垃圾填埋场课程设计报告

1、. 第一章 概述1.1 项目概况1.1.1 项目背景在生活垃圾处理处置方式中，填埋无疑占据着举足轻重的位置，从全球来看，填埋大约占到70%左右，在各发达国家应用非常广泛，例如加拿大1989年卫生填埋处置量占82%；1991年英国、意大利年卫生填埋处置量占其总处置量的90%美国处置量为72%，西班牙处置量为75%，德国1993年卫生填埋处置量占73%。美国联邦环保局(USEPA)和很多州都已详细制定关于填埋场选址、设计、施工、运行、水气监测、环境美化，封闭性监测以及维护年限的法规。而在我国,由于经济技术水平等的原因，填埋所占的比例更高，达到90%以上。虽然随着经济技术的发展，在未来的20年内，在

2、拟建的垃圾处理项目中，填埋比例会稍有下降，但仍有大约75%的项目采用填埋方式。同时在我国的城市垃圾处理及其污染防治技术政策中明确提出：以填埋为主的路线，因此填埋必将在今后很长一段时间内占据主导地位，许多大中城市新建的垃圾填埋场，其日处理能力都达上千吨，总填埋库容达数千万立方米。南海市人口40万人，现状垃圾产量1.2kg/d.人。总垃圾量很大，如果处理不当，会对城市有很大的污染。基于对南海市城市生活垃圾的分析，并综合考虑城市整体规划等要求，拟在南海市建一个垃圾卫生填埋场。1.1.2 项目组成本设计为初步设计，包括如下内容：1. 垃圾卫生填埋场：包括总平面布置，填埋工艺，渗滤液收集导排工程，渗滤液

3、处理工程，地下水导排系统，填埋气体收集与利用设计，环境监测设计，封场工程等。2. 垃圾处理场场内相关公用配套工程。例如：道路工程，围墙与绿化工程，给水工程，消防工程，防洪系统工程，通讯工程，电气工程等。.3服务范围和规模结合南海市总体规划，本工程服务范围为该市部分城区的生活垃圾。该市垃圾填埋场的服务年限为15年，年均垃圾处理量为19.21万吨/年；填埋场库容：136.33万米3；渗滤液处理规模：295.38米3/天；调节池容积：2726.76米3。.1.4主要工程和技术指标本工程的技术指标见表1-1。表1-1 工程技术指标（没算）序号项目名称单位数量备注1垃圾年平均处理量万吨/年19.21日处

4、理600吨2填埋库容万米3136.333使用年限年154占地面积万米223.45管理区万米22.0916填埋库区万米211.867渗滤液处理规模米3/天295.388渗滤液处理标准GB8978-1996三级9调节池容积米32726.761.2 设计原则和依据1.2.1设计原则本工程项目设计以城市总体规划为指导，结合该地区环卫事业的实际情况，遵循国家垃圾处理的技术政策，以垃圾的“无害化，减量化，资源化”为目标，使工程的各项指标均符合国家的有关法规，规范和标准。在设计过程中，采用卫生填埋技术，采用易于管理，技术先进，稳定可靠的处理工艺确保垃圾无害化处理，具体体现在如下几个方面：1、执行国家关于环境

5、保护的相关政策，符合国家的有关法规，规范和标准，与城市的发展战略方针和定位相适应。2、坚持因地制宜，从当地的实际出发，达到工程项目的环境效益，社会效益和经济效益的统一。3、在本工程中，符合工程建设的三同时的原则，采用合理的建设实施方案，充分考虑工程实施的可行性，经济性和合理性。4、解决垃圾处理过程中所产生的渗滤液，填埋气体以及填埋场内恶臭及蚊蝇等污染物所产生的污染问题，最大限度的减轻和避免二次污染的产生。1.2.2设计依据填埋场的设计应符合城市生活垃圾卫生填埋技术规范和现行的其他相关的标准，设计前应掌握下列资料：城市用地规划、区域环境规划、场址周围人群活动分布与城区的关系；城市环境卫生规划及垃

6、圾处理规划；地形、地貌及相关地形图；地层结构、岩石及地质构造等工程地质条件；地下水水位深度、流向等场址水文地质资料及利用情况；夏季主导风及风速；降水量、蒸发量等气象背景资料；周围水系流向及用水状况；洪泛周期（年）；待填埋处理的垃圾总量和日填埋量；垃圾类型、性质、组成成分；土石料条件，包括取土石料难易、远近和存储总量；交通条件及供水供电条件。1、城市生活垃圾处理及污染防治技术政策2、生活垃圾填埋生物处理技术3、生活垃圾卫生填埋技术4、城市固体渗滤液处理与处置5、城市固体废物管理与处理处置技术6、三废处理工程技术手册7、聚乙烯() 土工膜防渗工程技术规范8、生活垃圾填埋污染控制标准9、固体废物的处

7、理与处置10、城市生活垃圾卫生填埋技术规范1.2.3采用主要规范及标准（1）环境空气质量标准GB3095-96（2）恶臭污染物排放标准GB14554-93（3）城市区域环境噪声标准GB3096-93（4）工业企业场界噪声技术规范GB12348-90（5）生活垃圾卫生填埋技术规范CJJ17-2004（6）生活垃圾填埋污染控制标准GB16899-1997（7）城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准2001.7（8）生活垃圾填埋场环境监测技术标准CZ/T3037-1995（9）城市环境卫生设施规划规范GB50337-2003（10）建筑结构荷载规范GB19-87（11）建筑抗震设计规范GBJ11-

8、89（12）建筑设计防火规范GBJ16-87（13）建筑防雷设计规范GB50057-94（14）城市防洪工程设计规范CJJ50-92（15）防洪标准GB50201-1994（16）九龙江流域水污染物排放总量控制标准DB35/424-2001（17）生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范（CJJ 113-2007）1.3项目设计原始资料1.3.1 城市概况该城市现有人口数量40万，根据城市规划，服务年限15年，至第十五年，人口约41.7132万。该城市人均生活垃圾产量1.2kg/(人·d)，垃圾容重量400kg/m3，垃圾压实密度取值为900kg/m3 ，填埋场覆土与垃圾体积比为1：4

9、，垃圾填埋高度取12米。1.3.2填埋库区场址概况填埋场库区周围汇水面积 0.8km2。场底表土厚度0.84.8m 不等，平均2.2m。土壤渗透系数为9*10-4m/s。场址地下水稳定水位埋深0.8m。填埋场2公里有城市污水处理厂，紧挨填埋场有水、电源及公路。气象条件气温: 最冷月平均气温：8.1 ，最热月平均气温：35.1 ， 极端最低气温： 5.2 ， 极端最高气温：40.8。湿度最冷月平均：76 ，最热月平均：84。降水量 平均年降水量：1120.8mm，日最大降水量：82mm。风向 冬季：西北，夏季：东南。主导风向：东南年平均气温：13.5，极端最低气温：-3，极端最高气温：41，年平

10、均相对湿度：7085%。降雨年平均降水量：5.2mm/d，日最大降水量：7.6mm/d，日最小降水量：3.2mm/d。风冬季平均风速：1.8m/s，夏季平均风速：2.2m/s，主导风向：西北。最大冻土深度：230mm。第二章 工程选址、建设规模与处理工艺2.1填埋场的选址2.1.1选址的考虑因素场址的选择是卫生填埋场全面设计规划的第一步。影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。这些选择要求相辅相成。填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，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

11、地容积、入场道路、地形和土壤条件、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作用。尽管运输距离越短越好，但也要综合考虑其他各个因素。（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，以利于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，填埋场地也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）出入场地道路：由于通常适合填埋

12、场的场地不再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，原则上的地形的自然坡度不应大于5%。（6）气候条件:填埋场场址的选择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、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

13、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，并具有一定厚度。（9）但地环境条件：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；印在供水水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。2.1.2选址的程序（1）资料搜集（2）野外勘探（3）预选场地的社会、经济和法律条件调查（4）预选场地可行性研究报告（5）预选场地的初堪工作（6）预选场地的综合地质条件评价技术报告（7）工程勘察阶段2.2卫生填埋处理工艺2.2.1场地分

14、区设计根据总平面布置，填埋区总占地面积为11.86万m3。结合国内已建成的填埋区的成果经验，对填埋区进行分区时一种合理的设计方法，有利于实现工程的经济性。分区设计需要遵循的原则有：垃圾量上限、雨污水分流、合适的填埋工艺以及满足分区阶段施工的要求。根据垃圾处理量的要求，将整个填埋区分为8个填埋分区。为了加快工程的进度，尽快满足接受生活垃圾的要求，将整个填埋库区工程分为三期进行。一期包括一区、二区和三区，二期包括四区、五区，三期包括六区、七区和八区。先进行填埋一区的施工2.2.2 场地平整垃圾未进场前，先对填埋区底部处理，进行平整夯实，做好防渗层的基础。配合场地地下水的收集导排，渗滤液收集导排及填

15、埋区内部雨水的收集导排，按设计标高及坡度重整场底。对场底和边坡先进行清除根植土，再按设计标高及坡度重整场地及边坡。场底纵横坡度大于3%，以利于渗滤液的收集，边坡坡度一般不大于1:2.5，以利于防渗膜的铺设。场底及边坡平整后要碾压夯实，要求密实度大于95%，且不会因填埋垃圾的沉陷而使场底变形。对于大型填埋场的填埋区，长宽一般大于300400m。本工程应属于大型填埋场，如果按照2%的坡度设计，场区两端的高度差大于10m。受地下水深、土方平衡和整体设计的影响，场区两端的高度差过大会造成施工运行的困难。因此本设计中填埋场的纵向坡度只要保证在1%1.3%即可。1） 填埋场区平整后，形成1.2%的纵向坡度

16、。场底开挖后，基本无植被和表土，部分区域可能存在，拟加以清除，并用非表层土回填压实。2） 排水方向：与设计坡度方向相同，且每段长度控制在1000m以内。单元分区划分时应注意合理安排。3） 纵坡：坡度以满足渗滤液收集管道的正常坡度为宜，设定在1.2%左右；横坡：是以渗滤液为主盲沟控制线，以2%的坡坡度向两边。4） 填埋单元在使用前将雨水排进雨水明沟，单元使用后将污水排进渗滤液收集系统。整个场地平整设计是以场地分区为基础，结合防渗工程要求进行的。场底平整主要包括三个部分：场地清理、场地开挖和场地土方回填。场地平整的最后要求是形成土建构建面，有利于防渗系统的铺设。1） 场地清理：主要是清除表皮土，树

17、木，杂草，腐殖土和淤泥等有害物质。2） 场地开挖：要求挖方范围内的树木，杂草，腐殖土和石块等全部清除，挖方坡度应符合设计要求，不得超挖。3） 土方回填：要求填方基底不得有树木，杂草，腐殖土和淤泥等有害物质；填方基底无积水，有地下水的地方应得到有效处理；填土土质和含水量必须符合设计要求；填方应按规定分层回填夯实。土建构建面：构建面平整坚实，无裂缝和松土；基地表面无积水，垂直深度25cm内无石块，树根及其他任何有害的杂物；坡面稳定，过渡平缓。2.2.3 垃圾坝为了将垃圾填埋在填埋区内，防止垃圾堆体滑坡，更好的使填埋区与其他功能区分隔开，需在填埋作业之前，在填埋区的最低处修建垃圾坝。垃圾坝为不均质透

18、水堆石坝。上下游坝面及坝顶为干砌石，坝体内为堆石体。堆石体容重大于1.8t/m3，石料强度大于400kg/cm2,软化系数大于0.7。坝基及内坡均铺设土工布和砂石组成的反滤层，渗滤液通过反滤层渗出，进入渗滤液调蓄池。垃圾坝可防止垃圾堆体滑坡，但它一侧收到垃圾的推滑力，垃圾坝在垃圾的推滑力和重力的作用下，都有向外和向下移动的走势，如果坝坡内岩土的抗剪强度能够抵抗住这种走势，则坝坡是稳定的，否则就会失稳而发生滑坡，导致垃圾坝裂缝、垃圾溢出、渗滤液涌出，对垃圾场的地表水、地下水都造成污染。而且地表水、地下水一旦被渗滤液污染，是很难治理的，往往需要几十年甚至上百年也难以根治。垃圾坝的建设与垃圾场的地形

19、、地质条件和修筑材料有密切关系。2.2.4填埋作业流程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。垃圾由陆运进入填埋场，经地衡称重计量，再按规定的速度、线路运至填埋作业单元，在管理人员指挥下，进行卸料、推铺、压实并覆盖，最终完成填埋作业。其中推铺由推土机操作，压实由垃圾压实机完成。每天垃圾作业完成后，应及时进行覆盖操作，填埋场单元操作结束后及时进行终场覆盖，以利于填埋场地的生态恢复和终场利用。此垃圾填埋场生活垃圾卫生填埋的简

20、单工艺流程如图2-1：转运汽车汽车装载机渗滤液生活垃圾计量卸料铺平压实覆土沼气导排(后期回收发电)盲沟、碎石导流层收集污水处理站排水沟收集沉淀池排水明沟(截洪沟)冲洗水雨水排入地表水体备料场粘土灭虫终场生态恢复图2-1生活垃圾卫生填埋工艺流程图用于完成填埋作业的设备有：履带拖拉机、推土机、压实机、挖土机、破碎机、吊车抓土机等。2.3工程建设规模2.3.1填埋场总库容填埋场单位库容的垃圾压实密度取值为900kg/m3 ，覆土用量按垃圾库容量的1/4计算。1根据填埋场单位库容的垃圾压实密度、覆土用量和服务年限内的垃圾处理总量可计算出该市垃圾填埋场的总库容。服务年限内人均年垃圾产量为470.03Kg

21、/（人·年），经过机械压实、自然沉降和生物降解之后，垃圾堆体的总体积为106.68万m3，加上1/4的覆土体积91.25万m3，故填埋场总库容为106.68+91.25=197.93万m3。2.2.2 填埋场工程设计规模该市垃圾填埋场的服务年限为15年，年均垃圾处理量为19.21万t/an，日均垃圾处理量为600t/d，填埋场总库容为136.33万米3。第三章 总体设计3.1 垃圾填埋场的总平面图规划按照15年使用寿命，400千克/米3的容重比，封场时的垃圾体积约为136.33万立方米。初步设定垃圾堆体高43.2米左右，占地约11.36万平方米。考虑到污水处理区，沼气发电区，综合办公

22、楼，民用宿舍，道路，绿化等的占地面积，划出了一块360m宽650m长的区域作为整个垃圾填埋场的占地，总占地面积为 23.4万。为使场区形成较好的生产、生活和管理的环境，整场分为管理区、污水处理区和填埋区三大部分。管理区布置在场区的东侧，设有综合楼、机修间、车库、仓库、职工宿舍和食堂、浴室，是全场的行政管理中心和职工生活基地。管理区占地约2.091万，区内设绿化带。污水处理区布置在场区的东北部。填埋区布置在场区的西侧，占地面积为11.86万，其中填埋坑面积为11.36万。填埋区分为两个区，一区为7.57万，二区为3.79万，为了满足填埋规范及工艺的要求，场区内设置2个监测井，用于监测地下水质。在

23、管理区和场区北侧设置大门，管理区大门与进场道路相连，东侧大门处设置门卫处和地磅房，并与垃圾专用车道相连。内部交通组织流畅，道路环行贯通，满足工艺、消防要求，既便于管理，又有利于生产、生活、交通与人流的安全。沿管理区外侧设置围墙。围墙高2.5m，长为138.07m,宽为294.17米。场区道路两侧、管理区应做好绿化。道路两侧种植乔木，堆肥区、管理区以常绿灌木为主，辅以草皮、花卉。封场的填埋区选用易生长的浅根树种、灌木和草本作物为主。3.2 封场设计3.2.1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。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，

24、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。封场质量的高低对于填埋场能否处于良好的封闭状态、封场后的日常管理与维护能否安全的进行、后续的终场规划能否顺利实施有至关重要的影响。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。 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

25、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、地表水、渗滤液回灌等）较多或者对防渗层的渗透压力较大时才是必要的。而排气层只有当填埋废物降解产生较大量填埋气体体时才需要。各结构层的作用、材料和使用条件列于表3-1中。 填埋场终场覆盖系统的设计应考虑以下因素： (1) 能够经受气候的极端化，如冷-热、湿-干、冻结-解冻等； (2) 能够经受天然风化力如水和风等的侵蚀； (3) 所需材料的可行性； (4) 车辆进出道路和人行道路的建设； (5) 在填埋场作业中，可能要使用完工后的填埋单元，如堆放覆盖土或通过运输车辆等， 如果需要如此，盖层的设计要使其具有这种能

26、力； (6) 地表水排水系统； (7) 系统的寿命； (8) 安装气体抽排井和收集管道系统； (9) 安装渗滤液收排系统井孔和管道； (10) 地形设计需要； (11) 低渗透性，尽量减少填埋场气体的释放和降雨、地表水等的入渗： (12) 分期建设和封场后土地利用规划的关系； (13) 可能需要渗滤液循环； (14) 有抵抗由于填埋场气体释放和废物压缩等原因造成的填埋场不均匀沉降能力； (15) 有稳定性，具有抗塌陷、抗断裂和边坡失稳、抗滑动、抗蠕动的动力； (16) 土地恢复坡度的稳定性； (17) 抵抗由于地震而引起变形的能力； (18) 必须经得起由于填埋场气体作用而造成的对盖层物质的改

27、变； (19) 地表植被根系以及挖洞动物、蚯蚓、昆虫等的破坏。表3-1填埋场终场覆盖系统结构层主要功能常用材料备注表层取决于填埋场封场后的土地利用规划，能生长植物并保证植物根系不破坏下面的保护层和排水层，具有抗侵蚀等能力，可能需要地表排水管道等建筑可生长植物的土壤以及其它天然土壤需要有地表水控制层保护层防止上部植物根系以及挖洞动物对下层的破坏，保护防渗层不受干燥收缩、冻结解冻等破坏，防止排水层的堵塞，维持稳定天然土等需要有保护层，保护层和表层有时可以合并使用一种材料排水层排泄入渗进来的地表水等，降低入渗层对夏布防渗层的水压力，还可以有气体导排管道和渗滤液回收管道等砂、砾石、土工网格、土工合成材

28、料、土工布此层并非必须的，只当通过保护层入渗的水量较多或者对防渗层的渗透压力较大时才是必要的。防渗层防止入渗水进入填埋废物中，防止填埋气体体逸出压实粘土、柔性膜、人工改性防渗材料和复合材料等需要有防渗层，通常有保护层、柔性膜和土工布来保护防渗层，常用复合防渗层排气层控制填埋气体体，将其导入填埋气体体收集设施进行处理或利用砂、土工网格土工布只有当废物产生大量填埋气体体是才是必须的。此填埋场的覆盖系统参照国外的模式分为四层(如图3-2所示)，从上到下依次为：营养层、排水层、防渗层、缓冲层。营养层厚50cm，由有机质含量大于5%的土壤组成，用于栽种植被。排水层30cm，由渗透系数大于10-2厘米/秒

29、的砂岩物质组成。防渗层采用复合防渗层：0.5mm的HDPE敷设在200mm的压实粘土上。缓冲层30cm，由土壤、坚硬垃圾和建筑垃圾等组成。植被层 生态恢复有机质不少于5%的土壤渗透性较强的砂岩物质k>0.01cm/s200mm厚的压实粘土，上覆0.5mm的HDPE膜土壤，坚硬垃圾如建筑垃圾等营养层500mm排水层300mm隔阻层200mm基础层300mm垃圾体图11-3填埋场终场覆盖系统植被层根据需要布置为观果区、观叶区、观景区、草坪观赏活动区、松柏浴场区、周坡灌草带等。营养层有机质含量大于5%，厚度不小于0.3m，坡度不能太陡，否则不利于土壤持水和表层植物的生长。一般该层渗透系数大于0

30、.5m/日 排水层用于收集通过营养层下渗的雨水和保护阻隔层。一般来说，各种外在因素，如非均匀沉降、水流侵蚀、表层植物根系侵入等会破坏阻隔层，所以排水层说避免了阻隔层同营养层直接接触，对阻隔层起到了一定的冲缓保护作用。 阻隔层主要是为了阻止雨水渗入垃圾体中，在一定程度上也能防止填埋气体体通过土壤孔隙的迁移扩散，因此阻隔层要求密封性好，整体性好。阻隔层材料主要有HDPE膜、膨润土板、粘土等几种。基础层对整个覆盖系统起支撑、稳定作用。厚度为0.3-0.5m,覆盖材料可为土壤、砂砾，甚至可为一些坚硬垃圾，如建筑垃圾等。基础层空隙一般很大，填埋气体体会沿着整个基础层而迁移。3.2.2填埋场封场后的土地回

31、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；2、3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；

32、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。3.3填埋场纵剖面图根据填埋场单位库容的垃圾消纳量、覆土用量和服务年限内的垃圾处理总量计算出垃圾填埋场的总库容，服务年限内垃圾，经过机械压实、自然沉降和生物降解之后，垃圾堆体的总体积，结合各方面的参数，确定了15年垃圾总量为109.06万米3。3.3.1设计分区在设计填埋场纵剖面图时，首先根据垃圾总量，结合填埋场的面积，综合考虑各方面的因素，计算确定垃圾相对于零高程的堆高为43.2m。由于本填埋区共分两个区，在设计过程中，从两边向中间，每边分别设计了三个作业单元，分了三个层次

33、，每个层次均达到设计规范要求。填埋采用单元、分层作业，填埋单元作业工序为卸车、分层摊铺、压实，达到规定高度后进行覆盖、再压实。每层垃圾摊铺厚度根据填埋作业设备的压实性能、压实次数及垃圾的可压缩性确定，按规范要求，厚度不超过60cm，且从作业单元的边坡底部到顶部摊铺；垃圾压实密度按照900kg/m3设计计算。每天600吨，一个单元格满足12周的工作量，即可算出总共有117个单元格。填埋单元格个数 n = 个每一单元的垃圾高度均在5m7m的范围内，最高不超过8m。填埋单元根据日产垃圾实际进场量确定，以每日进场量为一个单元，当日垃圾当日覆土，每一单元垃圾厚度2.3m，覆土厚度0.2m，覆土材料采用开

34、挖土，即平均每单元压实后连覆土共厚2.5m。每一个单元垃圾分层碾压，逐步升高的垃圾堆体高出填埋坑上坑口部分，应堆成斜坡面，坡度应为1：4（高：水平）。填埋区建设过程中修整的表层土应集中贮存堆放，用作单元覆盖土和终期覆盖贫瘠土，以减少自然取土量，从而降低填埋场运行费用。第四章 防渗导气系统41防渗系统4.1.1 防渗结构防渗工程是垃圾卫生填埋场工程最关键的部分，卫生填埋场的防渗处理包括水平防渗和垂直防渗两种方式，对于特殊的地质构造，填埋场防渗处理一般要考虑采用水平防渗和垂直防渗两种方式相结合。在本设计中根据所给的原始资料可以知道：土壤渗透系数为9×10-4cm/s>10-5cm/

35、s属于渗漏性场地，场底表土厚度0.84.8m 不等，平均2.2m，场址地下水稳定水位埋深0.8m。整体用垂直防渗没有实质用处，所以采用水平防渗。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，故排除了用天然材料作衬垫层的方案，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，不需要采用双层衬层

36、和双复合衬层防渗系统，而单复合衬层防渗系统完全能满足本设计对防渗系统的要求，故选择单复合衬层防渗系统.单层复合衬里系统组成（从下至上）：1）库区底部：基础、地下水导流层、膜下防渗保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗滤液导流层、土工织物层、垃圾层，见图4-1。垃圾层土工织布层渗滤液导流层（650mm）膜上保护层HDPE土工膜膜下防渗保护层（粘土厚度1500mm、渗透系数不大于1.0×10-7cm/s）地下水导流层（600mm）基础图4-1 复合衬里（库区底部）系统示意图2）库区边坡：基础、地下水导流层、膜下防渗保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗滤液导流与缓冲层、垃圾层，见图4-2

37、。垃圾层渗滤液导流与缓冲层膜上保护层HDPE土工膜膜下防渗保护层（粘土厚度1500mm、渗透系数不大于1.0×10-7cm/s）地下水导流层（600mm）基础图4-2 复合衬里（库区边坡）系统示意图防渗系统厚度见表4-3表43 防渗系统厚度过滤层土工织布层主滤液收集层厚度为650mm碎石导流层保护层500g/m2土工布层主防渗层2.0mm毛面高密度（HDPE）膜保护层1500mm粘土膜下防渗层构建底面地基土42 渗滤液收集渗滤液收集系统及处理系统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4-4注：此图单位为mm导流层：此层铺设在经过

38、清理过后的场基上，厚度300mm,由粒径40到60的卵石铺设而成。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。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%。选择材质时，考虑到垃圾渗滤液有可能对混凝土产生的侵蚀作用，通常采

39、用HDPE,预先制孔，孔径通常为1520mm，孔距通常为50100mm,开孔率2%-5%左右。为了使垃圾体内的渗滤液水头尽可能低，管道安装时要使开孔的管道部分朝下，但孔口不能靠近起拱线，否则会降低管身的纵向刚度和强度。集水池及提升系统：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

40、=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%。调节池：渗滤液收集系统最后的一个环节是调节池，其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。图 4-6调节池剖面图4.3填埋气体收集与利用设计4.3.1填埋气体的主要组成填埋气体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

41、气体。它的典型特征为：温度达4349，相对密度约1.021.06,为水蒸气所饱和，高位热值在1563019537kJ/m34.3.2 填埋气体收集方式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。本工程采用填埋气体（LFG）主动控制系统主动气体收集系统主要由抽气井、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。在填埋场内铺设一些垂直的导气井或水平的盲沟，用管道将这些导

42、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，将填埋场内的填埋气体抽出来.主动导排系统主要有以下特点：抽气流量和负压可以随产气速率的变化进行调整，可最大限度地将填埋气体导排出来， 因此气体导排效果好；抽出的气体可以直接利用，因此常与气体利用系统连用，具有一定的经济效益；由于利用机械抽气， 因此运行成本较大。填埋气体主动控制系统如下图4-3所示。 图4-6 填埋气体主动控制系统示意图4.3.3 冷凝液收集和排放填埋气体在输送过程中，会逐渐变凉而产生含有多种有机和无机化学物质及具有腐蚀性的冷凝液。这些冷凝液能起管道振动，限制气流，增加压力差，阻碍系统运行。为此要设置冷凝液收集系统，一般

43、冷凝液收集井安装在气体收集管道的最低处，避免增大压差和产生振动。冷凝液收集井布设间距80m，管道的角度为3%。冷凝液收集后流入调节池做统一处理。4.3.4气体输送系统不论采用竖井还是水平管线收集，最终均需要将填埋气体汇集到总干管,经鼓风机将其输送到燃气发电厂。其输送管道材料采用PE。输气管的设置除必要的控制阀、流量压力监测和取样孔外，还应考虑冷凝液的排放。输送系统也有支路和干路，干路互相联系或形成一个“闭合回路”。这种闭合回路和支路间的相互联系，可以得到一个较均匀的真空分布和剩余真空分布，使系统运行更加容易、灵活。井头的管道必须充分倾斜，以提供排水能力，集气干管一般要小于0.3%的坡度，对于更

44、短的管道系统甚至要有0.6%到0.8%的坡度。为排出冷凝液，在干管底部可设置冷凝液排放阀。另外，在干管设置时，由于填埋气体中含有约50%的不可燃成分，管径的设计应适量放大，以满足整个填埋场最大产气量的要求。4.3.5 填埋气体的净化与利用填埋气体的主要用途有：初步净化，利用燃气发电机发电上网；用作燃料供锅炉及工业窑炉使用。如果不进行脱CO2净化处理，只能作中低热值燃料，供烧锅炉及工业窑炉。脱除的CO2填埋气体，如果CH4含量达到80%以上，可作为高热值燃料，与天然气混合作发电燃料，用于发电；经过脱CO2和H2S的净化处理，达到或接近天然气的标准，再经压缩，作汽车清洁燃料。但无论做何种用途，首先

45、必须对气体进行净化处理。填埋气的净化技术如表4-7。表4-7净化技术水硫化氢二氧化碳固体物理吸附活性氧化铝硅胶活性炭液体物理吸收氯化物乙二醇水洗丙烯酯水洗化学吸收固体：生石灰氯化钙液体：无固体：生石灰熟石灰液体：氢氧化钠碳酸钠铁盐乙醇氨氧化还原作用固体：生石灰液体：氢氧化钠碳酸钠乙醇氨其他冷凝压缩和冷凝膜分离微生物氧化膜分离分子筛本工程主要把填埋气体用作发电。其总的气体处理与利用工艺流程见下图4-8所示。图4-8 填埋气体的处理与利用工艺流程第五章 渗滤液处理系统5.1 垃圾渗滤液5.1.1 垃圾渗滤液产生量估算渗滤液的产生量以Q=(C1×A1+C2×A2) ×i

46、×10-3式中 Q-表示渗滤液日流量，m3/d;A1,A2-表示正在填埋及地表水不易排除的面积和已完成填埋且地表水可排除的面积，m2;C1,C2-综合填埋场渗滤液水量各影响因素的系数,其中一般C1取0.5，C2取0.30.4；i-表示最大年或月降雨量的日换算值，mm/d;中山年均降雨量1120.8毫米，且多集中在6-8月，最大年降水量换算系数为6.0。渗滤液的产生量以68月的日均降雨来计，填埋场分两个区，一区面积为75739m2，二区为37869m2。A1=75739m2A2=37869q1=10-3×(75739×0.5+37869×0.3)×

47、;6=295.38m3/dq1=10-3×(75739×0.5+37869×0.3)×1120.8÷365=151.17m3/d由此确定污水处理厂的最大日处理量为295.38m3/d，最小日处理量为151.17m3/d。5.2垃圾渗滤液处理工艺方案垃圾渗沥液处理的工艺组合有多种选择，根据所执行排放标准的不同，所选择的工艺也有所不同。现有的工艺为：氨吹脱+UASB+SBR，以及在此基础上增加臭氧氧化、混凝等工艺，较典型的是采用改进的渗沥液处理工艺混凝+氨吹脱+pH回调+厌氧滤池+SBR+臭氧消毒，但从处理结果看，由于渗沥液的碱度高，使得pH在调节

48、过程中需要消耗大量的酸碱，造成氨吹脱的运行费用高达每吨水1015元，而吹脱出的氨又带来二次污染。而且从渗沥液的特点来看，渗沥液的氨氮相对于COD来说浓度并不高，不需要在第一步工艺就进行氨吹脱，即使渗沥液在经过厌氧处理后氨氮升高，如果设计合理，控制良好的话，也没必要用氨吹脱工艺，采用硝化反硝化工艺完全可以把氨氮采用生物的方法转化为氮气去除掉。某渗沥液处理站曾采用Feton试剂氧化+氨吹脱+混凝沉淀+厌氧+SBR+ClO2氧化+活性炭吸附工艺处理渗沥液，该工艺实际主要是依靠化学氧化剂及活性炭吸附去除污染物，从运行结果来看，加药正常时出水可以达到国家三级排放标准，但运行费用高达120元/吨以上。根据

49、本项目渗沥液水质水量的特点和所执行的排放标准，使得所选择的工艺应具有：（1）确保出水达标；（2）能够适应不同季节、不同年份渗沥液浓度的波动；（3）工艺流程简单，占地少，运行维护费用低；（4）自动控制程度高。由于渗沥液中含有难生物降解的物质，因此通过生化处理不能够达到要求的排放标准，需要进一步处理，从目前现有的工艺技术来看，膜处理是唯一能够稳定、可靠地使渗沥液达标排放的技术。因此我们经过综合考虑和慎重选择，决定采用厌氧MBR纳滤的处理工艺。5.3 工艺设计5.3.1厌氧MBR纳滤的处理工艺由于渗沥液的COD值很高，因此需采用厌氧处理以降解大部分的有机物，避免直接采用MBR而能耗过高。本处理系统的

50、厌氧采用UASB上流式厌氧污泥反应床工艺，是由荷兰的G.Lettinga等人在20世纪70年代初期研制开发的。UASB是一种悬浮式的消化器，其构造由反应区、沉淀区和气室三部分组成。在反应器的底部是污泥浓度较高的污泥层，称污泥床，在污泥床上部是污泥浓度较低的悬浮污泥层，通常把污泥层和悬浮层称为反应区，在反应区上部设有气、液、固三项分离器。渗沥液从污泥床底部进入，与污泥床中的污泥进行混合接触，微生物分解有机物产生沼气，微小沼气泡在上升过程中，不断合并逐渐形成较大的气泡。由于气泡上升产生较强烈的搅动，在污泥床上部形成悬浮污泥床。气、水、泥的混合液上升至三相分离器内，沼气气泡碰到分离器下部折射板时，折

51、向气室而被有效的分离排出，污泥和水则经孔道进入三相分离器的沉淀区，在重力作用下水和泥分离，上清液从沉淀区上部排出，沉淀区下部的污泥沿着斜壁返回到反应区内。在一定的水力负荷下，绝大部分污泥颗粒能保留在反应区内，使反应区具有足够的污泥量。采用厌氧反应，能耗低，不需要曝气，减小了动力消耗，节约了能源。同时厌氧反应能产生沼气，平均0.350.45Nm3/1kgCOD，沼气可作为能源利用。UASB能去除6580%的有机物。UASB厌氧反应器的加热采用自身产生的沼气和燃煤锅炉产生的蒸汽来加热，如果条件允许采用垃圾场的LFG填埋气和UASB厌氧产生的沼气来加热是一种不错的选择，水温保持在35±3，

52、采用保温玻璃丝棉，减少热量损失。根据我们多年的经验，在UASB中设有特殊材料的内衬，既起到隔绝散热的作用，又最大程度的降低了渗沥液对钢结构的腐蚀。MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统，用膜分离（通常为超滤）替代了常规生化工艺的二沉池。生化部分由前置式反硝化和硝化组成，在硝化池中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，同时将氨氮(NH4+ - N) 和有机氮转化成亚硝态氮(NO2- N)和硝态氮(NO3- N),回流到反硝化池，反硝化菌在缺氧条件下利用各种碳源将亚硝态氮(NO2- N)和硝态氮(NO3- N)还原为氮气(N2)，从而达到脱氮的目的。在该段工艺中COD的去除率

53、可达95以上，氨氮去除率可达90以上。为防止硝化池中的泡沫影响到系统的正常运转，采用消泡剂去除泡沫，并设有泡沫回收池，消泡后的污泥重新回到硝化系统，防止了污泥的流失，同时对消泡剂能够重复利用，减少了消泡剂的用量，节约了运行费用。与传统活性污泥法相比，MBR对有机物的去除率要高得多，因为在传统活性污泥法中，由于受二沉池对污泥沉降特性要求的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除效率很困难，往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率，而在膜生物反应器中，由於分离效率大大提高，生化反应器内微生物浓度可从常规法的36 g/l提高到1520g/l，可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果，减小了生化反应器体积，提高了生化反应效率，出水无菌体和悬浮物，因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。MBR的主要特点： 启动很快主要污染物COD,BOD和氨氮有效降解，无二次污染；100%生物菌体分离；出水无细菌和固体物；占地面积小；污泥负荷(F/M)低，剩余污泥量小；由于渗沥液的成分复杂，其中含有部分难生物降解的有机物，如腐殖酸、苯类等物质，使得COD还不能达到要求的排放值，而且主要由盐类组成的溶解性固体的指标也不