某50萬人口城市垃圾填埋場課程設(shè)計(jì)

..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：XX：海小胖指導(dǎo)教師：科技師大學(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燃燒………………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工程背景………32.2工程設(shè)計(jì)原始資料……………32.3工程設(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…………54.1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..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效勞的活動中產(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)、效勞業(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、玻璃瓷碎片、庭院廢物、廢舊家用電器、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?！?〕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)展嚴(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?！?〕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，危害人體安康；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?！?〕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)反響生成有毒氣體，擴(kuò)散到大氣中危害人體安康。1.2生活垃圾處理與處置方法1.2.1燃燒燃燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定量的過?？諝馀c被處理的有機(jī)廢物在燃燒爐進(jìn)展氧化燃燒反響，廢物中有還有毒物質(zhì)在800——1200℃的高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時(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。在每天操作完畢或每隔一定時(shí)間用土覆蓋，使整個過程對公共平安及環(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)，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工程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，在各興旺國家應(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，到達(dá)90%以上。雖然隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的開展，在未來的20年，在擬建的垃圾處理工程中，填埋比例會稍有下降，但仍有大約75%的工程采用填埋方式。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工程設(shè)計(jì)原始資料〔1〕該城市效勞人口50萬人，現(xiàn)狀垃圾產(chǎn)量1.0～1.5kg/d?人，垃圾壓實(shí)密度600kg/m3，垃圾場效勞年限為10～15年?！?〕氣象資料：該城市位于我國北方，地處中緯度平原地區(qū)，溫帶季風(fēng)氣候，四季清楚，晝夜溫差大，無霜期短，多年平均氣溫4~15℃。多年平均降水量為460~600mm。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)?！?〕場址概況：填埋場庫區(qū)周圍匯水面積0.6km2。場底表土厚度0.5~4.6m不等，平均2.2m。土壤滲透系數(shù)為6.0×10-4m/s。場址地下水穩(wěn)定水位埋深0.8m。2.3工程設(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)；圖面整潔、布局合理、圖中線型和尺寸標(biāo)注符合要求；整個設(shè)計(jì)過程嚴(yán)格遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?！?〕設(shè)計(jì)說明書要求容完整、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。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)方案確實(shí)定及具體技術(shù)指標(biāo)的選用原那么和技術(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)算及主要尺寸確實(shí)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?！?〕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〕構(gòu)造圖。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那么是應(yīng)以合理的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方案，盡量少的投資，到達(dá)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因素?！?〕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)?！?〕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)開展規(guī)劃的需要，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，包括一個適當(dāng)大小的緩沖帶，并且一個場地至少要運(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，建立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?！?〕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，原那么上的地形的自然坡度不應(yīng)大于5%?！?〕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?！?〕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)見的未來建立水庫或人工蓄水淹沒和保護(hù)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。最正確的填埋場場址位置是在封閉的流域，這對地下水資源造成的風(fēng)險(xiǎn)最小?！?〕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根底上，天然地層的滲透性系數(shù)最好能到達(dá)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)開展規(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)議來到達(dá)，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〕野外勘探；〔3〕預(yù)選場地的社會、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)垃圾填埋場效勞年限為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/m3r－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)"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，場底根底外表經(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?？v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)建立中，長寬一般為300～400m或更大，如按2%坡度進(jìn)展設(shè)計(jì)，那么場區(qū)兩端高差在6～8m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)兩端高差過大會造成較大的困難。根據(jù)XX填埋場〔莊〕建立經(jīng)歷，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。為確保填埋場平安，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)展平整，取土同時(shí)作為坑四壁局部填土、每日覆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，主要利用填埋場根底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，以到達(dá)將填埋氣體和垃圾滲濾液控制在填埋場之的目的，同時(shí)也有阻止周圍地下水流入填埋場的功能。防滲層的建立方法多種多樣，采用何種工藝方法建立防滲層是設(shè)計(jì)中的重要容，不管使用什么方法、什么材料，最終到達(dá)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?！?〕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?！?〕場地條件及氣候條件?！?〕建立費(fèi)用。防滲材料的選擇既要到達(dá)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，但必將提高建立費(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，還有改進(jìn)土〔如改進(jìn)膨潤土等〕；人工合成材料種類很多，如高密度聚氯乙烯〔HDPE〕、低密度聚氯乙烯〔LDPE〕、聚氯乙烯(PVC)膜等，但近二十年來，國外填埋場最常用的是高密度聚氯乙烯〔HDPE〕膜。實(shí)際上，大局部填埋場所選用的防滲層材料均是黏土和HDPE膜?！?〕黏土粘土是土襯層中最重要的局部，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?！?〕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料，它能有效阻止?jié)B濾液的滲漏。美國環(huán)保署于1982年停頓單獨(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)展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)和性能的比照方表2.2所示。表2.2HDPE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)用圍HDPE膜1×〔10-13-10-14〕較小較差整個基底層防滲壓實(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，但平安系數(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)合防滲層是多層構(gòu)造的防滲系統(tǒng)，各層次具有一定的功能，提高了防滲系統(tǒng)的平安性。由于各國國情不同，目前復(fù)合防滲層的構(gòu)造還沒有統(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，防滲透層構(gòu)造也不盡一樣，但總的說來一個完整的復(fù)合防滲系統(tǒng)應(yīng)包含以下幾個層次：〔1〕滲濾液排水層該層上部直接與垃圾接觸，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，粗砂層按一定間距設(shè)置排水盲溝，盲溝設(shè)穿孔管，聚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)防滲層的平安的，如在HDPE膜上下覆蓋無紡?fù)凉げ伎煞乐鼓け讳h利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?！?〕防滲層該層主要由防滲材料構(gòu)成，從國外工程實(shí)例來看，該層的構(gòu)造千差萬別，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層組成雙層復(fù)合襯墊的。總的來講，該層至少應(yīng)設(shè)一層土工膜，防滲層層數(shù)越多，平安性能越強(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，因此選擇在沙坑滿鋪雙層復(fù)合防滲層已保證垃圾產(chǎn)生的滲濾液不會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?！?〕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，具體構(gòu)造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、碾壓，筑成符合要求的坡度。地基的處理必須符合整個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?！?〕邊坡上的防滲層與填埋場坑底防滲層的構(gòu)造不同，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，外表再鋪設(shè)500mm厚粘土保護(hù)層?！?〕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)間及流動方向等有關(guān)；當(dāng)填埋場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；(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)組分在填埋場分解時(shí)會產(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)性酸的存在可能會產(chǎn)生高的CODCr和BOD5；BOD5/CODCr值的上下與滲濾液處理工藝方法的選擇密切相關(guān)。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，滲濾液中還存在溶解性磷酸鹽的缺乏、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正常運(yùn)行，收集并將填埋場滲濾液排至場外指定地點(diǎn)，防止?jié)B濾液在填埋場底部蓄積。滲濾液的蓄積會引起以下問題：1、場水位升高導(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)兩局部組成，匯流系統(tǒng)的主體是滲濾液導(dǎo)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?！?〕第一塊填埋區(qū)填埋場的效勞年限為15年，填埋庫區(qū)分三塊，分別進(jìn)展填埋。第一塊填埋區(qū)的效勞年限為5年，那么第一塊庫區(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)效勞年限為3年第二塊庫區(qū)面積為C2=C1×0.6=0.6×0.4=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：滲濾液最大日產(chǎn)量：〔3〕第三塊填埋區(qū)第三塊填埋區(qū)效勞年限為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=1000m3/d，那么：V=〔Qmax-Q〕×5=〔31168.418—1000〕×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0.5m,那么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,那么L=18855.26/260=73.520m取整得，池的實(shí)際尺寸：長×寬×高=73m×260m×8.5m6.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，水蒸氣含量到達(dá)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，不能對其無視。6.2填埋氣體產(chǎn)生量的預(yù)測垃圾在第t年的產(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—?dú)怏w產(chǎn)生潛力，m3/t;取160m3/tK—?dú)怏w產(chǎn)氣常數(shù)，1/a，取0.06；t—年份，a。e—取2.72變量取值圍建議數(shù)值潮濕氣候中濕度氣候干旱氣候L0〔m3/t〕0~312140~180140~180140~180K〔1/a〕0.003~0.40.10~0.350.05~0.150.002~0.10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=﹙600×494270.83/1000﹚×160×0.06×2.72—0.06/10000=268.11萬m3/a年數(shù)填埋廢物的體積〔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766776.29460065.7742550.11610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)可分為主動式和被動式兩種，被動式收集系統(tǒng)利用垃圾體的氣體壓力來收集填埋氣體，主動收集系統(tǒng)那么是采用抽真空的方法來控制氣體的流動。主動氣體收集系統(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〔回收或燃燒〕以及氣體監(jiān)測設(shè)備等組成。被動收集設(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)也比擬簡單。假設(shè)將排氣口與帶閥門的管子連接，被動收集系統(tǒng)即可轉(zhuǎn)變成主動收集系統(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)展綜合考慮，確定最正確方案。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，開場對氣體進(jìn)展主動回收利用。主要以主動導(dǎo)排方式為主。目前，國收集垃圾沼氣的垃圾填埋場較少，其收集方式根本是參照國外的經(jīng)歷。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，以收集填埋場的沼氣；而水平收集是在垃圾填埋過程中，在垃圾填埋作業(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)展沼氣的收集，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。而水平收集那么比擬適用在未封場的垃圾場上或者正在進(jìn)展作業(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)比照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。即主動導(dǎo)排豎向收集方式。填埋氣體處理工藝流程如下圖。填埋氣填埋氣收集井收集井匯流中轉(zhuǎn)器匯流中轉(zhuǎn)器輸氣管輸氣管抽氣機(jī)〔或氣泵〕抽氣機(jī)〔或氣泵〕自動點(diǎn)燃放空氣體凈化設(shè)備自動點(diǎn)燃放空氣體凈化設(shè)備氣體凈化設(shè)備氣體凈化設(shè)備氣體加壓機(jī)氣體加壓機(jī)CO2燃汽輪機(jī)〔或氣體內(nèi)燃機(jī)〕燃汽輪機(jī)〔或氣體內(nèi)燃機(jī)〕發(fā)電機(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)為主動導(dǎo)排，根據(jù)規(guī)井距為90~100m，取90m，那么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；減少場地的外表侵蝕。覆蓋層由下至上有三局部組成：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)≤10－7cm/s，壓實(shí)厚度為0.6m的粘土層。自然土層，為生態(tài)修復(fù)植物種植的根底層，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