垃圾填埋场工艺设计

科学技术学院学生姓名: 学号: 专业班级:时 间:体废物办理及资源化课程设计某垃圾填埋场工艺设计20152016学年第一学期形式：集分别中徐家伟7011113006环境工131程201512月8日31理工学科部目录序言 错误！不决义书签。二、基础资料. 错误！不决义书签。三、垃圾办理工艺方案的比较3.1 焚烧3.2 堆肥 43.3 卫生填埋 5卫生填埋种类的选择3.4 . 错误！不决义书签四、场址的选择和所需的条件 6五、垃圾填埋场容量计算5.1 库容 7填埋区总面积计算5.2 7六、填埋场的地基防渗6.1 防渗资料6.2 防渗结构 8 场所防渗系统法案的选定6.3 9 渗滤液采集圾填埋气的办理工艺6.4 10 渗滤液产生量的计算6.5 10七、渗滤液调理池的设计11 渗滤液采集系统7.1 11渗滤液办理 7.2 12渗滤液的工艺流程7.3 13渗滤液调理池大小计算 7.4 13八、填埋气产生量计算及工艺 148.1 垃圾填埋气的办理工 148.2 垃圾填埋气产量的计算15九、填埋场的封场 .16十、设计中存在的问题及个人领会17设计中存在的问题10.1 1710.2 个人领会 18一、参照资料18体废物办理及资源化课程设计某垃圾填埋场工艺设计一、序言 跟着经济的发展、工业化与城市化进度的加速、城市建设规模的扩大，人口不停涌入城市，使城市生活垃圾急剧增加。城市垃圾污染环境，对城市居民的健康和生计构成严重威迫，已成 为社会一大公害。治理城市生活垃圾已成为我国各大城市的重要环境问题，同时，跟着人类环 保意识的增强，城市生活垃圾卫生填埋场的设计理论及工程技术问题日趋遇到应有的重视。但 是，我国卫生填埋场的设计理论及其机理另有待深入研究和商讨，为此，本文联合卫生填埋场 的建设，对此进行了商讨。所以，怎样安全有效地解决垃圾的最后处理问题，防止形成二次污染，并将垃圾作为能开发利用的资源，实现可连续发填埋所一定研究解决的重要课题。垃圾办理的最正确方式是综合办理，因为城市垃圾办理方式和技术的选择受垃圾成分、经济发展水平、能源结构、自然条件及传统习惯要素的影响，因此每个城市的选择可能各不同样， 没有一致和固定的模式。而且垃圾卫生填埋拥有办理和最后处理生活垃圾的两重功能，其主要长处是速度快、方法简单，技术比较成熟，在较大范围内能适应垃圾产量的变化，建设花费和管理花费相对较低。但填埋场的一个与生俱来的弊端：占地面积大，据预计：全国 现有的大中型填埋场大概有200座左右，按均匀每座占地60hm2,则大概占了 1.2万hm2 土地， 相当于 1/4 个上海市里面积。同时，除了日趋增添的垃圾，世界上其余资源（能源）都日渐稀罕 统计资料显示：到当前为止，我国填埋场或堆场中已聚积的垃圾大概有 60 多亿，而且城市生 活垃圾总量仍以每年 8%10%的速度增添，全国城市生活垃圾年产量达到 1.5 亿吨11。在这样 一个严峻的时辰，可连续发展的理念已经人心所向，所以，填埋方式也势必发生转变， 可连续填埋也终将会进入人们的视野， 垃圾填埋场也将从一个纯真的藏污纳垢场 所变成一种资源的矿场，从而真实表现填埋场的可连续发展的理念， 这就需要填 埋场设计人员在设计时使填埋场不单安全填埋生活垃圾， 不对填埋场四周环境造 成危害，还有益于填埋垃圾的资源化、 能源化和填埋场的后续开发利用， 真实做 到填埋场的可连续发展。二、基础资料依据某某河流域污染整顿规划，需在某镇成立一个服务人口为 8 万人的垃圾卫生填埋 场，以消纳某县辖区内的 8 个乡镇的城镇生活垃圾，垃圾填埋场的设计使用年限为 20 年。均 匀垃圾产量为1.28血/d,人口增添率2%。某地域一年降雨量表月份12345月降109.69.7135.219.379.雨量3101/mm日降3.642.324.507.312.6雨量4/mm6789101112269.144.102.76.956.529.218.36028.994.803.412.561.880.970.61三、垃圾办理工艺方案的比较城市生活垃圾办理的方式主要有堆肥焚烧和填埋三种.3.1 焚烧固体废物焚烧办理就是将固体废物进行高温分解和深度氧化的办理过程。在烧过程中，拥有激烈的放热效应，有基态和激发态自由基生成，并陪伴着光辐 射。焚烧法办理固体废物，拥有减量化成效明显、无害化程度完全等长处.生活垃圾焚烧工艺流程：3.2 肥堆肥化就是在人工控制的条件下，依靠自然界中宽泛散布的细菌，放线菌、 真菌等微生物，人为地促使可生物降解的有机物向稳固的腐殖质转变的微生物学程。堆肥化的产物称为堆肥。堆肥化其实是利用微生物在必定条件下对有机 物进行氧化分解的过程，所以依据微生物生长的环境能够将堆肥化分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。堆肥的预办理工艺流程：大件垃圾可回收物料 加水脱水t t生活垃圾一给料装置f破袋装置f筛分/手选一破裂f分选f水分调理f进入发酵1磁选重力选1涡流静电分选铁金属风选1非铁金属3.3 卫生填埋般无需对垃 堆卫生填埋是一种对各样垃圾成分适应性最好的垃圾办理方法，肥有机物、氧 和微生物 垃圾进行预办理，只有极少量的垃圾填埋场采纳了对垃圾进行压块预办理后再进行填埋的办理工艺，垃圾在填埋行进行压块办理可增添垃圾的填埋密度，有效提高填埋场的空间利用率，延伸填埋场的使用寿命。垃圾卫生填埋预办理工艺流程：生活垃圾接受垃圾卫生填埋工艺流程：输入压缩机压缩成块打包去填埋黏土垃圾称重计卸料f摊铺压实f覆土f消毒灭蝇封场绿化渗滤液处 填埋气采集及利用堆肥法是垃圾资源化利用的有效方法，但办理量因市场需求而定，很多大中城市难以用堆 肥法消纳和办理所产生的垃圾，此外，堆肥前后的剩余垃圾仍需办理。焚烧法固然能有效办理 垃圾，但相对成本较高，投资大。相对来讲，垃圾的卫生填埋技术合适于经济发展较落伍，土 地资源较丰富的地域使用的垃圾最后办理方法。在很多经济发达的国家，填埋法仍旧是生活垃圾的主要办理方法，就我国当前经济发展水平而言，在此后相当长的一段时间了，卫生填埋法仍会是绝大多半城镇办理生活垃圾的重要方法。所以，卫生填埋法是最正确选择。3.4 卫生填埋种类的选择卫生填埋技术始于 20世纪 60 年月，它是在传统的堆放、填坑基础上，出于 保护环境的目的而发展起来的一项工程技。 因为我们所选地点地形复杂、垃圾产 生地相距较远，所以不合适对垃圾进行大规模集中办理，只好建设小型垃圾场， 且一般建在山谷。所以我们采纳山谷填埋法。沼气导排（后期回收发电）终场 生生活垃圾 计量 卸料 摊铺 压 覆土 灭虫态恢 复盲沟、碎石导流层采集 排水渠采集 排水明沟（截洪沟）备料场污水办理站积淀池黏土排入地表水体工艺流程图四、场址的选择和所需条件城市生活垃圾卫生填埋场 厂址选择是一个综合性的工作。填埋场的选址主要按照以下两个原则：一是从防备污染角度考虑的安全原则；二是从经济角度考虑的经济合理原则。安全原则是填埋场选址的基根源则。垃圾填埋场建设中和使用后应 保证对整个外面环境的影响最小，不使场所四周的水、大气、土壤环境发生恶化。经济原则是指垃圾填埋场从建设 到使用的过程中，单位垃圾的办理花费最低，垃圾填埋场使用后资源化价值最高。即要求以合理的技术、经济方案 以较少的投资达到最理想经济成效，实现环保的目的。场址开发利用应具备的基本条件：1）场所下沉量渐渐变小，直至停止2）场所拥有必定的承载力；3）无坡面下滑破坏的可能；4）无可然气体、恶臭产生或影响特别小；5）没有对土壤和地下水的污染；6）不会对建筑物基础造成不良影响；7）适于植物的生长；五、垃圾填埋场容量计算5.1 库容依据原始数据：人口：8万设计使用年限：20年人口增添率：1=12%填埋容量：Vt365mPtVs365*1.28*p 365*1.28*p600600*41.89*105m3式中：3Vt-填埋场的总填埋量（单位m）P-填埋场服务地区内的展望人口 m-人均每天废物产量（单位kg） t-填埋年限（单位a）P -废物最后压实密度Vs-覆土量5.2 填埋区总面积计算依据填埋高度15m计算：1 8894*105A20151.25*105m2六、填埋场所基防渗防渗是卫生填埋办理技术的主要标记， 它能防备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，并为此后对填埋气体有序、可控制地采集和利用创建空间。防渗的技术重点是防渗层的结构其结构形式直接决定了防渗成效和工程建设投资。依据填埋场防渗设备 （或资料）铺设方向的不一样，可将填埋场防渗分为垂直 防渗和水平防渗，依据所用防渗资料的根源不一样又可将水平防渗进一步分为自然 防渗和人工防渗两种6.1 防渗资料防渗资料多种多样，当前常用的主要有两类：黏土与人工合成资料。黏土除 天然黏土外，还有改进土（如改进膨润土等）；人工合成资料种类好多，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。实质上，大多半填埋场所采纳的防渗层资料均是黏土和HDPE膜。黏土是土衬层中最重要的部分， 其拥有低浸透特征。填埋场黏土衬层分为两类：自然黏土衬层与人工压实黏土衬层。自然黏土衬层是拥有低浸透率、富含黏土的自然形成物，其浸透 率应小于或等于scm10110176。一般来说，天然黏土层和岩石层能否均一以及能否拥有较低的浸透率，是很难检测考证的，只是使用自然黏土衬层作为填埋场防渗层是不行靠的。高密度聚乙烯（HDPE）膜是人工合成资猜中最常用，也是最理想的防渗资料，它能有效阻挡渗滤液的渗漏。美国环保署于 1982年停止独自使用黏土作为有害荒弃物办理场的防渗资料，并规定全部填埋场一定有一层防渗衬垫，在填埋场封场后，也一定采纳防渗层进行封场以减少渗滤液的产生。HDPE 膜拥有优秀的机械强度、耐热性、耐化学腐化性、抗环境应力开裂和 优秀的弹性，跟着厚度增添（一般范围在 ），其断裂点强度、折服点厚的强度、抗扯破强度、抗穿刺强度渐渐增添。垃圾填埋场一般采纳HDPE 膜作衬垫层。6.2 防渗结构 在垃圾填埋区场底、侧坡和调理池内都安装严实的防渗系统，使其密不透水，以防备污染地下水。核心部分是双层高密度聚乙烯（HDPE ）膜。别的还设置的采集层。场底结构从上到下挨次为：过滤层、主滤液采集层、保护层、主防渗层、主防渗层、次要滤液防渗层、次防渗层、保护层、建立底面。其相应的防渗资料设置挨次为：轻型工布土、厚度为600mm碎石导流层、500g/m2无纺土工布层、15mm光面高密度（HDPE） 膜、500g/m2的无纺土工布层、15mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的无无纺土工布层、地基土。防渗层 构成主要有以下6种种类单层HDPE膜防渗层压实黏土防渗层 双层HDPE膜（中间含HDPE网络）与压实黏土构成切合防渗层 双层 HDPE 膜与压实黏土构成的复合防渗层 HDPE膜与压实黏土构成的复合防渗层双层HDPE膜（中间含HDPE网格）防渗层此中单层HDPE膜防渗层结构简单、施工简单、投资较省，可是其防渗安全性差，一旦HDPE膜某处受损，下边的自然土层 浸透系数大，垃圾渗滤液很简单通过 HDPE 膜的损坏处溢出，使整个防渗层失掉防渗作用，这类防渗层当前也极少采纳。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。因为即便单层 HDPE 膜发生损坏，但很快渗滤液会碰到另一层 HDPE 膜或许压实黏土层，阻挡渗滤液连续渗漏，整个防 渗层还能有效发挥防渗作用。复合衬里（库区底部）系统表示图单层衬里（库区底部）系统表示图单层衬里（库区边坡）系统表示图6.3 场所防渗系统法案的选定 在本设计中依据所给的原始资料能够知道：土壤浸透系数为6.0 X10-4m/s，故k=60 X10-210-5cm/s属于渗漏性场所。场区地下水位较低，离地面仅08m,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，所以也属 于浸透性场所，故不宜采纳垂直防渗系统，而采纳水平防渗系统。技术规范可知道，天然黏土类衬里的浸透系数不该大于10-7cm/s而且要2米厚的黏土。因原始资猜中并未给出当地土层中天然黏土的浸透系数，对照以上所介绍的三种防渗资料性能并考虑施工中常用的资料，故清除了用天然资料作衬垫层的方案，而选择了人工合成防渗膜。在人工合成防渗膜中采纳了性能较优， 国内外使用经验许多的高密度聚乙烯（HDPE ）防渗膜。依据原始资料可知该填埋场土壤浸透系数为6. 0X10-4m/s大于10-5cm/s,地下水稳固水位均匀埋深08m,即地下水位较高，场区地质条件不好，所以选择了双层衬 层防渗系统。双层衬里（库区底部）系统表示图6.4渗滤液采集 渗滤液采集系统主要由渗滤液调理池、泵、输送管道和场底排水层构成。2、管道系统：1、排水层：场底排水层位于底部防渗层上边，由沙或砾石构成。当采纳粗沙 砾时，厚度为30-100cm, 定覆盖整个填埋场底部衬层，其水平浸透系数不该 大于01 （cm/s），坡度不小于2%。般穿孔管在填埋场内平行铺设，并位于衬层的最低处，且具有必定的纵向坡度（往常为 0.5%-2.0%）。3、防渗衬层：由黏土或人工合成资料修建，有必定厚度，能阻挡渗滤液下渗，并拥有必定坡度（往常为 2%-5%）。4、集水井、泵、检修设备以及监测和控制装置等。盲沟和石笼的部署，为了能够有效地清除填埋场底部的渗滤液，渗滤液采集系统采纳纵向 主盲沟与横向支盲沟系统和竖向石笼相联合的结构形式，即在场底盲沟内设置水平收排渗管网 垂直方向设置石笼，形成一个纵横相连，上下相接的收排渗系统。排渗管网主、支管分别采纳DN300与DN200的高浓度聚乙烯（YSHDPEC型） 花管。主支管均设于盲沟内，并采纳管外壁包缠2002?型号的水井专用土工布，外填粒径为d125mm的填砾构成的防淤堵的技术举措。石笼直径91%)填埋气产量的计算人口数冃表人数(万)垃圾(kg)X104体积(m 3)X10覆土体积(m3)整体积(m3)XX1041041 vtr810.246.231.567. 798.1610.44486.351.597.948.3210.64966.481.628.108.4910. 86726. 611.658.26o np1 1 AO AOP r7 AO a n8.6611.08486.741.698.438.8311. 30246.881. 728. 609. 0111. 53287021. 758.77垃圾量及& 2垃圾9.1911. 76327.161. 798. 959.3711. 99367.281.829.109.5612. 23687.441.869.309.7512.487.591. 909.499.9512. 7367. 751. 949. 6910.1212. 95367.881. 979.8510.3213. 20968. 042. 0110.0510.5313. 4784&202.0510.2510.7413.74728.362.0910.4510.9514.0168.532.1310.6611.1714.29768.702.1710.8711.3914.57928.862.2211.0811.6214.87369.052.2611.31注:覆土与垃圾体积之比为 1:4。填埋气产生量的计算 ktGt Mtloke式中:第 t 年垃圾的产生速率， m3/a；Gt第t年所填垃圾量，t/吨;Mtl =160m3/t气体产生潜力,m3/t; oK=0.06 气体产生常数，年份；e=2.72九、填埋场的封场填埋场封场后的土地使用一定切合以下规定：填埋场填埋达到设计封场条件要求时，确需封闭的，一定经所在地县级以上地方人民政府 环境保护、环境卫生行政主管部门批准、判定。填埋场土地达到安全期后方能使用，在使用前 一定做场所判定和使用规划。未经地质、建筑、环境专业技术判定以前，填埋场所禁止做永远 性建（构）筑物用地。封场工作应按设计进行施工，并应在专业人员现场监察指导下进行。填 埋场最后封场应在填埋物上覆盖黏土或人工合成资料。黏土的浸透系数应小于 1.0X10-7cms 厚度为2030cm；其上再覆盖2030crn的自然土，并均匀压实。填埋场封场后应覆盖植被。依据栽种植物的根系深浅而确立。覆盖营养土层厚度，不该小于20cm，总覆土应在80cm 以上。填埋场封场应充足考虑堆体的稳固性和可操作性。封场坡度直为 5。封场应试虑地表径流、排水防渗、覆盖层浸透性和填埋气体对覆盖层的顶托力等要素，使最后覆盖层安全 长效。现代垃圾卫生填埋场要求当填埋区垃圾达到设计填埋高度后进行封场覆盖，其目的是为了减少渗滤液产生， 克制病原菌及其流传媒介蚊蝇的生殖和扩散， 控 制填埋场恶臭气体和可燃气体发散， 提高垃圾对体安全性，加速填埋场生态修复 与开垦利用的速度。封场后的垃圾填埋场可否安全运转是权衡封场方案能否适用 的重要标记。此垃圾填埋场高度设计为 20 米，地下15米，地上 5米。在封场方案的设计中，一定对径流控制，填埋气控制及垃圾渗滤液采集和办理，环境监测 等方面进行长久规划。填埋场封场覆盖层的功能是使浸透到垃圾场的地表水最小化，从而减少渗滤液的产生，所 以垃圾填埋场的覆盖层设计一定兼备一下条件：温度极限；可能产生干湿交替从而致使土壤发 生的缩短龟裂，影响覆盖层系统稳固性的降雨极限； 3、植物根系，掘地动物，蚯蚓，昆虫等 对土壤的穿透；可能致使某些土壤的破坏或许其余覆盖资料破坏的不均匀沉降；可能致使覆盖层破坏的倾斜滑动；覆盖层上车辆 的行驶；地震惹起的变形；风或水流对覆盖资料的侵害等。要保证填埋场所表径流和消融水能 顺利实时排出。别的，填埋场设计还要联合当地的地形和邻近花草植物的种类，使封场后的垃圾填埋场与周边环境绿化相协调。所以，垃圾填埋场最后封场设计还一定考虑：覆盖系统的整体结构；覆盖率的浸透率；地表的坡度；景观设计；场所下陷时的补救方法；在静态和动向条件下的边坡稳固性。本填埋场的最后覆盖系统从上到下分别为：15cm 带有会浅根植被的表土层，60cm保护层，HDPE 土工膜，土工网排水层，45cm压实黏土层。封场后顶面坡度为 2%，以利于降雨的自然排放。终期覆盖营养土采纳填埋区内挖方耕植土或自场外运进，终期覆盖黏土依据 实质状况从库外取用15cm 带有会浅根植被的表土层：其作用于促使植物生长并保护屏障层，供给必定的持水能力。60cm 保护层：其作用为将浸透覆盖层的水分储存起来直到经过植物的蒸腾作用消散；将垃圾和掘地动物以及 植物根系隔走开来；令人和垃圾接触的可能性减少；保护覆盖系统中下边各层免受过分干湿交替和冰冻的影响而 致使覆盖资料破裂破坏；侧向排水。 HDPE 土工膜：采纳与基础衬垫系统的防渗资料一致的20mm光面高密度（HDPE）膜，使其与上下方的黏土 层联合形成复合防渗结构。 土工网排水层：采纳有土工布滤层的土工网，其作用为降低其下边屏障层的水头，从而使渗过覆盖系统的 水分最小化；降低覆盖资猜中孔隙水的压力，提高边坡的稳固性。 45cm压实黏土层：压实黏土的仍是拥有必定的防渗作用，与HDPE 土工膜联合使用，既经济又方便。十、设计中存在的问题及个人领会;101 设计中存在的问题;（1）在选择填埋场的种类时，依据原资料感觉没法确立下来，对地质地形与种类上没法一一配对，意识到了自己对知识的掌握程度还不够；（2）在设计渗滤液的办理工艺时，对各种管道的设计数目不知怎样确立；(3) 对渗滤液的计算以及有关的工艺不是很认识，在设计中比较依靠资料10.2 个人领会 经过本次课程设计，对固体废物的办理及资源化课程的基本知识掌握更为深 入。经过一周的训练独自达成了垃圾办理方案的比较、 垃圾场选址的步骤、对所 选场址的评析以及填埋场所包含工程工艺的设计， 锻炼了个人的独立性。在过程中，掌握了垃圾填埋场的设计的一般原则、 步骤及方法，掌握了垃圾填埋场所包 含工程的工艺设计以及设计说明书的编制， 对有关资料、手册以及规范的查阅有 了更进一步的认识。也经过本次课程设计发现了自己对知识认识的一些破绽， 以 及个人视角的限制性，深刻的领会到自己的不足，学习能力还有待提高。一、参照资料6789101112131415161718192021李颖.城市生活垃圾卫生填埋设计指南.中国环境第一版社,2005.42固体废物办理与处理高等教育第一版社宁平编；王树国.垃圾填埋场的选择.环境保护,2001.1 沈东升.生活垃圾填埋生物办理技术.北京:化学工业第一版社,2003生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范(CJJ1132007)； 李国建.赵爱华.张益.城市垃圾办理工程.北京:科学第一版社:2003