环境工程专业毕业设计

D 市 2000 吨生活垃圾卫生填埋场的初步设计 专业： 班级： 姓名： XX 大学毕业设计 目 录 引 言 3 1 工程概况与设计任务 6 1.1 工程概况 6 1.2 设计依据及原始资料 6 1.3 D 市生活垃圾填埋场的设计原则 7 1.4 主要经济指标 8 1.5 设计方案和主要项目组成 8 2 填埋场选址 10 21 场址选择依据 10 22 场址选择 10 2.3 填埋场场址地区、市政区域交通情况 11 2.4 场区自然情况 11 3 填埋场建设 13 3.1 填埋坑建设 13 3.2 填埋场的寿命 19 3.3 填埋场的基地整理和防渗及导、排气设施设计 19 4 填埋工艺和作业 20 4.1 填埋工艺 20 4.2 填埋作业方案 21 4.3 作业制度 21 4.4 填埋工作面和工作平台 21 4.5 设备选择 23 5 填埋场的防渗和渗沥液导排处理 26 5.1 填埋场基底防渗 26 5.2 泵的计算 37 6 填埋场气体收集处理 40 61 填埋气体产量 40 62 填埋气体的收集与处置 40 7 辅助设施 43 71 填埋场主要辅助设施 43 72 公用辅助设施 44 8 劳动定员 45 81 组织机构及人员配置 45 82 人员培训 46 83 劳动生产力 47 9 环境监测 48 91 环境监测的项目 48 92 环境监测的内容及频率 48 9.3 环境监测井布置 48 9.4 环境监测方法 48 10 填埋场环境问题 49 101 建场期间的环境问题 49 102 填埋场运行期间的环境问题 49 103 封场后的环境问题 49 11 转运站 50 111 建转运站的意义和方案 50 112 工艺流程 51 113 设备的选择和计算 52 114 总平面布置 55 115 转运站的技术经济 56 结论 63 致谢 64 参考文献 65 附录 67 XX 大学毕业设计 No 1 摘 要 本次设计是 D 市生活垃圾填埋场的初步设计。主要内容是根据设计任务 书的要求，按照城市建设部的相关标准，进行 D 市生活垃圾卫生填埋场的场 址论证；根据投资最小、效益最大的原则和场址的地形特点，进行填埋坑容 积和服务年限的计算；根据场区的土质条件和建设部关于卫生填埋场的防渗 标准以及渗沥液产生量，进行了渗沥液收集系统（盲沟）的计算和调节池的 设计计算；通过对填埋场气体产生量的计算，设计了竖向导排气体盲沟。此 外，还重点进行了 D 市垃圾转运站的设计。 填埋场每日的垃圾处理量为 2000t。垃圾填埋区的面积为 53 万 m2，填埋 场的服务年限为 13 年。D 市填埋场采用天然防渗，每年的渗沥液产量为 21994.3125m3，渗沥液的收集系统采用盲沟收集方式。 转运站的场址选在 D 市，总占地面积为 19950 m2，转运能力为 2000t/d。单项工程的总投资为 2972.2 万元，每吨垃圾的生产成本为 37.28 元。 关键词：卫生填埋；填埋场；生活垃圾；垃圾渗沥液 Abstract D city municipal solid waste sanitary landfill is preliminary designed in this thesis. The site selected according to the demand of the design and standards of urban Ministry of Construction. According to the principle of investing in minimum, largest benefit and topographical characteristic in the field location, landfill area ambit is delimited, final elevation of the landfill are confirmed, and the capacity of de landfill and the length of service are calculated out. According the soil property and standard of prevention of leachate, measure of natural prevention of leachate are adopted .The collection and arrangement system of leachate is made up of collecting ditch, collecting well and regulating reservoir. According to the amount of leachate, physical dimension of lateral, blind ditch and regulating reservoir are confirmed. The collecting- firedamp ditch is designed according the amount of firedamp. D city waste transfer station is designed as the supplementary part and simple economic technological analysis is carried on. 2000 tons waste can be treated per day. The area of landfill is 0.53 million m2. The length of service is13 years. Measure of natural prevention of leachate is adopted. The amount of leachate is 21994.3125 m3. The system of collecting leachate is composed of collecting ditch. The site of D city waste transfer station is confirmed in D city. The area is 19950 m2. 2000 tons waste are compressed per day. The single item project total investment is 29.722 million Yuan, and per ton waste production cost is 37.28 Yuan. Keywords: sanitary landfill; landfill; municipal solid waste; waste leachate XX 大学毕业设计 No 3 引 言 随着经济的发展、城市化进程的加快和人民生活水平的提高,垃圾的排 放量迅速增加。我国每年新增垃圾约 1 亿吨。对垃圾泛滥成灾的现实,已不 再仅仅停留在如何控制和消毁垃圾这一老问题上,而是采取积极的态度和有 力的措施,着手科学地处理、利用垃圾,将垃圾列为维持经济持续发展的“第 二资源,”向垃圾要资源、要能源、要效益。使垃圾处理最终达到减量化、 无害化、和资源化的目的。随着城市规模的扩大，城市功能结构改变及人民 生活水平的提高，非农业人口增多、自由市场开放、居民消费结构的改变以 及旅游事业的发展，大大增加了城市垃圾的产生量和堆积量。未经规范化的 生活垃圾对市容环境卫生产生极大的影响，在垃圾腐败过程中大量蚊蝇，老 鼠等，同时垃圾自身含有大量的致病微生物，可以传播疾病，垃圾发酵产生 的硫化氢，甲烷，氨以及渗沥液，给环境造成污染，尤其是渗沥液对地表水 和地下水体造成的危害更要值得注意。 浪费资源。有人会说都成垃圾了，怎么还能算得上是浪费资源呢？但是 生活垃圾中一般含有 10%15%的可回收利用的物质,如金属、玻璃、塑料、橡 胶和纸张等。随着全球资源短缺的加剧和科学技术的发展,城市生活垃圾将 成为具有可利用价值的资源。 污染环境。生活垃圾若不能及时从市区清运或简单堆放在市郊,往往会 造成垃圾遍布、污水横流、蚊蝇孽生,散发臭味,还会成为各种病源微生物的 孽生地和繁殖场,影响周围环境卫生和危害人体健康。医疗废物更是具有传 染性的危害废物,随意抛弃,会传播肝炎、肠炎、痢疾及各种蠕虫病菌(即寄 生虫病)等,对人体健康造成非常大的威胁。无处消纳，垃圾包围城市。垃圾 堆放和处置需要占用大量的土地面积。垃圾的露天堆放和填埋,要占用大量 的土地资源。许多城市在郊区设置的垃圾堆放场,侵占了大量的可耕地面积, 使可耕地短缺的矛盾更加突出。 产生渗出液,污染水环境。渗出液是生活垃圾本身分解产生的污水和雨 水、地表水或地下水流经垃圾层摄取其中的污染物质而产生的污水的总和。 生活垃圾渗出液属高浓度污水,会严重污染水体和土壤,而且其中的污染成分 在土壤中的迁移过程十分缓慢,经过相当长的时间才能发现,且具有很大的危 害性。第有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物，而且能为老鼠、鸟类 及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所，也是传染疾病的根源。造成大气（空 气）污染。垃圾的一种处理方式是焚烧。大气污染有时也称空气污染，通常 大气污染是指地区的大范围污染，而空气污染主要指小范围环境污染。洁净 大气是由以下气体组成：氧气 20.94，氮气 78.06，稀有气体 0.94， 二氧化碳 0.03，还有少量水蒸气和其它气体。我们把固有成分以外的物质 （二氧化硫、烟尘等）称为污染物。由部分垃圾燃烧可知，垃圾焚烧后会产 生一些有毒有害的气体，如：二恶英、二氧化硫、二氧化氮等气态污染物。 尤其是二氧化硫气体经反应生成硫酸酸雾严重造成了大气污染和水体污染. 造成土壤污染。垃圾的另一种处理方式是填埋。土壤有较强的自净能力， 但当有毒有害物质进入土壤的量超过了土壤的自净能力，引起土质恶化，造 成土壤污染。土壤污染影响农作物的生长，并直接或间接影响人畜健康。目 前污染土壤的物质主要有化肥和农药，工业产生的废水、废渣和垃圾等。此 外还受到生物性污染以及大气和水质污染的间接影响。生活垃圾中，合成纤 维、塑料、橡胶等物质在自然生态系统中不能被分解者分解，残留在土壤中， XX 大学毕业设计 No 5 会破坏土壤结构，严重影响植物生长。 据统计，1990 年中国城市垃圾的总产量为 6900 万吨，2000 年全国城市 垃圾的总产量已达 1.4 亿吨，平均年增涨 7.4%。预计到 2010 年按年增涨 4计(根据对 418 个大、中城市的调查统计，近年城市生活垃圾是以约 4%6%的速度递增)，年垃圾产量将达约 2 亿吨。全国 600 多座城市中，有 200 多座已为垃圾山所包围。垃圾的长期露天堆放对大气环境、地下水和土 壤等已经造成了明显的威胁和危害。我国许多地区人口密度高,特别是东部 沿海地区的许多城市，土地资源非常宝贵，焚烧处理会逐步发展成为这一类 地区生活垃圾处理的重要手段。预计未来 10 年城市垃圾焚烧处理将得到很 大发展，自 2006 年 6 月2007 年 6 月，全国共批复垃圾焚烧发电项目 9 个， 总垃圾焚烧能力 5200 吨/日。根据我国“十一五”期间焚烧厂及能力建设规 划，在未来的 5 年时间内将新改扩建垃圾焚烧及发电厂 82 座（新增焚烧处 理能力 70000 吨/日） ，其中东部地区新改扩建垃圾焚烧及发电厂 56 座（新 增处理能力 45100 吨/日） 。按照 D 市城市发展规划，拟建生活垃圾填埋场的 处理能力：2000t/d。 1 工程概况与设计任务 1.1 工程概况 D 市计划建设的生活垃圾填埋场，旨在解决 D 市各区部分城市居民生活 垃圾处理和消纳问题。 1.1.1 工程规模 D 市垃圾填埋场的征地面积为 800680m2。垃圾填埋场的主体工程为填 埋场和污水处理厂的建设；辅助工程有办公楼、锅炉房、车库等工程。 1.2 设计依据及原始资料 1.2.1 设计依据 （1） D 市环境卫生总体规划 。 （2） 城市生活垃圾卫生填埋技术规范 。 （3） 生活垃圾填埋场污染控制标准 。 （4） 生活垃圾填埋场环境检测技术要求 。 （5） 城市生活垃圾卫生填埋场工程项目建设标准 。 （6） 环境空气质量标准 。 （7） 地面水环境质量标准 。 （8） 城市区域环境噪声标准 。 （9） 恶臭污染物排放标准 。 （10） 工业企业厂界标准 。 （11） 岩土工程勘察技术报告书 。 （12） 城市生活垃圾处理及污染防治技术政策 。 XX 大学毕业设计 No 7 1.3 D 城市生活垃圾填埋场的设计原则 D 市生活垃圾填埋场拟采用国内先进技术进行建设和管理，可概括为 4 个原则。 （1）现代化原则 a、采用国际先进的垃圾卫生填埋技术。 b、采用现代化计算机信息管理系统进行监控。 c、主要填埋作业机械均使用国内先进的现代化设备，包括填满压实、污水 处理等设备。 d、直接引进先进技术与管理应运方法。 （2）环保化原则 a、采用土工布防渗膜。 b、采用适宜的污水处理系统。 c、对生成气体采用安全燃烧的方法，使场区气体污染得到有力控制。 d、防止尘土、臭味产生与扩散，改变旧式填埋场脏、乱、臭的不清洁现象。 e、降低往来车辆与填埋机械的噪声指数。 f、严格进行环境监测与控制。 （3）节约与高效原则 应用最新卫生填埋场设计方案，节约土地资源，应对不确定因素有充分 的余地。 （4）经济适用原则 功能配置合理、使用。项目投资费用合理，对工程量、用料等进行对比 化，用最少的投资达到最好的设计与营运效果。 1.4 主要经济指标 表 3 主要经济技术指标表 序号项目单位 数量 一设计规模 1年填埋固体废物量t/a2000 2服务年限年15 3污水处理量t/h1.67 二总平面 1场区占地面积m266.09 万 2填埋区面积m253 万 3建构筑物占地面积m21.51 万 4建筑系数%2.28 5场区道路铺砌面积m23.20 万 6场区绿化面积m25496 7场区绿化占地率%1.04 8封场后的绿化占地率%81.02 三劳动定员人 1企业全员人92 2其中：直接生产人员人61 四劳动生产率(废物处理量) 1企业全员t/a、人10.87 2直接生产人员t/a、人16.39 1.5 设计方案和主要项目组成 1.5.1 设计方案 本设计的日处理量为 2000t，拟处理年限为 13 年。 (1)把各收集点的垃圾运入转运站，压实后再用大吨位汽车送至填埋场。 (2)采用填埋防渗措施。 (3)在填埋场实行分区填埋。 (4)渗沥液处理采用回喷和污水处理场相结合的方案。 (5)采用横向盲沟和纵向盲沟作为渗沥液和填埋气体的集排设施。 1.5.2 设计项目组成 XX 大学毕业设计 No 9 本设计项目主要由以下的建筑和设施组成： (1)填埋坑； (2)渗沥液导排系统； (3)水处理间； (4)水源井及泵房； (5)总平面及场内道路； (6)场区防洪； (7)场区绿化； (8)转运站。 2 填埋场建设 2.1 场址选择依据 1. 场址设置应符合当地城乡建设的规划要求。 2. 对周围环境不应产生污染，或对周围环境的污染不超过国家有关法规法律 和现行标准允许的范围。 3. 应与当地的大气保护，水资源保护，大自然保护及生态平衡要求相一致。 4. 应充分利用天然地形以增大库容，使用期至少为 6 年。 5. 填埋场防洪应符合防洪标准中的规定。 6. 填埋场场区的年蒸发量应大于降水量；运输距离应作为填埋场经济效益的 关键因素。 7. 填埋场不应设在专用水源蓄水层与底下水补给区，洪泛区，淤泥区，居民 密集居住区，直接与航道相同的地区，活动的坍塌地带，地震区，断层区， 底下矿区及熔岩洞区。 8. 填埋场不应设在距公共场所或人供水点 500 米以内的地区，填埋场坑底距 地下水水位不应小于 2 米。 9. 填埋场不应设在珍稀动物，植物保护区和国家大自然保护区，公园，风景， 游览区，文物古迹区，考古区，历史学，生物学研究考察区；军事要地，基 地，军工基地和国家地区。 2.2 场址选择 2.2.1 场址选择意义 垃圾处理场场址的选择，要考虑社会效益，环境影响及建场费用，运行 费用等社会经济指标。垃圾处理场场址的选定，受到城市建设规划，环境保 XX 大学毕业设计 No 11 护，附近居民是否可以接受，建场费用，垃圾处理运行费用等因素的制约。 新建 D 市生活垃圾场处理场是 D 市垃圾处理基础设施与环境保护的一项急 迫任务。目前，D 市日产生活垃圾 4000 吨左右。正在运行的东北部某垃圾 填埋场即将填满，原计划在西北部建设垃圾焚烧发电厂目前尚未起动，南部 某垃圾填埋场虽然已扩大填埋库容量，但不能满足全市垃圾处理的需要。D 市政府决定由市政建局负责，尽快在 D 市北部建设一个新的大型垃圾卫生填 埋处理场。 2.3 填埋场场址地区、市政区域交通情况 D 市生活垃圾处理场位于 D 市区北部，交通比较便利。 2.4 场区自然情况 2.4.1 气象条件 根据 D 市气象站提供的观测统计资料4，该区域为温带半湿润季风气候， 冬寒夏热，春季干燥多风，秋季凉爽；全年盛行偏南风，冬季偏北风，最大 风速 12-15m/s。全年平均气温 7-8，极端最高气温 39.9，极端最低气温- 32.3。历年平均降雨日数 106 天，年降雨量 672.9mm，多集中于 6、7、8、9 四个月。占全年雨量 70-80% ，最高降雨月为 8 月份。年平均蒸 发量为 1420mm，集中于 4-9 月份，占全年总蒸发量的 67.4%，蒸发量是降 雨量的 2 倍以上每年 11 月中旬开始封冻，次年 4 月解冻，冰冻深度 1.2m 左 右，最深为 1.48m。 2.4.2 地形地貌和植被 D 市生活垃圾处理场位于 D 市北部，距市中心 30 公里左右，占地面积 约 808 亩，该场区地形比较平坦，西南高，东北低，为波状台地，周边除一 个民办小企业之外，无居民居住。 2.4.3 地层与岩性 本场地地层为第四系地层，除上部约 30-100 厘米耕植土层外，其下为粉 质粘土，砂类土，全风化岩，土层厚度大于 30 米；地势从西南向东北倾斜， 最大落差约 13 米左右，场地标高 57-70 米。通过地质测绘和钻探，场区没有 发现大的断裂构造带，本区地震烈度为 7 度。总体而言，场地基础较适宜于 垃圾填埋场。 2.4.4 水资源环境 场地各钻孔均遇见上层滞水，水位埋深变化在 2.1-13.6 米，相对于绝对 标高 47.40-58.90 米，其主要补给来源为大气降水。各钻孔勘探深度内均未遇 见区域地下水。距场地东北角向北约 20 米为某河流，常年有水，但水量偏 小，填埋场区对其影响不大。 XX 大学毕业设计 No 13 3 填埋场基底建设 填埋场建设包括主体工程填埋坑、渗沥液处理场、填埋场道路及附属设 施的建设。 3.1 填埋坑建设 3.1.1 填埋坑库容 填埋坑库容是填埋场选址的主要依据之一。库容决定了填埋场的寿命和 运行成本。填埋坑库容由填埋面积和填埋标高所决定。 1.定界和填埋标高 (1)填埋坑定界 考虑到周围的地形和东北角九龙河等自然、地理条件以及经济投资，场 区填埋坑定界为 800680m2。在处理场界限范围内分为 3 个区，用地下开挖 与地上填埋相结合的方式构建处理场。 (2)填埋标高 图 1 填埋场平面图 填埋标高决定了填埋库容，填埋标高越高，填埋坑的库容就越大，但是 与此同时，填埋标高越高，筑堤费用就越多。最后决定封场标高为 105.7m。 2.库容的计算 该法采用平均高差水平截面法计算原始库容和清场挖方量，两者之和即 为填埋场的理论容量。计算时把填埋区划分成若干个计算单元（每个单元可 确定为5050m或2525m） ，把每一计算单元内的地面高差（最终填埋标高与 填埋场的原始基底标高之差）平均值作为单元计算高差，则两者的乘积为该 单元的填埋容量。基底整理时的挖方量则等于基底整理前后基底标高的差值 与单元面积的乘积： 原始库容的计算 V 1 =Si（Ho-） （3-1） n Hi 式中： V1计算单元的原始库容（m3） ； Si计算单元的水平截面面积（m2） ； Ho 计算单元的封场高程（m） ； Hi 计算单元的地面高程 （m） ； n 计算单元内的计算高程数量； 基底整理时挖方量的计算 V2 = Sj （3-2） m Hj 式中： V2 计算单元的基底整理挖方量（m3） Sj 计算单元的水平截面面积（m2） Hj 计算单元在基底整理时的计算高差（m） M计算单元的挖方计算高差的数量 总库容计算 （3-3） XX 大学毕业设计 No 15 21 VVV 3.1.2 具体计算 根据设计指导书的计算方法，计算第三填埋区的小区域 A(如图所示)。 将区域 A 划分成 25 个 25m25m 的小单元。以第一到第五个小单元格（从西 到东的最上面的五个小单元格）为例，计算填埋场的容积，5 个小单元格四 周的标高如表 5 中所示。 表 5 小单元格的标高(m) 编号第一点标高第二点标高第三点标高第四点标高平均标高 157.556.357.456.156.8 256.355.856.156.956.3 355.855.356.956.656.2 455.357.156.657.256.6 557.156.857.258.457.3 （1）57.5 56.3 （2）55.8 55.3 57.1 56.8 （3）57.4 56.1（4）56.9 56.6 57.2 58.4 填埋场每天要处理的垃圾量为 2000t，设计时预计的使用年限为 13 年， 那么预计的 13 年来的垃圾总量为：2000365139490000t 而压实后垃圾的密度则取决于垃圾的性质和压实机械的性能。通常，其 值 为 0.7-0.9。因为垃圾经过压实后填埋的密度为 0.9t/m3, 所以预计的 13 年来的垃圾总体积为: 9490000/0.910544444.44 m3 覆土比是由填埋场的工作制度决定的。通常，每 3m 厚的垃圾层须覆土 50cm，但对含腐败物 40%以上的产业废物，每 50cm 的填埋物须覆土 50cm。对于垃圾填埋而言，加上封场覆土，总覆土量为填埋量的 1/3 左右。 所以垃圾的总体积为 10544444.44m3所需的覆土量为 3514814.815m3。 原始地形坡度的计算：根据有关材料，D 市填埋场选址的地形东高西低， 西侧标高为 57.8m，东侧标高为 68.1m。根据东西两侧的标高，D 市填埋场 原始地形的坡度大约为: (68.1-57.8)/680=15.1 以 1/50 的坡度平均向下开挖 7.7m，在地下形成 3 个填埋区。标高为 68.1m 的东侧，向下开挖 9.2m，则以 1/50 的坡度，东西的深度差为 680/50=13.6m。则在第三区取的 25 个小单元格中的 1 到 5 个小单元格向下挖 的深度的计算过程： 根据有关材料，D 市填埋场填的画图比例为 1：2000 的总平面图中东西 两侧的距离 14，1 到 5 各小单元格离东侧的距离依次为 7.2、7.7、 8.2、8.7、9.2。 则 5 个小单元格与东边的深度差为： 设深度差为 X： 14/13.6=（14-7.2）/X =（14-7.7）/X=（14-8.2）/X=（14- 8.7）/X=（14-9.2）/X 得 X 为 6.61 6.12 5.63 5.15 4.66 挖完以后东侧和西侧以及 5 个小单元格的标高分别为： 6.61+45.3=51.91 6.12+45.3=51.42 5.63+45.3=50.93 5.15+45.3=50.45 4.66+45.3=49.96 标高为：51.91 51.42 50.93 50.45 49.96 则 5 个小单元格向下挖的深度分别为： 56.8-51.91=4.89 56.3-51.42=4.88 56.2-50.93=5.27 56.6-50.45=6.15 57.3- 49.96=7.34 XX 大学毕业设计 No 17 深度为：4.89 4.88 5.27 6.15 7.34 5 个小单元格的土方量分别为： 4.892525=3056.25 4.882525=3050 5.272525=3293.75 6.152525=3843.75 7.342525=4587.5 土方量为：3056.25 3050 3293.75 3843.75 4587.5 表 6 A 区 25 小单元格的平均标高 编号第一点 标高/m 第二点 标高/m 第三点 标高/m 第四点 标高/m 平均标 高/m 向下开挖 深度/m 土方量/m3 157.556.357.456.156.84.893056.25 256.355.856.156.956.34.883050 355.855.356.956.656.25.273293.75 455.357.156.657.256.66.153843.75 557.156.857.258.457.37.344587.5 657.456.156.456.156.54.592868.75 756.156.956.156.956.55.083175 856.956.656.955.856.65.673543.75 956.657.255.856.356.56.053781.25 1057.258.456.357.457.37.344587.5 1156.456.155.756.256.14.192618.75 1256.156.956.257.556.75.283300 1356.955.857.556.956.85.873668.75 1455.856.356.955.756.25.753593.75 1556.357.455.756.656.56.544087.5 1655.756.257.456.356.44.492806.25 1756.257.556.357.256.85.383362.5 1857.556.957.258.157.46.474043.75 1956.955.758.157.557.16.654156.25 2055.756.657.556.456.66.644150 2157.456.356.455.356.44.492806.25 2256.357.255.357.456.65.183237.5 2357.258.157.456.257.26.273918.75 2458.157.556.256.857.26.754218.75 2557.556.456.857.3577.044400 平 均56.75.773606.25 根据场地及周边环境特点，填埋高度设定为 49m。边填埋，边植被，形 成植被完好并设有 70m270m 的丘台，以环形道路直通丘顶。 (1)原始库容计算 V1=Si(H0-Hi/n) (3-4) 式中，V1计算单元的原始库容(m3)； Si计算单元的水平截面面积()； H0计算单元的封场高程(m)； Hi计算单元的地面高程(m)； n计算单元的计算高程数量； 则 V1=Si(H0-Hi/n)=2525(105.7-56.7)= 30625(m3)； (2)基地整理时的挖方量计算 V2=SjHj/m (3-5) 式中，V2计算单元的基地整理挖方量(m3)； Sj计算单元的水平截面面积()； Hj计算单元在基地整理时的计算高差(m)； m计算单元的挖方计算高差的数量； 则 V2=SjHj/m=25255.77=3606.25 (m3)； (3)总库容的计算 V=(V1+ V2)= (m3) （3- 6） 根据以上方法，可计算 3 个填埋区的容积分别为： 区容积为 5193200 m3 ； 区容积为 4317400 m3 ； XX 大学毕业设计 No 19 区容积为 3986800 m3 ； 总库容为 13497400 m3 。 3.2 填埋场的寿命填埋场的寿命 N=V/365P(1+K)/ (3-7) 式中, N填埋场的服务年限(a)； V填埋场的总容积(m3 )； P每天的垃圾产生量(t/d)； K覆土比； 压实后垃圾的密度(t/ m3)；其值为 0.7-0.9t/ m3 ,其中取 0.9 t/ m3 。 N=V/365P(1+K)/=13497400/1081481=12.4813 年 3.3 填埋场的基地整理和防渗及导、排气设施设计 填埋场运营之前，要进行基地整理、防渗及导、排气设施的设计。这些 工作包括以下内容：由于基底防渗及渗沥液、填埋气体集排设施的设计是填 埋场设计中最为关键的内容，本设计将单立章节表述（详见第 5、6 章） 。 4 填埋工艺和作业 4.1 填埋工艺 垃圾的填埋工艺总体上服从“三化”（既减量化、无害化、资源化）的要 求。垃圾由陆运进入填埋场，经地衡称重计量，再按规定的速度、线路运至 填埋作业单元，在管理人员指挥下，进行卸料、推铺、压实并覆盖，最终完 成填埋作业。其中推铺由推土机操作，压实由垃圾压实机完成。每天垃圾作 业完成后，应及时进行覆盖操作，填埋场单元结束任务后及时进行终场覆盖， 以利于填埋场地的生态恢复和终场利用。此外，根据填埋场的具体情况，有 时还需要对垃圾进行破碎和喷洒药液。 城市各生活垃圾收集点的垃圾用翻斗车、集装箱、专用垃圾船或铁路专 用车厢运送到填埋场，经计算和质量判定后进入场内。按指定的单元作业点 卸下，对于大型填埋场通常要分若干单元进行填埋。垃圾卸车后用推土机摊 铺，再用压实机碾压。大型垃圾场是采用专业压实机，它带有羊角形碾压轮， 不仅能起到压实作用，还起到破碎作用，使垃圾填埋体致密，减少局部沉降， 图 2 生活垃圾卫生填埋典型工艺流程 XX 大学毕业设计 No 21 提高库容利用率。 4.2 填埋作业方案 整个填埋区一共划分成三个填埋区，由南向北依次为第一、二、三填埋 区（附图 2：填埋场总平面图） 。从三区开始填埋，填埋到地面以上 49m 以 后，进行中间覆土，然后开始第二区的填埋。三个区填埋都结束后进行最终 封场。 在填埋过程中，各区的填埋采用从上到下的填埋方法，因为从上到下的 填埋方法既可以减少浸出液的产生量，又不会积蓄地表水。选择填埋作业面 积 2000/（30.9）=740.74m2。如何进行填埋，采用后退式卸料，地毯式布料 推平碾压方式。 4.3 作业制度 由于填埋场场址离市区较远，设置日处理量为 2000t 的转运站，垃圾在 转运站进行压实后运到填埋场。填埋场地衡房和填埋区 24h 开放，作业天数 365 天，实行全天候作业制度。填埋过程中每 3m 厚的垃圾层覆土 50cm，每 天覆盖一次。 4.4 填埋工作面和工作平台 4.4.1 填埋工作面 （1）最终稳定帮坡角 20 度，台阶坡面角，按轻质松散物料的自然稳定角确 定，取 30 度；台阶高度、执行城市生活垃圾卫生填埋技术标准的规定， 填埋作业实行单元分层作业方式。每分层填埋垃圾厚度为 3.0m，上覆 0.3- 0.4m 厚的固体垃圾。每三个分层台阶组成一个 10m 高的组合台阶。 （2）填埋作业按每 30m 宽为一个工作面进行，呈阶梯式推进。 （3）每六个工作面为一组，一组工作面设一个作业平台，一组内的两个相 邻工作面高差为H=15.6m。 （4）工作面与工作面间的台阶坡面角松散物料的自然稳定确定为边坡 1：3。 4.4.2 工作平台 作业平台是供工作车辆卸载和倒车的工作平面，其宽度是维持操作正常 进行的关键参数。工作平台的设计应根据卸料方式，运输和碾压设备的技术 及安全需求进行。其最小宽度应满足卸载车折返调车的要求。 工作平台的最小宽度Bmin（m）为 （4-ZLaRa Ka CB 2 min 1） 式中： C 上一平台与车体外缘的间距，通常取1m， Ka 车体宽度，m； Ra 道路最小半径，为车辆拐弯半径的1.2倍，m； 图 3 工作平台宽度的计算图解 XX 大学毕业设计 No 23 Rmin 汽车的构造半径，m； La 汽车车体的长度，m； Z 下一台阶里缘至车首轮的安全距离。 工作平台的长度与车体的结构尺寸和该平台设计的最大承载能力有关。 推铺：推铺是使作业面不断扩张和向外延伸的一种操作方法。具体的操 作过程为，先将垃圾从前至后的顺序铺在作业区下部，然后又将其堆成约 0.6m的坡面。推土机沿斜坡向上行驶，边行驶边整平，压实垃圾。然后在压 实的垃圾上覆盖上一层土并压实。这样就形成卫生填埋场中许多相邻的单元， 处于同一层的单元，就构成“台”，完工后的填埋场就是由一层或多层“台”组 成。每个单元的高度由作业区间距离而定，通常认为合适的单元高度为 2.5m。 4.4.3 填埋场道路 填埋场有关的道路有几种形式，有连接场外公路与填埋场进口的道路， 有在填埋期内进行长期服务的填埋场的主干道（永久性道路） ，最后还有从 填埋场主干道通向单个倾倒场地的临时道路。在填埋场内永久性道路和临时 道路的基础上，各填埋区修建人行道路和行车道路，以便可以在填埋场的边 坡台阶上进行检测和维修工作。 在保证施工的顺利进行和建成后安全运转的原则上进行道路设计。道路 宽 10m，最大坡度小于 8%，道路与截洪沟同时建设。临时入场道路随着填 埋的进行而变化。 4.5 设备选择 设备选择是工业设计的一项重要任务。在设备选择时必须遵循下列各项 原则5： (1)选出的设备应满足既定的生产能力的要求，但不宜留有过多的剩余生产能 力。同时所选的生产设备要能适应工艺操作的特点； (2)设备的形式与数量要适应车间的生产规模，以及当地的各方面的条件；要 考虑设备的先进性，且要求便于操作、工作可靠、维修方便； (3)比较所选的设备的价格、运转功率等因素，以最大限度地节省投资和经营 费用； (4)尽可能采用已能大量生产的、性能优良的国产设备。 考虑上述各方面的因素大辛垃圾填埋场的设备的类型、数量、规格如表 7 所示。 表 7 填埋场设备的选择 序 号名 称数量（台）型号 一填埋设备 1填埋压实机2宝马 BC670RB 2推土机2 2 TS140 D 市自备 3橡胶轮胎装载机2ZL50 4挖掘机1 1 W1025 沃尔沃 D 市自备 5压路机1柳州工程机械厂 6洒药车1沈阳市环卫汽车改装厂 7运输车辆4D 市自备 8重型自卸车2斯太尔 20 吨自卸车 9地衡系统设备1设备包括地衡自动 录入监视等 二实验室仪器与设备 1多用生化培养箱1Sp 型 2离心机2 3手提式蒸气消毒器1 4油电二用恒温培养箱2PYS-YDH 型 5显微镜1 6COD 反应器1 XX 大学毕业设计 No 25 7光谱仪1 8溶解氧测定仪1 9测量仪1台式 pH/ISE 10通风橱1 11箱式马福炉1 12恒温干燥器1 13751 分光光度计1 14旋片式真空泵2ZXZ-0.5 型 15电子分析天平2 16计算器4 17计算机1 18电热鼓风干燥箱3101 型 19常用设备 三交通设备 1面包车1金杯海狮 2通勤车1南京依维柯 四机修设备 1机械维修设备 2电力维修设备 3车辆维修设备 4其它维修设备 5 填埋场防渗和渗沥液导排处理 填埋场防渗内容是填埋场设计中最为关键的问题。其内容有二，其一为 填埋场基底防渗层的构建；其二为产生的渗沥液的收集、导排和处理。 5.1 填埋场基底防渗 5.1.1 控制渗沥沥液的产生 固体废物填埋场对环境的影响，主要是废物在填埋处置过程中产生含有 大量污染物的渗沥液所造成的。由于固体废物填埋场渗沥液产生量较大，所 以必须防止对地下水的污染。我们通过在填埋场底部和周边铺设渗透性材料 建立衬层系统以阻隔填埋气体和渗沥液进入周围的土壤和水体产生污染，并 防止地下水和地表水进入填埋场，有效控制渗沥液产生量。 具体方法如下： （1）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导致 渗沥液量的大量增加。 （2）控制填埋场气体的迁移，使填埋场气体得到有控释放和收集，防止其 侧向或者向下迁移到填埋场之外； （3）将渗沥液封闭于填埋场中，使其进入渗沥液收集系统，防止其渗透流 出填埋场以外污染土壤和地下水； 其防渗系统包括渗沥液收排系统、防渗系统和保护层、过滤层等。所以 根据不同的情况我们选择场底的工程地质和水文地质等条件选择合适的防渗 材料。 5.1.2防渗系统 为保证防渗系统的质量，在铺设场底防渗系统之前应进行场地处理。 XX 大学毕业设计 No 27 5.1.2.1 场地处理 为避免填埋场库区地基在固体废物堆积后产生不均匀沉降，保护复合防 渗层中的防渗膜，在铺设防渗膜前必须对场底、山坡等区域进行处理，包括 场地平整和石块等坚硬物体的清除等。 平整原则为清除所有植被及表层耕植土，确保所有软土、有机土和其他 所有可能降低防渗性能和强度的异物被去除，所有裂缝和坑洞被堵塞，并配 合场底渗沥液收集系统的布设，使场底形成相对整体坡度，以2%的坡度坡向 土坝；同时还要求对场底进行压实，压实度不少于90%。为了使衬垫层与土 质基础之间的紧密接触，场底表面要用滚筒式碾压机进行碾压，使压实处理 后的地基表面密度分布均匀，最大限度地减少场底的不均匀沉降。 5.1.2.2 场底防渗系统 填埋场主要是通过在填埋场的底部和周边建立衬层系统来达到密封的目 的。填埋场的衬层系统通常从上至下可依次包括过滤层、排水层（包括渗沥 液收集系统） 、保护层和防渗层等。防渗系统有时也称为防渗层。防止其迁 移到填埋场之外的环境中；防渗层还可以阻隔地表水和地下水进入填埋场中。 防渗层的主要材料有天然粘土矿物如改性粘土、膨润土，人工合成材料如柔 性膜，天然与有机复合材料如聚合物水泥混凝土（PCC）等。 1类型和选择 根据填埋场场底防渗设施（或材料）铺设方向的不同，可将场底防渗分 为垂直防渗和水平防渗，根据所有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，详细分类见图4。 根据生活垃圾填埋的技术规范，无论是水平防渗还是垂直防渗，采用 天然渗层时，天然粘土类衬里的渗透系数不大于1.010-7cm/s（安全填埋时， 天然粘土类衬里的渗透系数不得大于1.010-8cm/s） ，对于岩石类基底，其渗 透系数应不大于5-10吕容。此时，场底及四壁的衬里厚度不得小于2m。实际 施工时，应根据填埋区的详勘资料，对于无粘土或粘土层厚度不够2m的地方 应补足2m并压实。或以其他天然防渗材料如膨润土等代替。 2. 填埋场防渗材料 任何材料都有一定的渗透性，填埋场所选用的水平防渗衬层材料通常可 分为三类： （1）无机天然防渗材料 ：主要有粘土、亚粘土、硼润土等。 （2）天然和有机复合防渗材料：主要是聚合物水泥混凝土（PCC）防渗 材料，沥青水泥混凝土也属该类材料。 （3）人工合成有机材料 ：主要是塑料卷材、橡胶、沥青涂层等。现广 泛使用的是高密度聚乙烯（HDPE）防渗卷材。 防渗层必须满足以下要求： 场底防渗系统 垂直防渗 水平防渗 单层衬垫系统 单复合衬垫系统 双层衬垫系统 双复合衬垫系统 图 4 填埋场场底防渗系统分类 XX 大学毕业设计 No 29 防渗性好，渗透系数必须小于10-5cm/s; 接缝必须不漏水； 可以跟随地基下沉； 容易施工； 必须在填埋中和填埋结束后不破损； 有优良的耐药性； 填埋时能抗废物下落的冲击； 气候适应性强，可在低温下良好工作； 投入成本低； 有必要的强度强度。 我国的填埋场通常采用高密度聚乙烯（HDPE）或PVC膜，薄膜厚度不 应小于1.5mm，且须焊接牢固。 5.1.3 渗沥液的收集、导排、处理 5.1.3.1 渗沥液的产生量与性质 1.渗沥液的的来源 影响填埋场渗沥液产生量的因素很多，通常为获水能力、场地的地表条 件、固体废物的性状、气象条件（如蒸发量大小） 、填埋场的结构等。但对 渗沥液产生量影响最大的因素有：天然降水；地表径流；固体废物降解。 2.渗沥液的的产生量 由于渗沥液的产生量影响因素很多，故其计算公式也多种多样。通常， 日本全国都市清扫协会所推荐的公式为更多人所接受。 降水量 Q=(A1C1I+A2C2I+A3C3I)/2000 （5-1） 上式中， Q渗沥液平均日产生量 A1 第三填埋区的面积，175000 C1 已覆土填埋场区域的地表径流系数，取 0.3； A2 第二填埋区的面积，200000 C2 已覆土填埋场区域的地表径流系数；C1= C2=0.3； A3 第一填埋区的面积，155000 C3 正在填埋的区域的地表径流系数，0.5； I 日平均降雨量。 Q=(1750000.1I+2000000.1I+1550000.25I)/2000=38.125I 由此计算出的各月份渗沥液产生量见表 8。 表 8 渗沥液月产生量和回喷量 月份降水量 (/月) 渗沥液量 (m3/月) 垃圾处理量 (t/月) 含水率 (%) 回喷量 (m3/月) 12.6 99.125620003913020 25.9224.9375560004011200 39.0 343.125620004012400 426.4 1006.5600004012000 528.7 1094.1875620004012400 670.72695.4375600004111400 7175.66694.7562000496820 8182.26946.37562000630 948.7 1856.687560000468400 1018.8716.75620003813640 116.0228.75600003415600 122.387. 6875620003316740 合计576.9 21994.312730000503133620 3.渗沥液的性质 渗沥液基本属于高浓度有机废水，水质波动大，且与季节关系密切，根 据经验数据，填埋场渗沥液水质特性参数如表 9 所示。 XX 大学毕业设计 No 31 表 9 渗沥液的水质 项目 COD(/L)BOD(/L)NH3-N(/L) pH 浓度50001430018005600473747.28.0 填埋场渗沥液是高浓度有机废水，有毒物质较多，所以必须要强化防渗 工作。 5.1.3.2 渗沥液的收集导排设施 1.方案选择 渗沥液的收集和导排系统的类型多种多样。如盲沟、排水层排水管联 合型等。根据国内多年的使用经验，考虑到节省基建投资决定采用集排水盲 沟。 2.集液盲沟 （1）铺设方案（附图：填埋场总平面图） 盲沟分为主盲沟和支盲沟。主盲沟铺设于场底中轴线上，支盲沟与主盲 沟相连。填埋场一共有三条横向主盲沟，在主沟上依间距 50m 设置支盲沟， 支盲沟与主盲沟的夹角宜采用 45，盲沟由碴石砌筑内有聚乙烯管，因为聚 乙烯管能防止渗沥液的侵蚀，并能承受填埋压力。 （2）盲沟断面设计 盲沟段面为正梯形结构，干沟在底部正中位置沿纵向敷设导排水管。盲 沟断面结构如图 5 所示。 图 5 盲沟断面图 以第三区为例来计算。在填埋区有主盲沟和支盲沟，支盲沟每隔 50m， 敷设一条，根据第三区的面积计算，第三区一共需敷设 14 条支盲沟，其中 计算一条长度为 250m。盲沟的截面面积根据渗沥液的量来计算，选择一年 中渗沥液的量最多的 7 月份来计算。 Q7=CAI/2000 （5-2） 式中，Q7地表最大径流量(m3/d)； C正在填埋时的地表径流系数，0.25； A支盲沟俩侧一半的填埋场汇水面积()； I日平均降雨量()； Q7=CAI/1000=0.2550250233.3/（312000）=11.759（m3/d）=0.00014m3/s 考虑到几年不遇的极大降水量的可能性以及长年填埋会引起盲沟堵塞