对某县生活垃圾填埋场设计原理及设计方案的研究

1、摘 要随着现代社会的迅速发展，城市垃圾己成为困扰城市的严重问题。卫生填埋是目前国内应用最为广泛的垃圾处置方式。卫生填埋场是城市不可或缺的公共设施，它的建设是改善城市环境质量、提高人民生活水准的重要举措。 本文以山阳县城生活垃圾填埋场为工程背景，从填埋场场址选择、坝体设计、工程防渗、 渗滤液的处理以及对周围环境所造成的影响等方面对垃圾填埋场设计进行了分析研究： 垃圾填埋场的设计首先要考虑的是填埋场场址的合理选择，它决定着该项目的经济效应、各种处理工艺的选择、填埋场安全性及对周边环境的影响。因此合理的选择场址是进行合理设计的基础。 为了保证填埋场的安全使用和维护，不仅要对填埋场的垃圾坝体进行精心设

2、计， 还要对影响其功能的各项因素进行分析，包括填埋场的沉降、渗滤液导排的畅通、防渗层的可靠性、防洪等。 在工程设计当中，应结合当地的水文地质和工程地质条件，选择合理的防渗结构与材料，将土工膜与低渗透性的土层组成复合防渗衬垫比采用单一材料的防渗层更好。对渗滤液的处理中，通过 UASB（升流式厌氧反应器）与 SBR 工艺结合、UBF（升流式复合厌氧反应器） 与氧化沟工艺结合和升流式厌氧过滤器与缺氧/好氧工艺结合的比较，最终选择 UASB（升流式厌氧反应器）与 SBR 工艺结合作为渗滤液的处理工艺，提高了渗滤液中 COD cr 、 BOD 5 、NH 3 -N、SS 去除率，从而防止了渗滤液对环境的

3、二次污染。关键词：城市垃圾填埋场；场址选择；工程防渗；渗滤液处理Abstract With the rapid development of modern society and economy, the garbage has become aserious problem for towns. Landfill is commonly used for the garbage disposal in China. It isan indispensable public facility of towns. Landfill engineering is important to impr

4、ove thequality of urban environment and the peoples living standards.The thesis takes the landfill of a town s life garbage as an example, and analyzes thelandfill design from the following aspects: the selection of landfill site, dam design, seepageprevention, the handling of the leachate, and the

5、impact on the surrounding environment etc.Landfill site should be considered first. A proper landfill site will determine its economiceffect, the choice of all kinds of techniques, its safety and its impact on the surroundingenvironment. A proper landfill site is the foundation for a fine landfill d

6、esign.In order to ensure the safety and convenient maintenance of a landfill, we should notonly make an elaborate design of the garbage dam for the landfill, but also should analyze thefactors that influence its function, such as the settlement of landfill, the smooth flow ofleachate, the reliabilit

7、y of the impervious layer, and the flood prevention.In landfill design, considering the local hydro-geological and engineering geologicalconditions the right impervious structure and materials should be chosen. Compoundanti-seepage under-layer made of geomembrane and the low permeability soil is muc

8、h betterthan a single layer of impermeable material. For the handling of leachate, comparing the combination of UASB (upflow anaerobicsludge blanket) and SBR, with combination of UBF (upflow composite anaerobic reactors)and oxidation ditch, and with the combination of upflow anaerobic filter and hyp

9、oxia/aerobictechnique, we find that the combination of UASB with SBR is the best way for landfillleachate handling. It can improve the removing rate of COD cr , BOD5, NH3-N, SS in leachate,and so as to prevent secondary pollution caused by leachate. Key words ：City landfill;Site selection; Imperviou

10、s engineering; Leachate treatment目 录绪论 . 1 研究背景11.1.1 城市垃圾处理现状11.1.2 国内外垃圾填埋处理技术的发展历史11.1.3 我国垃圾处理现状及动态31.1.4 我国垃圾填埋处理依据的相关法律法规与标准51.2 研究的内容及意义61.2.1 研究的内容61.2.2 本研究的意义：6项目工程背景资料 . 8 2.1 项目概况82.1.1 城市地理概况82.1.2 工程地质82.1.3 水系与水质情况92.1.4 社会经济概况92.2 生活垃圾的产生量和处理现状102.2.1 环卫设施及垃圾处理现状102.2.2 垃圾成分的调查和预测102

11、.2.3 收集与清运、管理现状11第三章 生活垃圾处理工艺方案研究 . 123.1 垃圾卫生填埋技术特点及应用123.2 垃圾填埋场的选址133.2.1 垃圾填埋场址选择的基本原则133.2.2 建设场址比选143.3 垃圾卫生填埋库容、服务年限、垃圾产量预测193.3.1 垃圾卫生填埋库容193.3.2 服务年限测算193.3.3 垃圾产量的预测193.4 设计标准及原则203.4.1 采用设计标准203.4.2 设计原则203.5 填埋场防渗与防洪21iv3.5.1 工程场地不良因素防治措施213.5.2 防渗层方案研究213.5.3 防洪研究223.6 渗滤液处理研究223.6.1 渗滤

12、液出水水质标准确定223.6.2 渗滤液处理方案223.6.3 渗滤液城市污水处理厂处理可行性分析233.6.4 渗滤液处理方案论证233.7 垃圾填埋场工程案例243.7.1 填埋场道路设计243.7.2 防洪工程253.7.3 防渗工程设计263.7.4 垃圾坝设计263.7.5 排污、排气工程设计283.7.6 垃圾渗滤液集排设施设计303.7.7 渗滤液处置313.7.8 污泥处置及利用483.7.9 防污染防飞扬措施493.7.10 防火措施493.7.11 环境卫生49第四章 垃圾填埋场总平面布置与环境保护 . 504.1 遵循的规范504.2 总平面布置504.2.1 总平面布置

13、原则504.2.2 县城垃圾填埋场平面布置504.3 道路及运输504.4 环境保护514.4.1 遵循的主要设计规范514.4.2 环境保护措施514.5 绿化524.5.1 绿化要点524.5.2 绿化管理53第五章 结论与建议 . 54参考文献 . 56致 谢 59第一章 绪论1.1 研究背景1 1.1.1 城市垃圾处理现状目前，垃圾的处理方式主要包括填埋、焚烧、堆肥等。垃圾处理方式的选择与所在地区的城市规模、该地区的经济发展水平、人口密度、土地、周边环境、垃圾的成分 、居民环保意识等有关。发达国家的城市垃圾从收集、 运输和处理管理与技术已很成熟， 并积累了许多经验 。在收集方面大多数国

14、家采取了分类收集，在运输方面基本采用密闭压缩运输，在处理方面广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥和综合利用(再生循环利用)四种处理方式。在过去十五年中，工业化国家的垃圾产出量无论在绝对量上还是单位产值产量上，都在急剧增长。在这种情况下，发达国家的垃圾处理政策也发生变化。经过不断探索和发展，欧洲国家在城市垃圾污染防治方面开创了一种新的思想， 其核心思想就是可持续发展的原则。90 年代，许多发达国家治理垃圾的战略目标是：通过选择较高层次的管理目标，达到垃圾处理可持续发展的目的。首先，最优先方案是避免产生垃圾；如果必须产生，产出量要最小。其次是按实际情况最大可能地进行回用或回收。

15、然后，处理的目标应当是能源回收和减少最终处置量1 。目前，我国城市生活垃圾收集方式基本为混合收集，为实现我国城市生活垃圾管理可持续发展，其对策有：建立完善的城市垃圾管理法规体系；建立与社会主义市场经济相适应的城市垃圾管理体系；进一步完善城市垃圾管理的经济政策，利用合理的经济手段来促进垃圾的减量化、资源化和无害化处理；要坚持可持续发展战略，大力推广清洁生产，尽可能避免垃圾的产生，实现垃圾源头减量；大力推选垃圾的分类收集，促进废品的回收利用，提高垃圾的资源化水平。卫生填埋处理是垃圾的最终稳定处置方法， 卫生填埋费用低廉，即使按照国外标准建设和营运管理，其费用也比焚烧等其它处理方法低，建设垃圾卫生填

16、埋场是符合我们国情的。2 1.1.2 国内外垃圾填埋处理技术的发展历史垃圾焚烧处理已有一百多年历史，但出现有控制的焚烧(烟气处理、余热利用等)只是近几十年的事。它与填埋处理相比，具有占地小、场地选择易、处理时间短、减量化第一章 绪论2显著、 无害化较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点， 在发达国家得到越来越广泛应用 。特别是近些年来， 由于垃圾焚烧烟气处理逐步受到重视， 特别是烟气处理技术不断进步 ，余热利用系统和尾气处理系统得到进一步完善，垃圾焚烧炉又取得新发展。目前，垃圾焚烧处理美国占 17，日本约占 75，德国和法国约占 3050%，英国占 910%，加拿大占 5-62 。现代堆肥技术是从

17、 20 世纪 30 年代开始发展的，已经形成了各种完善的工艺系统和成套设备。由于堆肥产品的市场等原因，垃圾堆肥处理特别是城市生活垃圾的堆肥处理在发达国家曾一度处于停滞甚至萎缩状态。近入九十年代以后，由于以下几方面因素 ，堆肥处理又呈上升的发展趋势。欧美发达国家垃圾填埋场的标准和焚烧处理的排放标准都不同程度的进行修订并进一步提高，焚烧处理和填埋处理成本也随之增加；垃圾分类收集的普遍推行，为垃圾的再生利用也包括堆肥处理的发展提供了良好基础条件；垃圾再生利用得到广泛地重视。近几年来，欧美发达国家把垃圾堆肥也看作为可降解有机物的再生利用。垃圾的再生利用是垃圾减量和垃圾资源化的最佳途径。所谓卫生填埋，就

18、是能对渗滤液和填埋气体进行控制的填埋方式。直到上世纪 30年代，美国率先提出“卫生填埋”的概念。由于垃圾产量大，种类多快速增加，而且大多数含有毒有害的物质，因此造成环境污染的可能性也随之增加，所以人们对垃圾填埋场的环境影响越来越重视，垃圾填埋场的操作运行管理越来越严格。这也是我国当前最主要的垃圾处理方式，占 80以上。卫生填埋的一般工艺如下图：卫生填埋场可以分为：长安大学硕士学位论文31.按填埋区所利用的自然地形条件不同，可以大致分为平原型填埋场、滩涂型填埋场、山谷型填埋场。2.根据填埋场中垃圾讲解的机理，填埋场可分为好氧填埋场、准好氧填埋场和厌氧填埋场。卫生填埋场的特点：1.如有适当的土地资

19、源可以利用，一般以此法处理最为经济；2.与其他处理方法相比，其一次性投资较低；卫生填埋场的优点：1.边填埋边覆土减少垃圾飞扬，降低垃圾腐朽臭味；2.垃圾经压实填埋增加垃圾场容积，减少垃圾处理用地 ；3.垃圾卫生填埋场建有垂直防渗和水平防渗系统减少对地下水和周边土地的污染；4.垃圾填埋场一般建有渗滤液处理站和渗滤液收集系统，做到重污染液体不外流；5.一些垃圾填埋场还建有堆肥车间， 进行垃圾分拣减少垃圾量， 实现部分垃圾再生；6.垃圾填埋相比焚烧处理空气污染小成本低；7.垃圾填埋 2-3 年后产生的沼气可用于发电。但是卫生填埋也存在以下几个缺点：1.渗滤液水质、水量波动较大，处理难度大；2.渗滤液

20、污染强度高，二次污染严重；3.封场后维护监管期长、风险大、费用高、不利于场地及时复用；4.产气期滞后且历时较长，产气量小，资源化率低。3 1.1.3 我国垃圾处理现状及动态由于经济水平的限制，长期以来焚烧法处理垃圾在我国的应用还相对较少，发展也较为缓慢，直到上世纪 80 年代，我国从国外引进的成套垃圾焚烧处理设备，填补了我国垃圾焚烧处理的空白。在发展中国家，填埋法具有建设投资少，运行费用低，回收沼气可二次利用，且带防渗措施的填埋每吨垃圾的处理费只需 20-60 美元，相比于焚烧每吨垃圾的处理费为 150-200 美元，性价比较高。对于普遍存在城市膨胀，垃圾污染日益严重而又资金不足，能源短缺的第

21、三世界来说，填埋场的优点尤为可贵。为此，有关研究单位曾指出：今后中国城市垃圾处理技术的发展应为 60%填埋场，30%堆肥场，10%焚烧炉。根据我国城市垃圾的成分特点和数量，卫生填埋法将会逐渐发展为主要的处理方第一章 绪论4法之一2 。设计填埋场的垃圾总容量和运行年限依赖于场地大小、地形、垃圾的降解率以及垃圾的压实度。日覆土方大约为总填埋容积的 20%，当设计填埋场的容量时应保证场地能运行 25 年左右，场地的可用年限越长，整个社区固体废物的管理费用就越少。城市垃圾填埋场的总容量可按 1 万人每年产生 1hm2 m 的垃圾进行粗略计算(1 万人每年产生的垃圾填埋占地厚约 1m， 面积为 1hm2

22、 )。 现以李坑为例2说明目前广州市垃圾的卫生填埋。该场原为旧水库，经水文地质勘察，场内无地下水脉经过，土质为黏土层 ，渗透系数很低，但坝下有风化岩石，渗透系数高，故采用帷幕灌浆防渗。采用分层压实覆土，即每层用推土机反复碾压至密实，厚约 0.7m，先后压 3-4 层，即 2.5m 左右，再覆土 0.151.30m。作为一个处理单元，分层逐渐填埋可保证垃圾处理的无害化和植被恢复的有效性。在每天垃圾填埋作业完毕后，用土均匀将垃圾封闭，并加以压实，这样 ，不但可以防止雨水渗透和垃圾被冲刷，还可防止垃圾中的纸屑乱飞，也有利于日后植被恢复，日覆盖土层厚度为 13-30cm。下面就是填埋场容量的计算步骤G

23、=B365E (1-1)式中 G每年产生的 MSW（城市固态废物）的数量；BMSW 的产生率，N/capita/d；E填埋场服务的人口数。H=（G/C）+0.2（G/C） (1-2)式中 H经压缩的垃圾和附加体积的总和；C压缩后的 MSW 的单位重量，kN/m3 。J=体积/平均填埋厚度 (1-3)式中 J所需场地面积。假 定 场 地 的 使 用 年 限 为 30a ， 我 们 可 以 估 算 出 所 需 的 填 埋 总 面 积 为 ：J1hm2 /10000m 2 30a。场底设纵向排水暗沟，每隔 40m 设横沟相交，形成排水网络，收集垃圾渗透液， 再排入污水处理场处理。污水处理工艺按 30

24、0t/d 的流量设计,其工艺流程为：污水调节池厌氧沟氧化沟氧化塘排放。1993 年为解决雨季污水超排问题，增加了气浮装置。1995 年为解决影响污水处理效果的问题，增加了吹脱装置。长安大学硕士学位论文5表 1.1 污水处理工艺技术参数表项目 BOD 5 （mg/L） COD （mg/L） SS（mg/L）进水 2500 4000 600出水 30 80 70目前，在我国垃圾处理实践中，一个最大的不足是填埋产生气体的处理问题。填埋场产生的填埋气体成份包括甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮等。如果没有相应的技术措施 ，则在填埋场里会产生压力，尤其在夏季，高温、高湿时，产气加速，大量沼气可形成较高的内压，及

25、时导出沼气才能防止因此而发生的爆炸。同时，这个超压使生成的气体沿着阻力最小的路径流动，在填埋场的边缘处更易溢出，如果在低洼地、盆地、地下室等发生聚集，会对人造成伤害（窒息危险、爆炸危险或中毒危险） 。当甲烷在空气中的体积达到 5-15%的爆炸范围时，就可能导致爆炸和火灾事故。据资料显示，北京、上海、重庆和辽宁等地的几个垃圾场都发生过爆炸。 2005 年 9 月 9 日， 辽宁省本溪市溪湖柳塘垃圾场内突发爆炸，造成 3 名拾荒者死亡、5 人重伤。据调查爆炸的主要原因是填埋场没有设置填埋气导排设施，造成填埋气体中的沼气聚集，遇上垃圾中有发令纸等易燃物引发了爆炸。另外，填埋气体占主要成分的甲烷是一种

26、强烈的温室效应气体，对温室效所起的作用比二氧化碳大的多，对环境造成难以逆转的破话，每减少 1t 甲烷的排放相当于减少21t 的二氧化碳的排放，因此，卫生填埋场必须将填埋气体进行收集、回收和利用，不能无序排放。4 1.1.4 我国垃圾填埋处理依据的相关法律法规与标准1.中华人民共和国环境保护法 1989.122.中华人民共和国固体废物污染环境防治法 2004.43.生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准 建标 124-20094.生活垃圾填埋污染控制标准 GB16889-20085.生活垃圾卫生填埋技术规范 CJJ17-20046.生活垃圾卫生填埋场封场技术规程 CJJ112-20077.生活垃圾

27、卫生填埋场防渗系统工程技术规范 CJJ113-20078.生活垃圾转运站技术规范CJJ47-2006第一章 绪论69.城市垃圾产生源分类及垃圾排放CJ/T3033-199610.城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-20021.2 研究的内容及意义随着社会经济的快速发展，其带来的社会环境问题也日益严重。城市垃圾的处理好坏直接影响着城市的环境状况和城市居民的身体健康。 规划中的山阳县城市生活垃圾卫生填埋场正是用于处理城市垃圾，从根本解决城市垃圾问题，还城市一个明亮的天空。1 1.2.1 研究的内容本论文以山阳县城垃圾卫生填埋场为工程背景，对垃圾处理的现状进行调查和分析，结合新建垃圾卫生填埋

28、场的设计，主要在以下几个方面研究：1.城镇垃圾成分调查与预测；2.从社会环境、自然环境、场地状况、工程地质、水文地质、气候及应急救援角度 ，对垃圾填埋场地进行论证。 重点就与居民点、 水域防洪、 占地拆迁等敏感问题进行比选 ，确定最佳方案；3.根据填埋场地质土层结构，对垃圾填埋场防渗与防洪进行论证；4.从建设成本、工艺、能耗处理成本等角度对渗滤液处理方案进行论证和分析， 优选处理方案；5.以山阳县城的垃圾填埋场为例，对垃圾填埋场设计过程进行了总结；6.为了保证垃圾填埋工程不会对周围环境产生污染，本文从环境保护的角度，对填埋场防渗、导流、导气、防雨、防恶臭、扬尘、防虫害、噪声等方面进行分析，提出

29、减缓影响措施；7.为了美好环境、进化空气、提高环境的自净能力，对垃圾填埋场绿化进行分析 ，提出合理绿化要求。2 1.2.2 本研究的意义：1.垃圾卫生填埋场的建设是城市市政建设中重要的组成部分，是城市生活和生产不可缺少的公共设施，是改善城市环境质量，促进旅游、招商引资和经济建设发展的重要举措；2.垃圾卫生填埋场的建设将从根本上解决城市垃圾堆放臭气熏天的现象，将为城市经济发展奠定重要的基石；长安大学硕士学位论文73.卫生填埋场的建设将提高城市的空气质量，让城市焕然一新，是为城市居民谋福利的重要措施。4.减少政府财政在垃圾处理上的费用，将更多的财政资金用于改善民生。第二章 项目工程背景资料8第二章

30、 项目工程背景资料2.1 项目概况1 2.1.1 城市地理概况山阳县位于陕西省东南部、商洛中南部，地处秦岭南麓，属长江流域汉江水系， 是一个“八山一水一分田”的土石山区农业县、国家扶贫开发重点县、革命老区县。全县辖 30 个乡镇，326 个村（居） ， 44.04 万人，人口居商洛第三。县域总面积 3535 平方公里，其中耕地面积 39 万亩，人均不足 1 亩，山地面积 457 万亩，人均近 11 亩，地域面积居商洛第一、陕西第六3 。该县属亚热带向暖温带过渡的季风性半温润山地气候，雨量适中，气候温和，年平均气温 13.1，年平均降水量 709 毫米，年无霜期 207 天，平均海拔 1100

31、米。境内山大沟深，生物、矿产、水力资源较为丰富，特别是中药材资源最为丰富，素有“遍地无闲草” 、 “天然药库”之称。境内有野生中药材 1000 多种，已开发利用和挂牌收购的有500 多种；全县森林覆盖率 55.8%，大宗林特产品有核桃、板栗、柿子、油桐、茶叶、木耳等，目前全县林果业总面积已发展到 84.2 万亩；矿产资源较为丰富，已经探明的矿藏有 49 种，以有色金属为主，其中钒矿储量达 310 万吨，系亚洲最大矿藏；水力资源丰富，全县水力资源蕴藏量 19.5 万千瓦，可开发量为 5.6 万千瓦，2003 年招商引资的猛柱山水电站正在建设之中；全县有旅游景点 65 处，其中自然景观 8 处，古

32、文化遗址 6 处，古建筑 48 处，革命遗址、旧址 3 处，著名的自然景观有“八景十二观” ，主要有被称为“西北第一洞”的月亮洞，有人称“小武当”的天竺山，有自古是水旱码头的漫川古镇等景点。目前全县已开发利用的旅游景点有月亮洞、夹石峡、白龙洞、天竺山森林公园等，其中以月亮洞最为有名。该县先后被列为全国退耕还林、天保工程试点示范县，国家长治工程、省重点流域工程县，国家级中药材薯芋、丹参规范化种植基地县和陕西省第一个中药现代化科技示范县，全省精神文明建设先进县、社会治安模范县、科技先进县、 “三个代表”重要思想学习教育先进县。2 2.1.2 工程地质该县位于秦岭南麓陕西东南部，属长江流域汉江水系，

33、全县总面积约 3514 平方公长安大学硕士学位论文9里，居商洛地区之首。年平均气温 1214，多年年均气温 13.1，极端最高气温约4143，极端最低气温约-13-15（一说约-18-20） ，春秋季节昼夜温差很大 。年降水量 700900mm，年均降水量约 709 毫米，东南部降水较多，年无霜期 207 天， 山地地区稍长。大部属亚热带向暖温带过渡的季风性半湿润山地气候，南部和东南部为亚热带季风性湿润气候。山地占县域面积的 83%，水面占 8%，耕地占 9%，故有“八山一水一分田”之说。境内群山林立，沟壑纵横，流岭、鹘岭、郧岭三大山脉走向东西、横断南北，构成“三山夹两川”的岭谷地貌，平均海拔

34、 1100 米3 2.1.3 水系与水质情况山阳县境内主要河流有金钱河、银花河、谢家河。流长分别为 80、40、38 公里。流域面积分别为 2400、600、400 平方公里。据 1984 年水电部门水资源调查，地表自产水多年平均径流总量为 8.46 亿立方米，地表客水（指过境水）总量为 6.01 亿立方米 ，合计总量 14.47 亿立方米。按 1984 年 37.72 万人口、43.74 万亩耕地计算，年人均占有水 3890 立方米，亩均占有水 3308 立方米。地下水为 3.54 亿立方米/年。4 2.1.4 社会经济概况该县是一个农业县。1978-1998 年 20 年的发展，以农为主、

35、农业以种植业为主的内涵正在发生着变化。农业总产值占工业总产值由 1978 年的 85.3 降为 1997 年的 58.0% 。粮食作物以小麦、玉米为主，洋芋、红薯、水稻及豆类次之。经济作物有荞麦、芝麻 、花生、莲菜、魔芋等。林副土特产有猪苓、木耳、香菇、猕猴桃、龙须草等。境内有林面积 373 万亩，森林覆盖率 62.9%。经济林以油桐、土漆、柿子、核桃、板栗、蜜桔为主。大宗中药有五味子、连翘、金银花、天麻、杜仲等。现有水库 3 座，池溏 63 处，灌溉面积 7 万余亩，治理水土流失面积 1500 余平方公里。畜禽饲养业主要是牛、羊、猪、鸡。境内矿产资源丰富，有铜、铁、金、银、铅、锌、钒等 49

36、 种。全县有旅游景点 65 处，其中自然景观 8 处，古文化遗址 6 处，古建筑 48 处，革命遗址、旧址 3 处 。主要工业企业有水泥厂、化工厂、药厂等。近几年来，钒矿业在山阳迅速崛起，成为本县工业企业的支柱产之一。2010 年，全县国内生产总值完成 37.7 亿元，同比增长 14.8%；固定资产投入完成32.2 亿元，同比增长 46.3%；财政总收入完成 2.24 亿元，同比增长 18.94%；其中地方财政收入完成 1.32 亿元，同比增长 34.04%；城镇居民人均可支配收入达 15267 元，同比增长 20.3%；社会消费品零售总额达到 13.03 亿元，同比增长 23.6%；农民人均

37、纯收第二章 项目工程背景资料10入 3820 元，同比增长 27.1%。2.2 生活垃圾的产生量和处理现状1 2.2.1 环卫设施及垃圾处理现状目前城区居民平均垃圾产出量 1.35kg/人d 左右，参考国内相近县城数值，结合当地实际情况，预测设计水平年人均垃圾产出量 1.35kg/人d，远期规划年人均垃圾产出量 1.30kg/人d。目前建成区垃圾收集人数为 4.71 万人，垃圾收集按 85%，年垃圾总产出量为：2.32万 t/a，日均垃圾产出量：63.57t/d。城区产生的垃圾由环卫处负责收集后，直接进行简单处理，目前山阳县产生的垃圾基本可以达到日产日清。2 2.2.2 垃圾成分的调查和预测随

38、着居民生活水平的不断提高，垃圾中的有机成份将会越来越高。在 2000 年以来 ，城区燃料类型已经开始发生变化，正由过去的燃煤型向燃气型转变，城市燃气的普及率从 1986 年的 28.52%增加到 1995 年的 70%，北方地区的集中供热普及率 1995 年为 20% ，2000 年达到 45%。城市生活垃圾中的有机物含量和热值还将进一步增加， 2010 年后产出的生活垃圾成份中有机物大大增加，无机物进一步减少。根据该县城城区的垃圾现状成份及相关因素（如城市气候、居民消费水平等）和社会经济的发展， 城市化进程等综合因素， 并参考国内类似城镇生活垃圾性质的变化规律 ，预测该县城生活垃圾的变化趋势

39、如下：1.随着建筑垃圾和工业固体废物与生活垃圾的分类处置及燃气化率的提高，垃圾中无机成分将有所下降，有机物含量相应提高，并逐渐趋向于稳定，这将会有利于生活垃圾的综合处理；2.城市生活垃圾中的纸张、塑料、织物、废电池和金属的含量将呈现逐年上升的趋势；3.含水率在相当长的一段时间内会逐年提高，并逐渐趋向于稳定，而后再出现逐年减少的变化；4.垃圾容重将会逐年下降，并趋于稳定；5.由于城区居民生活水平的提高，商品需求量的增长，一次性包装材料的使用亦越来越多，这些一次性的包装材料大都是难以消解的高分子合成材料，即使采用卫生填埋也难以完全消化分解，在垃圾总产量增长的同时，其体积也不断增大，密度减小，热值长

40、安大学硕士学位论文11将会大大提高，为下一步垃圾资源化处理将会打下一个良好的基础，表 2.1 为今后城镇生活垃圾成份预测：表 2.1 今后城镇生活垃圾成份预测有机物(%) 无机物(%) 废 品(%)植物 动物 煤渣 灰土 纸 塑料 金属 玻璃 其它65.0 5.0 10.0 3.0 2.0 5.0 1.5 1.5 7.0垃圾低位发热值将会提高到 1300kcal/kg。3 2.2.3 收集与清运、管理现状全市生活垃圾收集和运输均由各区环卫公司承担，收集方式为垃圾堆放点（仓） 及垃圾果皮箱混合收集，主街道配置垃圾箱，人口密集区设置垃圾堆放点（仓） ，城乡结合处垃圾露天堆放。环卫工人 30 人，垃

41、圾清运车 3 辆，垃圾桶 50 个，其中多功能车 1台，自卸汽车 2 台，三轮车 5 台；洒水车 1 台。主要通过车辆流动收集各堆放点的垃圾 ，运送至简易垃圾堆放场。现有环卫设施简陋，普容垃圾车密闭性差，沿途垃圾四处散落，影响市容环境和市民的健康，且垃圾收运率较低。环卫设施机械化程度不高，设施落后，工人劳动强度大 ，生产效率低，二次污染严重；其次由于资金紧张，收集清运设备能力不够，致使服务范围内尤其是城乡结合处垃圾死角多，致使垃圾随意堆放，垃圾随处可见，使周边环境污染严重，周围居民怨声载道，影响城市环境形象；再次由于市区内设置收运设施有限 ，造成以下影响：一是造成渗滤液洒漏及臭气外溢；二是垃圾

42、倾倒时易洒漏，致使风天白色塑料满天飞，直接影响城区环境卫生；三是垃圾堆放点（仓）无任何环保措施，设施简陋，直接影响视觉感观。该县城区垃圾目前由县城建局环卫所对垃圾实行定时收集，基本达到日产日清。第三章 生活垃圾处理工艺方案研究12第三章 生活垃圾处理工艺方案研究根据山阳县城环卫设施的现状，可以看出目前城镇垃圾产生量大，成分复杂，处理能力差，严重影响了城市的发展。随着经济的进一步发展，现有的环卫措施将成为经济发展的瓶颈，进行城镇垃圾处理研究，具有重要的现实意义。3.1 垃圾卫生填埋技术特点及应用填埋技术从对环境造成污染方面分为：简易填埋和卫生填埋两种方式，卫生填埋按填埋废弃物层内部微生物环境，大

43、致分为三类，厌氧性填埋、好氧性填埋、准好氧填埋 ，其共同特点是将垃圾倒入具有一定地型特征的场地中，经过一定时间的生物化学反应 ，垃圾降解、稳定，最终填埋场地可再利用；随着社会发展，卫生填埋技术将在国内得到普遍应用，卫生填埋技术特点如下：1.处理量大，操作弹性大，方便易行；2.技术可靠，国内外已有成熟的工程运行实例；3.可以使垃圾处理达到无害化，处理规模达到一定程度后可实现沼气发电等资源化；4.填埋场地可恢复再利用；5.填埋物经降解、压缩可达到一定减量化；6.投资小，处理成本、运行成本低；7.对生活垃圾各成份含量要求不严格；8.填埋场选址困难；占用场地大；远离市区，运距大；9.为了保证对环境不造

44、成二次污染，必须对填埋气体，渗滤液进行处理；10.随着填埋技术的发展，其投资及成本相应提高。由于生活垃圾成分复杂，又受到经济水平、自然条件及传统习惯因素的制约，因而各国对生活垃圾的处理一般是随国情而异，往往一个国家不同地区也采用不同的处理方法，难有统一的模式，比如加拿大，芬兰，法国，意大利，日本，卢森堡，荷兰，西班牙，瑞士，英国，美国等一些国家，在 1996 年的时候生活垃圾处理方法仍以填埋法为主导地位，但是在经济得到较快发展的时候，已采用焚烧法。比如日本，瑞士，法国 ，丹麦，新加坡等国所采用的焚烧比例，也都接近或者超越填埋法，虽然垃圾填埋处理率长安大学硕士学位论文13有下降趋势，生活垃圾填埋

45、作为来及处理的最终处理手段一直占重要地位，目前仍是很多国家的主要垃圾处理方式。填埋处理占到了垃圾处理相当大的比例，如美国占 75%，澳大利亚占 62%，奥地利占 60%，英国虽然国土不大，但其不透性粘土甚多，填埋比例高达 88%；但在一些土地紧缺的国家，填埋仍有相当比例，如日本占 23%，瑞士占 20% ，丹麦占 18%。这些国家垃圾填埋场不仅达到卫生填埋标准而且其标准较高，填埋气体多数得到充分利用； 一些欧盟国家还对填埋物提出了特殊要求， 如禁止有机物含量大于 5%的垃圾进入一、二级填埋场。从垃圾处理技术上看，我国垃圾处理技术较单一，而一些发达国家除采用填埋、 堆肥、焚烧技术外，美、日、德则

46、还从源头抓起，采用管理性回收方法。焚烧技术的特点是：技术较可靠，垃圾的低位热值大于 3767KJkg,烟气与飞灰处理难度较大，焚烧余热可发电，垃圾分选可回收部分物质，焚烧残渣可综合利用，占地面积小，运行稳定可靠，减量化效果好；堆肥技术的特点是：垃圾中可生物降解有机物的含量大于 40%，好氧堆肥时恶臭治理较难，采用厌氧发酵工艺产生沼气可发电，减量化、资源化效果好。3.2 垃圾填埋场的选址3 3 3 3. . . .2 2 2 21 .1 垃圾填埋场址选择的基本原则从安全、实用、经济的角度，垃圾填埋场场址选择应遵循以下原则：1.贯彻国家有关的方针、 政策， 根据城市总体规划， 结合城市环卫事业的发

47、展现状 ，做到统筹兼顾、远近结合、合理安排，提出经济合理、技术可靠又可行的收运系统设计方案；2.切合实际，尽量利用现有人力、物力及可利用设施、设备，节约投资，降低成本；3.符合国家规范、规程及有关标准的规定；4.根据城市总体规划，把握一次设计，分期施工的思路和原则；5.收集站的建立力求美观、操作封闭、设备先进，飘尘、臭气、噪音、排水等指标应符合国家环境监测标准，不能造成周围环境的二次污染；6.满足保护城市环境、提高人民健康水平的要求，促进生态环境建设，为经济的可持续发展提供环境保障。按照上述基本要求，卫生填埋场宜设在以下地区：1.填埋库容应保证填埋场使用年限在 10 年以上，特殊情况下不应低于

48、 8 年；2.交通方便，运距合理；第三章 生活垃圾处理工艺方案研究143.人口密度、土地利用价值及征地费用均较低；4.工程地质和水文地质条件好；5.位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向侧风向。卫生填埋场不应设在以下地区5 ：1.地下水集中供水水源地及补给区；2.洪泛区及泄洪道；3.填埋库区与污水处理区边界距河流和湖泊 50m 以内的地区；4.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；5.填埋库区与污水处理区边界距民用机场 3000m 以内的地区；6.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；7.珍贵动植物保护区及国家

49、、地方自然保护区；8.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；9.军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。2 3.2.2 建设场址比选县城附近地形地貌见图 3-1。1.第一候选场址（书房沟）位于县城西南方的冯家湾村北侧，距城区中心约 6km。（1）地形及地貌第一候选场址（书房沟）为一天然沟壑（图 3.2、图 3.3） ，近似呈北南走向，无长年流水，主沟长约 2000m，沟床比降 5%，流域面积约 2.0Km2 。拟建填埋场位于主沟的中游，长约 450m。沟谷截面呈 “U”型，沟顶宽 80120m，沟底宽 3060m，沟深 3550m，沟底较为平坦，沟底高程 63265

50、8m。（2）土地利用及周围自然环境概况沟口西南侧为冯家湾村， 该村有常住居民 387 户， 人口 1500 人。 距拟建库区约 800m ，南距为县河（县河）约 500m，周围 500m 范围内无自然村落及环境敏感点。拟建场址垃圾填埋库区分为冲沟荒坡地，无耕种；管理区及渗滤液处理区为沟边荒坡地，无基本农田保护区。长安大学硕士学位论文15图 3-1 县城附近地形地貌第三章 生活垃圾处理工艺方案研究16图 3.2 图 3.32 第二候选场址 （大雷家沟） 位于县城西南方冯家湾村西南侧， 距县城中心约 7km。（1）地形及地貌第二候选场址（大雷家沟）为一天然沟壑（图 3.4、图 3.5） ，主沟到长

51、度约 3000m ，沟床比降 11%，深约 3070m。沟底宽约 2040m。流域面积约 3.0Km2 。沟横断面形状为“V”型，沟底高程 658678m。沟口有村民新开的坡耕地。图 3.4 图 3.5（2）土地利用及周围自然环境概况沟口西东北侧为冯家湾村，该村有常住居民 387 户，人口 1500 人。距拟建库区约800m，南距为县河（县河）约 600m，周围 500m 范围内无自然村落及环境敏感点。3. 候选场址比选根据城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准 （2001 版） 、 生活垃圾填埋污染控制标准 （GB16889-2008）及生活垃圾卫生填埋技术规范 （CJJ17-2004）的

52、拟建场址选择因素，见表 3.1生活垃圾卫生填埋场选址的因素表 ，通过对二个候选场址的现场踏勘，在对其地形地貌、工程水文地质、水文气象、交通运输、占用地面积及周长安大学硕士学位论文17表 3.1 生活垃圾卫生填埋场选址的因素表环 境 条 件 因素划分社会环境符合当地发展规划、环境保护规划、环境功能区划A减少因缺乏联系而使公众过度担忧，得到公众支持确保城市市区和规划区边缘的安全距离，不得位于城市主导风向上风向确保与重要目标（包括重要的军事设施、大型水利电力设施、交通通讯主要干线、核电站、飞机场、重要桥梁、易燃易爆危险设施等）的安全距离社会安定、治安良好地区、避开人口密集区、宗教圣地等敏感区、不应建

53、在填埋库区与污水处理区边界距居民居住区或人畜供水点 500 米以内的地区自然环境不属于河流溯源地、饮用水源保护区、自然保护区、风景区、旅游区A 不属于国家、省（自治区） 、直辖市划定的文物保护区不属于重要规划的地下设施场地环境避开现有和规划中的地下设施、不属于基本农田保护区 A地形开阔，避免大规模平整土地、砍伐森林 B减少设施用地对周围环境的影响，避免公用设施或居民的大规模拆迁 B具备一定的基础条件（水、电、交通、通讯等） C可以常年获得生活垃圾供应 A生活垃圾运输风险 B工程地质水文地质避免自然灾害多发区和地质条件不稳定地区（废弃矿区、坍塌区、崩塌、岩堆、滑坡区、泥石流多发区、活动断层、其他

54、危及设施安全的地质不稳定区） ，设施选址应在 50 年一遇洪水位以上A地震裂度 B最高地下水位应在不透水层以下 2.0 米 B土壤不具有强烈腐蚀性 B气 候有明显的主导风向，静风频率低B暴雨、暴雪、雷暴、尘暴、台风等灾害性天气出现机率小、冬季冻土层厚度低应急救援 有实施应急救援的水、电通讯、交通、医疗条件 A注：A 类为必须满足，B 类为场址比选优劣的重要条件，C 类为参考条件；第三章 生活垃圾处理工艺方案研究18边居住人口分布情况等条件进行分析后，根据初步选定的填埋库区的位置，在进行了工程布设后进行比较，其结果见表 3.2。表 3.2 候选场址方案重要问题分析序号比较项目 书房沟 大雷家沟1

55、 与居民区距离 大于 500m 大于 500m2 与水域距离 大于 50m 大于 50m3 地形.地貌及环境 沟内有坡耕地，无裂隙水出露沟内有坡耕地，边坡陡峭，有裂隙水出露4 占地、拆迁 需征地 需征地5 交通距离 距离市区 6km，邻近 203 省道 距离市区 7km ，邻近 203 省道6 供水 需取地下水 需取地下水7 供电 需再建电力线路 3.0km 需再建电力线路 4.5km8 垃圾填埋库容 130 万 m3150 万 m39 道路工程需修建县河工作桥一座，车型道宽度 6.0m；修建进厂道路 1020m，车型道宽度 6.0m；需修建县河工作桥一座，车型道宽度 6.0m；修建进厂道路

56、2500m，车型道宽度 6.0m；10 防洪沟长 2.0Km，上游汇流面积 F=1.0km2沟长 3.0Km。上游汇流面积 F=1.9km211 优点 基本符合项目选址要求。 基本符合项目选址要求。库容大12 缺点 库容较小 进场道路工程量较大，防洪工程量大。并在综合考虑了技术、 经济和环境等因素的比较后认为： 第二候选场址 （大雷家沟 ）填埋场库容较大，但进场道路、防洪工程量等均大于第一候选场址（书房沟） 。虽然第一候选场址（书房沟）填埋库容小于第二候选场址（大雷家沟） ，但处于城市夏季主导风的下风处，拟建场址周围 500m 无人、畜居栖点，无环境敏感点，距离比较适中。符合城市生活垃圾卫生填

57、埋处理工程项目建设标准2001 版及生活垃圾卫生填埋技术规范 （CJJ17-2004）要求，项目建成后，不会对当地大气和水体造成污染，不会引起群众不满和造成不良环境影响和社会影响。符合县城经济还不够发达、垃圾量不多、 运距适中的实际情况。长安大学硕士学位论文19综上所述：第一候选场址（书房沟）作为生活垃圾填埋场的综合条件要优于第二候选场址（大雷家沟） ，在采取工程措施后是一个比较理想的生活垃圾填埋场。所以本工程采用冯家湾村书房沟作为该县生活垃圾填埋场的建设场址。3.3 垃圾卫生填埋库容、服务年限、垃圾产量预测1 3.3.1 垃圾卫生填埋库容书房沟垃圾填埋场库容经现场测量和结合 1:1000 地

58、形图两部分测算，填埋库区投影面积 64196.96m2 ，上游垃圾坝顶高程 677.00m，下游垃圾坝顶高程 649.00m，测算垃圾填埋库容为 94.50 万 m3 。2 3.3.2 服务年限测算预测县城生活垃圾消纳量设计水平年为 80t/d，远期规划年为 95t/d，覆土和填埋垃圾之比按 1:10，设计水平年一年中需要进行卫生填埋的垃圾体积为：3589 . 410 7 . 080 3657 . 080 365365 m CDWPV 万 =+= + =远期规划年一年中需要进行卫生填埋的垃圾体积为:3768 . 410 8 . 095 3658 . 095 365365 m CDWPV 万 =

59、+= + =垃圾填埋库容为 94.50 万 m3 ，测算垃圾填埋场计算的服务年限为：21.50 年。3 3.3.3 垃圾产量的预测县城为县委、县政府所在地，县级各部门，市属企业多驻于此，是该县政治、经济 、文化中心。截止 2006 年底，城区总人口 5.54 万。根据县城总体规划 ，按该县人口综合增长率测算，到 2020 年城区人口规模达到7.17 万人； 所以本报告考虑当地目前人口综合增长率实际情况， 预测人口控制指标如下：2011 年2020 年，人口自然增长率 1.5，机械增长率：1.8%；规划年份人口与垃圾预测见表 3.3：表 3.3 人口与垃圾量预测表规划年份 人口机械增长率() 规

60、划人口(万人) 垃圾收集人口(万人) 垃圾产量（t/d）2020 年 1.8 7.17 7.17 93.18第三章 生活垃圾处理工艺方案研究20预测垃圾平均年产量按下式：Wkg/（人d）=W 0 （1+r）n(3-1)式中：W 0 为基准年份（一般也称设计水平年）的垃圾产出量；r为年平均递增率；n为预测年份；预测：设计水平年末县城建成区人数为：6.00 万人，垃圾收集率按 100%，垃圾总产出量为：2.95 万 t/a，日均垃圾产出量：80.96t/d。远期规划年城建成区人数为：7.17 万人，垃圾总产出量为：3.40 万 t/a，日均垃圾产出量：93.18t/d。根据预测，本设计取：设计水平