固体废弃物课程设计垃圾填埋场设计

摘要当今社会全球面临的最大挑战之一就是环境问题。以北京市为例，据人民日报报道：“北京周围已被7000多座垃圾山包围，其中直径50米以上的垃圾场就有5000多座”。据“全国城市生活垃圾处理及资源利用经验交流会”上发布的信息：“全国垃圾的历史堆存量已多达60多亿吨，侵占土地多达5亿平方米。全国数百座大小城市，已有2/3的城市被郊区的垃圾山包围。”由此可见垃圾问题的严重性。杞县地处豫东平原,是国家水污染防治的重点区域之一.近几年城市建设发展迅速，垃圾处理状况滞后于城市发展,处理设施落后于省内许多同等规模的县城.其主要问题表现在:一是自然填坑,未做防渗处理，也没有气体和渗滤液收集、导排设施，不仅对地下水和周边环境造成了影响,还存在安全隐患；二是城郊已有的坑塘都被垃圾填满,目前已经无处可堆填，与城市建设和市容市貌不协调；三是环卫设施不配套，机械化水平低下，影响了环境卫生事业的发展和城市的环境质量,因此,该项目的建设是十分必要的.关键词：资源利用市容协调地下水污染目录1 工程概述21.1工程概况21.2 设计原则与范围21.3 设计依据32 基础资料42.1 城市概况42.2 自然条件53 垃圾量预测74 场址概况85 总图布置115。1 设计内容115。2 设计原则125。3 场区布置方案及特点125.4竖向布置135.5道路运输155.6 绿化工程156 卫生填埋库区工程166.1 填埋库容及使用年限166.2 防渗工程176.3 渗沥液收集导排系统226。4 填埋气体收集导排及利用236。5 防洪系统256.6垃圾坝的设计276。7监测井296。8 填埋工艺306。9 填埋作业设备选择306.10 封场工程327 渗沥液处理工程347。1 处理工艺347.2主要处理设备418 环境保护与监测448。1 设计依据448.2 环境污染来源及污染物分析448.3 环境监测459 工程效益分析4810 附图49致谢50附录50参考文献511 工程概述1。1工程概况 项目名称：杞县城市生活垃圾卫生填埋场工程 项目场址:杞县城关镇东关村(东2公里处） 总用地：168亩* 总库容：约179.4136万立方米 处理规模:平均157吨/日 服务年限：13年* 项目服务范围:杞县城市居民所产生的生活垃圾1.2 设计原则与范围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。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）生活垃圾理化性质及变化趋势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意见* 河南省委、河南省人民政府 豫发20039号文件河南省委、河南省人民政府关于加快城镇化进程的决定* 河南省发改委、财政厅、建设厅、环保局 豫计收费20021394号文件关于实行城市生活垃圾处理收费制度促进垃圾处理产业化的通知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)工业企业设计卫生标准（TJ36-79)*建筑设计防火规范（GBJ1687 2001年版）*恶臭污染物排放标准（GB145593）*城市垃圾产生源分类及垃圾排放标准(CJ/T30331996)国家现行的其他标准和规范2 基础资料2.1 城市概况1.地理位置杞县位于河南省东部。地理坐标为东经1143611454,北纬34133444之间.东邻睢县，西接开封,南邻太康，北依兰考.西南与通许接壤，东北与民权县为邻，西北距开封市55km，省会郑州市120km.2.社会环境概况杞县南北长55公里，东西宽32公里，区域总面积1214.8km2,其中耕地83192公顷.总人口104万人，其中农业人口96.5万人。辖城关、高阳、葛岗等8个镇和城郊、宗店、板木、竹林等13个乡，共计568个村委会，1063个自然村。按杞县城总体规划（19952010)确定的杞县城性质为：全县政治、经济、文化、科技信息中心，以农副产品深加工、纺织、机械、化工等工业为主导，商业贸易综合发展的现代化小城市.3。经济概况2003年杞县全县完成国内生产总值48。1亿元，较上年增长6.5%;财政收入完成1.02亿元，同比增长4.1。一、二、三产业增加值分别完成21.3亿元、16.2亿元和10。6亿元;占国内生产总值的比重分别为44。3%、33。7%和22；完成全社会固定资产投资5.9亿元，同比增长18%；完成全社会消费品零售总额7。4亿元，同比增长3。7%。4.交通运输杞县地理位置优越，交通便利。106国道贯穿县城南北，310高速公路和豫04省道横跨东西，北依陇海铁路，东距京九铁路90公里，西至京广铁路和郑州国际机场70公里，交通四通八达，加强了县城与周围地区在经济发展上的联系。2.2 自然条件1.地形地貌杞县地处黄淮平原，南部地表略有起伏，北部和西部稍有沙丘，东北部有黄河故道遗汊数条，其他为平原。地势由西北向东南缓慢倾斜,平均坡降在1/50001/7000之间，海拔高度平均58m。土质淤地占24%,主要分布在淤泥河两岸及圉镇东部和南部;沙地占10.4%，主要分布在县境北部和东北部边缘地区；清河地占36，两河土地占29。6%，多分布在惠济河两岸及付集、圉镇以北，在各类土壤面积中含盐碱者占9。2。地震与地震裂度按全国地震区域划分，杞县属六级地震烈度区，从历史地震发生情况看(据杞县志所载的有关地震记录）,杞县无强大地震，多数为无感地震,且发震的频率小,震中在杞县境内的无详细记载。3.水文与水资源1）表径流与河流杞县境内及过境河渠共135条，总长1200余公里，河网密度0。427/平方公里，径流总量6900立方米。属淮河水系。主要河渠有4大干流，22条支流，23条分支，共49条.分4个水系，分别为惠济河水系、铁底河水系、涡河故道和大堰沟水系.人工灌溉（灌淤）渠4条，即跃进干渠、惠南干渠(含东、西两支）、东风干渠（含一、二干)和兰杞干渠。其中较大的有惠济河、淤泥河、铁底河。上述河流除惠济河、淤泥河为常年性河流外，其他属于季节性河流.2)地下水杞县处于黄河冲积平原扇的前沿，地下水丰富.全县地下水总量7.65亿立方米,可利用量1。78亿立方米,分布差异较大。地下水来源为大气降水补给及引黄灌溉水源补给,通过包含带的粉质砂土的孔隙和裂隙直接补给地下水。地下水流向为西北向东南，基本上和地形倾斜一致,水力坡降为1/5000左右。目前全县地下水埋深为24米,局部地下水埋深12米.5.气候条件杞县属温带大陆性季风气候，四季分明。春季多风干旱、夏季炎热多雨、秋季凉爽多阴雨、冬季寒冷少雨雪。3 垃圾量预测据调查2012年城区日产居民生活垃圾83吨，人均1。28公斤。 设计服务人口为10万人，平均垃圾产量1。28kg/d,人口增长率5%，服务年限为13年。垃圾清运率每年均为100%。年份人口（万人）人均垃圾产量Kg/d/p生活垃圾年产量（万吨）累计总产量（万吨)201091。284。20484.204820119。451.284。41508。619820129.921.284。634613.2544201310.421。284。866418。1208201410.941。285.111623.2324201511。491。285.366728。5991201612。061。285.636534。2356201712.671.285。916140。1517201813。301。286.215446。3671201913.971。286。524452.8915202014.671。286。853159.7446202115。401。287.196566.9411202216.171。287.554674.49574 场址概况1。填埋场类型经现场踏勘和分析，可研依椐杞县的自然条件及场址比选结果,推荐场址为山谷型填埋场。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m3300万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以下根据杞县城市居民生活垃圾产量和场址库容，项目为类级处理场规模。3.填埋场选址条件场址选择是项目实施成功与否的关键，根据生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）规定,场址选择由建设项目所在地的建设、规划、环保、环卫、国土资源、水利、卫生监督、地质勘察等有关部门和专业设计单位的有关专业技术人员参加.选址条件是:1）符合城市总体规划、区域环境规划、城市环境卫生专业规划的要求；2）与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致；3)库容应保证填埋场使用年限在10年以上，特殊情况下不应低于8年；4）交通方便,运距合理；5）人口密度、土地利用价值及征地费用均较低;6）位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向下风向;7）场址距大、中城市规划建成区应大于5公里，距小城市规划建成区应大于2公里。4.场址比选与场址确定预选场址基本条件对比场址名称对比条件场址1（东关村）场址2（杞县第二砖场）场址与规划的关系在城市规划建成区之外约3公里处. 在城市规划建成区之外5公里处。地理位置位于城区以东方向，杞裴路西南侧200米处。位于城区东北方向.地质、水文条件地质条件和地形条件较好，地震烈度7度.地下水位埋深3.94.0米。由西-东走向。地质条件一般。地震烈度7度。地下水位较浅。环境状况场址为可耕地，地势平坦。周围非常空旷，500米范围内无村庄、单位和建筑物。东面偏南为原城关镇窑场，其他三面均为农田.场址区域内未发现重大文物迹象,地表及地下无国家规定的保护文物。现为废弃窑场，周围空旷。500米范围内无村庄、单位和建筑物。场址区域内未发现重大文物迹象及国家规定的保护文物。 南面约500米处为惠济河（属淮河支流）。交通条件场址位于杞裴路西南侧200米，交通方便。西约3公里处为106国道。库容与使用年限库容较大,使用年限长。库容较大，使用年限较长。供水与供电生产生活用水在场区打井解决。电力供给由附近线路架线引入。同场址1.用地条件可用地面积较大。同场址1。土源条件土源不足。同场址1。气象条件年平均蒸发量是年平均降雨量的2。7倍。夏季主导风向的偏下风向。年平均蒸发量是年平均降雨量的2.7倍。夏季主导风向的下风向。天然防渗能力不能满足“标准”规定的10-7cm/s的要求。同场址1.对比结论条件具备且较好。条件具备,但离惠济河（属淮河支流）较近,不适宜建填埋场。依据两个场址对比分析结果，本着优中选优的原则，我们认为：场址1优于场址2,作为填埋场主要条件具备且较好,因此，我们选择场址1为项目场址。5 总图布置5。1 设计内容项目为杞县城市生活垃圾无害化处理工程，以消纳和处理杞县城市生活垃圾、保护城市环境为根本目的.因此，处理方案和场址选择是项目的重点，并同时对处理方案及场址的环境影响以及投资效益进行分析论证，其内容主要包括：* 项目建设的必要性* 场址比选、确定与评价 建设规模的确定 处理方案选择 工艺设计 总平面图布置 配套设施与设备配置* 环境保护与安全生产 财务及经济分析 投资估算5.2 设计原则（1）满足有关规划及生产工艺要求,合理布局，为各准也设计、生产创造有利条件。（2）充分利用厂区的自然条件、当地的水文、气象条件及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、道路运输及厂区排水的要求。（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。3 场区布置方案及特点根据总图布置原则，将场区按功能特点划分为四个区，即管理区、填埋库区、渗沥液处理区和堆土区看，总占地面积为120。7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、小车库及机修间、给水泵房、垃圾车辆、锅炉房、清水池等建、构筑物，该去位于场区的东南面，占地2。7亩,本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,占地94.7亩，为总面积的78。5%，该区主要包括：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.渗沥液处理区布置在场区东南面，占地5。1亩，该区建有渗沥液调节池、UASB池、CASS池、中间水池、污泥池、污水处理管理站、污水提升泵站等构建筑物.堆土区占地4亩,主要用来临时堆放开挖的土方。整个场区设有一个出入口供人流物流合用。各区的道路有机的也入场口连接，使全场的交通顺畅合理。为了满足填埋规范及工艺的要求，场区内设置5个监测井，用于检测地下水水质，位置待初涉阶段依据水文、地质详勘报告而定。5.4竖向布置1竖向设计的原则1）满足填埋工艺及各分区功能布置要求。2）以工程勘察报告为依据，方案制定满足工程地质、水文地质等要求。3）充分利用所选场址的自然地形.4）满足各项技术标准、规程、规范要求，保证工程建设与使用期间的稳定和安全。2。设计的内容竖向设计对基础资料的要求设计工作开展之初，设计部门通过现场踏勘或向建设单位提出工程设计所需的基础资料清单等获取基础资料，一般包括：现状地形图、工程勘察报告、场址周边外部条件等.现状地形图测绘工作应由具备相应资质条件的部门完成,测绘范围适宜及测绘精确与否将直接关系到设计方案的制定和工程量的计算。目前，测绘工作多采用GPS定位技术。设计人员应进行现场踏勘，对关键部位的测绘提出具体要求以避免误差的出现。工程勘察GB500212001岩土工程勘察规范要求：各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察，勘察工作应由具备相应资质条件的部门完成。由于填埋场工程建设的特殊性，大多地区的地质勘察部门未从事过此类项目的勘察工作，在勘察大纲编制、勘察任务实施及勘察成果提交过程中，往往忽视了填埋场设计及建设过程中对工程地质与水文地质的具体要求，经常出现的问题包括：未提供地层土性渗透系数指标；给出了地下水静止水位,但未查明地下水静止水位变幅情况及其影响原因；未确定地下水流场走向；勘察报告缺少对场地的整体稳定性及垃圾堆体的变形和稳定性分析等等。场址周边外部条件填埋场场址周边的道路、河流、湖泊、给排水等外部条件,对于场区的竖向设计方案的确定起着重要作用。设计单位在现场踏勘的基础上，应对勘察部门的工作内容提出具体的范围和要求，如：与进场路衔接的场外道路的位置、高程；用于场区排水河道的堤岸高程；丰水期、枯水期河道水面高程和河道底部高程;周边河流、湖泊对填埋场场址地下水位的影响等。一般勘察部门把工作重点放在场址区域范围内,而忽视了对场址外部条件的勘察,在设计过程中容易造成勘察成果欠缺，耽误设计周期。因此，一个优秀的垃圾卫生填埋场设计方案是建立在前期基础资料详实、周全，并充分考虑影响设计及后期运行等综合因素的前提条件下完成的。5。5道路运输(1）场外道路该垃圾处理场位于城区以东方向，杞裴路西南侧200米处。据县城3公里。进场道路需新修约50m与场外道路相通，道路按四级公路标准设计，砼路面,道路宽7。0m。（2）场内道路场内道路为入口处至管理区、渗沥液处理区、填埋库区的道路.道路设计为7m宽，砼路面,道路总长为170m，道路转弯半径最小为16m.（3）作业道路作业道路为垃圾运输车辆进入填埋作业面之间设置的临时道路了，以保证垃圾运输车在垃圾填埋堆积面上的正常运行，作业道路可用建筑垃圾铺设。作业道路设计为4m宽,坡度5。5。6 绿化工程为了有效改善填埋场及周围环境,生活管理区内种植树木、草坪等，尽量使空地绿化；填埋库区周围设20米宽的绿化隔离控制带，采用高大乔木形式，减少污染；填埋场封场后也应进行植被，使封场后的外貌尽量与周围环境相适宜.树种的选择应根据当地习惯，多选用吸尘、降噪、防毒、易生长的树种、灌木或草木植物.6 卫生填埋库区工程6。1 填埋库容及使用年限库容本处理厂属于山谷型填埋场，填埋库区占地面积为94.7亩.为了形成初始填埋库容，在库区下游设置一座垃圾坝，垃圾吧内边坡 按 1：3 进行设计，填埋库区边坡按1：3进行设计,场地坡度修正为2%。在计算填埋场容积时，分为两部分进行计算，其中一部分为垃圾坝坝顶标高以下部分，另一部分容积式当填埋的垃圾堆体逐渐向空中发展时，这时，为了保证整个堆体的稳定性，在堆体表面将要形成一定的坡度，垃圾堆体外坡设计为1:3,共设置3个马道平台，马道平台宽2m，它一方面可以缓冲坡面被雨水冲刷，另一方面在运行过程中，在该马道平台上可以设置临时终场排水沟,汇水面积内的雨水可以通过此排水沟汇入环场截洪沟，以尽量减少垃圾渗滤液的处理量，另外还便于对坡面进行检查、维修，有利于垃圾填埋库区的生态恢复.当堆体达到设计标高时进行封场，封场坡度为5%。根据上述参数计算，本填埋库区的原始库容为85万m按照生活垃圾处理率100考虑,从2010年到2023年处理城市生活垃圾的总容量为74。4957万吨，需要库容78.4165万m。其中填埋垃圾需要库容68。8114万m垃圾填埋初始压实密度按0.8t/m计算，最终沉降容重按0.95t/m计算）覆土需要库容10.6022万m覆盖用土量按初始压实体积的13%计算）与本工程库容 79。4136 万 m一致,可以满足需求。填埋场标高、面积、容积计算见下表。填埋库区库容计算表库容类别 填埋高度(m）面积（万m）库容（万m）覆土量（万m）有效库容(万m）平台一53。056116。42491.971014.4539平台二54.290821.43352.572018.8615平台三35。453313。28211.593911。6882平台四34.480011。09931.33209.7673平台五33.59659。09411.09138。0028平台六32。80347.26640.87206.3944平台七32。10035.61450.67374。9408平台八31.48784。13560.49633。6393合计2879.41366。2 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。1. 水平防渗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.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如图所示图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。2）对方案二的评价A）次方案造价较贵，并要求较高的监管水平B）适用性：双层膜具有双保险的作用。若第一层被刺穿，还有下层膜及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）特点和要求HDPE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，HDPE膜的垫层、铺衬、覆盖及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）坡面可分为土质坡面和石质坡面，根据设计规定,坡面放破系数不得德育1：1。25。土质坡面经机械开挖后，用人工整平夯实，彻底清除树根、砾石等尖锐杂物，然后铺垫一层土工布（400g/m2)、铺衬HDPE膜，再在膜上铺垫一层土工布;石质坡面应与周围土质坡面厚度一致,经修凿的石质坡面上用水泥砂浆抹平，然后铺衬HDPE膜,上覆一层土工布。沟谷一般由数条支沟和1条主干沟组成。支沟上设渗滤液收集沟(下设地下水收集盲沟）和鱼刺状渗滤液收集支沟；主干沟上设汇集渗滤液收集沟的渗滤液主盲沟（下设地下水主干沟）。场底为垃圾堆填区，场底基础为土方层填筑,机械碾压平整。场底土层（30cm厚）应由人工彻底清除树根、石块等杂物，然后铺筑40cm粗砂层，粗砂层中不得含有粒径2。5cm的角砾或其他尖锐物。在粗砂层表面铺垫一层土工布，然后铺衬HDPE膜，上覆50cm过筛的优质粘土保护层，再铺筑40cm粗砂过滤层，才能用于垃圾堆填。图5 水平防渗结构图(3）在坡面进行HDPE膜铺衬时，坡面上端应进行锚固，锚固采用锚固沟法，即在坡面上端距破口100cm处开挖宽、深各100cm的矩形沟槽，将HDPE膜和下层土工布沿沟槽底部及边缘铺设，然后用粘土分层回填夯实.石质坡面的锚固方法与土质基本相同，但锚固沟的尺寸可适当缩小，沟内采用低强度等级素混凝土回填。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。2。垂直防渗垂直防渗系统在山谷型填埋场中应用较多，在平原区填埋场中也有应用。垂直防渗系统广泛用于新建填埋场的防渗工程和已有填埋场的污染治理工程，尤其对于已有填埋场的污染治理，因目前对其基底防渗尚无办法,因此周边垂直防渗就特别重要.根据施工方法的不同，可用于垂直防渗墙工程施工的方法有地基土改性法、打入法和开挖法等。6.3 渗沥液收集导排系统垃圾处理场渗沥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。如果渗沥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：由于渗沥液的积蓄，使处理场底部的防渗层上的水压增大，从而使渗沥液的渗漏导致地下水及下游水体和土地受到污染.使填埋的垃圾在水中浸泡,从而使大量污染物浸出，导致渗沥液污染物浓度增加。本项目垃圾处理场渗沥液的收集导排系统主要由设于底部防渗层上的渗沥液导流层、导流盲沟、竖向石笼组成.导流层实际上是在场地底水平防渗层之上铺设的300mm厚的卵石，粒径为1650mm。施工时，卵石要求从上至下，粒径逐渐加大，这样既能截细小颗粒，又能确保排水通畅。导流盲沟布置在库底,盲沟内铺设HDPE花管并填满级配卵石，盲沟内HDPE花管直径为315mm。石笼:在整个填埋库区内按40m间距设置竖向导气石笼,石笼由直径1200m的铁丝网填以级配碎石形成,石笼内设置直径200mm的HDPE穿孔花管。渗沥液收集导排系统的工作机理是：各垃圾层的渗沥液进入附近的石笼或流到坡面上，再经石笼或坡面流入导流层进入盲沟，最后经渗沥液收集管排入渗沥液调节池中.6.4 填埋气体收集导排及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。填埋气体导排设施应符合下列规定：填埋气体导排设施宜采用竖井（管),也可采用横管（沟）或横竖相连的导排设施。竖井可采用穿孔管居中的石笼，石笼宜用级配石料等粒状物填充。竖井宜按填埋作业层的升高分段设置和连接；竖井设置的水平间距不应大于50m；管口应高出场地1m以上.应考虑垃圾分解和沉降过程中堆体的变化对气体导排设施的影响，防止设施阻塞、断裂而失去导排功能。填埋深度大于20m采用主动导气时，宜设置横管。有条件进行填埋气体回收利用时,宜设置填埋气体利用设施。填埋库区除应按生产的火灾危险性分类中戊类防火区采取防火措施外，还应在填埋场设消防贮水池,配备洒水车，储备灭火干粉剂和灭火沙土。应配置填埋气体监测及安全报警仪器.填埋库区防火隔离带应符合本规范5.0。9条的要求。填埋场达到稳定安全期前的填埋库区及防火隔离带范围内严禁设置封闭式建（构)筑物，严禁堆放易燃、易爆物品，严禁将火种带入填埋库区.填埋场上方甲烷气体含量必须小于5%；建(构）筑物内，甲烷气体含量严禁超过1。25。进入填埋作业区的车辆、设备应保持良好的机械性能，应避免产生火花。填埋场应防止填埋气体在局部聚集.填埋库区底部及边坡的土层10m深范围内的裂隙、溶洞及其他腔性结构均应予以充填密实。填埋体中不均匀沉降造成的裂隙应及时予以充填密实。对填埋物中的可能造成腔型结构的大件物品应进行破碎.6.5 防洪系统防洪工程的设计是由场地周围的回水面积、降雨量、地表径流等因素确定的。通过计算相应的暴雨强度,再求出水量，便可设计截洪沟的尺寸。 （1) 暴 雨 强 度 q=式中：q-暴雨强度，L/shmP设计重现期，a，取20年 ； t降雨历时，min,取10min。= 157 L / s hm（2） 汇 水 量q =Fq式 中 F 汇水面积，hm 2 ； 径流系数，0。10。3，本设计中取0。2；=0.1692m/s（3)截洪沟尺寸截洪沟断面为等腰梯形 ，上底 b=0.5m,高h=0。4m， 腰的坡度m=1，则面积 W=（0。5+0。4=0。36m湿周为 = =1.63水力半径 由于山地的土质一般为粘土或非粘土的土壤，查给水排水设计手册（第7册）城市防洪得，其容许的不冲刷流速都很小，大 部 分 都 小 于 1m/s， 抗 冲 刷 能 力 很 差 ， 所 以 必 须 进 行 防 护 处 理 。 本 设计采用的是混凝土护面进行防护,其抗冲刷能力很强。查给水排水设计手册（第 7 册)城市防洪得，混凝土护面的边坡系数 为 m =1。0，混 凝 土 护 面（ 无 抹 灰 的 混 凝 土 )的 糙 率 为 n=0.013。流 速 计算公式为:其中： R水力半径，m；i沟底纵坡,其值不小于0。2，本次设计可取2; C流速系数，其值与水力半径R和护面的糙率n有关。 式中 n 护面的糙率,混凝土取0。02。 =38。88截洪沟中的流速为 =38.88 =2。58m/s6.6垃圾坝的设计卫生填埋技术是目前城市生活垃圾处理的主要方法。为增加垃圾库容、或填埋分期规划，需设置不同的垃圾拦挡构筑物。拦挡构筑物根据材料的不同,主要分为碾压式土石坝、浆砌石坝、混凝土坝等.其中碾压式土石坝体积较大，占用库容较大，造价较低，需要大量粘土；浆砌块石坝、混凝土坝体积较小，占用库容较小，造价较高。垃圾坝设计需根据当地地质情况及投资造价进行选择,并经过力学分析其稳定性.碾压式土石坝为重力坝，持力层较浅，而后两种坝体持力层深,对地质条件要求较高。故本设计采用碾压式土石坝。1.垃圾坝的设计内容生活垃圾卫生填埋场土石坝的设计主要包括:坝型选择，材料选择,坝体结构,坝基选择，坝体与岸坡的连接等.（1)坝型选择填埋场用土石坝没有防渗要求,不设心墙,一般可分为均质坝和多种土质坝。由于场地地质情况不同，又兼土石考虑就地取材及降低造价，采用多种土质坝是合适的选择。（2）材料选择材料的选择基本同水工坝的要求,技术条件可放宽，材料选择更广泛.筑坝材料压实后，应具有较高的强度和一定的抗风化能力，并具有较好的长期稳定性。除了含有机质太多的土料、淤泥和软粘土外，几乎所有土石料都可用作筑坝材料。（3)坝体结构坝体高度：土石坝的高度主要由填埋库容确定。对于某一特定的填埋场地，最大库容对应某一坝高，根据现有经验,坝高一般在30以下，按水工分类标准都属于低坝。坝坡：一般确定坝坡均在1:2附近。上下游可采用同样的坝坡。填埋场内边坡每隔一定高度根据需要设土工膜锚固平台。填埋垃圾一侧的坝面因上覆防渗层，可仅做压实土层防护；长期暴露的坝面应做坡面防护，根据重要性可选择植草防护，干砌石防护，预制板铺砌等，为防止坝体材料流失，应做反滤层.坝顶构造：填埋场往往将土石坝顶作为运输或巡检通道，不宜将坝顶宽度定的太小,一般不少于5m。常用泥结碎石、沥青碎石等材料，既防止雨水冲蚀，又能满足车辆行使的要求。坝轴线中点附近填筑高度最大，坝基覆盖层也可能最厚,设计中应留有一定超高，到轴线两侧逐渐降到设计高度，同时也有利于坝顶排水.坝基选择：土石坝既可建在岩基上，也可建在土基上。对于地基的强度和变形的要求,比其它形式的坝要低。但地基中如含有不良地质情况,则须慎重对待，进行地基处理。土石坝竣工后的总沉降量（包括坝基及坝体）一般不应大于坝高的1。土石坝与岸坡的连接:岸坡开挖要去掉表土、浮石，并将表层土压实。对于失水很快分化变质的软岩石，开挖时预留保护层，填筑时，边开挖，边回填，也可开挖后喷浆防护。土石坝面与岸坡形成自然沟渠，为防止此处冲刷，必须设置排水沟。2.垃圾坝的计算设计中必须考虑坝体防渗，考虑渗流的作用。而填埋场中土石坝主要用来挡垃圾(固体废弃物），一般不考虑水的渗流作用。填埋场中往往设有良好的地下水导排系统,坝体在计算中可不考虑渗流的作用。大部分垃圾卫生填埋场均设有通畅的地下水导排系统，故坝的计算中不必考虑渗流的计算和渗透稳定的计算，可仅进行坝的稳定和变形计算。但坝基中的稳定地下水位对其稳定与变形的影响则应予以考虑。本垃圾填埋场垃圾堆体高度为12米，根据坝体高度的设计标准，我把坝体高度确定为3米，坝底宽度根据坡度确定为10米，坝顶宽度为5米.垃圾坝紧挨垃圾一侧根据实际情况设计得比较陡，而背向垃圾一面则比较舒缓。在坝面上的防渗材料一般选用HDPE膜。为增强防渗膜的抗滑稳定，可选用单毛面的，而且毛面贴着坝体。坝面防渗材料的稳定可以通过简单的物理力学分析计算.如不满足，则需要在马道和坝顶设置锚固沟或采取其他的锚固设施。6。7监测井由于场区深层地下水大于30m，监测井检测深层地下水投资很大，因此在本项目中，依据生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889)设置地下水监测井，以检测地表水的水质。监测井包括地下水本底监测井、污染扩散监测井、污染监测井等，并根据地表水依山势的流向设置，本底井一眼设置在填埋场地表水流向上游50m处;污染扩散经两眼，设置在填埋场两旁各50m处；污染监测井两眼，设置在填埋场地表水流下游30m处和50m处。6.8 填埋工艺城市垃圾由环卫部分的垃圾运输车运至垃圾处理厂,经垃圾填埋入口的地磅称重记录后驶入垃圾填埋库区，在现场人员的指挥下按填埋作业顺序进行倾倒、摊铺、压实、洒药和覆土，拉简单元分层填埋.6。9 填埋作业设备选择科学、合理的汽配垃圾填埋作业所需的机械设备，是保证处理厂正常运行的关键。设备配备是根据处理厂实际工作量和作业机械的能力而设置，并考虑一定的使用率和完好率。根据本工程所用的 填埋工艺要求，填埋作业应配置装载、推土摊铺、压实、挖掘、取 土、运输等作业设备。1、推土摊铺设备的选择天买的垃圾及其覆盖土在填埋作业面倾倒后，为有利于下一步的压实作业,需进行推土摊铺作业。由于城市生活垃圾堆体成分复 杂、密度不均匀以及含水率高等特点，选择推土摊铺设备必须具有 接地压力适当、功率强劲，技能在相对较短的距离内将卸下的垃圾从一处推至另一处，又能在不平坦的表面甚至斜坡上移动等性能，为此本工程选用湿式履带式推土机用作摊铺设备. 2、压实设备的选择为了节省垃圾填买的库容、增加垃圾填卖场的服务年限、减少垃圾填埋场的不均匀沉降、最大限度地发挥填埋场的投资效益，填埋垃圾在倾斜和摊铺后，必须分层压实处理，按照生活垃圾卫生填埋技术规范CJJ17-2007）的规定,垃圾压实密度应大于600kg/m,为此垃圾填埋场需配置压实设备 .根据本工程设计规模,同时从经济上考虑,本工程拟选用国产压实机1台和履带式推土机1台。 3、取土设备的选择 为了减小填埋场对周围环境的污染,填埋场每一单短作业完成 后，应进行覆盖,对于本工程采用黏土覆盖，因此填埋畅需配备挖 土、装图和运土设备和车辆,主要包括装载机和自卸汽车等，在这 些设备同时兼做填埋畅厂区道路的维护和填埋库区场地的平整等。4、喷药和洒水设备的原则填埋场还应有灭蝇、灭虫、灭鼠、防尘和除臭措施，为此垃圾 填埋畅需配备洒水、喷药两用车，定期对填埋畅机器周边地区进行 喷药和洒水，一所好灭蝇、灭虫、灭鼠、防尘和除臭工作.5、其他设备的选择为了防止填埋畅垃圾中的纸张、塑料袋等轻质垃圾在填埋过程 中的随风飞扬，本工程在垃圾填埋场周边设置防飞散网.填埋工程主要设备配置见附录一。6.10 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、填埋场的稳定性及土地利用等因素。2、填埋场最终覆盖系统应符合下列规定：粘土覆盖系统（从下至上）：垃圾层、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102.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102 人工材料覆盖系统示意图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.填埋场封场后应继续进行填埋气体、渗沥液处理及环境与安全监测等运行管理，直至填埋体稳定。填埋场封场后的土地使用必须符合下列规定:1、填埋作业达到设计封场条件要求时，确需关闭的，必须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鉴定、核准；2、填埋体达到稳定安全期后方可进行土地使用，使用前必须做出场地鉴定和使用规划;3、未经环卫、岩土、环保专业技术鉴定之前，填埋场地严禁作为永久性建（构）筑物用地。7 渗沥液处理工程7。1 处理工艺处理流程图：渗沥液调节池格栅泵房UASB曝气生物滤池污泥浓缩池污泥脱水机房吹脱塔垃圾填埋场清水池排出污泥回流1。 污水处理方案选择原则1）技术可靠,力求高效,处理工艺能满足排放标准要求；2）处理流程应具有一定的抗冲击负荷能力；3）运行稳定，操作管理简便；4）尽量降低基建投资与运行费用，少占土地、节约能耗；5）尽量考虑元近期结合,避免设备的浪费。2.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，目前的处理方案的基本特点和使用条件见下表：表71 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及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。据杞县提供的资料，杞县城市污水处理预计在2006年底建成，本项目距离城市污水处理厂7km，距离城市污水管网35km，因此通过对渗沥液各种处理方的对比以及上述综合分析，本填埋场对渗沥液的处理拟采用预处理合并处理方案，渗沥液经处理达三级标准后,用吸污车运送至污水处理厂进一步处理。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。3.渗沥液处理设计水量及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，以及杞县城市生活的物理构成成分，初步拟定渗沥液处理涉及的水质如下：BOD5=8000毫克/升COD=11000毫克/升SS=580毫克/升PH=6-94. 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、气提及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。070.20)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及单独处理，可与生化法相结合来处理。生物法主要有好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。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，及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=400013000mg/L、BOD5=160011000mg/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。生物膜法与活性污泥法相比，具有抗水量、水质冲击负荷的有点,而且生物膜上能生长时间较长的微生物，如硝化菌之类。加拿大某大学用直径0。9m的生物转盘处理COD1000mg/L、NH4N50mg/L浓度较低的弱性渗沥液，其出水BOD525mg/L，当温度回升，微生物的消化能力随即恢复、但是应当指出，这种渗沥液的性质与城市污水相近,对于高浓度的渗沥液处理，此方法是否使用还有待研究。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.厌氧生物有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，因此投资及运行费用低廉，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。英国的水研究报道用上流式厌氧污泥床（UASB）处理COD1000mg/L的渗沥液，当符合为3。6-19。7kgCOD/（md），平均污泥龄1。04.3d，温度为30时，COD和BOD5的去除率各为82%和85%，他们的负荷比厌氧滤池要大得多。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及各种处理工艺的适应性。各处理工艺效果比较表(见附录二)5. 污水处理工艺方案比较及选择通过对渗沥液处理各种方法和技术的分析,经过综合考虑，夲填埋场污水处理工艺考虑两个方案,对其进行比较，以便进一步优化推荐方案.1)方案一：厌氧+好氧生物处理工艺渗沥液处理站离填埋库区比较近，好氧及厌氧处理后的剩余污泥用污泥泵抽送至填埋库区的适当地段填埋，剩余污泥中的水及丰富的微生物深入垃圾堆体后，可以加速垃圾熟化过程,同时可以减少污泥的处理费用。2)方案二：厌氧生物处理+物化法其中厌氧段采用上流式厌氧反应器，物化段采用AMT技术（分子分解污水处理工艺)。AMT技术原理：此技术从物质微观分子结构出发，通过系列物理化学作用，破坏污染物分子间的化学键，生成大量具有高度反应活性的自由基，并被氧化性极强的羟基氧化为无机物；而参与的污染物通过再次氧化、吸附、离子交换等作用使污染物分子完全矿化,称为CO2、H2O、N2等，从而彻底降解污染物的物理化学方法.在污染物分子进行分解的过程中,AMT水处理技术集约了以下物理化学作用：电子碰撞和紫外线照射、超声波和光化学催化氧化。其工艺流程如下：从技术可行性方面分析，由于渗沥液水质复杂且不稳定，污染物浓度高，目前国内外普遍采用方案一作为处理工艺.方案二所确定的渗沥液处理工艺对于填埋初期，即渗沥液水质可生化性较强的时期,也许可以达到较好的处理效果，但对于填埋中、后期，随着垃圾堆体中有机物不断降解，碳、氮比不断变化，渗沥液水质将不断老龄化，可生化性将不断降低，该处理工艺是否能适应水质的变化，处理后水质（特别是COD)是否能达到排放标准，尚需要接受实践的检验。从经济方面分析，方案一采用厌氧处理工艺去除大部分COD和BOD，因此维护管理方便,工程投资少，特别是运行费用较低，污泥量少而稳定、两方案详细比较见下表：渗沥液处理工艺方案比较表方案项目 方案一方案二进水水质适应性适应性强适应性逐渐