固体废弃物课程设计Word文件下载.docx
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1.1库容的计算
1.1.1服务人口
（2-1）
式中An为第n年的服务人口数
A0为初始服务人口数，人，本次设计中资料取23万人
P为人口自然增长率，本次设计中p＝0.005
1.1.2人均垃圾日产率
结合该城市的发展规划和人口增长率，设计该城市的生活垃圾将在未来的几年呈现快速增长的趋势，垃圾平均增长系数取0.01，人均垃圾产量为1kg/d，采用下列公式预测该市垃圾产生量在未来的变化趋势。
an=a·
（1+0.01）
（2-2）
式中a为初始垃圾人均日产生率，kg/（d·
人）
an为第n年的垃圾人均日产率，kg/（d·
1.1.3卫生填埋垃圾体积
由以上公式求得服务人口及垃圾产生量见下表2-1。
表2-1人口及垃圾产生量
年份
人口，万
人口增长率，%
人均垃圾产量，kg/人·
年
生活水平导致的垃圾增长率
年垃圾产量，吨
1
80
0.005
365.00
0.01
292000
2
80.4
368.65
296395
3
80.802
372.3
300826
4
81.206
376.06
305383
5
81.612
379.82
309979
6
82.020
383.62
314645
7
82.430
387.45
319375
8
82.842
391.33
324186
9
83.257
395.24
329065
10
83.673
399.20
334023
11
84.091
403.19
339046
12
84.518
407.22
344174
13
84.934
411.29
349325
14
85.359
415.40
354544
15
85.786
419.56
359924
总计
4872890
从上表可以看出，今后的15年中，垃圾的累积产量为487.3万吨，生活垃圾压实密度一般为600—1200kg/m3,设计中取1000kg/m3，则卫生填埋的垃圾体积：
（2-3）
1.1.4填埋容积
通常填埋场的覆土量约占填埋总容积10%—25%，设计中取20%，因而在考虑填埋总容积时不能忽略覆土所占的体积。
则，垃圾体积+覆土体积
（2-4）
填埋库容占体积的70%-90%，取80%
（2-5）
1.1.5填埋面积
设计区总面积So为1500×
600=900000m2，取其中500000m2作为垃圾填埋区，则填埋面积S=5×
105m2,分两区，分别为填埋一区和填埋二区,且都为250000m2。
填埋高度H为
取填埋高度为15m
计算结果见表2-2。
表2-2计算结果
项
数量
垃圾总产量，kg
4.873×
109
垃圾压实密度，kg/m3
1000
垃圾体积，m3
106
垃圾体积+覆土体积，m3
5.848×
填埋库容，m3
7.31×
垃圾填埋深度，m
垃圾填埋面积，m2
（2.5×
2）×
105
1.2坝高的选择
坝高的设计方案应考虑的因素有填埋堆体坡脚稳定、填埋库容及投资合理性等，最后经技术经济比较确定。
当坝高较低时，由于其筑坝成本与安全性小于增大库容带来的经济性，可以根据实际库容需要进行加高。
当坝体高度大于10m以上时，由于其筑坝成本与安全性可能大于增大的库容所带来的经济性，此时增加的坝高需要进行合理分析。
结合填埋库容和填埋高度确定坝高为14米。
二总图布置方案
2.1场区划分
根据总图布置原则，总厂大门位于东面，将场区按功能特点划分为三个区，即管理区、填埋库区、渗沥液处理区，总占地面积为70公顷。
管理区根据生产、生活的需要建有门卫房、综合楼、地磅房、宿舍、停车场等构筑物。
该区理应处于整个场区夏季主导风向的上风向，由于此地为季风气候，夏季东南风冬季为西北风，所以将此区设在东北面，占地5公顷，本着以人为本的设计原则该区重点绿化。
渗沥液处理区布置在场区东南面，占地5公顷，该区建有渗沥液调节池、渗滤液处理设备等构筑物。
填埋库区是本项目的核心部分，占地50公顷，为总面积的80%，该区包括：
防渗系统、渗沥液导排系统、填埋气体导排系统、垃圾坝等。
2.2道路运输
（1）场外道路
该垃圾处理场位于城区以西南方向，与最近的主干道相聚200米，需修一条200米的场外道路，道路宽7.0m。
（2）场内道路
场内道路为入口处至渗沥液处理区、填埋库区、管理区的道路。
道路设计为4m宽。
场内道路把填埋区和生活管理区、渗滤液区分割到东西两侧，并围绕填埋区一周，以方便作业。
（3）作业道路
作业道路为垃圾运输车辆进入填埋作业面之间设置的临时道路了，以保证垃圾运输车在垃圾填埋堆积面上的正常运行，作业道路可用建筑垃圾铺设。
临时道路不做详细设计，实际施工时只要合适就好。
三填埋方案的设计
3.1卫生填埋工艺流程
本设计的工艺流程如下图4-1
图4-1填埋场主要生产工艺图
1.卸料本填埋场采用倾斜面作业法，则可直接卸料。
2.推铺卸下垃圾的推铺由推土机完成，一般每次垃圾推铺厚度达到30~60cm时，进行压实。
3.压实压实是填埋场作业的一道重要工序，填埋垃圾的压实能有效的增加填埋场的容量，延长填埋场的使用年限及对土地资源的开发利用，垃圾压实的机械主要是压实机与推土机。
在填埋场建设初期，国内较多填埋场用推土机代替专用压实机，压实密度小，为得到较大的压实密度，本垃圾填埋场也正在采用垃圾压实机和推土机相结合来实施压实工艺。
4.覆土日覆盖、中间覆盖、终场覆盖的功能各异，各自对覆盖材料的要求也不相同。
本填埋场采用日覆盖。
日覆盖的作用有：
改善道路交通；
②改进景观；
③减少恶臭；
④减少风沙和碎片；
⑤减少疾病通过媒介传播的危险；
⑥减少火灾危险等。
日覆盖要求确保填埋层稳定并且不阻碍垃圾的生物分解，因而要求覆盖材料具有良好的通气性能。
一般选用砂质土等进行日覆盖，覆盖厚度为15cm左右。
5.灭虫当填埋场温度条件适宜时，幼虫在垃圾层被覆盖之前就能孵出，以致在倾倒区附近出现一群群苍蝇，当出现这种情况时，通过在填埋场操作区的喷洒杀虫药剂可以控制这个问题。
6完成单元每个填埋单元为2.5m。
7填埋气发电大量的填埋气用作沼气发电。
8预处理采用厌氧处理工艺，使水质达到排放标准。
3.2垃圾收运规划总体原则
根据该区区环卫部门规定，垃圾收运应遵循如下原则：
1.城市生活垃圾应当逐步实行分类投放、收集和运输。
具体办法，由市主管部门根据国家标准和本地区实际制定。
2.单位和个人应当按照规定的地点、时间等要求，将生活垃圾投放到指定的垃圾容器或者收集场所。
废旧家具等大件垃圾应当按规定时间投放在指定的收集场所。
城市生活垃圾实行分类收集的地区，单位和个人应当按照规定的分类要求，将生活垃圾装入相应的垃圾袋内，投入指定的垃圾容器或者收集场所。
宾馆、饭店、餐馆以及机关、院校等单位应当按照规定单独收集、存放本单位产生的餐厨垃圾，并交符合本办法要求的城市生活垃圾收集、运输企业运至规定的城市生活垃圾处理场所。
禁止随意倾倒、抛洒或者堆放城市生活垃圾。
3.城市生活垃圾经营性清扫、收集、运输服务许可证。
未取得城市生活垃圾经营性清扫、收集、运输服务许可证的企业，不得从事城市生活垃圾经营性清扫、收集、运输活动。
4.直辖市、市、县建设（环境卫生）主管部门应当通过招投标等公平竞争方式作出城市生活垃圾经营性清扫、收集、运输许可的决定，向中标人颁发城市生活垃圾经营性清扫、收集、运输服务许可证。
直辖市、市、县建设（环境卫生）主管部门应当与中标人签订城市生活垃圾清扫、收集、运输经营协议。
城市生活垃圾清扫、收集、运输经营协议应当明确约定经营期限、服务标准等内容，作为城市生活垃圾清扫、收集、运输服务许可证的附件。
3.2.1垃圾收运模式
1 垃圾收集。
生活垃圾袋装，居民、单位把产生的生活垃圾用塑料袋装好放在门口或楼层公用垃圾桶内，由环卫工人定时上门收集。
收集频率一般为每天1次，某些繁华商业区每天2～3次。
2 站前运输。
目前所使用的站前垃圾运输工具是人力三轮车或手推车，经过数百米至1000米的人力运输，环卫工人将人力三轮车或手推车装载的垃圾运到垃圾压缩站或临时装车点，卸入压缩机料斗。
3 压缩运输。
在垃圾压缩站，压缩机将垃圾压入垃圾箱，满载后的垃圾箱被吊上垃圾车底盘，运往垃圾填埋场；
在临时装车点，直接用后装式垃圾压缩车的料斗进行装车作业，满载后运往填埋场
根据垃圾产生量和产生源分布情况，具体垃圾收运方式如图3-1。
居民垃圾车
垃圾袋装→垃圾集装箱→垃圾处理场
图3-1收运方式
生活垃圾袋装后由居民放入住宅附近的集装箱垃圾站，再由垃集运输车运往垃圾填埋场。
3.2.1.1清运
目前，该市生活垃圾收集方式基本为容器收集，
所谓容器式指的是收集容器放置于固定的地点，服务时间为一天中的全部或大部分时间。
常见的收集容器有桶式。
主要街道的两侧和公共场所设置果皮箱也属于容器式收集方式。
设每个垃圾箱能装载100kg的垃圾，城市共需2300个垃圾桶，每两个垃圾桶的街道距离不应超过500m。
3.2.1.2收运
收集车把垃圾装入车中运走。
垃圾运输本着每天必须清理的原则，每日需清理出垃圾230t，每个垃圾车能装载10t，每日需23车次，分为早晚进行车运。
出于对城市空气质量的保证，每车次的收集车配备一车次的洒水车，以避免垃圾粉尘对空气造成的危害。
3.2.1.3转运
由收集车将垃圾运送至中转站，在垃圾中转站，用压缩机将垃圾压入垃圾箱，满载后的垃圾箱被吊上垃圾车，运往垃圾填埋场。
城市生活垃圾中转站是为了使小型垃圾收集车从居民、商业和其它单位等各收集点清除的垃圾在这里合并，并将其投入大型车辆或其它运输成本较低的运载工具继续运往处理场以节省运输费用的设施。
垃圾中转站和转运方式选择应用的主要因素是经济上的合理性。
在城市生活垃圾处理的全过程中，垃圾的收集和运输是耗费人力和物力最大的一个环节，采用垃圾中转的目的，就是提高垃圾收集运输的效率和质量。
本填埋场设计三个中转站，分别位于市区的边缘，以免在转运过程中造成环境的污染，以及从转运站到填埋场造成运输的不便，同时地形比较平坦开阔。
三个中转站位于西南方、西北方、东南方，可以沿环城公路运至填埋场。
3.2.2其他垃圾收集
城市垃圾中不免会有一些不在正常运输流程的残余垃圾。
由城市清洁人员定期早晚收集，用人力三轮车将垃圾送到临时装车点。
3.3填埋设备
根据填埋场主要大型机械设备配置要求，本场日处理垃圾量为230t/d，处于200-500t/d的范围内。
由资料选用如下设备：
推土机：
履带式推土机功率220kw2台用于推铺和压实
挖掘机：
履带式挖掘机功率143kw2台用于挖土并装汽车
装载机：
履带式装载机功率99kw2台用于将垃圾直接从一处运至另一处
起吊设备：
2套用于垃圾中转。
羊角压实机2台铲运机2台洒水车3台运送机2台
破碎设备筛分设备杀虫剂喷洒设备各两套
3.4填埋作业
3.4.1定点倾卸
通过控制垃圾运输车的倾倒垃圾位置，可以使垃圾的推铺、压实和覆盖作业变得更加规划和有序。
本设计填埋场的作业方式为：
每天需填埋的垃圾为230t/d，先规划出所需的作业区域，然后挖出覆土材料，本设计的覆土材料及为当地的黏土，在第一天完毕后随即进行覆盖。
第二天如此开辟新的作业区，但是要注意，做正常作业不受干扰的情况下，作业面要尽量减少，所以在作业时要有2名指挥人员进行监督管理。
从上部倾倒时，要防止垃圾堆成一个陡峭的作业面，以免对压实效果和车辆的正常运输做成影响。
3.4.2推铺
推铺是使作业面不段扩张和向外延伸的一种操作方法。
推铺分很多方法，而本填埋场采用斜面推铺作业。
这方法的的优点在于，吴中区为季风气候夏季多雨，斜面作业可以减少渗滤水的收集量，并防止其在作业区的堆积；
斜作业面的覆盖材料较少，也可以节省一部分开支。
具体作业如下：
先将垃圾从前向后的顺序铺在工作区的下部，每次堆置推平后的垃圾厚度为0.6-0.7m。
推土机沿斜坡向上行驶，边行驶边整平，然后压实垃圾。
在压实的垃圾上覆盖一层土并压实
3.4.3压实作业
通过压实作业，可以增加填埋场的填埋量，延长作业单元区及整个填埋场的使用年限；
减小垃圾空隙率，有利于形成厌氧环境，减少深入垃圾的降水量及苍蝇的滋生。
本填埋场的压实密度为1t/m3，未达到此压实密度，废弃物的推铺层厚度一般不能超过6m，且压实次数也是一个关键因素，经综合考虑压实次数定为4次，不仅效果不错而且也经济。
压实后的坡度为4：
1甚至要更小，坡面的大小对压实效果也产生一定的影响。
3.4.4覆盖
每次堆置推平后的垃圾厚度为0.6-0.7m，在用压实机和推土机进行反复压实，以达到预定的1t/m3，按此程序在上面填埋第二层、第三层...，当垃圾厚度达到2.5m时，立即覆盖0.2m的黏土予以压实。
为了减少垃圾的裸露时间，本填埋场采用日覆盖的原则，每日结束垃圾运输后，把垃圾直接压实，形成平坦的垃圾面，覆盖厚度不少于20cm的黏土。
3.4.5封场作业
封场作业是填埋场设计操作的最后一个环节。
封场的目的是通过在填埋场的表面修筑适当的坡度，以减少雨水等的侵蚀，最大限度的排水，尽量不使环境受到污染。
3.4.6填埋分区计划
填埋场分区作业使每个填埋区尽可能断的时间内进行封顶覆盖；
有利于填埋计划有序，各个时间的垃圾分布清楚；
单独封闭的分区有利于清污分流，大大减少渗滤液的产生。
本填埋场分两个填埋区，各区大小相同，都为25公顷。
每区分成若干个单元，每个单元为一天的作业量，填埋单元完成后，覆盖20-30cm厚的黏土并压实。
由于本填埋场为山谷型填埋场。
3.5垃圾坝的设计
卫生填埋技术是目前城市生活垃圾处理的主要方法。
为增加垃圾库容、或填埋分期规划，需设置不同的垃圾拦挡构筑物。
拦挡构筑物根据材料的不同，主要分为碾压式土石坝、浆砌石坝、混凝土坝等。
其中碾压式土石坝体积较大，占用库容较大，造价较低，需要大量粘土；
浆砌块石坝、混凝土坝体积较小，占用库容较小，造价较高。
碾压式土石坝为重力坝，持力层较浅，而后两种坝体持力层深，对地质条件要求较高
坝型选择：
本填埋场为碾压式土石坝
材料的选择：
除了含有机质太多的土料、淤泥和软粘土外,几乎所有土石料都可用作筑坝材料。
坝体高度：
坝体高度和填埋容积有一定关系，本填埋场填埋高度为15m，所以坝体高度定为14m，
坝坡：
确定坝坡均在1∶2附近。
上下游可采用同样的坝坡。
填埋场内边坡每隔一定高度约5m根据需要设土工膜锚固平台。
填埋垃圾一侧的坝面覆盖防渗层，用2mm厚度的HDPE防渗膜。
坝顶：
坝顶采用沥青碎石材料，既防止雨水冲蚀，又能满足车辆行使的要求。
坝顶宽度为4m。
坝基：
由于此地多为丘陵，岩石较多，鉴于坝基牢固，故将垃圾坝建在岩基上。
经勘测此地无不良地址情况，所以坝基是合适的。
3.6场区防渗系统
3.6.1防渗系统的作用
场底防渗系统是垃圾填埋场最重要的组成部分，场区防渗系统主要功能如下：
1.将垃圾渗滤液封闭于填埋场之中，使气进入渗滤液收集系统，防止渗滤液流出填埋场之外污染土壤和水。
2.控制填埋场气体的转移，使填埋场气体得到有控释放和收集，防止其迁移到填埋场之外
3.控制地下水，防止其形成过高的上升压，防止地下水进入填埋场渗滤液量的大量增加
3.6.2防渗系统场底处理
3.6.2.1场底平基
为了避免填埋场库区地基在垃圾堆积后产生的不均匀沉淀，保护复合防渗层中的防渗膜，在铺设防渗膜前必须对场基进行处理。
场底平基以平整原则为基础，利用推土机能机械以及人工等方法，将场底的所有软土、有机土和其他所有可能降低防渗性能和强度的异物去除，并把所有裂缝和坑洞堵塞，场底形成以大于2%的坡度坡向垃圾坝。
同时还要对场底进行压实，压实度不能小于90%。
为了使衬垫层和土质之间的紧密接触，场地表面要用滚筒式碾压机碾压。
3.6.2.2边坡的平基
本填埋场处于山谷中，碎石和残土、砂粒较多，且坡面植被丰富，坡面陡峭，所以边坡的稳定性较差。
边坡同样遵循平整原则：
在边坡要施用化学除草剂；
边坡坡度一般要1：
3，局部陡坡也要缓于1：
2，不符合规定的要进行削坡处理；
局部低洼处要采用黏土夯实，夯实密度要大于0.85。
3.6.3场底防渗系统选择
3.6.3.1防渗系统的种类
根据填埋场场底防渗设施铺设的方向不同，可将填埋场防渗分为：
水平防渗和垂直防渗。
根据防渗材料的来源不同，又可将水平防渗分为自然防渗和人工防渗两种。
防渗材料也可分为三类：
无机天然防渗材料、天然与有机复合防渗材料和人工合成有机材料。
3.6.3.2防渗系统的选择
垂直防渗系统在山谷型填埋场中应用较多，如国内的杭州天子岭、南昌麦园、长沙、贵阳等地。
这主要是由于山谷型填埋场大多具有独立的水文地质单元条件。
本填埋场基本符合上述条件，所以此填埋场采用垂直防渗系统。
防渗材料采用人工合成材料。
3.6.3.3防渗系统设计
垂直防渗系统根据施工方法的不同，分为：
土层改性法防渗墙、打入法防渗墙和工程开挖法防渗墙。
本填埋场采用工程开挖法防渗墙。
在填埋区四周通过土方工程将土层挖出，然后在沟槽中建立防渗墙。
通过对比部分防渗技术性能指标和造价，本填埋场选用普通水泥灌浆，425号和525号普通硅酸盐水泥，1-1.5孔距，耐久性良好，造价为600-800元/m2，较为经济。
3.6.4渗滤液产生的原因和性质
吴中区的生活垃圾是混合收集的，其成分受生活条件，生活习惯，季节的影响很大，而生活垃圾中污染物的转化非常复杂，这就造成渗沥液中污染的成分也很复杂，通过质谱分析，含有93种有机污染物，其中已被确认的有机致癌物1种，促癌物、辐射致癌物5种，多种重金属、还检测出多种病源微生物。
渗沥液的水质水量特点和处理难度：
水质水量变化大，垃圾渗滤液是垃圾在堆放过程中产生的主要二次污染物，水质水量时空变化大。
氨氮浓度高，采用传统的生化方法处理渗滤液时，BOD5：
N：
P比例失调，活性污泥往往质轻而不稳定，易产生污泥解体和大量泡沫，造成污泥流失，难以维持稳定运行，处理效率低，难度大。
盐分大，易结垢离子含量高，由于国内城市很少对生活垃圾进行严格的分类和筛选，故渗沥液中含有几十种金属离子，主要成分为有K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-、CO32-等，电导率接近海水的水质。
但由于重金属离子含量少，因此，对微生物毒性小。
由于本项目的渗沥液偏酸性，因此Ca、Mg、Si含量很高，Ca在2000－3500mg/L之间，Si在300mg/L左右，而生化处理系统在6－9的条件下运行，因此生化反应器部分结垢严重。
垃圾渗滤液含有大量的腐殖酸类物质，腐植酸是渗沥液中长期性的最主要有机污染物，难于生物降解，且以水溶性腐殖酸为主，存在形态为胶体，因此单靠生化系统很难达标，后续还要进行深度处理才能达到有关排放标准。
含有大量的悬浮物。
渗沥液中的悬浮物含量很高。
含有大量的致病菌。
如果处理不当将对地下水、土壤和大气造成很大污染。
3.6.5渗滤液的产量及预算
渗滤液的来源中，降雨量与蒸发量的差值、垃圾的含水量是两个最重要的影响因素，二者在一年四季的变化很大，因此渗滤液的水质水量也随之由较大的变化。
本设计的渗滤液产生量按一般经验公式计算，只考虑大气降水。
设计规模为日最大处理垃圾800t，服务年限15年。
R市年均降雨量1600毫米，且多集中在夏季。
1.渗滤液的年产生量为：
（4-1）
式中Q渗滤液年产生量，m3/a
C流出系数,一般为0.2—0.8，取0.5
I降雨强度，mm
A填埋场集水面积，
即渗滤液的年产生量为：
（4-2）
由此确定渗滤液的年产生量为400000m3,日平均1096m3。
2.渗滤液的最大日产生量为：
q=ica1/1000（4-3）
式中q为渗滤液日产生量，m3
i为日降雨强度，mm。
取年最大日降雨量
c为渗出系数，取0.5
a1为填埋场面积，m2
R市夏季6月份到八月份降水最大，最大日降水量为15mm。
（4-4）
确定最大日渗滤液量为3750m3/d。
填埋库区防渗系统应铺设渗沥液收集系统，并宜设置疏通设施。
应对收集的渗沥液进行处理。
渗沥液产生量和处理量应按填埋场类型、填埋库区划分和雨污水分流系统情况、填埋物性质及气象条件等因素确定。
渗沥液收集系统及处理系统应包括导流层、盲沟、集液井（池）、调节池、泵房、污水处理设施等。
（1）盲沟宜采用砾石、卵石、碴石（CaC03含量应不大于10%）、高密度聚乙烯（HDPE
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