固體廢物課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、環(huán)境工程專業(yè)固體廢物的處理與處置課程設(shè)計任務(wù)書與指示要點重慶大學(xué)城環(huán)學(xué)院環(huán)境工程教研室2015年2月13日設(shè)計任務(wù)書與指示要點1. 一、設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目固體廢物的處理與處置課程設(shè)計：根據(jù)御臨河流域污染整治規(guī)劃，需在石船鎮(zhèn)建立一個服務(wù)人口為10萬人的垃圾衛(wèi)生填埋場，以消納渝北區(qū)統(tǒng)景、石船、龍興等7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)生活垃圾，垃圾填埋場的設(shè)計使用年限為15年。2. 設(shè)計目的訓(xùn)練學(xué)生全面掌握本課程的基本知識，培養(yǎng)學(xué)生獨立完成垃圾處理方案的比較、垃圾填埋場選址的步驟、對所選場址的評析以及填埋場工程設(shè)計。通過設(shè)計，學(xué)生應(yīng)掌握垃圾填埋場設(shè)計的一般原則、步驟和方法，了解如何查閱有關(guān)資料、手冊以及規(guī)范，掌握垃圾填

2、埋場主體工程的設(shè)計以及設(shè)計說明書的編制和設(shè)計圖的繪制等基本方法。3. 設(shè)計任務(wù)及內(nèi)容根據(jù)所提供的資料，完成垃圾衛(wèi)生填埋場的方案設(shè)計，內(nèi)容包括原始資料的分析，垃圾處理工藝的選擇，垃圾填埋場址的評析以及垃圾填埋工程的設(shè)計等幾部分。(1) 垃圾處理工藝的選擇根據(jù)所提供資料，城市垃圾的基本性質(zhì)，通過焚燒、堆肥、衛(wèi)生填埋幾種處理方案比較，選擇衛(wèi)生土地填埋為該市城市生活垃圾處理工藝。(2) 垃圾填埋場址的評析根據(jù)所提供的資料，評價所選場址是否適合，主要從工程因素，社會環(huán)境因素以及經(jīng)濟因素幾方面出發(fā)。(3) 垃圾填埋工程設(shè)計包括：庫容的計算，填埋場范圍確定，截洪溝、垃圾壩、截污壩、浸出液調(diào)節(jié)池以及浸出液處理

3、廠、氣體處理設(shè)施、防滲工程的設(shè)計、計算，另外還包括填埋場的操作方法、步驟，填埋場地的監(jiān)測以及其他輔助設(shè)施的設(shè)計。4. 設(shè)計要求（1）繪制設(shè)計圖紙3張，包括:垃圾衛(wèi)生填埋場（封場后）總平面布置圖一張（1號）；垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液收集填埋氣輸導(dǎo)平面布置圖一張（1號）；垃圾衛(wèi)生填埋庫區(qū)縱剖面圖一張（2號）。（2）設(shè)計說明書一份，內(nèi)容包括：前言，主要設(shè)計原始資料，垃圾處理工藝方案的比較，場址選擇和所選場址自然條件（地形、地貌、水文、地質(zhì)、氣象等）的評析，填埋工藝設(shè)計（包括工程設(shè)計計算，填埋操作方法以及輔助工程的設(shè)計），設(shè)計中存在問題及個人體會。1. （3）完成時間；一周二、課程設(shè)計指示要點確定填埋場所

4、需庫容（1）垃圾年填埋量M365*1K）式中：Vi第i年填埋垃圾量，m3;W第i年垃圾人均日產(chǎn)量，取kg/（人.d）;P第i年服務(wù)區(qū)內(nèi)人口總數(shù)，人；Y圾壓實密度，取kg/m3；K覆蓋土容積系數(shù)，一般取。覆蓋土體積也可根據(jù)覆蓋土用量單獨計算。（2）填埋場理論庫容nV理論Vi（3）填埋場有效庫容V理論V有效Cs式中Cs填埋垃圾自然沉降系數(shù)，一般取。設(shè)計中應(yīng)保證填埋場所需庫容不小丁有效庫容。2. 確定填埋場范圍(1) 垃圾壩確定確定垃圾位置、標高。(2) 填埋區(qū)范圍初步確定從垃圾壩開始，按邊坡1:3進行表面造坡，并每升高5米，做一個3米休息平臺，如此直至最高頂層。(3) 計算填埋區(qū)實際庫容如圖1所示

5、，自填埋庫區(qū)底向上分i(i=1,2N)個計算單元，單元i與單元i+1之間的幾何空間近似棱臺，其對應(yīng)的高程差為hi,在地形圖中計算出各單元高程對應(yīng)的庫區(qū)面積Ai,可按下式計算填埋區(qū)的總?cè)萘浚篘V(AiAi1AiAi1)hi(7-38)式中：V填埋庫區(qū)實際總?cè)萘浚琺3圖1填埋場庫區(qū)容量計算簡圖值得注意的是，當(dāng)計算單元高程位丁封場平臺或錨固平臺處時，應(yīng)以棱臺上、下底面對應(yīng)的實際面積計為該高程的庫區(qū)面積。如圖1,計算i+1單元的體積時,下底面積為Ai+1減去該處的封場平臺面積；計算i-1單元的體積時，上底面積為Ai減去該處的錨固平臺面積。當(dāng)實際庫容V小丁有效庫容V有效或凍有效庫容V有效超過20%寸，需

6、重復(fù)(1) -(3)步驟，直至滿足要求為止。(4) 根據(jù)填埋區(qū)范圍，總圖布置，確定填埋場面積。場區(qū)防洪與排水（1）根據(jù)地形圖，劃定填埋場所在流域分水嶺，對環(huán)庫截洪溝，庫內(nèi)分區(qū)截洪溝進行定線。（2）截洪溝設(shè)計流量QQK.F（適用于流域面積小于i平方公里）式中；Q-一地表水流量（m3/s）;K徑流模數(shù);F匯水面積（km2）；（3）確定截洪溝尺寸（采用試算法）(bm.h).hb2.h1m2式中：S-過水?dāng)嗝妫╩2）;V平均流速（m/s）;n粗糙度;SQ(bm.h).hR水力半徑（m）；i管路坡度;b倒梯形斷面下底寬（m）；m邊坡系數(shù)；h有效水深（m）；hi超高（m）一般取一0.6m。則倒梯形斷面尺寸

7、為：上底寬a=b+2m(h+m)下底寬b局為H=h+h13. 排滲導(dǎo)氣設(shè)置縱橫導(dǎo)排滲盲溝和豎向石籠，有組織的排除浸出液和垃圾產(chǎn)生的氣體。4. 地下排水確定排水管間距及管徑。地下徑流控制的主要方法之一，是在填埋場底設(shè)置導(dǎo)排管道，以保持場底地下徑流的上下游聯(lián)通。其構(gòu)造如圖2所示。導(dǎo)排管道與地下水徑流應(yīng)同向布設(shè)，管道問距可由Donnan公式計算：一.2224Kh2haLQd式中：L排水管間距，m；K填埋場底土壤滲透系數(shù)，m/d;ha導(dǎo)排管與基巖隔水層間的高差，m；hb填埋場底地下水最高允許水位與基巖隔水層間的高差，m；Qd地下水補給率，m3/（m2d）。地下水位彳坪場防漕房圖2填埋場地下徑流控制典型

8、構(gòu)造若忽略填埋場滲濾液滲漏對地下水的補給，則地下水補給率為:式中：i地下徑流水力坡度，量綱為1。將式代入式(1),可得：L24hb信i6. 地下水導(dǎo)排管管徑可根據(jù)管道密度、截污壩，浸出液調(diào)節(jié)水池，日處理水量的確定Qd及管道的坡降，通過水力計算確定。(1) 浸出液產(chǎn)生量QQ點(C1.A1C2A2)I(2) 確定浸出液日處理量Q日處理浸出液能力界丁平均浸出液水量與最大日浸出液水量之間0確定調(diào)節(jié)水池容量V根據(jù)多年統(tǒng)計降雨資料，計算所需最大浸出液調(diào)節(jié)容量。確定浸出液調(diào)節(jié)水池的位置，截污壩的位置及標高。7.選擇防滲襯里及厚度防滲方式選擇防滲襯里材料防滲做法。滲濾液收集管布置示意如圖3所示，其最大水平排水

9、距離L可通過下式計算：i/_,rtantanij_2hmaxL(q/k)彌1(q/k)、tan(q/k)式中：hmax填埋場襯墊上的最大積水深度，m；L滲濾液收集管最大水平排水距離，m;q豎直流入單位面積收集層的滲濾液流量，cm/s；k滲濾液收集層滲透系數(shù)，cm/s；a庫底襯墊坡角。一般規(guī)定，填埋場襯墊上的積水深度不超過m,令hmax=m,利用式(4)可求出滲濾液收集管最大水平排水距離，則收集管設(shè)置間距為2L。圖3填埋場滲濾液收集管布置簡圖8. 浸出液處理廠設(shè)計確定浸出液水質(zhì)；(2)確定浸出液處理目標；(3)確定浸出液處理工藝及各構(gòu)筑物的技術(shù)參數(shù)；(4)繪制浸出液處理廠的總平面圖及高程圖。(1

10、) 其他輔助設(shè)施道路工程確定進場道路和環(huán)庫道路。(2) 生產(chǎn)管理區(qū)，包括：辦公化驗樓、車庫、食堂、浴室、鍋爐房、油庫、宿舍、水塔、傳達室、地磅房等。(3) 場內(nèi)維修站，包括值班休息室、停車場、維修問和車輛檢修平臺等。(4) 動力、水、電供應(yīng)系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)。(1) 垃圾填埋作業(yè)及封場(1)確定填埋方法(2)填埋場主要的機械設(shè)備(3)填埋作業(yè)區(qū)劃分(4)填埋操作封場覆蓋材料及做法氣體控制計算產(chǎn)氣量12. Q=0.047m3/kg(揮發(fā)性有機固體)氣體收集方式場地監(jiān)測(1)浸出液監(jiān)測(2)地下水監(jiān)測地表水監(jiān)測(4)氣體監(jiān)測整理設(shè)計說明書繪制填埋場總體布置圖，填埋庫區(qū)總平面圖，填埋區(qū)縱剖面圖三、主要參

11、考書、手冊、標準和規(guī)范固體廢物污染控制工程化學(xué)工業(yè)出版社，張小平編；排水工程下冊，建筑工業(yè)出版社；環(huán)境質(zhì)量評價教材；給排水設(shè)計手冊第1、7冊；生活垃圾填埋場污染控制標準(GB168892008);生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范(GB50869-2013)生活垃圾衛(wèi)生填埋場防滲系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范(CJJ1132007);生活垃圾衛(wèi)生填埋場封場技術(shù)規(guī)范(CJJ1122007);生活垃圾填埋場無害化評價標準(CJJ/T1072005);城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場運行維護技術(shù)規(guī)程(CJJ932011);11生活垃圾衛(wèi)生填埋場氣體收集處理及利用工程技術(shù)規(guī)范(CJJ1332009)生活垃圾衛(wèi)生填埋場環(huán)境監(jiān)測技術(shù)要

12、求(GB/T187722008);生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術(shù)標準(CJ/T30371995);地面水環(huán)境質(zhì)量標準(GB38382002);污水綜合排放標準(GB89781996);城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項目建設(shè)標準中華人民共和國建設(shè)部主編。四、設(shè)計資料（1）垃圾組成成分及基本性質(zhì)如下；表1某市垃圾組成成分成分變化范圍平均值A(chǔ):有機物（%）一動植物（）纖維類（%）一一B:無機物（%）灰礫（%）磚石（%）C:可回收物（%）一紙、塑料（%）玻璃（%）金屆（%）一一一表2某市垃圾的基本性質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)變化范圍平均值含水率（%）容重(kg/m).熱值(KJ/kg)360040003800（2）擬選垃圾

13、衛(wèi)生填埋場地形圖（1:1000）一張。所選場址位丁石船鎮(zhèn)東南方，距石船鎮(zhèn)約3公里，距北側(cè)渝長公里約1公里，場址附近無較大河流，場址以南約公里處是御臨河。（3）地形地貌：工程區(qū)屆河谷淺丘山區(qū)。最高高程約272m,最低處約170m,相對高差約100m。場區(qū)為寬緩“U”型，壩址處右岸較較陡，平均坡角23,左岸較緩，坡角18。（4）地質(zhì)構(gòu)造：擬建場地位丁石船向斜，地層屆侏羅系地層，巖層屆沉積巖類。工程的主要物理地質(zhì)現(xiàn)象為巖石的風(fēng)化及裂縫破裂。谷底第四系沖洪積土，面積約占填埋區(qū)面積的45%，滲透系數(shù)K=x10-6cm/s,基巖裸露部分約占填埋面積的55%，其中泥巖滲透系數(shù)K=x10-7cm/s,砂巖滲透

14、系數(shù)K=x10-4cm/So（5）水文地質(zhì)條件：場址地下水主要分布基巖（紅層）裂隙水，含水層為下沙溪廟組。地下水儲量較差，賦存丁不穩(wěn)定的砂巖發(fā)育較差的裂隙中，旱藏深度一般較淺。場區(qū)內(nèi)地下水主要為第四系松散層和強風(fēng)化巖中的孔隙水和基巖風(fēng)化裂隙水，孔隙潛水，水位一般低丁地面0.3m；基巖裂隙水，埋藏了不同深度的節(jié)理裂隙中，強風(fēng)化層平均為，弱風(fēng)化層平均為8.0米；地下水穩(wěn)定水位平均位丁地層下2.95m,地下水的水力梯度為。填埋區(qū)地下水受大氣降雨補給，有明顯的補給徑流，排泄區(qū)域和途徑。填埋場山谷為一獨立的水文地質(zhì)單元，場區(qū)匯水范圍內(nèi)的地表水，地下均由谷口向外排泄(總體趨勢由東向西徑流)。(5) 地基穩(wěn)

15、定性及建筑適宜性評價：填埋區(qū)呈寬緩“U”型槽溝，兩岸及谷底無大的堆積體存在，岸坡自然穩(wěn)定，無崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，填埋區(qū)場地穩(wěn)定，兩岸山體雄厚，巖體較完整。填埋垃圾后不會誘發(fā)滑坡等災(zāi)害地質(zhì)現(xiàn)象。工程區(qū)具有較好的構(gòu)造穩(wěn)定性。建筑物抗震設(shè)計按VI度考慮，場地適宜建設(shè)。(6) 交通、給排水、供電條件：擬建場地北側(cè)約1000m處有渝長公路通過,交通條件較為便利。場區(qū)給水、供電可以引自石船鎮(zhèn)引入，場區(qū)雨水可通過附近的沖溝，就近排入御臨河。場區(qū)氣候?qū)脴I(yè)熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，具有冬冷夏熱，雨量充沛，濕度大，云霧多，日照少，風(fēng)力小等特點，常年平均氣溫1718C,年平均降水量9861282mm30年一遇最大小時降雨量為10.5mm/h,