垃圾填埋場工程膨潤土防水毯HDPE防水板長絲土工布的設(shè)計與使用

1、生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程用膨潤土防水毯HDPE防水板、長絲土工布等土工材料之經(jīng)典應(yīng)用德州東方土工材料股份有限公司 先來談?wù)劮罎B設(shè)計及濾液處理，后邊附上背景及總設(shè)計思路：防滲工程與滲濾液處理設(shè)計：一、在垃圾填埋場中，防滲工程最主要的部分是防滲材料的選?。耗壳?，從國內(nèi)外的實踐實用看來，用于垃圾衛(wèi)生填埋場應(yīng)用最廣泛最成功的的是膨潤土防水毯（GCL）+高密度聚乙烯（ HDPE）膜+聚酯長絲土工布的設(shè)計。其中HDPE土工膜與其它防滲材料，具有很好的耐久性。從防滲性能和經(jīng)濟實用角度考慮，一般工程采用 1.5mm厚度的高密度聚乙烯（ HDPE）膜較為適當(dāng)。其磨擦性能的考慮，如果從安全性的角度出發(fā)，在坡面上采用

2、毛面 HDPE膜較好，但如果設(shè)計中有足夠的粘土層，那么工程防滲主體結(jié)構(gòu)也可以全部采用 1.5mm厚的光面 HDPE膜。 二、防滲結(jié)構(gòu)：在垃圾填埋區(qū)場底、側(cè)坡和調(diào)節(jié)池內(nèi)都安裝嚴(yán)密的防滲系統(tǒng)，使其密不透水，以防止污染地下水。核心部分是雙層高密度聚乙烯（HDPE）膜。此外還設(shè)置的收集層。場底結(jié)構(gòu)從上到下依次為：過濾層、主濾液收集層、保護層、主防滲層、主防滲層、次要濾液防滲層、次防滲層、保護層、構(gòu)建底面。其相應(yīng)的防滲材料設(shè)置依次為：輕型工布土、厚度為 600mm碎石導(dǎo)流層、 600g/m2無紡?fù)凉げ紝印?15mm光面高密度（ HDPE）膜、 600 g/m2的無紡?fù)凉げ紝印?15mm光面高密度（ HD

3、PE）膜、 600 g/m2過濾層輕型工布土主濾液收集層厚度為 600mm碎石導(dǎo)流層保護層 600g/m2無紡?fù)凉げ紝又鞣罎B層 15mm光面高密度（ HDPE）膜次要濾液防滲層 600 g/m2的無紡?fù)凉げ紝哟畏罎B層 15mm光面高密度（ HDPE）膜保護層 600 g/m2的無紡?fù)凉げ紝颖Ｗo層4800克膨潤土防水毯（GCL）構(gòu)建底面地基土的無無紡?fù)凉げ紝印⑴驖櫷练浪?、地基土。見下表和附圖邊坡和調(diào)節(jié)池的防滲結(jié)構(gòu)與場底的都相同，這是從昀安全的角度來出發(fā)考慮的，不能有一點大意。 三、滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)滲濾液導(dǎo)流層（即主濾液收集層和次濾液收集層） 滲濾液主收集層：在無紡?fù)凉げ急Ｗo層上鋪設(shè) 600m

4、m的碎石層，粒徑要求 2040mm，按上粗下細(xì)進行鋪設(shè)，防止填埋的垃圾堵塞礫石縫從而影響滲濾液導(dǎo)流的效果。滲濾液次收集層：直接安裝于主防滲層之下，目的是監(jiān)測主防滲層是否滲漏，若有滲漏，則可在次盲溝中發(fā)現(xiàn)并收集起來。 滲濾液導(dǎo)滲盲溝滲濾液導(dǎo)滲盲溝負(fù)責(zé)滲濾液的昀終排放，將其從場區(qū)內(nèi)排往滲濾液沉淀池和調(diào)節(jié)池進行處理。為了便于滲濾液的收集排放，在各區(qū)分別設(shè)置縱向盲溝，其中主收集層鋪設(shè)直徑為 DN250mm的穿孔花管，由導(dǎo)流層形成盲溝斷面，并用 150g/m2織質(zhì)土工布包裹。次盲溝由透水和受垃圾沉降影響小的透水軟管組成。當(dāng)次盲溝鋪好之后再開始進行中間覆蓋。 四、地下水導(dǎo)排系統(tǒng)：填埋場的工藝設(shè)計必須考慮對

5、填埋庫區(qū)底部可能存在的地下水進行導(dǎo)排。地下水導(dǎo)排溝位于滲濾液主導(dǎo)排溝下約2m處。先在溝內(nèi)鋪設(shè)反濾 150g/m2土工布，然后再鋪設(shè)DN200的 HDPE穿孔花管，后回填級配碎石到地下水導(dǎo)排溝溝頂。 滲濾液呈淡茶色或暗褐色，色度在 20004000之間。有濃烈的腐化臭味，成分復(fù)雜，毒性強烈，有機物含量較多，被列入我國優(yōu)先污染控制物“黑名單 ”的就有 5種以上；氯氮濃度高，BOD5和 COD濃度也遠(yuǎn)超一般的污水。垃圾滲濾液來源于三個方面：一是垃圾本身所帶的水分；二是垃圾中有機物經(jīng)分解后所產(chǎn)生的水；三是以各種途徑進入垃圾填埋場的大氣降水和地下水。其中進入場區(qū)的大氣降水和地下水是決定滲濾液產(chǎn)生量的關(guān)鍵

6、因素。垃圾在填埋場產(chǎn)生的滲濾液與時間的關(guān)系可分為以下幾個階段： 1) 調(diào)整期：在填埋初期，垃圾體中水分逐漸積累且有氧氣存在，厭氧發(fā)酵作用及微生物作用緩慢，此階段滲濾液量較少。 2) 過渡期：本階段濾液中的微生物由好氧性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧嫘曰騾捬跣?，開始形成滲濾液，可測到揮發(fā)性有機酸的存在。 3) 酸形成期：濾液中揮發(fā)性有機酸占大多數(shù)， pH值下降， COD濃度極高， BOD5/COD為 0.40.6，可生化性好，顏色很深，屬于初期的滲濾液。 4) 甲烷形成期：此階段有機物經(jīng)甲烷菌轉(zhuǎn)化為 CH4和 CO2，pH值上升， COD濃度急劇降低，BOD5/COD為 0.10.01，可生化性較差，屬于后期滲濾

7、液。 5) 成熟期：此時滲濾液中的可利用成分大減少，細(xì)菌的生物穩(wěn)定作用趨于停止，并停止產(chǎn)生氣體，系統(tǒng)由無氧轉(zhuǎn)為有氧態(tài)，自然環(huán)境得到恢復(fù)。 垃圾滲濾液處理工藝方案：從國內(nèi)外滲濾液水質(zhì)監(jiān)測將資料分析，滲濾液中 BOD5/COD=0.20.8。開始時填埋場的滲濾液生化性較好，但隨著時間的推移，其生化性將逐漸降低。城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液屬于含氮量高、有機物濃度高的污水，其流量和負(fù)荷在不斷變化。故此工程擬采用生物處理與物化處理相結(jié)合的方法，并輔以深度處理，使其揚長避短，互相補充，相輔相成，將處理效果發(fā)揮到昀大限度。工藝設(shè)計 （1）調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池容量為 2.0萬 m3，污水進入調(diào)節(jié)池前通過加酸或堿調(diào)

8、節(jié) pH值，使其處于厭氧微堿性階段，從而為其下一步的厭氧反應(yīng)提供穩(wěn)定的條件。 （2）EGSB反應(yīng)器：（見附圖 3）EGSB即為膨脹式顆粒污泥床，是在 UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，繼承了 UASB的幾乎所有優(yōu)點，技術(shù)上更為先進。作為一種高效厭氧生物反應(yīng)器，它具有很高的污泥濃度和容積負(fù)荷，能適應(yīng)一定水質(zhì)水量波動，具有較強的抗沖擊負(fù)荷能力。此外它還可將難生物降解的高分子有機物分解成小分子、有助于提高有機物的可降解性，大大降低后續(xù)單元處理負(fù)荷。經(jīng) EGSB反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣輸送到沼氣發(fā)電區(qū)進行發(fā)電。其特點如下： 1) 以顆?；勰酁榧夹g(shù)核心 2) EGSB的高度達到 15m而 UASB只有 5.5

9、m，在同體積的情況下， EGSB的面積更小，進水分布會更均勻，傳質(zhì)效果更好 3) 因 EGSB的顆?；勰喑蕬腋B(tài)，與水的接觸效果更好，有機物去除率更高 4) EGSB反應(yīng)器的污泥量可達 5000060000mg/L，而 UASB則只有其一半處理量。因此 EGSB承受更高的進水濃度，抗沖擊能力更高，負(fù)荷更高。 5) 在處理高濃度有機廢水時，處理出水不循環(huán)，可進一步節(jié)省能耗，降低運行成本。 （3）CASS反應(yīng)池：即循環(huán)活性污泥系統(tǒng)。它是在序批式活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在反應(yīng)池的前端設(shè)置了缺氧生物選擇區(qū)，見附圖。其優(yōu)點在于：不需要二沉池，節(jié)省了基建投資，占地面積小；反應(yīng)池由缺氧預(yù)反應(yīng)區(qū)和好氧主

10、反應(yīng)區(qū)組成，對難降解有機物的去除效果較好，出水水質(zhì)好，不產(chǎn)生污泥膨脹；具有很好的除氮除磷效果；自動化程度高，操作運行簡單；CASS池進水經(jīng)過稀釋后濃度降低，有機污染的濃度梯度變小，因此有利于提高生物處理效果。 （4）生物濾池：緊接著 CASS反應(yīng)池出來的污水非常有利于生物處理，故生物濾池能很好去除剩余的有機物。其剩余污泥排到污泥儲存池經(jīng)壓濾機處理后回填。（5）微濾裝置： CMF是以中空纖維微濾膜為中心處理單元，并配以特殊設(shè)計的管路、閥門、自清洗單元、加藥單元和 PLC自控單元形成閉路連續(xù)操作系統(tǒng)。當(dāng)待處理水在一定壓力下通過微濾膜過濾后，便達到了物理分離的日的，使大部分殘余的有機物有效去除，這樣

11、達到物理生物處理的結(jié)合，相互彌補，發(fā)揮更大的去除作用。 CMF裝置主要包括預(yù)過濾系統(tǒng)、微濾主機、供水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、化學(xué)清洗系統(tǒng)以及 PLC自控系統(tǒng)等。見下圖：圖：微濾裝置 CMF （6）反滲透裝置：滲濾液后處理通常采用反滲透工藝，以去除中等分子量的溶解性有機物和絕大部分的溶解性鹽類。因為經(jīng)過了一系列的處理后，污水的有機物濃度大大降低，適合于去除剩余的溶解性物質(zhì)。這樣污水得到進一步的凈化。其出水經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)流量送到供水中心或回用。附錄：垃圾場總設(shè)計思路配合防滲設(shè)計及防滲材料的選取來源：一背景：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活消費水平的提高，城市的生活垃圾產(chǎn)生量日漸增加。而目前市內(nèi)還沒

12、有垃圾無害化處理的工程措施，基本上所有的垃圾都是簡易堆放處理，沒有進行無害化處理，其衛(wèi)生要求遠(yuǎn)達不到環(huán)境法規(guī)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。這些簡易的垃圾堆放場已經(jīng)造成一系列的環(huán)境污染問題。表現(xiàn)在：一，垃圾露天堆放，散發(fā)陣陣惡臭，污染大氣環(huán)境，周圍幾平方公里的地方都可以聞到，嚴(yán)重影響景觀。二，垃圾無隔離措施，其產(chǎn)生的滲濾液污染地下水和周圍的地表水，極大地威脅居民的健康。三，污染周圍的土壤，使土壤失去應(yīng)有的功能。城市的經(jīng)濟持續(xù)增長，人口數(shù)量在上升，消費物品也在增加。若不處理對垃圾無害化處理，將引發(fā)重大的災(zāi)難，故建立生活垃圾填埋場處理工程。 二、設(shè)計思路：根據(jù)城市人口規(guī)模與人均垃圾生產(chǎn)量等因素，確定城市生活垃圾衛(wèi)生填

13、埋場處理起始規(guī)模為 ？噸/天。 其他技術(shù)指標(biāo)：垃圾處理規(guī)模：？萬噸/年；填埋場庫容： ？萬米 3；使用年限：？年；滲濾液處理規(guī)模：？噸/天；滲濾液處理標(biāo)準(zhǔn)：三類；調(diào)節(jié)池容積：20000米 3；單位垃圾處理總成本：284.58萬元/年；投資回收期： 12.95年三、總布局思路 填埋場的選址經(jīng)過從工程學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、環(huán)境學(xué)、政策法規(guī)等方面的綜合的縝密的考慮而選取的。 1) 從經(jīng)濟學(xué)上看，此填埋場滿足一定的庫容量，能容納 6001200t/d的垃圾處理量；附近有一大道，距市中心僅 9.87公里，場址交通方便，運距合理；場址周圍有相當(dāng)數(shù)量的土石料，用于天然防滲層和覆蓋層的粘土等。 2) 從工程學(xué)方面看，場

14、地有適當(dāng)?shù)淖匀坏匦巫鳛樘盥窨臻g其地形、地貌及土壤條件適當(dāng)；天然地層滲透性系數(shù)達到 10-7cm/s以下，并具有一定的厚度，其地質(zhì)條件很好；場址蒸發(fā)量大于降水量，不位于臺風(fēng)經(jīng)過的地區(qū)，其暴雨發(fā)生率也較低，位于大氣混合擴散作用的下風(fēng)向，即氣象條件適當(dāng)。 3) 從環(huán)境學(xué)上看，場址遠(yuǎn)離專用水源補給區(qū) 2000米以外，地基基礎(chǔ)位于昀高豐水 位標(biāo)高至少 1米以上，對地表水、地下水影響較小，同時場址位于居民區(qū) 2000米以外，且位于居民區(qū)的下風(fēng)向?qū)用駞^(qū)的影響也較小。 4) 從政策法規(guī)上看，此填埋場的建立符合城市發(fā)展規(guī)劃，符合當(dāng)?shù)爻鞘协h(huán)境衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求。綜上所述，將場址確定于此作為填埋場地。 地區(qū)情況

15、綜述：填埋場該處地貌為兩個山谷，基本為南北走向。山谷地形開闊，中間有一小山丘分隔，兩個山谷在南端會聚。整個場地占地 40平方千米。填埋場氣候為亞熱帶季風(fēng)氣候，冬季多刮偏北風(fēng)，夏季為東南風(fēng)，年降雨在 1000毫升以上。場地為雙層結(jié)構(gòu)水文地質(zhì)類型，含水層埋藏較淺，富水性一般，以粘性土為主，且粘土厚度較為穩(wěn)定，天然條件下松散層粉和基巖風(fēng)華殼風(fēng)化含水層的防滲、防污性能均良好。 該填埋場處理工程主要生活區(qū)、填埋區(qū)、滲濾液處理區(qū)、沼氣發(fā)電區(qū)四部分組成。整個廠區(qū)總占地面積約 40平方千米，其中填埋場占地約 25.3平方千米，滲濾液處理區(qū)約 5平方千米，其余的為 13.7平方千米。（見附圖 1。）整個廠區(qū)的布

16、置按照國家現(xiàn)行的各種要求，根據(jù)場址的實際地形地貌、水文地質(zhì)、風(fēng)向、以及填埋工藝需要而綜合考慮設(shè)計的。由于該城市常年夏季處于東南季風(fēng)盛行風(fēng)向，而冬季處于偏北風(fēng)向，故綜合該地形和風(fēng)向季節(jié)性變換而將填埋區(qū)設(shè)在東部位置，同時在填埋區(qū)的周圍設(shè)置綠化帶。這樣可避免風(fēng)向季節(jié)性變換而把填埋區(qū)填埋垃圾時產(chǎn)生一些臭氣污染影響當(dāng)?shù)鼐用瘛?生活區(qū)包括行政辦公樓、機修車間、噴泉廣場、亭子、綠化帶等等。滲濾液處理區(qū)包括水泵房、沉淀池、調(diào)節(jié)池等，當(dāng)然其周圍也配合一系列的綠化裝飾點縀。滲濾液處理區(qū)與沼氣發(fā)電區(qū)都盡量設(shè)置在填埋區(qū)附近，便于流體輸送。三填埋作業(yè)工藝衛(wèi)生填埋通常是每天把運到填埋場，經(jīng)性質(zhì)和計量判定后進入填埋場內(nèi)。垃

17、圾按指定的單元作業(yè)點卸下，卸車后用推土機推鋪，再用壓實機碾壓。分層壓實到需要高度后，再在上面覆蓋粘土和聚乙烯膜料，并重復(fù)上述的卸料、推鋪、壓實和覆蓋的過程。以一日一層作業(yè)單元，每日進行覆蓋。垃圾的壓實密度大于 0.8 t/m3。每層垃圾厚度為 2.53.0m，每層覆土礦工為 1530cm，通常四層厚度組成一個大單元，上面覆蓋土在 4550cm。填埋時先從右到至左推進，然后從前向后推進。左、中、右之間的聯(lián)線之間呈圓弧形，使覆蓋面上排水暢通地流向兩側(cè)進入排水溝或邊溝等，以減少雨水滲入垃圾體內(nèi)，前后上部的連線呈一定坡度。外坡為 1：4，頂坡不小于 2%。單元厚度達到設(shè)計厚度后，可進行臨時封場，在其上

18、面覆蓋 4550cm厚的粘土。并均勻壓實，再加上 15cm厚的營養(yǎng)土，種植淺根植物。昀終封場覆土厚度大于 1m。填埋場的作業(yè)方式實行分區(qū)分單元填埋，以分區(qū)分單元填埋為前提，然后再來考慮分層的填埋作業(yè)。為昀大限度防止污染擴散，填埋作業(yè)過程中，正在進行填埋作業(yè)的子填埋區(qū)是裸露的，日覆蓋采用膜覆蓋，其他的區(qū)域均為中間覆蓋或臨時封區(qū)。首先進行的作業(yè)的是整平后的一區(qū)填埋庫區(qū)底部，在實際進行填埋作業(yè)的過程中，要考慮是和填埋作業(yè)庫區(qū)臨時作業(yè)道路結(jié)合起來實施。第一次到達的填埋作業(yè)高度為距離整平詢問絕對標(biāo)高 2m而后開始第二層填埋作業(yè)單元的設(shè)置。隨著填埋作業(yè)高度的增加，可利用的填埋作業(yè)有效面積也在增加，這時為氣

19、體利用提供方便，已經(jīng)經(jīng)過臨時封場的填埋單元可以通過導(dǎo)氣石籠中間的垂直氣井，將導(dǎo)氣管和周圍的移動式集氣站連接起來，就可以對氣體進行再利用了。整個填埋區(qū)的作業(yè)順序是：先一區(qū)、二區(qū)、再三區(qū)，然后開始二期工程。填埋二期工程作業(yè)時，和填埋一區(qū)形成新的水平面積，繼續(xù)向上填埋，形成堆體后臨時封場，填埋三期作業(yè)。 四、填埋氣體收集與利用設(shè)計 1填埋氣體的主要組成填埋氣體（LFG）中主要氣體包括甲烷、二氧化碳、氨、一氧化碳、氫、硫化氫、氮和氧等。其中昀主要的是甲烷和二氧化碳?xì)怏w。它的典型特征為：溫度達 4349，相對密度約 1.021.06,為水蒸氣所飽和，高位熱值在 1563019537kJ/m3。那當(dāng)然填埋場產(chǎn)生的微量氣