垃圾填埋场设计(二)

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某某市垃圾填埋场设计 第一章概述1..一、设计原则1..二、设计编制依据1.三、项目背景2.四、设计的主要内容3.第二章区域自然地理及社会经济概况.4.第一节自然地理4.第二节社会经济概况6.第三章垃圾填埋场选址和总体设计7第一节垃圾填埋场选址7.一、填埋场的选址原则.7.二、本设计场址的选址.7.第二节工程建设规模总体设计8.一、填埋场类型和填埋方式.8二、服务面积及垃圾产量8.三、库容9.五、覆盖厚度9.第三节填埋场主体工程和辅助设施9一、堤坝填筑9.二、防渗系统1.0三、导气系统1.3第四章填埋作业工艺1.5第五章渗滤液处理工程1.7第一节垃圾渗滤液特征17第二节垃圾渗滤液处理工艺设计1.7一、渗滤液的产生量17二、调节池容积的计算18三、渗滤液处理设备尺寸计算1.8第六章填埋气体收集与利用23一、填埋气体的主要组成23二、填埋气体收集方式23三、冷凝液收集和排放23四、气体输送系统23五、填埋气体的利用24第七章配套工程25第八章环境保护与环境监测28第一节环境保护28第二节环境监测28第九章封场工程.30 第一章概述一、设计原则城市生活垃圾处理作为城市环境治理项目，应在城市总体规划的指导下，合理选择场址、处理工艺，严格控制产生二次污染，防止对环境造成新的污染。本设计主要遵循以下原则：1.贯彻国家有关方针政策，在城市总体规划指导下，从当地垃圾资源的实际情况出发，统筹兼顾垃圾资源的综合利用和合理利用，搞好能源转化，提高利用率，减少占地，逐步实现垃圾处理无害化、减量化和资源化，以取得较好的社会效益、环境效益和经济效益。2.坚持因地制宜，从实际出发选择合理的技术方案，走符合国情的路子。根据国家的垃圾处理技术政策，结合本地区的实际情况，寻求垃圾处理的技术和模式，形成多类型、多层次的配套技术。3.坚持科学态度，积极采用新工艺、新材料、新设备，不断改进及完善垃圾处理设施的建设，为环卫事业的发展提供技术保障。4.从实际出发，正确处理需要与可能、近期与远期的关系，做到远近结合、量力而行、留有余地、务求实效。二、设计编制依据1《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2001)2《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)3《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》，中华人民共和国建设部主编，建标[2001]101号”文4《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》(CJ/T3037)5《中华人民共和国工程建设标准强制性条文——城市建设部分》6《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)7《工业企业厂界噪声标准》(GB12348~12349-90) 8《污水综合排放标准》(GB8978-1996)9《环境空气质量标准》(GB3095-1996)10《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)11《地面水环境质量标准》(GB3838-88)12《地下水质量标准》(GB/T14848-93)13《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)14《危险废物鉴别标准》(GB5085)15《城市生活垃圾采样和物理分析方法》(CJ/T3039-1995)16《堤防工程设计规范》(GB50286-98)17《厂矿道路设计规范》(GBJ22)18《地基基础设计规范》(DBJ08-11-99)19《地基处理技术规范》(DBJ0840-99)20《室外排水设计规程》(GBJ14)21《堤防工程设计规范》(GB50286-98)22《供配电系统设计规范》(GB50052)23《市政工程设计文件编制深度规定》(DGJ08-76-1999)三、项目背景随着经济的发展，人们生活消费水平的提高，城市的生活垃圾产生量日渐增加。而目前市内还没有垃圾无害化处理的工程措施，基本上所有的垃圾都是简易堆放处理，没有进行无害化处理，其卫生要求远达不到环境法规的卫生标准。这些简易的垃圾堆放场已经造成一系列的环境污染问题。表现在：一，垃圾露天堆放，散发阵阵恶臭，污染大气环境，周围几平方公里的地方都可以闻到，严重影响景观。二，垃圾无隔离措施，其产生的渗滤液污染地下水和周围的地表水，极大地威胁居民的健康。三，污染周围的土壤，使土壤失去应有的功能。城市的经济持续增长，人口数量在上升，消费物品也在增加。若不处理对垃 圾无害化处理，将引发重大的灾难，故建立生活垃圾填埋场处理工程。四、设计的主要内容城市生活垃圾卫生填埋场处理工程设计的主要内容包括：总平面布置（选址和场区总体设计等等），填埋工艺，防治工程，渗滤液收集导排工程，渗滤液处理工程，地下水、地表水导排处理工程，填埋气体收集与利用设计，环境监测设计，封场工程，辅助工程（如绿化、道路等），设备选型，二次污染防治设计，经济分析等等。设计服务年限及范围：设计服务年限为2010—2020年，为期10年；服务范围为某某市所辖行政范围。设计规模：根据城市人口规模与人均垃圾生产量等因素，确定城市生活垃圾卫生填埋场处理起始规模为600吨/天。技术经济指标：垃圾处理规模：21.90万吨/年；填埋场库容：619.32万米3;使用年限：21年；渗滤液处理规模：300吨/天；渗滤液处理标准：三类；调节池容积：20000米3;单位垃圾处理总成本：284.58万元/年；投资回收期：12.95年。 第二章区域自然地理及社会经济概况第一节自然地理1、地理位置某某市位于某某市北郊，东部和南部分别与贵阳市乌当区，云岩区接界，北邻修文县，西邻清镇市，地理坐标东经106.32-106.48:北纬26.38—26.49。东西长27.9km,南北宽20.8km,全区总面积259.6km。2、地形地貌及地质某某市地处黔中隆起南缘，苗岭山脉中段，本区高起于贵阳盆地，周围环山，中南部较平缓。全区均属长江流域，海拔1120〜1659m左右。最高点在牛场布依族乡东面的云雾山次峰，海拔1659m；最低点在东南面都拉民族乡小河村最低点处。全区平均海拔1300m左右。海拔1600m以上的地面0.39km2，占全区土地面积的0.15%;1500〜1600m的有4.72km2,占全区土地面积的1.82%;1400〜1500m的有62km2,占23.88%;1300〜1400m的有120.48km2,占46.4%;1300m一下的有72.01km2,占27.74%。在地貌上本区属黔中丘原区，由于地壳的强烈运动及长期风化剥蚀，形成本区以丘陵为主的地貌景观。本区地貌主要有丘陵、山地、盆地（坝子）、河谷阶地。其中丘陵面积127.4km2,占全区面积的49.1%;山地面积37.0km2,占全区面积的14.3%;盆地（坝子）面积95.2km2,占全区面积的36.7%。本区出露地层有寒武系、石碳系、二叠系、二叠系、第四系和侏罗系等。寒武系地层出露于云雾山、葛藤山、营盘山、斗篷山、狮子山、朱宫大坡等地带，主要岩石有白云岩和石灰岩。石碳系、二叠系出露于沙文乡对门山村的龙潭坡，牛场布依族乡红棉村的管冲、猫山、麦架乡摆茅村的老板林大坡等地带。主要岩石有二叠系的阳新灰岩，黄色沙页岩。三叠系在本区出露较多，全区各地均有，主要岩石有石灰岩、白云岩和夹层状碳酸岩。第四系地层在本区呈三个条状分布于山间盆地、谷地，洼地、台地及河流阶地边缘地带。侏罗系地层在本区分布极少，主要岩石为紫色沙页岩。全区岩石以夹层碳酸岩、石灰岩、白云岩分布最多，面积为193.12km2,占全区面积的74.4%;紫色沙页岩分布最少，面积仅为3.64km2,占全区面积的1.41%。其他岩石还有泥页岩，铝铁岩、红色粘土和煤系等。 3河流水系本区属长江流域乌江水系，主要河流有麦架河，沙老河两条河流。麦架河是区内的最大河流，发源于北部修文县境内的石扳哨周武山的西麓。流经全区整个西南低丘盆谷地中央部分，至锅底滩出界，经乌当区的朱昌汇入猫跳河，集水面积150.2km2,多年平均流量2.70m2/s,全长26.15km。该河流经我区长度22.5km,流域面积为131.8km2,占全区面积的50.5%。麦架河在5km2至20km2流域面积的支流有大泥窝河（牛庄河）、下高山河（洗马河）、马堰河、潮水河、大路河、高家寨河、罗家寨河等八条，具上游建有小（一）型的沙田水库、罗革档水库，沿河的小型水利设施较多。沙老河是区内第二大河流，发展于东北部牛场布依族乡的瓦窑村大坡南麓，流经我区东北部至下水流入乌当区，下游汇入南明河。区内河流长度16.1km,流域面积103.6km2,多年平均流量0.88m2/s,占全区面积的39.9%。其中最大的支流为都溪河，发源于都拉民族乡的黑石头村，流经都溪、都拉、上水等，于下水汇入沙老河，流域面积20.4km2。沙老河上游5km2至20km2流域面积的支流还有祁山河、小河、牛场牛角田河3条河流。在沙老河的流域内已建有王金冲、牛角田两座小型水库，并建有不少小型水利设施。4、水文与气象某某市属亚热带湿润气候区。由于地势较高，冷暖平流交替强烈，形成明显的季风高原气候特点，冬无严寒，更无酷暑。年平均气温13.4C左右，极端最高气温33C,极端最低气温-7C,无霜期265天，霜期近100大。一般初霜期出现在11月中旬，终霜期出现在2月，特殊年初霜期最早出现在9月下旬，终霜最晚出现在4月下旬。本区一般地区气温0c以上积温4830C；10c以上积温3860C；20c以上积温1700C,本区热量分布：北部、东北部偏冷，年平均气温12.5C-14c之间；中部、南部偏暖，年平均气温14c左右。全区多年平均降雨量1156.2mm,年径流量1.444亿mam。雨季平均四月份开始至十月份结束，平均降雨量1055mm,占全年平均降雨量的91.2%。特枯年降雨量849.8mm,年径流量0.825亿m3;枯水年降雨量为1017.5mm,年径流总量1.140亿m3;平水年降水量1144.6mm,年经流量1.403亿m3;丰水年降雨量1320.4mm,年径流量1.783亿m3。径流量的年内分布与降水量的年内分布相似，5-9月为汛期，每年同期的平均径流量占全年的70%左右，连续最大四个月出现在5-8 月，多年同期平均径流量占全年的63%左右；其中6月份的径流量最大，多年同期平均径流量占全年的21%左右，1-3月的径流量最小，多年同期平均径流量仅占全年的8%左右。本区枯水年和特枯年的径流量分别占多年平均径流量的79.0%?口57.1%。第二节社会经济概况某某市总人口为18万人。其中非农业人口点68%,少数民族有汉、布依、苗、侗、回等38个民族，人口约2.5万人，占16.52%。区内聚集了特大型工业企业贵州铝厂、铁道部贵阳车辆厂、有色第七冶金建设公司、耐火材料厂筹一大批国有大中型企业，规模大、产品技术含量高、人才富集、技术和管理水平高，工业基础雄厚；区内有全国最大的铝工业基地、全国500强大型企业一一贵州铝厂，素有中国铝城”的称誉区内有冶金技术学院、职工大学、中专、技校、职校、中学、小学、幼儿园共119所，在校学生3万余人，在全省率先实现双基”达标。有各类科技人才近万名，其中获高级职称的人员约500名。有医疗卫生机构43个，病床893张，初级卫生保健达到了全省合格县标准，获贵州卫生县城”称号。有影剧院8座、文化宫3处和国家级标准文化宫；建有微波站、地面卫星接收站，开通了无线调频广播和实现了村村通有线电视、村村通自来水；游乐设施齐全，白云公园、塔山公园、水景公园、文化广场和正在筹建的七彩湖公园，为人们提供良好的休憩场所；建有标准田径运动场、体育馆、游泳池，运动场所和设施，分布全区；风筝节、兰博会等各种大型文体活动丰富多彩，被命名为全国体育先进县”和全省文化先进县”；城乡治安良好，社会稳定。第三章垃圾填埋场选址和总体设计第一节垃圾填埋场选址一、填埋场的选址原则场址的选择是卫生填埋场全面设计规划的第一步。影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。主要遵循两条原则是：一是从防止环境污染的角度考虑的安全原则，二是从经济角度考虑的经济合理原则。安全原则是选址的基本原则。维护场地的安全性，要防止场地对大气的污染，地表水的污染，尤其是要防止渗沥水的释出对地下水的污染。因此，防止地下水 的污染时场地选择时考虑的重点。经济原则对选址也有相当大的影响。场地的经济问题是一个比较复杂的问题，它与场地的规模、容量、征地费用、运输费、操作费等多种因素有关。应充分利用场地的天然地形条件，尽可能减少挖掘土方量，降低场地施工造价。满足以下基本条件：①应服从城市发展总体规划（具建设规模应与城市化进程和经济发展水平相符）；②场址应满足一定的库容量要求（填埋场满足一定的服务年限，一般要在10年以上）；③场址应具有良好的自然条件（包括地质条件稳定、气象、地表水域保护、无居民）；④场址运距应尽量缩短（主要为了降低运输费用，运输距离一般不超过20千米）；⑤场址应具有较好的外部建设条件（方便的外部交通、可靠的供电电源、充足供水条件）。二、本设计场址的选址本设计填埋场的选址经过从工程学、经济学、环境学、政策法规等方面的综合的缜密的考虑而选取的。1）从经济学上看，此填埋场满足一定的库容量，能容纳600~1200t/d的垃圾处理量；附近有一大道，距市中心仅9.87公里，场址交通方便，运距合理；场址周围有相当数量的土石料，用于天然防渗层和覆盖层的粘土等。2）从工程学方面看，场地有适当的自然地形作为填埋空间其地形、地貌及土壤条件适当；天然地层渗透性系数达到107cm/s以下，并具有一定的厚度，其地质条件很好；场址蒸发量大于降水量，不位于台风经过的地区，其暴雨发生率也较低，位于大气混合扩散作用的下风向，即气象条件适当。3）从环境学上看，场址远离专用水源补给区2000米以外，地基基础位于最高丰水位标高至少1米以上，对地表水、地下水影响较小，同时场址位于居民区2000米以外，且位于居民区的下风向对居民区的影响也较小。4）从政策法规上看，此填埋场的建立符合城市发展规划，符合当地城市环境卫生事业发展规划要求[2]0 第二节工程建设规模总体设计一、填埋场类型和填埋方式1、填埋场类型根据某某地形地貌及地层岩性发育情况，选择山地填埋型。这是一种利用天然的沟壑、山谷对城市固体废弃物进行无害化处置的方式。选择高差较大、城区的下风向位置，其有利于雨污水的分流与导排以及防渗系统的设置。2、填埋方式选择厌氧性填埋。填埋层内部处于厌氧状态，废弃物中的有机物分解缓慢，基本原样保存。其分解过程分为两步：首先是有机物被分解成有机酸或酒精（液化），然后进一步分解为甲烷和二氧化碳（气化）。从废弃物填埋开始至填埋物稳定，整个厌氧发酵过程需要一段相当长的时间。二、服务面积及垃圾产量（1）服务面积人口采用下式计算：入Ac（1P）n式中：An第n年的服务人口数，人A0初始服务人口数，人P机械增长率与自然增长率之和（根据某城市历年人口调查情况，本次设计中分别为1.53%,1.02%）;n第n年，年本区初始服务人口数A0为18万人；机械增长率和自然增长率分别为1.53%,1.20%。（2）垃圾产生量设某某市人均垃圾产生量为1.00kg/（人d）,且该值在10年内保持变化不大。垃圾产生量采用下式计算。Wn21000式中：Wn——第n年的日产垃圾量，t/da第n年的垃圾人均日产率，kg/（dp） 由以上两式求得某某市各年的服务人口及垃圾产生量（详见表1）表1某某市各年份垃圾日产量表序号年份/万人广量/(kg/dp)日n-/(t/d)产量/(t/a)累计量/万吨1201018.451184.567342.56.72201118.931189.369094.513.63201219.411194.170846.520.74201319.911199.172671.528.05201420.421204.27453335.46201520.941209.47643143.17201621.471214.778365.550.98201722.021220.28037359.09201822.581225.88241767.210201923.151231.584497.575.7三、库容因本设计未做实地勘查，故以10年产生垃圾所需库容作为实地库容来计算：垃圾填埋容量（m3/d）=垃圾填埋量（t/d）/垃圾压实密度（t/m3）其中：垃圾填埋总量为757000t,取垃圾压实密度为0.6（t/m3）则垃圾填埋库容为：126.17万m3五、覆盖厚度垃圾一次性填埋，每层垃圾厚度为3m,当天作业完毕覆土30cm。最终覆土厚度1m。第三节填埋场主体工程和辅助设施一、堤坝填筑堤坝设置在填埋场的边缘以及填埋区域分隔连接处的部分。在作为中间连接处的情况下，堤坝可以用垃圾芯构成用粘土围着，图3.1为两种垃圾堤坝建造示意图。根据场区的具体情况加以设计。 二、防渗系统1、防渗系统设计规范本设计选择人工防渗系统，该应符合以下要求：①人工合成衬里的防渗系统应采用复合衬里防渗系统，位于地下水贫乏地区的防渗系统也可采用单层衬里防渗系统，在特殊地质和环境要求非常高的地区，库区底部应采用双层衬里防渗系统。②特殊情况下可采用钠基膨润土垫替代膜下防渗保护层。③填埋场防渗系统基础与天然地下水水位的间距不得小于2m。人工防渗材料施工应满足以下要求：①铺设HDPE土工膜应焊接牢固，达到强度和防渗漏要求，局部不应产生下沉拉断现象。土工膜的焊（粘）接处应通过试验、检验。②在垂直高差较大的边坡铺设土工膜时，应设锚周平台，平台高差应结合实际地形确定，不宜大于10m。边坡坡度宜小于1：2③人工防渗材料的基础处理应符合下列规定：平整度：应达到每平方米粘土层误差不得大于2cm;洁净度：不采用膜下土工布保护层时，垂直深度2.5cm内粘土层不应含有粒径大于5mm的尖锐物料；压实度：位于库区底部的粘土层不得小于93%;位于库区边坡的粘土层不得小于90%o2、防渗材料目前，从国内外的实践实用看来，用于垃圾卫生填埋场应用最广泛最成功的 的是高密度聚乙烯（HDPE）膜，与其它防渗材料，它具有最好的耐久性。从防渗性能和经济实用角度考虑，此工程采用1.5mm厚度的高密度聚乙烯（HDPE）膜较为适当。其磨擦性能的考虑，比安全性的角度出发，在坡面上采用毛面HDPE膜较好，但设计中由于有足够的粘土层，所以此工程防渗主体结构全部采用1.5mm厚的光面HDPE膜。天然粘土类衬里及改性粘土类衬里的渗透系数不应大于1.0X0-7cm/s。3、防渗结构在垃圾填埋区场底、侧坡和调节池内都安装严密的防渗系统，使其密不透水，以防止污染地下水。核心部分是双层高密度聚乙烯（HDPE）膜。此外还设置的收集层。场底结构从上到下依次为：过滤层、主滤液收集层、保护层、主防渗层、主防渗层、次要滤液防渗层、次防渗层、保护层、构建底面。其相应的防渗材料设置依次为：轻型工布土、厚度为600mm碎石导流层、500g/m2无纺土工布层、1.5mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的无纺土工布层、1.5mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的无无纺土工布层、地基土。见表3.2。边坡和调节池的防渗结构与场底的都相同。填埋库区地基应是具有承载填埋体负荷的自然土层或经过地基处理的平稳层，且不应因填埋垃圾的沉降而使基层失稳。填埋库区底部应有纵、横向坡度，纵、横向坡度均宜不小于2%。4、渗滤液收集导排系统渗滤液导流层（即主滤液收集层和次滤液收集层）渗滤液主收集层：在无纺土工布保护层上铺设600mm的碎石层，粒径要求20~40mm,按上粗下细进行铺设，防止填埋的垃圾堵塞砾石缝从而影响渗滤液导 表3.2填土垃圾层士二钺冷湮确电…狼落窟程舸集展/收聚博门・・1・'.C—ZTt姓北幡刀EJJT重一小禽1浒第一层港渡艰第一玛”工收集已力林介陵X弋^施案粘土时ib>景餐限行了陪•设轩史付第二狸合成郛打第曲青龙什£图3.3典型的双衬系统美国环保局衬层设计备选方案主滤液收集层厚度为600mm碎石导流层保护层500g/m2无纺土工布层主防渗层1.5mm光面高密度（HDPE）膜次要滤液防渗层500g/m2的无纺土工布层次防渗层1.5mm光面高密度（HDPE）膜保护层500g/m2的无纺土工布层构建底囿地基土流的效果。渗滤液次收集层：直接安装于主防渗层之下，目的是监测主防渗层是否渗漏，若有渗漏，则可在次盲沟中发现并收集起来。渗滤液导渗盲沟：渗滤液导渗盲沟负责渗滤液的最终排放，将其从场区内排往渗滤液沉淀池和调节池进行处理。为了便于渗滤液的收集排放，在各区分别设置纵向盲沟，其中主收集层铺设直径为DN250mm的穿孔花管，由导流层形成盲沟断面，并用 150g/m2织质土工布包裹。次盲沟由透水和受垃圾沉降影响小的透水软管组成。当次盲沟铺好之后再开始进行中间覆盖。SOctu版上a。以上I无助布图3.3渗滤水集水系统5、地下水导排系统填埋场的工艺设计必须考虑对填埋库区底部可能存在的地下水进行导排。地下水导排沟位于渗滤液主导排沟下约2m处。先在沟内铺设反滤150g/m2士工布，然后再铺设DN200的HDPE穿孔花管，最后回填级配碎石到地下水导排沟沟顶。三、导气系统填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施，严防填埋气体自然聚集、迁移引起的火灾和爆炸。填埋场不具备填埋气体利用条件时，应主动导出并采用火炬法集中燃烧处理。1、填埋气体导排设施应符合下列规定：①填埋气体导排设施宜采用竖井（管），也可采用横管（沟）或横竖相连的导排设施。②竖井可采用穿孔管居中的石笼，石笼宜用级配石料等粒状物填充。竖井宜按填埋作业层的升高分段设置和连接；竖井设置的水平间距不应大于50m；管口应高出场地1m以上。应考虑垃圾分解和沉降过程中堆体的变化对气体导排设施的影响，防止设施阻塞、断裂而失去导排功能。③填埋深度大于20m采用主动导气时，宜设置横管。④有条件进行填埋气体回收利用时，宜设置填埋气体利用设施。填埋库区除应按生产的火灾危险性分类中戊类防火区采取防火措施外，还应在填埋场设消防贮水池，配备洒水车，储备灭火干粉剂和灭火沙土。应配置填埋气体监测及安全报警仪器。填埋库区防火隔离带应符合规范的要求。 填埋场达到稳定安全期前的填埋库区及防火隔离带范围内严禁设置封闭式建（构）筑物，严禁堆放易燃、易爆物品，严禁将火种带入填埋库区。填埋场上方甲烷气体含量必须小于5%;建（构）筑物内，甲烷气体含量严禁超过1.25%。进入填埋作业区的车辆、设备应保持良好的机械性能，应避免产生火花。填埋场应防止填埋气体在局部聚集。填埋库区底部及边坡的土层10m深范围内的裂隙、溶洞及其他腔性结构均应予以充填密实。填埋体中不均匀沉降造成的裂隙应及时予以充填密实。2、设计方案本设计采取被动气体收集装置，允许在气体没有鼓风机，气泵之类的机械装置下排放。填埋气体导排设施宜采用竖井（管），采用穿孔管居中的石笼，、竖井设置的水平间距为30m；管口应高出场地2m。填埋场不具备填埋气体利用条件，其导出的气体并采用火炬法集中燃烧处理。 第四章填埋作业工艺卫生填埋通常是每天把运到填埋场，经性质和计量判定后进入填埋场内。垃圾按指定的单元作业点卸下，卸车后用推土机推铺，再用压实机碾压。分层压实到需要高度后，再在上面覆盖粘土和聚乙烯膜料，并重复上述的卸料、推铺、压实和覆盖的过程。以一日一层作业单元，每日进行覆盖。垃圾的压实密度大于0.8t/m3。每层垃圾厚度为2.5~3.0m,每层覆土矿工为15~30cm,通常四层厚度组成一个大单元，上面覆盖土在45~50cm。填埋时先从右到至左推进，然后从前向后推进。左、中、右之间的联线之间呈圆弧形，使覆盖面上排水畅通地流向两侧进入排水沟或边沟等，以减少雨水渗入垃圾体内，前后上部的连线呈一定坡度。外坡为1：4,顶坡不小于2%。单元厚度达到设计厚度后，可进行临时封场，在其上面覆盖45~50cm厚的粘土。并均匀压实，再加上15cm厚的营养土，种植浅根植物。最终封场覆土厚度大于1m。填埋场的作业方式实行分区分单元填埋，以分区分单元填埋为前提，然后再来考虑分层的填埋作业。为最大限度防止污染扩散，填埋作业过程中，正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的，日覆盖采用膜覆盖，其他的区域均为中间覆盖或临时封区。 首先进行的作业的是整平后的一区填埋库区底部，在实际进行填埋作业的过程中，要考虑是和填埋作业库区临时作业道路结合起来实施。第一次到达的填埋作业高度为距离整平询问绝对标高2m而后开始第二层填埋作业单元的设置。随着填埋作业高度的增加，可利用的填埋作业有效面积也在增加，这时为气体利用提供方便，已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井，将导气管和周围的移动式集气站连接起来，就可以对气体进行再利用了。整个填埋区的作业顺序是：先一区、二区、再三区，然后开始二期工程。填埋二期工程作业时，和填埋一区形成新的水平面积，继续向上填埋，形成堆体后临时封场，填埋三期作业。具填埋作业工艺流程图如图所示： 第五章渗滤液处理工程第一节垃圾渗滤液特征垃圾渗滤液呈淡茶色或暗褐色，色度在200A4000之间。有浓烈的腐化臭味，成分复杂，毒性强烈，有机物含量较多，被列入我国优先污染控制物黑名单”的就有5种以上；氯氮浓度高，BOD5和COD浓度也远超一般的污水。垃圾渗滤液来源于三个方面：一是垃圾本身所带的水分；二是垃圾中有机物经分解后所产生的水；三是以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水和地下水。其中进入场区的大气降水和地下水是决定渗滤液产生量的关键因素。垃圾在填埋场产生的渗滤液与时间的关系可分为以下几个阶段：1）调整期：在填埋初期，垃圾体中水分逐渐积累且有氧气存在，厌氧发酵作用及微生物作用缓慢，此阶段渗滤液量较少。2）过渡期：本阶段滤液中的微生物由好氧性逐渐转变为兼性或厌氧性，开始形成渗滤液，可测到挥发性有机酸的存在。3）酸形成期：滤液中挥发性有机酸占大多数，pH值下降，COD浓度极高，BOD5/COD为0.4—0.6,可生化性好，颜色很深，属于初期的渗滤液。4）甲烷形成期：此阶段有机物经甲烷菌转化为CH4和CO2,pH值上升，COD浓度急剧降低，BOD5/COD为0.1~0.01,可生化性较差，属于后期渗滤液。5）成熟期：此时渗滤液中的可利用成分大减少，细菌的生物稳定作用趋于停止，并停止产生气体，系统由无氧转为有氧态，自然环境得到恢复。第二节垃圾渗滤液处理工艺设计一、渗滤液的产生量目前渗滤液产生量一般用经验公式，只考虑大气降水。QIC（AA?）1000式中：Q渗滤液年产生量，m3/a;I降雨强度，mmC渗出系数，取0.6；A1填埋区汇水面积，12.5万平方米A2调节池回水面积（忽略不计） 式中I取多年平均降雨量1156.2mm。C为填埋场内降雨量转为渗滤液的份数，其值随填埋厂覆盖土性质，坡度而不同，一般在0.2—0.8之间，封场的填埋场则以0.3—0.4居多，本工程取C=0.6o填埋区汇水面积Ai为12.5万平方米，经计算年平均垃圾渗滤液产生量8.67万m3,日平均237.58m3。设每天处理量为250m3o二、调节池容积的计算本设计按水量平衡计算。1、每月渗滤液产量iC（a1a2）q1000式中：q-渗滤液月产生量，m3/月；i-降雨强度，mmC-渗出系数，取0.6a1-填埋区汇水面积12.5万平方米；a2-调节池汇水面积（忽略不计）。2、月渗滤液余量qqq2式中：q1-月渗滤液余量，m3;q2-每月渗滤液产生量，m3;q3-进入处理站处理的渗滤液量，m3;查资料得该城市20年一遇降雨量为967.6mm（1988年），6、7、8、9月的降雨量为558.1mm,相应的蒸发力为443.3mm,四个月的渗滤液产生量41858m3,不考虑进渗滤液处理站处理时，调节池容量需要4158.5m3,考虑进渗滤液处理站处理（18000m3）,调节池需要水量23858m3。综上计算，根据现场调节池的地形条件，本设计调节池容积采用24000m3。三、渗滤液处理设备尺寸计算1、UASB反应器设计进出水水质见表4.1。表4.1设计进出水水质项目BOD5(mg/L)COD(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)pH进水25005000600806〜7出水5010070156〜7 ⑴容积V。采用负荷设计法采用有机负荷（q）设计UASB反应器是目前最为主要的方法。根据文献资料城市垃圾渗滤液的设计负荷为9.9kgCOD/m3d。计算公式为:VQSo/q式中：V-反应器容积，m3;Q-进液流量，m3。本设计为250m3/d。S0-进水有机物浓度，gCOD/L或gBOD5/L。取COD为5g/L。q-9.9kgCOD/m3d由此计算得反应器容积V=126.26m3。⑵有效高度H式中取反应器长、宽均为5m的矩形，则可以计算出反应器有效高度H=5.05m,取整H=5m,则反应器总高度为8m2、A/O膜氧化池⑴设计参数计算①BOD污泥负荷:Ns0.38kgBOD5/(kgMLSSd)(利于硝化反应进行)②污泥指数：SVI250③回流污泥浓度:Xr106rSVI4000(mg/L)④污泥回流比：r100%⑤曝气池内混合液污泥浓度:rXXr2000(mg/L)(1r)⑥TN去除率:(TNoTNe)(8015)TNo800-100%')100%81.25%⑦内回流比: TN0.812100%4.32%1tn10.812⑵A/O池主要尺寸计算①有效容积：VQL2502500411.18(m3);取整V=420m3;NsX0.382000式中L04物反应池进水BOD5浓度，kg/m3;Ns-BOD污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSSd)。②根据经验取有效水深：H=8.0m；③曝气池总面积：52.5(m2),取整A=52.5m2;④污水停留时间:4202425040.3(h)⑤采用A/O比为1:4,则A段停留时间t18h,O段停留时间t232.3h,⑶剩余污泥量WaQ平LrbVXv0.5Q平Sr式中a-污泥产率系数，kg/kgBOD5,一般0.5-0.7b-污泥自身氧化速率，d-1,一般0.05;Q平-平均日污水流量,m3/d;Lr-生物反应池去除BOD5速度，kg/m3;Xv-挥发性悬浮固体浓度，kg/m3;Sr-反应器去除的SS浓度，kg/m3。①降解的BOD生成污泥量W1aQ平Lr0.6250(2.50.05)367(kg/d)②内源呼吸分解污泥量W2bVXv0.054201.531.5(kg/d)其中XvfX0.7520001500(mg/L)③不可生化降解和惰性悬浮量(NVSS) 该部分占总TSS约50%,则W30.5Q平Sr0.5250(0.60.07)66.25(kg/d)④剩余污泥量WW1W2W336731.566.25401.75(kg/d)每日生成活性污泥量：XwW1W236731.5335.5(kg/d)⑤湿污泥体积Qs污泥含水率P=99.2%,则QsW6.625(m3/d)1000(1P)⑥污泥龄1201.5Qc殳Xw⑷每日需氧量R0aQSrbVX4.6Nr式中Nr-被转化的氨氮量kg/d;4.6-1kg氨氮转化成硝酸盐所需氧量,kg；a；b-取0.75和0.16。计算得R0=201.923kg/d3中沉池根据经验，设中心管内流速V00.03m/s276.7(d)⑴中心管面积f：f皿250V02436000.030.0964(m2)式中qmax-最大设计流量，m3/s；V0-中心管内流速，m/s03.2.⑵沉淀部分有效断面积Ao0根据经验，设表面负荷q=1m/mh,则上升速度V=1m/h=0.000278m/0qmaxVo0.002310.00027828.31(m2)⑶沉淀池直径Dc4(Af)4(8.310.0772)D,,3.27(m) 取整D=3.4m<8m。⑷沉淀池有效水深h2根据经验，设沉淀时间t=2h,则h2Vt36000.000278236002.0016(m)取整h2=2m⑸校核池径深比D:h23.4:2.01.73(符合要求)⑹校核集水槽每米出水堰的过水负荷q0qo_qma^0.0023110000.216(L/s)2.9(L/s)D3.143.4可见，负荷要求，可不另设辐射式水槽⑺池子圆截锥部分实有容积V1设圆锥底部直径d0.4m,截锥高度为h5,截锥侧壁倾角550,则h5(D--)tg(370;4)tg5502.142(m)2222取整h52」5mh§222.1522Vi5(R2r2Rr)(1.720.221.70.2)33=7.36(m3)A/O池每天产出污泥6.625m3,故可以满足使用要求。⑻中心管直径d0：d0件,4^7720.314(m)⑼中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离h3o根据经验，设流过该缝隙的污水流速v10.02m/s,喇叭口直径为qmaxh3则：v1d1d11.35d01.350.03140.4239(m)0.0868(m)0.002310.023.140.04239取整h3=0.09m⑩沉淀池总高度Ho设池子保护高度h1=0.3m,缓冲层高度h4=0.3m0.090.32.154.84(m)则Hh1h2h3h4h50.32.0 第六章填埋气体收集与利用一、填埋气体的主要组成填埋气体（LFG）中主要气体包括甲烷、二氧化碳、氨、一氧化碳、氢、硫化氢、氮和氧等。其中最主要的是甲烷和二氧化碳气体。它的典型特征为：温度达43~49C,相对密度1.02~1.06为水蒸气所饱和，高位热值在15630~19537kJ/m3那当然填埋场产生的微量气体虽然很少，但其成分复杂，毒性较大，不能对其忽视。二、填埋气体收集方式本工程采用LFG主动控制系统，即在填埋场内铺设一些垂直的导气井或水平的盲沟，用管道将这些导气井和盲沟连接至抽气设备，利用抽气设备对导气井和盲沟抽气，将LFG抽出来。由于本垃圾填埋场面积大，填埋量大，采用水平收集盲沟易使空气进入抽气系统，故此工程采用垂直抽气井抽气。考虑到填埋厚度和填埋规模等因素，选择采用垃圾单元封闭后钻井下管统一收集填气体。填埋气体主动控制系统主要由抽气井、集气管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、气体处理站以及气体监测设备等组成。通常，填埋气体主动控制系统又分为内部填埋气体收集系统和边缘填埋气体收集系统两类。内部填埋气体收集系统：该系统常用来回收填埋气体、控制臭味和地表排放，如附图边缘填埋气体主动收集系统：此系统主要是回收并控制填埋气体的横向地表迁移。采用周边抽气井抽气。三、冷凝液收集和排放填埋气体在输送过程中，会逐渐变凉而产生含有多种有机和无机化学物质及具有腐蚀性的冷凝液。这些冷凝液能起管道振动，限制气流，增加压力差，阻碍系统运行。为此要设置冷凝液收集系统，一般冷凝液收集并安装在气体收集管道的最低处，避免增大压差和产生振动。四、气体输送系统收集的气体最终汇集到总干管，经鼓风机将其输送到燃气发电厂。具输送管 道材料采用PE。五、填埋气体的利用因填埋场工程较大，处理的垃圾量也较大，产生的沼气数量可观，持续的时间长，所以本工程主要把填埋气体用作发电。其总的气体处理与利用工艺流程如图5.1所示：燃烧器自动点燃放空~-TT填埋气体:收集井工收集管M汇流中转等匚转气萱二抽气机上网由发电机~h燃气轮机"气体加压机h储气粗同气体净化设备图5.1填埋气体的处理与利用工艺流程 第七章配套工程一、道路工程本处理场按日接纳处理生活垃圾250吨计，年处理量为9.12万吨。以5吨密闭式垃圾清运车运输，每日平均需要50车次左右，加之运行时各工序之间物料的往来运输，在场区内形成了较大的物流量。盘山道路随着填埋高度的增加逐渐延伸而形成，其功能单一，填埋高度一旦达到设盘山道路有可能废弃，故它仅为临时性道路，维持晴天通行，雨天稍维护就能通行的水平即可。车辆在盘山道路上行驶的速度为V=10km/h。平面设计：场区道路与进场道路相接，盘山道路在分选区附近与进场道路相连，盘山道是随填埋高度而上升的坡道。断面设计：道路断面有路肩及车道组成。盘山道有车道、路肩及表面排水沟组成，其边坡与垃圾填埋边坡一致取1:3。场区道路按城市道路标准设计，但由于场区行人极少，故路两侧不另设人行道，路边安砌缘石保护路边，路面横坡为减少排水设施均采用单向坡。路面结构设计：盘山路基本不建路面，采用简易的碎石路，其厚度约15cm,加强维护以维持交通。路基设计：盘山路是以填埋的垃圾为基础，故在填埋初期应做实验路段，以便掌握压实次数与压实密度及路基稳定性方面的资料。路面排水顺利与否直接影响路基的稳定，故填筑盘山路时随时保持路面的横坡，并保持道路内侧排水沟的通畅。二、围墙与绿化工程1、围墙工程在垃圾场周围设置钢丝网围墙，以防止垃圾中的轻质物如塑料、废纸等随风飘扬到填埋场区以外。同时，形成一个全封闭式的卫生填埋场，便于日常管理。2、绿化工程在垃圾填埋场周围种植树木，形成一个绿化隔离带。管理区是绿化美化的重点，应尽可能的多种植树木与草坪。封场后应及时种上草皮和灌木。 三、给水工程场区最高日用水量为80m3/d,由生活用水和生产用水两部分组成。生产用水包括汽车冲洗、堆肥用水、地面洒水、绿化浇水等，生活用水主要集中在管理区。在场区内建一座深井泵房，在泵房内打一眼深井，出水量为50m3/hr,在泵房附近建一座水塔（兼消防水池），水塔容积为200m2,高度为30ml生活、生产、消防用水由水塔直接供给。四、消防工程在室内外设消火栓，消防用水量室内为5L/s,室外为15L/s。200m3水塔兼作消防水池，要求保证水塔内2小时的消防水量不被动用，水塔的进水根据水位自动控制深井泵的启停。五、防洪系统工程根据《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》第二十二条规定该填埋场雨水导排系统的防洪标准按25年重现期设计，50年校核。沿填埋区四周设一圈排水明渠收集填埋区的雨水，断面为梯形，收集后的雨水排到场外的排水沟。在盘山道路内侧设置排水沟，用以拦截堆体表面的径流水，其断面为矩形，采用钢筋混凝土预制。堆体表面排水沟与填埋区周围的排水明渠连接，然后排出场外。六、通讯工程为满足处理场的通讯要求，由市话局引入6对电话线，分别设在综合用房、门卫、实验室等。七、电气工程供电电源由甲方提供，10KV线路引至场内，场内部分采用电缆直埋。场区设800KVA/10KVt建变电站一座，低压侧输出0.4/0.23KV。由变电站向各附和组供电为放射式系统，由各配电箱至终端设备，原则采用 放射式，少部分采用树干式，低压配电一般不多于三级。采用段路器作过载保护、短路保护、配电短路器采用复式脱扣接地保护系统采用TN^S系统，各建筑物、构筑物均做区等电位联接。手持电动工具所用回路及插座回路设漏电保护装置。八、填埋场主要机械设备推土机：推铺并压实垃圾履带装载机：装运垃圾并平整覆盖材料电子汽车衡：计算垃圾进场前应收的费用自卸车：运输覆土和临时转移场内少量垃圾工作用车：用于场内的安全管理，采集监测样品 第八章环境保护与环境监测第一节环境保护1.填埋气体：设置导排气系统有序引导，采用甲烷报警器及燃烧装置来监测废气中甲烷的浓度，当甲烷浓度超过5%时通过电子点火燃烧排气。2.污水：清水（主要为场区径流和作业坡面径流）和废水（垃圾渗滤液、生产废水、生活污水、垃圾运输车清洗用水等）各自形成独自的排水系统，分别进行控制。清水排至场外，废水进渗滤水池，然后用于回喷或运至污水处理厂。3.粉尘：堆肥区、填埋区、进场公路和场区通道等区域表面定期洒水，以防止粉尘对周围环境的影响。干燥机装设纤维布袋除尘器，使排出的烟尘符合《工业窟炉大气污染物排放标准》（GB9078—199）二级标准要求。4.臭气：填埋垃圾应及时覆盖以控制臭气外溢，防护网外设置防护林带，以美化环境，净化空气。5.噪声：所有的设备全部选用符合环保要求的低噪声设备，并采取适当的隔音措施，使噪声在85分贝以下。若有必要，工人可戴防噪音耳塞。6.致病害虫：对蚊、蝇、鼠类等带菌体，一方面组织人员按时喷药灭杀，另一方面加强填埋场作业管理，消除低洼地带的积滞污水，及时清扫散落的垃圾，及时进行填埋覆土，避免垃圾外露。7.环境绿化：绿化带不仅能美化环境、吸收粉尘臭气以净化空气，还能吸收噪音，并防止水土流失。故除在场区周边设置绿化带外，在管理区、道路两侧也应进行绿化。对已封场的部分要及时做好绿化。第二节环境监测环境监测是填埋场管理的重要组成部分，是确保填埋场正常运行和进行环境评价的重要手段，环境监测内容见表8.1 表8.1环境监测内容表项目监测点布置监测项目监测频率甲烷场区内布置3点，管理区布置1点CH4每天监测一次大气场区上风向、下风向各布2点总悬浮物颗粒、SO2、氮氧化物、CO、H2S、NH3、臭气每月监测一次地表水填埋场下游PH、BOD、COD、SS、NH-N、TKN、TP、TK、氯化物、细菌总数、总大肠菌群每年枯丰平水期各采样一次地下水填埋场上游一处，两侧和下游各两处PH、COC、BOD、SS、DO、NH-N、悬浮物、TKN、TP、TK、氯化物、细菌总数、总大肠菌群、硬度、硫酸盐每月一次，运行两年后每年雨期两次渗滤液渗滤液调节池PH、COD、BOD、SS、DO、NH-N、悬浮物、TKN、TP、TK、氯化物、细菌总数、总大肠菌群每月进行一次全分析蝇类作业区蚊蝇类孳生密度每年6-10月，每月2-3次 第九章封场工程填埋场最终覆盖系统主要组成有：表土层、保护层、排水层、屏障层和基础层/气体收集层等5层。采用的终场覆盖材料压实粘土、土工膜、土工合成粘土层三者。这三种联合使用以达到最好的经济效益和环境效益。本填埋场的最终覆盖系统从上到下分别为：15cm带有会浅根植被的表土层，60cm保护层，HDPEEt工膜，土工网排水层，45cm压实粘土层。1)15cm带有会浅根植被的表土层：其作用于促进植物生长并保护屏障层，提供一定的持水能力。2)60cm保护层：其作用为将渗入覆盖层的水分贮存起来直到通过植物的蒸腾作用散失；将垃圾和掘地动物以及植物根系隔离开来；使人和垃圾接触的可能性减少；保护覆盖系统中下面各层免受过度干湿交替和冰冻的影响而导致覆盖材料破裂损坏；侧向排水。3)HDPE土工膜：采用与基础衬垫系统的防渗材料一致的1.5mmt面高密度(HDPE膜，使其与上下方的粘土层结合形成复合防渗结构。4)土工网排水层：采用有土工布滤层的土工网，其作用为降低其下面屏障层的水头，从而使渗过覆盖系统的水分最小化；降低覆盖材料中孔隙水的压力，提高边坡的稳定性。5)45cm压实粘土层：压实粘土的还是具有一定的防渗作用，与HDPEt工膜结合使用，既经济又方便。封场后还必须对其进行维护，包括场地维护和污染治理的继续运行和监测。具体为：渗滤液处理系统运行和监测、渗滤液调节池臭气处理系统运行和监测、填埋气体导排与利用系统运行和监测、地下水监测、地表水监测、地面沉降监测、场地维护等等。