某生活垃圾处理填埋场工艺设计1.docx

1、某生活垃圾处理填埋场工艺设计1武汉工业学院课程设计说明书设计题目：深圳市某生活垃圾处理填埋场工艺设计姓 名：学 院：专 业：环境工程学 号：指导老师：一、概述 11.1工程概况 11.2 设计原则与范围 11.2.1编制原则 11.2.2处理方案选择原则 21.3 设计依据 2二、基础资料 32.1 城市概况 32.1.1地理位置 32.1.2交通运输 32.2 自然条件 32.2.1 地质构成 42.2.2 气候条件 4三、垃圾量和人口数量 4四、场址概况 44.1填埋场类型 44.2填埋场等级划分与规模确定 4五、总图布置 55.1 设计原则 55.2 场区布置方案和特点 5六、卫生填埋库

2、区工程 66.1 防渗工程 66.2 渗沥液收集导排系统 106.3 填埋气体收集导排和利用 116.4 填埋作业技术 116.5 防洪工程 126.6 封场工程 12七、渗沥液处理工程 147.1 处理工艺 147.1.1 渗沥液处理方案比较 157.1.2 渗沥液处理设计水量和水质的确定 157.1.3 污水处理工艺方案对比 157.1.4 污水处理工艺方案比较和选择 17八、环境保护与监测 198.1 设计依据 198.2 环境污染来源和污染物分析 2028.3 环境监测 20参考文献 23一、概述1.1工程概况项目名称：深圳某市生活垃圾卫生填埋场工程项目场址：深圳市罗湖区清水河下坪谷地

3、（深圳北部）总用地 ：1100亩总库容 ：1500万立方米处理规模：平均1600吨/日服务年限：14年1.2 设计原则与范围1.2.1编制原则城市生活垃圾处理作为城市环境治理和环境保护项目，应在贯彻国家垃圾处理技术政策和城市总体规划指导的前提下，合理选择厂址和处理工艺、严格控制二次污染并防止新的污染产生，使工程的各项指标符合国家的有关法规和标准规定。本项目的编制原则是：1）在认真贯彻执行国家关于城市垃圾处理的法规（条例）和技术标准的同时，结合当地环境卫生事业的发展，根据生活垃圾产生情况科学规划，合理确定建设规模，对生活垃圾实行安全处置，使之真正达到国家规定的垃圾处理要无害化、减量化和资源化的总

4、体目标。2）坚持因地制宜和科学态度，选择合理的技术路线，采用先进工艺和技术上成熟的设备，确保各类设施互相协调，技术切实可行，降低垃圾处理的建设投资和运行成本，提高项目的社会效益和环境效益。1.2.2处理方案选择原则处理方案选择的原则是：技术成熟，工艺简洁，设备可靠，能适应生活垃圾的特性，满足环境保护的要求，同时还要考虑下列因素的影响：1）当地的经济实力和投资能力2）城市建设和社会发展对环境的要求3）各种垃圾处理方法的优缺点4）生活垃圾理化性质和变化趋势5）技术与设备的可靠性和适应性6）对资源再利用的潜力和程度1.3 设计依据*国家计委、建设部、国家环保总局关于推进城市污水、垃圾处理产业化发展的

5、意见*中华人民共和国环境保护法*城市生活垃圾处理和污染防治技术政策（建成2000120号）*建设项目环境保护设计规定（87）国环字第002号文*建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定* C县县城总体规划文本（1995-2010年）*其他相关法规*生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172004）*生活垃圾填埋污染物控制标准（GB1688997）*城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准（建标2001101号）*城市环境卫生设施规划规范（GB503372003）*城市环境卫生专用设备（CJ/T2991）*市政工程设计技术管理标准建设部（93）建城技字第42号*工业企业厂界噪声标准（GB1234890）

6、*工业企业设计卫生标准（TJ3679）*建筑设计防火规范（GBJ1687 2001年版）*恶臭污染物排放标准（GB1455-93）*城市垃圾产生源分类和垃圾排放标准(CJ/T30331996*城市生活垃圾采样和物理分析方法(CJ/T30391995*生活垃圾填埋场环境监测技术标准(CJ/T30371995*防洪标准（GB50201）*城市防洪设计规范（CJJ50）*国家现行的其他标准和规范二、基础资料2.1 城市概况2.1.1地理位置位于深圳北部。地理坐标为东经11334，北纬2229。沟谷三面环山。2.1.2交通运输场地对外交通主要通道为红岗路。直通填埋场主要入口。从入口至填埋区需新修公路，

7、主干线长2.7千米。对主要服务人口地区（罗湖区和福田区），运输最大半径约9千米。2.2 自然条件2.2.1 地质构成填埋区内有大坑河从西向东径流。本地区有较大断层为F1断层，宽0.31.5m，一般不可能构成富水带。地质结构以粉质粘土为主2.2.2 气候条件夏季以东东南风，冬季以北北东风为主，夏季还有强盛的西南风。三、垃圾量和服务人口按城市规划，下坪填埋场服务范围为罗湖区和福田区两区。两区人口预测如图1区名预测人口增长率/%预测人口数/万人1991-2000年2000-2012年1996年2012年罗湖区4.353.00119.2195.31福田区5.703.50四、场址概况4.1填埋场类型山谷

8、型填埋场4.2填埋场等级划分与规模确定“城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准”规定：垃圾卫生填埋场根据建设规模（总库容）和日处理能力两种方式进行分类与分级。按填埋场建设规模划分：类 总库容1200万m3以上类 总库容500万m31200万m3类 总库容200万m3500万m3类 总库容100万m3200万m3按日处理能力划分：级 日处理量1200t/d以上级 日处理量500 t/d1200t/d级 日处理量200t/d500 t/d级 日处理量200t/d以下根据已知，项目为I类I级处理场规模。五、总图布置5.1 设计原则（1）满足有关规划和生产工艺要求，合理布局，为各准也设计、生产创造有

9、利条件。（2）充分利用厂区的自然条件、当地的水文、气象条件和工艺要求进行合理分区和总图布置，并尽量节约用地。（3）适应场内外运输，使交通线路顺直通畅，各区联系方便快捷，生产运营能有效进行。（4）竖向设计应满足工艺、道路运输和厂区排水的要求。（5）通过围墙或防护网有效维护场区边界；强化场区绿化、美化，减少环境污染，建设出一个安全、卫生、美化的场区。5.2 场区布置方案和特点根据总图布置原则，即管理区、填埋库区、污水处理区，辅助设施区等区块，总占地面积为11000亩。管理区根据生产、生活的需要建有门卫房、综合楼、验收计量间、洗车台、小车库和机修间、给水泵房、垃圾车辆、锅炉房、清水池等建、构筑物，本

10、着以人为本的设计原则该去重点绿化。填埋库区是本项目的核心部分，处于整个场区夏季主导风向的下风口，该区抓哟包括：防渗系统、渗沥液手机导排系统、填埋气体导排系统、雨污分流系统、填埋作业道路、垃圾坝等。六、卫生填埋库区工程6.1 防渗工程根据填埋场防渗设施 (或材料 铺设方向的不同，可将填埋场防渗分为垂直防渗和水平防渗，根据所用防渗材料的来源不同又可将水平防渗进一步分为自然防渗和人工防渗两种。技术方法：防渗是卫生填埋处理技术的主要标志，它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋气体对填埋场的水体和土壤污染，减少渗滤液的产生量，并为以后对填埋气体有序、可控制地手机和利用创造空间。防渗的技术关键是防渗层

11、的构造，其结构形式直接决定了防渗效果和工程建设投资。水平防渗层的构造形式，经历了最初的不加限制到早期的粘土单层设计，直至进气的柔性膜与粘土复合层的发展历程。用于填埋场防渗层的天然材料主要有粘土、亚粘土、膨润土，人工合成材料主要有聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE），条状低密度聚乙烯（LLDPE）、超低密度聚乙烯（VLDPE）、氯化聚乙烯（CPE）和氯磺化聚乙烯（CSPE）。高密度聚乙烯（HDPE）膜作为一种高分子合成材料，有其抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物性、化学性能，使用寿命50年以上。比如防渗功能比最好的压实粘土高107 倍（压实粘土的渗透系数级数为10-7 级，而H

12、DPE防膜的渗透系数级数为10-14 级）；其断裂延伸率高达600%以上，完全满足垃圾填埋运行过程中由蠕变运动所产生的变形；其它有利于施工、填埋运行。根据地质勘查情况，为达到既保证安全又经济可行的目的，本设计作出三种防渗方案进行技术经济比较，以便确定最合适的防渗结构体系。方案一：单层HDPE膜粘土复合衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别入图所示图2 单层膜粘土复合垫2）工程造价：HDPE膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为142.5元/m3。方案二：双层HDPE膜复合防渗衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示：图 3双层膜粘

13、土复合垫2）工程造价：HDPE膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为173.1元/m2。方案三：单层HDPE膨润土复合防渗衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示： 图4 单层膜膨润土复合垫2）工程造价：HDPE膜、含膨润土交织土工布选用进口产品，土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为166.1元/m2。各方案技术经济对比1）对方案一的评价 A）次方案是三个方案中较经济的一个方案B）适用性：若在填埋作业是，第一层所填垃圾很有尖锐物或在填埋过程中压实机械操作不当，使单层膜被刺穿，则防渗系统基本失效，造成水体污染。故本方

14、案对填埋作业是的技术要求较高，且发生膜刺穿时造成的危害较大。p 2 ）对方案二的评价p A ）次方案造价较贵，并要求较高的监管水平p B ）适用性：双层膜具有双保险的作用。若第一层被刺穿，还有下层膜和土工布可阻挡渗滤液进一步向下渗透，因此可将经过上层膜孔洞的渗漏量减至最少，从而可大大减少通过防渗衬垫的渗漏量。 3）对方案三的评价 A）次方案造价在三个方案中相对经济 B）适用性：单层膜膨润土的复合防渗衬垫最为经济实用。既可解决单层摸的穿刺问题，又可减少造价，不仅防渗效果良好，可靠性、耐久性也好，且施工方便，膨润土能够对局部渗漏点起到补漏的作用。 因此，本设计采用方案三的方案。 施工工艺： （1）

15、特点和要求pspanHDPE 膜是高密度聚乙烯合成材料，具有较强的延展性和良好的防渗性能，但遇尖锐物易破裂。因此，spanHDPE 膜的垫层、铺衬、覆盖和其他相关作业等在施工过程中均应十分严格地加以保护，这是保证垃圾填埋场防渗系统质量的关键。 （2）防渗层设计 a.地下水引出和衬垫层渗漏监测 填埋场场底地下水丰富，地下水面离地面仅0.1-2.0m，而且有大片泉水出逸。为了减少对衬垫的不利影响，在场地设置了树枝状地下排出系统，用碎石盲沟将地下水引出。设干管两条，按各泉水的溢出位置设八条支管。干管为2根800mm的多孔混凝土管外包碎石沟；支管为直径200mm。利用盲沟引出泉水，可降低水位，还能利用

16、盲沟监测衬垫层可能出现的渗漏情况和渗漏量 b.衬垫范围和分区 衬垫范围从垃圾至拦洪坝，纵向长约900m，两侧上坡衬垫最高标高为175.0m，衬垫平均宽450m。 C. 防渗层结构 1. 基本结构 全封闭的非透水隔离层。在隔离层上面进行垃圾渗滤液的收集和排放，其下进行地下水的有效排除，防止地下水位的上升而造成隔离层的实效。2. 水平防渗层设计 此地为三面环山的狭长山谷，地下水位较高（距谷地地面不大于1m）。为降低水位，在低处（山谷中小溪位置）设置一条深2m并用不同粒径碎石填满且碎石体中设有两条多孔混凝土管的地下水排放主干沟。 3. 边坡防渗层结构 为了克服垃圾体沉降在边坡上所产生的拉应力拉裂HD

17、PE膜，边坡垂直高度不大于15-20m。为保护边坡HDPE膜，避免垃圾体中德尖状物刺破膜，边坡上铺设废旧轮胎和碎石层。 4. HDPE膜的锚固 每隔10-15m高差设一锚固平台。平台宽5.0-7.5m，靠山侧的锚固沟兼排水沟。 图5 水平防渗结构图 HDPE膜的拼接接口采用专用机械熔焊，局部破损也可采用焊接法修补。由于HDPE膜是进口产品，铺衬和焊接施工时应有专家现场指导。 6.2渗滤液收集导排系统垃圾处理场渗滤液的收集和排出系统，是垃圾处理场能否正常运行的重要设施。如果渗滤液收集和排出系统不能正常工作，将会使渗沥液大量蓄积于处理场内，从而导致以下问题：（1） 由于渗滤液的积蓄，使处理场底部的

18、防渗层上的水压增大，从而使渗滤液的渗漏导致地下水和下游水体和土地受到污染。（2） 由于渗滤液的积蓄，使填埋的垃圾在水中浸泡，从而使大量污染物浸出，导致渗滤液污染物浓度增加。6.2.1 减少渗滤液量的工程措施a. 设置完善的场外径流截流设施，填埋区上游设拦洪坝和排洪隧洞，填埋区两侧上坡设截洪沟b. 建立完善的场内径流排放设施，限制每日填埋作业面积，和时用渗透性低的土壤覆盖垃圾。6.2.2 渗滤液收集系统本项目垃圾处理场渗滤液的收集导排系统主要由防场区排渗网、连接井和输送管、调节池等组成。a. 排渗网 由场地排渗盲沟和边坡排渗边沟组成。排渗盲沟为碎石中埋设多孔钢筋混凝土管。纵向干线1条，直径500

19、mm，坡降大于0.02；横向支沟每隔100m左右设一条，直径200mm，坡降大于0.05.b. 连接井和输送管 排渗盲沟和边沟汇集于垃圾坝前的总收集井；总收集井底部设三根直径400的HDPE管通过垃圾坝排污水至前处理池中。由前处理池下游坝底引出2根直径400的HDPE管引入调节池中，另设置一根直径400HDPE旁通管，直接将垃圾坝内导出的污水直接引入渗滤液排放管中。另在处理厂和红岗路之间设一条直径315的HDPE管。c. 渗滤液调节池和前处理池 在垃圾坝与调节池之间的山谷两头砌浆砌块石坝，构成一座43000m库容的污水池，该池能够调节污水量。 在前处理池的下游，平整的场地上布置调节池，总有效面

20、积7500m。 6.3 填埋气体收集导排和利用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。未达到安全稳定的旧填埋场应设置有效的填埋气体导排和处理设施。6.4 填埋作业技术1. 进场垃圾的管理 只允许许可垃圾进场a. 地磅称重 采用ABJ311型磅桥两台b. IC卡车辆进出只能管理系统 2. 填埋规划垃圾体最大填埋高度为115m，平均高度95m，共分7个填埋层，每层高度大约为10-15m。a. 填埋作业方式 垃圾填埋作业分为水平推填 从上往下 从下往上三种。根据地形，采用后两种的一种。从下往

21、上推填可以使压实密度增加，但从作业方便性和经济性看，采用从上往下推填，分层压实的方式。b. 填埋高度 每层垃圾的填埋厚度不大于1m即用压实机进行碾压，当垃圾体的填埋高度达到10-15m时进行中间覆盖。c. 雨天填埋作业 雨季垃圾含水量较高，在填埋区铺设一块厚度0.8m 面积约为1000的卸料平台。另外规划一块专门供暴雨填埋作业的区域。6.5 防洪系统6.51拦洪坝和排洪隧道拦洪坝在填埋场上游，采用均质土坝坝型。坝顶标高150m，坝轴线长66m，坝顶宽4m，最大坝高15m，上下坡均为1:2.5。隧道断面尺寸：B*H=1.5*1.8m，长1463.0m。6.5.2 场内径流系统a. 分区截洪沟 在

22、填埋区两侧山坡设置两条不同标高的截洪沟（标高140-150m和160-170m）。分区截洪沟与环库截洪共相连b. 作业区内的排水设施 场区内设置标高110m一下和标高110m以上两个排水系统。在垃圾坝上游右侧标高120.0m处设置一座斜槽+连接井+直径800管钢筋混凝土排水管，斜槽上拱板随垃圾面上升而安装，排除经过垃圾面而未渗入垃圾体内的受污染的水。由坝下直径800排水出坝后，经沉淀澄清池后，再排入地表水系6.6 封场工程1、 封场设计应考虑地表水径流、排水防渗、填埋气体的收集、植被类型、填埋场的稳定性和土地利用等因素。2、 填埋场最终覆盖系统应符合下列规定：1 粘土覆盖系统（从下至上）：垃圾

23、层、排气层、防渗粘土层、排水层、植被层，见图10-1。其中排气层应采用粗粒或多孔材料；防渗粘土层的渗透系数不应大于1.010-7cm/s；排水层宜采用粗粒或多孔材料，应与填埋库区四周的排水沟相连；植被层应采用营养土，厚度应根据种植植物的根系深浅确定。植被层（15cm）排水层（20cm30cm）防渗粘土层（20cm30cm）排气层（30cm）垃圾层 图10-1 粘土覆盖系统示意图2 人工材料覆盖系统（从下至上）：垃圾层、排气层、膜下保护层、土工膜、膜上保护层、排水层、植被层，见图10-2。其中排气层应采用粗粒或多孔材料；土工膜厚度不应小于1mm；排水层宜采用粗粒或多孔材料；植被层应采用营养土，厚

24、度应根据种植植物的根系深浅确定。植被层（15cm）排水层（20cm30cm）膜上保护层HDPE土工膜（20cm30cm）膜下保护层（粘土厚度20cm30cm）排气层（30cm）垃圾层 图10-2 人工材料覆盖系统示意图3、 封场顶面坡度不应小于5%。边坡大于10%时宜采用多级台阶进行封场，台阶间边坡坡度不宜大于13，台阶宽度不宜小于2m。4、 填埋场封场后应继续进行填埋气体、渗沥液处理和环境与安全监测等运行管理，直至填埋体稳定。七、渗沥液处理工程7.1 处理工艺处理流程图：污泥回流7.1.1 渗沥液处理方案比较由于渗沥液水质水量变化的复杂性，其处理方案受多种因素的影响，目前的处理方案主要有：1

25、）场内循环喷洒处理；2）在场内建设完全的独立处理工艺；3）场内与处理和场外与城市污水厂合并处理相结合。它们的基本特点和使用条件见下表： 表7-1 渗沥液处理方案的基本特点和使用条件渗沥液处理方案基本特点和使用条件预处理合并处理适用于处理厂居城市污水厂较近的情况，处理效果可得到保证，处理成本较低，但操作时要加以控制，以免对城市污水厂造成冲击负荷。场内独立处理系统处理效果稳定，处理出水达标，投资和运行费用巨大。场内循环喷洒处理系统可节省投资和运行费用，但渗沥液的喷洒会带来空气污染和不卫生和多层中间覆土使填埋体透水性降低等问题，这些因素限制了审理液循环喷洒的应用。因此通过对渗沥液各种处理方的对比以和

26、上述综合分析，本填埋场对渗沥液的处理拟采用场内独立处理系统。本污水处理系统排放标准为生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889）中的三级标准，主要控制指标如下： COD1000毫克/升 BOD600毫克/升 SS400毫克/升。 7.1.2 渗沥液处理设计水量和水质的确定根据渗沥液水量计算，确定渗沥液处理厂设计的规模为60m/d。由于我国的城市垃圾没有分类收集，对于新建的垃圾填埋场，垃圾中有机物含量很高，因此填埋渗沥液中BOD5和COD值很高、由于填埋场还未建成，参考国内外审理也处理方面的相关资料，初步拟定渗沥液处理涉和的水质如下： BOD5:2000-4000毫克/升 COD:5000-100

27、00毫克/升 SS=250毫克/升 PH=7-8 7.1.3 污水处理工艺方案对比垃圾渗沥液的处理方法包括物理化学法和生物法，物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化与还原、离子交换、膜渗析、气提和湿式氧化法等多种方法，与生物处理相比，物理处理法不受水质水量变化的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/COD比值较低（0.07-0.20）难以生物处理的垃圾渗沥液，有较好的处理效果。其缺点主要是处理成本较高，不适用于大量垃圾渗沥液的处理和单独处理，可与生化法相结合来处理。 生物法主要有好痒生物处理、厌氧生物处理以和二者的结合。a）好氧生物处理可用于垃圾渗沥液处理的好氧生化工艺有多种，如活

28、性污泥法、氧化沟法、好氧稳定塘、生物转盘法等。好氧处理能有效地降低BOD5、COD和氨氮，还可以去除其他一些污染物质如铁、锰等金属，其中活性污泥法因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。许多学者研究发现活性污泥能去除渗沥液中99%的BOD5和80%以上的有机碳，和时进水中有机碳高达1000mg/L，污泥生物相也能很快适应并起作用。在低负荷下运行的活性污泥系统，能去除渗沥液中80%-90%的COD，出水BOD520mg/L。试验研究结果表明，对于COD=4000-13000mg/L、BOD5=1600-11000mg/L、NH4-N=87-590mg/L的渗沥液，混合式好氧活性污泥法对COD的去除

29、效率可以稳定达到90%以上。众多实际运行的垃圾渗沥液处理系统也表明，活性污泥法比化学氧化法等其他方法的处理效果更佳。低氧、好氧活性污泥法以和SBR法等改进型活性污泥流程，因其具有能维持较高的运转负荷、好时短等特点，比常规活性污泥法更具有效果。b）厌氧生物处理厌氧生物处理的运用已经有近百年的历史。近20年来，随着微生物学、生物化学等科学发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧工艺，克服了传统工艺的水力停留时间长、有机负荷低等特点，使它在理论和时间上有了很大的进步，在处理高浓度（BOD52000mg/L）有机废水方面取得了良好效果。艳阳生物有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，因此投资和运行费用

30、低廉，由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少。近年来，开发的砂氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧流化床反应器等。厌氧滤池是用于处理溶解性有机物，加拿大Haifax Highway 101填埋场渗沥液平均COD为12850mg/L、BOD5/COD为0.7、PH=5.6。将此渗沥液先经过石灰水调节至PH=7.8，沉淀1小时后进厌氧滤池（此工序还起到除锌等重金属的作用），当负荷为4kgCOD（md），但对于渗沥液，其负荷必须保持较低水平才能得到理想的处理效果。 c）厌氧与好氧的结合方式虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性，但单独采用厌氧发处理渗沥液也很少见。对高浓度的垃圾渗沥液采用厌氧好氧相互结合的处理工艺经济合理，处理效率又高。目前国内外大多采用该方法处理垃圾渗沥液。下表列出了不同填埋年限渗沥液特征值的变化和各种处理工艺的适应性。各处理工艺效果比较表渗沥液特征值各种工艺的处理效果填埋年限COD/ TOC员工签字： 主管签字： COD(mg/L生物化学好氧化学沉淀活性炭吸附反渗透5年2.80.510000好差差差一般5-10年2.0-2.80.1-0.5500-10000一般一般一般一般好10年2.00.1500差一般