城市生活垃圾填埋场工程设计方案

城市生活垃圾填埋场工程设计方案1.1服务人口及范围根据指导设计要求，设计210万人口进行设计，其中包括农业人口，非农业人口。未来的人口预测采用下公式：第n年服务的人口数，人；:初始服务人口数，人，本次设计中210万人；P：人口自然增长率，本次设计中取人口增长率，p＝0.005。n：第n年。n取171.2垃圾产率的预测据调查资料显示人均日产量在0.8kg/(d·p)～1.2kg/(d·p)，该市现在的人均垃圾产生率取1.2kg/(d·p)，。结合现在城市以生产农产品以及工业用品为主的特点，设计该市的生活垃圾将在未来的几年呈连续增长的趋势，其增长系数取0.05，采用下公式预测该镇垃圾产生量在未来的变化趋势。式中:初始垃圾人均日产生率，kg/(d·p)第n年的垃圾人均日产率，kg/(d·p)；n取20（3）垃圾产生量预测式中：第n年的日产垃圾量，t/d；：第n年的服务人口数，人；1.3填埋场库容的容积计算本次设计以210万人口的生活垃圾进行库容的计算，垃圾填埋场服务年限为17年考虑地形地理条件问题，本设计采用平原型填埋。每年所需的场地体积为：(1)确定库容V式中： W——每人每天垃圾产生量，kg∕(d·p)P——城市人口；D——垃圾的压实密度，600kg∕m3R——覆土与垃圾之比，取1/4每年所需的场地面积为：由以上三式得该市各年的服务人口及垃圾产生量如下表所示：序号年份人口/人人均垃圾日产量（kg/d•p）填埋垃圾体积（）生活垃圾年产量（t/a）1201621000001.219162509198002201721105001.262022122.8125970618.95320182121052.51.3232133845.09791024245.647420192131657.76251.389152251740.03961080835.219520202142316.05131.45860752376148.67681140551.3648620212153027.63161.5315378752507430.89121203566.8277720222163792.76981.60811476882645966.44791270063.8949820232174611.73361.68852050722792156.09411340231.9251920242185481.79231.77294653262946422.71831414282.90471020252196412.21631.86159385923109212.57351492422.03521120262207391.27741.95467355223280996.56821574878.35261220272218431.24882.05240722983462271.62861661890.38161320282229523.4052.1550275913365356282521420292240671.0222.26277897093855421.44411850602.2931520302251871.37712.37591791944068433.47891952848.06971620312263133.7492.49491381544293211.42862060742.92561720322274449.41772.61944950624530411.52582174598.972251845609.562填埋库容占体积的70%-90%，取80%，则V总=eq\f(V,0.8)=64807011.952填埋场预计填埋深度8-10取H取9m，则填埋场的面积为：=7200779.10581.4渗滤液及气体的产生量1.1.1渗滤液产生量渗滤液产量的计算比较复杂，目前国内外已提出多种方法，主要有水量平衡法、经验公式法和经验统计法三种。水量平衡法综合考虑产生渗滤液的各种影响因素，以水量平衡和损益原理而建立，该法准确但需要较多的基础数据，而我国现阶段相关资料不完整的情况限制了该法的应用；经验统计法是以相邻相似地区的实测渗滤液产生量为依据，推算出本地区的渗滤液产生量，该法不确定因素太多，计算的结果较粗糙，不能作为渗滤液计算的主要手段，通常仅用来作为参考，不用作主要计算方法；根据本填埋场的实际情况和已知条件，决定采用浸出系数法来计算本填埋场的渗滤液产出量。渗滤液产生量计算公式：式中：Q——表示渗滤液年产生量，m3/d；A2——填埋场已覆盖面积，m2；C2——填埋场已覆盖区渗出系数，其值为0.2～0.4；C1——填埋场作业区渗出系数，取0.4～0.7；A1——填埋场作业区面积，m2；I——表示最大年或月、日降雨量，mm；根据太原市月平均降雨量为986-1282mm，I取其值为1282mm关于年降水量，已知条件为年平均降雨量1282mm；浸出水量按填埋场最终覆土时情况计算：C1取值为0.5；C2取标准值为0.3。填埋场的服务年限为17年，填埋库区总面积约为A2=7200779.10581.1.2填埋面积与渗滤液计算渗滤液平均日产量： =I×(C1A1+C2A2）×10-3渗滤液最大日产量： =其公式为：（1）第一块填埋区填埋场的服务年限为17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 据气象资料记录，一日最大降水量252毫米。年平均降水量为986-1282mm，取日平均降雨量3.5mm，由于是新设计的填埋场，因此第一块填埋区A2＝0，第一块没有覆盖区则C2=0渗滤液平均日产量：×10-3=3.5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式中：C2为及时覆盖区域的渗透系数渗滤液平均日产量：=××10-3=渗滤液最大日产量：==214416（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 已填埋的面积=第一块填埋面积+第二块填埋面积=2071740.0067m3 渗滤液平均日产量渗滤液最大日产量：==335808m3（4）第四块填埋区第四块填埋区服务年限为5年第四块库区面积为已填埋的面积=第一块填埋面积+第二块填埋面积+第三块填埋面积=3493840.3944m2渗滤液平均日产量：渗滤液最大日产量：==5497491.5渗滤液调节池设计最小调节池容积的由下式确定：V≥（）×5其中：V—调节池有效容积；—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=10000m3/d，则：调节池的水面面积A，调节池的有效水深H取7m，超高0.5m,则 调节池的长度L.取调节池的宽度B为600m,则 L=385535/600=643m取整得，池的实际尺寸：长×宽×高＝643m×600m×7.5m1.6填埋场气体的计算填埋气主要是填埋垃圾中可生物降解有机物组分在微生物作用下通过生化降解的产物，其中主要含氮气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、硫化氢、甲烷、氮气和氧气等，以及很少量的微量气体。当然，随着随着填埋场的条件垃圾的特性、压实的程度和填埋的温度而不同，所产生的气体各组分的含量有所变化。垃圾填埋气典型组分及含量如下表所示：表11.2垃圾填埋气典型组分及含量组分含量（体积分数干基/%）组分含量（体积分数干基/%）组分含量（体积分数干基/%）甲烷45~60氮气2~5氢气0~0.2二氧化碳40~60硫化氢0~1.0一氧化碳0~0.2氧气0.1~1.0氨气0.1~1.0微量气体0.01~0.61.6.1填埋气产量预测填埋场气体产生量的方法大体归为三类，及理论计算法、经验法、实测法。本次采用理论计算法，其公式如下：表11.3填埋场产期一级模型参数的建议值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）0.003~0.40.10~0.350.05~0.150.002~0.10 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160m3/t K——气体产气常数，1/a，取0.06； t——年份，a。 e——取2.72根据填埋场一级模型参数建议，进行产气量的计算：第一年产气量： G1=MtL0ke-kt=919800×160×0.06×2.72-0.06÷104=831.5541万m3 以此类推可以得出十七年的产气量如下表格：年份2016201720182019202020212022第t年垃圾量（t/a）919800970618.951024245.6471080835.2191140551.36481203566.82771270063.8949第t年产气量（万m3/a）831.5541877.4975925.9792977.13951031.12651088.09621148.2136注明：这是从2016～2022年的产气量20232024202520262027202820292020203120321340231.92511414282.90471492422.03521574878.35261661890.38161753709.82521850602.2931952848.06972060742.92562174598.97221211.65241278.59621349.23861423.78411502.44811585.45841673.05501765.49131863.03471965.967322498.3327注明：这是从2023～2032年的产气量总计17年的产气量为22498.3327万m31.6.2渗滤液及气体的收集设备

根据经验该城市近年来最大月降雨量为180mm，则可能由雨水带来的最大渗滤液为0.15。

由于垃圾渗滤液会对混凝土产生侵蚀作用，所以收集管采用高密度聚乙烯HDPE管根据曼宁公式：

式中：Q――管道净流量（）；

n――曼宁粗糙系数，HDPE材料取0.011；

A――管的内截面积，

；

S――管道坡降，根据经验，渗滤液收集管的管道坡降不应小于2%，故取S=0.25

；

――水力半径，；对于满流水管

式中：——管的内直径，把数据带入公式可得：

求得：=

0.28m根据HDPE管的规格，主盲沟取公称外经为300mm的半花管，公称压力为2.00Mpa，壁厚11.6mm，支盲沟采用250mm的半花管。竖盲沟比主盲沟小一号，选用公称直径200mm的半花管，壁厚12.7mm;1.垃圾的分选系统

垃圾经过、大件垃圾自动分选系