垃圾的衛(wèi)生填埋

貴州工業(yè)職業(yè)技術學院課題名稱：固體廢物處理工程設計任務書設計題目：X市生活垃圾填埋場設計專業(yè)：水環(huán)境監(jiān)測與保護班級：1024A姓名：胡一鳴學號：3331024114指導老師：符露TOC\o"1-5"\h\z［摘要］ 3［關鍵詞］: 3\o"CurrentDocument"工程概況 3\o"CurrentDocument"1.1項目背景 3\o"CurrentDocument"1.2工程設計的主要內容 41.3設計規(guī)模 4\o"CurrentDocument"總圖布置 4\o"CurrentDocument"2.1垃圾填埋場的資料 4\o"CurrentDocument"2.2設計注意事項 42.3選址的考慮因素 5填埋作業(yè)工藝 6\o"CurrentDocument"防滲工程與滲濾液處理設計 74.1防滲工程 74.1.1防滲材料 7\o"CurrentDocument"4.1.2防滲結構 74.2滲濾液收集導排系統(tǒng) 74.2.1滲濾液導流層（即主濾液收集層和次濾液收集層）....7\o"CurrentDocument"4.2.2滲濾液導滲盲溝 7\o"CurrentDocument"4.3地下水導排系統(tǒng) 74.4滲濾液處理工程 84.4.1垃圾滲濾液 84.4.2垃圾滲濾液產(chǎn)生量計算 8\o"CurrentDocument"4.4.3垃圾滲濾液處理工藝方案 9\o"CurrentDocument"填埋氣體收集與利用設計 10\o"CurrentDocument"5.1填埋氣體的主要組成 10\o"CurrentDocument"5.2填埋氣體收集方式 10\o"CurrentDocument"5.3冷凝液收集和排放 10\o"CurrentDocument"5.4氣體輸送系統(tǒng) 11\o"CurrentDocument"5.5填埋氣體的利用 11\o"CurrentDocument"封場工程 1.2\o"CurrentDocument"總結 13\o"CurrentDocument"參考文獻 13X市垃圾衛(wèi)生填埋場設計［摘要］:本工程設計的主要內容包括：城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場處理總平面布置（選址和場區(qū)總體設計等等），填埋工藝，防治工程，滲濾液收集導排工程，滲濾液處理工程，填埋氣體收集與利用設計、封場工程等等。［關鍵詞］：垃圾衛(wèi)生填埋設計滲濾液氣體工程概況1.1項目背景隨著經(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。而目前市內還沒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)生要求遠達不到環(huán)境法規(guī)的衛(wèi)生標準。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，使土壤失去應有的功能。目前，國內外對生活垃圾的處理方式基本分為三種，一是衛(wèi)生填埋法，二是焚燒法，三是堆肥法。考慮到國內的具體情況，在此介紹的填埋場采用衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋又稱為土地填埋，是為了保護環(huán)境，按照工程理論和土木標準，對生活垃圾進行有效控制的一種科學工程方法。衛(wèi)生填埋分為厭氧填埋、好氧填埋和準好氧填埋三種類型。其中好氧填埋類似高溫堆肥，最大優(yōu)點是可以減少因垃圾降解過程滲出液積累過多造成的地下水污染，其次好養(yǎng)填埋分解速度快，所產(chǎn)生的高溫可有效地消滅大腸桿菌和部分致病細菌；但好養(yǎng)填埋處置工程結構復雜，施工難度大、投資費用高，較難于推廣。準好養(yǎng)場地介于好養(yǎng)和厭養(yǎng)之間，也存在類似好養(yǎng)填埋的問題，使用不多。厭養(yǎng)填埋是國內采用最多的填地形式，具有結構簡單、操作方便、工程造價低、可回收甲烷氣體等優(yōu)點，故該設計采用厭氧填埋方法。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)重大的災難，故建立生活垃圾填埋場處理工程。1.2工程設計的主要內容城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場處理工程設計的主要內容包括：總平面布置（選址和場區(qū)總體設計等等），填埋工藝，防治工程，滲濾液收集導排工程，滲濾液處理工程，地下水、地表水導排處理工程，填埋氣體收集與利用設計、封場工程等1.3設計規(guī)模(場地容量的確定)衛(wèi)生填埋場地容量的確定與所在區(qū)域的人口數(shù)量、固體廢物的產(chǎn)率、固體廢物填埋的高度、廢物與覆蓋材料之比及填埋后的壓實密度等有關。X市服務人口55萬，以3.58%的增長率發(fā)展。12年后到達81萬人?，F(xiàn)狀垃圾產(chǎn)量人均每天產(chǎn)垃圾量1.44kg/d.人，并且垃圾量以人均產(chǎn)量2%的增長。十年后到達1.70kg每人每天。垃圾填滿場服務年限12年。根據(jù)公式可以得出垃圾填埋場的面積是：V=365WP/D+C式中V一每年填埋的垃圾體積，m3；W一垃圾產(chǎn)率，kg/(人?d)；D—填埋后廢物的壓實密度，kg/m3；(垃圾的自然容重約0.4t/m3，壓實后達0.8t/m3,經(jīng)過自然腐化后繼續(xù)沉實，最終(1?2年后)容重0.9?1t/m3。垃圾的最終容重按0.9t/m3計)。P一城市人口數(shù)，人；C一覆土體積，m3。用衛(wèi)生土地填埋法處置，覆土與垃圾之比為1：4V=總圖布置2.1垃圾填埋場的資料氣候氣象：全年氣候四季分明，溫暖潮濕。屬于亞熱帶季風山地氣候區(qū)。并有獨特的小氣候特征。歷年平均降水量在1454毫米。在7到9月較集中。蒸發(fā)量平均1309.6毫米。地形地貌：屬于中低山丘陵，小部分平原。地勢西高東低。有較多的溶洞。又有河谷平原分布。2.2設計注意事項垃圾填埋場不應設置的地區(qū)地下水集中供水水源地及補給區(qū)；洪泛區(qū)和泄洪道；填埋庫區(qū)與污水處理區(qū)邊界距居民居住區(qū)或人畜供水點500m以內的地區(qū)；填埋庫區(qū)與污水處理區(qū)邊界距河流和湖泊50m以內的地區(qū)；填埋庫區(qū)與污水處理區(qū)邊界距民用機場3km以內的地區(qū)；活動的坍塌地帶，尚未開采的地下蘊藏區(qū)、灰?guī)r坑及溶巖洞地區(qū)；珍貴動植物保護區(qū)和國家、地方自然保護區(qū)；公園，風景、游覽區(qū)，文物古跡區(qū)，考古學、歷史學、生物學研究考察區(qū);軍事要地、基地，軍工基地和國家保密地區(qū)。2.3選址的考慮因素埋場的選址總原則是應以合理的技術、經(jīng)濟方案，盡量少的投資，達到最理想的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)保護環(huán)境的目的。必須加以考慮的因素有：運輸距離、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?shù)丨h(huán)境條件以及填埋場封場后場地是否可被利用。（1）運輸距離：運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。盡管運輸距離越短越好，但也要綜合考慮其他各個因素。（2）場址限制條件：場址至少應位于居民區(qū)1km（參照德國標準）以外或更遠。（3）可用土地面積：填埋場場地應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發(fā)展規(guī)劃的需要，應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，包括一個適當大小的緩沖帶，并且一個場地至少要運行十年。（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，建設出入填埋場的道路和使用長距離的運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大于5%。（6）氣候條件:填埋場場址的選擇應考慮在溫和季節(jié)的主導風向。（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高泛濫區(qū)或最大洪泛區(qū)之外，或應在可預見的未來建設水庫或人工蓄水淹沒和保護區(qū)之外。填埋場的場地必須是位于飲用水保護區(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，這對地下水資源造成的風險最小。（8）地質和水文地質條件：場址應選在滲透性弱的松散巖層基礎上，天然地層的滲透性系數(shù)最好能達到10-m/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，應在城市工農(nóng)發(fā)展規(guī)劃區(qū)、風景規(guī)劃區(qū)、自然保護區(qū)之外；印在供水水源保護區(qū)和供水遠景規(guī)劃區(qū)之外；應具備較有利交通條件。（10）地方公眾：可通過自發(fā)的協(xié)議來達到，也可在廢物處理合同中加以規(guī)定。

3.填埋作業(yè)工藝垃圾的填埋工藝總體上服從三化（即減量化、無害化、資源化）的要求。衛(wèi)生填埋通常是每天把運到填埋場，經(jīng)性質和計量判定后進入填埋場內。垃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⑶。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0.8t/m3。每層垃圾厚度為2.5?3.0m，每層覆土礦為15?30cm，通常四層厚度組成一個大單元，上面覆蓋土在45?50cm。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進入排水溝或邊溝等，以減少雨水滲入垃圾體內，前后上部的連線呈一定坡度。外坡為1：4,頂坡不小于2%。單元厚度達到設計厚度后，可進行臨時封場，在其上面覆蓋45?50cm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。最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)。為最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)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)道路結合起來實施。第一次到達的填埋作業(yè)高度為距離平地絕對標高2m而后開始第二層填埋作業(yè)單元的設置。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氣石籠中間的垂直氣井，將導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)。其填埋作業(yè)工藝流程圖如圖3.1所示：垃圾車―垃圾車―k性質檢查與計重——K——《卸料―1^推鋪——K——"壓實m滅握11 1' 11污水枚集日很擊裕氣導排污水回灌及中間覆蓋 沼氣發(fā)電處理 達標后排放或利用返回<=/ r k終場覆蓋B種植綠化4.防滲工程與滲濾液處理設計4.1防滲工程4.1.1防滲材料目前，從國內外的實踐實用看來，用于垃填埋場應用最廣泛最成圾衛(wèi)生功的的是高密度聚乙烯（HDPE）膜，與其它防滲材料相比，它具有最好的耐久性；從防滲性能和經(jīng)濟實用角度考慮，此工程采用1.5mm厚度的高密度聚乙烯（HDPE）膜較為適當。從磨擦性能及安全性的角度出發(fā)，在坡面上采用毛面HDPE膜較好，但設計中由于有足夠的粘土層，所以此工程防滲主體結構全部采用1.5mm厚的光面HDPE膜。4.1.2防滲結構在垃圾填埋區(qū)場底、側坡和調節(jié)池內都安裝嚴密的防滲系統(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。此外還設置的收集層。場底結構從上到下依次為：過濾層、主濾液收集層、保護層、主防滲層、次防滲層、保護層、構建底面。其相應的防滲材料設置依次為：輕型工布土、厚度為600mm碎石導流層、500g/m2無紡土工布層、1.5mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的無紡土工布層、1.5mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的無無紡土工布層、地基土。4.2滲濾液收集導排系統(tǒng)4.2.1滲濾液導流層（即主濾液收集層和次濾液收集層）滲濾液主收集層：在無紡土工布保護層上鋪設600mm的碎石層，粒徑要求20?40mm，按上粗下細進行鋪設，防止填埋的垃圾堵塞礫石縫從而影響滲濾液導流的效果。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。4.2.2滲濾液導滲盲溝滲濾液導滲盲溝負責滲濾液的最終排放，將其從場區(qū)內排往滲濾液沉淀池和調節(jié)池進行處理。為了便于滲濾液的收集排放，在各區(qū)分別設置縱向盲溝，其中主收集層鋪設直徑為250mm的穿孔花管，由導流層形成盲溝斷面，并用150g/m2織質土工布包裹。次盲溝由透水和受垃圾沉降影響小的透水軟管組成。當次盲溝鋪好之后再開始進行中間覆蓋。4.3地下水導排系統(tǒng)填埋場的工藝設計必須考慮對填埋庫區(qū)底部可能存在的地下水進行導排。地下水導排溝位于滲濾液主導排溝下約2m處。先在溝內鋪設反濾150g/m2土工布，然后再鋪設DN200的HDPE穿孔花管，最后回填級配碎石到地下水導排溝溝頂。4.4滲濾液處理工程4.4.1垃圾滲濾液垃圾滲濾液呈淡茶色或暗褐色，色度在2000~4000之間。有濃烈的腐化臭味，成分復雜，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，BOD和COD濃度也遠超一般的污水.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)生量的關鍵因素。垃圾在填埋場產(chǎn)生的滲濾液與時間的關系可分為以下幾個階段：調整期：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。過渡期：本階段濾液中的微生物由好氧性逐漸轉變?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。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，BOD/COD為0.4?0.6,可生化性好，顏色很深，屬于初期的滲濾液。5 一.一 甲烷形成期：此階段有機物經(jīng)甲烷菌轉化為CH和CO，pH值上升，COD濃度急劇降低，BOD/COD為0.1?0.01，可生化性較差，屬于后期滲濾液。成熟期：此時滲濾液中的可利用成分大減少，細菌的生物穩(wěn)定作用趨于停止，并停止產(chǎn)生氣體，系統(tǒng)由無氧轉為有氧態(tài)，自然環(huán)境得到恢復。4.2.2滲濾液產(chǎn)生量計算滲濾液的產(chǎn)生量估算方法主要有水平衡計算法、年平均降水量法、幾年概率降水量法等。對于新建城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場，我們對滲濾液的產(chǎn)生量估算采用經(jīng)驗公式法（浸出系數(shù)法），在設計中采用的計算公式如下：Q=1/1000XCIAQ 滲濾液產(chǎn)生量，m3/d；C——作業(yè)單元流出系數(shù)，％，一般取0.2-0.8I——多年平均降雨量的最大月份降雨量的日平均值，mm/d；A——填埋場集水面積,m2；注：1.計算日最大滲瀝液產(chǎn)生量，則需將上式中的I采用最大月平均降雨量轉換為日平均降雨量（mm/d）。滲出系數(shù)R的取值：按照經(jīng)驗公式,其取值范圍在0.2-0.8之間，一般當降雨量二蒸發(fā)量時取C=0.5；當降雨量〈蒸發(fā)量時取C1<0.5；當降雨量〉蒸發(fā)量時取C>0.5。C一般按照C=0.6C的原則取值。 11 2 2 14.4.2垃圾滲濾液處理工藝方案從國內外滲濾液水質監(jiān)測將資料分析，滲濾液中BOD/COD=0.2?0.8。開始時 5 一一— .. 一.一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，其流量和負荷在不斷變化。故此工程擬采用生物處理與物化處理相結合的方法，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)揮到最大限度⑼。采用的設備有EGSB反應器和微濾裝置（CMF）等。其污水處理工程擬采用EGSB反應器CASS反應池微濾裝置（CMF）生物濾池反滲透（RO）的聯(lián)合工藝，如圖4.1所示：5.填埋氣體收集與利用設計5.1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。其中最主要的是甲烷和二氧化碳氣體⑵。它的典型特征為：溫度達43?49°C,相對密度約1.02?1.06,為水蒸氣所飽和，高位熱值在15630?19537kJ/m3。那當然填埋場產(chǎn)生的微量氣體雖然很少，但其成分復雜，毒性較大，不能對其忽視。5.2填埋氣體收集方式本工程采用LFG主動控制系統(tǒng)，即在填埋場內鋪設一些垂直的導氣井（見附圖3）或水平的盲溝，用管道將這些導氣井和盲溝連接至抽氣設備，利用抽氣設備對導氣井和盲溝抽氣，將LFG抽出來。由于本垃圾填埋場面積大，填埋量大，采用水平收集盲溝易使空氣進入抽氣系統(tǒng)，故此工程采用垂直抽氣井抽氣?？紤]到填埋厚度和填埋規(guī)模等因素，選擇采用垃圾單元封閉后鉆井下管統(tǒng)一收集填氣體。填埋氣體主動控制系統(tǒng)主要由抽氣井、集氣管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、氣體處理站以及氣體監(jiān)測設備等組成。通常，填埋氣體主動控制系統(tǒng)又分為內部填埋氣體收集系統(tǒng)和邊緣填埋氣體收集系統(tǒng)兩類。內部填埋氣體收集系統(tǒng)：該系統(tǒng)常用來回收填埋氣體、控制臭味和地表排放，如附圖邊緣填埋氣體主動收集系統(tǒng)：此系統(tǒng)主要是回收并控制填埋氣體的橫向地表遷移。采用周邊抽氣井抽氣。5.3冷凝液收集和排放填埋氣體在輸送過程中，會逐漸變涼而產(chǎn)生含有多種有機和無機化學物質及具有腐蝕性的冷凝液。這些冷凝液能起管道振動，限制氣流，增加壓力差，阻礙系統(tǒng)運行。為此要設置冷凝液收集系統(tǒng)，一般冷凝液收集井安裝在氣體收集管道的最低處，避免增大壓差和產(chǎn)生振動。5.4氣體輸送系統(tǒng)收集的氣體最終匯集到總干管，經(jīng)鼓風機將其輸送到燃氣發(fā)電廠。其輸送管道材料采用PE。5.5填埋氣體的利用因填埋場工程較大，處理的垃圾量也較大，產(chǎn)生的沼氣數(shù)量可觀，持續(xù)的時間長，所以本工程主要把填埋氣體用作發(fā)電。其總的氣體處理與利用工藝流程如圖5.1所示：燃燒器 自動點燃放空填埋氣體=收集井豈收集管二匯流中轉器二轉氣管二抽氣機上幽發(fā)電機t燃氣輪機t氣體加壓機t儲氣柜t氣體■凈化設備圖T16.封場工程填埋場最終覆蓋系統(tǒng)主要組成有：表土層、保護層、排水層、屏障層和基礎層/氣體收集層等5層。采用的終場覆蓋材料壓實粘土、土工膜、土工合成粘土層三者。這三種聯(lián)合使用以達到最好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益[14]本填埋場的最終覆蓋系統(tǒng)從上到下分別為：15cm帶有會淺根植被的表土層，60cm保護層，HDPE土工膜，土工網(wǎng)排水層，45cm壓實粘土層。1.15cm帶有會淺根植被的表土層：其作用于促進植物生長并保護屏障層，提供一定的持水能力。60cm保護層：其作用為將滲入覆蓋層的水分貯存起來直到通過植物的蒸騰作用散失；將垃圾和掘地動物以及植物根系隔離開來；使人和垃圾接觸的可能性減少；保護覆蓋系統(tǒng)中下面各層免受過度干濕交替和冰凍的影響而導致覆蓋材料破裂損壞；側向排水。HDPE土工膜：采用與基礎襯墊系統(tǒng)的防滲材料一致的1.5mm光面高密度（HDPE）膜，使其與上下方的粘土層結合形成復合防滲結構。土工網(wǎng)排水層：采用有土工布濾層的土工網(wǎng)，其作用為降低其下面屏障層的水頭，從而使?jié)B過覆蓋系統(tǒng)的水分最小化；降低覆蓋材料中孔隙水的壓力，提高邊坡的穩(wěn)定性。5.45cm壓實粘土層：壓實粘土的還是具有一定的防滲作用，與HDPE土工膜結合使用，既經(jīng)濟又方便。封場后還必須對其進行維護，包括場地維護和污染治理的繼續(xù)運行和監(jiān)測。具體為：滲濾液處理系統(tǒng)運行和監(jiān)測、滲濾液調節(jié)池臭氣處理系統(tǒng)運行和監(jiān)測、填埋氣體導排與利用系統(tǒng)運行