厂外渣场和厂外事故水池.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除山西潞安矿业（集团）有限责任公司高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目可行性研究 厂外系统工程 厂外渣场和厂外事故水池文档编号： 山西潞安勘察设计咨询有限责任公司 山西潞安矿业（集团）有限责任公司高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目总体设计设计经理： 项目经理： 项目总监： 编制单位：山西潞安勘察设计咨询有限责任公司工程设计证号：A214003429 主要编制人员专业姓名水工 建筑 结构 概算及经济技术 项目控制人员 目 录1 概 述11.1 项目名称及建设单位11.2 项目概况11.3 自然条件12 厂外渣场22.1 设计依据与原则22.2 渣场选址42.3 总平面布置62.4 填埋设计82.5 库区防渗工程与排洪122.6安全填埋区设计182.7 环境保护、水土保持与节能252.8 其他282.9 投资估算293 厂外事故水池303.1 设计依据与原则303.2 事故水池选址303.3 地质状况313.4 工程建设313.5 投资估算334 附 图34精品文档1 概 述1.1 项目名称及建设单位1.1.1 项目名称：山西潞安矿业（集团）有限责任公司“高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目”厂外渣场和厂外事故水池1.1.2 建设单位：山西潞安矿业（集团）有限责任公司1.1.3 建设地点：山西省襄垣县王桥镇郭庄村1.1.4 编制单位：山西潞安工程勘察设计咨询有限责任公司1.2 项目概况山西潞安矿业（集团）有限公司拟建180万吨/年煤基合成油项目，项目运营后将排放锅炉灰渣、气化灰渣、污水处理泥、反渗透浓水等，为防止化工生产中产生的有害固体废物和废水对人体健康和环境带来危害，根据中华人民共和国环境保护法、建设项目环境保护设计规定及化学工业环境保护管理条例的规定，需设立渣场集中处理工业排放废渣，并设立厂外事故水池存储厂内处理装置出现事故时无法处理的污废水。1.3 自然条件襄垣县位于山西省东南部长治市辖区，太行山西麓，上党盆地之北，属于温带大陆性气候区，四季分明，冬冷夏热，年日温差大，年降水量较少。春季多风沙；夏季降雨集中，雨热同季，局部有洪涝；秋季凉爽多阴雨；冬季干旱多雾。年平均气温为9.3，极端最高气温39.1，极端最低气温-29.1，最热月平均气温22.9，最冷月平均气温-6.7，最热月最高气温37.1，最冷月最低气温-29.1 ，最低日平均气温-19.4，最热月平均最高气温31.3。年平均降雨量513.0mm，年最大降雨量814.3mm，年最小降雨量269.2mm，日最大降雨量127.0mm，时最大降雨量53.1mm。连续降雨最长持续天数(日降水量0.1mm)11 天，全年平均雷暴日数14.4天。年平均蒸发量: 1713.1 mm，年最大蒸发量: 1914.7mm，年最小蒸发量: 1219.2mm。2 厂外渣场2.1 设计依据与原则2.1.1 设计依据（1）一般工业固体废物储存、处置场污染控制标准GB18599-2001；（2）危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别GB5085.3-2007；（3）危险废物鉴别标准 腐蚀性鉴别GB5085.1-2007；（4）固体废物浸出毒性浸出方法GB5086.12-1997；（5）化工废渣填埋场设计规定HG 20504-92；（6）碾压式土石坝设计规范SL274-2001；（7）碾压式土石坝施工规范DL/T5129-2001；（8）土工合成材料应用技术规范GB50290-98；（9）环境保护图形标志-固体废物储存（处置）场GB15562.2-1995；（10）水工建筑物抗震设计规范SL203-97；（11）危险废物填埋污染控制标准GB18598-2001；（12）危险废物安全填埋处置工程建设技术要求环发200475号；（13）工业企业厂内运输安全规程GB4387-1994；（14）工业企业平面设计规范GB50187-2012；（15）化工企业总图运输设计规范GB50489-2009。2.1.2 固体填埋量“一体化示范项目”运营后，一般工业固体废物产生量为143.194万吨，包括锅炉排渣排灰、气化排渣和干灰等，其固体废物产生量见表2.1-1。其中飞灰和炉渣等可进行综合利用，用于制造粉煤灰水泥或混凝土等，可有效减少填埋量，目前已经可回收利用约60万吨，则实际每年需填埋量约为82万吨，根据已有干灰渣填埋经验，含水率在2030%时，灰渣的压实干密度可达为1100kg/m3以上，当含水率为27%时，可达到最大压实密度约1210kg/m3。渣场堆存量按10年计算，压实干密度按11501210kg/m3，可则所需容积约为V=82.010/1.15=713.0万m3。表2.1-1 固体废物产生量灰渣种类小时排量t/h年排量t/a气化炉渣113.9911336气化飞灰35.7285912锅炉飞灰24.9199214锅炉炉渣2.822168净水厂污泥（含水80%）1.6613312合计178.961431942本项目产生的危险废物主要来自油品合成装置、油品加工装置、罐区和水系统，其中，作为安全填埋处置方式的危废主要包括渣蜡热裂解后的废渣、精制反应器和裂化反应器的废瓷球、重柴油脱硫罐氧化锌和废瓷球、LPG脱硫剂和废瓷球、污水厂污泥。本工程填埋废物量详见第2.6节。2.1.3煤灰成分根据设计规划，渣场填埋的煤渣和灰渣主要来源于煤气化和锅炉燃烧，其中煤气化采用余吾和慈林山的高硫煤，锅炉燃烧所用煤种为辉坡煤，煤质主要灰分数据如下。表2.1-2余吾煤主要煤灰成分煤灰成分Wt%煤灰成分Wt%SiO255.24CaO2.37Al2O332.74MgO0.52Fe2O32.92SO31.91TiO21.36P2O50.24Na2O1.03K2O1.32其它0.35表2.1-3慈林山煤主要煤灰成分：煤灰成分Wt%煤灰成分Wt%SiO253.51SO31.22Al2O333.62P2O50.06Fe2O35.81K2O1.13TiO21.41Na2O0.34CaO2.01MgO0.68其它0.21表2.1-4 锅炉燃料煤灰组分分析项目单位锅炉燃料煤（辉坡煤）灰组分分析 SiO2 wt% 53.03Al2O3 wt% 32.09Fe2O3 wt% 5.15CaO wt% 3.48MgO wt% 0.78S03 wt% 2.55TiO2 wt% 0.66Na2O wt% K2O wt% P2O5 wt% 0.442.1.3设计说明由于甲方未能提供填埋物的浸出液成分及浓度，本渣场暂按照一般工业固体废物贮存、处置场污染物控制标准GB18599-2001的II类场设计。另在渣场内设置安全填埋区用以填埋危险废物，通过不透水拦渣坝与其他填埋物相隔离，设计标准参照危险废物填埋污染控制标准GB 18598-2001。工业场地的灰、渣以及固定化后的危险废物采用密闭式汽车运输，灰、渣场地内的渗滤液直接排放，危险废物的渗滤液收集后进入渗滤液调节池后进一步处理。2.2 渣场选址2.2.1选址原则（1）宜布置在全年或夏季主导风向的下风侧或最小风频的上风侧；（2）与周围居民区有一定的防护距离（500m）；（3）应远离易燃易爆等危险品的仓库、罐区，避开高压输电线路；（4）应充分利用自然条件，最大限度减少土方量，筑坝工程量小，堆坝方便；（5）应选择在工程地质情况稳定，厂址附近的土壤尽量渗透性小，而且地下水位低的地区；（6）交通运输相对方便，运距适中。2.2.2场址比较根据现场踏勘情况，生产厂区附近有两处可作为渣场的选址方案（地点见附图一、附图二），具体如下：方案一：南偏桥村西南侧的天然沟壑，距生产厂区约3km左右。该沟壑总体走向从西北向东南延伸，沟底呈现西北高，东南低的趋势。沟断面为U形，沟底宽30100m，顶宽50120m左右,沟深约40m50，沟长2.5km，场地总容积大于1000万m3。其优点是可以充分利用现在有地形，减少土方量。缺点是该沟壑起始处附近有居民自然村（南偏桥村），防护距离偏近，若在满足防护距离的要求下，不搬迁村庄的情况下，渣场容积将大为减少，但两侧分支沟壑较多，可充分利用分支沟壑增加场地容积。渣场的海拔标高约990-1100米。方案二：南偏桥村西南侧天然沟壑西侧的一处支沟壑，为方案一渣场的一条支沟壑，距生产厂区约2.5km。沟宽约380m，沟深30m，长约700m，估计场地容积约500万m3。其优点是场地排水顺畅，沿排洪渠可排入主沟壑，节省投资。缺点是该沟壑面积不是很大，场地容积较小，且距离南偏桥村仍然较近，在满足防护距离的要求下，场地容积缩减为约200万m3，如果需加大容量，土石方工程投资会增加。渣场2的海拔标高约1100米。综上所述，本方案推荐方案一作为渣场的选址方案，将渣场二做为备用渣场。2.2.3 地质状况根据GB18599-2001要求，填埋场应避开断层、断层破碎带，根据山西潞安 “高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目”工程场地地震安全性评价报告，距离本场地最近的一条断裂带为文王山地垒断裂，位于石窑与东山底之间，地貌呈狭长中低山，相对高差达80左右，向西在张店、罗云一带仍有断层断续出现，东端至郭庄村西弓家岭村一带消失，该段地磊为中更新世断裂，属非全新世活动断裂。北侧断层走向NEE74，南侧断层走向NEE88，断层分别向北和向南陡倾，均为正断层，两断层相距9001900m。在地垒东端弓家岭一带地层产状由北东东走向逐渐转为北北东走向，推断有一北北西断层，同时地垒消失。在划定的渣场范围内未见断层、断裂带。 2.3 总平面布置2.3.1布置原则（1）在满足总体布局和工艺流程的前提下，尽量做到功能分区明确、合理，主要通道宽度适当，各类管线布置便捷、合理。（2）合理确定竖向布置，节约建设工程量。（3）注重环境保护，充分利用自然条件，加强绿化，营造现代企业氛围。（4）严格执行国家现行的消防、卫生、安全等有关的技术规范。（5）因地制宜，合理布置。（6）渣场货流运输通畅，对外部的影响尽量减至最低。2.3.2平面布置填埋区主沟壑自西北向东南方向延伸，地势逐渐降低，同时沟深度也在不断降低，但下游沟壑宽度加大，主沟壑起始处沟底标高约1020m，考虑到主沟壑附近有南偏桥村、和安德村等三个自然村落，为保证距离居民集中点有500米的安全防护距离，拟选取主沟壑中的一段，并充分利用周边支沟壑，扩大填埋容积（具体见附图二、三）。渣场工程包括管理区、填埋生产区。渣场总体规划平面布置见附图三。2.3.3管理区管理区和渣场入口位于渣场的东南，该处临近位善政村公路附近，地势较渣场底高约20m，便于和主厂区的联络以及灰渣车的进出。管理区主要建筑为：综合楼、机修车间、门卫及停车场地。管理区平面布置及主要处理构筑物见附图六附图九。1、管理休息室管理休息室位于填埋场进场道路入口处的管理区内，集生产管理、行政办公、会议室、接待室和卫生间为一体的综合性建筑。一层砖混结构，结构尺寸LBH26.712.86.9m，总建筑面积683.52m2。2、机修车间机修车间位于管理区内，维护渣场日常车辆和使用工具的正常运行。单层框架结构，机修车间结构尺寸为LBH9.68.05.0m，建筑面积76.8m2。2.3.4填埋区 填埋区主要包括：填埋区、拦渣坝及其相关辅助设施。拦渣坝的作用在于：拦挡废渣和渗滤液，形成有效的库容，延长服务年限。一般拦渣坝应考虑两个因素，一是保证垃圾堆坡脚稳定和免遭雨水冲刷；另外一个是要形成一定的填埋库容，并可调节渗滤液的流出量。拟建拦渣坝位置见附图三。由于拟建渣场位于沟壑中部，需在沟壑的上游和下游分别建设拦渣坝。拟建上游拦渣母坝坝体长约84.0m，坝底宽61.0m，坝顶宽5.0m，高15.0m，坝底标高1018.10m，坝顶标高1033.10m；，拟建下游拦渣母坝坝体长约104.0m，坝底宽58.0m，坝顶宽4.0m，高15.0m，坝底标高995.50m，坝顶标高1010.5m；拦渣母坝平面呈六边形，坝体长约136.0m，坝底宽58.0m，坝顶宽3.0m，高13.0m，坝底标高970.0m。坝体工程设计原则：遵守国家现行的各种规范，在满足库区填埋工艺要求下力求做到技术先进，安全系数高，经济合理；其次也应该尽可能结合当地的实际情况，结合地方的标准，规范和习惯做法，最后应该结合场址附近的实际情况，在兼顾安全性的前提下，选择合适的筑坝原料，以求经济性。拟建坝体场地位于襄垣县。根据场地初勘，场地地貌单元属于丘陵区，未发现发震和活动断层，渣场不在断层、断层破碎带上，符合一般固体废弃物贮存、处置场污染控制标准GB18599-2001处置场应避开断层、断层破碎带的相关要求。据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）附录A，襄垣县抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组；拟建建筑场地类别为类；拟建场地对抗震属于一般地段。本工程场地为非自重湿陷性场地，地基湿陷等级可按级（轻微）考虑。本工程可不考虑地基土的震陷影响。拟建拦渣坝坝底标高为976.0m时，建筑物将以第层人工填土第层粉质粘土作为持力层，由于持力层物理力学性质差异较大且不属于同一工程地质单元，因此拟建建筑物天然地基可视为不均匀地基。2.3.5道路设计 1、主运输道路填埋场位于主工业厂区的东侧，距主工业厂区约3Km，填埋场与工业厂区由县道五西线相连，目前路面宽度7m，不能满足运输条件的要求，五西线位于襄垣县规划工业园区内，路面暂由襄垣县统一规划。2、进场道路由于规划渣场无法与五西线直接相连，所以从五西线至渣场需新修一条进场道路。按照本设计规划，进场道路宽为7m，沥青混凝土路面，设计使用年限15年。进场道路见附图六。2、马道在填埋过程中，通过马道将灰渣、煤渣运送至填埋区内，属临时性道路。马道纵坡不大于5%，路面采用黄土压实路面，路面宽6米。2.4 填埋设计2.4.1 填埋库容本工程服务年限为10年，经场地处理后，通过充分利用主沟壑两侧的支沟壑的抢矿下，渣场填埋库区主沟壑可形成约400万m3的有效容积，两边侧沟壑可形成约380万m3的有效容积，总有效容积约780万m3，可以满足10年填埋要求。2.4.2 填埋分区由于渣场填埋物主要为煤渣和灰渣，而灰渣和部分煤渣可以进行综合利用，因此，根据综合利用及其地形特点，将填埋作业区划分为3个区域：区域1为无利用价值煤渣、灰渣的填埋区，位于填埋区入口最远处，在该填埋区内所有煤渣、灰渣进行填埋并压实处理；区域2为过渡填埋区，距离渣场入口适中，此区域内填埋利用价值较低的煤灰渣，压实处理；区域3距离填埋场入口最近，为临时填埋区，用于临时存放利用率高的粉煤灰等，不做压实处理，每天填埋作业结束后覆盖塑料薄膜以防止飞灰。此外，在渣场内部建设一安全填埋场，用以填埋危险废弃物，安全填埋场的设计详见相关章节。2.4.3 场地平整及基底处理利用填埋场的自然地势，按照设计进行开挖和基底平整，场底作为防渗层与导流层的基础必须加以平整处理，方法如下：（1）将不规则的地势的土方清理平整。（2）按填埋作业区域划分范围以横坡2%，纵坡2%修整基础。基础压实密度要大于93%。（3）区域挖导流干沟，基础压实密度要大于93%。（4）将基底、导流沟夯实平整，要求压实密度大于93%。（5）边坡也要清理平整，坡度不得大于1：1.5，压实密度大于90%以防滑坡。2.4.4 填埋工艺填埋是最终处置固体废弃物的一种方法，本工程填理工艺如下图所示。图2.4-1 渣场填埋工艺流程图2.4.5 填埋方法常用的固体废弃物填埋方法有：沟槽法、地面法、斜坡法等。(1)沟槽法沟槽法是把废物铺洒在预先挖掘的沟槽内，然后压实，把挖出的土作为覆盖材料铺洒在废物之上并压实，及构成基础的填筑单元结构。通常沟长30-40m，深0.9-1.8m，宽4.5-7.5m。图2.4-2 沟槽法填埋示意图(2)地面法地面法把废物直接铺洒在天然的土地表面上，压实后用薄层土壤覆盖然后再压实。地面法可在坡度平缓的土地上使用，但开始要建筑一个人工土坝，作为初始填筑单元的屏蔽。因此最好在采石场、露天矿、峡谷、盆地或其他类型的洼地使用。该法适于处置大量的固体废物。图2.4-3 地面法填埋示意图(3)斜坡法斜坡法是把废物直接铺洒在斜坡上，压实后用工作面前面得到的土壤加以覆盖，然后再压实。实际为沟槽法和地面法的结合。根据本工程废渣填埋量和地形特点，采用以斜坡法为主的填埋方法。图2.4-4 斜坡法填埋示意图2.4.6 填埋作业本工程填埋场地为峡谷，可采取可从上往下或从下往上进行填埋，常见填埋操作见图2.4-5。一般采用从上到下的顺流填埋方法，因为这样可以减少地表水的积蓄，减少渗滤液。图2.4-5 丘陵峡谷地区的填埋操作渣场采用顺流填埋和垂直填埋相结合的方法进行填埋作业，首先采取垂直分层填埋，填埋时分层高度为3m，填埋分层间不做覆土处理，对单层而言，采用顺流填埋的方法。使用自卸汽车进入场内倾倒煤渣或灰渣至作业点，干灰在倾倒前因进行调试处理，调湿后灰渣的含水量一般为15%25%，可根据不同季节及天气情况相应调整，大风、晴天时含水量应适当增加，冬季温度零下时施工含水量需适当降低。或由装载机及推土机辅助运于作业格整平碾压。倾泻后煤渣或灰渣用推土机将铺成厚度约0.4m薄层，再用振动式压路机对灰面进行碾压，洒水车在灰面洒水压尘。干灰铺筑作业面坡向灰场内侧，坡度不大于1：20，以方便运灰车辆在灰面上的行驶，并保证暴雨期间坡面径流雨水不致冲刷破坏灰面。2.4.7 封场覆盖当填埋至指定高度（1033m1045m）后，进行封场操作，封场时表面附图两层，第一层为阻隔层，覆30cm厚的压实黏土，以防止雨水渗入固体废物堆体内；第二层为覆盖层，覆盖天然营养植被层70cm，种植灌木绿化。图2.4-6 封场覆盖示意图2.5 库区防渗工程与排洪填埋场的渗滤液主要来源于降雨、地表径流、地下水（当填埋场的底部在地下水位以下时），煤渣、灰渣中携带的水分等。为有效减少渣场渗滤液的量，以及渣场表面堆积的干灰被雨水携带，而造成二次水土流失，渣场须与场外环境隔离开。因此，设计合理的防渗与排洪系统是填埋场设计中十分重要的环节。2.5.1防渗方案的确定填埋场的防渗方式可分为天然防渗、人工防渗以及复合防渗三种。(1)天然防渗：要求在填埋场底部和周边有至少厚度达到2m以上的连续均匀分布的高粘性土壤的压实土层，其渗透系数应不大于10-7cm/s，但这种条件的场地实际是极难找到的。本填埋场不能满足天然防渗要求。(2)人工防渗：当填埋场地基不能满足低渗透性要求时，一般应采取人工防渗的方法。人工防渗的技术手段主要有以下几种：a 如果在填埋场附近有足够数量的低渗透性粘土，可以采用人工回填夯实粘土形成防渗层，但一般情况下，粘土防渗层不能完全制止渗滤液的渗漏，而且这种方法需要大量粘土，工程造价较高。对于本工程，由于场区有相当面积的较陡斜坡，要在其上回填粘土夯实并达到防渗标准，施工难度大，甚至难以施工，故本工程不采用这种防渗方法。b 在库底铺设钠基膨润土防渗。钠基膨润土的渗透系数可达10-9cm/s，具有极强的防水性，且能自动膨胀弥合填补缝隙，防渗效果理想，随时间的推移，膨润土还会吸收周围的细小颗粒特别是重金属，吸收后抗渗性能还会增加，膨润土这种优良特性已被广泛地应用于国内、外各垃圾卫生填埋场的防渗结构中。但因为材料用量大，施工难度大，运输储存要求很高，不能与水接触，而使其推广受到一定限制。c 高密度聚乙烯(HDPE)土工膜防渗是目前广泛采用的防渗方法。HDPE膜具有以下特点：防渗性好，渗透系数K10-12cm/s；化学稳定性好；机械强度较高；便于施工，已经开发了一系列配套的施工焊接方法，技术比较成熟；性能价格比较合理；气候适应性强。其使用寿命可达50年左右。(3)复合防渗：为了使填埋场的建设既符合标准又经济，填埋场可根据场址条件采取天然防渗和人工防渗相结合的方式。以下几种情况下可考虑采用复合防渗。当填埋场的底部粘土满足防渗要求，而侧向基础达不到要求时，垂直方向采取天然防渗，水平方向采取人工防渗。当填埋场的底部粘土都能满足要求时，为了进一步保证衬层的安全性，采取以人工衬层为主、天然衬层为辅的双层防渗系统。当填埋场的底部和侧向粘土部分能满足防渗要求，而部分粘土不能满足防渗要求时，可以按区域采取天然和人工相结合的复合防渗系统。综上所述，防渗方案的选择与场区工程地质和水文地质条件密切相关。经对场区的初步踏勘，库底具备天然防渗能力的可能性很小，不能采取天然防渗方式和复合防渗方式，因此本工程采用“高密度聚乙烯膜(HDPE)”土工膜单层人工防渗。2.5.2防渗系统材料水平防渗的衬层系统通常包括防渗层、排水层（包括渗沥液收集系统）、保护层。2.5.2.1 防渗层材料防渗层的功能是通过铺设渗透性低的材料来防止渗沥液迁移到填埋区外部去，同时也可以防止外部的地下水进入填埋区内部。防渗材料主要有天然粘土矿物和人工合成材料以及天然与有机复合材料。根据不同人工合成材料的性能，结合国内外填埋场使用人工合成防渗材料的经验教训，在广泛收集资料和调查的基础上，本方案选用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜为本填埋场防渗层的主要防渗材料。（1）HDPE膜厚度一般情况下，从防渗性能考虑，采用HDPE膜防渗的概念是：1.5mm厚为经济实用值，2.0mm厚为较好值。由于本填埋场填填埋的主要是煤渣、灰渣，危险化学物质较少，考虑到经济实用的要求，本方案选择1.5mm厚的HDPE膜作为整个填埋库区的防渗膜。（2）HDPE膜幅宽根据美国联邦环保局的调查，渗漏现象的发生，10%是由于材料的性质以及被尖物刺穿、顶破作用，90%是由于土工膜焊接处的渗漏，而土工膜焊接量的多少与材料的幅宽密切相关，以5m和6.8m宽的不同材料对比，前者需要X/5-1个焊缝，后者需要X/6.8-1个焊缝，前者的焊缝数量至少要比后者多36%，意味着渗漏可能性要高36%，因此，宜选用宽幅的HDPE膜。结合上述分析，并根据国内多数填埋场的使用情况，本工程选用幅宽不低于6.5m的HDPE膜。（3）HDPE膜摩擦性能防渗系统中，HDPE膜是防渗关键所在，由于场地基础沉降等因素影响，可能造成HDPE膜的滑动，导致整个防渗系统被破坏，因此，从安全性的角度出发，在坡面上采用糙面HDPE膜比较好，但由于加工工艺的原因，同样规格的糙面膜的主要技术指标（抗撕裂强度、抗穿刺强度、断裂拉冲强度、断裂延展率等）又小于光面膜，而且价格高于同样厚度的光面HDPE膜。因此，本设计底部水平防渗采用，边坡防渗采用1.5mm厚的糙面HDPE膜，既可有效降低总造价，又可以保证填埋场的安全性。2.5.2.2 膜保护层材料保护层的功能是防止防渗层受到外界影响而被破坏，如石料或垃圾对其上表面的刺穿，应力集中造成膜破损，粘土等矿物质受侵蚀等。作为HDPE土工膜上保护层的土工织物，应采用厚、重型，根据填埋场的设计经验，作为HDPE膜上保护层的土工布，随着填埋高度的增加，其厚度应相应增加，否则会因被刺穿而失去对HDPE膜的保护作用；GCL膨润土垫作为膜下保护层，不仅可以做到保护HDPE膜的作用，还可起到辅助防渗的功能。本方案选择600g/m2的无纺土工布作为HDPE土工膜的膜上保护层，采用压实土壤和4800g/m2的GCL膨润土垫作为膜下的保护层。2.5.2.3 排水层材料排水层的作用是及时将被阻隔的渗沥液排出，减轻对防渗层的压力，减少渗沥液的外渗可能性。对于渗滤液排水层而言，要求导流层不易阻塞、可长期使用，本方案在填埋场底部采用粒径为300mm的卵石层作为渗滤液导流层材料。同时，考虑到填埋场边坡坡度足以将防渗层上的渗滤液很快坡向下游。因此，边坡不再另设渗滤液导流层。2.5.3防渗层设计1、场底防渗系统：采用1.5mmHDPE光面防渗膜作为防渗层，其下为压实土壤和GCL膨润土垫，其上是无纺土工布保护层和渗滤液导流层，防渗层结构如下图所示。图2.5-1 场底防渗系统图2、边坡垂直防渗系统：边坡沟底至坡顶采用1.5mmHDPE糙面防渗膜作为防渗层，其下是压实土壤和GCL膨润土垫，其上是无纺土工布保护层和袋装卵石，边坡上防渗层的固定方式采用锚固沟锚固的方法。防渗层结构如下图所示。图2.5-2 边坡防渗系统图2.5.4 场内防洪本填埋场在库底设置一条导排主盲沟，主盲沟沟长同渣场主沟壑，梯形断面，断面面积约1.2m2，中心设DN800的HDPE穿孔管；导排管底部铺设10cm厚的粗砂，然后将周围填充粒径2050mm的卵石，卵石层上及管底铺600g/m2的无纺针刺土工布，以防止穿孔管堵塞。填埋区内设置排水竖井三座，井身设排水孔，竖井底部设消力井，排水竖井于底部的渗滤液导排管相连。场内洪水进入排水竖井后，通过底部的渗滤液导排管，再经穿坝渗滤液导排管（无孔管）以1%坡度进入消力池消能后排入下游自然沟道。竖井初期建设高度3 m，每次加高不宜超过3 m，否则稳定性难以控制；且应保证竖井顶部高于堆灰面高度不小于2 m。竖井外围3 m 宽的环形带内采用粗颗粒炉渣堆筑，人工压实，灰渣堆贮过程中，堆灰面应形成一定坡度、坡向溢流竖井，以利于洪水的排出。其中，消力池采用矩形消力池，浆砌片石护砌，消力池尺寸为0.80m2.5m0.5m。2.5.5 场外防洪本设计采用截洪沟和排洪混凝土暗管相结合的方式将场外雨水排出，避免库区外的地表径流进入库区内，其设计频率为20年一遇。根据长治地区暴雨强度公式，20年一遇为1小时降雨量61mm。在填埋场西南侧汇水面积为0.64 Km2，综合径流系数为0.20，东北侧汇水面积为0.53Km2，径流系数为0.20，填埋区上游汇水面积为1.12Km2，综合径流系数为0.25。根据室外排水设计规范，Q：设计洪峰流量q：降雨强度F：汇水面积：径流系数西南侧洪水流量为2.18m3/s，东北侧20年一遇洪水流量为1.81m3/s，上游20年一遇洪水流量为4.78m3/s。截洪沟为浆砌块石结构，粗糙系数0.017，宽1.5m，护砌高度1.0m，超高0.3m，设计水深0.7m，沟底纵坡5，设计流量2.83m3/s，设计流速2.31m/s，最大设计流量5.13m3/s，设计流速2.70m/s，截洪沟沿等高线布置，距离填埋区边界或场地边坡应大于5m，上游洪水采用排洪暗管，暗管直径1500mm，设计流量为5.00 m3/s，设计流速为2.83 m/s。截洪沟与排洪暗管距排入下游天然沟道，由于截洪沟在沟壑两边坡面之上，在接入下游沟壑前应根据地形要求作陡坡、多级跌水、消力池等消能措施，防止下游沟壑遭严重冲刷造成水土流失。其中消力池形式为矩形跌水口和矩形消力池，采用混凝土护砌，消力池尺寸为1.80m5.0m0.8m。2.6安全填埋区设计2.6.1设计概要危险废物运输至渣场安全填埋区进行填埋。填埋区根据物料的性质和不相容性进行分区填埋。安全填埋区考虑分区填埋和雨污分流的需要，将填埋区分期建设，并分隔成多块作业单元。直接或预处理后运至填埋区的固废，按照设计的填埋工艺进行填埋操作。填埋库容使用完后，按封场要求实施项部密封系统，并长期监测、管理、维护。2.6.2 设计规模根据第2.1.2节，需要进行安全填埋的固体废物量为5213.8t/a，其中生活污泥和净水厂污泥占总填埋量的98.94%。假设固体废物的平均容重为1.10，填埋前采用水泥固化法进行预处理，固体增容率为以15%计算，填埋场运行时间为10年计算，则总填埋量为5213.8/1.1*1.5*10=71090.73m3。表2.1-2安全填埋的危险废物产生量装置（单元）名称废渣（液）名称排放规律排放量（t/a）组成废物类型合成装置渣蜡热裂解裂解废渣间断1812.8硅藻土、白土、Fe2O3危废HW08油品加工装置加氢精制精制反应器废瓷球一次/3年14.625Al2O3、油危废HW08重柴油脱硫罐氧化锌一次/1年13.425ZnO、油危废HW23重柴油脱硫罐废瓷球一次/1年2.225Al2O3、油危废HW23加氢裂化加氢裂化废催化剂一次/6年26.25Al2O3、MoO3、NiO、油等危废HW23加氢裂化废瓷球一次/2年16.5Al2O3、油危废HW23LPG脱硫剂一次/1年13铁酸钙、油危废HW23LPG脱硫废瓷球一次/1年1.225Al2O3、油危废HW23水系统污水处理厂污泥连续29440含水80%结晶混盐连续12880主要为钙盐、镁盐，80%含水率2.6.3危险废物的运输危险废物运输车辆有箱式拖车和槽车两种，分别运输不同的危险废物，箱式罐拖车为密闭拖车，不会造成危险废物的泄漏。2.6.4 预处理不同的危险废物需要采用不同的预处理方法，常规的固化方法有：水泥固化、石灰粉煤灰固化、沥青固化、塑料固化和玻璃固化等，主要是通过将有害废物封闭在固化体内，从而达到稳定化、无害化目的。针对本填埋厂处理对象，从经济性和有效性角度出发，本方案采用水泥固化法进行危险废物的稳定化预处理的方案，处理后的危险废物达到表2.6-1的标准后进入填埋场。表26-1危险废物入填埋场控制标准序号控制项目名称稳定化控制限值(mgL-1)l有机汞00012汞及其化合物(以总汞计)0253铅(以总铅计)54镉(以总镉计)0505总铬126六价铬2507铜及其化合物(以总铜计)758锌及其化合物(以总锌计)759铍及其化合物(以总镀计)02010钡及其化合物(以总钡计)15011镍及其化合物(以总镍计)1512砷及其化合物(以总砷计)2513无机氟化合物(不包括氟化钙)10014氰化物(以CN计)5水泥是最常用的危险废物稳定剂，是一种无机胶结材料，经过水化反应后可以生成坚硬的水泥固化体，所以在废物预处理时最常用的是水泥固化技术。它是将水泥和废物混合发生水化反应生成凝胶，将废物中的有害微粒分别包容，并逐步硬化形成水泥固化体。如果废物中没有水分，则需要向混合物中加水，以保证水泥分子跨接所必需的水合作用。这种水合作用主要包括以下几方面：硅酸三钙的水合反应、硅酸二钙的水合反应、铝酸三钙的水合反应和铝酸四钙的水合反应。同时，水泥固化有害物质的实际过程十分复杂，目前尚无理论上的透彻阐明。一般认为有害物质水泥固化是将有害物质封闭在固化体内，通过水泥中粉末状的硅酸钙水化物胶体对有害物质的吸附及水泥中水化物能与有害物质形成固溶体，而将其束缚，实现稳定化、无害化目的的过程。可以用作固化剂的水泥品种很多，通常有普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、矾土水泥和沸石水泥。具体可根据固化处理废物的种类、性质、对固化剂的性能要求选择水泥的品种。水泥固化过程中，由于废物组成的特殊性，常会遇到混合不均匀、过早或过迟凝固、产品的浸出率高、固化体的强度较低等问题。为改善固化条件，提高固化体的质量，需要掺入适量的添加剂。常用的添加剂有吸附剂(如活性氧化侣、粘土、蛭石等)、缓凝剂(如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐等)、促凝剂(如水玻璃、铝酸钠、碳酸钠等)和减水剂(表面活性剂)等。固化产物性能可根据最终处置或使用要求，调节废物-水泥-添加剂-水的配比来控制。对于最终进行安全土地填埋处置和装桶后贮存的废物固化体，其抗压强度要求较低，一般控制在980749033kPa；对于准备作建筑基材使用的固化物，其抗压强度要求较高，一般控制在98MPa以上。固化体的浸出率要尽可能低，浸出液中污染物浓度起码要低于相应污染物的浸出毒性鉴别标准。水泥固化是一种比较成熟的有害废物处置方法，它具有工艺设备简单、操作方便、材料来源广、价钱便宜、固化产物强度高，对含水率较高的废物可以直接固化等优点，因此被世界许多国家所采用。但其缺点是体积增加倍数较大，一般增容率达3050，且抗浸出性能不如沥青固化体好。实践证明，用水泥固化处理各种含重金属的废物十分有效，在固化过程中由于水泥具有较高的pH值，使废物中的重金属离子在碱性条件下，生成难溶于水的氢氧化物或碳酸盐等。某些重金属离子也可以固定在水泥基体的晶格中，从而可以有效地防止重金属的溶出。2.6.5 填埋场设计2.6.5.l单元划分合理划分填埋单元，按计划进行填埋作业，根据每天的固废处理量确定填埋区域及每天的作业层面，尽量控制固废裸露的范围，这样既可以方便填埋作业，有利于固废渗沥液的收集及雨污分流，又可以减少对环境的污染，降低工程造价。填埋场库区分为四个区域，一为污泥区，接收污水厂污泥；二为不溶性废物填埋区，废催化剂，酸碱废渣等；三是经固化处理后的废物填埋区，接纳用水泥等固化剂进行固化后的结晶盐泥等，库区内坡1：1.5。2.6.5.2填埋作业方式(1)填埋作业本填埋场工程填埋区拟采用开挖与堆高相结合的填埋工艺，向下开挖至标高-100m、向上堆高至+1100m，分三层（-100m+300m、+300m+700m、+700m+1100m）进行填埋。填埋区场底结构设置从上到下依次为渗沥液碎石导流层、土工布保护层、HDPE膜防渗层、GCL膜防渗层、地下水导流层。填埋废物时，为避免重车直接压在碎石导流层上，造成土工膜防渗系统的损坏，填埋第一层固废时，宜采用填坑法作业。即首先在填埋单元的一边从上向下倾倒固体废弃物，形成一定作业区域时在其上铺垫路基箱，使车辆可顺利向前推进作业面。各单元在完成第一层作业后即进行第二层作业，第二层作业采用倾斜面堆积法进行堆高填埋。(2)作业工艺对应于固废填埋的两个作业高程，固废填埋作业可采用分两个阶段的填埋作业方案。-100m+300m高程的填埋作业为第一阶段，+300m+700m、+700m+1100m高程的填埋作业为第二阶段。第一阶段固废填埋作业采用坑填法作业。固废运输车辆经填埋区道路由上向下倾倒固废，由推土机顺序向前推铺及压实，直至作业单元满铺一层30m厚 固废。第二阶段固废填埋作业采用倾斜面堆积法作业进行堆高。垃圾运输车辆经填埋区内临时道路进入填埋作业单元卸料、推铺及压实作业。直至距东侧道路沿填埋区方向5m处。最后一层形成的垃圾坡体顶高+1100m。2.6.6 防渗系统根据危险废物安全填埋处置工程建设技术要求环发【2004】75号，填埋场的防渗系统以柔性结构为主，且柔性结构的防渗系统必须采用双人工衬层。其结构从下至上依次为：基础层、地下水排水层、压实黏土衬层、高密度聚乙烯膜、膜上保护层、渗滤液次级集排水层、高密度聚乙烯膜、膜上保护层、渗滤液初级集排水层、土工布、危险废物。图2.6-1 危废填埋场防渗结构图2.6.7渗沥液收集与处理2.6.5.1渗滤液水量渗滤液主要来源有二：(1)废物自身含水。填埋废物自身所含水分随废物一起进入填埋场，在压实后重力水变成渗沥液；由于本填埋场的废弃物都经过了预处理，废物本身的水将不会渗出变为渗沥液。(2)降雨入渗进入填埋场。降雨在一年内分布不均匀，集中在雨季，暴雨更可以造成渗沥液产生量的急剧增加。此外，封场单元和作业单元接受降雨的强度也不相同。严格地说，渗沥液处理设施应该按暴雨降雨量和填埋场在允许渗沥液深度条件下的调节能力来设计。由于本填埋场实行严格的雨污水分流，作业单元顶部采用临时作业钢棚阻止降水进入安全填埋区，且终场后采用有效的覆盖措施减少降雨的渗入，所以，本填埋场的渗沥液产生量很少。本工程渗沥液估算面积取整个安全填埋区，面积约为10000m2,最大日降雨量为127mm，采取工程措施后，被收集的渗滤液量按10%计算，则最大日产生量为127m3，设置危废渗滤液收集池200m3。2.6.5.2渗滤液处理由于本工程产生的渗滤液的量较少，且间歇出现，渣场内不再设置渗滤液收集系统，渗滤液将通过罐车运回厂区后进行处理。2.6.8雨水分流措施雨水分流措施的目的是要将填埋场产生渗沥液量控制在最小的范围内，具体的方法就是尽可能减小开放作业面，对其它非开放的填埋区域采用有效措施避免雨水污染。雨污分流主要解决两个问题：填埋作业区的雨污分流；终场后的雨污分流。具体措施必须与填埋作业工艺紧密配合。在安全填埋区的四周设置25cm深的挡雨坎，并设地面排水沟，以防止场地雨水流入填埋库内。为防止雨水进入填埋库区，增加渗沥液的处理量，在每个填埋分区或作业单元的上方设钢结构防雨棚。2.6.7填埋气导排进入本填埋场填埋区的废物中，有机物含量较少，可能产生的气体量不多，因此较难进行回收利用，但是为了防止在填埋过程中产生的气体破坏其它设施，需对可能产生的填埋气体进行安全排放。设计采用在各填埋单元中央分别设置1个垂直导气石笼、直径lm、平均高12.5m、共设6个，同时在填埋单元顶部设置水平导气系统。2.6.8覆盖覆盖是填埋作业过程和作业完成时最重要的一环，措施不到位，会很大程度上影响填埋效果及周围环境。通常包括日覆盖、中间覆盖和最终覆盖，它们各自在覆盖材料性能、覆盖厚度等方面的要求均有所不同。综合考虑操作工艺、材料来源及设备作业的可靠性等因素，本设计对本安全填埋场的覆盖系统作如下设想：（1）日覆盖本研究设计了作业钢棚，因此不需进行日覆盖。（2）中间覆盖考虑到工程适宜性和覆盖层暴露时间较长，设计推荐在+300m标高和+7.0m标高处采用填埋区所挖出的土方进行中间覆盖，覆盖厚度40cm。为提高雨污水分流效果，中间覆盖层上加盖HDPE膜(膜厚O5mm)，下一层填埋前卷起以备重复使用，直至封场覆盖。（3）封场覆盖封场覆盖具有防止渗水进入和气体逃离填埋场的双重功能，直接影响填埋场的雨污水分流、渗沥液处理和填埋气体利用。封场覆盖应包括下列部分：a.底层（兼作导气层）：厚度不应小于20cm，倾斜度不小于2%，由透气性好的颗粒物质组成；b.防渗层：天然材料防渗层厚度不应小于50cm，渗透系数不大于10-7cm/s；若采用复合防渗层，人工合成材料层厚度不应小于1.0mm，天然材料层厚度不应小于30cm。其它设计要求同衬层相同；c.排水层及排水管网：排水层和排水系统的要求同底部渗滤液集排水系统相同，设计时采用的暴雨强度不应小于50年；d.保护层：保护层厚度不应小于20cm，由粗砥性坚硬鹅卵石组成；e.植被恢复层：植被层厚度一般不应小于60cm，其土质应有利于植物生长和场地恢复；同时植被层的坡度不应超过33%。在坡度超过10%的地方，须建造水平台阶；坡度小于20%时，标高每升高3m，建造一个台阶；坡度大于20%时，标高每升高2m，建造一个台阶。台阶应有足够的宽度和坡度，要能经受暴雨的冲刷。包含一下部分。图2.6-2 安全填埋区封场覆盖图2.7 环境保护、水土保持与节能2.7.1环境保护措施2.7.1.1建设过程（1）项目施工过程中，车辆的出行，材料的运输等，尽量避开必须经过路段的交通高峰期。（2）易起扬尘天气或对干燥弃土，随时撒水降尘，散落路面泥土及时清理，减少环境污染。（3）为减少施工中产生噪声影响，对施工机械采取降噪措施。（4）对于现场施工人员应加强教育，不随意乱丢废弃物，及时清理施工现场的生活废弃物，并妥善处理，保证工人工作、生活环境的卫生质量。2.7.1.2运行过程（1）污废水处理与处置填埋场的主要污水是渗滤液。为了有效地防止填埋场污水对周围环境的污染，本工程在设计上采用了雨水、渗滤液分流的措施，尽量减少渗滤液的量；对渗滤液进行有效地收集、循环处理。（2）大气污染易起扬尘天气或对干燥弃土，随时撒水降尘，散落路面泥土及时清理，减少环境污染。（3）噪声控制尽量选用低噪声的作业设备。2.7.2环境监测填埋场运行管理设计很多方面，环境监测是运行管理的重要环节之一。它是一个设施规范化运行管理的重要标志。环境监测是垃圾处理设施运行状况的，环境监测内容涉及到大气、地下水、污水、渗滤液、噪声等所有环境因子及各项污染物，可全面反映环境状况。通过环境监测可以发现运行管理中的问题，并提出改进措施。根据要求，本项目的环境监测项目包括渗滤液、地下水、噪声、大气等，必须按照标准要求定期分次进行。2.7.2.1渗滤液及其处理后排放水l) 采样点布设渗滤液采样点设在渗滤液调节池。2) 渗滤液采样、监测项目及分析方法以硬质小塑料桶