固废污染控制工程课程设计填埋场设计报告.docx
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固废污染控制工程课程设计填埋场设计报告
固体废物处理与处置课设
Y县生活垃圾卫生填埋场
初步设计
班级：
指导老师：
姓名：
学号：
华中科技大学环境科学与工程学院
二○一三年六月
第一章概述1
1.1工程名称、地点与建设主管单位1
1.2设计依据和基础资料1
1.3有关法规与设计标准2
1.4设计原则3
1.5设计范围4
第二章Y县概况及自然条件5
2.1城市概况与气象水文条件5
2.2地形地貌概况5
2.3地质构造6
第三章项目建设必要性与可行性8
3.1环境卫生状况8
3.2Y县城区垃圾成分及特性分析8
3.3处理工艺的选择13
3.4服务年限及垃圾产量估算（列出计算公式，表格）13
3.5工程建设规模14
3.6项目建设必要性15
第四章填埋场场址条件21
4.1垃圾填埋场基本条件21
4.2交通、给水排水、供电条件25
第五章垃圾填埋场工程设计26
5.1设计的主要参数26
5.2处理工艺流程26
5.3填埋作业程序27
5.4库区工程（必须附设计库容计算表）28
5.5垃圾坝工程30
5.6防渗工程30
5.7渗沥液收集导排系统31
5.8污水处理区工程32
5.9导排气系统52
5.10地下水导排53
5.12配套工程53
5.13填埋场主要机械设备56
5.14总平面布置57
第十章环境保护与环境监测（必做，非重点）70
10.1环境保护70
10.2环境监测系统72
10.3环境监测管理72
第十一章工程投资概算（必做，重点）77
11.1编制范围77
11.2编制依据77
11.3投资概算78
11.4投资概算分析79
11.5运营成本80
设计心得体会（必做，至少300字，说明自己参与了何部分工作内容，取得了什么收获，设计心得作为课设评分的重要指标）81
附图目次81
图1总平面布置81
图2XXX81
图3XXX81
库容计算样表：
高程
面积
体积
67
0
68
1200
400
69
70
79
80
85
90
95
100
105
总计
第一章概述
1.1工程名称、地点与建设主管单位
工程名称：
Y县生活垃圾卫生填埋场初步设计
工程地点：
Y县
建设单位：
主管单位：
设计单位：
协助单位：
1.2设计依据和基础资料
1.2.1城市概况与气象水文
Y县属亚热带湿润季风气候区，具有四季分明，气候温和，雨量充沛，日照短、无霜期长、冬干旱、春温暖、夏多雨、常有伏旱、秋多绵雨等特点。
据气象站资料统计：
年平均日照：
1123小时；
年平均气温：
14.9℃；
极端最高气温：
38.1℃；
极端最低气温：
－8.4℃；
多年平均降雨量：
1344mm；
多年平均蒸发量：
951mm；
多年平均最大风速18.0m/s。
1.2.2场址位置与地质结构
所选场址为一处山地，东西长xx米，南北长xx米。
勘察表明，场地内未发现影响地基稳定性的活动断裂、破碎带等不良地质构造，场地地质条件较好，为Ⅲ级场地。
场区地震基本裂度为Ⅵ度，场地土为中硬场地，场地类别为Ⅱ类，属抗震有利地段。
1.2.3场区地层结构特征
区内无断层，地层产状稳定，岩层倾向286~297°，倾角17°，属于硬性结构面，结合程度一般。
场址主要出露地层为第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）、奥陶下统南津关组地层（O1n），现由新至老分述如下：
（1）第四系残坡积（Q4el+dl）
粉质粘土：
褐黄色，主要由粘土矿物组成，局部含小砾石，含量一般＜3%，表层可见植物根系。
可塑~硬塑状，手可搓条，切口较光滑，干强度中等，韧性中等。
厚度0.0~3.2m。
在zk16、zk17孔其下为灰褐～浅灰色粉质粘土，软塑~可塑状，局部含小砂砾，厚度6.7~10.7m，为落水洞充填物。
（2）奥陶系（O1n）
场区下伏基岩主要为奥陶系下统南津关组（O1n）地层，岩性主要为灰岩，灰深灰色，微晶细晶结构，局部粗晶结构，中厚层状构造，岩质坚硬，含条纹状方解石脉，局部夹深灰色泥质条带。
岩芯完整，呈短长柱状。
为场地主要岩层，拟建场地均有分布，钻探揭露单层垂直厚度0.15~19.4m；局部地段夹灰质白云岩，呈灰白色，致密微晶致结构，中厚层状构造，岩质坚硬，岩芯完整，呈短长柱状。
为场地次要岩层，局部钻孔有揭露，钻探揭露单层厚度0.10~1.6m。
1.2.4水文地质条件
拟建场区位于一槽谷内，谷底地形平坦，两侧为斜坡，坡面较均一，高差较大，场地地形利于地表、地下水排放。
拟建垃圾填埋场处于山体槽谷地段，地势较低。
地表水以大气降雨补给为主，以向下游地势低洼处排泄为主，次为向下伏基岩节理发育带及蒸发方式排泄。
勘察期间，基本未见地表水体。
但场地处于槽谷中，地表水为季节性山水，对场地及建筑物存在威胁，需修筑永久性截排水沟对山洪水进行有效拦截。
1.2.5渗滤液设计进水水质
设计进水水质
项目
BOD5
COD
NH3-N
SS
水质指标
6000mg/L
20000mg/L
2000mg/L
800mg/L
出水水质达《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-2008要求。
1.2.6Y县垃圾特性
服务区域内城镇居民燃料以煤为主，生活垃圾中无机类物质含量所占比例较大，有机类物质含量所占比例较小。
参考相关资料，确定本工程接收的生活垃圾含水率为33.4%，其具体成分见下表。
表Y县生活垃圾成份构成（湿重%）
垃圾成分
有机物
煤灰渣土
纸类
塑料橡胶
金属
玻璃
布
其它
合计
百分比%
34
55
2.0
2.0
1.5
2.0
1.5
2.0
100
1.2.7处理工艺
服务区域生活垃圾以无机的煤灰渣土和厨余垃圾为主，估算湿基低位热值3500KJ/kg左右，远不能满足生活垃圾焚烧的热值需求；而且，杂质含量较高，可以回收利用的成分（如纸类、玻璃、金属）含量较少，也不适合堆肥处理或综合利用。
因此，选择卫生填埋，利用山涧沟谷、废矿坑或洼地，按照相关标准规范对生活垃圾进行处理，是最适合本项目的工艺方式。
生活垃圾卫生填埋要满足以下要求：
（1）防渗处理工程措施必须保证填埋场与外界的水环境的隔离，其中防渗层的渗透系数必须≤1.0×10-7cm/s，以防止对地下水环境的污染；
（2）填埋场产生的渗沥液必须处理并达到相应的地表水排放标准；
（3）填埋作业应分层铺盖、堆填、压实，并尽可能做到当日覆盖，减少臭气散发和防止蚊蝇孳生；
（4）对填埋气体，应有组织的收集、排放，有条件可以利用，以防止填埋气体的无序迁移和聚集而可能导致的爆炸。
（5）填埋场严禁有毒工业制品及其残物、有毒药品、有化学反应并产生有害物的物质、有腐蚀性或有放射性的物质、易燃、易爆等危险品、生物危险品和医疗垃圾，以及其他严重污染环境的物质进入。
根据Y县总体规划，人口增长率取3%，人均垃圾日产量取1.0千克/人·日，垃圾填埋场单位库容的单位垃圾消纳量取值为1.10t/m3，覆土系数一般取13.5%。
试进行处理处置工程工艺设计。
1.3有关法规与设计标准
（1）中华人民共和国固体废物污染环境防治法，全国人民代表大会常务委员会第十三次会议修订，2004年12月；
（2）城市生活垃圾卫生填埋技术规范，CJJ17-2004；
（3）城市环境卫生设施设置标准，CJJ27-2005；
（4）生活垃圾填埋污染控制标准，GB16889-1997；
（5）城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准，建标[2001]101号；
（6）生活垃圾填埋场环境监测技术标准，CJ/T3037-1995；
（7）污水综合排放标准，GB8978-1996；
（8）恶臭污染物排放标准，GB4554-93；
（9）环境空气质量标准，GB3095-1996；
（10）工业企业厂界噪声标准，GB12348-90；
（11）大气污染物综合排放标准，GB16297-96；
（12）室外给水设计规范，GB50013-2006；
（13）室外排水设计规范，GB50014-2006；
（14）防洪标准，GB50201-94；
（15）城市防洪工程设计规范，CJJ50-92；
（16）城市垃圾产生源分类及垃圾排放，CJ/T3033-1996；
（17）城市生活垃圾处理及污染防治技术政策，建设部、国家环保总局、科技部，2000年5月；
（18）关于发布《城市生活垃圾及污染防治技术政策》的通知，建城[2000]120号；
（19）关于生产性建设工程项目职业安全卫生监察的暂行规定，劳动部劳字（1998）48号文；
（20）关于城市生活垃圾设施建设有关问题的报告，国家计委1999年6月21日；
（21）厂矿道路设计规范，GBJ22-87；
（22）生活垃圾卫生填埋场封场技术规程，CJJ112-2007；
（23）生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范，HJ564-2010
（24）生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范，CJJ133-2009;
（25）城市生活垃圾卫生填埋场设计指南，李颖。
1.4设计原则
一、充分利用地形，保证填埋场满足该市城区规定的使用需求。
二、做到垃圾处理的无害化、安全化、减量化、资源化和效益化。
（1）贯彻执行国家关于环境保护的政策，工程设计必须符合国家的有关规范及标准。
（2）根据Y县垃圾特点，选择合适的垃圾卫生填埋工艺技术；在保证合理的工程投资的条件下，尽量降低日常管理费用和垃圾处理的运行成本，以期填埋场建成后，当地政府有能力维持填埋场的正常运行。
（3）为确保工程的可靠性及有效性，应尽量提高机械化水平，减轻操作人员劳动强度，改善工作条件。
（4）合理设计、节约用地、提高土地利用率。
1.5设计范围
初步设计的范围主要包括：
（1）填埋场库区工程：
总图布置、道路运输、渗沥液收集系统、地下水收排系统、填埋气体收集处理设施、防渗工程、防洪工程。
（2）污水处理区工程：
临时调节池、渗沥液调节池、渗沥液处理站。
（3）填埋场电气工程：
库区、渗沥液处理站、管理区及其它附属建筑物的供电与控制。
（4）填埋场管理区工程与附属建筑物工程：
主要有管理用房、机修间、洗车间等。
（5）工程投资概算。
第二章Y县概况及自然条件
2.1城市概况与气象水文条件
2.1.1气象条件
Y县属亚热带湿润季风气候区，具有四季分明，气候温和，雨量充沛，日照短、无霜期长、冬干旱、春温暖、夏多雨、常有伏旱、秋多绵雨等特点。
据气象站资料统计：
年平均日照：
1123小时；
年平均气温：
14.9℃；
极端最高气温：
38.1℃；
极端最低气温：
－8.4℃；
多年平均降雨量：
1344mm；
多年平均蒸发量：
951mm；
多年平均最大风速18.0m/s。
2.1.2水文条件
拟建场区位于一槽谷内，谷底地形平坦，两侧为斜坡，坡面较均一，高差较大，场地地形利于地表、地下水排放。
拟建垃圾填埋场处于山体槽谷地段，地势较低。
地表水以大气降雨补给为主，以向下游地势低洼处排泄为主，次为向下伏基岩节理发育带及蒸发方式排泄。
勘察期间，基本未见地表水体。
但场地处于槽谷中，地表水为季节性山水，对场地及建筑物存在威胁，需修筑永久性截排水沟对山洪水进行有效拦截。
2.2地形地貌概况
所选场址为一处山地，东西长xx米，南北长xx米。
勘察表明，场地内未发现影响地基稳定性的活动断裂、破碎带等不良地质构造，场地地质条件较好，为Ⅲ级场地。
场区地震基本裂度为Ⅵ度，场地土为中硬场地，场地类别为Ⅱ类，属抗震有利地段。
2.3地质构造
区内无断层，地层产状稳定，岩层倾向286~297°，倾角17°，属于硬性结构面，结合程度一般。
场址主要出露地层为第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）、奥陶下统南津关组地层（O1n），现由新至老分述如下：
（1）第四系残坡积（Q4el+dl）
粉质粘土：
褐黄色，主要由粘土矿物组成，局部含小砾石，含量一般＜3%，表层可见植物根系。
可塑~硬塑状，手可搓条，切口较光滑，干强度中等，韧性中等。
厚度0.0~3.2m。
在zk16、zk17孔其下为灰褐～浅灰色粉质粘土，软塑~可塑状，局部含小砂砾，厚度6.7~10.7m，为落水洞充填物。
（2）奥陶系（O1n）
场区下伏基岩主要为奥陶系下统南津关组（O1n）地层，岩性主要为灰岩，灰深灰色，微晶细晶结构，局部粗晶结构，中厚层状构造，岩质坚硬，含条纹状方解石脉，局部夹深灰色泥质条带。
岩芯完整，呈短长柱状。
为场地主要岩层，拟建场地均有分布，钻探揭露单层垂直厚度0.15~19.4m；局部地段夹灰质白云岩，呈灰白色，致密微晶致结构，中厚层状构造，岩质坚硬，岩芯完整，呈短长柱状。
为场地次要岩层，局部钻孔有揭露，钻探揭露单层厚度0.10~1.6m。
第三章项目建设必要性与可行性
3.1甲市城区垃圾成分及特性分析
3.1.1甲市城垃圾基本特性及成分分析
服务区域内城镇居民燃料以煤为主，生活垃圾中无机类物质含量所占比例较大，有机类物质含量所占比例较小。
参考相关资料，确定本工程接收的生活垃圾含水率为33.4%，其具体成分见下表。
表3.1Y县生活垃圾成份构成（湿重%）
垃圾成分
有机物
煤灰渣土
纸类
塑料橡胶
金属
玻璃
布
其它
合计
百分比%
34
55
2.0
2.0
1.5
2.0
1.5
2.0
100
3.1.2垃圾热值分析
服务区域生活垃圾以无机的煤灰渣土和厨余垃圾为主，估算湿基低位热值3500KJ/kg左右。
3.2处理工艺的选择
湿基低位热值3500KJ/kg左右，远不能满足生活垃圾焚烧的热值需求；而且，杂质含量较高，可以回收利用的成分（如纸类、玻璃、金属）含量较少，也不适合堆肥处理或综合利用。
因此，选择卫生填埋，利用山涧沟谷、废矿坑或洼地，按照相关标准规范对生活垃圾进行处理，是最适合本项目的工艺方式。
它应该满足以下要求：
（1）防渗处理工程措施必须保证填埋场与外界的水环境的隔离，其中防渗层的渗透系数必须≤1.0×10-7cm/s，以防止对地下水环境的污染；
（2）填埋场产生的渗沥液必须经过处理达到相应的排放标准后排入水体或县城污水管道系统；
（3）填埋作业应分层铺盖、堆填、压实，并尽可能做到当日覆盖，减少臭气散发和防止蚊蝇孳生；
（4）对填埋气体，应有组织的收集、排放，有条件可以利用，以防止填埋气体的无序迁移和聚集而可能导致的爆炸。
（5）填埋场严禁有毒工业制品及其残物、有毒药品、有化学反应并产生有害物的物质、有腐蚀性或有放射性的物质、易燃、易爆等危险品、生物危险品和医疗垃圾，以及其他严重污染环境的物质进入。
3.3服务年限及垃圾产量估算
表3.2历年垃圾产量计算表
年份
人口（万人）
人均垃圾产率
（kg/d·cap）
垃圾产量
（t/d）
垃圾年产量
（万吨/年）
2013
10.00000
1.0
100.0000
3.650000
2014
10.30455
1.0
103.0455
3.761159
2015
10.61837
1.0
106.1837
3.875703
2016
10.94174
1.0
109.4174
3.993736
2017
11.27497
1.0
112.7497
4.115364
2018
11.61834
1.0
116.1834
4.240695
2019
11.97217
1.0
119.7217
4.369843
2020
12.33678
1.0
123.3678
4.502925
2021
12.71249
1.0
127.1249
4.640059
2022
13.09964
1.0
130.9964
4.781370
2023
13.49858
1.0
134.9858
4.926984
2024
13.90968
1.0
139.0968
5.077033
2025
14.33329
1.0
143.3329
5.231652
2026
14.76980
1.0
147.6980
5.390979
2027
15.21961
1.0
152.1961
5.555159
2028
15.68312
1.0
156.8312
5.724339
2029
16.16074
1.0
161.6074
5.898671
2030
16.65291
1.0
166.5291
6.078312
2031
17.16006862
1.0
171.6006
6.263425
2032
17.68267051
1.0
176.8267
6.454174
总计（2013～2022）
-
-
98.531589
平均（2013～2022）
-
-
4.926579
3.4工程建设规模
3.4.1年平均垃圾产生量
a=4.926579（万吨/年）
3.4.2填埋场总库容
m3
3.4.3工程建设规模
T=1180000m3
3.5项目建设必要性
对于中国越来越严重的环境问题值得我们的重视，我们需要抓好垃圾处理问题，目前该地区没有垃圾填埋场，垃圾随意堆放不能及时处理，会对环境及市容美观产生不良影响。
固体废弃物还存在侵占徒弟、污染水体、污染大气、污染土壤等弊端，所以建设一个垃圾填埋场来填埋处理固体废弃物是必须的。
第四章填埋场场址条件
4.1垃圾填埋场基本条件
4.1.1场区位置及地形地貌
所选场址为一处山地，东西长xx米，南北长xx米。
4.1.2场区综合地质概况
勘察表明，场地内未发现影响地基稳定性的活动断裂、破碎带等不良地质构造，场地地质条件较好，为Ⅲ级场地。
场区地震基本裂度为Ⅵ度，场地土为中硬场地，场地类别为Ⅱ类，属抗震有利地段。
4.1.3场区地层结构特征
岩层倾向286~297°，倾角17°，属于硬性结构面，结合程度一般。
场址主要出露地层为第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）、奥陶下统南津关组地层（O1n），现由新至老分述如下：
（1）第四系残坡积（Q4el+dl）
粉质粘土：
褐黄色，主要由粘土矿物组成，局部含小砾石，含量一般＜3%，表层可见植物根系。
可塑~硬塑状，手可搓条，切口较光滑，干强度中等，韧性中等。
厚度0.0~3.2m。
在zk16、zk17孔其下为灰褐～浅灰色粉质粘土，软塑~可塑状，局部含小砂砾，厚度6.7~10.7m，为落水洞充填物。
（2）奥陶系（O1n）
场区下伏基岩主要为奥陶系下统南津关组（O1n）地层，岩性主要为灰岩，灰深灰色，微晶细晶结构，局部粗晶结构，中厚层状构造，岩质坚硬，含条纹状方解石脉，局部夹深灰色泥质条带。
岩芯完整，呈短长柱状。
为场地主要岩层，拟建场地均有分布，钻探揭露单层垂直厚度0.15~19.4m；局部地段夹灰质白云岩，呈灰白色，致密微晶致结构，中厚层状构造，岩质坚硬，岩芯完整，呈短长柱状。
为场地次要岩层，局部钻孔有揭露，钻探揭露单层厚度0.10~1.6m。
4.1.4水文地质条件
拟建场区位于一槽谷内，谷底地形平坦，两侧为斜坡，坡面较均一，高差较大，场地地形利于地表、地下水排放。
拟建垃圾填埋场处于山体槽谷地段，地势较低。
地表水以大气降雨补给为主，以向下游地势低洼处排泄为主，次为向下伏基岩节理发育带及蒸发方式排泄。
勘察期间，基本未见地表水体。
但场地处于槽谷中，地表水为季节性山水，对场地及建筑物存在威胁，需修筑永久性截排水沟对山洪水进行有效拦截。
4.1.5场地稳定性
区内无断层，地层产状稳定。
第五章垃圾填埋场工程设计
5.1设计的主要参数
垃圾填埋场工程设计的基本参数如表5.1所示。
表5.1垃圾填埋场工程设计的基本参数
序号
名称
参数
序号
名称
参数
1
服务范围人口
17.68267万人
（2032年）
8
填埋库区面积
49629.0136m3
2
人口平均增长率
3%
9
初算库容
3
人均垃圾产量
1.0（kg/cap·d）
10
有效库容
m3
4
设计规模
1180000m3
11
多年平均降水量
1344mm
5
垃圾含水率
33.4%
12
最大月平均降雨量
6
垃圾中挥发份含量
34%
13
服务年限
20年
7
灰份含量
55%
5.2处理工艺流程
图5.1垃圾处理工艺流程图
5.3填埋作业程序
5.4库区工程
表5.2卫生填埋场主要土方表
项目
挖土方量
填土方量
填埋一期
填埋X期
调节池
渗沥液处理站
管理区
截洪沟
填埋覆土
合计
剩余土方量
5.5垃圾坝工程
垃圾坝的作用，是为了增大库容，保持固体废物堆体的稳定及防止雨季作业时固体废物和其他的杂物被雨水冲出填埋场外，同时对于防渗衬层相结合，防止渗滤液渗漏污染地下水和农田。
5.6防渗工程
（1）防渗系统的作用
填埋场防渗是现代化填埋场区别于简易填埋场和堆放场的重要标志之一，也是选址、设计、施工、运行管理和终场维护中至关重要的内容。
填埋场防渗的主要目的，是阻止渗滤液和填埋气体外泄误认为周围的人土壤和地下水，同时还要防止外来水，包括地下水、地表水和降水等大量进入填埋场。
增大渗滤液产生液。
（2）防渗材料的说明
大量资料表明，绝大多数国家和地区对填埋场衬里材料的防渗性能要求基本一致。
我国批准颁布的《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）中规定，天热黏土类防渗衬里，其场地及四壁衬里厚度要大于2m，渗透系数小于
cm/s；改良土衬里的防渗性能应达到黏土类防身性能。
（1）天然防渗主要有黏土、亚黏土、膨润土等。
（2）改良型衬里：
①黏土-膨润土改良型衬里②黏土-石灰、水泥改良型衬里
（3）人工合成膜防渗
（4）防渗系统的构造种类
水平防渗系统：
①单层衬里系统
②单复合衬里系统
③双层衬里系统
④双复合衬里系统
本填埋场防渗系统结构类型采用单复合衬里系统。
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。
以防止地下水污染。
主要部分在于双层高密度聚乙烯膜。
其结构自上而下可用图表画出。
图5.2单复合衬里系统
5.7渗沥液收集导排系统
渗滤液是指在填埋堆方或过程中因其有机物分解产生水或废物中的游离水、降水、径流水及地下水入渗而淋滤废物形成的成分复杂的高浓度有机废水。
大量资料显示，降水、径流水及地下水入渗是废物渗滤液产生的主要原因。
（1）渗沥液收集系统的作用
渗滤液收集系统的主要功能是将填埋场内产生的渗滤液迅速汇集收集，并通过输水管、集水池等输送至指定地点，如渗沥液处理站或城市污水处理厂进行处理，避免渗滤液在填埋场内的长时间蓄积。
（2）渗滤液收集系统的构造
渗滤液收集系
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