垃圾填埋场设计说明书Word文件下载.docx

1、6.3.2填埋场气体收集系统的设计7.终场覆盖7.1填埋场封场系统设计7.2填埋场封场后的土地回用8.封场后续工作 结语 参考文献 附图 主要符号说明1.1生活垃圾概述1.1.1生活垃圾的定义 生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法 规规定视为生活垃圾的固体废物。生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其 他垃圾。城市生活垃圾亦称城市固体废物，是由城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务 业，以及市政环卫系统、城市交通运输、文教机关团体、行政事业、工矿企业等单位所排出的固体废物。 其主要组成为：厨余物、废纸屑、废塑料

2、、废橡胶制品、废编织物、废金属、玻璃陶瓷碎片、庭院废物、 废旧家用电器、废旧家具器皿、废旧办公用品、废日杂用品、废建筑材料、给水排水污泥等。1.1.1生活垃圾的危害固体废物，特别是有害固体废物，如处理、处置不当，其中的有害物质可以通过环境介质大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成污染，对人体产生危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态 变化。（1）对土壤环境的影响：固体废物不加利用，任意露天堆放，不但占用一定的土地，导致可利用 土地资源减少，而且如填埋处理不当，不进行严密的场地工程处理和填埋后的科学管理，容易污染土壤 环境。（2）对水体环境的影响：固体废物可随地表径流进入河流湖泊，或随风迁徙

3、落入水体，从而将有 害物质带入水体，杀死水中生物，污染人类饮用水水源，危害人体健康；固体废物产生的渗滤液危害很 大，它可进入土壤污染地下水，或直接流入河流、湖泊或海洋，造成水资源的水质型短缺。（3）对大气环境的影响：对方的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，进入大气并扩散到 很远的地方；一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下还可发生生物降解，释放出沼气，在一定程度上 消耗其上层空间的氧气，使植物衰败；有毒有害废物还可发生化学反应生成有毒气体，扩散到大气中危 害人体健康。1.2.1焚烧焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中有还有毒物

4、质在 8001200的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物 无害化、减量化和资源化的处理技术。1.2.2堆肥堆废化是在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。堆肥化系统的分类：按温度分为中温堆肥和高温堆肥；按技术分为露天堆肥和机械密封堆肥。1.2.3卫生填埋卫生填埋是“利用工程手段，采取有效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水体和大气的污染，并 将垃圾压实减容至最小，填埋占地面积也最小。在每天操作结束或每隔一定时间用土覆盖，使整个过程 对公共安全及环境均无危害”1的一种

5、土地处理垃圾方法。固体废物填埋场的构筑方式和填埋方式与地形地貌有关，可分为山谷型填埋和平地型填埋方式。平地型填埋又可分为地上式、地下式和半地下式。2山谷型填埋场（图 1）地上式填埋场（图 2）半地上半地下式填埋场（图 3）在生活垃圾处理处置方式中，填埋无疑占据着举足轻重的位置，从全球来看，填埋大约占到 70%左 右，在各发达国家应用非常广泛，例如加拿大 1989年卫生填埋处置量占 82%；1991年英国、意大利年 卫生填埋处置量占其总处置量的 90%美国处置量为 72%，西班牙处置量为 75%，德国 1993年卫生填埋处 置量占 73%。美国联邦环保局（USEPA）和很多州都已详细制定关于填埋

6、场选址、设计、施工、运行、水 气监测、环境美化，封闭性监测以及维护年限的法规【3 。而在我国,由于经济技术水平等的原因，填埋 所占的比例更高，达到 90%以上。虽然随着经济技术的发展，在未来的 20 年内，在拟建的垃圾处理项 目中，填埋比例会稍有下降，但仍有大约 75%的项目采用填埋方式。同时在我国的城市垃圾处理及其 污染防治技术政策中明确提出：以填埋为主的路线，因此填埋必将在今后很长一段时间内占据主导地 位，许多大中城市新建的垃圾填埋场，其日处理能力都达上千吨，总填埋库容达数千万立方米。 2.2项目设计原始资料（1）该城市服务人口 60 万人，现状垃圾产量 1.01.5kg/d.人，垃圾压实

7、密度 600kg/m3，垃圾场服 务年限为 1020 年。（2）气象资料：该城市位于我国北方，地处中纬度平原地区，温带季风气候，四季分明，昼夜温 差大，无霜期短，多年平均气温 415oC。多年平均降水量为 460600mm。日最大降雨量可达 180mm， 该城市年主导风向为西北风。（3）场址概况：填埋场库区周围汇水面积 0.6km2。场底表土厚度 0.54.6m 不等，平均 2.2m。土 壤渗透系数为 6.010-4m/s。场址地下水稳定水位埋深 0.8m。（4）距离填埋场 5km处有城市污水处理场，紧挨填埋场有水、电源及公路。（1）总体要求 按照设计任务合理选择设计方案，工艺流程要有一定的灵

8、活性；设计概念清楚、参数选择恰当、计 算正确，说明书简明扼要、文字流畅、论点明确；图纸表达正确、符合制图规范；图面整洁、布局合理、 图中线型和尺寸标注符合要求；整个设计过程严格遵照相关标准。（2）设计说明书 要求内容完整、阐述清楚、计算准确、文理通顺，提倡用计算机解决复杂计算问题。设计说明书要 求 8000 字以上，使用 A4 纸。内容包括目录、前言、正文、计算书、设计计算框图、小结及参考文献等。设计说明书中应当设计的依据及指导思想；设计方案的确定及具体技术指标的选用原则和技术要求 的说明（3） 设计计算书 包括填埋场总容量、填埋总量计算；垃圾填埋工艺流程及填埋作业程序确定；填埋场主体工程工艺

9、 设计计算；主体设施的工艺参数计算及主要尺寸的确定等；配套工程及辅助设施和设备的计算与工艺布 置。（4）设计图纸 包括垃圾填埋场平面布置图、处理工艺图及主要构筑物（防渗排渗系统、导气系统复合防渗衬里、 渗滤液处理工艺等）结构图。图纸要求至少3张，其中2图纸2张，3图纸1张，手绘和计算机绘 图应至少各一张。3.填埋场的选址3.1选址的考虑因素4 填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，达到最理想的经济效益，实现 保护环境的目的。必须加以考虑的因素有：运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道路、 地形和土壤条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是

10、否可被利用。（1）运输距离：运输距离是选择填埋场地的重要因素，对废物管理系统起着重要作用。尽管运输 距离越短越好，但也要综合考虑其他各个因素。（2）场址限制条件：场址至少应位于居民区 1km（参照德国标准）以外或更远。（3）可用土地面积：填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方，以利于满足废物综合处理 长远发展规划的需要，应有利于二期工程或其他后续工程兴建使用。尽管没有填埋场大小的法律规定， 填埋场地也要有足够的使用面积，包括一个适当大小的缓冲带，并且一个场地至少要运行五年。（4）出入场地道路：由于通常适合填埋场的场地不再城市已建的道路附近，因此，建设出入填埋 场的道路和使用长距离的运输车成

11、为填埋场选址的重要因素。（5）地形、地貌及土壤条件：不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处，原则上的地 形的自然坡度不应大于 5%。（6）气候条件:填埋场场址的选择应考虑在温和季节的主导风向。（7）地表水水文:所选场地必须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或最大洪泛区之外，或应 在可预见的未来建设水库或人工蓄水淹没和保护区之外。填埋场的场地必须是位于饮用水保护区、水体 和洪水区之外，并且必须在春潮区之外、泥炭沉积超过 1m的沼泽区之外。还应建在地下水位以上。最 佳的填埋场场址位置是在封闭的流域内，这对地下水资源造成的风险最小。（8）地质和水文地质条件：场址应选在渗透性弱的松散岩层基础

12、上，天然地层的渗透性系数最好 能达到 10-8m/s以下，并具有一定厚度。（9）但地环境条件：填埋场场地位置选择，应在城市工农发展规划区、风景规划区、自然保护区 之外；印在供水水源保护区和供水远景规划区之外；应具备较有利交通条件。（10）地方公众：可通过自发的协议来达到，也可在废物处理合同中加以规定。（1）资料搜集（2）野外勘探（3）预选场地的社会、经济和法律条件调查（4）预选场地可行性研究报告（5）预选场地的初堪工作（6）预选场地的综合地质条件评价技术报告（7）工程勘察阶段3.3地址的选定与所需容积设垃圾填埋场服务年限为 15 年，覆土与垃圾压实之比为 1:4，填埋高度为 10m，地上 3m

13、，地下 7m，取 W 为 1.2kg/d*人，该地区主导风向为西北风，因此生活和管理设施宜集中布置并处于夏季主导 风向的上风向，即垃圾填埋场的西北角，以减少对人们的影响。采用平原型填埋。每年所需的场地体积为：式中：W垃圾产生率（kgd人）；P城市人口；D压实后垃圾的密度（kgm3）；r覆土与垃圾之比。V每年所需的场地面积为：A = VH设城市生活垃圾的年增长速率为 5%（自定）第二年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1+ 5%） 593125 = 622781.25m3 第三年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1+ 5%） 622781.25 = 653920.3125m3

14、 第四年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1+ 5%） 653920.3125 = 686616.3281m3 第五年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1 + 5%） 686616.3281 = 720947.1445m3 第六年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1+ 5%） 720947.1445 = 756994.5018m3 第七年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1+ 5%） 756994.5018 = 794844.2268m3 第八年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1+ 5%） 794844.2268 = 834586.4382m

15、3 第九年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1+ 5%） 834586.4382 = 876315.7601m3 第十年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =（1+5%） 876315.7601= 920131.5481m3 第十一年的废物体积为：V =（1 + 5%）V = 1.05 920131.5481 = 966138.1255m3 第十二年的废物体积为：V =（1 + 5%）V =1.05 966138.1255=1014445.032m3 第十三年的废物体积为：V =（1 + 5%）V = 1.05 1014445.032 = 1065167.283m3 第十四年的废

16、物体积为：V =（1 + 5%）V = 1.05 165167.283 = 1118425.648m3 第十五年的废物体积为：V =（1 + 5%）V = 1.05 1118425.648 = 1174346.93m3 填埋的总废物体积为 V=V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7+V8+V9+V10+V11+V12+V13+V14+V15 =5 93125+622781.25+653920.3125+686616.3281+720947.1445+756994.5018+794844.2268+834586.4382+8 76315.7601+920131.1255+966138.1255

17、+1014445.032+1065167.648+1118425.648+1174346.93=1279878 5.47m3填埋库容占体积的 70%-90%，取 80%所以：V = 80%VV = V = 15998481.84m3总 0.8填埋场预计填埋深度 8-10m，取 10m填埋用地面积为 A=V/H=15998481.84/10=1599848.184m2城市生活垃圾卫生填埋技规范规定，场底地基是具有承载能力的自然土层或经过碾压、夯实的 平稳层，且不应因填埋垃圾的沉陷而使场底变形、断裂，场底基础表面经碾压后，方可在其上贴铺人工 衬里。场底应有纵、横向坡度。纵横坡度宜在 2%以上，以利

18、于渗滤液的导流。实际设计建设中，长宽 一般为 300400m 或更大，如按 2%坡度进行设计，则场区两端高差在 68m 或更多。受地下水埋深土 方平衡及整体设计的影响，场区两端高差过大会造成较大的困难。根据北京填埋场（安定、北神树）建 设经验，垃圾卫生填埋场场底纵向主要坡度为 1%1.3%时可以保证渗滤液排顺畅5。为确保填埋场安全， 考虑到填埋场土体条件较差，需要对其整形，坑底及周围进行平整，取土同时作为坑四壁局部填土、每 日覆盖用土和最终覆盖用土。填埋区底部按设计高程完成基底工程以后，底部要求平整，以利于防渗膜 的铺设。4.2填埋场的防渗系统 填埋场防渗系统，不仅要能防止渗滤液渗出污染地下水

19、，还要防止地下水涌入填埋场。场底防渗系 统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种类型。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材 料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水 层或弱透水层，将垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的， 同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。防渗层的建设方法多种多样,采用何种工艺方法建设防渗层是设计中的重要内容，不管使用什么方 法、什么材料，最终达到的目的是渗透系数Kf小于规定标准，我国要求Kf小于10-9m/s。5同时要考虑：1）使用寿命。填埋场的使用寿命，封场后要求的防渗层的寿

20、命，以及本身的可靠性。2）与填埋场的相容性。选用的材料不能被填埋物侵蚀，由于渗滤液的性质不稳定，所以选择的材料要适 应渗滤液的各种性质，如抗酸、抗碱等。3）场地条件及气候条件。4）建设费用。防渗材料的选择既要达到防渗要求，又要考虑经济合理，厚的土工膜具有更好的防渗性能， 但必将提高建设费用。防身材料多种多样，目前常用的主要有两类：黏土与人工合成材料。黏土除天然黏土外，还有改良土（如 改良膨润土等）；人工合成材料种类很多，如高密度聚氯乙烯（HDPE）、低密度聚氯乙烯（LDPE）、聚氯 乙烯（PVC）膜等,但近二十年来，国内外填埋场最常用的是高密度聚氯乙烯（HDPE）膜。实际上，大部分 填埋场所选

21、用的防渗层材料均是黏土和 HDPE膜。1、黏土 粘土是土衬层中最重要的部分，其具有低渗透特性。填埋场黏土衬层分为两类：自然黏土衬层与人 工压实粘土衬层。自然黏土衬层是具有低渗透率、富含粘土的自然形成物，其渗透率应小于或等于 1 10-6 1 10-7cm s 。一般来说，天然粘土层和岩石层是否均一以及是否具有较低的渗透率，是 很难检测验证的，仅仅使用自然黏土衬层作为填埋场防渗层是不可靠的。2、人工合成材料高密度聚乙烯（HDPE）膜是人工合成材料中最常用，也是最理想的防渗材料，它能有效阻止渗滤液 的渗漏。美国环保署于 1982 年停止单独使用黏土作为有害废弃物处理场的防渗材料，并规定所有填埋 场

22、必须有一层防渗衬垫，在填埋场封场后，也必须采用防渗层进行封场以减少渗滤液的产生。7HDPE 膜具有优良的机械强度、耐热性、耐化学腐蚀性、抗环境应力开裂和良好的弹性，随着厚度增加（一般范围在 0.75-2.5mm），其断裂点强度、屈服点强度、抗撕裂强度、抗穿刺强度逐渐增加。垃圾填埋场一般采用 1.5-2.5mm 厚的HDPE膜作衬垫层。HDPE 膜与压实黏土的特点和性能7材料类型渗透系数 K（m/s）对库容的影响抗穿刺能力应用范围HDPE膜1（10-13-10-14）较小较差整个基底层防渗压实黏土（10-6-10-7）较大较好场底防渗4.4防渗系统构造防渗层组成主要有以下 6种类型1、单层 HD

23、PE 膜防渗层2、压实粘土防渗层3、双层 HDPE 膜（中间含 HDPE网格）与压实粘土构成的复合防渗层4、双层 HDPE 膜与压实粘土构成的复合防渗层5、HDPE 膜与压实粘土构成的复合防渗层6、双层 HDPE 膜（中间含 HDPE网格）防渗层单层 HDPE 膜防渗层结构简单、施工容易、投资较省，但是其防渗安全性差，一旦 HDPE 膜某处受损，下 面的自然土层渗透系数大 ，垃圾渗滤液很容易通过HDPE 膜的破损处渗出，使整个防渗层失去防渗作用， 这种防渗层目前也很少采用。复合防渗层结构复杂，施工也较难，投资相对较高，但其防渗安全性很高。因为即使单层 HDPE膜 发生 破损，但很快渗滤液会遇到

24、另一层 HDPE 膜或者压实粘土层，阻止渗滤液继续渗漏，整个防渗层仍能有 效发挥防渗作用。复合衬里（库区底部）系统示意图6复合衬里（库区边坡）系统示意图6单层衬里（库区底部）系统示意图6单层衬里（库区边坡）系统示意图64.5场地防渗系统法案的选定在本设计中根据所给的原始资料可以知道：土壤渗透系数为6.010-4 m/s，故k=6.010-210-5cm/s属 于渗漏性场地。场区地下水位较低，离地面仅 0.8m,此填埋场没有独立的水文地质单元，也无不透水层或弱透水层，因 此也属于渗透性场地，故不宜采用垂直防渗系统，而采用水平防渗系统。由于度量粘土衬层渗透性的主要指标是渗透系数，根据城市生活垃圾卫

25、生填埋技术规范可知道，天 然粘土类衬里的渗透系数不应大于 10-7cm/s 并且要 2 米厚的粘土。因原始资料中并未给出当地土层中天然粘土的渗透系数，对比以上所介绍的三种防渗材料性能并考虑施 工中常用的材料，故排除了用天然材料作衬垫层的方案，而选择了人工合成防渗膜。在人工合成防渗膜 中选用了性能较优，国内外使用经验较多的高密度聚乙烯（HDPE）防渗膜。根据原始资料可知该填埋场土壤渗透系数为 6.010-4m/s 大于 10-5cm/s，地下水稳定水位平均埋深0.8m，即地下水位较高，场区地质条件不好，因此选择了双层衬层防渗系统。5.1垃圾渗滤液概念和来源 垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄

26、水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾 层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下 水。城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。主要来源有：（1）降水的渗入，降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源；（2）外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉；（3）地下水的渗入，这与渗滤液数量和性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关；当填埋场 内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；（4）垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量；（

27、5）覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；（6）垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH 值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填 埋场内分解时会产生水分；5.2垃圾渗滤液的水质特征 垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水和分解产生的水。垃圾渗滤液的主要污染成分有： 有机物、氨氮和重金属等。其种类和浓度与垃圾类型、组分、填埋方式、填埋时间、填埋地点的水文地 质条件、不同的季节和气候等密切相关7，其水质主要呈现以下特征：（1）CODCr和 BOD5浓度高：在新的垃圾填埋场，大量挥发性酸的存在可能会产生高的 CODCr和 BOD5；（2）BOD5 与 CODCr 比值变化

28、大：BOD5/CODCr 值的高低与渗滤液处理工艺方法的选择密切相关。渗滤液 BOD5/CODCr 值与垃圾填埋场的使用年限有关，对“年轻”填埋场而言，其渗滤液多具有良好的生化处理 可行性，可采用生物方法加以处理。而对于“年老”填埋场的渗滤液的处理而言，必须考虑其可生化性 随时间的变化；（3）金属含量高：垃圾渗滤液中含有 10多种金属（重金属）离子，由于物理、化学、生物等的作用，垃 圾中的高价不溶性金属被转化为低价的可溶性金属离子而溶于渗滤液中，在处理过程中必须考虑对它们 的去除；（4）营养元素比例失调，氨氮的含量高：随着填埋场使用年限的增加，当进入产甲烷阶段后，渗滤液中 的 NH4+浓度不断

29、上升。另外，渗滤液中还存在溶解性磷酸盐的不足、碱度较高、无机盐含量高的问题 7 。 5.3渗滤液收集系统5.3.1收集系统的作用渗滤液收集系统应保证在填埋场使用年限内正常运行，收集并将填埋场内渗滤液排至场外指定地 点，避免渗滤液在填埋场底部蓄积。渗滤液的蓄积会引起下列问题：1、场内水位升高导致垃圾体中污染物更强烈的浸出，从而使渗滤液中污染物浓度增大；2、底部衬层上的静水压增加，导致渗滤液更多的地渗漏到地下水土壤系统中；3、填埋场的稳定性受到影响；4、渗滤液有可能扩散到填埋场外。5.3.2收集系统的构造8 渗滤液收集系统主要由渗滤液调节池、泵、输送管道和场底排水层组成。 1、排水层：场底排水层位

30、于底部防渗层上面，由沙或砾石构成。当采用粗沙砾时，厚度为 30-100cm， 必须覆盖整个填埋场底部衬层，其水平渗透系数不应大于 0.1（cm/s），坡度不小于 2%。2、管道系统：一般穿孔管在填埋场内平行铺设，并位于衬层的最低处，且具有一定的纵向坡度（通常 为 0.5%-2.0% ）。3、防渗衬层：由黏土或人工合成材料构筑，有一定厚度，能阻止渗滤液下渗，并具有一定坡度（通常 为 2%-5% ）。4、集水井、泵、检修设施以及监测和控制装置等。5.4渗滤液的计算渗滤液的产生量为：Q = I C （A + A ） 10-3式中 Q-表示渗滤液年产生量，m3/d;A1-填埋区汇水面积，m ；A2 填埋区的面积，m2；C-渗出系数,取 0.4；I-表示最大年或月降雨量的日换算值，mm。（1