【W县卫生填埋场工程设计计算案例7300字】

W县卫生填埋场工程设计计算案例W县卫生填埋场工程设计计算案例 11.1场地整平与土方平衡 11.1.1场地整平 1 2 3 3 5 61.3.1防渗系统 61.3.2防渗材料 81.3.3防渗结构 91.4渗滤液收集和导排系统 91.1.1渗滤液的产生量 91.1.2渗滤液调节池设计 1.1.3渗滤液收集系统 11.5渗滤液处理系统 1.5.1渗滤液处理工艺选择 1.6填埋气体导排系统 1.6.1垃圾场产气量预测 1.6.2填埋气体的处理系统 1.7.1坝址选择 1.7.2坝型选择 1.7.3坝体结构 1.7.4坝基选择 1.8封场和最终覆盖系统 1.8.2封场后期维护 1.1场地整平与土方平衡场地平整，应当遵守国家规定的现行标准《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004J302-2004),需要进行平整的场地包括调节池、填埋库区、道路等从多方面综合考虑制定出完善的平整工程措施，则还有以下条件需要满足：(1)应尽量减少库底的平整设计标高，以减少库底的开挖深度，减少土方量，减少渗沥液、地下水收集系统及调节池的开挖深度。(2)除了要完成填埋区库容的目标以外，还要将边坡稳定性和防渗系统的铺设纳入考虑。(3)场地平整会涉及到放坡，对于坡度系数是有规定的，填埋库区的边坡系数应大于2,使边坡不至于太陡峭。经修整后的边坡，表面应没有明显的凹凸起伏，避免膜铺设时与地面有空隙，增大后续施工的难度。在边坡的转角处，应磨平棱角，使用更为平滑的圆角过渡，而圆角的半径应大于1m。(4)场地平整压实度要求①地基处理压实系数不小于0.93。②库区边坡的平整压实系数不小于0.90(5)由于进行土方平衡计算式，挖方量与填方量不能完全恰好相等，实际情况也是挖方量稍大于填方量，所以要考虑设置堆土区，放置多余的土方量，同时应做相应的防护措施，避免雨水冲刷和大风吹刮，造成流失。整个场地平整是填埋场工程的基础，也是工程量最大的步骤。在土方平整之后，库区的防渗导气等建设才可以实施。根据施工进程，可以将场地整平分为三个部分：场地清理、场地开挖和场地土方回填。场地清理，主要是清理地面杂物，如灌木，杂草或大体积石块；场地开挖，主要对边坡以及地面标高大于设计标高的地方进行开挖，为回填提供足够的土方；场地回填，将填埋库区的地面标高回填至设计标高，地面平整同时有一定的坡度。根据对W县垃圾量的预测，计算出填埋场预计填埋量为121.86万m³,并根据预估的填埋高度计算出所需填埋场占地面积为48023.07m²。在进行场地的土方平衡计算时，为了保证精度减少误差，使用飞时达软件进行辅助计算，通过软件操作，在地形图上框选一个面积，在场区面积内布置20×20m的方格网，然后采集地面标高，确实设计标高，之后再进行放坡处理。用飞时达软件可以直接计算出场地平整的挖方量和填方量，同时汇总成统计表。画出后如图4-1所示。计算得场地总挖方量47251.91m³,其中边坡挖方量27018.83m³,填埋区域内挖方量20236.08m³;场地总填方量44037.97m³,其中边坡填方量36.67m³,填埋区域内填方量44001.30m³;场地总净方量-3216.94m³,其中边坡净方量为-26982.16m³,填埋区域净方量为233765.22m³(如表4-1)。区块净方量投影面积量填埋库区详见附图1土方平衡计算图。1.2库容计算1.2.1库容计算图的绘制依旧使用方格网法结合飞时达软件，将场地按照地形高度分为两层(如图4-2),再分别进行方格网的布置、放坡，然后同场地平整的操作步骤，对其土方量进行计算。利用软件，计算得到的方格内的填方量就是该方格代表的的库容，然后对每层的方格内的填方量进行汇总统计，即可算得填埋场的总库容(如图4-3所示)。计算得第一层的库容为768070.34m³,第二层的库容为595351.18m³,填埋场总库容为1363421.52m³。号区块号量净方量投影面积表面积单位面积净方量22坡33坡容详见附图2库容计算图。1.2.2有效库容的计算填埋场有效库容为有效库容系数和总库容的乘积14]。有效库容计算公式为：V’一有效库容，m³。其中有效库容系数的计算公式为：式中：I₁一防渗所占库容系数；I₂一中间覆盖所占库容系数，当中间覆盖层采用土工膜为覆盖材料时，可不考虑I₂的影响，近似取0[181;I₃一封场所占库容系数。其中防渗所占库容系数I的计算公式为：式中：A₁一防渗系统的表面积，m²,本设计为36848.13m²;式中：A2T一填埋场封场后垃圾堆体顶面覆盖系统的表面积，m²,W县20年内的垃圾填埋量125.27万m³,经计算填埋场有效库容为1292213.9m³,所以该填埋场的库容可以支持W县20年内产生的生活垃圾的填埋1.3防渗系统设计构造层。按构造类型，可分为3类：包括单、双层衬垫系统、复合防渗系统[1本设计选取其中较符合W县情况的几种进行比选，以选出最合适的防渗结2m,但是防渗性能也因此较差，一般适用于防渗要求不高，地下水埋深较大的地区。生活垃圾层土工织物层/分离层渗滤液收集系统(≥30cm)土工织物层/分离层人工合成防渗膜膜下保护层2单复合衬垫防渗系统渗滤液收集层(≥30cm)HDPE膜(人工防渗膜)土工织物保护层/分离层地下水收集系统(≥30cm)地基3双层衬垫防渗系统土工织物保护层/分离层首次渗滤液收集系统第一次人工合成防渗膜士工织物保护层/分离层二次渗滤液收集系统(≥30cm)土工织物保护层/分离层第二次人工合成防渗膜地下水收集系统(≥30cm)地基构筑防渗层的主要材料为黏土、土工织布和HDPE膜。得大于5%。黏土层施工时，应分层摊铺与压实。土工布常用于作HDPE膜的上、下保护层(即使下层为黏土层时，也宜补充设置土工布层提供对膜的保护),一般采用无纺土工布，其规格按单位面积的质宜使用400g/m²以上的规格，并且导流层只能使用无锐角的河卵石。如果导流层采用一般的碎石充填，则上保护层应采用0.3m黏土(K不作要求)加200土埋场中应用最广泛最成功的一种土工膜。所以本压实土壤保护层、2.0mm厚光面HDPE膜、砂袋保护层，垃圾堆体。W县年降雨量值大于800mm,本设计取0.8141;C₂一已中间覆盖区浸出系数，当用膜覆盖时，宜取(0.2~0.3)C1,本A₃—已终场覆盖区浸出系数，宜取0.1~0.2,本设计取0.1假设填埋场已经全部封场，所以A₁=0,则A₂=93757m²,A₃=19760.48m²。所以，一月份渗滤液产生量：同理可计算出其他月份的渗滤液产生量，如表4-3所示。月份逐月平均降水量(mm)当月渗滤液产生量(m³)10月11月12月1.1.2渗滤液调节池设计调节池是渗滤液集中存放的地方，通过它调配给渗滤液处理区。渗滤液调节池的容量需要经过计算确定，大致过程为用逐月渗滤液产生量减去调节池逐月能够处理的渗滤液量，然后正值相加累计，计算出的最大累计余量即为调节池容量。根据逐月渗滤液产生量，大致确定渗滤液当月处理量为7000m³/月，而4月份渗滤液产生量为13917.9m³所以4月份渗滤液的余量为：13917.9-7000=6917.9m³调节池容量为各月渗滤液余量的正值相加。调节池的计算如下表4-4所示。月份降雨量调节池容量(m³)123456789算得调节池最小容量为22281.6m³,取22300m³。取安全系数为1.1,则调节池最终容量为24530m³。调节池有效水深H取10m,则调节池的面积A=24530÷10=2400m²。(1)渗滤液导流层如砾石，但要求导流层中碳酸钙含量不大于10%,它的铺筑厚度大于0.4m。(2)导渗盲管计中，设置一条纵向的主盲沟，次盲沟间隔分布，与主盲沟的夹角为60度，整(3)导气石笼井导渗土工滤网040-60nm卵石图学实收集管有一部分穿孔，以2%~5%的开孔率打好孔径为12~16mm的孔，相邻开孔15开孔15□1.5渗滤液处理系统UASB,上流式厌氧污泥床反应器，外形是一个圆柱形，,它由三个部分一CASS工艺系统反应器由3个分区组成，分别是生物选择区、缓冲区和主反区在好氧状态下运行，利用活性污泥微生物进行生物1.6填埋气体导排系统填埋气体(LFG)主要是CH₄和CO₂,同时还含有低浓度芳香烃等挥发性有机物。LFG具有安全风险、污染潜力和温室效应。所以一定要管理好LFG的导式中：G为填埋气体产生总量(填埋场所有垃圾在一年中产生的),m³Lo为单位重量垃圾的最大产气量，一般在100~160m³/t,本设计取t为从垃圾进入填埋场开始算起的年份，取1。由于2020年还未开始填埋，故没有产生填埋气体，不进行计算。对于2021年，到2040年为止垃圾进入填埋场的时间为20年，2021年垃圾的产量为5.71万吨，所以2021年垃圾产气量为：计算得填埋场总产气量如下表4-4:年份当年垃圾产量(万吨/年)当年产气量(万m³/年)总计由表可知，W县垃圾填埋场在使用年限内的总产气量为13491.39万m³。1.6.2填埋气体的处理系统(1)填埋气体导排由于大部分填埋气体在填埋场填埋过程中就会产生，因此在垃圾填埋的同时，填埋气导排设施也应该同步安装，防止气体逸散。填埋气体(LFG)的导排主要有两种方式：主动导排和被动导排方式。A.主动导排主动导排，是利用机械设备连接至导气竖井利用机械压差，从而将填埋堆体内的填埋气导流出来。B.被动导排(2)LFG的处理和利用现有3种LFG的处理与利用模式：①被动导排；②主动收集后燃烧处理；依靠自然扩散作用对气体的处理效率很低，也不能解决因为VOCs和CH4等衍主动收集后燃烧处理，可以有效地解决LFG的安全和环境问题，其缺陷是没有利用其中CH4的能量资源。这种方式在发达国家应用相当普遍，其关键技术是对低CH4含量LFG气体的有效燃烧。主动收集后燃料利用是最理想的LFG管理方式，可我国杭州、上海、广州等地的生活垃圾卫生填埋场均已建成了LFG发电站。考虑到W县填埋场的垃圾处理量大，产气量也大，故采用主动导排方式。本设计取井间距40m,则导气井的有效半径为：即井的有效半径约为23m。1.7垃圾坝设计出解决方案。坝型按照材料可以分为黏土坝、碾压式土石坝、浆砌石坝和混凝土坝。其中碾压式土石坝可以就近取材利用当地材料筑坝，造价低。根据W县的地址条件，本设计选择经济实惠的碾压式土石坝。(1)坝体高度为满足库容要求，同时拦截垃圾，坝体高度一般要考虑填埋垃圾的封场坡度和投资合理性来考虑。因为本填埋场设计库容比较大，所以拟选取15m的坝高。(2)坝坡碾压式土石坝的坝坡，根据经验确定在1:1.5~1:2左右，宽度1.5~2m。本设计选择1:2的坡度，且上下游相同。接触垃圾的坝坡面，铺设防渗层防止渗滤液渗透，靠外的一侧，做好坡面防护，防止坝体风化损耗。(3)坝顶坝顶会用作运输或巡检道路，所以宽度不宜小于3m。坝顶盖面材料根据当地情况及坝顶用途确定，沥青或者砌石都是比较常用的。垃圾坝基对于承载力的要求很高，可以使用水泥搅拌桩等方式处理，阻止软弱地基发生滑动。而如果坝体高度过高，可以做成台阶状，有利于坝体稳定。封场是以最终覆盖为前提，封场之后要进行管理，主要包括二次污染物处理、环境监测和场内设施维护。最终覆盖，是废物填埋体与大气和表面径流间的永久性屏障，需要复合型构造。根据填埋场的剖面结构分析，可以得知封场覆盖的结构大致包括：排气层、排水层、防渗层与植被层[18。1植被层植被层又称表土层，是封场系统的最表面。它的结构简单，是在自然土的表面加盖一层营养土，其中营养土厚度不小于15cm。2排水层排水层，顾名思义是用来导排垃圾堆体中产生的渗滤液，极为重要，所以材料的要求严格：①渗透系数，一种评价液体渗透材料速度的参数，单位是cm/s,应大于0.01;②堆体顶面采用多孔材料，最小铺设厚度为30cm;③边坡布置排水层与库底的不一样，