環(huán)境工程畢業(yè)設計（論文）-垃圾填埋場設計

I摘要隨著經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高和城市人口的急劇增長，城市垃圾問題日益成為困擾世界各國城市發(fā)展的重要問題。其中衛(wèi)生填埋作為一種有效的消納城市垃圾的處理方式，是世界各國垃圾處理的首選。鑒于此，本設計為城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場的初步設計。垃圾填埋場會對周圍的土壤、地下水、大氣造成現(xiàn)實的影響和潛在的危害。不合理的填埋場址其后期對周圍的環(huán)境影響將是災難性的，所以，選址工作在垃圾填埋場的整個建設中的地位顯得尤為重要。這里選用層次分析法來選址。該設計從實際出發(fā)，應用經(jīng)驗公式計算出數(shù)值，得出既符合實際又經(jīng)濟的設計。垃圾填埋場由垃圾堆體、終場覆蓋、雨水收集與導排、填埋氣的導排與處理、滲濾液收集與處理、安全與環(huán)境檢測等系統(tǒng)組成。結合具體情況，優(yōu)化設計，最大限度減少垃圾填埋場關鍵詞：垃圾；衛(wèi)生填埋場；選址；層次分析法；設計；揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)AbstractWithdevelopmentofeconomy、improvementofpeople'livingstandardandrapidincrementofpopulationincities.theproblemofmunicipalwastebecamesmoreandmoreimportanttotheissueofcities'sustainebledevelopmentforeverycountry.Asaneffectivemeantotreatmunicipalwaste.Landfillistheprimarymethodallovertheword.Inviewofthis,thedesignofcitylifeforpreliminarydesignofthelandfillAroundlandfillsitesoil,groundwaterandairwillbesetinapotentiallydangerousstatus.Anunreasonablelandfillsiteselectionwillbecatastrophictoenvironmentinfuture.Therefore,siteselectionisofmoreimportancetothewholeconstructionoflandfill.HereIuseAnalyticHierarchyProcesstoselectethesite.Thisdesignfromreality,applicationexperienceformulacalculatesthataccordswithpracticalvalues,andeconomicdesignbyrubbishlandfill.Coverandfinalrainwatercollection,andguideline,andthebreathoflandfillleachatetreatment,collectingandprocessing,safetyandenvironmentaltestingsystem.Combinedwithaspecificsituation,optimizationdesign,minimizelandfillenvironmentalpollution,saveinvestment.Keywords:sanitarylandfill;Rubbish;siteselection;AnalyticHierarchyProces;Design:揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)I摘要 I 1.文獻綜述 11.1垃圾處理處置概況 11.2目前國內的研究現(xiàn)狀 21.3國外生活垃圾處理現(xiàn)狀 31.4垃圾處置場選址方法介紹 41.5措施分析 62.選址分析與研究 82.1選址原則 82.2選址要求 82.3選址方法—層次分析法 92.3.1層次分析法概念及建模 2.3.2層次分析法在垃圾填埋場選址中的應用 3.設計計算 3.1垃圾產(chǎn)生量 3.1.1城市人口確定 3.1.2垃圾量的確定 3.2填埋場庫容 213.2.1填埋場的面積和庫容計算 3.2.2垃圾壩的選擇和設計 3.3總圖布置 3.4防滲系統(tǒng) 223.4.1關于防滲系統(tǒng)設計所參照的規(guī)范是： 223.4.2防滲方式選擇 3.5滲濾液收集導排系統(tǒng)與填埋坑地下水的排出與收集 243.5.1滲濾液收集導排系統(tǒng)設計 3.5.2填埋坑地下水的收集與排出 253.6滲濾液處理系統(tǒng) 揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)3.6.1滲濾液產(chǎn)生量 3.6.2調節(jié)池容積 3.6.3調節(jié)池設計 3.6.4滲濾液的處理 3.7填埋場氣體導排、處理系統(tǒng) 3.7.2填埋氣導排 3.8防洪系統(tǒng)設計 3.9填埋工藝 3.9.1填埋作業(yè) 3.9.2終期封場 3.9.3覆蓋材料 3.9.4填埋坑內雨水的引流 3.10環(huán)境保護與環(huán)境監(jiān)測 總結 致謝 參考文獻 11.文獻綜述隨著社會經(jīng)濟發(fā)展城市化進程的加快，我國城市面臨著日益嚴重的環(huán)境問題，尤其是生活垃圾污染問題。垃圾是人類生產(chǎn)和生活中必然產(chǎn)生的遺留廢物。隨著自然資源不斷開發(fā)利用，文明不斷發(fā)展，特別人口的增長和高度向城市集中，以及城市化的迅速發(fā)展，各國垃圾均以快于其經(jīng)濟增長近3倍的速度增長。城市生活垃圾不僅影響了城市環(huán)境，還危害到居民的身心健康，成為當今社會最嚴重的公害之一。處理不好影響社會的發(fā)展，當前如何有效地解決城市生活垃圾污染問題，再現(xiàn)一個清潔、健康的城市生存環(huán)境，已是擺在我們面前的一個重要課題[。據(jù)統(tǒng)計，目前全國生活垃圾的年產(chǎn)生量約為3.7億t,城市生活垃圾產(chǎn)生量約1.7億t,清運量1.4億t,處理率為60.3%;農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量約1.9億t,清運量與處理量甚微I24]。然而，多數(shù)城市的垃圾處理能力并沒有跟上垃圾的增速，迄今為止，我國絕大多數(shù)城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋為主，不僅占用了寶貴的土地資源，而且對環(huán)境造成了嚴重的二次污染。能否妥善解決垃圾問題，是關系到國計民生的一件大事。無論是發(fā)達國家或是發(fā)展中國家都不可避免地受到垃圾成災的嚴重威脅，并因此發(fā)出了高昂表1-1各個國家垃圾產(chǎn)量及年增長率國名垃圾總量/(104t/a年增長率/%單位產(chǎn)量/[kg/(人×d)]中國美國英國日本法國荷蘭意大利根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全世界城市生活垃圾年平均增長速度高達8.45%,年生產(chǎn)總量約120億噸。我國的城市生活垃圾產(chǎn)量更大增長更快。2000年全國城市生活垃圾達到1.5億噸，揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)2并還以每年10%以上的速度遞增，大大超過世界平均增長速度。由此可見，對垃圾的處置已刻不容緩。1.2目前國內的研究現(xiàn)狀總體上，我國目前在該領域的研究水平相當于國外第二或第三階段的研究水平!但某些研究成果已達到國外第四階段的研究水平5。同時，自1991年9月建設部和科委正式把衛(wèi)生填埋處置技術確定為我國近期推廣的首選技術后，我國各大中城市陸續(xù)興建了一些大、中型城市垃圾衛(wèi)生填埋場[?|,如深圳下坪生活垃圾填埋場、北京阿蘇衛(wèi)生生活垃圾填埋場、杭州天子嶺垃圾填埋場、蘇州七子山生活垃圾填埋場、四川綿陽市房樓村生活垃圾填埋場等。并且，建設部在2001年頒布了《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項目建設標準》和《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范》,這必將促進垃圾衛(wèi)生填埋在我國的大發(fā)展。解決垃圾問題的目標是將垃圾減容、減量、資源化、能源化及無害化處理。城市生活垃圾的處理方式目前主要有衛(wèi)生填埋、高溫堆肥和焚燒。其中衛(wèi)生填埋是目前世界上最常用的垃圾處理技術。它是從簡易的垃圾堆放和填地處理發(fā)展起來的一種垃圾處理技術，是根據(jù)生活垃圾自然降解機理和對生態(tài)環(huán)境的影響特性，采取有效的工程措施和嚴格的管理手段，控制垃圾不對周圍環(huán)境造成污染的綜合性科學工程技術方法。所以對垃圾的處理方式也變得非常重要，我國對現(xiàn)行的生活垃圾處理主要從以下幾方面著手。衛(wèi)生填埋：填埋技術作為生活垃圾的傳統(tǒng)和最終處理方法，目前仍然是我國大多數(shù)城市解決生活垃圾出路的最主要方法，約占處理總量的95%左右。根據(jù)環(huán)保措施(主要有場底防滲、分層壓實、每天覆蓋、填埋氣導排、滲瀝水處理、蟲害防治等)是否齊全、環(huán)保標準能否滿足來判斷，針對經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)以及干旱少雨、土地利用價值低、丘陵山區(qū)等地區(qū)的生活垃圾處理，我們的解決方案也是以填埋處理為主。垃圾堆肥：針對生活垃圾中可腐有機物含量高以及待處理生活垃圾產(chǎn)品的消納能力強的地區(qū)，我們以作為生活垃圾的解決方案。倉式堆肥工藝。垃圾焚燒：針對土地資源非常寶貴，垃圾熱值較高的上海、北京、廣州等大城市，我們的解決方案是通過垃圾的焚燒發(fā)電達到較高程度的減量化與無害化，焚燒法是一種高溫熱處理技術，固體廢物在高溫下氧化熱解被破壞，是一種可同時實現(xiàn)無害化，減量化，資源化的處理技術。對分揀出來的物質，如廢塑料、木材、竹片、棉麻織物，則通過焚燒系統(tǒng)進行焚燒處置，一般說來，原生垃圾熱值是很低的，燃燒時需要加入大量的揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)3阻燃劑，但在經(jīng)過前處理后，通過機械和人工將塑料、木材、竹片盡可能多地分選出來，而分選出來的物質如廢塑料、木材、竹片其熱值很高，適合于焚燒處置，能實現(xiàn)垃圾處理的減量化要求，并能達到余熱利用。見下表目前國內各個城市處理方法，以及各種表1-2城市生活垃圾處理方法優(yōu)缺點比較處理方法減量化無害化資源化投資占地適應的垃圾焚燒最大(~95%)最徹底發(fā)電供熱最高最少熱值3600KJ/KG以上的垃圾堆肥其次(~95%)堆肥產(chǎn)品有機肥較高其次有機垃圾含量45%以上填埋最低較好沼氣較高最大一般垃圾及焚燒爐渣但就目前的各種垃圾處理技術而言，沒有一種能完全實現(xiàn)垃圾的資源化，無論采用什么方法，總有一部分垃圾需采用衛(wèi)生填埋法進行最終處置，因此任何城市都不可能因采用其他處理技術而取消衛(wèi)生填埋場的建設。但不合理的衛(wèi)生填埋使城市垃圾造成了嚴重的環(huán)境破壞，如區(qū)域水環(huán)境的破壞、土壤的污染，甚至附近人群的健康收到嚴重的影響。解決這些問題的方法：一方面是工程技術問題，另一重要方面就是選擇合適的垃圾填埋場。垃圾填埋場選址的合理選擇和布局直接關系到場地四周的環(huán)境質量，因此，做好場址選擇的研究工作有助于防止和減少填埋場對地質環(huán)境的破壞，有助于防止和減少填埋場對周圍環(huán)境的危害。1.3國外生活垃圾處理現(xiàn)狀(1)前期階段(20世紀40~50年代):垃圾以簡單的露天堆放為主!場址選擇以交通方便為準則，較少考慮環(huán)境保護。(2)初始階段(20世紀60~70年代):開始重視垃圾對環(huán)境的影響!主要表現(xiàn)在對場地的定性分析和評價上。(3)地質環(huán)境影響的機理研究階段(20世紀70年代后期~80年代中期):其主要特點是著重對單個污染組分與地下水或地層中礦物組分相互作用機理的研究。(4)全面系統(tǒng)化研究階段(20世紀80年代后期開始至今):對地質處置場研究更加全面、深入和系統(tǒng)，具體表現(xiàn)在：①處置場設計更加系統(tǒng)和完善；②場地地質環(huán)境效應研究綜合化和系統(tǒng)化；4③地質處置場阻隔材料性能的研究日趨活躍；④計算機人工智能系統(tǒng)引入該領域。垃圾處置方法常用的有簡單堆放法、堆肥發(fā)酵法、衛(wèi)生填埋法、焚燒發(fā)電法和回收綜合利用資源化等8]。其中，標準的衛(wèi)生填埋法具有成本相對低廉、處理能力大、適用范圍廣、無二次污染、環(huán)保效果顯著和處置徹底等優(yōu)點，因此，得到世界各國的普遍采用9-10]。我國科委和建設部也將此法定為垃圾處理的首選推廣方法(見表1-3)表1-3部分發(fā)達國家垃圾處置的方法的比例(%)國家衛(wèi)生處置填埋焚燒處置堆肥處置其他方法挪威德國美國英國澳大利亞意大利比利時荷蘭法國奧地利新西蘭丹麥日本瑞典瑞士1.4垃圾處置場選址方法介紹城市垃圾填埋場選址問題，國外已經(jīng)有了較多這方面的研究。位址的選擇問題自古有之，從古老中國的看風水，到現(xiàn)今的每一個建筑和設施的施工都要涉及到地址的選擇問題。就目前現(xiàn)狀而言，單一傳統(tǒng)的垃圾場選址工作是采用資料研究和實地踏勘的方式，由于各種因素的復雜不確定性，以及人煩主觀性影響，很難考慮周全，以至于會造成人力、物力的浪費。合理選址，可以有效節(jié)省費用，大幅度的降低運營成本，符合規(guī)劃要揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)5求，與環(huán)境相協(xié)調，真正達到垃圾處理目標，利于國民經(jīng)濟的發(fā)展。場址的選擇是衛(wèi)生填埋場全面設計規(guī)劃的第一步。影響選址的因素很多，主要應從工程學、環(huán)境學、經(jīng)濟學、法律和社會學等方面來考慮。這些選址要求相輔相成。主要遵循兩條原則：一是從防止環(huán)境污染角度考慮的安全原則，二是從經(jīng)濟角度考慮的經(jīng)濟合理原則[u]。在了解了垃圾衛(wèi)生填埋場址選擇的基本原則后，如何把這些“原則”逐項的量化，最終選出一個合適的場地，就需要選擇合適的方法，這也是填埋場的建設過程中非常重要的步驟之一。應該說，用于場地的選擇方法是相當多的，比如有圖解法、地理信息系統(tǒng)(GIS)、層次分析法、模糊綜合評判法、專家系統(tǒng)法和灰色聚類法等l2]。現(xiàn)就其中幾種方法給予介紹。(1)圖解法選擇的第一步，要設定最終處置場的選地范圍從中排除那些受到土地利用法規(guī)定限制的地段，縮小可征用土地的選擇區(qū)域。具體操作時，根據(jù)選擇范圍，要準備一套1/200000~1/50000的地形圖，將第一步作為排除條件列出的各種法規(guī)限制的區(qū)域一并標記出來。第一步將選地范圍縮小以后，第二步要從該區(qū)域中提出可以用來建設用的場所。第三步是要對第二步提出的建設可能地區(qū)進行現(xiàn)場調查。在現(xiàn)場調查之前，最好先準備一張高精度的地形圖(例如建設用地在山谷之間，可采用1/5000的地形圖),如討論填埋面積，填埋容量，流域面積等情況在現(xiàn)場確認會變得更容易。第四步，是根據(jù)現(xiàn)場調查對已縮減的候選地進行評價，對候選地進行優(yōu)先使用次序的排位，最后決定用地。(2)地理信息系統(tǒng)(GIS)3lGIS(地理信息系統(tǒng))在現(xiàn)代科學技術中的應用十分廣泛，同樣在固體廢物安全填埋場選址和場地基礎勘察中，也可應用這項具有各種空間功能和高效率的先進的計算機科學技術手段。GIS在選址中的應用，主要是利用GIS的制圖功能，把選址中的那些限制性因素繪制成各種圖形，然后將所繪制的各種圖形進行對比和疊加，選擇出不受限制性因素制約的空間位置(例如場地受百年一遇洪水位標高的限制，在洪水位標高以下的區(qū)域則不能選擇場址，受該因素制約，場地只能在其標高以上的區(qū)域選擇),然后再在這些有(3)層次分析法[4]層次分析法(analytichierarchyprocess,簡稱AHP)的基本思路是：先根據(jù)當?shù)氐某鞘幸?guī)劃、交通運輸條件、環(huán)境保護、環(huán)境地質條件等，擬定若干的可選場地(段),再將這些 揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)6場地(段)的適宜性影響因素與上述選擇原則結合起來，構造一個層次分析圖，再把各層次的各因素進行一一的量化處理，得出每一層各因素的相對權重，直至計算出方案層各個方案的相對權重，根據(jù)這些權重進行評判。(4)模糊綜合評判法[15將模糊綜合評判方法引入到城市生活垃圾填埋場的選址研究當中，是一個全新的探討，旨在為填埋場選址提供一個新思路和一種便捷高效的新方法，希望能為填埋場選址問題提供一定的參考價值和借鑒意義。對于填埋場選址，某些需要考慮的因素含有不確定性(即模糊性),糊數(shù)學的產(chǎn)生為描述這類邊界不清的事物提供了一套有效的方法，即通過建立隸屬函數(shù)，使這一類模糊因素得到了量化，從而能夠在模糊環(huán)境中解決問題做出正確決策。同時結合層次分析法(AHP)計算出各評價指標的權重值，使決策結果更具有科學性及合理性。(5)專家系統(tǒng)法專家系統(tǒng)預測法是對數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)進行分析，提取有關規(guī)則，按照一定的規(guī)則進行預測。專家系統(tǒng)法，是對人類的不可量化的經(jīng)驗進行轉化的一種較好的方法。此法的優(yōu)點是：①能匯集多個專家的知識和經(jīng)驗，最大限度地利用專家的能力；②占有的資料、信息多，考慮的因素也比較全面，有利于得出較為正確的結論。缺點是：①不具有自學習能力，受數(shù)據(jù)庫里存放的知識總量的限制；②對突發(fā)性事件和不斷變化的條件適應性(6)灰色聚類評價灰色聚類評價是環(huán)境質量等級研究的一種簡單易行的方法。在環(huán)境質量評價中，通常是針對評價目的，選擇若干評價參數(shù)，計算污染指數(shù)，然后建立數(shù)學模式，得到綜合指數(shù)，最后確定擬評價環(huán)境所屬的等級。這種評價方法避免了建立數(shù)學模式和計算綜合指數(shù)等中間環(huán)節(jié)，從分級標準直接確定環(huán)境質量所屬的等級，物理意義十分明確從生態(tài)環(huán)境的角度而言，城市垃圾是一種污染源；從資源的角度而言，城市垃圾則是地球唯一在增長的一種資源。及時有效地做好城市垃圾的處理，對促進人和自然和諧相處和社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。以保障人民健康和環(huán)境安全為目的，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，政策引導，因地制宜，加大投入、完善政策、技術示范、深化改革、健全法規(guī)、加強監(jiān)管，加快城市生活垃圾處理設施建設，不斷提高城市生活垃圾減揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)7量化、資源化和無害化水平，促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。垃圾處理的方法上面介紹了很多，固體廢物處置是指最終處置或安全處置，是固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，是解決固體廢物的歸宿問題。一些固體廢物經(jīng)過處理和利用，總還會有部分殘渣存在，而且很難再加以利用，這些殘渣可能又富集了大量有毒有害成分；還有些固體廢物，目前尚無法利用，它們都將長期地保留在環(huán)境中，是一種潛在的污染源。為了控制其對環(huán)境的污染，必須進行最終處置，使之最大限度地與生物圈隔離一個合適的場址，可以減少環(huán)境的污染，降低設計要求，降低處置成本，有利于填埋場的安全管理。因此，填埋場址的合理選擇是垃圾衛(wèi)生填埋場全面設計規(guī)劃的第一步，也是處置場建立過程中最重要、最關鍵的一步。應該說，我國垃圾填埋場為保護我們的生存環(huán)境發(fā)揮著重大作用，但是，由于衛(wèi)生填埋工程起步較晚，目前還存在不少問題，如，填埋場的選址、設計建設、運行管理、環(huán)境監(jiān)測等。因此，應加強各方面的技術和經(jīng)驗交流，促進我國垃圾填埋場這項造福于民的環(huán)保事業(yè)健康發(fā)展。82.選址分析與研究垃圾的衛(wèi)生填埋處置須獲得經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，并達到這三個效益的最佳配置。一個合適的場址，可以減少環(huán)境的污染，降低設計要求，降低處置成本，有利于填埋場的安全管理。因此，填埋場址的合理選擇，是垃圾衛(wèi)生填埋處置的第一步，也是處置場建立過程中最重要、最關鍵的一步。但衛(wèi)生填埋場場址的選擇，涉及到當?shù)氐慕?jīng)濟、交通等的發(fā)達情況，地理地形條件，氣候情況，環(huán)境地質條件，地表水文條件及水文地質工程地質條件等，是一項十分復雜的工作。如何才能選出一個合適的場址，采用什么方法才能把上述因素綜合考慮進去，從而在眾多的候選場段中選擇到一個最優(yōu)秀的場地，這是當前急需解決的問題。2.1選址原則場址的選擇是衛(wèi)生填埋場全面設計規(guī)劃的第一步。影響選址的因素很多，主要應從工程學、環(huán)境學、經(jīng)濟學、法律和社會學等方面來考慮。這些選址要求相輔相成。主要遵循以下幾條原則：①.環(huán)境保護原則是選址的基本原則。應確保場址周邊土壤環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境以及人類生存環(huán)境等的安全，尤其是防止垃圾滲濾液的釋出對地下水、地表水的污染，是填埋場選址是考慮的重點。②.經(jīng)濟原則?？茖W、合理地選擇填埋場地，能夠降低工程造價、提高資金的利用效率。選址經(jīng)濟問題比較復雜，它涉及場地的規(guī)模、征地費、運距、地形、地貌、水文地質條件等多種因素。③.法律及社會支持原則。場址的選擇，不能破壞和改變周圍居民的生產(chǎn)、生活基本條件，要得到公眾的支持。④.工程學及安全生產(chǎn)原則。必須綜合考慮場址的地形、地貌、水文與工程地質條件、場址抗震防災要求等安全生產(chǎn)要素，以及交通運輸、覆蓋土土源、文物保護、國防2.2選址要求根據(jù)以上原則，生活垃圾衛(wèi)生填埋場選址滿足表中的基本要求揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)9表2-1垃圾填埋場選址的基本要求基本要求工程方面1、填埋場有足夠的庫容，使用年限宜10年以上，特殊情況下不應低于8年2、運距合理，交通方便，滿足全天候運輸作業(yè)的要求3、較適宜的水文地質條件4、防滲處理較易5、有較豐富的土源6、盡可能利用天然地形條件，減少土方工程量環(huán)境方面1、填埋場防洪標準應符合：大型填埋場(庫容大于500萬m3)按50年一遇設計，100年一遇校核；其余按20年一遇設計，50年一遇校核2、離居民住房區(qū)500m以外3、不應設在國家自然保護區(qū)、風景區(qū)、文物古跡區(qū)、國防設施用地區(qū)4、水源保護區(qū)下游，夏季主導風向下風向經(jīng)濟方面1、盡量利用荒地、山谷2、盡量提高單位面積上的垃圾填埋量，即填埋場空間利用系數(shù)E3、盡量減少工程量4、運行管理經(jīng)濟合理5、封場后綜合開發(fā)利用法律和公眾方面1、必須符合城市用地規(guī)劃、區(qū)域環(huán)境規(guī)劃，城市總體規(guī)劃以及環(huán)境衛(wèi)生專項規(guī)劃2、符合國家及當?shù)氐挠嘘P法律、法規(guī)3、注意公眾輿論和社會影響4、盡量符合城市給2.3選址方法—層次分析法在了解了垃圾衛(wèi)生填埋場址選擇的基本原則和程序后，如何把這些“原則”逐項的量化，最終選出一個合適的場地，就需要選擇合適的方法，這也是填埋場的建設過程中非 揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)常重要的步驟之一。應該說，用于場地的選擇方法是相當多的，比如有圖解法、地理信息系統(tǒng)(GIS)、層次分析法、模糊綜合評判法、專家系統(tǒng)法和灰色聚類法等?，F(xiàn)就采用層2.3.1層次分析法概念及建模層次分析法是美國運籌學家塞提于20世紀70年代提出的一種定性與定量結合的多目標決策分析方法。分析中將決策者的經(jīng)驗判斷給予量化，也是一種優(yōu)化技術，經(jīng)過多年發(fā)展已成為一種較為成熟的方法，近年來在許多領域發(fā)展迅速。層次分析法是將要評判系統(tǒng)的有關替代方案的各種要素按照上一層次為準則，對該層次元素進行逐次比較，依照規(guī)定的標度量化后寫成矩陣形式，即構成判斷矩陣。根據(jù)兩兩比較算出各因素的權重，根據(jù)綜合權重按最大權重原則確定最優(yōu)方案。而運用層次分析法作系統(tǒng)規(guī)劃，大致經(jīng)過6個步驟：明確問題；建立階梯層次結構；構造比較判斷矩陣；層次單排序；層次總排序；一致性檢驗。運用層次分析法建模，大體上可按下面四個步驟進行：(1)建立遞階層次結構模型；(2)構造出各層次中的所有判斷矩陣；(3)層次單排序及一致性檢驗；(4)層次總排序及一致性檢驗。下面分別說明這四個步驟的實現(xiàn)過程：(1)建立層次結構模型應用AHP分析決策問題時，首先要把問題條理化、層次化，構造出一個有層次的結構模型。在這個模型下，復雜問題被分解為元素的組成部分。這些元素又按其屬性及關系形成若干層次。上一層次的元素作為準則對下一層次有關元素起支配作用。這些層次(i)最高層：這一層次中只有一個元素，一般它是分析問題的預定目標因此也稱為目標層。(ii)中間層：這一層次中包含了為實現(xiàn)目標所涉及的中間環(huán)節(jié)，它可以由若干個層次組成，包括所需考慮的準則、子準則，因此也稱為準則層。(iii)最底層：這一層次包括了為實現(xiàn)目標可供選擇的各種措施、決策方案等，因此也稱為措施層或方案層。揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)遞階層次結構中的層次數(shù)與問題的復雜程度及需要分析的詳盡程度有關，一般地層次數(shù)不受限制。每一層次中各元素所支配的元素一般不要超過9個。這是因為支配的元素過多會給兩兩比較判斷帶來困難。最簡單的層次結構可分為三層，最上面為目標層，中間是準則層或指標層，最下面為方案層，見下圖2-1。A目標層P2Pn方案層圖2-1層次圖(2)構造判斷矩陣判斷矩陣表示針對上一層次某個元素本層次有關元素的相對重要性，假定C層中元素Ck與下一層次中元素P1,P2,…,Pn有聯(lián)系，則有以下判斷矩陣：表2-2判斷矩陣表,9及它們的倒數(shù)。并且判斷矩陣應滿足：(i)a?=1,(ii)層次結構反映了因素之間的關系，但準則層中的各準則在目標衡量中所占的比重并不一定相同，在決策者的心目中，它們各占有一定的比例。出了1~9標度的含義：表2-3標度含義表揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)標度135792,4,6,8倒數(shù)為表示兩個因素相比，具有相同重要性?；騼?yōu)劣相等。表示兩個因素相比，前者比后者明顯重要。或優(yōu)于。表示兩個因素相比，前者比后者強烈重要?；蛏鮾?yōu)于。表示兩個因素相比，前者比后者極端重要?；驑O優(yōu)于。表示上述相鄰判斷的中間值若因素i與因素J的重要性之比為“,那么因素J與因素i重要性之比(3)對判斷矩陣的一致性檢驗的步驟如下：(i)計算一致性指標C1下表2-4所示：表2-4RI值表n12345678900RI的值是這樣得到的，用隨機方法構造500個樣本矩陣：隨機地從1~9及其倒數(shù)(iii)計算一致性比例CR修正，使其滿足CR<0.10。(4)層次總排序及一致性檢驗揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)上面我們得到的是一組元素對其上一層中某元素的權重向量。我們最終要得到各元素，特別是最低層中各方案對于目標的排序權重，從而進行方案選擇?？偱判驒嘀匾陨隙碌貙螠蕜t下的權重進行合成。設上一層次(C層)包含C1,C2,…Cm共m個因素，它們的層次總排序權重分別為b,=0)表2-5層次總排序表層C層P·排序對層次總排序也需作一致性檢驗，檢驗仍象層次總排序那樣由高層到低層逐層進行。這是因為雖然各層次均已經(jīng)過層次單排序的一致性檢驗，各成對比較判斷矩陣都已具有較為滿意的一致性。但當綜合考察時，各層次的非一致性仍有可能積累起來，引起最終分析結果較嚴重的非一致性。當CR<0.10時，認為層次總排序結果具有較滿意的一致性并接受該分析結果。2.3.2層次分析法在垃圾填埋場選址中的應用在垃圾填埋場選址中，為了更加精確的確定所選場地的適宜性，必須對選址過程的影響因素進行綜合評判。并根據(jù)具體情況和條件，確定各影響因素的重要程度，最后確定場地的適宜性等級。這里先根據(jù)當?shù)氐某鞘幸?guī)劃；交通運輸條件；環(huán)境保護；環(huán)境地質條件等，擬訂3個可選場地(見CAD圖),再將這些地段的適宜性影響因素與上述選擇原則結合起來，構造層次分析圖，再把各層次的各因素進行逐一量化處理，得出每一層各因素的相對權重，直至計算出方案層各個方案的相對權重，根據(jù)這些權重進行判別。(1)建立層次模型影響選址的因素很多，主要應從工程學、環(huán)境學、經(jīng)濟學以及社會和法律等方面來考慮。這幾個因素是相互影響、相互聯(lián)系、相互制約的。將垃圾填埋場綜合適宜性作為層次分析的目標層(A),將填埋場選址的制約因素作為層次分析的準則層(B),將被選的三個場址作為方案層(C),建立層次分析模型。因此，建立的層次結構模型如下圖：目標層A準則層C方案層P垃圾填埋場綜合適宜性垃圾填埋場綜合適宜性策法規(guī)境學方程學方濟學方揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)圖1-2垃圾填埋場選址層次圖(2)構造判斷矩陣并求最大特征根和特征向量當建立了分析層次后，就可逐層逐項進行兩兩比較，利用評分法比較其優(yōu)劣。從上層次結構圖中C?、C?、C?、C4準則以垃圾場綜合適宜性這一目標進行兩兩評比，假定選擇者在方案得選擇上要求見下表：表2-6A-C判斷矩陣表AC?C?C?C?54313153通過計算，得λmax=4.187,W=(0.067,0.546,0.262,0.124)1根據(jù)三個備選方案特點，經(jīng)過討論確定各判斷矩陣如下：(a)對準則C?(經(jīng)濟學方面)來說，則判斷矩陣為：表2-7C?-P判斷矩陣表P?P?135P?12P?1 得到W1=0.71;W2=0.229;W3=0.121揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)(b)對準則C?(工程學方面)來說，則判斷矩陣為：表2-8C?-P判斷矩陣表C?P?P?12P?1P?351其n次方根： 得到W1=0.229;W2=0.121;W3=0.71揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)因為n=3所以RI=0.58表2-9C?-P判斷矩陣表C?P?P?13P?1P?241得到W1=0.320;W2=0.122;W3=0.558計算判斷矩陣的最大特征根表2-10C?-P判斷矩陣表P?P?12P?1P?231揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文),亦即所計算的相對權重系數(shù)，得到W1=0.297;W2=0.163;W3=0.54計算判斷矩陣的最大特征根因為n=3所以RI=0.58,則一致性比傷(4)層次總排序及一致性檢驗表2-10層次總排序表層PC?C?P層次總排序P?P?總排序一致檢驗因為P的權值等于0.609為最大，故該填埋場應選在P?處。揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)3.設計計算填埋場的設計是填埋投入衛(wèi)生填埋運行并實施有效管理的一個重要環(huán)節(jié)。衛(wèi)生填埋作為一種較理想的大規(guī)模垃圾處理方法，其實質就是利用自然界的代謝功能并通過工程手段，采取一系列的工程措施和環(huán)保措施，使廢棄物不僅得到適當?shù)馁A存使其穩(wěn)定化、無害化和資源化，并以最大限度地利用自然條件、最少的經(jīng)濟投入使填埋場對周圍環(huán)境的污染降到最低限度。填埋場的設計內容：垃圾產(chǎn)生量；填埋場庫容及服務年限；滲濾液產(chǎn)生量；氣體產(chǎn)3.1垃圾產(chǎn)生量3.1.1城市人口確定通過對該城市人口增長狀況分析，該城市一區(qū)總面積為3.7688km2,該區(qū)人口密度為3.14萬人/km2,所以總人口為二區(qū)總面積為3.0017km2,該區(qū)人口密度為2.29萬人/km2,所以總人口為三區(qū)總面積為7.5874km2,該區(qū)人口密度為1.15萬人/km2,所以總人口為該城市現(xiàn)(2005年)總人口為11.834+6.874+8.7255=27.434萬人3.1.2垃圾量的確定該城市處于發(fā)展中，所以設此城市現(xiàn)今的每人每日垃圾量為0.8kg/人·天，5年后即2011年每人每日垃圾量為0.9kg/人·天，到2016年每人每日垃圾量達1.0kg/人·天。表3-1各區(qū)各年垃圾產(chǎn)生量預測表年份人口數(shù)量(萬人)人均排放垃圾量(kg/人·d)垃圾總量(t/y)227.434×1.05=28.816227.434×1.052=30.246揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)227.434×1.053=31.758227.434×1.05?=33.346227.434×1.053=35.013227.434×1.05?=36.764227.434×1.05?=38.602227.434×1.05?=40.532227.434×1.05?=42.559227.434×1.05l?=44.687227.434×1.051=46.921227.434×1.052=49.267227.434×1.053=51.730227.434×1.05l?=54.317227.434×1.05l?=57.032其中Q——垃圾量(噸)P——人口數(shù)量i——人口增長率k——人均排放量(kg/人·d)所以15年垃圾總量為T因為該市已經(jīng)有一個生活垃圾衛(wèi)生填埋場，處理能力50t/d,2015年服務期滿。所以新建一個垃圾填埋場所需要的處理垃圾總量為1896689T。揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)3.2填埋場庫容3.2.1填埋場的面積和庫容計算表3-2垃圾壓實密度表垃圾壓實密度范圍(t/m3)平均(t/m3)可燃垃圾主體(60%以上)0.74～1.00不可燃垃圾主體(60%以上0.42～1.59混合垃圾0.41～1.28由上表我們取城市垃圾壓實密度為其平均值0.86t/m3通過上述計算知道15年的垃圾總產(chǎn)量為1896689噸，總的垃圾填埋量還要考慮覆V=[365×WP/p+C]×(1-f)=2343293.1m2P—城市人口數(shù)，人；填埋場的深度按11m設計，取地下3米，地上8米，則所需面積為式中S——垃圾填埋場面積m2V——垃圾填埋場體積m3因為填埋場面積設為213027m2,所以設長寬為600m×355m。3.2.2垃圾壩的選擇和設計垃圾壩的型式有土石壩、堆石壩、砼重力壩，經(jīng)對本工程地質條件分析，設計中必須考慮壩體防滲，考慮滲流的作用。而填埋場中土石壩主要用來擋垃圾(固體廢棄物),揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)一般不考慮水的滲流作用。本垃圾填埋場垃圾壩選用漿砌石壩。本垃圾填埋場分為2個填埋區(qū)，垃圾堆體高度為11米，根據(jù)壩體高度的設計標準，我把壩體高度確定為4米，壩底寬度根據(jù)坡度確定為12米，壩頂寬度為4米。垃圾壩緊挨垃圾一側根據(jù)實際情況設計得比較陡，而背向垃圾一面則比較舒緩。在壩面上的防滲材料一般選用HDPE膜。為增強防滲膜的抗滑穩(wěn)定,可選用單毛面的，而且毛面貼著壩體。壩面防滲材料的穩(wěn)定可以通過簡單的物理力學分析計算。如不滿足，則需要在馬道和壩頂設置錨固溝或采取其他的錨固設施。3.3總圖布置根據(jù)場區(qū)的自然地形，結合工藝要求，并使場區(qū)形成較好的生產(chǎn)、生活和管理環(huán)境，將場區(qū)按功能特點劃分為兩個區(qū)，即管理區(qū)和填埋場場區(qū)。管理區(qū)布置在場區(qū)的東側，建有污水處理區(qū)、綜合用房、堆土區(qū)、地磅區(qū)、職工宿舍和食堂、浴室、道路、綠化等，是全場的行政管理中心和職工生活基地。由于垃圾填埋場總面積不可能全部用來填埋垃圾，還有一部分要用來修建道路和圍堤。查得單車道寬度是3.5m,雙車道寬度是7m。如平面圖示，此填埋場分為兩個區(qū)填埋，臨時道路都設為單車道，主干道設為7m,中間主干道路設為單車道。衛(wèi)生填埋區(qū)的面積為213000m2,道路廣場面積為52623m2,綠化面積為71795m2總的建筑面積為3.4防滲系統(tǒng)中華人民共和國行業(yè)標準《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范》(CJJ17-2004)其中涉及到防滲排滲系統(tǒng)的條例如下：(1)填埋場必須進行防滲處理，防止對地下水和地表水的污染，同時還應防止地下水進入填埋區(qū)。(2)天然粘土類襯里及改性粘土類襯里的滲透系數(shù)不應大于1.0×10-7cm/s,且場底及四壁襯里厚度不應小于2m。(3)在填埋庫區(qū)底部及四壁鋪設高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作為防滲襯里時，膜厚度不應小于1.5mm,并應符合填埋場防滲的材料性能和現(xiàn)行國家相關標準的要求。(4)人工防滲材料施工應滿足以下要求：1、鋪設HDPE土工膜應焊接牢固，達到強度和防滲漏要求，局部不應產(chǎn)生下沉拉斷現(xiàn)象。土工膜的焊(粘)接處應通過試驗、檢驗。2、在垂直高差較大的邊坡鋪設土工膜時，應設錨固平臺，平臺高差應結合實際地形確定，不宜大于10m。邊坡坡度宜小于1:2。3、人工防滲材料的基礎處理應符合下列規(guī)定：1)平整度：應達到每平方米粘土層誤差不得大于2cm;2)潔凈度：不采用膜下土工布保護層時，垂直深度2.5cm內粘土層不應含有粒徑大于5mm的尖銳物料；3)壓實度：位于庫區(qū)底部的粘土層不得小于93%;位于庫區(qū)邊坡的粘土層不得小于90%。(5)填埋庫區(qū)地基應是具有承載填埋體負荷的自然土層或經(jīng)過地基處理的平穩(wěn)層，且不應因填埋垃圾的沉降而使基層失穩(wěn)。填埋庫區(qū)底部應有縱、橫向坡度，縱、橫向坡度均宜不小于2%。3.4.2防滲方式選擇(1)基坑基礎處理基坑按設計要求進行爆破開挖，需回填土時，要求回填密度不小于95%?？拥组_挖后按設計坡度進行平整、壓實，并去除有可能損傷HDPE膜的雜物，如樹根、石塊、碎(2)場底水平防滲場底防滲系統(tǒng)是防止填埋氣體污染和滲濾液污染環(huán)境，并防止地下水和地表水進入填埋區(qū)域的重要設施。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下方存在的不透水層或弱透水層，將垂直密封層構筑在其上，以達到將填埋氣體和垃圾滲濾液控制在填埋場之內的目的，同時也有阻止周圍地下水流入填埋場的功能。填埋場場區(qū)地下水位較高，地下水埋深4~5米，土壤冰凍深度為0.8米。土質一般為砂質粘土，承載能力較好。基巖埋深為35米，地震烈度為4度。此填埋場沒有獨立的水文地質單元(分為第四系松散沉積蓋層和基底兩個單元)又屬于滲透性場地，故不揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)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是滲透系數(shù)，根據(jù)《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范》可知道，天然粘土類襯里的滲透系數(shù)不應大于1.0×107cm/s并且要2米厚的粘土。從原始資料所給的滲透系數(shù)來看大多數(shù)都是大于107cm/s,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)，國外使用經(jīng)驗較多的高密度聚乙烯(HDPE)防滲膜。此填埋場不屬于危險廢物安全填埋場，并且場區(qū)工程地質條件良好，無不良地質現(xiàn)象，不需要采用雙層襯層和雙復合襯層防滲系統(tǒng)，而單復合襯層防滲系統(tǒng)完全能滿足本設計對防滲系統(tǒng)的要求，故選擇單復合襯層防滲系統(tǒng)。填埋坑基礎處理好后，鋪設300mm厚的中粗砂作為地下孔隙水導水層，在導水層上鋪設一層土工布作為膜的保護層，在土工布上鋪2.0mm厚的HDPE膜，在膜上再鋪設一層土工布，然后鋪300mm厚的粘土作為保護層，最后在保護層上鋪設300mm厚的礫石層作為滲濾液的導水層。在粘土層與礫石層中間再鋪設一層無紡布，避免滲濾液對粘土的沖刷而造成粘土堵塞卵石孔隙，影響滲濾液的導流排出。(3)邊坡防滲邊坡也采用HDPE膜作為防滲層。邊坡的設計坡度為1:1.5～1:3,自然地形坡度>1:1.5進行削坡處理，將植物、草根及浮土清理干凈，待邊坡處理好后鋪設一層袋裝土作為支持層，在袋裝土上鋪設一層土工布，作為膜的支持層，土工布上鋪HDPE膜，在膜上鋪一層土工布作為保護層，最后在土工布上再鋪一層袋裝土保護HDPE膜。(4)垃圾壩防滲在壩內側鋪設一層土工布作為保護層，在土工布上鋪設HDPE膜，在膜上鋪設一層土工布作為保護層在壩頂處設錨固溝對防滲層進行錨固。3.5滲濾液收集導排系統(tǒng)與填埋坑地下水的排出與收集3.5.1滲濾液產(chǎn)生量本工程滲濾液的產(chǎn)生量以大氣降雨公式計算。根據(jù)國內外垃圾滲濾液產(chǎn)生量計算方面的經(jīng)驗，我們用以下簡式：Q=CIA/1000式中：Q——日平均浸出液的量，m3/d;揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)C——流出系數(shù)，%,與填埋場表面特性、植被、坡度有度，一般取0.2~0.8;這里取0.25垃圾填埋場的面積為213027m2,C取0.25,則滲濾液的產(chǎn)生量Q=CIA/1000=滲濾液收集導排系統(tǒng)設計垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液的收集排出系統(tǒng)主要由設置在底部防滲層上的滲濾液導水層、集水盲溝和豎向石籠組成。滲濾液導水層是在防滲層上鋪設300mm厚的礫石層。由西向東，導水層坡度為6.2%。礫石從上至下，直徑為φ16~φ50mm,粒徑逐漸加大，起到既能截細小顆粒，又能確保排水通暢的作用。集水盲溝布置成縱橫交錯的支狀，在填埋區(qū)中間沿東西向布置一條主盲溝，南北向布置幾條支盲溝，盲溝內布置滲濾液收集花管，管外填充礫石作為濾水層(粒徑從管道外壁向外依次減小)。主盲溝內鋪設φ400HDPE穿孔管；支盲溝內鋪設φ200HDPE穿孔管在整個填埋區(qū)域內按50m左右間距設置豎向導氣集水石籠。石籠由直徑1200mm的金屬網(wǎng)填以級配碎石形成，石籠內設置φ200HDPE穿孔管。為保證填埋堆體的滲濾液與填埋氣體導排順暢，在堆體標高145米處設中間層滲濾液與填埋氣導排盲溝，導排盲溝呈縱橫交錯布置，與各個導氣石籠相通。滲濾液收集導排系統(tǒng)的工作機理：各垃圾層的滲濾液進入附近的石籠或流到坡面上，再經(jīng)石籠或坡面流入導流層進入支盲溝或主盲溝，最后經(jīng)φ400的滲濾液收集管穿過垃圾壩排入調節(jié)池。穿垃圾壩管為2根φ400的HDPE管，且在出口處設閥門。3.5.3填埋坑地下水的收集與排出填埋坑坑底由西向東坡度為6.2%,待填埋坑基礎處理好后，在坑底鋪設300mm厚的中粗砂作為地下孔隙水導水層。在填埋區(qū)坑底中間布置一條孔隙水導流盲溝，該盲溝位于滲濾液收集主盲溝下面。在盲溝內鋪設φ315HDPE穿孔管，在管外填充礫石作為導流層，孔隙水通過φ315HDPE實管穿過垃圾壩排至下游沖溝內。3.6滲濾液處理系統(tǒng)在選擇滲濾液的處理方案時，我們將污水處理系統(tǒng)分為調節(jié)池和污水處理廠兩部3.6.1調節(jié)池容積調節(jié)池的作用是儲存和調節(jié)滲濾液。根據(jù)多年逐月平均降雨量計算出每個月的滲濾液產(chǎn)生量，扣除當月的處理量后計算出最大累積余量，該最大累積余量即為調節(jié)池最低調節(jié)容量。最后由實際情況，算出3-4個月的滲濾液量，確定確定調節(jié)池的容量為17860m3。由此，取調節(jié)池的有效水深為2m,池寬為89.3m,池長為100m。3.6.2調節(jié)池設計滲濾液的來源中，降雨量與蒸發(fā)量的查值、垃圾的含水量是兩個最重要的影響因素，二者在一年四季的變化很大，因此滲濾液的水質水量也隨之由較大的變化。對于我們的這個滲濾液處理系統(tǒng)，用填埋場排出的滲濾液首先在填埋場內的預處理設施進行必要的處理，以除去滲濾液中的重金屬離子、氨氮、色度以及SS等污染物質或通過厭氧處理以改善其可生化性，降低污染負荷，為合并處理設施的正常運行創(chuàng)造良好的條件。因此，滲濾液處理廠要求滲濾液的水質水量盡可能的穩(wěn)定，因此在滲濾液處理設施的前端，設置水質水量調節(jié)池顯得極為重要。常規(guī)的污水處理調節(jié)池一般是調節(jié)均化一天的水量，因而水力停留時間均小于24h。而處理滲濾液的調節(jié)池是把春、夏季產(chǎn)生的多余滲濾液量儲存起來，以彌補秋、冬季滲濾液處理廠正常運轉時滲濾液量的不足，所以其停留時間均大于24h。我們在設計滲濾液調節(jié)池的時候，考慮了兩方面的因素：1.設計成厭氧塘的形式，讓滲濾液調節(jié)池在調節(jié)池內進行酸化和厭氧消化，滲濾液在秋、冬兩季(溫度低)停留時間長，恰好滿足了低溫時厭氧塘去除有機物濃度的控制條件。2.滲濾液調節(jié)池應由足夠的容積，以確保滲濾液調節(jié)池也不外溢。國內垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液調節(jié)池結構形式有鋼筋混凝土式和防滲膜式。經(jīng)技術、經(jīng)濟性能比較，結合填埋場地形，用自然放坡加防滲膜方式。調節(jié)池四壁與底層采用防滲膜，膜下有墊層，膜表面有防護層。3.6.3滲濾液的處理垃圾填埋場滲濾液的水質隨垃圾組分、當?shù)貧夂颉⑺牡刭|、填埋時間和填埋方式等因素的影響而顯著變化。由于影響因素多，造成不同填埋場、不同填埋時期的滲濾液水質和水量的變化幅度很大?？傮w來說，滲濾液具有以下的特征：1.有機污染物濃度高2.氨氮含量較高3.磷含量偏低4.金屬離子含量較高5.總溶解性固體含量較高6.色度較高7.水質隨填埋時間的變化較大。填埋時間在5年以下的滲濾液pH值較低，BODs及CODcr濃度較高，且BODs/CODcr的比值較高，同時各類重金屬離子的濃度也較高。填埋時間5年以上的滲濾液pH值接近中性，BODs及CODcr濃度下降，BODs/CODcr的比值較低，而NH3-N濃度較高，重金屬離子的濃度則下降。滲濾液處理方案主要有場內循環(huán)噴灑處理，直接與城市污水處理廠合并處理，,場內預處理和城市污水廠合并處理相結合等形式。填埋場滲濾液水量相對于生活污水量規(guī)模較小的特點，確定滲濾液處理采用在場內建設完全的獨立處理工藝的方案。通過DN200的排水管靠重力流輸送到集水井再抽送到調節(jié)池再進行處理。滲濾液輸送管選用價格適中的耐腐蝕、高強度、抗沖擊球墨鑄鐵管。用填埋場排出的滲濾液首先在填埋場內的預處理設施進行必要的處理，以除去滲濾液中的重金屬離子、氨氮、色度以及SS等污染物質或通過厭氧處理以改善其可生化性，降低污染負荷，為合并處理設施的正常運行創(chuàng)造良好的條件。對于城市生活垃圾填埋場，其滲濾液的具體方案選擇要考慮排放標準的要求。生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889-1997)規(guī)定了滲濾液的允許排放標準。排入設置城市二級污水處理廠的生活垃圾滲濾液，其排放限制值必須達到GB16889-1997中的二級標準，其中懸浮物小于等于200mg/1、BOD小于等于60mg/1、COD小于等于300mg/l。我國現(xiàn)有城市垃圾填埋場的滲濾液處理工藝，多數(shù)選用厭氧加耗氧的生物處理方法。由于滲濾液是一種高濃度的有機廢水，盡管采用厭氧與好氧組合工藝對COD、BOD有較高的去除率，但是吃力后的水質仍然難達到生活垃圾污染控制標準(GB16889-1997)的要求。據(jù)調查，已建成的滲濾液污水處理場普遍存在運行效果差的現(xiàn)象。因此滲濾液的處理技術應該是物化及生化等多種處理方式有機結合的工藝。目前常用的滲濾液處理工藝組合有：生物處理一混凝沉淀，生物處理一化學氧化一揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)(生物后處理),生物處理一活性炭吸附，生物處理一反滲透一濃縮液的蒸發(fā)/干化。作為完整的處理工藝，滲濾液應該經(jīng)過預處理，前處理，主體處理設施，后處理四個步驟后排放，其中預處理是以隔柵，調節(jié)池為主，主要作用是截除粗大的懸浮物，并對水質水量進行必要的調節(jié)均化，有利于后處理設施的運行；前處理是采用氨吹脫或其他處理方法，削減滲濾液中高濃度的氨氮，消除對微生物的抑制作用，改善微生物的生長環(huán)境，提高后續(xù)生物處理的運行穩(wěn)定性；主體處理設施都是以低運行費用為特點的生物處理工藝，滲濾液中的大部分有機物在此階段將于以去除，同時使氨氮的濃度達到排放標準。除傳統(tǒng)的生物處理技術外，高效生物脫氮技術將是今后的發(fā)展趨勢。經(jīng)過上述處理過程后，重金屬及不可生化的有機物可能仍然不能得到有效的去除，尤其是隨著填埋時間的延長，滲濾液的可生化性逐漸下降，必要的有處理是不可省略的；后處理的工藝有多種選擇，例如混凝沉淀氣浮工藝，反滲透，超濾以及氧化吸附等工藝。填埋場采用處理流程如圖所示：調節(jié)池調節(jié)池吹脫塔曝氣池混凝反應池排至城市污水管網(wǎng)沉淀池消毒池圖3-1滲濾液處理流程圖3.7填埋場氣體導排、處理系統(tǒng)填埋氣體理論產(chǎn)生量可按下式計算：式中：V——填埋廢物的理論產(chǎn)氣量，m3;W——廢物質量，kg;n——垃圾的含水率(質量分數(shù)),%;η有機物——垃圾中有機物含量(質量分數(shù)),%;Ccop——單位質量廢物的COD,kg/kg,廚余含量高的垃圾可取1.2kg/kg;Vcop——單位COD相當?shù)奶盥駡霎a(chǎn)氣量，m2/kg;β有機物——有機廢物中可生物降解部分所占比例；ε有機物——在填埋場內因隨滲濾液等而損失的可溶性有機物所占比例已知參數(shù)如下：垃圾的含水率為40%,容重為0.45t/m3。=1896689×(1-40%)×(0.7+55.1+1.4+22.6)=549239m3填埋場必須設置有效的填埋氣體導排設施，嚴防填埋氣體自然聚集、遷移引起的火災和爆炸。填埋場不具備填埋氣體利用條件時，應主動導出并采用火炬法集中燃燒處理。未達到安全穩(wěn)定的舊填埋場應設置有效的填埋氣體導排和處理設施。在選擇填埋場氣體控制方式時，應立足于填埋場的實際情況，進行綜合考慮，確定最佳方案。就我國的情況而言，在現(xiàn)有的較為簡單的城市垃圾填埋場、堆放場中，氣體大多無組織釋放，存在爆炸隱患，并造成環(huán)境危害，建議采用被動控制的方式進行導排燃燒。在一些容量較大、堆體較深、垃圾有機物含量高且操作管理水平較高的填埋場，可以考慮采用主動方式回收利用填埋場氣體。對于新建填埋場，可以在垃圾填埋初期通過被動方式控制氣體釋放，當產(chǎn)氣量提高到具有回收利用價值之后，開始對氣體進行主動回收利用。由于此填埋場屬于小型的并且填埋高度只有11米，因此本設計采用被動設計的時候我們采取被動氣體收集裝置。它是允許在氣體沒有鼓風機，氣泵之類的機械裝置下排放，這種系統(tǒng)可用于填埋場廠內部或者是外部。填埋場周邊的空氣排氣溝和管路系統(tǒng)可以作為截斷土中氣體側向流動的被動系統(tǒng)，如果地下水水位較淺，可以在填埋物中挖溝，其深度達到地下水位，然后用透性的礫石和排氣管回填，作為被動氣體的隔離層。為了促進排氣溝的被動排氣，根據(jù)填埋場的土體類型，可在教遠的排氣溝周圍布置一些低透性材料。本工程采用豎向導氣石籠及導氣管做為填埋氣體的導出通道。導氣石籠直徑為φ1200mm,金屬網(wǎng)圍成，在導氣石籠內填充級配濾料構成，中間導氣管為φ200mmHDPE穿孔管。導氣石籠間距50m左右。導氣石籠底部與滲濾液收集盲溝相連，導氣管除導氣外，還兼有排水的作用。導氣石籠的鋪設隨著填埋作業(yè)面逐步升高而逐段加高。LFG經(jīng)導氣石籠收集后，通過導氣管輸導，最終排放到大氣中。在每個豎向石籠頂部(接近最終覆蓋層處)設置一根DN200的氣體排放管，排放口高于最終覆蓋層1.8m。3.8防洪系統(tǒng)設計填埋場內設置截洪溝、排水溝和臨時截洪溝，達到雨、污分流的目的，以減少滲濾液的產(chǎn)生量和污水處理費用。永久性截洪溝沿填埋場的道路外側設置，攔截場內外的洪水，保護填埋場的安全。截洪溝采用漿砌塊石鋪砌，其過水能力按50年一遇洪水計算，100年一遇的洪水校核。由于短時間內垃圾不可能填到永久截洪溝之上，為減少滲濾液的產(chǎn)生量，達到雨、污分流的目的，在填埋坑邊坡上每隔10m高差做一條臨時截洪溝，本設計用膜的錨固溝兼做臨時截洪溝，在錨固溝內填充礫石起導水作用。當垃圾填埋到臨時截洪溝時，臨時截洪溝作廢。在垃圾堆體表面，堆體標高每升高10m處設置排水溝，用以攔截堆體表面的徑流水，采用漿砌塊石鋪砌。堆體表面的雨水經(jīng)排水溝收集后排到下游的沖溝內。根據(jù)《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項目建設標準》第二十二條規(guī)定該填埋場雨水導排系統(tǒng)的防洪標準按25年重現(xiàn)期設計，50年校核。沿填埋區(qū)四周設一圈排水明渠收集填埋區(qū)的雨水，其長度為861m,斷面為梯形，尺寸為：B×B×H=1.2×0.5×1在道路內側設置排水溝，用以攔截堆體表面的徑流水，其斷面為矩形，尺寸為0.4m×0.4m,采用鋼筋混凝土預制。堆體表面排水溝與填埋區(qū)周圍的排水明渠連接，然3.9填埋工藝垃圾填埋采用分區(qū)、分層、分單元填埋作業(yè)方式，并嚴格按照《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術標準》(CJJ17-2001)的規(guī)定執(zhí)行。本填埋場每日填埋垃圾約350噸左右，填埋作業(yè)定點傾卸、攤鋪厚度30～50cm,然后壓實。分層壓實后，垃圾壓實密度達0.85t/m左右。每日單元厚度1米左右，用塑揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)料膜做適時覆蓋。厚度累積到3m時，進行噴藥，再進行覆土，覆蓋土厚度0.2m。3.9.2終期封場本垃圾填埋場設計使用年限為十五年，到期后將進行封場。按“單元式”填埋作業(yè)方式依次重復操作至設計填埋高程時，需進行最終覆蓋，其目的在于減少雨水的滲入，進行填埋場生態(tài)恢復。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),壓實厚度為0.3m;中間層為自然土，壓實厚度為0.3m,其主要功能為防止植物根系穿透防滲層而導致滲水；最上層為營養(yǎng)土層，壓實厚度0.2m,以種植草皮或淺根植物。封場后頂面坡度為5%,以利于降雨的自然排出。此填埋場的覆蓋系統(tǒng)參照國外的模式分為四層：營養(yǎng)層厚50cm,由有機質含量大于5%的土壤組成，用于栽種植被。排水層30cm,由滲透系數(shù)大于102厘米/秒的砂巖物質組成。防滲層采用復合防滲層：0.5mm的HDPE敷設在200mm的壓實粘土上。緩沖層30cm,由土壤、堅硬垃圾和建筑垃圾等組成。表3-3封場系統(tǒng)各結構層特性名稱主要功能常用材料備注營養(yǎng)層防止植物根系侵入以及動物挖洞對于排水層或阻隔層的破壞，保護防滲層不受干燥收縮、凍結解凍等作用的破壞天然土等有時營養(yǎng)層與植被層可以合并，采用同一種材料排水層導排滲入的地表水，降低入滲水對阻隔層的壓力砂、礫石、土工網(wǎng)格、土工合成材料和土工布當通過營養(yǎng)層入滲的水量較多，對阻隔層產(chǎn)生較大的壓力時采用防滲層防止降水滲入垃圾體中，控制填埋氣體的遷移擴散壓實黏土、柔性膜、人工改性防滲材料和復合材料等常采用復合防滲結構緩沖層支撐、穩(wěn)定整個封場系統(tǒng)土壤、砂礫、建筑垃圾等厚度可根據(jù)終場覆蓋的厚度和材料作相應調整3.9.3覆蓋材料垃圾填埋過程中所需要的覆蓋土包括：單元覆蓋貧瘠土、終期覆蓋粘土、終期覆蓋自然土和終期覆蓋營養(yǎng)土。3.9.4填埋坑內雨水的引流填埋坑內的雨水通過引流管將徑流雨水及時引流排出填埋，達到雨、污分流。3.10環(huán)境保護與環(huán)境監(jiān)測1.填埋氣體：設置導排氣系統(tǒng)有序引導，采用甲烷報警器及燃燒裝置來監(jiān)測廢氣中甲烷的濃度，當甲烷濃度超過5%時通過電子點火燃燒排氣。2.污水：清水(主要為場區(qū)徑流和作業(yè)坡面徑流)和廢水(垃圾滲濾液、生產(chǎn)廢水、生活污水、垃圾運輸車清洗用水等)各自形成獨自的排水系統(tǒng)，分別進行控制。清水排至場外，廢水進滲濾水池，然后用于回噴或運至污水處理廠。3.粉塵：堆肥區(qū)、填埋區(qū)、進場公路和場區(qū)通道等區(qū)域表面定期灑水，以防止粉塵對周圍環(huán)境的影響。干燥機裝設纖維布袋除塵器，使排出的煙塵符合《工業(yè)窟爐大氣污染物排放標準》(GB9078-199)二級標準要求。4.臭氣：填埋垃圾應及時覆蓋以控制臭氣外溢，防護網(wǎng)外設置防護林帶，以美化環(huán)境，凈化空氣。5.噪聲：所有的設備全部選用符合環(huán)保要求的低噪聲設備，并采取適當?shù)母粢舸胧?，使噪聲?5分貝以下。若有必要，工人可戴防噪音耳塞。6.致病害蟲：對蚊、蠅、鼠類等帶菌體，一方面組織人員按時噴藥滅殺，另一方面加強填埋場作業(yè)管理，消除低洼地帶的積滯污水，及時清掃散落的垃圾，及時進行填埋覆土，避免垃圾外露。7.環(huán)境綠化：綠化帶不僅能美化環(huán)境、吸收粉塵臭氣以凈化空氣，還能吸收噪音，并防止水土流失。故除在場區(qū)周邊設置綠化帶外，在管理區(qū)、道路兩側也應進行綠化。對已封場的部分要及時做好綠化。環(huán)境監(jiān)測是填埋場管理的重要組成部分，是確保填埋場正常運行和進行環(huán)境評價的重要手段，環(huán)境監(jiān)測內容見表3—4。表3-4環(huán)境監(jiān)測內容表揚州大學本科生畢業(yè)設計(論文)內容監(jiān)測點布置監(jiān)測項目監(jiān)測頻率甲烷監(jiān)測場區(qū)內布置3點，管理區(qū)布置1點每天監(jiān)測一次大氣監(jiān)測場區(qū)上風向、下風向各布2點總懸浮物顆粒、SO,、氮氧化物、CO、H?S、NH?、臭氣每月監(jiān)測一次地表水監(jiān)測填埋場下游PH、BOD、COD、SS、NH-N、TKN、TP、TK、氯化物、細菌總數(shù)、總大腸菌群每年枯豐平水期各采樣一次地下水監(jiān)測填埋場上游一處，兩側和下游各兩處PH、COC、BOD、SS、DO、NH-N、懸浮物、TKN、TP、TK、氯化