3，根据项目提供的垃圾填埋高度为垃圾填埋堆堆高从场底（标高±0.000）到11m标高为止，工程库容12.3万m3，据填埋体积及有效库容可计算出垃圾填埋场服务年限约为20年。可见该库容能满足《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17－2001）中规定的填埋场使用年限10以上的要求。1.5全厂水量平衡1.1.1渗滤液产生情况采取截洪措施后，拦截了工作平台的雨水，填埋好的垃圾已用土覆盖（一日一覆），并有2％以上的排水坡度排除雨水，只有落在当日填埋垃圾区作业面上（尚未覆土）的雨水和已覆土垃圾区仍渗入少量雨水以及垃圾本身的水份会成为垃圾渗滤液。通过渗滤液收集导排系统进入调节池。渗滤液产生量按下式计算：Q=I•A•C/1000式中：Q－每日平均渗滤液量，m3/d；I－年降雨日均量，mm/d；A－填埋汇水面积，m2；C－渗出系数，一般0.2～0.8，取值0.4。考虑到垃圾填埋的变化，通过上式计算，渗滤液产生量的范围为13.5～18.9m3/d，平均值为16.2m3/d。1.1.2全厂水量平衡堆肥渗滤液图5-3全厂水量平衡图堆肥渗滤液图5-3全厂水量平衡图单位：t/d损耗1.2集水池垃圾渗滤液生活用水冲洗用水冲洒用水绿化损耗1损耗1损耗24.89116.214.831调节池54回喷961022121污水初步处理送城市污水处理厂28271.6拟建工程主要污染源分析本项目主要污染源有以下几方面：①垃圾填埋渗滤液。②堆肥工艺产生的渗滤液。③堆肥工艺和垃圾填埋产生的含CH4、CO2 、H2S、NH3、CH3SH等的废气。④各运输和作业工序产生的粉尘、风吹垃圾。⑤工程机械、设备产生的噪声。⑥厂内清洁冲洗废水、生活废水。1.6.1废水污染源（1）垃圾渗滤液渗滤液来源：①堆肥车间渗滤液堆肥渗滤液是集料过程、一次发酵过程中垃圾有机物发酵分解的产物，为维持垃圾发酵所需要的湿度，需要将渗滤液回喷，不会对外排放，具体物料平衡见图5-2。②垃圾填埋渗滤液经过雨水截留防渗后，填埋渗滤液主要来自于垃圾本身含水与发酵及雨水渗入，按年降雨日均量计算的每日平均渗滤液量为16.2m3/d（详见1.1.1），夏季6－7月份日平均渗滤液产生量可能达25m3/d，工程拟设计2400m3容积的调节池（按最大汇水面积和24h最大降雨计算），对日平均排渗滤液有足够的贮存和调节能力，不会对年均每日平均输出（至城市污水处理厂）量造成冲击。所产生的渗滤液由横、纵向盲沟收集后经导管穿过垃圾坝入渗滤液调节池，经过初步处理达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）三级标准后，送柯村污水处理厂处理。（2）清洗、冲洗废水和生活废水主要是冲洗汽车、设备、场地废水和工作人员生活废水，排放量为14.8m3/d，与渗滤液一并处理。（3）废水水质及排放水质①渗滤液类比调查渗滤液水质随着垃圾填埋年数的变化，各项污染物浓度随之降低，现将深圳和南昌的垃圾填埋场的渗滤液中各项污染物浓度调查结果列于表5-5。5-5不同填埋时期的渗滤液水质项目深圳南昌初期5年后初期6年后范围典型值范围典型值SS1000～60003500100～3000800100～600100～600BOD5（mg/l）10000～36000150001000～1000030001900～7030600～6000CODCr（mg/l）20000～60000350003000～2000080003785～120001000～8000NH3-N（mg/l）4001000600200～30070～200pH1.6～7.06.06.5～7.57.06.0～7.06.5～8.0②本项目废水水质及排放情况鉴于本工程采用生活垃圾综合处理工艺，通过堆肥工艺处理，其卫生填埋场的填埋物料已去除了大部分厨余等有机物，无机物成份含量高，又属峡谷型填埋场，水质随年限变化不明显，故拟取南昌初期渗滤液浓度中值，确定本项目的渗滤液水质。另外考虑厂内其它废水的调节作用，确定调节池中废水水质。对废水进行初步处理后达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）三级排放标准限值，具体排放情况见表5-6。表5-6废水排放情况表排放量污染物浓度（mg/l）污染物（kg/d）处理前处理后处理前处理后SS2001001.62.8COD4000100011228BOD20006005614NH3-N150/4.2/废水水量合计28m3/d（其中渗滤液12.2，其它废水11.8）（4）废水治理措施①采取防渗、截洪、防洪、厂内径流截排等设施进行清污分流，减少渗滤液量。②设立渗滤液纵向、横向导排系统，有序收集渗滤液入调节池。③采取水平和垂直防渗措施，防止渗滤液污染地下水。填埋场防渗结构见图2-6。④修建足够大的废水调节池，避免雨洪季节渗滤液漫溢，并可匀量、匀质。⑤对全厂废水初步处理，达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）三级标准限值，减轻对城市污水处理厂处理负荷的冲击。1.6.2废气污染源（1）堆肥车间一次发酵产生的臭气垃圾堆肥是一个发热的生物过程，在该过程中，有机物于55~65℃转变成营养丰富的腐殖质，同时部分物质转变成具有强烈气味气体，主要是H2S、NH3、CH3SH等恶臭气体，该气体主要发生在堆肥工艺的一次发酵过程中，即发生在一次发酵车间。恶臭气体产生量取决于发酵所需空气量。空气的供给方法，主要靠强制通风和翻滚搅拌供给，理论空气量随堆肥物料及分解效率不同而异。在实际操作中的空气供给量往往是理论空气量的2~10倍，空气量过大，会使堆层内的温度下降，达不到发酵所需的55~65℃高温，过少则会变成厌氧状态，增加发酵时间，同时会产生大量恶臭气体物质。鉴于上述分析，同时考虑该工程堆肥物料中厨余等有机物含量较高，故取空气供给量为每公斤有机物垃圾供气12m3。由工程的物料平衡和垃圾成份分析可知，日处理生活垃圾50吨，进一次发酵场物料为35吨，其中有机物含量约17吨，则空气供给量为2.04×105m3，忽略空气损耗，则恶臭气体平均排放量为8.50×103m3/h。关于堆肥发酵废气中恶臭气体浓度，据国内外资料类比，将恶臭气体浓度及发生量列于表5-7。表5-7堆肥工艺恶臭气体发生量恶臭气体H2SNH3CH3SH浓度(mg/Nm3)18.044.510.04产生量(kg/h)0.1540.0383.4×10-4产生量(kg/d)3.700.928.16×10-3恶臭气体经过土壤脱臭处理后15m高排气筒排放，其污染物排放情况及相应的排放标准值见表5-8。表5-8堆肥工艺恶臭气体排放情况单位：kg/h项目产生量削减量排放量排放标准值H2S0.1540.140.0140.33NH30.0380.0340.0044.9CH3SH3.4×10-43.06×10-43.4×10-50.04将表中的排放量与排放标准限值相对照可知，无论是产生量还是排放量，远低于排放标准限值，因此该项目恶臭气体对环境影响较小。（2）填埋场废气通过严格执行覆土操作工艺要求，使垃圾填埋完成后不产生无组织排放，填埋气通过导气竖井导出。垃圾填埋场的有机物，由于微生物作用而分解产生的气体，统称为填埋气（LFG），LFG的主要成份是CH4和CO2，其次尚有少量臭味气体如H2S、NH3、CH3SH等。其中CH4占40～65％，是填埋场废气的主要成份。LFG的产生量主要取决于填埋垃圾成份、覆土厚度、填埋密度、深度、时间、温度以及垃圾含水率、垃圾粒度、垃圾渗滤液的pH值等，因此从理论上来说是一个非常难以确定的数值，现按杭州城市生活垃圾填埋场类比确定LFG产生量。杭州城市生活垃圾填埋场平均每吨垃圾日产LFG4.0m3，根据九华山垃圾填埋场日填埋量20t垃圾和平均每吨垃圾日产LFG4.0m3，可估算出该填埋场将产生LFG80m3/d。LFG成份随垃圾成份、含水率及覆土性质等而变化，现将不同垃圾填埋场产生的LFG主要成份列于表5-9。表5-9LFG的组成成份（％）LFG成份H2SNH3CH3SHCH4N2CO2德国某填埋场0.3610.7154.754.8328.81杭州填埋场0.3411.5862.943.7920.8马鞍山填埋场0.282*11.84*7.92*48.512.732.1注：“*”单位为mg/Nm3本评价拟参考杭州垃圾场LFG组成成份计算各项气体发生量，各气体在标准状态下密度列于表5-10，垃圾填埋场LFG中各项气体发生量列于表5-11中。表5-10LFG的组成成份及密度一览表LFG成份H2SNH3CH4N2CO2CH3SH体积百分比（%）0.3411.5862.943.7920.80.50气体密度（kg/Nm3）1.540.770.721.251.982.14表5-11LFG中各项气体发生量LFG成份发生量kg/d0.427.1336.23.7932.90.854kg/t0.0180.301.510.161.320.021按照GB16889-1997《生活垃圾填埋污染控制标准》对垃圾场气体输导、收集、排放的规定，LFG要燃烧后排放，LFG燃烧后的主要产物为SO2、NOX和CO2等，另外还有少量未完全燃烧的H2S、NH3、CH3SH等。据国外资料介绍，火炬燃烧法对恶臭气体的去除率分别为：H2S99%、NH385%、CH3SH87.5％，去除效果明显。当垃圾填埋气被燃烧的情况下，垃圾填埋场大气污染物日排放量见表5-12。表5-12沼气火炬的各项大气污染物排放情况项目产生量（kg/d）削减量（kg/d）排放量kg/dkg/hH2S0.420.4160.0040.0002NH37.136.061.070.04CH3SH0.8560.7280.1280.005SO21.750.07NOx*16.40.68注：“*”NOX以NO2计。LFG燃烧后产物中无论H2S、NH3、CH3SH等恶臭气体，还是SO2、NOx等二次污染物的排放量均很小。（3）全厂废气污染物产生量在填埋气火炬未点燃的情况下，全厂废气主要污染物产生总量列于表5-13。表5-13全厂废气主要污染物产生量污染源污染物堆肥臭气（kg/d）填埋气（kg/d）全厂合计kg/dkg/hH2S3.700.424.120.172NH30.927.138.050.335CH3SH0.0080.860.870.036CH436.236.21.51废气量堆肥气：8.50×103m3/h填埋气：80m3/d（4）粉尘①堆肥处理过程中产生粉尘。②填埋作业产生粉尘和垃圾飞扬物。③厂内外垃圾运输产生粉尘。关于垃圾填埋场粉尘污染的程度，未见国外专门报道。据国内对某垃圾场粉尘的实测结果（正常风速、天气晴朗的条件下），填埋场进口道路0.45～0.72mg/m3，已封闭作业场0.24～1.73mg/m3，在填埋作业区1.81～2.96mg/m3，作业区上风侧0.74～1.05mg/m3，作业区下风侧1.60～1.24mg/m3。对***现有垃圾场（简易填埋）厂界颗粒物实测结果为0.19mg/m3，未超过《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-1997中规定的厂界排放标准限值（≤1.0mg/m3）。（5）废气污染治理①堆肥臭气经脱臭系统采取适当的脱臭方法脱臭后，经15m高排气筒排放。②填埋场臭气收集与治理。为了控制和迁移填埋场内发酵产生的填埋气体，设置气体导排系统，采用竖井导排方式。导气石笼（兼排渗滤液）竖井直径约1.0m，井纵横间距约20m至30m。在石笼中间设置DN200m的HDPE导气花管，管壁上设多孔眼，在施工中用卵石掩护，以保证透气性。从而控制气体横向迁移，导气总管露出场顶表面，收集的气体扩散排放或点燃。本工程拟设置约25个导气管（兼做渗滤液导流）。③按设计的填埋顺序和作业要求填埋，做到一日一覆土，当日完成，减少恶臭气体无序排放。④堆肥车间粉尘通过安装除尘器收尘。⑤粉尘治理对起尘点经常洒水，减少填埋作业及运输造成的粉尘。1.6.3噪声（1）主要噪声源垃圾处理厂噪声源主要是机械噪声和鼓风气动噪声。主要机械设备列于表5-14、5-15。表5-14填埋场主要设备设备用途设备名称单位（台）摊铺160PS履带式湿地推土机2碾压垃圾、压路国产垃圾压实机1取土挖掘机1装载机1自卸汽车2喷药洒水两用车（3000L）1辆雨天作业活动式钢板平台1套污水处理水泵、鼓风机表5-15堆肥车间主要设备设备名称功率及型号六瓣抓斗起重机起重量Q＝5t、提升功率N=23.5kW板式给料机宽度B＝1200mm、给料能力Q＝15～50m3/h、功率N＝7.5kWDTⅡ型带式通用带式输送机带宽B＝500～1000mm、电机功率N＝7.5kW悬挂式电磁除铁器型号RCDD-8A、电机功率N＝3/1.36KW、皮带机功率N＝3kW破袋机直径D＝1500mm、功率N＝18.5kW园振动筛型号YA1536、处理量95～200t/h、功率N＝15kW移动式螺旋除料机φ＝400mm、L＝5000mm、N=7.5＋3kW（变频调速）鼓风机风量：5790～10485m3/h、功率N＝7.5kW可逆布料带式输送机型号：DB-80、带宽B＝500mm、驱动功率N=15＋4×2＋5kW抛料带式输送机型号：DB-80、带宽B＝800mm、功率N＝11＋2.2＋3kW滚筒筛处理能力Q＝18～50t/h、功率N=7.5+3kW轮式装载机型号ZLM18、载重量Q＝3t、功率N＝80kW翻拌喷药机型号FBPY20、翻拌能力Q＝20t/h生产作业机械的噪声值一般可达80～100dB（A），如摊铺机挖掘机、碾压机等。离南厂界最近处是污水处理站的水泵和鼓风机，噪声值80～90dB（A）。另外，垃圾和渗滤液运输车辆也是噪声源之一。由于周围500m范围内无噪声敏感点，因此对厂周围声环境不构成不良影响。1.6.4固废固废主要是被风刮起的垃圾纸张和塑料等，通过设置移动式屏障、围墙和栅栏拦截。1.7水土流失的防治（1）水土流失的诱因填埋场建设和营运过程中的场地平整、道路修筑和建构筑物基础的开挖等作业，均会造成植被破坏和表土疏松，遇降雨时则宜发生水土流失；营运过程中的取土、覆土和堆土场地等也是产生水土流失的原因。（2）拟采取的防治措施①施工期水土流失防治措施施工方案设计将把道路和构筑物修筑及产地平整过程中的水土保持方案考虑在内，对临时性松散表土做适当压实，较大坡面作护坡处理，永久性坡面种植草皮。②取土场的水土流失防治措施取土量根据填埋场的覆土需要按计划开挖，以避免过量余土的露天堆积。对开挖形成的边坡，设计将可虑保持其稳定的措施；对取土完成的表面作及时绿化。取土场的表面营养土将单独存放，以便用于填埋区永久坡面的绿化。③填埋区水土流失防治措施填埋区的最大填埋覆土坡面为1∶3，符合《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453-1996）对有关斜面坡度和平台宽度的要求。④终场覆盖和生态恢复当填埋场服务期满后作封场处理，具体封场工程计划见工程概况2.2.8—封场工程。1.8垃圾转运和污染治理垃圾转运站是本项目的附属工程，设立