某50萬人口城市垃圾填埋場課程設(shè)計(jì)

1、固體廢物處理與處置2015-2016第一學(xué)期課程名稱：固體廢物處理與處置課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：某城市生活垃圾填埋場設(shè)計(jì)專業(yè)班級：學(xué) 號：姓 名：劉海小胖指導(dǎo)老師：江西科技師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院目錄設(shè)計(jì)說明書1、緒論 11.1生活垃圾11.1.1生活垃圾的定義 11.1.2生活垃圾的危害 11.2生活垃圾處理與處置方法11.2.1焚燒 11.2.2堆肥 11.2.3衛(wèi)生填埋 11.3衛(wèi)生填埋場概述22、工程概況 22.1項(xiàng)目背景32.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)原始資料32.3項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求3設(shè)計(jì)計(jì)算書3、填埋場的選址 33.1選址的考慮因素33.2選址的程序43.3地址的選定與所需的容積44.填埋場的地基與防滲 54

2、.1填埋區(qū)基底工程54.2填埋場的防滲系統(tǒng)64.3防滲材料64.4防滲系統(tǒng)的構(gòu)造75. 滲濾液的產(chǎn)生及收集處理95.1垃圾滲濾液概念和來源 95.2垃圾滲濾液的水質(zhì)特征95.3滲濾液收集系統(tǒng)105.3.1收集系統(tǒng)的作用105.3.2收集系統(tǒng)的構(gòu)造105.4滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算105.4.1滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算105.4.2滲濾液調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)126. 填埋氣體的產(chǎn)生與收集處理126.1填埋氣的組成126.2填埋氣體產(chǎn)生量的預(yù)測126.3填埋場氣體的收集與導(dǎo)排136.3.1填埋場的導(dǎo)排方式及選擇136.3.2填埋場氣體收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)147.終場覆蓋157.1填埋場封場系統(tǒng)設(shè)計(jì)157.2填埋場封場后的土地

3、回用158.封場后續(xù)工作16結(jié)語 16參考文獻(xiàn) 16主要符號說明 17- 3 -設(shè)計(jì)說明書1、緒論1.1生活垃圾概述1.1.1生活垃圾的定義生活垃圾，是指在日常生活中或者為日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為生活垃圾的固體廢物。生活垃圾一般可分為四大類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。城市生活垃圾亦稱城市固體廢物，是由城市居民家庭、城市商業(yè)、餐飲業(yè)、旅館業(yè)、旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)，以及市政環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)、城市交通運(yùn)輸、文教機(jī)關(guān)團(tuán)體、行政事業(yè)、工礦企業(yè)等單位所排出的固體廢物。其主要組成為：廚余物、廢紙屑、廢塑料、廢橡膠制品、廢編織物、廢金屬、玻璃陶瓷碎片、庭院廢物、廢舊家

4、用電器、廢舊家具器皿、廢舊辦公用品、廢日雜用品、廢建筑材料、給水排水污泥等。1.1.2生活垃圾的危害固體廢物，特別是有害固體廢物，如處理、處置不當(dāng)，其中的有害物質(zhì)可以通過環(huán)境介質(zhì)大氣、土壤、地表或地下水體進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)形成污染，對人體產(chǎn)生危害，同時(shí)破壞生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致不可逆生態(tài)變化。（1）對土壤環(huán)境的影響：固體廢物不加利用，任意露天堆放，不但占用一定的土地，導(dǎo)致可利用土地資源減少，而且如填埋處理不當(dāng)，不進(jìn)行嚴(yán)密的場地工程處理和填埋后的科學(xué)管理，容易污染土壤環(huán)境。（2）對水體環(huán)境的影響：固體廢物可隨地表徑流進(jìn)入河流湖泊，或隨風(fēng)遷徙落入水體，從而將有害物質(zhì)帶入水體，殺死水中生物，污染人類飲用水水源，危

5、害人體健康；固體廢物產(chǎn)生的滲濾液危害很大，它可進(jìn)入土壤污染地下水，或直接流入河流、湖泊或海洋，造成水資源的水質(zhì)型短缺。（3）對大氣環(huán)境的影響：對方的固體廢物中的細(xì)微顆粒、粉塵等可隨風(fēng)飛揚(yáng)，進(jìn)入大氣并擴(kuò)散到很遠(yuǎn)的地方；一些有機(jī)固體廢物在適宜的溫度和濕度下還可發(fā)生生物降解，釋放出沼氣，在一定程度上消耗其上層空間的氧氣，使植物衰??；有毒有害廢物還可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成有毒氣體，擴(kuò)散到大氣中危害人體健康。1.2生活垃圾處理與處置方法1.2.1焚燒焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定量的過?？諝馀c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，廢物中有還有毒物質(zhì)在8001200的高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種

6、可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物無害化、減量化和資源化的處理技術(shù)。1.2.2堆肥堆廢化是在控制條件下，利用自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，促進(jìn)來源于生物的有機(jī)廢物發(fā)生生物穩(wěn)定作用，使可被生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過程。堆肥化系統(tǒng)的分類：按溫度分為中溫堆肥和高溫堆肥；按技術(shù)分為露天堆肥和機(jī)械密封堆肥。1.3衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋是“利用工程手段，采取有效技術(shù)措施，防止?jié)B濾液及有害氣體對水體和大氣的污染，并將垃圾壓實(shí)減容至最小，填埋占地面積也最小。在每天操作結(jié)束或每隔一定時(shí)間用土覆蓋，使整個(gè)過程對公共安全及環(huán)境均無危害”的一種土地處理垃圾方法。固體廢物填埋場的構(gòu)筑方式和填埋方式與地形地貌有關(guān)

7、，可分為山谷型填埋和平地型填埋方式。平地型填埋又可分為地上式、地下式和半地下式。山谷型填埋場（圖1）地上式填埋場（圖2）半地上半地下式填埋場（圖3）2、工程概況2.1項(xiàng)目背景在生活垃圾處理處置方式中，填埋無疑占據(jù)著舉足輕重的位置，從全球來看，填埋大約占到70%左右，在各發(fā)達(dá)國家應(yīng)用非常廣泛，例如加拿大1989年衛(wèi)生填埋處置量占82%；1991年英國、意大利年衛(wèi)生填埋處置量占其總處置量的90%美國處置量為72%，西班牙處置量為75%，德國1993年衛(wèi)生填埋處置量占73%。美國聯(lián)邦環(huán)保局(USEPA)和很多州都已詳細(xì)制定關(guān)于填埋場選址、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、水氣監(jiān)測、環(huán)境美化，封閉性監(jiān)測以及維護(hù)年限的

8、法規(guī)。而在我國,由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平等的原因，填埋所占的比例更高，達(dá)到90%以上。雖然隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，在未來的20年內(nèi)，在擬建的垃圾處理項(xiàng)目中，填埋比例會(huì)稍有下降，但仍有大約75%的項(xiàng)目采用填埋方式。同時(shí)在我國的城市垃圾處理及其污染防治技術(shù)政策中明確提出：以填埋為主的路線，因此填埋必將在今后很長一段時(shí)間內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位，許多大中城市新建的垃圾填埋場，其日處理能力都達(dá)上千噸，總填埋庫容達(dá)數(shù)千萬立方米。2.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)原始資料（1）該城市服務(wù)人口50萬人，現(xiàn)狀垃圾產(chǎn)量1.01.5kg/d人，垃圾壓實(shí)密度600kg/m3，垃圾場服務(wù)年限為1015年。（2）氣象資料：該城市位于我國北方，地處中緯度平原地區(qū)

9、，溫帶季風(fēng)氣候，四季分明，晝夜溫差大，無霜期短，多年平均氣溫415。多年平均降水量為460600mm。日最大降雨量可達(dá)180mm，該城市年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。（3）場址概況：填埋場庫區(qū)周圍匯水面積0.6km2。場底表土厚度0.54.6m不等，平均2.2m。土壤滲透系數(shù)為6.010-4m/s。場址地下水穩(wěn)定水位埋深0.8m。2.3項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求（1）總體要求按照設(shè)計(jì)任務(wù)合理選擇設(shè)計(jì)方案，工藝流程要有一定的靈活性；設(shè)計(jì)概念清楚、參數(shù)選擇恰當(dāng)、計(jì)算正確，說明書簡明扼要、文字流暢、論點(diǎn)明確；圖紙表達(dá)正確、符合制圖規(guī)范；圖面整潔、布局合理、圖中線型和尺寸標(biāo)注符合要求；整個(gè)設(shè)計(jì)過程嚴(yán)格遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（2）設(shè)計(jì)

10、說明書要求內(nèi)容完整、闡述清楚、計(jì)算準(zhǔn)確、文理通順，提倡用計(jì)算機(jī)解決復(fù)雜計(jì)算問題。設(shè)計(jì)說明書要求8000字以上，使用A4紙。內(nèi)容包括目錄、前言、正文、計(jì)算書、設(shè)計(jì)計(jì)算框圖、小結(jié)及參考文獻(xiàn)等。設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)的依據(jù)及指導(dǎo)思想；設(shè)計(jì)方案的確定及具體技術(shù)指標(biāo)的選用原則和技術(shù)要求的說明（3） 設(shè)計(jì)計(jì)算書包括填埋場總?cè)萘?、填埋總量?jì)算；垃圾填埋工藝流程及填埋作業(yè)程序確定；填埋場主體工程工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；主體設(shè)施的工藝參數(shù)計(jì)算及主要尺寸的確定等；配套工程及輔助設(shè)施和設(shè)備的計(jì)算與工藝布置。（4）設(shè)計(jì)圖紙包括垃圾填埋場平面布置圖、處理工藝圖及主要構(gòu)筑物（防滲排滲系統(tǒng)、導(dǎo)氣系統(tǒng)復(fù)合防滲襯里、滲濾液處理工藝等）結(jié)構(gòu)

11、圖。設(shè)計(jì)計(jì)算書3.填埋場的選址3.1選址的考慮因素填埋場的選址總原則是應(yīng)以合理的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方案，盡量少的投資，達(dá)到最理想的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目的。必須加以考慮的因素有：運(yùn)輸距離、場址限制條件、可以使用的土地容積、入場道路、地形和土壤條件、氣候、地表和水文條件、當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件以及填埋場封場后場地是否可被利用。（1）運(yùn)輸距離：運(yùn)輸距離是選擇填埋場地的重要因素，對廢物管理系統(tǒng)起著重要作用。盡管運(yùn)輸距離越短越好，但也要綜合考慮其他各個(gè)因素。（2）場址限制條件：場址至少應(yīng)位于居民區(qū)1km以外或更遠(yuǎn)。（3）可用土地面積：填埋場場地應(yīng)選擇具有充足的可使用面積的地方，以利于滿足廢物綜合處理長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃的需

12、要，應(yīng)有利于二期工程或其他后續(xù)工程興建使用。盡管沒有填埋場大小的法律規(guī)定，填埋場地也要有足夠的使用面積，包括一個(gè)適當(dāng)大小的緩沖帶，并且一個(gè)場地至少要運(yùn)行五年。（4）出入場地道路：由于通常適合填埋場的場地不再城市已建的道路附近，因此，建設(shè)出入填埋場的道路和使用長距離的運(yùn)輸車成為填埋場選址的重要因素。（5）地形、地貌及土壤條件：不宜選址在地形坡度起伏變化大的地方和低洼匯水處，原則上的地形的自然坡度不應(yīng)大于5%。（6）氣候條件：填埋場場址的選擇應(yīng)考慮在溫和季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向。（7）地表水水文：所選場地必須在百年一遇的地表水域的洪水標(biāo)高泛濫區(qū)或最大洪泛區(qū)之外，或應(yīng)在可預(yù)見的未來建設(shè)水庫或人工蓄水淹沒和保護(hù)

13、區(qū)之外。填埋場的場地必須是位于飲用水保護(hù)區(qū)、水體和洪水區(qū)之外，并且必須在春潮區(qū)之外、泥炭沉積超過1m的沼澤區(qū)之外。還應(yīng)建在地下水位以上。最佳的填埋場場址位置是在封閉的流域內(nèi)，這對地下水資源造成的風(fēng)險(xiǎn)最小。（8）地質(zhì)和水文地質(zhì)條件：場址應(yīng)選在滲透性弱的松散巖層基礎(chǔ)上，天然地層的滲透性系數(shù)最好能達(dá)到10-8m/s以下，并具有一定厚度。（9）但地環(huán)境條件：填埋場場地位置選擇，應(yīng)在城市工農(nóng)發(fā)展規(guī)劃區(qū)、風(fēng)景規(guī)劃區(qū)、自然保護(hù)區(qū)之外；印在供水水源保護(hù)區(qū)和供水遠(yuǎn)景規(guī)劃區(qū)之外；應(yīng)具備較有利交通條件。（10）地方公眾：可通過自發(fā)的協(xié)議來達(dá)到，也可在廢物處理合同中加以規(guī)定。3.2選址的程序（1）資料搜集；（2）野外

14、勘探；（3）預(yù)選場地的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和法律條件調(diào)查；（4）預(yù)選場地可行性研究報(bào)告；（5）預(yù)選場地的初堪工作；（6）預(yù)選場地的綜合地質(zhì)條件評價(jià)技術(shù)報(bào)告；（7）工程勘察階段。3.3地址的選定與所需容積設(shè)垃圾填埋場服務(wù)年限為10年，覆土與垃圾壓實(shí)之比為1：4，填埋高度為10m，地上3m，地下7m，取W為1.3kg/d人，該地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，因此生活和管理設(shè)施宜集中布置并處于主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，即垃圾填埋場的西北角，以減少對人們的影響。采用平原型填埋。每年所需的場地體積為：式中：W垃圾產(chǎn)生率(kg/d人)；W=1.3kg/d人P城市人口；P=50萬 D壓實(shí)后垃圾的密度(kg/m3)；D=600kg/m3

15、 r覆土與垃圾之比。r=1：4第一年填埋的廢物體積為：設(shè)城市生活垃圾的年增長速率為5%，依次每年填埋的廢物體積可以計(jì)算，如下表：年數(shù)填埋廢物的體積（m3）第一年494270.83第二年518984.37第三年544933.59第四年572180.27第五年600789.28第六年630828.75第七年662370.18第八年695488.69第九年730263.13第十年766776.2910年總體積6216885.38填埋庫容占體積的70%-90%，取80%填埋場預(yù)計(jì)填埋深度8-10m，取10m10年所需的場地總3面積為：4.填埋區(qū)的地基與防滲4.1填埋區(qū)基底工程城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技規(guī)范

16、規(guī)定，場底地基是具有承載能力的自然土層或經(jīng)過碾壓、夯實(shí)的平穩(wěn)層，且不應(yīng)因填埋垃圾的沉陷而使場底變形、斷裂，場底基礎(chǔ)表面經(jīng)碾壓后，方可在其上貼鋪人工襯里。場底應(yīng)有縱、橫向坡度。縱橫坡度宜在2%以上，以利于滲濾液的導(dǎo)流。實(shí)際設(shè)計(jì)建設(shè)中，長寬一般為300400m或更大，如按2%坡度進(jìn)行設(shè)計(jì)，則場區(qū)兩端高差在68m或更多。受地下水埋深土方平衡及整體設(shè)計(jì)的影響，場區(qū)兩端高差過大會(huì)造成較大的困難。根據(jù)XX填埋場（趙莊）建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，垃圾衛(wèi)生填埋場場底縱向主要坡度為1%1.3%時(shí)可以保證滲濾液排順暢。為確保填埋場安全，考慮到填埋場土體條件較差，需要對其整形，坑底及周圍進(jìn)行平整，取土同時(shí)作為坑四壁局部填土、每日覆

17、蓋用土和最終覆蓋用土。填埋區(qū)底部按設(shè)計(jì)高程完成基底工程以后，底部要求平整，以利于防滲膜的鋪設(shè)。4.2填埋場的防滲系統(tǒng)填埋場防滲系統(tǒng)，不僅要能防止?jié)B濾液滲出污染地下水，還要防止地下水涌入填埋場。場底防滲系統(tǒng)主要有水平防滲系統(tǒng)和垂直防滲系統(tǒng)兩種類型。水平防滲系統(tǒng)是在填埋區(qū)底部及周圍鋪設(shè)低滲透性材料制作的襯層系統(tǒng)。垂直防滲系統(tǒng)將密封層建在填埋場的四周，主要利用填埋場基礎(chǔ)下方存在的不透水層或弱透水層，將垂直密封層構(gòu)筑在其上，以達(dá)到將填埋氣體和垃圾滲濾液控制在填埋場之內(nèi)的目的，同時(shí)也有阻止周圍地下水流入填埋場的功能。防滲層的建設(shè)方法多種多樣，采用何種工藝方法建設(shè)防滲層是設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，不管使用什么方法

18、、什么材料，最終達(dá)到的目的是滲透系數(shù)Kf小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，我國要求Kf小于10-9m/s。同時(shí)還要考慮：（1）使用壽命。填埋場的使用壽命，封場后要求的防滲層的壽命，以及本身的可靠性。（2）與填埋場的相容性。選用的材料不能被填埋物侵蝕，由于滲濾液的性質(zhì)不穩(wěn)定，所以選擇的材料要適應(yīng)滲濾液的各種性質(zhì)，如抗酸、抗堿等。（3）場地條件及氣候條件。（4）建設(shè)費(fèi)用。防滲材料的選擇既要達(dá)到防滲要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)合理，厚的土工膜具有更好的防滲性能，但必將提高建設(shè)費(fèi)用。4.3防滲材料防身材料多種多樣，目前常用的主要有兩類：黏土與人工合成材料。黏土除天然黏土外，還有改良土（如改良膨潤土等）；人工合成材料種類很多，如高密

19、度聚氯乙烯（HDPE）、低密度聚氯乙烯（LDPE）、聚氯乙烯(PVC)膜等，但近二十年來，國內(nèi)外填埋場最常用的是高密度聚氯乙烯（HDPE）膜。實(shí)際上，大部分填埋場所選用的防滲層材料均是黏土和HDPE膜。（1）黏土粘土是土襯層中最重要的部分，其具有低滲透特性。填埋場黏土襯層分為兩類：自然黏土襯層與人工壓實(shí)粘土襯層。自然黏土襯層是具有低滲透率、富含粘土的自然形成物，其滲透率應(yīng)小于或等于。一般來說，天然粘土層和巖石層是否均一以及是否具有較低的滲透率，是很難檢測驗(yàn)證的，僅僅使用自然黏土襯層作為填埋場防滲層是不可靠的。（2）人工合成材料高密度聚乙烯（HDPE）膜是人工合成材料中最常用，也是最理想的防滲材

20、料，它能有效阻止?jié)B濾液的滲漏。美國環(huán)保署于1982年停止單獨(dú)使用黏土作為有害廢棄物處理場的防滲材料，并規(guī)定所有填埋場必須有一層防滲襯墊，在填埋場封場后，也必須采用防滲層進(jìn)行封場以減少滲濾液的產(chǎn)生。HDPE膜具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、抗環(huán)境應(yīng)力開裂和良好的彈性，隨著厚度增加（一般范圍在0.75-2.5mm），其斷裂點(diǎn)強(qiáng)度、屈服點(diǎn)強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度、抗穿刺強(qiáng)度逐漸增加。垃圾填埋場一般采用1.5-2.5mm厚的HDPE膜作襯墊層。關(guān)于HDPE膜與壓實(shí)黏土特點(diǎn)和性能的對比如表2.2所示。表2.2 HDPE膜與壓實(shí)黏土的特點(diǎn)和性能材料類型滲透系數(shù)K（m/s）對庫容的影響抗穿刺能力應(yīng)用范圍H

21、DPE膜1（10-13-10-14）較小較差整個(gè)基底層防滲壓實(shí)黏土1（10-6-10-7）較大較好場底防滲4.4防滲系統(tǒng)的構(gòu)造 單層防滲層是指單獨(dú)使用壓實(shí)粘土、膨潤土或HDPE膜等鋪設(shè)而成的防滲層，其造價(jià)低，施工快，但安全系數(shù)低，只有地下水污染風(fēng)險(xiǎn)極低的情況下（如地下水位低、土質(zhì)防滲性好）才推薦使用。 復(fù)合防滲層是多層結(jié)構(gòu)的防滲系統(tǒng)，各層次具有一定的功能，提高了防滲系統(tǒng)的安全性。由于各國國情不同，目前復(fù)合防滲層的結(jié)構(gòu)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，即使同一國家不同地區(qū)的填埋場由于垃圾性質(zhì)、場地地形地質(zhì)的不同，防滲透層結(jié)構(gòu)也不盡相同，但總的說來一個(gè)完整的復(fù)合防滲系統(tǒng)應(yīng)包含以下幾個(gè)層次：（1）滲濾液排水層該層上

22、部直接與垃圾接觸，起著收集和排出滲濾液的作用。該層常規(guī)做法是400mm厚粗砂層，粗砂層內(nèi)按一定間距設(shè)置排水盲溝，盲溝內(nèi)設(shè)穿孔管，匯集垃圾填埋體中流出的滲濾液并排出填埋坑外。（2）保護(hù)層保護(hù)層是用來保護(hù)防滲層的安全的，如在HDPE膜上下覆蓋無紡?fù)凉げ伎煞乐鼓け患怃J的東西刺穿和減輕地基變形對膜的拉力；土工膜上部鋪設(shè)的500mm厚粘土層，也是保護(hù)層，目的是使土工膜在數(shù)十米高的垃圾堆體的壓力下受力均勻。（3）防滲層該層主要由防滲材料構(gòu)成，從國內(nèi)外工程實(shí)例來看，該層的結(jié)構(gòu)千差萬別，有兩層土工膜中間夾一層膨潤土的，也有一層土工膜上鋪一層膨潤土的，還有土工膜與壓實(shí)粘土組成復(fù)合襯墊的以及重復(fù)使用單層土工膜防滲

23、層組成雙層復(fù)合襯墊的?？偟膩碇v，該層至少應(yīng)設(shè)一層土工膜，防滲層層數(shù)越多，安全性能越強(qiáng)，但造價(jià)也相應(yīng)提高?？紤]到填埋場的土質(zhì)以粉沙土為主，層與層之間滲透能力較好，因此選擇在沙坑內(nèi)滿鋪雙層復(fù)合防滲層已保證垃圾產(chǎn)生的滲濾液不會(huì)對地下水造成二次污染。庫區(qū)（包括盲溝、泵站、預(yù)處理池）水平和垂直方向均采用人工防滲技術(shù)，防滲材料為HDPE黑膜，膜厚1.5毫米。（4）地下水排水層 如果設(shè)計(jì)地區(qū)地下水水位較高，為了防止防滲層受到地下水浮力和滲透的影響，應(yīng)設(shè)地下水排水層，具體結(jié)構(gòu)類似于滲濾液排水層，一般在防滲層下鋪設(shè)400mm厚粗砂層，并設(shè)排水盲溝，以將地下水單獨(dú)排出場外。 （5）地基 地基在整理時(shí)必須夯實(shí)、平整

24、、碾壓，筑成符合要求的坡度。地基的處理必須符合整個(gè)填埋場滲濾液收集系統(tǒng)的要求。設(shè)計(jì)上還應(yīng)驗(yàn)算地基承載力和不均勻沉降。 （6）邊坡上的防滲層 與填埋場坑底防滲層的結(jié)構(gòu)不同，邊坡上防滲層不必設(shè)滲濾液排水層和地下水排水層，只是在土工膜上下各加無紡上工織物，上層無紡?fù)凉た椢锷显O(shè)一層廢棄的汽車輪胎，以防機(jī)械碾壓邊坡垃圾時(shí)，破壞防滲層，表面再鋪設(shè)500mm厚粘土保護(hù)層。 （7）錨固溝為了固定土工膜和無紡?fù)凉げ迹谔盥窨又苓呿氶_挖錨固溝，邊滲層在填埋坑底部和邊坡鋪設(shè)完后，將邊坡埋入錨固溝，用原土填平、整實(shí)。雙層襯里（庫區(qū)底部）系統(tǒng)示意圖5.滲濾液的產(chǎn)生及收集處理5.1垃圾滲濾液概念和來源垃圾滲濾液是指垃圾在

25、填埋或堆放過程中因其有機(jī)物分解產(chǎn)生的水或廢物中的游離水、降水、徑流及地下水入滲而淋濾垃圾形成的成分復(fù)雜的高濃度有機(jī)廢水。城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問題。主要來源有：(1) 降水的滲入，降水包括降雨和降雪，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來源；(2) 外部地表水的滲入，這包括地表徑流和地表灌溉；(3) 地下水的滲入，這與滲濾液數(shù)量和性質(zhì)與地下水同垃圾接觸量、時(shí)間及流動(dòng)方向等有關(guān)；當(dāng)填埋場內(nèi)滲濾液水位低于場外地下水水位，并沒有設(shè)置防滲系統(tǒng)時(shí)，地下水就有可能滲入填埋場內(nèi)；(4) 垃圾本身含有的水分，這包括垃圾本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量；(5) 覆蓋材料中的水

26、分，與覆蓋材料的類型、來源以及季節(jié)有關(guān)；(6) 垃圾在降解過程中產(chǎn)生的水分，與垃圾組成、pH值、溫度和菌種等有關(guān)，垃圾中的有機(jī)組分在填埋場內(nèi)分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生水分；5.2垃圾滲濾液的水質(zhì)特征垃圾滲濾液主要來源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水和分解產(chǎn)生的水。垃圾滲濾液的主要污染成分有：有機(jī)物、氨氮和重金屬等。其種類和濃度與垃圾類型、組分、填埋方式、填埋時(shí)間、填埋地點(diǎn)的水文地質(zhì)條件、不同的季節(jié)和氣候等密切相關(guān)，其水質(zhì)主要呈現(xiàn)以下特征：(1)CODCr和BOD5濃度高，比值變化大：在新的垃圾填埋場，大量揮發(fā)性酸的存在可能會(huì)產(chǎn)生高的CODCr和BOD5；BOD5/CODCr值的高低與滲濾液處理工藝方法的選擇密切相關(guān)

27、。滲濾液BOD5/CODCr值與垃圾填埋場的使用年限有關(guān)，對“年輕”填埋場而言，其滲濾液多具有良好的生化處理可行性，可采用生物方法加以處理。而對于“年老”填埋場的滲濾液的處理而言，必須考慮其可生化性隨時(shí)間的變化；(2)有機(jī)污染物濃度高：特別是5年內(nèi)的“年輕”填埋場的滲濾液。(3)金屬離子含量高：垃圾滲濾液中含有10多種金屬（重金屬）離子，由于物理、化學(xué)、生物等的作用，垃圾中的高價(jià)不溶性金屬被轉(zhuǎn)化為低價(jià)的可溶性金屬離子而溶于滲濾液中，在處理過程中必須考慮對它們的去除；(4)營養(yǎng)元素比例失調(diào)，氨氮的含量高：隨著填埋場使用年限的增加，當(dāng)進(jìn)入產(chǎn)甲烷階段后，滲濾液中的NH4+濃度不斷上升。另外，滲濾液中

28、還存在溶解性磷酸鹽的不足、堿度較高、無機(jī)鹽含量高的問題。(5)色度高、具腐敗臭味:以淡茶、暗褐、黑色為主5.3滲濾液收集系統(tǒng)5.3.1收集系統(tǒng)的作用 滲濾液收集系統(tǒng)應(yīng)保證在填埋場使用年限內(nèi)正常運(yùn)行，收集并將填埋場內(nèi)滲濾液排至場外指定地點(diǎn)，避免滲濾液在填埋場底部蓄積。滲濾液的蓄積會(huì)引起下列問題：1、場內(nèi)水位升高導(dǎo)致垃圾體中污染物更強(qiáng)烈的浸出，從而使?jié)B濾液中污染物濃度增大；2、底部襯層上的靜水壓增加，導(dǎo)致滲濾液更多的地滲漏到地下水土壤系統(tǒng)中；3、填埋場的穩(wěn)定性受到影響；4、滲濾液有可能擴(kuò)散到填埋場外。5.3.2收集系統(tǒng)的構(gòu)造滲濾液收集系統(tǒng)主要由匯流系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)兩部分組成，匯流系統(tǒng)的主體是滲濾液導(dǎo)

29、流層（即主濾液收集層和次濾液收集層），滲濾液的輸送系統(tǒng)多由集水池、提升多孔管，潛水泵和輸送管道組成。典型的填埋場滲濾液收集系統(tǒng)主要由滲濾液調(diào)節(jié)池、泵、輸送管道和場底排水層組成。1、排水層：場底排水層位于底部防滲層上面，由沙或礫石構(gòu)成。當(dāng)采用粗沙礫時(shí)，厚度為30-100cm，必須覆蓋整個(gè)填埋場底部襯層，其水平滲透系數(shù)不應(yīng)大于0.1（cm/s），坡度不小于2%。2、管道系統(tǒng)：一般穿孔管在填埋場內(nèi)平行鋪設(shè)，并位于襯層的最低處，且具有一定的縱向坡度（通常為0.5%-2.0%）。3、防滲襯層：由黏土或人工合成材料構(gòu)筑，有一定厚度，能阻止?jié)B濾液下滲，并具有一定坡度（通常為2%-5%）。4、集水井、泵、檢修

30、設(shè)施以及監(jiān)測和控制裝置等。圖示 滲濾液導(dǎo)流系統(tǒng)斷面5.4滲濾液的計(jì)算5.4.1滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算滲濾液的產(chǎn)生量為：三區(qū)式中Q-表示滲濾液年產(chǎn)生量，m3/d;A1-填埋區(qū)匯水面積，m2；A2-填埋區(qū)的面積，m2； C-滲出系數(shù),取0.4；I-表示最大年或月降雨量的日換算值，mm。（1）第一塊填埋區(qū)填埋場的服務(wù)年限為15年，填埋庫區(qū)分三塊，分別進(jìn)行填埋。第一塊填埋區(qū)的服務(wù)年限為5年，則第一塊庫區(qū)面積為滲濾液平均日產(chǎn)量：滲濾液最大日產(chǎn)量：（2）第二塊填埋區(qū)第二塊填埋區(qū)服務(wù)年限為3年第二塊庫區(qū)面積為C2=C10.6=0.60.4=0.24式中：C2為及時(shí)覆蓋區(qū)域的滲透系數(shù)滲濾液平均日產(chǎn)量：滲濾液最大日

31、產(chǎn)量：（3）第三塊填埋區(qū)第三塊填埋區(qū)服務(wù)年限為2年第三塊庫區(qū)面積為 已填埋的面積=第一塊填埋面積+第二塊填埋面積=273115.837+198868.762= 471984.596m2滲濾液平均日產(chǎn)量：滲濾液最大日產(chǎn)量：5.4.2滲濾液調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)最小調(diào)節(jié)池容積的由下式確定：V（Qmax-Q）5其中： V調(diào)節(jié)池有效容積；Qmax 設(shè)計(jì)最大滲濾液產(chǎn)生量；Q滲濾液處理廠規(guī)模。由于原始資料里并未給出城市污水處理場處理滲濾液的規(guī)模，因此設(shè)Q=1000 m3/d，則：V=（Qmax-Q）5=（31168.4181000）5=150842.090m3/d調(diào)節(jié)池的水面面積A，調(diào)節(jié)池的有效水深H取8m，超高0.

32、5m,則 A=V/H=150842.090/8=18855.26調(diào)節(jié)池的長度L.取調(diào)節(jié)池的寬度B為260m,則 L=18855.26/260=73.520m取整得，池的實(shí)際尺寸：長寬高=73m260m8.5m6. 填埋氣體的產(chǎn)生與收集處理6.1填埋氣的組成 填埋場的主要?dú)怏w包括氨、二氧化碳、一氧化碳、氫、硫化氫、甲烷、氮和氧等，其中以甲烷和二氧化碳的含量最高。其典型特征為溫度約43-49，相對密度約1.02-1.06，水蒸氣含量達(dá)到飽和，高位熱值為15630-19537KJ/m3。那當(dāng)然填埋場產(chǎn)生的微量氣體雖然很少，但其成分復(fù)雜，毒性較大，不能對其忽視。6.2填埋氣體產(chǎn)生量的預(yù)測垃圾在第t年的

33、產(chǎn)氣速率為：Gt=MtL0ke-kt 式中：Gt第t年垃圾的產(chǎn)氣速率，m3/a;Mt第t年所填垃圾量，t;L0氣體產(chǎn)生潛力，m3/t;取160 m3/tK氣體產(chǎn)氣常數(shù)，1/a，取0.06；t年份，a。e取2.72變 量取 值 范 圍建 議 數(shù) 值潮濕氣候中濕度氣候干旱氣候L0（m3/t）0312140180140180140180K（1/a）0.0030.40.100.350.050.150.0020.10填埋場產(chǎn)期一級模型參數(shù)的建議值7第一年產(chǎn)氣量：G1= MtL0ke-kt = 600494270.83/10001600.062.720.06/10000=268.11萬m3/a年數(shù)填埋廢物

34、的體積（m3）Mt產(chǎn)氣量（萬m3/a）第一年494270.83296562.498268.11第二年518984.37311390.622533.221第三年544933.59326960.154795.367第四年572180.27343308.1621054.581第五年600789.28360473.5681310.896第六年630828.75378497.251564.344第七年662370.18397422.1081814.957第八年695488.69417293.2142062.767第九年730263.13438157.8782307.816第十年766776.294600

35、65.7742550.11610年總體積6216885.3814262.1756.3填埋場氣體的收集系統(tǒng)收集填埋氣體的作用時(shí)減少填埋氣體向大氣的排放量、控制填埋氣體的無序遷移，并為填埋氣體的回收利用做準(zhǔn)備。收集系統(tǒng)可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，被動(dòng)式收集系統(tǒng)利用垃圾體內(nèi)的氣體壓力來收集填埋氣體，主動(dòng)收集系統(tǒng)則是采用抽真空的方法來控制氣體的流動(dòng)。主動(dòng)氣體收集系統(tǒng)主要由抽氣井、集氣管、冷凝水收集井和泵站、真空源、氣體處理站（回收或焚燒）以及氣體監(jiān)測設(shè)備等組成。被動(dòng)收集設(shè)施根據(jù)設(shè)置方向分為豎向收集方式和水平收集方式兩種類型。被動(dòng)收集系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用較低，而且維護(hù)保養(yǎng)也比較簡單。若將排氣口與帶閥門的管子連

36、接，被動(dòng)收集系統(tǒng)即可轉(zhuǎn)變成主動(dòng)收集系統(tǒng)。6.3.1填埋場的導(dǎo)排方式及選擇在選擇填埋場氣體控制方式時(shí)，應(yīng)立足于填埋場的實(shí)際情況，進(jìn)行綜合考慮，確定最佳方案。由于該設(shè)計(jì)為新建填埋場，初期產(chǎn)氣量不大，而后會(huì)迅速增加，因此該設(shè)計(jì)在收集方式的選擇上，采用在垃圾填埋初期通過被動(dòng)方式控制氣體釋放，當(dāng)產(chǎn)氣量提高到具有回收利用價(jià)值之后，開始對氣體進(jìn)行主動(dòng)回收利用。主要以主動(dòng)導(dǎo)排方式為主。目前，國內(nèi)收集垃圾沼氣的垃圾填埋場較少，其收集方式基本是參照國外的經(jīng)驗(yàn)。填埋沼氣的收集主要有兩種方式，即垂直收集與水平收集。垂直收集是在垃圾填埋封場后在其上打垂直井，以收集填埋場內(nèi)的沼氣；而水平收集是在垃圾填埋過程中，在垃圾填埋

37、作業(yè)面上水平鋪設(shè)沼氣收集管來收集沼氣。這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，垂直收集適合在已封場的垃圾填埋場或已封頂?shù)睦盥駟卧M(jìn)行沼氣的收集，其特點(diǎn)是封頂后打井易于操作，垃圾覆蓋較好利于集氣，集氣半徑較大，但一般不能邊填埋邊集氣。而水平收集則比較適用在未封場的垃圾場上或者正在進(jìn)行作業(yè)的垃圾填面上，其特點(diǎn)是可在邊填埋邊集氣，利于沼氣的及時(shí)收集，缺點(diǎn)是易與填埋作業(yè)發(fā)生沖突，集氣半徑相對小一些。經(jīng)對比上述兩種收集方式的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇豎向收集井方式。即主動(dòng)導(dǎo)排豎向收集方式。填埋氣體處理工藝流程如圖所示。填埋氣 收集井匯流中轉(zhuǎn)器輸氣管抽氣機(jī)（或氣泵）自動(dòng)點(diǎn)燃放空氣體凈化設(shè)備氣體凈化設(shè)備氣體加壓機(jī) CO2 燃汽輪

38、機(jī)（或氣體內(nèi)燃機(jī)）發(fā)電機(jī)圖示 填埋氣體處理工藝流程6.3.2填埋場氣體收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算集氣井井距可用下式來計(jì)算：X=2Rcos30式中：X三角形布置井的間距；R影響半徑。本設(shè)計(jì)為主動(dòng)導(dǎo)排，根據(jù)規(guī)范井距為90100m，取90m，則7.終場覆蓋7.1填埋場封場系統(tǒng)設(shè)計(jì)該垃圾填埋場設(shè)計(jì)使用年限為10年，垃圾填埋作業(yè)完成之后，需要在填埋場頂部鋪設(shè)覆蓋層，以實(shí)現(xiàn)對處置廢物的封隔。封場的目的是使廢物與環(huán)境隔離；調(diào)節(jié)地表排水，減少降水滲入；減少場地的表面侵蝕。覆蓋層由下至上有三部分組成：下層粘土層、中間自然土層、上層營養(yǎng)土層。各層功能如下：粘土層，具有保護(hù)柔性土工膜不受植被根系、紫外線和其他有害因素的傷害作用。設(shè)計(jì)采用滲透系數(shù)107cm/s，壓實(shí)厚度為0.6m的粘土層。自然土層，為生態(tài)修復(fù)植物種植的基礎(chǔ)層，其主要功能為防止植物根系穿透防滲層而導(dǎo)致滲水。設(shè)計(jì)采用壓實(shí)厚度為0.3m的自然土層。營養(yǎng)土層，用以種植草皮或淺根植物，設(shè)計(jì)采用壓實(shí)厚度為0.6m的營養(yǎng)土層。封場后頂面坡度為5%，以利于降雨的自然排出。現(xiàn)代化填埋場的表面密封系統(tǒng)有多層構(gòu)成，主要分為兩部分：第一部分是土地恢復(fù)層，即為表層；第二部分是密封工