課程設(shè)計(jì)報(bào)告垃圾填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)

./技術(shù)資料目錄設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1、緒論1.1生活垃圾1.2生活垃圾處理與處置方法1.3衛(wèi)生填埋場(chǎng)概述2、工程概況2.1項(xiàng)目背景2.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)原始資料2.3項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)3、填埋場(chǎng)的選址3.1選址的考慮因素3.2選址的程序3.3地址的選定與所需的容積4.填埋場(chǎng)的地基與防滲4.1填埋區(qū)基底工程4.2填埋場(chǎng)的防滲系統(tǒng)4.3防滲材料4.4防滲系統(tǒng)的構(gòu)造5.滲濾液的產(chǎn)生及收集處理5.1垃圾滲濾液概念和來(lái)源5.2垃圾滲濾液的水質(zhì)特征5.3滲濾液收集系統(tǒng)5.4滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算滲濾液調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)6.填埋氣體的產(chǎn)生與收集處理6.1填埋氣的組成6.2填埋氣體產(chǎn)生量的預(yù)測(cè)6.3填埋場(chǎng)氣體的收集與導(dǎo)排填埋場(chǎng)的導(dǎo)排方式及選擇填埋場(chǎng)氣體收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.終場(chǎng)覆蓋7.1填埋場(chǎng)封場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.2填埋場(chǎng)封場(chǎng)后的土地回用8.封場(chǎng)后續(xù)工作結(jié)語(yǔ)參考文獻(xiàn)附圖主要符號(hào)說(shuō)明1、緒論1.1生活垃圾概述1.1.1生活垃圾生活垃圾,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。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(guò)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)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(duì)大氣環(huán)境的影響：對(duì)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,使植物衰敗；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焚燒焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù),即以一定量的過(guò)?？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800——1200℃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(lái)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(guò)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。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(duì)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(guò)程對(duì)公共安全及環(huán)境均無(wú)危害"[1]的一種土地處理垃圾方法。固體廢物填埋場(chǎng)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。[2]山谷型填埋場(chǎng)〔圖1地上式填埋場(chǎng)〔圖2半地上半地下式填埋場(chǎng)〔圖32、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(wú)疑占據(jù)著舉足輕重的位置,從全球來(lái)看,填埋大約占到70%左右,在各發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)、意大利年衛(wèi)生填埋處置量占其總處置量的90%美國(guó)處置量為72%,西班牙處置量為75%,德國(guó)1993年衛(wèi)生填埋處置量占73%。美國(guó)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(chǎng)選址、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、水氣監(jiān)測(cè)、環(huán)境美化,封閉性監(jiān)測(cè)以及維護(hù)年限的法規(guī)[3]。而在我國(guó),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(lái)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(guó)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(zhǎng)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(chǎng),其日處理能力都達(dá)上千噸,總填埋庫(kù)容達(dá)數(shù)千萬(wàn)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60萬(wàn)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(chǎng)服務(wù)年限為10~20年?！?氣象資料：該城市位于我國(guó)北方,地處中緯度平原地區(qū),溫帶季風(fēng)氣候,四季分明,晝夜溫差大,無(wú)霜期短,多年平均氣溫4~15oC。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(chǎng)址概況：填埋場(chǎng)庫(kù)區(qū)周圍匯水面積0.6km2。場(chǎng)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(chǎng)址地下水穩(wěn)定水位埋深0.8m〔4距離填埋場(chǎng)5km處有城市污水處理場(chǎng),緊挨填埋場(chǎng)有水、電源及公路。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(shuō)明書(shū)簡(jiǎn)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(guò)程嚴(yán)格遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?！?設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(wèn)題。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(shū)、設(shè)計(jì)計(jì)算框圖、小結(jié)及參考文獻(xiàn)等。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(shuō)明〔3設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)包括填埋場(chǎng)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(chǎng)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?！?設(shè)計(jì)圖紙包括垃圾填埋場(chǎng)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)圖。圖紙要求至少3張,其中2＃圖紙2張,3＃圖紙1張,手繪和計(jì)算機(jī)繪圖應(yīng)至少各一張。3.填埋場(chǎng)的選址3.1選址的考慮因素[4]填埋場(chǎng)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(chǎng)址限制條件、可以使用的土地容積、入場(chǎng)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(chǎng)封場(chǎng)后場(chǎng)地是否可被利用?！?運(yùn)輸距離：運(yùn)輸距離是選擇填埋場(chǎng)地的重要因素,對(duì)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?！?場(chǎng)址限制條件：場(chǎng)址至少應(yīng)位于居民區(qū)1km〔參照德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)以外或更遠(yuǎn)?！?可用土地面積：填埋場(chǎng)場(chǎng)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(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)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(méi)有填埋場(chǎng)大小的法律規(guī)定,填埋場(chǎng)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(chǎng)地至少要運(yùn)行五年?！?出入場(chǎng)地道路：由于通常適合填埋場(chǎng)的場(chǎng)地不再城市已建的道路附近,因此,建設(shè)出入填埋場(chǎng)的道路和使用長(zhǎng)距離的運(yùn)輸車成為填埋場(chǎng)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,原則上的地形的自然坡度不應(yīng)大于5%?！?氣候條件:填埋場(chǎng)場(chǎng)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(chǎng)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(jiàn)的未來(lái)建設(shè)水庫(kù)或人工蓄水淹沒(méi)和保護(hù)區(qū)之外。填埋場(chǎng)的場(chǎng)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(guò)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(chǎng)場(chǎng)址位置是在封閉的流域內(nèi),這對(duì)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(chǎng)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〔9但地環(huán)境條件：填埋場(chǎng)場(chǎng)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(guò)自發(fā)的協(xié)議來(lái)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野外勘探〔3預(yù)選場(chǎng)地的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和法律條件調(diào)查〔4預(yù)選場(chǎng)地可行性研究報(bào)告〔5預(yù)選場(chǎng)地的初堪工作〔6預(yù)選場(chǎng)地的綜合地質(zhì)條件評(píng)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(chǎng)服務(wù)年限為15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1.2kg/d*人每年所需的場(chǎng)地體積為：式中： W－垃圾產(chǎn)生率<kg∕d?人>； P－城市人口；D－壓實(shí)后垃圾的密度<kg∕m3>；r－覆土與垃圾之比。每年所需的場(chǎng)地面積為：第一年填埋的廢物體積為：設(shè)城市生活垃圾的年增長(zhǎng)速率為5%〔自定填埋的總廢物體積為=593125+622781.25+653920.3125+686616.3281+720947.1445+756994.5018+794844.2268+834586.4382+876315.7601+920131.1255+966138.1255+1014445.032+1065167.648+1118425.648+1174346.93=12798785.47m填埋庫(kù)容占體積的70%-90%,取80%填埋場(chǎng)預(yù)計(jì)填埋深度8-10m,取10m填埋用地面積為A=V/H=15998481.84/10=1599848.1844.填埋場(chǎng)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》規(guī)定,場(chǎng)底地基是具有承載能力的自然土層或經(jīng)過(guò)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(chǎng)底變形、斷裂,場(chǎng)底基礎(chǔ)表面經(jīng)碾壓后,方可在其上貼鋪人工襯里。場(chǎng)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)建設(shè)中,長(zhǎng)寬一般為300～400m或更大,如按2%坡度進(jìn)行設(shè)計(jì),則場(chǎng)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(chǎng)區(qū)兩端高差過(guò)大會(huì)造成較大的困難。根據(jù)北京填埋場(chǎng)〔安定、北神樹(shù)建設(shè)經(jīng)驗(yàn),垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)場(chǎng)底縱向主要坡度為1%～1.3%時(shí)可以保證滲濾液排順暢[5]。為確保填埋場(chǎng)安全,考慮到填埋場(chǎng)土體條件較差,需要對(duì)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(chǎng)的防滲系統(tǒng)填埋場(chǎng)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(chǎng)。場(chǎng)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(chǎng)的四周,主要利用填埋場(chǎng)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(chǎng)之內(nèi)的目的,同時(shí)也有阻止周圍地下水流入填埋場(chǎng)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、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(guó)要求Kf小于10-9m/s。[5]1>使用壽命。填埋場(chǎng)的使用壽命,封場(chǎng)后要求的防滲層的壽命,以及本身的可靠性。2>與填埋場(chǎng)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(chǎng)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(rùn)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(lái),國(guó)內(nèi)外填埋場(chǎng)最常用的是高密度聚氯乙烯〔HDPE膜。實(shí)際上,大部分填埋場(chǎng)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(chǎng)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(lái)說(shuō),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(cè)驗(yàn)證的,僅僅使用自然黏土襯層作為填埋場(chǎng)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料,它能有效阻止?jié)B濾液的滲漏。美國(guó)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(chǎng)的防滲材料,并規(guī)定所有填埋場(chǎng)必須有一層防滲襯墊,在填埋場(chǎng)封場(chǎng)后,也必須采用防滲層進(jìn)行封場(chǎng)以減少滲濾液的產(chǎn)生。[7]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(kāi)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(chǎng)一般采用1.5-2.5mm厚的HDPE膜作襯墊層。HDPE膜與壓實(shí)黏土的特點(diǎn)和性能[7]材料類型滲透系數(shù)K〔m/s對(duì)庫(kù)容的影響抗穿刺能力應(yīng)用范圍HDPE膜1×〔10-13較小較差整個(gè)基底層防滲壓實(shí)黏土1×〔10-6較大較好場(chǎng)底防滲4.4防滲系統(tǒng)構(gòu)造防滲層組成主要有以下6種類型1、單層HDPE膜防滲層2、壓實(shí)粘土防滲層3、雙層HDPE膜〔中間含HDPE網(wǎng)格與壓實(shí)粘土構(gòu)成的復(fù)合防滲層4、雙層HDPE膜與壓實(shí)粘土構(gòu)成的復(fù)合防滲層5、HDPE膜與壓實(shí)粘土構(gòu)成的復(fù)合防滲層6、雙層HDPE膜〔中間含HDPE網(wǎng)格防滲層單層HDPE膜防滲層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工容易、投資較省,但是其防滲安全性差,一旦HDPE膜某處受損,下面的自然土層滲透系數(shù)大,垃圾滲濾液很容易通過(guò)HDPE膜的破損處滲出,使整個(gè)防滲層失去防滲作用,這種防滲層目前也很少采用。復(fù)合防滲層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工也較難,投資相對(duì)較高,但其防滲安全性很高。因?yàn)榧词箚螌親DPE膜發(fā)生破損,但很快滲濾液會(huì)遇到另一層HDPE膜或者壓實(shí)粘土層,阻止?jié)B濾液繼續(xù)滲漏,整個(gè)防滲層仍能有效發(fā)揮防滲作用。復(fù)合襯里〔庫(kù)區(qū)底部系統(tǒng)示意圖[6]復(fù)合襯里〔庫(kù)區(qū)邊坡系統(tǒng)示意圖[6]單層襯里〔庫(kù)區(qū)底部系統(tǒng)示意圖[6]單層襯里〔庫(kù)區(qū)邊坡系統(tǒng)示意圖[6]4.5場(chǎng)地防滲系統(tǒng)法案的選定在本設(shè)計(jì)中根據(jù)所給的原始資料可以知道：土壤滲透系數(shù)為6.0×10-4m/s,故k=6.0×10-2>10-5場(chǎng)區(qū)地下水位較低,離地面僅0.8m,此填埋場(chǎng)沒(méi)有獨(dú)立的水文地質(zhì)單元,也無(wú)不透水層或弱透水層,因此也屬于滲透性場(chǎng)地,故不宜采用垂直防滲系統(tǒng),而采用水平防滲系統(tǒng)。由于度量粘土襯層滲透性的主要指標(biāo)是滲透系數(shù),根據(jù)《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》可知道,天然粘土類襯里的滲透系數(shù)不應(yīng)大于10-7cm/s并且要2米因原始資料中并未給出當(dāng)?shù)赝翆又刑烊徽惩恋臐B透系數(shù),對(duì)比以上所介紹的三種防滲材料性能并考慮施工中常用的材料,故排除了用天然材料作襯墊層的方案,而選擇了人工合成防滲膜。在人工合成防滲膜中選用了性能較優(yōu),國(guó)內(nèi)外使用經(jīng)驗(yàn)較多的高密度聚乙烯〔HDPE防滲膜。根據(jù)原始資料可知該填埋場(chǎng)土壤滲透系數(shù)為6.0×10-4m/s大于10-5cm/s,地下水穩(wěn)定水位平均埋深0.8m,即地下水位較高,場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件不好,因此選擇雙層襯里〔庫(kù)區(qū)底部系統(tǒng)示意圖[6]5.滲濾液的產(chǎn)生及收集處理5.1垃圾滲濾液概念和來(lái)源垃圾滲濾液是指超過(guò)垃圾所覆蓋土層飽和蓄水量和表面蒸發(fā)潛力的雨水進(jìn)入填埋場(chǎng)地后,瀝經(jīng)垃圾層和所覆蓋土層而產(chǎn)生的污水。滲濾液還包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所產(chǎn)生的水及浸入的地下水。城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的處理一直是填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理中非常棘手的問(wèn)題。主要來(lái)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(lái)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(chǎng)內(nèi)滲濾液水位低于場(chǎng)外地下水水位,并沒(méi)有設(shè)置防滲系統(tǒng)時(shí),地下水就有可能滲入填埋場(chǎng)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>覆蓋材料中的水分,與覆蓋材料的類型、來(lái)源以及季節(jié)有關(guān)；<6>垃圾在降解過(guò)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(chǎng)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(lái)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)[7],其水質(zhì)主要呈現(xiàn)以下特征：<1>CODCr和BOD5濃度高：在新的垃圾填埋場(chǎng),大量揮發(fā)性酸的存在可能會(huì)產(chǎn)生高的CODCr和BOD5；<2>BOD5與CODCr比值變化大：BOD5/CODCr值的高低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(chǎng)的使用年限有關(guān),對(duì)"年輕"填埋場(chǎng)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(duì)于"年老"填埋場(chǎng)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；<3>金屬含量高：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(guò)程中必須考慮對(duì)它們的去除；<4>營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào),氨氮的含量高：隨著填埋場(chǎng)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不足、堿度較高、無(wú)機(jī)鹽含量高的問(wèn)題[7]。5.3滲濾液收集系統(tǒng)收集系統(tǒng)的作用滲濾液收集系統(tǒng)應(yīng)保證在填埋場(chǎng)使用年限內(nèi)正常運(yùn)行,收集并將填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液排至場(chǎng)外指定地點(diǎn),避免滲濾液在填埋場(chǎng)底部蓄積。滲濾液的蓄積會(huì)引起下列問(wèn)題：1、場(chǎng)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(chǎng)的穩(wěn)定性受到影響；4、滲濾液有可能擴(kuò)散到填埋場(chǎng)外。收集系統(tǒng)的構(gòu)造[8]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(chǎng)底排水層組成。1、排水層：場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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、檢修設(shè)施以及監(jiān)測(cè)和控制裝置等。5.4滲濾液的計(jì)算滲濾液產(chǎn)生量的計(jì)算滲濾液的產(chǎn)生量為：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(chǎng)的服務(wù)年限為15年,填埋庫(kù)區(qū)分四塊,分別進(jìn)行填埋。第一塊填埋區(qū)的服務(wù)年限為4年,則第一塊庫(kù)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4年第二塊庫(kù)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)服務(wù)年限為4年第三塊庫(kù)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=255644.289+310737.231=566381.52滲濾液平均日產(chǎn)量：滲濾液最大日產(chǎn)量：〔4第四塊填埋區(qū)第四塊填埋區(qū)服務(wù)年限為3年第四塊庫(kù)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+第三塊填埋面積=255644.289+310737.231+377703.004=944084.524m滲濾液平均日產(chǎn)量：滲濾液最大日產(chǎn)量：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(chǎng)處理滲濾液的規(guī)模,因此設(shè)Q=1000m3V=〔Qmax-Q×5=〔64961.6244—1000×5=319808.122m調(diào)節(jié)池的水面面積A,調(diào)節(jié)池的有效水深H取5m,超高0.5mA=V/H=319808.122/5=63961.6244㎡調(diào)節(jié)池的長(zhǎng)度L.取調(diào)節(jié)池的寬度B為200mL=63961.6244/200=319.808取整得,池的實(shí)際尺寸：長(zhǎng)×寬×高＝320m×200m6.填埋氣體的產(chǎn)生與收集處理6.1填埋氣的組成填埋場(chǎng)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(duì)密度約1.02-1.06,水蒸氣含量達(dá)到飽和,高位熱值為15630-19537KJ/m36.2填埋氣體產(chǎn)生量的預(yù)測(cè)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160m3K—?dú)怏w產(chǎn)氣常數(shù),1/a,取0.06；t—年份,a。e—取2.72變量取值范圍建議數(shù)值潮濕氣候中濕度氣候干旱氣候L0〔m3/t0~312140~180140~180140~180K〔1/a0.003~0.40.10~0.350.05~0.150.002~0.10填埋場(chǎng)產(chǎn)期一級(jí)模型參數(shù)的建議值[8]第一年產(chǎn)氣量：G1=MtL0ke-kt=﹙600×593125/1000﹚×160×0.06×2.72—0.06=362.78萬(wàn)m3/a第二年產(chǎn)氣量：G2=G1+MtL0ke-kt=362.78+﹙600×622781.25/1000×160×0.06×2.72—﹙0.06×2﹚/10000=767.27萬(wàn)m3/a第三年產(chǎn)氣量：G3=G2+MtL0ke-kt=767.27+﹙600×653920.31/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×3﹚/10000=1218.26萬(wàn)m3/a第四年產(chǎn)氣量：G4=G3+MtL0ke-kt=1218.26+﹙600×686616.32/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×4﹚/10000=1721.10萬(wàn)m3/a第五年產(chǎn)氣量：G5=G4+MtL0ke-kt=1721.10+﹙600×720947.14/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×5﹚/10000=2281.76萬(wàn)m3/a第六年產(chǎn)氣量：G6=G5+MtL0ke-kt=2281.76+﹙600×756994.50/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×6﹚/10000=2906.88萬(wàn)m3/a第七年產(chǎn)氣量：G7=G6+MtL0ke-kt=2906.88+﹙600×794844.22/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×7﹚/10000=3603.87萬(wàn)m3/a第八年產(chǎn)氣量：G8=G7+MtL0ke-kt=3603.87+﹙600×834586.43/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×8﹚/10000=4380.99萬(wàn)m3/a第九年產(chǎn)氣量：G9=G8+MtL0ke-kt=4380.99+﹙600×876315.76/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×9﹚/10000=5247.45萬(wàn)m3/a第十年產(chǎn)氣量：G10=G9+MtL0ke-kt=5247.45+﹙600×920131.12/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×10﹚/10000=6167.53萬(wàn)m3/a第十一年產(chǎn)氣量：G11=G10+MtL0ke-kt=6167.53+﹙600×966138.12/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×11﹚/10000=7244.68萬(wàn)m3/a第十二年產(chǎn)氣量：G12=G11+WG0ke-kt=7244.68+﹙600×1014445.03/100﹚×160×0.06×2.72〔—0.06×12/10000=8445.67萬(wàn)m3/a第十三年產(chǎn)氣量：G13=G12+MtL0ke-kt=8445.67+﹙600×1065167.64/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×13﹚/10000=9784.74萬(wàn)m3/a第十四年產(chǎn)氣量：G14=G13+MtL0ke-kt=9784.74+﹙600×1118426.65/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×14﹚/10000=11277.77萬(wàn)m3/a第十五年產(chǎn)氣量：G15=G14+MtL0ke-kt=11277.77+﹙600×1174346.93/1000﹚×160×0.06×2.72﹙—0.06×15﹚/10000=12942.45萬(wàn)m3/a6.3填埋場(chǎng)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(wú)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(lái)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(lái)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(cè)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(jiǎn)單。若將排氣口與帶閥門的管子連接,被動(dòng)收集系統(tǒng)即可轉(zhuǎn)變成主動(dòng)收集系統(tǒng)。填埋場(chǎng)的導(dǎo)排方式及選擇在選擇填埋場(chǎng)氣體控制方式時(shí),應(yīng)立足于填埋場(chǎng)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(chǎng),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(guò)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(kāi)始對(duì)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(guó)內(nèi)收集垃圾沼氣的垃圾填埋場(chǎng)較少,其收集方式基本是參照國(guó)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(chǎng)后在其上打垂直井,以收集填埋場(chǎng)內(nèi)的沼氣；而水平收集是在垃圾填埋過(guò)程中,在垃圾填埋作業(yè)面上水平鋪設(shè)沼氣收集管來(lái)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(chǎng)的垃圾填埋場(chǎng)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(chǎng)的垃圾場(chǎng)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(duì)小一些。經(jīng)對(duì)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。填埋場(chǎng)氣體收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算抽氣井井距可用下式來(lái)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90~100m,取90m,則7.終場(chǎng)覆蓋7.1填埋場(chǎng)的封場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)該垃圾填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)使用年限為15年,到期后將進(jìn)行封場(chǎng)。目的在于減少雨水的滲入,進(jìn)行填埋場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)。最終覆蓋層由下至上有三部分組成：下層為粘土層〔滲透系數(shù)≤10－7cm/s,壓實(shí)厚度為0.6m；中間層為自然土,壓實(shí)厚度為0.3m,其主要功能為防止植物根系穿透防滲層而導(dǎo)致滲水；最上層為營(yíng)養(yǎng)土層,壓實(shí)厚度0.6m,以種植草皮或淺根植物。封場(chǎng)后頂面坡度為現(xiàn)代化填埋場(chǎng)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；第二部分是密封工程系統(tǒng),由保護(hù)層〔可選、排水層〔包括底土層、防滲層和排氣層組成。填埋的