固体废物处理与处置课程设计书.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date固体废物处理与处置课程设计书固体废物处理与处置课程设计书 固体废物处理与处置课程设计 班级：环境工程2班姓名： 学号： 指导老师： 目 录设计说明书1、绪论1.1生活垃圾1.2生活垃圾处理与处置方法1.3卫生填埋场概述2、工程概况2.1项目背景2.2项目设计原始资料2.3项目设计要求设计计算书3、填埋场的选址3.1选址的考虑因素3.2选址的程序3.3地址的选定与所需的

2、容积3.4 填埋作业工艺4.填埋场的地基与防渗4.1填埋区基底工程4.2填埋场的防渗系统4.3防渗材料4.4防渗系统的构造5. 渗滤液的产生及收集处理5.1垃圾渗滤液概念和来源5.2垃圾渗滤液的水质特征5.3渗滤液收集系统5.4渗滤液产生量的计算5.4.1渗滤液产生量的计算5.4.2渗滤液调节池设计6. 填埋气体的产生与收集处理6.1填埋气的组成6.2填埋气体产生量的预测6.3填埋场气体的收集与导排6.3.1填埋场的导排方式及选择6.3.2填埋场气体收集系统的设计6.3.3 填埋气体的利用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1、 绪论

3、 目前，我国正处在城市化的进程之中，城市经济的迅速发展和城市人口的迅速增加，带来了一系列的城市问题。主要表现：产量迅速增加，统计结果表明，从1979年以来，我国的城市生活垃圾平均以每年的810的速度增长，到2000年，我国垃圾产量预测将达1.21.4亿吨；2.由于资金匮乏，管理体制不够完善，城市生活垃圾有效处置率仅为13，而城市垃圾无害化处理率仅有左右；3.大量城市生活垃圾未经处理，任意堆置城郊，侵占大量土地，污染土壤，空气，水体，许多城市行程了“垃圾围城”的污染局面，污染事故发生。本次设计是内蒙古包头市生活垃圾填埋场的设置，通过对填埋场总容量、填埋总量计算；垃圾填埋工艺流程及填埋作业程序确定

4、；填埋场主体工程工艺设计计算；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；设计最可行的垃圾填埋场，力求经济合理的处置固体废弃物。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

5、、废塑料、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

6、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生活垃圾处理与处置方法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

7、，废物中有还有毒物质在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

8、”的一种土地处理垃圾方法。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、工程概况2.1项目背景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。 随着经济的发展，人们生活消费水平的提高，城市的生活垃圾产生量日渐增加。而目前市内还没有垃圾无害化处理的工程措施，基本上所有的垃圾都是简易堆放处理，没有进行无害化处理，其卫生要求远达不到环境法规的卫生标准。这些简易的垃圾堆放场已经造成一系列的环境污染问题。表现

9、在：一 垃圾露天堆放，散发阵阵恶臭，污染大气环境，周围几平方公里的地方都可以闻到，严重影响景观。二 垃圾无隔离措施，其产生的渗滤液污染地下水和周围的地表水，极大地威胁居民的健康。三 污染周围的土壤，使土壤失去应有的功能。城市的经济持续增长，人口数量在上升，消费物品也在增加。若不处理对垃圾无害化处理，将引发重大的灾难，故建立生活垃圾填埋场处理工程。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。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

10、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270万人，现状垃圾产量1.01.5kg/d.人，垃圾压实密度600kg/m3，垃圾场服务年限为10年。（2）气象资料：该城市位于我国北方中西部地区，半干旱中温带大陆性季风气候，常年夏季处于东南季风盛行风向，而冬季处于偏北风向，包头市年均气温8.5，年最低气温-27.6，年最高气温40.4，年降水总量262.9毫米，年最大风速11.0米/秒，平均风速1.8米/秒，年日照时数2806小时，年平均相对湿度52%，全年沙尘天气12次。 （3）场址概况： 填埋场该处地貌为两个山谷，基本为南北走向。山谷地形开阔，中间有一小

11、山丘分隔，两个山谷在南端会聚。整个场地占地40平方千米。填埋场气候为亚热带季风气候，冬季多刮偏北风，夏季为东南风，年降雨在1000毫升以上。场地为双层结构水文地质类型，含水层埋藏较浅，富水性一般，以粘性土为主，且粘土厚度较为稳定，天然条件下松散层粉和基岩风华壳风化含水层的防渗、防污性能均良好。 综合以上，包头市的填埋场项目选址，应考虑距包头市各区中心距离在15-25公里，处在山谷地带适宜。由于该城市综合该地形和风向季节性变换而将填埋区设在东部位置，同时在填埋区的周围设置绿化带。这样可避免风向季节性变换而把填埋区填埋垃圾时产生一些臭气污染影响当地居民。2.3项目设计要求（1）总体要求（2）设计说

12、明书（3） 设计计算书（4）设计图纸3.填埋场的选址3.1选址的考虑因素场址的选择是填埋场全面设计规划的第一步。填埋场选址的影响因素很多，一般主要从工程学、环境学、经济学以及社会和法律等方面来考虑，这几个因素是相互影响、相互联系和相互制约的。主要遵循两条原则：一是从防止环境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。安全原则是选址的基本原则。维护场地的安全性，要防止场地对大气的污染，地表水的污染，尤其是要防止渗滤水的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染是场地选择时考虑的重点。经济原则对选址也有相当大的影响。场地的经济问题是一个比较复杂的问题，它与场地的规模、容量、征地费用、

13、运输费、操作费等多种因素有关。合理的选址可充分利用场地的天然地形条件，尽可能减少挖掘土方量，降低场地施工造价。另外一个必须考虑到的因素是土地的所有权和租期。选址的一个先决条件是要能确定场地中哪一个最能达到“可能选出的最好场地”所要求的标准。在选址过程中，应满足以下的基本原则：（1）厂址应服从城市的总体规划 （2）厂址应符合社会和法律的要求（3）厂址应满足一定的库容量要求（4）地形、地貌及土壤条件（5）气象条件（6）对地表水域的保护（7）对居民区的影响（8）对厂地地质条件的要求（9）厂址工程地质条件的要求（10）厂址选择应考虑交通条件（11）填埋场封场后的开发利用3.2选址的程序（1）资料搜集（

14、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10年，覆土与垃圾压实之比为1:4，填埋高度为10m，地上3m，地下7m，取W为1.0kg/d*人，该城市的地形和风向季节性变换而将填埋区设在东部位置，同时在填埋区的周围设置绿化带，以避免风向季节性变换而把填埋区填埋垃圾时产生一些臭气污染影响当地居民。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。每年

15、所需的场地面积为：第一年填埋的废物体积为：设包头市生活垃圾的年增长速率为6%填埋的总废物体积为=2053125+2176312.5+2306891.25+2445304.725+2592023.009+2747544.389+2912397.052+3087140.875+3272369.328+3468711.488=27061819.62填埋库容占体积的70%-90%，取85% 填埋场预计填埋深度8-10m，取10m填埋用地面积为A=V/H=31837434.84/10=3183743.484m23.4填埋作业工艺 卫生填埋通常是每天把运到填埋场，经性质和计量判定后进入填埋场内。垃圾按 指

16、 定 的 单元作业点卸下，卸 车后 用 推土机 推 铺，再用 压 实 机碾压。分层压实到需要高度后，再在上面覆盖粘土和聚乙烯膜料，并重复上述的卸料、推铺、压 实 和 覆 盖 的 过 程。以一日一层作业单元，每日进行覆盖。垃圾的压实密度大于0.8 t/m。每层垃圾厚度为2.53.0m，每层覆土矿工为1530cm，通常四层厚度组成一个大单元，上面覆盖土在4550cm。 填埋时先从右到至左推进，然后从前向 后 推 进。左、中、右之间 的 联 线之 间 呈 圆 弧 形，使 覆 盖 面 上 排 水 畅 通 地 流 向 两侧进入排水沟或边沟等，以减少雨水渗入垃圾体内，前后上部的连线呈一定坡度。外坡为1：4

17、，顶坡不小于2%。单元厚度达到设计厚度后，可进行临时封场，在其上面覆盖4550cm厚的粘土。并 均 匀 压 实，再 加上15cm厚 的 营 养 土，种 植 浅根植物。最终封场覆土厚度大于1m。 填埋场的作业方式实行分区分单元填埋，以分区分单元填埋为前提，然后再来 考 虑 分 层 的 填 埋 作业。为 最 大 限 度 防 止 污 染 扩散，填 埋 作 业 过 程 中，正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的，日覆盖采用膜覆盖，其他的区域均为中间覆盖或临时封区。 首先进行的作业的是整平后的一区填埋库区底部，在实际进行填埋作业的过程中，要考虑是和填埋作业库区临时作业道路结合起来实施。第一次到达的填埋作业高

18、度为距离整平询问绝对标高2m而后开始第二层填埋作业单元的设臵。 随着填埋作业高度的增加，可利用的填埋作业有效面积也在增加，这时为气体利用提供方便，已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井，将导气管和周围的移动式集气站连接起来，就可以对气体进行再利用了。 整个填埋区的作业顺序是：先一区、二区、再三区，然后开始二期工程。填埋二期工程作业时，和填埋一区形成新的水平面积，继续向上填埋，形成堆体后临时封场，填埋三期作业。其填埋作业工艺流程图如图所示：填埋作业工艺流程图 4.填埋场的地基与防渗4.1填埋区基底工程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

19、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。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

20、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，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

21、规定标准，我国要求Kf小于10-9m/s。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。4.3防渗材料 目前，从国内外的实践实用看来，用于垃圾卫生填埋场应用最广泛最成功的的是高密度聚乙烯（HDPE）膜，与其它防渗材料，它具有最好的耐久性。从防渗性能和经济实用角度考虑，此工程采用1.5mm厚度

22、的高密度聚乙烯（HDPE）膜较为适当。其磨擦性能的考虑，比安全性的角度出发，在坡面上采用毛面HDPE膜较好，但设计中由于有足够的粘土层，所以此工程防渗主体结构全部采用1.5mm厚的光面HDPE膜。 HDPE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。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HDPE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

23、、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。4.5场地防渗系统法案的选定在本设计中根据所给的原始

24、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

25、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.渗滤液的产生及收集处理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。 垃圾渗滤液呈淡茶色或暗褐色，色度在20004000之间。有浓烈的腐化臭味，成分复杂，毒性强烈，有机物含量较多，被列入我国优先污染

26、控制物“黑名单”的就有5种以上；氯氮浓度高，BOD5和COD浓度也远超一般的污水。 垃圾渗滤液来源于三个方面：一是垃圾本身所带的水分；二是垃圾中有机物经分解后所产生的水；三是以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水和地下水。其中进入场区的大气降水和地下水是决定渗滤液产生量的关键因素。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

27、发性酸的存在可能会产生高的CODCr和BOD5；(2)BOD5与CODCr比值变化大：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

28、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。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收集系统的构造渗滤液收集系统主要由渗滤液调节池、泵、输送

29、管道和场底排水层组成。1、排水层：场底排水层位于底部防渗层上面，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5.4.1渗滤液产生量的计算渗滤液的产生量为：式中Q-表示渗滤液年产生量，m3/d;A1-填埋区汇水面积，m2

30、；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）第一块填埋区填埋场的服务年限为10年，填埋库区分三块，分别进行填埋。第一块填埋区的服务年8981633.475限为4年，则第一块库区面积为渗滤液平均日产量：渗滤液最大日产量：（2）第二块填埋区第二块填埋区服务年限为4年第二块库区面积为C2=C10.6=0.60.4=0.24式中：C2为及时覆盖区域的渗透系数渗滤液平均日产量：渗滤液最大日产量：（3）第三块填埋区第三块填埋区服务年限为2年第三块库区面积为 已填埋的面积=第一块填埋面积+第二块填埋面积=898163.3475+1133910.533

31、= 2032073.881m2渗滤液平均日产量：渗滤液最大日产量：5.4.2渗滤液调节池设计最小调节池容积的由下式确定：V（Qmax-Q）5其中： V调节池有效容积；Qmax 设计最大渗滤液产生量；Q渗滤液处理厂规模。由于原始资料里并未给出城市污水处理场处理渗滤液的规模，因此设Q=1000 m3/d，则：V=（Qmax-Q）5=（136321.371000）5=676606.8677 m3/d调节池的水面面积A，调节池的有效水深H取5m，超高0.5m,则 A=V/H=676606.8677/5=135321.3753调节池的长度L.取调节池的宽度B为200m,则 L=63961.6244/20

32、0=319.808m取整得，池的实际尺寸：长宽高320m200m5.5m 垃圾渗滤液处理工艺流程 6. 填埋气体的产生与收集处理6.1填埋气的组成填埋场的主要气体包括氨、二氧化碳、一氧化碳、氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等，其中以甲烷和二氧化碳的含量最高。其典型特征为温度约43-49，相对密度约1.02-1.06，水蒸气含量达到饱和，高位热值为15630-19537KJ/m3。6.2填埋气体产生量的预测垃圾在第t年的产气速率为：Gt=MtL0ke-kt 式中：Gt第t年垃圾的产气速率，m3/a;Mt第t年所填垃圾量，t;L0气体产生潜力，m3/t;取160 m3/tK气体产气常数，1/a，取0.06

33、；t年份，a。e取2.72变 量取 值 范 围建 议 数 值潮湿气候中湿度气候干旱气候L0（m3/t）0312140180140180140180K（1/a）0.0030.40.100.350.050.150.0020.10填埋场产期一级模型参数的建议值第一年产气量：G1= MtL0ke-kt = 6002053125/10001600.062.720.06=1113.69万m3/a第二年产气量：G2=G1+ MtL0ke-kt =1113.69 +6002176312.5/1000）1600.062.720.062/10000=2225.41万m3/a第三年产气量：G3=G2+ MtL0ke

34、-kt =2225.41+6002306891.25/10001600.062.720.063/10000=3335.17万m3/a第四年产气量：G4=G3+ MtL0ke-kt =3335.17+6002445304.725/10001600.062.720.064/10000=4442.96万m3/a第五年产气量：G5=G4+ MtL0ke-kt =4442.96+6002592023.009/10001600.062.720.065/10000=5548.8万m3/a第六年产气量：G6=G5+ MtL0ke-kt =5548.8+6002747544.389/10001600.062.7

35、20.066/10000=6658.68万m3/a第七年产气量：G7=G6+ MtL0ke-kt =6658.68+6002912397.052/10001600.062.720.067/10000=7754.61万m3/a第八年产气量：G8=G7+ MtL0ke-kt =7754.61+6003087140.875/10001600.062.720.068/10000=8854.59万m3/a第九年产气量：G9=G8+ MtL0ke-kt =8854.59+6003272369.328/10001600.062.720.069/10000=9952.63万m3/a第十年产气量：G10=G9+

36、 MtL0ke-kt =9952.63+6003468711.488/10001600.062.720.0610/10000=11048.73万m3/a6.3填埋场气体的收集系统收集填埋气体的作用时减少填埋气体向大气的排放量、控制填埋气体的无序迁移，并为填埋气体的回收利用做准备。收集系统可分为主动式和被动式两种，被动式收集系统利用垃圾体内的气体压力来收集填埋气体，主动收集系统则是采用抽真空的方法来控制气体的流动。主动气体收集系统主要由抽气井、集气管、冷凝水收集井和泵站、真空源、气体处理站（回收或焚烧）以及气体监测设备等组成。被动收集设施根据设置方向分为竖向收集方式和水平收集方式两种类型。被动收

37、集系统的优点是费用较低，而且维护保养也比较简单。若将排气口与带阀门的管子连接，被动收集系统即可转变成主动收集系统。6.3.1填埋场的导排方式及选择在选择填埋场气体控制方式时，应立足于填埋场的实际情况，进行综合考虑，确定最佳方案。由于该设计为新建填埋场，初期产气量不大，而后会迅速增加，因此该设计在收集方式的选择上，采用在垃圾填埋初期通过被动方式控制气体释放，当产气量提高到具有回收利用价值之后，开始对气体进行主动回收利用。主要以主动导排方式为主。目前，国内收集垃圾沼气的垃圾填埋场较少，其收集方式基本是参照国外的经验。填埋沼气的收集主要有两种方式，即垂直收集与水平收集。垂直收集是在垃圾填埋封场后在其

38、上打垂直井，以收集填埋场内的沼气；而水平收集是在垃圾填埋过程中，在垃圾填埋作业面上水平铺设沼气收集管来收集沼气。这两种方式各有优缺点，垂直收集适合在已封场的垃圾填埋场或已封顶的垃圾填埋单元进行沼气的收集，其特点是封顶后打井易于操作，垃圾覆盖较好利于集气，集气半径较大，但一般不能边填埋边集气。而水平收集则比较适用在未封场的垃圾场上或者正在进行作业的垃圾填面上，其特点是可在边填埋边集气，利于沼气的及时收集，缺点是易与填埋作业发生冲突，集气半径相对小一些。经对比上述两种收集方式的优缺点，本设计选择竖向收集井方式。即主动导排竖向收集方式。6.3.2填埋场气体收集系统的设计与计算抽气井井距可用下式来计算

39、：X=2Rcos30式中，X三角形布置井的间距；R影响半径。本设计为主动导排，根据规范井距为90100m，取90m，则6.3.3填埋气体的利用因填埋场工程较大，处理的垃圾量也较大，产生的沼气数量可观，持续的时间长，所以本工程主要把填埋气体用作发电。7.终场覆盖7.1填埋场的封场系统设计 填埋场最终覆盖系统主要组成有：表土层、保护层、排水层、屏障层和基础层/气体收集层等5层。采用的终场覆盖材料压实粘土、土工膜、土工合成粘土层三者。这三种联合使用以达到最好的经济效益和环境效益。 该垃圾填埋场设计使用年限为10年，到期后将进行封场。目的在于减少雨水的渗入，进行填埋场生态恢复。本填埋场的最终覆盖系统从

40、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压实粘土层。 1) 15cm带有会浅根植被的表土层：其作用于促进植物生长并保护屏障层，提供一定的持水能力。 2) 60cm保护层：其作用为将渗入覆盖层的水分贮存起来直到通过植物的蒸腾作用散失；将垃圾和掘地动物以及植物根系隔离开来；使人和垃圾接触的可能性减少；保护覆盖系统中下面各层免受过度干湿交替和冰冻的影响而导致覆盖材料破裂损坏；侧向排水。 3) HDPE土工膜：采用与基础衬垫系统的防渗材料一致的15mm光面高密度（HDPE）膜，使其与上下方的粘土层结合形成复合防渗结构。 4) 土工网排水层：采

41、用有土工布滤层的土工网，其作用为降低其下面屏障层的水头，从而使渗过覆盖系统的水分最小化；降低覆盖材料中孔隙水的压力，提高边坡的稳定性。 5) 45cm压实粘土层：压实粘土的还是具有一定的防渗作用，与HDPE土工膜结合使用，既经济又方便。7.2填埋场封场后的土地回用填埋场的稳定化程度直接决定其土地回用的可能性，不同的回用目的对填埋场的稳定性要求也不同。判断填埋场的稳定化指标主要有填埋场表面沉降速度、渗滤液水质、释放气体的质和量、垃圾体的温度、垃圾矿物化的程度等。但是，到目前为止还没有填埋场稳定化的定量标准。国外对填埋场的封场后的土地回用有以下规定：1、填埋场满容后，即填埋场停止填埋垃圾后，至少在

42、5年内（即不稳定期）要对其封场检测，不准使用，要坚持防火、防爆；2、3年后经过鉴定达到稳定阶段后方可使用；3、作出场地使用规划，按规划逐步回用填埋场土地；4、处于稳定阶段的填埋场可做绿化用地、人造景观用地、堆肥厂用地，废弃物无害化处理厂以及无机物质堆放场用地等；5、未经长期观测和环境卫生专业技术部门鉴定之前，填埋场地绝对禁止作为工厂、商店、机关、学校、住宅以及公共场所的建筑用地。8.环境保护与检测根据生活垃圾填埋污染控制（GB16889-1997）、生活垃圾填埋场环境监测技术标准（CJ/T3037-1995）和城市生活垃圾技术规范（GJJ17-2001）的要求，填埋场环境监测主要是检测垃圾的渗

43、滤液、填埋气体、地表水、地下水、大气、填埋物、堆体沉降、苍蝇密度等有关情况。其监测项目表为： 结语本项目实施后，能很好的改善该市环境质量，使垃圾达到无害化处理的要求，具有巨大的环境效益；总体环境质量的改善有益于人们的身心健康，减少疾病的发生，降低医疗费用；垃圾填埋场的建设与投资增加了就业机会，产生良好的社会效益；城市环境质量的提高将会吸引更多投资，并促进旅游产业和其他第三产业的发展，其所带来的其他社会经济效益的十分巨大的。 两周的课程设计时间不长，但我的确从中掌握了很多课堂中学习不到的知识。通过这次的课程设计我更加了解垃圾处理的整体过程，通过查阅资料、相互讨论、答疑等多种手段完成的这次课程设计

44、，系统的强化了我在知识和理论的盲点与不足，提高了对设计的统筹规划、细心处理的方法实践技术。对以后的毕业设计和工作中的重点分析打下了坚实的基础。 参考文献1.赵由才，牛冬杰，柴晓利等.固体废物处理与资源化.北京：化学工业出版社，20062.聂永丰.三废处理工程技术手册.北京：化学工业出版社，20003.芈振明，高忠爱，祁梦兰，吴天宝. 固体废物的处理与处置. 北京：高等教育出版社，1993.4.李国学.固体废物处理与资源化.北京：中国环境科学出版社，20055.栾智慧，王树国等. 垃圾卫生填埋实用技术. 北京：化学工业出版社，2004.6.钱学德，郭志平，施建勇等现代卫生填埋场的设计与施工M北京：中国建筑工业出版社，2001.7.沈东升.生活垃圾填埋生物处理技术.北京：化学工业出版社，2003.8.建设部.城市生活垃圾卫生填埋技术.北京：中国建筑工业出版社，2004-