课程设计 固废

1、沈 阳 化 工 大 学固体废物处理与资源化课程设计题 目：城市垃圾填埋场工艺设计院 系：环境工程与安全工程学院专 业：环境工程班 级：1101学生姓名：李洪涛指导教师：于慧鑫2014年 9 月 12 日目录前言1一.填埋场所在地区的自然社会经济条件1二.设计原则和依据22.1 设计原则22.2 处理方案选择原则22.3 设计依据2三填埋场的选址33.1场址的选择33.2选址考虑的因素33.3 选址顺序43.4 环境影响评价与检查场址4全面科学的环境影响评价5场址的检查5四处理工艺流程的确定和说明54.1填埋场总体设计5规划布局6填埋方式及预处理74.2防渗系统设计7防渗系统7防渗系统的类型7防

2、渗材料7防渗层的构造类型8防渗层构造的选择84.3渗滤液处理10渗滤液处理方法10渗滤液收集系统114.4填埋气的处理124.5封场工程13填埋场的封场系统设计13填埋场封场后的土地回用13五主要构筑物的设计计算145.1填埋场容积计算145.2渗滤液产生量的计算15渗滤液产生量的计算15渗滤液调节池设计16六. 填埋气体的产生与收集处理166.1填埋气的组成166.2填埋气体计算17七.终场覆盖197.1填埋场的封场系统设计197.2填埋场封场后的土地回用19八参考文献20九结束语21前言近年来，随着我国城市化不发的加快，城市人口急剧增多，产生的城市生活垃圾也越来越多，垃圾污染环境的现象也日

3、趋严重。城市垃圾是城市中固体废物的混合体，包括工业垃圾、建筑垃圾和生活垃圾。工业废渣的数量、性质及其对环境污染的程度差异很大，应统一管理，根据不同的情况由各工厂直接或经过处理达到排放标准后，放置于划定的地区。建筑垃圾一般为无污染固体，可用填埋法处理。据报道，中国约有2/3的城市陷入城市垃圾的困境。我国仅城市垃圾的年产量就达1.5亿吨，这些城市垃圾绝大多数是露天堆放，它不仅影响城市景观，同时污染了与我们生命至关重要的大气、水和土壤，对城镇居民的健康构成威胁，垃圾不仅造成公害，更是资源的巨大浪费，已成为城市发展中的麻烦问题。目前，我国把城市生活垃圾无害化处理作为一项重要的城市基础设施建设来抓，努力

4、消除生活垃圾的污染，提高社会的可持续发展能力。根据我国垃圾处理“无害化，减量化，资源化”的原则，将会有大批的生活垃圾卫生填埋场应运而生。许多原有填埋场难以达到填埋要求，生活垃圾自然堆放，对周围环境和居民产生不良影响。当生活垃圾无规则且露天置于城市中时，其所散发的臭味严重影响附近居民的生活，产生的渗滤液会污染地下水和周围的地表水，威胁人类的健康。由此可见，设计城市生活垃圾填埋场的必要性和迫切性。一.填埋场所在地区的自然社会经济条件（1）本次设计将垃圾填埋场选在沈阳市大东区，服务人口120万人，现状每人每天的垃圾产量为1.01.5kg，垃圾压实密度为600kg/m3,垃圾服务年限为2030年。（2

5、）气象资料：大东区位于沈阳城区的东部和东北部,位于北温带亚洲季风气候区的北缘，属受季风影响的温带半湿润气候。其气候主要特征是：冬寒时间较长少雪，夏季时间较短多雨，春秋两季气温变化迅速，春季多风，秋季晴朗。据气象台1951年至1981年累计，市内区最高气温年平均为13.7，最低气温年平均为2.6，全年平均温度为7.9。市内平均降雨量为734.5毫米，最多年降水量1055.3毫米（1953年），最少为445毫米（1965年），降水日数历年平均是92.8天，日最大降水量为215.4毫米（1973年8月21日），霜期开始于10上旬，结束于4月下旬，平均210天左右，无霜期平均155天左右。（3）地形地

6、貌：大东区地处浑河冲积平原，地势北高南低，由北大东区向南缓缓倾斜，地势平坦。据沈阳市地形图标示：东北部大二台子最高处海拔为65米，南部小河沿最低处海拔为44米，全区海拔高低差19.2米。大东区地处浑河冲积平原。地质结构绝大部分为第四纪平原冲积层，由亚粘土、砂砾石混合等组成。地表浮土为人工土和粘土层，表土层以下为河沙与粘土层。由于区内北部早年为浑河故道，土质多沙松软。流经大东区境内有两条人工河流，即南运河和北运河（新开河）。区域内历代久存的洮昌沙土坑、天后宫臭水泡子、东山嘴子黄土坑，随着城市建设和工厂企业的崛起而被填平成为难得的建设用地，从而改变了原来的地形地貌。（4）经济概况：大东区是沈阳民族

7、工业的发祥地，经过近百年的发展，目前已形成以汽车、飞机发动机、机械设备制造、生物制药、仪器仪表和其它机械制造业为主的庞大的产业群。是全国最大的机械加工区，其境内所产轻型客车占全国的市场份额达50%以上，航空发动机占全国60%以上。二.设计原则和依据2.1 设计原则城市生活垃圾处理作为城市环境治理和环境保护项目，应在贯彻国家垃圾处理技术政策和城市总体规划指导的前提下，合理选择厂址和处理工艺，严格控制二次污染并防止新的污染产生，使工程的各项指标符合国家的有关法规和标准规定。本设计的设计原则是：（1）在认真贯彻执行国家关于城市垃圾处理的法规（条例）和技术标准的同时，结合当地环境卫生事业的发展，根据生

8、活垃圾产生情况科学规划，合理确定建设规模，对生活垃圾实行安全处置，使之真正达到国家规定的垃圾处理要无害化、减量化和资源化的总体目标。（2）坚持因地制宜和科学态度，选择合理的技术路线，采用先进工艺和技术上成熟的设备，确保各类设施互相协调，技术切实可行，将大垃圾处理的建设投资和运行成本，提高项目的社会效益和环境效益。2.2 处理方案选择原则处理方案选择原则是：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：（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

9、） 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。2.3 设计依据1.固体废物处理与处置 高等教育出版社 宁平编；2.固体废物污染控制工程 化学工业出版社 张小平编；3.生活垃圾填埋场污染控制标准 （GBI68892008）；4.城市生活垃圾卫生填埋技术规范 (CJJ172004)；5.生活垃圾填埋场防渗系统工程技术规范 (CJJ1132007)；6.生活垃圾卫生填埋场封场技术规范 （CJJ1122007）；7.生活垃圾填埋场无害化评价标准 （CJJ/T072005）；8.生活垃圾填埋场环境监测技术标准 （CJ/T30371995）；9.地面水环境质量标准 （GB3838200

10、2）；10.城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准中华人民共和国建设部三填埋场的选址3.1场址的选择 这是卫生填埋的第一步也是最重要的一步。 本次设计是在沈阳市大东区内建立一个服务于120万人的垃圾填埋场，大东区位于沈阳市东部，东与棋盘山开发区为邻，东南、南、西南三面被沈河区环绕，西与皇姑区接壤，北与沈北新区相接。现辖区包括沈阳古城以东及北部地区，面积100平方公里，人口90万，是沈阳民族工业的发祥地。大东区境内地貌类型较简单，地势平原坦荡。 选址要遵循两个原则：一是场址能够满足垃圾卫生填埋、防止污染的需要，二是经济合理。3.2选址考虑的因素填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案，尽量

11、少的投资，达到最理想的经济效益，实现保护环境的目的。必须加以考虑的因素有：运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道路、地形和环境条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可以被利用。(1)运输距离：运输距离是选择填埋场地的重要因素，对废物管理系统起着重要的作用，尽管运输距离越短越好，但也要考虑其他的各因素。（2）场址限制条件：场址至少应位于居民区1km（参照德国标准）以外或更远。（3）可用的土地面积：填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方，以利用满足废物综合处理长远发展规划的需要，应有利于二期工程或其他后续工程兴建使用。尽管没有填埋场大小的法律规定，填埋场地

12、也需要有足够的使用面积，包括一个适当大小的缓冲带，并且一个场地至少要运行五年。（4）出土场地道路：由于通常适合填埋场的场地不在城市已建的道路附近，因此，建设出入填埋场的道路和使用长距离的运输车成为填埋场选址的重要因素。（5）地形、地貌及土壤条件：不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处，原则上地形的自然坡度不应大于5%。（6）气候条件：填埋场选址的原则应考虑在温和季节的主导风向。（7）地表水水文：所选场地必须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或最大洪泛区之外，或应在可预见的未来建设水库或人工蓄水淹没和保护区之外。填埋场的场地必须是位于饮用水保护区、水体和洪水区之外，并且必须在春潮区之外

13、，泥炭沉积超过1m的沼泽区之外。还应建在地下水位以上。最佳的填埋场场址位置是在封闭的流域内，这对地下水资源造成的风险最小。（8）地质和水文地质条件：场址应选在渗透性弱的松散岩层基础上，天然地层的渗透性系数最好能达到10-8m/s以下，并具有一定的厚度。（9）当地环境条件：填埋场场地位置选择，应在城市工农发展规划区、风景规划区、自然保护区之外；应在供水水资源保护区和供水远景规划区之外；应具备较有利交通条件。（10）地方公众:可通过自发的协议来达到，也可在废物处理合同中加以规定。3.3 选址顺序根据2004年建设部城市生活垃圾填埋技术规范的规定，垃圾卫生填埋场场址的选择如下： 填埋场场址设置应符合

14、当地城市建设总体规划要求，符合当地城市环境卫生事业发展规划要求。 填埋场对周围环境不应产生污染或对周围环境影响不超过国家相关现行标准的规定。 填埋场应具备相应的库容，填埋场使用年限宜10年以上，特殊情况下，不应低于8年。 填埋场应与当地的大气防护、水资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致。 选址应由建设、规划、环保、设计、国土管理、地质勘察等部门有关人员参加。 填埋场防洪应符合表1的规定：表1 填埋场防洪标准填埋场总容量（104m3）防洪标准（重现期）年设计校核大于500501002005002050注：降雨量取值为7天最大降雨量。填埋场宜选在地下水贫乏地区。填埋场不应设在下列地区： 1.

15、地下水集中供水水源地及补给区； 2. 洪泛区和泄洪道； 3. 填埋库区与污水处理区边界：距居民居住区或人畜供水点500m以内的地区；距河流和湖泊50m以内的地区；距民用机场3km以内的地区； 4. 活动的坍塌地带，尚未开采的地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区； 5. 珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区； 6. 公园，风景、游览区，文物古迹区，考古学、历史学、生物学研究考察区； 7. 军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。3.4 环境影响评价与检查场址 在进行场址选择时要对备选的场地进行综合的环境影响评估，即环境影响评价。建设项目环境影响评价报告书必须在项目的可行性研究阶段完成；在进行可行性研究

16、的同时，必须对建设项目的环境影响作出评价。环境影响评价的目的是：填埋场建造前、建造过程中以及建成后评估、确定它对环境的潜在影响；指出如何减少或排除对环境的影响；确定环境背景值以便监督检查可能发生的环境问题。 全面科学的环境影响评价对垃圾卫生填埋场建设进行环境影响评价，可分为三个阶段。1）准备阶段。通告，告知所有关系人；确认作出环境影响评价的必要性；确认作出环境影响评价的规模；环境影响评价工作有关各个方面的组织；确认环境影响评价工作范围。2）研究阶段。项目对环境影响的确认；项目对环境影响的描述；项目对环境影响的检验；备选场址现况检查；两种决策（选中与否）比较；考虑采取补偿措施；起草环境影响评价报

17、告。3）后期评价阶段。审查环境影响评价报告；决定项目可以进行或项目只能靠补偿措施进行或项目不可进行。 场址的检查 备选场址现况检查在环境影响评价研究阶段进行。地质与水文方面的检查作为重点。检查的结果应列入环境影响评价报告书中。检查内容应包括：地质结构、渗透性、离地下水的距离、场址的天然坡与人工坡的稳定性、低层土的承载能力与变形特性、自然灾害（地震、暴风雨、洪灾等）风险。同时要进行其它相关的调查及检验：附近居民点的情况；道路与其它交通情况；当地的气象条件；处理渗滤液与利用沼气的可能性；对当地生态环境的影响（包括风景）；对现有水文条件（水域）的影响；对文化、宗教场所与疗养胜地（旅游）的影响；描述费

18、用的情况。另外，在场址调查中要积累照片资料。这些资料可能被用于：今后对场址的情况作更好的总体评估；描述场址的细节问题（观察现场）；为以后的分析作原始资料。四处理工艺流程的确定和说明4.1填埋场总体设计卫生填埋主要包括垃圾填埋区，垃圾渗滤液处理区（简称污水处理区）和生活管理区三部分。随着填埋场资源化建设总目标的实现，还将包括综合回收区。卫生填埋场的建设项目还可分为填埋场主体工程与装备，配套设施和生产，生活服务设施三类。下图为填埋产总体设计思路。气象、垃圾组分， 垃圾组分资料 垃圾产量资料 地理及水 气象及水文资料水文保护等资料 文地质资料填埋区类型及防渗方式确定填埋容量确定防渗设计填埋区面积计算

19、，分区及作业计划设计填埋气导出，收集设施设计渗滤液收集，处理设施设计防洪，地下水雨水导排设计覆盖设计道路工程设计垃圾坝设计监测设施设计配套实施设计设备配备生产生活服务设施设计土方平衡总平面布置终场规划设计图1 填埋产总体设计思路4.1.1规划布局在填埋产布局规划中，需要考虑确定进出场的道路，计量间，生产及生活服务基地，停车场的位置，以及进行废物与处理的场地面积（如分选，堆肥场地，固化稳定化处理场地），确定填埋场场地的面积和覆盖层物料的堆放场地，排水设施，填埋气体管理设施的位置，监测井的位置，绿化带等。其规划布局应考虑以下几个原则：（1）充分考虑选址处地形，地质，因地制宜的确定出场道路和填埋区位

20、置；（2）应合理节约土地，按功能区分布布置，满足生产生活和办公需要；（3）渗滤液及填埋场气体设施应尽量靠近填埋区，便于流体输送；（4）生活服务区位于主导风上风向；（5）填埋场四周要有绿化隔离带；（6）应按照生活垃圾填埋场环境监测技术标准中的规定布置本底井，污染扩散井和污染监测井的位置。4.1.2填埋方式及预处理根据填埋废物类别，场址地形地貌，水文地质和工程地质条件和法规要求，确定填埋场的结构和填埋方式。考虑的重点包括：填埋场构造，填埋作业单元的划分，渗滤液控制设施，填埋场气体控制和，填埋覆盖层结构。每天送到垃圾填埋产的垃圾很多，如果不经预处理，将增大垃圾场的负荷，减少其使用年限，而且浪费垃圾中

21、可回收利用的资源，如纸类金属类。以下就是垃圾分选的流程：4.2防渗系统设计4.2.1防渗系统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、可控制地收集和利用创造空间。防渗层的功能是通过铺设渗透性低的材料来阻隔渗滤液于填埋场中，防止其迁移到填埋场之外的环境中，也可防止外部的地表水和地下水进入填埋场中。场底衬层系统是安全填埋场最重要的组成部分，通过在填埋场底部和周边铺设低渗透性材料建立衬层系统以阻隔填埋气体和渗透液进入周围的土壤和水体产生污染，并防止地下水和地表水进入填埋场，有效控制渗滤液产生量

22、。填埋场的衬层系统通常从上至下依次包括过滤层、排水层（包括渗滤液收集系统）、保护层和防渗层等。4.2.1防渗系统的类型场底防渗系统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种类型。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水层或弱透水层，将垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。由于垂直防渗在安全填埋场很少应用，所以在本设计中采用水平防渗。水平防渗分为自然防渗和人工防渗。人工防渗是指采用人工合成有机材料（柔性膜）与黏土结合做防渗衬层的防渗

23、方法。根据填埋场渗滤液收集系统、防渗系统和保护层、过滤层的不同组合，一般可分为单层衬层防渗系统、单复合衬层防渗系统、双层衬层防渗系统和双复合衬层防渗系统。4.2.2防渗材料用于填埋场的防渗材料分为人工合成有机材料、无机天然防渗材料、天然与有机复合防渗材料三类。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）。在实际中，大部分填埋场所选用的防渗层材料均是黏土和HDPE膜。1）黏土 粘土是土衬层中最重要的部分，具有低渗透特

24、性。填埋场黏土衬层分为两类：自然黏土衬层与人工压实粘土衬层。自然黏土衬层是具有低渗透率、富含粘土的自然形成物，其渗透率应小于或等于110-6110-7cm/s。一般来说，天然粘土层和岩石层是否均一以及是否具有较低的渗透率，是很难检测验证的，仅仅使用自然黏土衬层作为填埋场防渗层是不可靠的。2）高密度聚乙烯（HDPE） 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

25、%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。垃圾填埋场一般采用1.5-2.5mm厚的HDPE膜作衬垫层。4.2.3防渗层的构造类型1）单层HDPE膜防渗层2）压实粘土防渗层3）HDPE膜与压实粘土构成的复合防渗层4）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）防渗层5）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）与压实粘土构成的复合防渗层4.2.4防渗层构造的选择1）单层HDPE膜防渗层结构简单、施工容易、投资较省，但是其防渗安全性差，一旦HDPE膜某处受损，下面的自然土层渗透系数大 ，垃圾渗滤液很容易通过HDPE膜的破损处渗出，使整个防渗层失去防渗作用，这种防渗层目前

26、也很少采用。2）HDPE膜与压实粘土构成的复合防渗层，关键是使柔性膜和黏土矿物层紧密接触，以保证柔性膜的缺陷不会引起沿两者结合面的移动。复合衬层系统膜出现局部破损渗漏时，由于膜与黏土表面紧密连接，具有一定的密封作用，渗漏液在黏土层分布面积很小。3）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）防渗层，特点是主、次防渗膜之间的收集系统可以起到主防渗膜检漏作用，但当正常情况下极少量渗滤液穿过HDPE膜或HDPE膜发生局部破损而渗漏时，对双层衬层系统而言，渗漏的渗滤液将流动而分布在整个面上，过水面积大，继续渗漏量大。4）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）与压实粘土构成的复合防渗层，综合了双层衬层系统和复合衬

27、层系统的特点，其原理同双层衬层系统，但主防渗层采用复合衬层，整套系统的防渗效果好。分析填埋场土层结构和性质发现选择HDPE膜与压实粘土构成的复合防渗层防渗层系统，因为它既经济有安全。结构如图图2 防渗系统结构图4.3渗滤液处理4.3.1渗滤液处理方法渗滤液处理和净化成的评估和准备要求对目前和将来预计的所产生的渗滤液的排放和污染水平有准确的概念。基于几年来的监测数据和从对国内外可比填埋场收集的实验室数据、内部产生的可预测的废物类型、当地标准降雨量、填埋场排水部分的进行和密封条件，推算出相应的对渗滤液成分预测。这些预测为选择一个适当的处理程序及和确定相应的设备尺寸服务。渗滤液直接和间接排放的条件，

28、当渗滤液排入到河流时，必须达到规定的关键值，这些值由国家规定，或者将要规定，并由地方当局完成其他质量要求。这些关键值就被用作可接受的渗滤液的净化目标。如果渗滤液是经过城市污水厂被间接排放，关键值就更高。在污水厂里有机物得到进一步生物降解。如果直接排入到流河，关键值应较低。在直接排放的情况下，当地方的大小和已经存在的污染起重要作用。渗滤液是盐类和有机物质合成的混合体。由于垃圾多元，成分多变，渗滤液不能在标准的污水处理厂净化。来自反应填埋场的特殊渗滤液需要有一个或几个步骤的净化程序。（1）生物处理渗滤液净化的生物处理利用了微生物的自然能力，把有机和无机污染物集合起来，利用微生物的新陈代谢降解或吸收

29、这些污染物；这样有死亡的细菌的污染物变成了必须特殊处理的污泥。（2）化学处理 a .絮凝/沉淀 当细微溺散合旋复物质（胶体或乳化物）在絮凝剂的帮助下失稳并产生一种可以分离的状态时，就产生絮凝。当溶液中的离子，如金属离子或磷酸盐离子与加入的沉淀剂长生的化学反应，形成不可溶化合物并在溶液中产生沉淀。 b.化学氧化作用 主要用于饮用水的处理，但有时也用于渗滤液的处理。用这种方式处理的渗滤液毒性较小而且更生物降解和沉淀。然而，盐类废物仍保留在渗滤液中（无机污染物不降解），这一程序的费用相当大。（3）吸附吸附就是来自液体或气体混合物的成分被吸附在固体的表面。活性炭和焦煤用于污水处理。在渗滤液的处理中，这

30、种方法只在降解性地的有机污染残留物的最后净化中使用。（4）物理处理反渗透方法 利用渗滤液在压力下经过管状和合垫圈膜过滤。当用这种方法处理渗滤液时，无机物和有机物同样被滞留，形成浓缩物。大部分水通过半透膜成为清洁的滤液。必须对浓缩物进行进一步处理，这一费用甚高。现在反渗透着这种方法较之10年前较少使用。现在这种方法与生物净化联合使用。a.超滤 设施另一种膜处理法，只有高分子化合物被滞留。这种方法只于其他生物处理方法联合使用。b.氨吹脱 对所有氨分子、碳氢化合物等这样不溶解和易挥发的污染物，可以使用吹脱法。在渗滤液中产生吹脱气体，在途中与易挥发成分粘合在一起。只适用于特殊情况。（5） 热处理 a.

31、脱水蒸发 渗滤液的蒸发时较为现代的处理程序之一。加压闭路蒸发器基本上是最新的技术水平。蒸汽被压缩且必须作为城市污水厂的浓缩水进行进一步处理。最后产品粉末与结晶体的混合物，可以被包装和处置在深矿井填埋场中。蒸发能耗极高，但可以在低温下用残留物的热量运行。b.焚烧 由于经济和能源的政策的原因，渗滤液的直接燃烧是不划算的。如果焚烧来自渗滤液蒸发的浓缩水，能够破坏有机化合物,剩下的矿渣中所含的无机盐和填埋场处置的飞灰。因此焚烧还没有成为被广泛接受的一种渗滤液的处理方法。（6）组合处理按照渗滤液的特质，可以用一种特别设计的全面程序,一个总以处理大纲基本上应反映出几个单一处理程序的适当组合。4.3.2渗滤

32、液收集系统渗滤液收集导排采用由场底收集导排、中间收集导排、边坡排水网和导流竖井组成的立体三维系统:场底渗滤液收集导排系统由设置在底部防渗层上的导流层、渗滤液收集管道及盲沟组成;中间收集导排系统是为解决填埋渗透系数低的问题而设置的,采用复合排水网导水，沿填埋高度每隔2. 5 m增加设置一层复合排水网,在污泥表面就近找坡,排向邻近的垂直导水排气石笼;垂直导水排气石笼的作用是保证污泥层间竖向排水,将中间排水层收集到的渗滤液快速排到场底,通过场底导排系统排出库区。渗滤液收集系统应保证在填埋场使用年限内正常运行，收集并将填埋场内渗滤液排至场外指定地点，避免渗滤液在填埋场底部蓄积。渗滤液收集系统主要由渗滤

33、液调节池、泵、输送管道和场底排水层组成。1排水层场底排水层位于底部防渗层上面，由沙或砾石构成。当采用粗沙砾时，厚度为30-100cm，必须覆盖整个填埋场底部衬层，其水平渗透系数不应大于0.1（cm/s），坡度不小于2%。排水层材质 排水层由颗粒物或合成材料组成，要是用颗粒物，其排水层最低指标为：30cm(12英寸)厚，最小水力传导系数为1cm/s，坡度2%，有盲管，有土壤过滤层。它覆盖整个填埋场的底部以及边坡。 要是用河沙的话，必须洗净，或几乎不含细粉的，以便积聚在衬层上和双衬层间的液体能迅速收集和排除，使两衬层系统中的水压头最小。根据导则，粒状排水物质的主要选择标准是高水力传导率和低毛细强度

34、或虹吸力。用洗净的沙粒作排水层，其渗透系数在1 cm/s之间，毛细管张力可忽略不计，它比泥砂要好。 现在人工合成排水材料被引入到废物管理行业，它与颗粒物不同的是，合成排水材料可制成下列各种形式和厚度： 网类（160280m） 针扎无妨布（80200m） 网垫（400800m） 波纹状、华夫状或蜂窝状板（400800m） 建筑材料也多种多样，最普遍的合成材料是聚丙烯、聚酯或聚乙烯。在相同设计排水能力的条件下，合成排水层很薄（小于1英寸），它比颗粒物排水层（1英尺）要薄得多。合成排水层在填埋场中的应用，大大增加了废物的储存空间和处置空间。 对合成排水材质，EPA要求最小传递系数为510-4m/s，

35、合成排水材质的水力传递系数要比它高得多，足以确保土工网、土工复合层或其它合成排水层的设计性能优于1英尺厚颗粒排水层。作用：及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对防渗层的压力，减少渗滤液的外渗可能性。2管道系统一般穿孔管在填埋场内平行铺设，并位于衬层的最低处，且具有一定的纵向坡度（通常为0.5%-2.0%）。3渗滤液调节池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，同时调节池可对渗滤液水质起到预处理的作用。调节池通常采用地下式或半地下式，调节池的池底和内壁通常采用高密度聚乙烯进行防渗，膜上采用预制混凝土板保护。主要考虑调节池的容积、场地的地形地貌、场地

36、地址条件、资金等几个方面。目前，调节池水面上均设有HDPE覆盖膜，这不仅可以防止臭味扩散，还可明显地降低渗滤液污染物的浓度，减轻后续处理的负担。这种HDPE土工膜浮盖，密度比水低，可浮在渗滤液表面，使得整个调节池呈封闭厌氧状态，在去除臭味的同时，可对COD有一定的去除率，还可以收集沼气用于发电，同时可避免雨季过多的雨水注入调节池。4.4填埋气的处理收集填埋气体的作用时减少填埋气体向大气的排放量、控制填埋气体的无序迁移，并为填埋气体的回收利用做准备。收集系统可分为主动式和被动式两种，被动式收集系统利用垃圾体内的气体压力来收集填埋气体，主动收集系统则是采用抽真空的方法来控制气体的流动。主动气体收集

37、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（回收或焚烧）以及气体监测设备等组成。被动收集设施根据设置方向分为竖向收集方式和水平收集方式两种类型。被动收集系统的优点是费用较低，而且维护保养也比较简单。若将排气口与带阀门的管子连接，被动收集系统即可转变成主动收集系统。填埋场的导排方式及选择在选择填埋场气体控制方式时，应立足于填埋场的实际情况，进行综合考虑，确定最佳方案。由于该设计为新建填埋场，初期产气量不大，而后会迅速增加，因此该设计在收集方式的选择上，采用在垃圾填埋初期通过被动方式控制气体释放，当产气量提高到具有回收利用价值之后，开始对气体进行主动回收利用。主要以主动导排方

38、式为主。目前，国内收集垃圾沼气的垃圾填埋场较少，其收集方式基本是参照国外的经验。填埋沼气的收集主要有两种方式，即垂直收集与水平收集。垂直收集是在垃圾填埋封场后在其上打垂直井，以收集填埋场内的沼气；而水平收集是在垃圾填埋过程中，在垃圾填埋作业面上水平铺设沼气收集管来收集沼气。这两种方式各有优缺点，垂直收集适合在已封场的垃圾填埋场或已封顶的垃圾填埋单元进行沼气的收集，其特点是封顶后打井易于操作，垃圾覆盖较好利于集气，集气半径较大，但一般不能边填埋边集气。而水平收集则比较适用在未封场的垃圾场上或者正在进行作业的垃圾填面上，其特点是可在边填埋边集气，利于沼气的及时收集，缺点是易与填埋作业发生冲突，集气

39、半径相对小一些。经对比上述两种收集方式的优缺点，本设计选择竖向收集井方式。即主动导排竖向收集方式。4.5封场工程4.3.1填埋场的封场系统设计该垃圾填埋场设计使用年限为15年，到期后将进行封场。目的在于减少雨水的渗入，进行填埋场生态恢复。最终覆盖层由下至上有三部分组成：下层为粘土层（渗透系数107cm/s），压实厚度为0.6m；中间层为自然土，压实厚度为0.3m，其主要功能为防止植物根系穿透防渗层而导致渗水；最上层为营养土层，压实厚度0.6m，以种植草皮或浅根植物。封场后顶面坡度为5%，以利于降雨的自然排出。现代化填埋场的表面密封系统有多层构成，主要分为两部分：第一部分是土地恢复层，即为表层；

40、第二部分是密封工程系统，由保护层（可选）、排水层（包括底土层）、防渗层和排气层组成。填埋的表面密封系统使用的防渗材料与衬层系统使用的防渗材料具有一致性，包括无机天然防渗材料（如黏土）、天然和有机复合防渗材料、和柔性膜（如HDPE膜）等。图3 封场结构示意图4.3.2填埋场封场后的土地回用填埋场的稳定化程度直接决定其土地回用的可能性，不同的回用目的对填埋场的稳定性要求也不同。判断填埋场的稳定化指标主要有填埋场表面沉降速度、渗滤液水质、释放气体的质和量、垃圾体的温度、垃圾矿物化的程度等。但是，到目前为止还没有填埋场稳定化的定量标准。国外对填埋场的封场后的土地回用有以下规定：1填埋场满容后，即填埋场

41、停止填埋垃圾后，至少在5年内（即不稳定期）要对其封场检测，不准使用，要坚持防火、防爆；23年后经过鉴定达到稳定阶段后方可使用；3作出场地使用规划，按规划逐步回用填埋场土地；4、处于稳定阶段的填埋场可做绿化用地、人造景观用地、堆肥厂用地，废弃物无害化处理厂以及无机物质堆放场用地等；5未经长期观测和环境卫生专业技术部门鉴定之前，填埋场地绝对禁止作为工厂、商店、机关、学校、住宅以及公共场所的建筑用地。6环境保护与检测根据生活垃圾填埋污染控制（GB16889-1997）、生活垃圾填埋场环境监测技术标准（CJ/T3037-1995）和城市生活垃圾技术规范（GJJ17-2001）的要求，填埋场环境监测主要

42、是检测垃圾的渗滤液、填埋气体、地表水、地下水、大气、填埋物、堆体沉降、苍蝇密度等有关情况。五主要构筑物的设计计算5.1填埋场容积计算设计垃圾填埋场服务年限为15年，覆土与垃圾压实之比为1:4，填埋高度为10m，地上3m，地下7m，该地区主导风向为西北风，因此生活和管理设施宜集中布置并处于夏季主导风向的上风向，即垃圾填埋场的西北角，以减少对人们的影响。每年所需的场地体积为：式中：W垃圾产生率(kgd人)；P城市人口； D压实后垃圾的密度(kgm3)；r覆土与垃圾之比。每年所需的场地面积为：第一年填埋的废物体积为：设城市生活垃圾的年增长速率为5%（自定）第二年垃圾体积为同理可算出近15年内，各个年

43、份所产生的垃圾总量,由此可得，填埋的总废物体积为：23628527.13填埋库容占体积的70%-90%，取80%填埋场预计填埋深度8-10m，取10m埋用地面积为： A=V/H=2.95107/10=2.951065.2渗滤液产生量的计算渗滤液产生量的计算渗滤液的产生量为：式中 Q-表示渗滤液年产生量，m3/d；A1-填埋区汇水面积，m2；A2-填埋区的面积，m2； C-渗出系数,取0.4；I-表示最大年或月降雨量的日换算值，mm。（1）第一块填埋区填埋场的服务年限为15年，填埋库区分四块，分别进行填埋。第一块填埋区的服务年限为4年，则第一块库区面积为：A1=V1-4/H=4719586.87

44、5/10=471958.6875渗滤液平均日产量：渗滤液最大日产量：（2）第二块填埋区第二块填埋区服务年限为4年第二块库区面积为:A2=V5-8/H=5736687.344/10=573668.7344C2=C10.6=0.60.4=0.24式中：C2为及时覆盖区域的渗透系数渗滤液平均日产量：渗滤液最大日产量：（3）第三块填埋区第三块填埋区服务年限为4年第三块库区面积为：A3=V9-12/H=6972979.32/10=697297.932已填埋的面积=第一块填埋面积+第二块填埋面积=471958.6875+573668.7344=1045627.422渗滤液平均日产量：渗滤液最大日产量：（4

45、）第四块填埋区第四块填埋区服务年限为3年第四块库区面积为: A4=V13-15/H=6199273.589/10=619927.3589已填埋的面积=第一块填埋面积+第二块填埋面积+第三块填埋面积=471958.6875+573668.7344+697297.932=1742925.354渗滤液平均日产量：渗滤液最大日产量：5.2.2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。由于原始资料里并未给出城市污水处理场处理渗滤液的规模，因此设Q=1000 m3/d，则：V=（Qmax-Q）5=（7995

46、2.76341000）5=394763.817m3/d调节池的水面面积A，调节池的有效水深H取5m，超高0.5m,则 A=V/H=394763.817/5=78952.7634调节池的长度L.取调节池的宽度B为200m,则 L=78952.7634/200=394.76m取整得，池的实际尺寸：长宽高400m200m5.5m六. 填埋气体的产生与收集处理6.1填埋气的组成填埋场的主要气体包括氨、二氧化碳、一氧化碳、氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等，其中以甲烷和二氧化碳的含量最高。其典型特征为温度约43-49，相对密度约1.02-1.06，水蒸气含量达到饱和，高位热值为15630-19537KJ/m3。6.2填埋气体计算填埋气体产生量的预测垃圾在第t年的产气速率为：Gt=MtL0ke-kt 式中： Gt第t年垃圾的产气速率，m3/a;Mt第t年所填垃圾量，t;L0气体产生潜力，m3/t;取160 m3/tK气体产气常数，1/a，取0.06；t年份，a；e取2.72。变 量取 值 范 围建 议 数 值潮湿气候中湿度气候干旱气候L0（m3/t）0-312140-180140-180140-180K（1/a）0.003-0.40.10-0.350.