生活垃圾卫生填埋设计

1、前言随着经济的发展，人们生活消费水平的提高，城市的生活垃圾产生量日渐增加。城市的经济持续增长，人口数量在上升，消费物品也在增加。若不处理对垃圾无害化处理，将引发重大的灾难，故建立生活垃圾填埋场处理工程。填埋场主要用来填埋城市垃圾等一般固体废弃物，使其对公共健康和环境安全不照成危害。所谓填埋就是在铺设有良好防渗性能的衬垫场地上，将固体废弃物压实减容至最小厚度的薄层，并加上覆盖层。其场地必须具有合适的水文，地质和环境条件，并要进行专门的规划、设计，严格施工和加强管理。为了保护环境，防止环境污染，必须对渗滤液进行收集和处理，并对填埋气体进行排除或回收利用，还需对填埋过程中产生的水、气和附近的地下水进

2、行监测。正文1工程设计的主要内容城市生活垃圾卫生填埋场处理工程设计的主要内容包括：总平面布置，填埋工艺，防治工程，渗滤液收集导排工程，渗滤液处理工程，地下水、地表水导排处理工程，填埋气体收集系统3设计规模根据城市人口规模与人均垃圾生产量等因素，确定城市生活垃圾卫生填埋场处理规模为300吨/天。4技术指标垃圾处理规模：10.95万吨/年；填埋场库容：194万米3；使用年限：15年；渗滤液处理规模：300吨/天；渗滤液处理标准：三类；调节池容积：20000米3；二总图布置1选址此填埋场的选址经过从工程学、经济学、环境学、政策法规等方面的综合的缜密的考虑而选取的。填埋场该处地貌为两个山谷，基本为南北

3、走向。山谷地形开阔，中间有一小山丘分隔，两个山谷在南端会聚。整个场地占地40平方千米。填埋场气候为亚热带季风气候，冬季多刮偏北风，夏季为东南风，年降雨在1000毫升以上。场地为双层结构水文地质类型，含水层埋藏较浅，富水性一般，以粘性土为主，且粘土厚度较为稳定，天然条件下松散层粉和基岩风华壳风化含水层的防渗、防污性能均良好。库容设计1、 库容计算1.1 总库容计算根据使用年限的计算公式：n=V总库容 m3；a日处理垃圾量，t；垃圾堆体密度，约为0.81.0t/m3；填埋垃圾量约占总填埋库容比例，约7590%。根据已知参数见表日处理垃圾量（吨）设计年限/（年）垃圾堆实密度（t/m3）200200.

4、8取值为0.75 V=1.2 库区面积计算总库容按四棱台体积公式：V=高出地面部分，垃圾堆体按1:3坡度放坡，每升高5m，设一级平台（一般3m宽）最有一部分以不小于5%收坡。库底整平时，横向总想坡度均不小于2%。取顶端高度为1m，填埋区边坡高为10m，宽20m，得下表标高高差（m）面积(m2)库容（m3）累积量（m3）垃圾量（m3）上底（S1）下底（S2）48.5101600533.3333533.3333426.666747.55160049001550016033.331240042.555776112364178057813.333342437.551254420164810201388

5、33.36481632.552190431684133220272053.310657627.553385645796198380470433.315870422.554840062500276500746933.322120017.556553681796367580111451329406412.52.58526497969228857.5134337118308610109796974529859823.32203194687858.7-31374529712892187092421903174967.2-5.672.6771289063447.21248535050757.77总高度（

6、m）54.17总库容(m3)24485352.防渗结构设计场区地下水位较高，离地面仅1.5-2m,此填埋场没有独立的水文地质单元又属于渗透性场地，故不宜采用垂直防渗系统，而采用水平防渗系统.由于度量粘土衬层渗透性的主要指标是渗透系数，根据城市生活垃圾卫生填埋技术规范可知道，天然粘土类衬里的渗透系数不应大于1.0*10-7cm/s并且要2米厚的粘土。从原始资料所给的渗透系数来看大多数都是大于10-7cm/s，而选择了人工合成防渗膜。在人工合成防渗膜中选用了性能较优，国外使用经验较多的高密度聚乙烯（HDPE）防渗膜。此填埋场不属于危险废物安全填埋场，并且场区工程地质条件良好，无不良地质现象，故选择

7、单复合衬层防渗系统.3、 防渗结构确定场底防渗结构从下到上依次为：压实地基、1.5厚光面HDPE膜、600g/无纺土工布一层、渗滤液收集导排系统和最上面的垃圾层。边坡防渗结构从下到上依次为：压实基础、1.5厚糙面HDPE膜和600g/无纺土工布一层。防渗结构见图5-41：压实地基 2：1.5HDPE膜一层3：600g/无纺土工布一层 4：渗滤液导排系统5：垃圾层图5-4场底和边坡防渗结构图4、防渗系统的铺设（1）铺设区域衬垫区域从垃圾坝始至库尾，纵向约288m。两侧山坡衬垫最高标高为645m，衬垫区平均宽约200m。防渗系统铺设区域及分区详见防渗系统平面布置总图。（2）衬垫层的锚定平台根据高密

8、度聚乙烯(HDPE)薄膜的受力计算以及衬垫层的要求。本工程考虑每10m高程设一锚定平台，用以衬垫层的稳定。锚定平台宽2.0m，与截洪沟相邻的锚定沟由截洪沟兼作。当垃圾未填到截洪沟标高时，截洪沟用以截流山坡汇水；当填埋高度与截洪沟相齐时，截洪沟不但截流山波汇水，而且还用来排出场内径流；当垃圾超过截洪沟标高时，截洪沟改建为碎石盲沟，作为渗滤液的排渗边沟。3、填埋单元划分填埋作业实行单元分层作业，按先后次序循环进行，每单元大小一般以一日一层作业量计算。按垃圾日产量约200t左右，压实密度按0.8t/m3计算，3m为单元体高，宽度按推土机机23倍作业宽度敷设，则平均每日填埋单元体尺寸大致为L×

9、;B×H10m×9m×3m。填埋单元划分为近似矩形网格，每层垃圾约厚3.0m，分3个碾压小层，垃圾填埋采用分层压实方法进行操作，每填1m垃圾即进行压实，并碾压3次。经推土机推铺、压实后，每层约3m，压实密度控制在0.8t/m3以上，最后进行日覆盖。填埋第二单体时，一边紧靠已填的第一单体外，边坡控制在1：5。 垃圾作业面及覆土面推成12%的斜面以利排水，填埋完成后垃圾堆体的坡面总坡度为1：3，水平顶面的坡度5%。填埋场还需对填埋区进行不定期的喷药，以消毒、灭虫，减少和杜绝蚊蝇、昆虫的孳生4.渗滤液的产量垃圾渗滤液的产量受多种因素的影响，如降雨量、蒸发量、地表流失量、

10、地下渗入量、垃圾的特性、地下层结构、表层覆土和下层排水设施的设置情况等。6.2经验公式合理式模型 L=CIA/10005、渗滤液的产生量根据所列的全年各月降水量得出全年总降水为；523.2mm月份项目123456789101112降雨量（mm/m）2.55.411.116.831.656.5148.0157.350.927.512.13.4目前渗滤液产生量一般用经验公式，只考虑大气降水。式中：式中I取多年平均降雨量523.2mm。C为填埋场内降雨量转为渗滤液的份数，其值随填埋厂覆盖土性质，坡度而不同，一般在0.20.8之间，封场的填埋场则以0.30.4居多，本工程取C=0.6。填埋区汇水面积A

11、为9.7万平方米，经计算年平均垃圾渗滤液产生量3.04万m3，日平均83.5m3。设每天处理量为90m3。5.渗滤液导排与收集系统设计 垃圾填埋场渗滤液的水质随垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方式等因素的影响而显著变化。由于影响因素多，造成不同填埋场、不同填埋时期的渗滤液水质和水量的变化幅度很大。 总体来说，渗滤液具有以下的特征：1有机污染物浓度高2氨氮含量较高3磷含量偏低4金属离子含量较高5总溶解性固体含量较高6色度较7水质随填埋时间的变化较大渗滤液收集系统设计：包括了渗滤液导流层、收集支管、收集干管、提升泵井、调节池等。如图2-2为渗滤液导排系统断面：图7-2注：此图单位为mm

12、5.1导流层：此层铺设在经过清理过后的场基上，厚度300mm,由粒径40到60的卵石铺设而成。5.2收集沟：设置于导流层的最低标高出，并贯穿整个场底，断面采用等腰梯形，铺设与场底中轴线上的是主沟，在主沟上按间距30m，支沟与主沟之间的夹角为60o，这样是有利于将来渗滤液收集管的弯头加工与安装，收集管到设置成直管，中间没有反弯折点。收集沟中填充卵石，粒径上部卵石采用40到60mm，下部采用25到40 mm。5.3多孔收集管：分为主管和支管，分别埋设在收集主沟和支沟中，管道需要进行水力和静力作用测定或计算以确定管径和材质，其公称直径应不小于100mm，最小坡度应不小于2%。5.4集水池及提升系统：

13、本设计为平原型填埋场，平原型填埋场由于渗滤液无法依靠重力流从垃圾堆体内导出，所以使用集水池和提升系统。采用斜管提升的方式，这样大大减少了负摩擦力的作用，而且竖管提升带来的许多操作问题也随之避免。斜管采用HDPE管，半圆开孔，尺寸为DN400mm，以利于将潜水泵从管道中放入集水池，在泵维修或发生故障时可以随时将泵拉上来。本设计中场边处设4个集水池的尺寸为L*B*H=8m*8m*2.0m,池坡1：2。场内2个集水池的尺寸为L*B*H=10m*8m*2.5m。上设挡雨棚，用泵将集液池中渗滤液输送至调节池。集水池内填充砾石的孔隙率为30%-40%。5.5调节池：渗滤液收集系统最后的一个环节是调节池，其

14、主要作用是对渗滤液进行水质和水量的调节，平衡丰水期和枯水期的差异，为渗滤液处理系统提供恒定的水量，同时可以对渗滤液水质起到预处理的作用。此设计采用斜管提升系统将渗滤液从集水池提升到调节池内。6.渗滤处理系统6.1渗滤液处理工艺流程的确定填埋场采用处理流程如图8-1所示：A/O氧化沟UASB调节池A/O氧化沟UASB排放至城市污水管网沉淀池图8-1渗滤液处理流程图处理后出水水质达到国家生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-1997）中渗滤液二级排放标准限值排入附近受纳水体。预计该系统各分单元的处理效果见表8-1。A/o氧化沟调节池UASB表8-1 各单元处理效果图项目调节池UASBA/O氧

15、化沟沉淀池标准mg/l进水出水去除率%出水去除率出水去除率出水出水COD7000700090%70070%21020%168300BOD3000300085%45065%15825%118150NH3-N20020050%10080%2042%1225SS45045070%1352006.2渗滤液各处理构筑物设计6.2.1渗滤液调节池设计最小调节池容积的由下式确定：V（Qmax-Q）×5其中：V调节池有效容积；Qmax设计最大渗滤液产生量；Q渗滤液处理厂规模。Qmax =1798.2(m3/d)，Q=450(m3/d)，则根据上式，可得最小调节池容积V为6741m3。据此，我们确定调

16、节池的长、宽、高分别为60m、30m、4m。总容积为7200m3。调节沉淀池的废水通过泵抽入吹脱塔进入厌氧生物处理流程。6.2.2 UASB反应器设计厌氧流化床工艺是借鉴流化态技术的一种生物膜反应装置，它利用大比表面积的物质为载体，厌氧微生物以生物膜的形式附着在载体的表面，依靠水力、机械及沼气等动力在反应器内部成流动状态，微生物与污水中的有机物进行接触、吸附、分解，从而达到高速降解污水中的有机物质的目的。6.2.3沉淀池设计上述氧化沟属于奥贝尔氧化沟，奥贝尔氧化沟的配套沉池是周边进水辐流式沉淀池，这种沉淀池克服了一般中进周出二沉池产生异重流的缺陷，池容得到充分利用，表面负荷率明显提高，一般情况

17、下其表面负荷率比中进周出二沉池提高30%到100%，可以大大减小池容。因此本设计采用周边进水辐流式沉淀池。6.2.4污泥泵井污泥泵井的功能是暂时存放厌氧反应器和沉淀池排放的剩余污泥。根据系统的运行工况，通过内设污泥泵进行污泥回流和剩余污泥排放，污泥泵井平面尺寸3.0×2.0m，池深3.6m，安装污泥泵两台，单台：Q=18m3/h H=15m N=1.5Kw，一用一备。7.气体导排与收集系统1填埋气体的主要组成填埋气体（LFG）中主要气体包括甲烷、二氧化碳、氨、一氧化碳、氢、硫化氢、氮和氧等。其中最主要的是甲烷和二氧化碳气体。它的典型特征为：温度达4349，相对密度约1.021.06,

18、为水蒸气所饱和，高位热值在1563019537kJ/m3。那当然填埋场产生的微量气体虽然很少，但其成分复杂，毒性较大，不能对其忽视。2填埋气体收集方式本工程采用LFG主动控制系统，即在填埋场内铺设一些垂直的导气井（见附图6）或水平的盲沟，用管道将这些导气井和盲沟连接至抽气设备，利用抽气设备对导气井和盲沟抽气，将LFG抽出来。由于本垃圾填埋场面积大，填埋量大，采用水平收集盲沟易使空气进入抽气系统，故此工程采用垂直抽气井抽气。考虑到填埋厚度和填埋规模等因素，选择采用垃圾单元封闭后钻井下管统一收集填气体。填埋气体主动控制系统主要由抽气井、集气管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、气体处理站以及气体监测设

19、备等组成。通常，填埋气体主动控制系统又分为内部填埋气体收集系统和边缘填埋气体收集系统两类。内部填埋气体收集系统：该系统常用来回收填埋气体、控制臭味和地表排放，如附图边缘填埋气体主动收集系统：此系统主要是回收并控制填埋气体的横向地表迁移。采用周边抽气井抽气。8.终场覆盖系统设计 封场的目的在于：防止雨水大量下渗，造成填埋场收集到的渗滤液体积剧增，加大渗滤液处理的难度和投入；避免垃圾降解过程中产生的有害气体和臭气直接释放到空气中造成空气污染；避免有害固体废弃物直接与人体接触；阻止或减少蚊蝇的孳生；封场覆土上栽种植被，进行复垦或作其它用途。 目前，在国内外使用较多的防渗材料包括压实粘土、土工薄膜和土工合成粘土层三种，实际使用时通常为三者混合使用。近年来，利用污泥和粉煤灰等废料改性制作覆盖材料研究也在逐步开展。11.2终场覆盖设计现代化填埋场的终场覆盖应由五层组成，从上至下为：表层、保护层、排水层、防渗层(包括底土层)和排气层。其中，排水层和排气层并不一定要有，应根据具体情况来确定。排水层只当通过保护层入渗的水量（来自雨水、融化雪水、地表