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目录垃圾卫生填埋厂课程设计任务书一 、概述1.1.处理方案选择原则1.2.设计原则1.3基础资料2、 垃圾量与填埋场容积计算3、 填埋工艺选择四、防渗工程与渗滤液处理设计4.1防渗工程4.2.垃圾渗滤液计算：4.3渗沥液收集导排系统4.4渗沥液处理设计水量及水质的确定五填埋气体产生量计算及导排设计5.1产气量计算：5.2.填埋场气体的收集系统5.3.填埋场的导排方式及选择5.4冷凝液收集和排放5.5气体输送系统5.6填埋气体的利用5.7.填埋场气体收集系统的设计与计算六 .封场覆盖6.1填埋场的封场系统设计6.2填埋场封场后的土地回用7 环境监测设计八设计小结附图垃圾卫生填埋厂课程设计任务书课程设计任务及要求任务：要求根据所给基础数据和控制目标，完成垃圾卫生填埋场方案设计。设计内容与要求：1、针对给定城镇规模，进行垃圾量计算和成分分析，选择合理的场容积和处理工艺。工艺选择需采用先进工艺，并兼顾经济合理性； 2、根据处理量，设计场区分区、进出场路线、布置垃圾渗滤液收集导排系统（或甲烷气收集导排系统或污水处理系统或填埋场封场系统），对设计中的采用的参数需给出计算依据；3、画出平面布置图、处理工艺图、系统大样图（四个中的一个）；4、写出课程设计说明书； 5、采用数据需注明出处。三、进度要求与提交成果形式、时间周一：针对给定城镇规模，进行垃圾量预测和成分分析；周二：选择合理的场容积和处理工艺；周三：根据处理量和实际地貌，设计场区分区、进出场路线；周四：布置垃圾渗滤液收集导排系统（或甲烷气收集导排系统或污水处理系统或填埋场封场系统），画出平面布置图、处理工艺图、系统大样图。周五：写出课程设计说明书。四、课程设计说明书主要内容（1） 项目概况（2） 简要论述工艺选择的先进性与合理性（3） 主要计算（4） 系统布置原则与特点 （5） 结论与建议5、 本组任务城镇城市人口渗出系数C系统大样图城镇48万户0.4填埋场封场系统一 、概述1.1.处理方案选择原则处理方案选择的原则是：技术成熟，工艺简洁，设备可靠，能适应生活垃圾的特性，满足环境保护的要求，同时还要考虑下列因素的影响：1）当地的经济实力和投资能力2）城市建设和社会发展对环境的要求3）各种垃圾处理方法的优缺点4）生活垃圾理化性质及变化趋势5）技术与设备的可靠性和适应性6）对资源再利用的潜力和程度1.2.设计原则（1）满足有关规划及生产工艺要求，合理布局，为各准也设计、生产创造有利条件。（2）充分利用厂区的自然条件、当地的水文、气象条件及工艺要求进行合理分区和总图布置，并尽量节约用地。（3）适应场内外运输，使交通线路顺直通畅，各区联系方便快捷，生产运营能有效进行。（4）竖向设计应满足工艺、道路运输及厂区排水的要求。（5）通过围墙或防护网有效维护场区边界；强化场区绿化、美化，减少环境污染，建设出一个安全、卫生、美化的场区。1.3基础资料1.地理位置：垃级填埋场位于A市北部，城镇1西南约50公里处，有村级公路相连，距居民居住区和人畜供水点均大于5公里，距市城中心约20公里，运距适中，从城市规划道路到垃圾填埋场距离较近，需边的场外道路较短，紧邻公路，道路状况良好，具备全天候的运输条件。 2.气象与气候特征：垃圾填埋场所在地属暧温带半湿润季风气候，年内冷暖干湿交替明显.夏季 炎热多雨，冬季寒冷干燥.年平均气温1O-15，最高气温40.3，最低气温-29.2，近10年平均降雨强度为1190mm，多集中于夏季，6-9月份降雨量占全年的80%以上。常年盛行西南偏西风，其中6-8月盛行西南偏西风和东北风，全年平均风速2.9m/s，垃级填埋场场区位于夏季主导风向的下风向。3.地形地貌 ：张桥庄垃圾填埋场位于丘陵地区，土地利用价值低，适宜作为垃圾处理场.场地地形西高东低，北、西、南三而为坡脊(分水岭)型分布，东部为冲沟口，冲沟向东不足500 m直通西沙河，该段河水流量较小。 4.水文地质：填埋场地下水主要为风化岩孔隙裂隙水和构造裂隙水，属中性淡水;水质对混凝土结构无腐蚀性，对混凝土中的钢筋无腐蚀性。场地地下水主要来源于大气降水、山间侧向径流和渗流等。场地西高东低，北、西、南三面为山脊(分水岭)呈C形分布，场地地势由西向东落差不大，地下水水力坡度大，径流条件好，暴雨季节，大部雨水沿地表径流直接汇入河流。由于地下水的埋藏条件不一，风化岩孔隙在潜水和构造裂隙水一般埋藏浅，径流方向受地形制约，总流向由西向东，最终流入沙河。5.地质构造 垃圾填埋场地处北西向汤河断裂和石河断裂之间，地层上部为第四系松散土层，下部为混合花岗岩。场地向第四系松散土层厚度小于3m，稳定坡比1:1.20，且主要分布在冲沟底部，稳定性较好，基岩为混合花岗岩，岩质坚硬，稳定性好。内断层均属非活动性断层，对场地稳定性无影响。场地内未发现滑坡、泥石流等不良地质作用迹象。 6.生态环境 拟建场区位于城市边缘，处于山地丘陵之中.周围无人工建筑物及自然保护区，距最近的居民点距离大于5公里，山地坡面及周围多开发为耕地，主要种植物为玉米。沟底为少量杨树林带，现种植物主要为玉米。土壤植被覆盖率高，周围尚无大型挖土等破坏生态环绕的活动，自然生态环绕良好，环境自净能力较强。 7、城镇4情况：城市固定人口：（每户：0.30t/年（有机），0.195t/年（无机），0.12t/年可回收金属）流动人口：为城市固定人口8%（每人：0.15Kg/天（有机），0.05Kg/天（无机）商业垃圾：2800 t/年（其中：1500t/年（有机），1000t/年（无机），300t/年（可回收金属）公共场所：2000 t/年（其中：1000t/年（有机），600t/年（无机），400t/年（可回收金属）街道垃圾：2000 t/年（其中：1000t/年（有机），1000t/年（无机）机关、学校、厂矿：10000 t/年（其中：4000t/年（有机），4000t/年（无机），2000t/年（可回收金属）全厂分三个区：填埋区，污水收集处理区，环境监测、管理、生活区，道路；填埋工艺：每层3米，压实后加20-30厘米土，最顶层复土60厘米（营养土）。填埋高度：28米。填埋场使用年限：15年。二、垃圾量与填埋场容积计算城市固定人口：（每户：0.30t/年（有机），0.195t/年（无机），0.12t/年可回收金属）流动人口：为城市固定人口8%（每人：0.15Kg/天（有机），0.05Kg/天（无机）商业垃圾：2800 t/年（其中：1500t/年（有机），1000t/年（无机），300t/年（可回收金属）公共场所：2000 t/年（其中：1000t/年（有机），600t/年（无机），400t/年（可回收金属）街道垃圾：2000 t/年（其中：1000t/年（有机），1000t/年（无机）机关、学校、厂矿：10000 t/年（其中：4000t/年（有机），4000t/年（无机），2000t/年（可回收金属）全厂分三个区：填埋区，污水收集处理区，环境监测、管理、生活区，道路；填埋工艺：每层3米，压实后加20-30厘米土，最顶层复土60厘米（营养土）。填埋高度：28米。填埋场使用年限：15年。故有：每年城市垃圾产量：V1=80000*0.92*（0.30+0.195）/3=36432/3t=12144tV2=80000*0.08*(0.15+0.05)*365=467200kg=467.2tV3=2500+1600+2000+8000=14100tV总=V1+V2+V3=26711.2t故每年填埋场容积 =26711.2t / 0.6t/m3 = 44518.7m3由于填埋高度H=28米填埋场使用年限：15年，覆土量比例按20%计算累计垃圾总容积44518.7*15=667780.5m3累计覆土总容积667780.5*20%=133556.1m3填埋场总容积V=667780.5+133556.1=801336.6m3故所需的场地面积为： =801336.6/28=28619.2 m2三、填埋工艺选择卫生填埋通常是每天把运到填埋场，经性质和计量判定后进入填埋场内。垃圾按指定的单元作业点卸下，卸车后用推土机推铺，再用压实机碾压。分层压实到需要高度后，再在上面覆盖粘土和聚乙烯膜料，并重复上述的卸料、推铺、压实和覆盖的过程。以一日一层作业单元，每日进行覆盖。垃圾的压实密度大于0.8 t/m3。每层垃圾厚度为2.53.0m，每层覆土矿工为1530cm，通常四层厚度组成一个大单元，上面覆盖土在4550cm。填埋时先从右到至左推进，然后从前向后推进。左、中、右之间的联线之间呈圆弧形，使覆盖面上排水畅通地流向两侧进入排水沟或边沟等，以减少雨水渗入垃圾体内，前后上部的连线呈一定坡度。外坡为1：4，顶坡不小于2%。单元厚度达到设计厚度后，可进行临时封场，在其上面覆盖4550cm厚的粘土。并均匀压实，再加上15cm厚的营养土，种植浅根植物。最终封场覆土厚度大于1m。填埋场的作业方式实行分区分单元填埋，以分区分单元填埋为前提，然后再来考虑分层的填埋作业。为最大限度防止污染扩散，填埋作业过程中，正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的，日覆盖采用膜覆盖，其他的区域均为中间覆盖或临时封区。首先进行的作业的是整平后的一区填埋库区底部，在实际进行填埋作业的过程中，要考虑是和填埋作业库区临时作业道路结合起来实施。第一次到达的填埋作业高度为距离整平询问绝对标高2m而后开始第二层填埋作业单元的设置。随着填埋作业高度的增加，可利用的填埋作业有效面积也在增加，这时为气体利用提供方便，已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井，将导气管和周围的移动式集气站连接起来，就可以对气体进行再利用了。整个填埋区的作业顺序是：先一区、二区、再三区，然后开始二期工程。填埋二期工程作业时，和填埋一区形成新的水平面积，继续向上填埋，形成堆体后临时封场，填埋三期作业。其填埋作业工艺流程图如图所示：填埋作业工艺流程图四、防渗工程与渗滤液处理设计4.1防渗工程根据填埋场防渗设施 (或材料) 铺设方向的不同，可将填埋场防渗分为垂直防渗和水平防渗，根据所用防渗材料的来源不同又可将水平防渗进一步分为自然防渗和人工防渗两种。（1）水平防渗技术方法：防渗是卫生填埋处理技术的主要标志，它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋气体对填埋场的水体和土壤污染，减少渗滤液的产生量，并为以后对填埋气体有序、可控制地手机和利用创造空间。防渗的技术关键是防渗层的构造，其结构形式直接决定了防渗效果和工程建设投资。水平防渗层的构造形式，经历了最初的不加限制到早期的粘土单层设计，直至进气的柔性膜与粘土复合层的发展历程。用于填埋场防渗层的天然材料主要有粘土、亚粘土、膨润土，人工合成材料主要有聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE），条状低密度聚乙烯（LLDPE）、超低密度聚乙烯（VLDPE）、氯化聚乙烯（CPE）和氯磺化聚乙烯（CSPE）。高密度聚乙烯（HDPE）膜作为一种高分子合成材料，有其抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物性、化学性能，使用寿命50年以上。比如防渗功能比最好的压实粘土高107 倍（压实粘土的渗透系数级数为10-7 级，而HDPE防膜的渗透系数级数为10-14 级）；其断裂延伸率高达600%以上，完全满足垃圾填埋运行过程中由蠕变运动所产生的变形；其它有利于施工、填埋运行。根据地质勘查情况，为达到既保证安全又经济可行的目的，本设计作出三种防渗方案进行技术经济比较，以便确定最合适的防渗结构体系。方案一：单层HDPE膜粘土复合衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别入图所示图2 单层膜粘土复合垫2）工程造价：HDPE膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为142.5元/m3。方案二：双层HDPE膜复合防渗衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示：图 3双层膜粘土复合垫2）工程造价：HDPE膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为173.1元/m2。方案三：单层HDPE膨润土复合防渗衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示： 图4 单层膜膨润土复合垫2）工程造价：HDPE膜、含膨润土交织土工布选用进口产品，土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为166.1元/m2。各方案技术经济对比1）对方案一的评价 A）次方案是三个方案中较经济的一个方案B）适用性：若在填埋作业是，第一层所填垃圾很有尖锐物或在填埋过程中压实机械操作不当，使单层膜被刺穿，则防渗系统基本失效，造成水体污染。故本方案对填埋作业是的技术要求较高，且发生膜刺穿时造成的危害较大。2）对方案二的评价A）次方案造价较贵，并要求较高的监管水平B）适用性：双层膜具有双保险的作用。若第一层被刺穿，还有下层膜及土工布可阻挡渗滤液进一步向下渗透，因此可将经过上层膜孔洞的渗漏量减至最少，从而可大大减少通过防渗衬垫的渗漏量。3）对方案三的评价A）次方案造价在三个方案中相对经济B）适用性：单层膜膨润土的复合防渗衬垫最为经济实用。既可解决单层摸的穿刺问题，又可减少造价，不仅防渗效果良好，可靠性、耐久性也好，且施工方便，膨润土能够对局部渗漏点起到补漏的作用。因此，本设计采用方案三的方案。施工工艺：（1）特点和要求HDPE膜是高密度聚乙烯合成材料，具有较强的延展性和良好的防渗性能，但遇尖锐物易破裂。因此，HDPE膜的垫层、铺衬、覆盖及其他相关作业等在施工过程中均应十分严格地加以保护，这是保证垃圾填埋场防渗系统质量的关键。（2）坡面可分为土质坡面和石质坡面，根据设计规定，坡面放破系数不得德育1:1.25。土质坡面经机械开挖后，用人工整平夯实，彻底清除树根、砾石等尖锐杂物，然后铺垫一层土工布（400g/m2）、铺衬HDPE膜，再在膜上铺垫一层土工布；石质坡面应与周围土质坡面厚度一致，经修凿的石质坡面上用水泥砂浆抹平，然后铺衬HDPE膜，上覆一层土工布。沟谷一般由数条支沟和1条主干沟组成。支沟上设渗滤液收集沟（下设地下水收集盲沟）和鱼刺状渗滤液收集支沟；主干沟上设汇集渗滤液收集沟的渗滤液主盲沟（下设地下水主干沟）。场底为垃圾堆填区，场底基础为土方层填筑，机械碾压平整。场底土层（30cm厚）应由人工彻底清除树根、石块等杂物，然后铺筑40cm粗砂层，粗砂层中不得含有粒径2.5cm的角砾或其他尖锐物。在粗砂层表面铺垫一层土工布，然后铺衬HDPE膜，上覆50cm过筛的优质粘土保护层，再铺筑40cm粗砂过滤层，才能用于垃圾堆填。 图5 水平防渗结构图（3）在坡面进行HDPE膜铺衬时，坡面上端应进行锚固，锚固采用锚固沟法，即在坡面上端距破口100cm处开挖宽、深各100cm的矩形沟槽，将HDPE膜和下层土工布沿沟槽底部及边缘铺设，然后用粘土分层回填夯实。石质坡面的锚固方法与土质基本相同，但锚固沟的尺寸可适当缩小，沟内采用低强度等级素混凝土回填。HDPE膜的拼接接口采用专用机械熔焊，局部破损也可采用焊接法修补。由于HDPE膜是进口产品，铺衬和焊接施工时应有专家现场指导。（2）垂直防渗填埋场的垂直防渗系统是根据填埋场的工程、水文地质特征，利用填埋场基础下方存在的独立水文地质单元、不透水或弱透水层等，在填埋场一边或周边设置垂直的防渗工程(如防渗墙、防渗板、注浆帷幕等)，将垃圾沥出液封闭于填埋场中进行有控制地导出，防止沥出液向周围渗透污染地下水和填埋场气体无控制释放，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。垂直防渗系统在山谷型填埋场中应用较多，在平原区填埋场中也有应用。垂直防渗系统广泛用于新建填埋场的防渗工程和已有填埋场的污染治理工程，尤其对于已有填埋场的污染治理，因目前对其基底防渗尚无办法，因此周边垂直防渗就特别重要。根据施工方法的不同，可用于垂直防渗墙工程施工的方法有地基土改性法、打入法和开挖法等。防渗墙的施工有以下方法：1 地基土改性法施工防渗墙地基土改性方法施工防渗墙是通过充填、压密地基土等方法使原土渗透性降低而形成的防渗墙。在填埋场垂直防渗墙施工中主要有注浆法、喷射法和原土就地混合法3种。 (1) 注浆法施工防渗墙注浆法即注浆帷幕的一种方法，按一定的间距设计钻孔，采用一定的注浆方法和压力把防渗材料通过钻孔注入地层，使其充填地层孔隙，达到防渗的目的。该方法在我国的垃圾填埋场防渗中应用较广泛。 (2) 喷射法施工防渗墙喷射法施工是指通过高压旋喷或摆喷方法使浆液与地基土搅拌混合，凝固后成为具有特殊结构、渗透性低、有一定固结强度的固结体。该方法可使防渗墙的渗透系数达到10-7 cm/ s，固结体强度可达到10-20MPa。浆液可使用膨润土水泥浆液或者化学浆液，如中科院研制的中化-798 注浆材料。(3) 原土就地混合法施工防渗墙原土就地混合法施工方法是将欲形成防渗墙位置的原状土用吊铲等工具挖出，并使其与水泥或其他充填材料就地混合后重新回填到截槽中。为了保证切槽的连续施工，采用膨润土浆液护壁。该方法在美国应用较多。这种方法适用于深度较浅的防渗墙。2 打入法施工防渗墙打入法施工防渗墙是利用夯击或振动的方法将预制好的防渗墙体构件打入土体成墙 ,或者利用夯击或振动方法成槽后灌浆成墙的一种方法。用这种方法施工的防渗墙有板桩墙、复合窄壁墙及挤压灌注防渗墙等。 (1) 板桩墙板桩墙的施工是将已预制好的板桩构件垂直夯入地层中。常用的板桩有钢板桩和外包铁皮的木板桩，板桩之间要用板桩锁连接 ,两板桩之间要有重叠，间隙要保持闭合或进行密封，防止渗漏。板桩墙还要有耐腐蚀性。板桩墙比较适宜在软弱土层中使用，对于硬塑性土层则由于打夯困难而受到限制。 (2) 复合窄壁墙复合窄壁墙施工是：首先通过夯击或振动将土体向周围排挤形成防渗墙空间，把防渗板放入已形成的防渗墙空间，然后注浆充填缝隙形成防渗墙体复合窄壁墙的施工有梯段夯入法和振动冲压法等。梯段夯入法是先夯入厚的夯入件，最后分梯段夯入最薄的夯入件达到预计深度。打夯结束后，把含有膨润土和水泥的浆液注入形成的槽内，硬化后便形成了防渗墙体。振动冲压法是用振动器把板桩垂直打入土体里，直至进入填埋场基础下方的粘土层里，板桩以外的空隙注浆充填。施工时还要求振动板之间的排列和搭接闭合成一体，两板的间隙要保证闭合和封闭板桩墙通常是耐腐蚀的。 (3) 挤压灌注防渗墙利用冲击锤或振动器将夯入件打入到所要求的深度，夯入件在土体中排挤出一个槽段空间，一般5 6 个夯入件循环使用 ,当第 3 个和第 4 个夯入件打入后，前 2 个打入件可起出，向槽段灌注防渗浆材成墙。灌注浆材料可使用由骨料(砂和粒级为 0 8mm 的砾石) 、水泥、膨润土和石灰粉加水混合而成土状混凝土。土状混凝土各成分配比要根据对防渗墙体要求的渗透性、强度和可施工性等指标而定防渗墙体材料应满足制成防渗墙体的渗透系数(k 10 -7 cm/ s) ,并满足抗腐蚀性、能用泵抽吸、具有流动性、便于填充等要求。3 开挖法施工防渗墙开挖方法施工防渗墙是通过挖掘地下土形成沟槽，槽壁的稳定由灌入的泥浆维护，然后在沟槽中灌注墙体材料并将泥浆排挤出而形成的防渗墙。4.2.垃圾渗滤液计算：（1）降雨产生：Q1=C*I*A*10-3Q1：平均渗出水量（m3/d）；C：渗出系数，雨量转为渗滤液比值；取0.4I：降雨强度（mm/d）；A：垃圾填埋场面积（m2）；近10年平均降雨强度为1190mm，故I=1190/365=3.26 mm/d故Q1=C*I*A*10-3 =0.4*28619.2*3.26*10-3 =37.32 m3/d（2）垃圾自身：按含水30%计 Q2=44518.7/365*30%=36.59m3/d（3）渗滤液平均日产量：Q=Q1+Q2=73.91m3/d4.3渗沥液收集导排系统垃圾处理场渗沥液的收集和排出系统，是垃圾处理场能否正常运行的重要设施。如果渗沥液收集和排出系统不能正常工作，将会使渗沥液大量蓄积于处理场内，从而导致以下问题：（1） 由于渗沥液的积蓄，使处理场底部的防渗层上的水压增大，从而使渗沥液的渗漏导致地下水及下游水体和土地受到污染。（2） 由于渗沥液的积蓄，使填埋的垃圾在水中浸泡，从而使大量污染物浸出，导致渗沥液污染物浓度增加。本项目垃圾处理场渗沥液的收集导排系统主要由设于底部防渗层上的渗沥液导流层、导流盲沟、竖向