固體廢物課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、環(huán)境工程專固體廢物的處理與處置課程設(shè)計(jì)任務(wù)書與指示要點(diǎn)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(jì)任務(wù)書與指示要點(diǎn)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)題目固體廢物的處理與處置課程設(shè)計(jì): 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(gè)服務(wù)人口為 10萬(wàn)人的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，以消納渝北區(qū)統(tǒng)景、石船、 龍興等 7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)生活垃圾，垃圾填埋場(chǎng)的設(shè)計(jì)使用年限為15 年。2. 設(shè)計(jì)目的訓(xùn)練學(xué)生全面掌握本課程的基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成垃圾處理方案的比 較、垃圾填埋場(chǎng)選址的步驟、對(duì)所選場(chǎng)址的評(píng)析以及填埋場(chǎng)工程設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)掌握垃圾填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)的一般原則、步驟和方法，了解如何查 閱有關(guān)資料、手冊(cè)

2、以及規(guī)范，掌握垃圾填埋場(chǎng)主體工程的設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書的 編制和設(shè)計(jì)圖的繪制等基本方法。3. 設(shè)計(jì)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(chǎng)的方案設(shè)計(jì)，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(chǎng)址的評(píng)析以及垃圾填埋工程的設(shè)計(jì)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(guò)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(chǎng)址的評(píng)析 根據(jù)所提供的資料，評(píng)價(jià)所選場(chǎng)址是否適合，主要從工程因素，社會(huì)環(huán)境因素 以及經(jīng)濟(jì)因素幾方面出發(fā)。（3）垃圾填埋工程設(shè)計(jì) 包括：庫(kù)容的計(jì)算，填埋場(chǎng)范圍確定，截洪溝、垃圾壩

3、、截污壩、浸出液調(diào)節(jié) 池以及浸出液處理廠、氣體處理設(shè)施、防滲工程的設(shè)計(jì)、計(jì)算，另外還包括填埋 場(chǎng)的操作方法、步驟，填埋場(chǎng)地的監(jiān)測(cè)以及其他輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)。4. 設(shè)計(jì)要求（1）繪制設(shè)計(jì)圖紙 3張，包括： 垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)（封場(chǎng)后）總平面布置圖一張 （1 號(hào)） ； 垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液收集填埋氣輸導(dǎo)平面布置圖一張（1 號(hào)） ；垃圾衛(wèi)生填埋庫(kù)區(qū)縱剖面圖一張（2 號(hào) ） 。（2）設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，內(nèi)容包括： 前言，主要設(shè)計(jì)原始資料，垃圾處理工藝方案的比較，場(chǎng)址選擇和所選場(chǎng)址自 然條件 （ 地形、地貌、水文、地質(zhì)、氣象等 ） 的評(píng)析，填埋工藝設(shè)計(jì) （ 包括工程設(shè)計(jì) 計(jì)算，填埋操作方法以及輔助工程的設(shè)計(jì) ） ，

4、設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題及個(gè)人體會(huì)。（3）完成時(shí)間；一周二、課程設(shè)計(jì)指示要點(diǎn)1. 確定填埋場(chǎng)所需庫(kù)容 （ 1）垃圾年填埋量 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；丫一一圾壓實(shí)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(dú)計(jì) 算。（ 2 ）填埋場(chǎng)理論庫(kù)容（ 3 ）填埋場(chǎng)有效庫(kù)容 式中Cs填埋垃圾自然沉降系數(shù)，一般取。 設(shè)計(jì)中應(yīng)保證填埋場(chǎng)所需庫(kù)容不小于有效庫(kù)容。2. 確定填埋場(chǎng)范圍（ 1）垃圾壩確定 確定垃圾位置、標(biāo)高。(2) 填埋區(qū)范圍初步確定從垃圾壩開始，按邊坡1:3進(jìn)行表面造坡，并每升高5米，做

5、一個(gè)3米休息平臺(tái), 如此直至最高頂層。(3) 計(jì)算填埋區(qū)實(shí)際庫(kù)容填埋區(qū)的總?cè)萘?如圖1所示，自填埋庫(kù)區(qū)底向上分i (i=1, 2N)個(gè)計(jì)算單元，單元i與單元i+1之 間的幾何空間近似棱臺(tái)，其對(duì)應(yīng)的高程差為hi,在地形圖中計(jì)算出各單元高程對(duì)應(yīng)的庫(kù)區(qū) 面積Ai，可按下式計(jì)算-38)N(7 V 3(A Ai 1 . AiAi 1)hii 1式中：V填埋庫(kù)區(qū)實(shí)際總?cè)萘浚琺3。1+1/ 鋰同半臺(tái)單無(wú)i圖1填 埋場(chǎng)庫(kù) 區(qū)容量 計(jì)算簡(jiǎn)圖值 得注意的是，當(dāng)計(jì)算單元高程位于封場(chǎng)平臺(tái)或錨固平臺(tái)處時(shí)， 應(yīng)以棱臺(tái)上、下底面對(duì)應(yīng)的實(shí)際面 積計(jì)為該高程的庫(kù)區(qū)面積。如圖1,計(jì)算i+1單元的體積時(shí)，下底面積為 Ai+1減去該

6、處的 封場(chǎng)平臺(tái)面積；計(jì)算i-1單元的體積時(shí)，上底面積為 Ai減去該處的錨固平臺(tái)面積。當(dāng)實(shí)際庫(kù)容V小于有效庫(kù)容 V有效或V較有效庫(kù)容 W效超過(guò)20%時(shí)，需重復(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(chǎng)面積。3. 場(chǎng)區(qū)防洪與排水(1) 根據(jù)地形圖，劃定填埋場(chǎng)所在流域分水嶺，對(duì)環(huán)庫(kù)截洪溝，庫(kù)內(nèi)分區(qū)截洪溝 進(jìn)行定線。(2) 截洪溝設(shè)計(jì)流量QQ K.F (適用于流域面積小于1平方公里)式中；Q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)式中：S-過(guò)水?dāng)嗝?(m 2) ； V 平均流速(m/s) ; n 粗糙度

7、; R水力半徑(m) ； i 管路坡度；b倒梯形斷面下底寬(m)；邊坡系數(shù);h有效水深 (m) ； h i超高(m) 一般取一0.6m。則倒梯形斷面尺寸為：上底寬a= b+2m(hi+ m)下底寬b 高為H= h+hi4. 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。5. 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(chǎng)底設(shè)置導(dǎo)排管道，以保持場(chǎng)底地下徑流的 上下游聯(lián)通。其構(gòu)造如圖2所示。2導(dǎo)排管道與地下水徑流應(yīng)同向布設(shè)，管道間距可由Donnan公式計(jì)算：(1)式中：L排水管間距，m；K 填埋場(chǎng)底土壤滲透系數(shù)，m/d;ha 導(dǎo)排管與基巖隔水層間的

8、高差，m；Qd地下水補(bǔ)給率，m3/(m2 d)hb填埋場(chǎng)底地下水最高允許水位與基巖隔水層間的高差，m ；圖2填埋場(chǎng) 地下徑 流控制 典型構(gòu) 造若忽略填埋場(chǎng)滲濾液滲漏對(duì)地 下水的補(bǔ)給，則地下水補(bǔ)給率為:Qd = Ki式中：i 地下徑流水力坡度，量綱為1。將式(2)代入式(1)，可得:24 hb h2L i地下水導(dǎo)排管管徑可根據(jù)管道密度、Qd及管道的坡降，通過(guò)水力計(jì)算確定。6. 截污壩，浸出液調(diào)節(jié)水池，日處理水量的確定(1) 浸出液產(chǎn)生量Q(2) 確定浸出液日處理量 Q日處理浸出液能力界于平均浸出液水量與最大日浸出液水量之間。(3) 確定調(diào)節(jié)水池容量 V根據(jù)多年統(tǒng)計(jì)降雨資料，計(jì)算所需最大浸出液調(diào)節(jié)

9、容量。(4) 確定浸出液調(diào)節(jié)水池的位置，截污壩的位置及標(biāo)高。7. 選擇防滲襯里及厚度(1) 防滲方式選擇(2) 防滲襯里材料(3) 防滲做法。滲濾液收集管布置示意如圖3所示，其最大水平排水距離L可通過(guò)下式計(jì)算：hmax L.(q/k)眾 1 ：q；k).tan2(q/k)式中：hmax填埋場(chǎng)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(kù)底襯墊坡角。一般規(guī)定，填埋場(chǎng)襯墊上的積水深度不超過(guò) m,令hmax= m,利用式可求出滲濾液 收集管最大水平排水距離，則收集管設(shè)置間距為2L o圖3填埋場(chǎng)滲濾液

10、收集管布置簡(jiǎn)圖8. 浸出液處理廠設(shè)計(jì)(1) 確定浸出液水質(zhì)；(2)確定浸出液處理目標(biāo)；(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。9. 其他輔助設(shè)施(1)道路工程確定進(jìn)場(chǎng)道路和環(huán)庫(kù)道路。(2) 生產(chǎn)管理區(qū)，包括：辦公化驗(yàn)樓、車庫(kù)、食堂、浴室、鍋爐房、油庫(kù)、宿舍、 水塔、傳達(dá)室、地磅房等。(3) 場(chǎng)內(nèi)維修站，包括值班休息室、停車場(chǎng)、維修間和車輛檢修平臺(tái)等。(4) 動(dòng)力、水、電供應(yīng)系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)。10. 垃圾填埋作業(yè)及封場(chǎng)(1) 確定填埋方法 (2) 填埋場(chǎng)主要的機(jī)械設(shè)備(3) 填埋作業(yè)區(qū)劃分 (4) 填埋操作(5) 封場(chǎng)覆蓋材料及做法11. 氣體控制(

11、1) 計(jì)算產(chǎn)氣量Q=0.047m3/ kg (揮發(fā)性有機(jī)固體)(2) 氣體收集方式12. 場(chǎng)地監(jiān)測(cè)(1) 浸出液監(jiān)測(cè) (2) 地下水監(jiān)測(cè)(3) 地表水監(jiān)測(cè) (4) 氣體監(jiān)測(cè)13. 整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書14. 繪制填埋場(chǎng)總體布置圖，填埋庫(kù)區(qū)總平面圖，填埋區(qū)縱剖面圖三、主要參考書、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范1. 固體廢物污染控制工程化學(xué)工業(yè)出版社，張小平編； 2，排水工程下冊(cè)，建筑工業(yè)出版社；3. 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)教材；4. 給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第 1、 7冊(cè)；5. 生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GBl6889 2008) ；6. 生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范 (GB50869-2013)7. 生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)防滲系統(tǒng)工程

12、技術(shù)規(guī)范 (CJJ113 2007) ；8. 生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范(CJJ112 2007) ；9. 生活垃圾填埋場(chǎng)無(wú)害化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(CJJ/T107 2005) ；10. 城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)程 (CJJ93 2011) ；11生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)氣體收集處理及利用工程技術(shù)規(guī)范(CJJ1332009 )12. 生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)要求 (GB/T18772 2008) ；13. 生活垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/T3037 1995）;14. 地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838 2002）;15. 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978 1996）；16. 城市生活

13、垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國(guó)建設(shè)部主 編。四、設(shè)計(jì)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(jī)物（% ）動(dòng)植物（%） 纖維類（%）B：無(wú)機(jī)物（% ）灰礫（% ） 磚石（% ）C：可回收物（% ）紙、塑料（%） 玻璃（% ） 金屬（% ）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 )3600 40003800（2）擬選垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)地形圖 （1 : 1000） 一張。所選場(chǎng)址位于石船鎮(zhèn)東南方,距石船鎮(zhèn)約3公里，距北側(cè)渝長(zhǎng)公里約1公里，場(chǎng)址附近無(wú)較大河流，場(chǎng)址以南約公里處是御臨河。（3）

14、地形地貌：工程區(qū)屬河谷淺丘山區(qū)。最高高程約 272m,最低處約170m，相對(duì)高 差約100m。場(chǎng)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(chǎng)地位于石船向斜，地層屬侏羅系地層，巖層屬沉積巖類。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=x 10-6cm/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=x 10-7cm/s，砂巖滲透系數(shù) K=x 10-4cm/s。（5）水文地質(zhì)條件：場(chǎng)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

15、儲(chǔ)量較差，賦存于不穩(wěn)定的砂巖發(fā)育較差的裂隙中，旱藏深度一般較淺。場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下水主要為第四系松散層和強(qiáng)風(fēng)化巖中的孔隙水和基巖風(fēng)化裂隙水，孔隙潛水，水位一般低于地面0.3m ;基巖裂隙水，埋藏了不同深度的節(jié)理裂隙中，強(qiáng)風(fēng)化層平均為，弱風(fēng)化層平均為8.0米；地下水穩(wěn)定水位平均位于地層下2.95m，地下水的水力梯度為。填埋區(qū)地下水受大氣降雨補(bǔ)給，有明顯的補(bǔ)給徑流，排泄 區(qū)域和途徑。填埋場(chǎng)山谷為一獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，場(chǎng)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(shì)由東向西徑流 )。(6) 地基穩(wěn)定性及建筑適宜性評(píng)價(jià)：填埋區(qū)呈寬緩“ U ”型槽溝，兩岸及谷底無(wú)大 的堆積體存在，岸坡自然穩(wěn)定，無(wú)崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，填埋區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)定，兩岸山體雄厚，巖體較完整。填埋垃圾后不會(huì)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(jì)按W度考慮，場(chǎng)地適宜建設(shè)。(7) 交通、給排水、供電條件：擬建場(chǎng)地北側(cè)約 1000m處有渝長(zhǎng)公路通過(guò)，交通條件較為便利。場(chǎng)區(qū)給水、供電可以引自石船鎮(zhèn)引入，場(chǎng)區(qū)雨水可通過(guò)附近的沖溝，就近排入御臨河。(8) 場(chǎng)區(qū)氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)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(diǎn)，常年平均氣溫17 18C，年平均降水量 986 1282mm 30年一遇最大小時(shí)降雨量為