日处理350吨城市生活垃圾填埋场案例doc.docx
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日处理350吨城市生活垃圾填埋场案例doc
日处理350吨城市生活垃圾填埋场案例
1概述
某市城区废弃物主要为生活垃圾，此外有少量工业、商业及建筑垃圾等，没有进行分类和分拣。
日垃圾处理350吨；服务人口25万人。
垃圾组分的性质及其产量见表1。
表1生活垃圾物化性质表（重量百分率）
项目
动物
%
植物
%
无机物
%
纸
%
塑料
%
纤维
%
金属
%
玻璃
%
橡胶
%
木
%
合计
%
居民区
5.4
32.0
32.6
7.5
15.0
1.5
1.5
3
0.5
1
100
闹市区
0.5
41.0
35.3
5.5
9.0
1.5
1.5
2.5
2
1.2
100
平均
2.95
36.5
33.95
6.5
12.0
1.5
1.5
2.55
1.5
1.1
100
该市区燃气率100%，目前市区现有垃圾运输车辆2吨运输车5辆，日场30车次，4吨运输车10辆，日场60车次，7吨运输车1辆，日场4车次。
平均日清理生活垃圾约300吨。
2场址及库容
2.1场址
位于城东距市中心8公里处，为原废弃砖厂，规划占地200亩，填埋场占地130亩，三面有路，交通便利。
2.2填埋场库容
垃圾坝采用土坝，土坝稳定性好、就地取材、工程造价低。
坝体主要取库区粘土、碎石土和风化料进行砌筑。
坝两个坡面贴坡铺设2.0毫米厚HDPE防渗膜与库区水平防渗层搭焊连成整体，膜上采用编织袋装土护坡填埋库区设的垃圾坝1座，设置在窑坑的中部，其坝底标高-4.30m，坝顶标高-4.10m，坝顶长155.0m，坝底长145.0m，坝顶宽5.0m，边坡1：
2，坝底宽13.0m，坝高2.0m。
填埋库区的垃圾起始填埋标高为-4.30m，最终填埋标高为35.70m，总库容为180万m3，覆盖土所占容积为18万m3，可填埋的垃圾总量为145万t（垃圾经压实和腐熟后的密度按0.8t/m3计），垃圾填埋区地上部分高28.0m，服务年限10年。
3填埋作业方法
整个场区面积较大，利用分区坝将填埋场分成2个区域，在填埋到地坪高度时开始往上填埋一直达到设计填埋高度。
填埋场采用分层摊铺、往返碾压、分单元逐日覆土的填埋工艺。
来自市区的生活垃圾经地磅计量后，通过作业平台和临时通道进入填埋库区的填埋作业小区卸车，然后由填埋机械摊铺、碾压和覆盖。
工作面宽度定为10~12m，长度为20~25m，面积按220m2控制，每天堆填高度1.8m，可堆填垃圾量350t左右。
垃圾的摊铺、碾压作业分层进行，每一松散的垃圾分层用压实机碾压3～5遍，每次碾压的重叠宽度大于300mm，可以获得较高的压实密度（接近0.8t/m3）。
多个薄层的压实厚度达到1.8m时，即进入覆土作业工序（覆土作业是将足量的覆盖土摊铺在垃圾上并压实，覆土厚度为0.2m）。
1.8m厚的垃圾压实层与0.2m的覆土层，构成一个2.0m厚的填埋单元。
为保证覆盖作业在每日收工之前进行，以一日为一个填埋单元。
多个填埋单元组成2.0m厚的单元层。
5个单元层组成一个高度为10m的填埋分层。
为利于排除层面上的地表径流，减少渗沥液产生量，分层形成坡向填埋区边沿截洪沟或集水管的弧面。
分层的外坡坡度为1∶3。
各分层之间设宽度为3m的控制平台，以通行填埋机械。
控制平台上布置有截排坡面径流的排水管。
排水管收集的雨水接入环库截洪沟，填埋完成后的垃圾堆体的坡面总坡度为1∶3.8，水平顶面的坡度≥2％。
填埋过程中不能直接填埋的有毒有害物质进行单独处置，填埋场的最终坡面和顶面的覆土总厚度不小于1m，填埋场还需对部分回拣或临时堆放的垃圾、填埋机械和填埋区进行不定期的喷药，减少和杜绝蚊蝇的孳生，填埋场的填埋工艺流程见图1。
图1填埋场填埋工艺流程图
4填埋设备
4.1摊铺和碾压作业主要设备
1）摊铺设备：
1台200HP履带式（湿地）推土机。
2）碾压设备：
工作重量32t，处理能力100t/h的垃圾专用压实机1台。
4.2取土及喷药和洒水设备
选用喷药和洒水两用车一辆，规格为1.0m3。
4.3设备列表
表2填埋作业主要设备明细表
序号
设备名称
型号规格及技术能力
单位
数量
1
履带式推土机
220HP
台
1
2
垃圾专用压实机
工作重量32t
台
1
3
挖掘机
1.0m3
台
1
4
装载机
1m3
台
1
5
自卸汽车
5t
辆
3
6
洒水（喷药）车
1.0m3
辆
1
5防渗系统
5.1防渗系统
填埋场地下水位较高，稳定地下水位为地下8.50~10.3m，库区经清库处理后，库区基底构建标高超过地下水位，因此地下水将影响库区经清库和土工膜的铺设，并对已铺设的土工膜产生一定的浮托力。
尤其当雨季到来时，场内地下水位将进一步升高，将使土工膜上的垫层结构稳定遭到破坏。
如采用机械排除地下水，因场外地下水的不断补给，机械排水的量将会非常的巨大，造成运行成本大幅增加，也给填埋作业管理带来难度。
在填埋库区四周做垂直防渗结构，增加工程施工和运行的安全性。
采用水平防渗与垂直防渗相结合的防渗系统。
同时在填埋区的四周每隔50m布置一个直径1m、深30m左右的减压井，防止在施工过程中出现地下水回灌填埋场区的情况。
防渗方案为单层复合衬里防渗系统。
5.2防渗层结构
垃圾填埋场采用土工膜进行水平防渗。
土工膜采用2.0mm厚的高密度聚乙烯（HDPE），防渗方案采用复合衬里防渗系统。
表3垃圾填埋场场底防渗结构表
序号
防渗结构名称
采用材料
厚度
1
渗沥液导流层
砾石、卵石、渣石等，渗透系数≥10-3cm/s
≥0.3m
2
膜上保护层
无纺布
-
3
HDPE土工膜
聚乙烯土工膜
≥2.0mm
4
膜下保护层
GCL，渗透系数≤5.0×10-9cm/s
≥5.0mm
5
地下水导流层
砾石、卵石、渣石等，渗透系数≥10-3cm/s
≥0.3m
6
基础
场区剥离表层土后的自然层，夯实
≥0.3m
注：
填埋场边坡防渗结构层中除膜下保护层厚度为0.75m外，其它均与场底防渗结构相同。
HDPE土工膜采用7m宽幅，土工膜在地形复杂处或修补的情况下采用单轨焊接，其余各处均采用双轨焊接。
分布在填埋库区的残坡积层及冲洪积层不能满足《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》对复合衬里防渗系统的膜下防渗保护层所规定的要求，即粘土厚度应大于100cm，渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s，需外购粘土或采用钠基膨润土垫（GCL）替代。
采用钠基膨润土垫作膜下防渗保护层。
底部与边坡防渗层结构分别如下：
（1）库区底部复合衬里防渗系统的防渗层结构为：
图2填埋场场底防渗结构示意图
（2）库区边坡复合衬里防渗系统的防渗层结构为：
图3填埋场边坡防渗结构示意图
5.3场地处理
1）库区底部的处理：
清除所有植被及表层耕植土，并使底部形成纵、横向坡度均≥2%的整体坡度（坡向垃圾坝），以满足库区地下水导排系统和渗沥液收集系统的布设要求；同时，还要求对基础层进行压实，压实度不小于93%。
2）库区土质边坡的处理：
清除所有植被，并使边坡形成相对整体坡度；平整边坡宜小于1∶2，否则作削坡处理；局部陡坡应缓于1∶1.0；部位低洼处采用原土回填夯实，夯实密实度大于90%。
3）库区岩质边坡的处理：
为避免岩石坚硬棱角对土工膜的损坏，需对这部分岩质基础作如下特殊处理：
消除高于坡面部分的岩石及其棱角，使坡面大致平整；在修整坡面上分布有阴、阳角时，应使其半径大于0.5m，并作喷浆和M5砂浆抹平处理。
5.4边坡土工膜的锚固
由于本项目的窑坑深度才10m，直接在10.0m高程处设一锚固平台。
在东面引一条入场的环形车道，在车道边设置排水边沟。
排水边沟在初期未堆填垃圾时，用于导排地表径流；当垃圾堆填到此高程时，在沟内填充碎石改为导排垃圾渗沥液。
6地下水导排与雨水防洪系统
6.1地下水导排系统
地下水导排系统为填埋库区底部和边坡施工的30cm厚度的碎石层和盲沟所组成的排水体系。
支管间距为50m，HDPE多孔管最终从坝底部穿出，接入场外排水渠，其导排主管结构详见图4。
图4场区地下水导排结构示意图
6.2雨水导排系统
雨水导排系统由场外径流截排设施和场内径流截排设施等组成，可有效地减少进入垃圾填埋体的径流量。
1）场外径流截排设施：
包括沿库区垃圾最终填埋边界线设置的环库截洪沟和在库区车道上设置的排水边沟，可将垃圾填埋体以外区域的地表径流截排至场外天然水沟。
2）场内径流截排设施：
即填埋平台面排水设施。
其作用是减少雨水对覆盖土的冲刷和向垃圾堆体的渗漏。
已完成填埋作业坡面上的径流由各分层平台内侧的DN400半圆形排水沟分别接入环库截洪沟，然后排入场外天然水沟。
6.3防洪系统
1）构筑物等级及防洪标准
本处理场属
类建设规模，防洪标准按20年一遇洪水设计，按50年一遇洪水校核。
2）填埋场洪水计算
该市生活垃圾卫生填埋场总汇水面积为0.03km2，其中填埋库区西侧的截洪沟可截除约0.02km2汇水面积的洪水，填埋库区东侧的截洪沟可截除约0.01km2汇水面积的洪水。
表3洪峰流量计算表
名称
汇水面积（万m2）
设计20年一遇
洪峰流量（m3/s）
校核50年一遇
洪峰流量（m3/s）
西侧截洪沟
2
0.379
0.478
东侧截洪沟
1
0.198
0.254
3）截洪沟
西面环库永久截洪沟截面积为800×800mm；东面环库永久截洪沟截面积为600×600mm，总长度约为1000m。
7渗沥液收集及处理系统
渗沥液水质如下：
COD≤11000mg/L；BOD5≤8100mg/L；SS≤650mg/L；PH=6.5-8.5。
7.1渗沥液收集系统
渗沥液收集系统包括库底导渗收集设施、边坡导渗设施和填埋体内竖向导渗设施等三部分。
1）库底导渗收集设施：
库底部分是在防渗层表面铺设疏水层，并设置导渗盲沟。
导渗盲沟为梯形断面，其中心设渗沥液收集管。
收集的垃圾渗沥液最终从埋设在坝底部的HDPE管排出，并接入调节池。
图5场区渗沥液收集结构示意图
导渗盲沟采用树枝状结构，主中心管采用DN400HDPE穿孔管，支管采用DN200HDPE穿孔管，穿孔管外采用土工布包裹，盲沟采用砾石、卵石、碴石（CaCO3含量≤10%），其渗透系数≥10-3cm/s，总厚度为500mm。
2）边面导渗设施：
边坡上铺设疏水层和保护层，并随填埋高度的上升而逐渐铺设。
在排水边沟内铺设疏水层和渗沥液收集管，形成导渗盲沟，并将其导入场底渗沥液收集设施。
3）填埋体竖向导渗设施：
为设置在垃圾填埋体内的竖向填埋气体导出井。
该井除主要用于导出填埋气体外，还兼有把填埋体内的渗沥液迅速地导向库底渗沥液导流层或收集管网的功能。
7.2渗沥液处理系统
该垃圾处理场内的污水处理站，对垃圾渗沥液进行处理后达到排放标准后，再通过吸污车运至城市污水处理厂继续再处理。
本污水处理站排放污染物限制暂按《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）中的三级标准执行。
主要控制指标如下：
COD≤1000mg/L；BOD5≤600mg/L；SS≤400mg/L；PH=6.0-9.0。
填埋场渗沥液的平均产生量：
年平均降雨量为521.15mm时：
渗沥液量＝0.5×（521.15÷365）×62200×10－3＝44.75m3/d
月平均降雨量为43.76mm时：
渗沥液量＝0.5×（43.76÷30）×62200×10－3＝45.37m3/d
月最大降雨量为397.0mm时：
渗沥液量＝0.5×（397÷30）×62200×10－3＝411.56m3/d
该填埋场污水处理站的处理能力为100m3/d。
2）调节池容积：
3600m3。
渗沥液调节池设在填埋区的南侧，深2.4m，占地1500m2。
池体四周采用浆砌毛石护坡，内表面采用2.0mm厚高密度聚乙烯（HDPE）作防渗处理，满足运行过程中渗沥液的调节要求。
渗沥液调节池尺寸：
50m×30m。
3）渗沥液处理工艺：
厌氧+好氧生物处理工艺
渗沥液处理站离填埋库区较近，好氧及厌氧处理后的剩余污泥用污泥泵抽送至填埋库区的适当地段填埋，剩余污泥中的水及丰富的微生物渗入垃圾堆体后，可以加速垃圾熟化的过程，同时可以减少污泥处理费用。
其工艺流程见下图：
图6渗沥液处理工艺工艺流程
4）流程及各处理单元简要说明
（1）渗沥液调节池
有效容积:
3600m3
外形尺寸:
1500m2×2.4m
数量:
1座
设备:
潜水排污泵2台，为污水处理系统的提升泵，一用一备。
提升泵:
Q=10.0m3/hH=18mN=1.5Kw
（2）上流式污泥床反应器（UASB）
反应器的水力停留时间比较短，且具有很高的容积负荷，UASB运转时采用电加热器进行加热以及相应保温措施以保证所需温度在30℃～35℃，COD去除率达70～90%，BOD去除率大于85%。
进水BOD5=8100mg/L，出水BOD5=2835mg/L，去除率为65%；
进水COD=11000mg/L，出水COD=3850mg/L，去除率为65%；
容积负荷:
7.65kgCOD/m3·d；
消化污泥产率:
0.1kg/kgCOD，泥量为71.5kg/d；
数量:
1座；
设备:
选用UASB1座，直径为4.5m,高度5.0m。
（3）CASS反应池
设计流量:
100m3/d
混合液浓度:
3500mg/L
污泥负荷:
0.14kgBOD5/kgMLSS·d
污泥龄:
20d
污泥产率系数:
0.35kgMLSS/kgBOD5
进水BOD5=2835mg/L，出水BOD5≤600mg/L，去除率≥79%；
进水COD=3850mg/L，出水COD≤1000mg/L，去除率≥75%；
有效容积：
取反应池的有效水深4.0m，有效容积为456m3，前端缺氧预反应区80m3，后端好氧主反应区400m3。
平面尺寸:
24.0×5.0m
设备:
潜水搅拌器1台N=2.2kw
回流泵2台Q=10m3/hH=10mN=1.1kw
工作周期：
CASS池工作周期为24h，其中进水5h，曝气22h（含进水5h），沉淀1h,排水1h。
（4）污水贮存池
有效容积:
100m3
平面尺寸:
5×10×2.0m
（5）污泥贮存池
剩余污泥产量为118.5kg/d,，沉淀后含水率为99%考虑，每天需排出剩余污泥12m3。
污水处理过程所产生的剩余污泥在污泥贮存池内好氧稳定后，经脱水设施处理后送至填埋场填埋，上清液用泵提升回流至渗沥液调节池。
有效容积:
15m3
平面尺寸:
5×3×1m
设备:
水下曝气机1台充氧能力2.9-3.8kgO2/hN=2.4kw
污泥提升泵2台Q=10m3/hH=12mN=1.1kw（一用一备）
（6）鼓风机房
风机房，砖混结构，面积30平方米，平面尺寸L×B=6×5m，内设：
三叶罗茨鼓风机：
2台（1用1备）
型号：
FSR150
额定功率：
N=30.0KW
流量：
Q=18.23m3/min
升压：
H=5000mm
（7）污泥脱水间
砖混结构，面积30平方米，平面尺寸L×B=6.0×5.0m，内设：
厢式压滤机：
1台
规格型号：
XM20/630-U
技术参数：
过滤面积40m2；
外型尺寸：
3540×930×1135；
液压系统功率：
2.2Kw
5）处理效果预测
各处理单元处理效果见下表。
表6各单元处理效果预测
项目反应阶段工艺单元
BOD5（mg/L）
COD（mg/L）
SS（mg/L）
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
UASB
8100
2835
65%
11000
3850
65%
650
650
0%
CASS
2835
600
79%
3850
1000
75%
650
400
39%
8填埋气体的处理
图7填埋气体收集处理流程图
本垃圾填埋场采用准好氧卫生填埋方式，填埋后期导气系统采用主动导排方式，导气设施为竖向导气石笼，具体结构详见下图：
图8填埋气体导排结构示意图
导气石笼采用等边三角形布置，两石笼间距为30m，其底部与场底或边坡渗沥液导排盲沟连通，采用HDPE多孔管，包括多孔内管和土工保护网外套，在多孔管和土工保护网之间填充鹅卵石，石笼随生活垃圾填埋层的升高逐渐加高。
9监测井的设置
在填埋库区四周设置了本底监测井、污染监测井和污染扩散监测井共4座。
监测井的平均孔深为20m。
另外，填埋库区及调节池地下水导排管出水口也可作为地下水监测点。
此外，在填埋场主导风向的上风向，场内部和下风向布设各设1个监测点，主要监测H2S、NH3、甲硫醇、恶臭，每季各测1次。
10封场和土地再利用
10.1封场
填埋场最终覆盖系统为人工材料覆盖结构，其由下至上的结构层依次为：
排气层（粗砂，厚度30cm）、膜下保护层（GCL，厚度5mm）、HDPE土工膜（厚度1.0mm）、膜上保护层与排水层（复合土工排水网）和植被层（厚度50cm的营养土层和种植的草皮）。
为防止风和雨水的侵蚀，避免植物根系对覆盖层的破坏，终场覆盖层的顶面应由中间坡向填埋区四周，平均坡度不小于5%。
同时，还应加强对垃圾堆体沉降的巡查，及时修复因堆体沉降而发生坡度变化的覆盖层。
填埋场封场后应继续进行填埋气体、渗沥液处理及环境与安全监测等运行管理，直至填埋堆体的稳定。
生活垃圾填埋场覆土包括每日覆土、中间覆土和最终覆土，本填埋场设计覆土量按填埋垃圾量的10%考虑。
最终覆盖系统一般要考虑防止渗水、阻气、保持水土、绿化、开发利用等方面的因素，还要考虑填埋气体的收集与填埋体的不均匀沉降及其稳定性问题。
本填埋场封场采用人工材料覆盖结构，填埋场封场结构参见图9，其基本要求详见表4。
图9填埋场封场结构示意图
表4最终覆盖系统结构表
序号
名称
采用材料
厚度
1
植被层
营养土
≥0.15m
2
排水层
粗粒、多孔材料
≥0.3m
3
膜上保护层
无纺布
/
4
HDPE土工膜
聚乙烯土工膜
≥1.0mm
5
膜下保护层
GCL，渗透系数≤1.0×10-7cm/s
≥5.0mm
6
排气层
粗粒、多孔材料
≥0.3m
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