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1、西坑尾垃圾填埋场C区填埋气体导排系统设计学 院:专 业:姓 名:指导老师:材料与环境学院环境工程李一佳学 号:职 称:160503102168吴灵副教授中国珠海二二年五月北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺:本人承诺呈交的毕业设计西坑尾垃圾填埋场C区填埋气体导排系统设计是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。本人签名: 日期: 年 月 日西坑尾垃圾填埋场C区填埋气体导排系统设计摘要本次设计是对于现实存在的垃圾填埋场进行设计,在垃圾稳定化过程中,会不断排放填埋气体,它是一种极其危险
2、的易燃易爆气体,假若没有通过有效的方式进行导排容易发生重大危险事故,因此需要有填埋气体导排系统有效排出这些气体。首先通过计算了解到填埋场的基本概况和逐年垃圾量大小,计算填埋气体的产生量,设计导气井、管道布置和各单元设备,使本设计能够符合生活垃圾填埋场控制标准(GB 16889-2008),并且制定相应的日常监测计划,判断能否对填埋气体进行回收利用,完成相关的图纸绘制。关键词:垃圾填埋场;沼气产量计算;气体利用;气体收集The Design of LFG Collection-Diversion System in Zone C of Xin Kengwei LandfillAbstractTh
3、is design is based on a landfill in reality. Landfill gas (LFG). In the development of refuse stabilization, LFG, which is destructive, flammable and explosive, is constantly released. It will result a destructive accident if LFG isnt released in a proper way. In this design, first of all, we need t
4、o learn about the basic situation of the landfill and qualities of garbage to calculate the production of LFG. Then design extraction wells, piping layout and the main units to make sure to accord with Standard for Pollution Control on the Landfill Site of Municipal Solid (GB 16889-2008). Third, mak
5、e landfill daily monitoring method. Four, we are supposed to judge whether the gas from the landfill can be utilized or not. Lastly, finish drawing the related drawing.Keywords: landfill site; calculation of landfill gas; landfill gas utilization; fill gas recovery 目 录1 前言11.1 本设计的选题背景及其意义11.2 卫生填埋场
6、的概述11.3 填埋气体的来源与特征32 本设计的基本概况62.1 工程概况62.1.1 地理位置62.1.2 气候气象72.1.3 自然环境82.1.4 社会环境92.2 设计原则与依据102.3 本设计的基本情况102.4 本设计应该解决的问题102.5 工艺流程113 填埋气体的产生与收集处理123.1 填埋气体的组成123.1.1 生活垃圾的组分123.1.2 进场垃圾量的预测133.2 填埋气产生量的预测163.2.1 最大产气量的估算163.2.2 填埋气体产生量的预测163.2.3 填埋气体的最终收集量193.3 填埋气体的导排与收集213.3.1 填埋气体控制系统213.3.2
7、 冷凝液的收集和排放263.3.3 抽气机273.3.4 脱水器283.3.5 填埋气体的收集283.3.6 气柜324 填埋气体的处理和利用334.1 填埋气体的利用形式334.2 填埋气体发电能力评估334.3 火柜365 气体监测计划376 项目管理406.1 管理机构406.2 人员编制407 主要构筑物与主要材料设备427.1 主要构(建)筑物一栏表427.2 主要设备材料一览表428 工程效益448.1 环境效益448.2 经济效益448.3 社会效益448.4 小结449 结论45参考文献46谢辞48附录491 前言1.1 本设计的选题背景及其意义近年来,随着我国现代化进程的逐步
8、推进和人口数量的上升,我国的城市生活垃圾清运量正在阶段性地逐步增长,与其他垃圾无害化处理工艺如焚烧和堆肥工艺相比较,卫生填埋的运行费用更低,工程技术较简单等特点,卫生填埋仍是现今我国城市生活垃圾垃圾处理应用较广的方式。在人流密集、土地资源短缺、经济繁荣的地区城市,我国生活垃圾卫生处理技术和能力的提高,有助于我们更好处理城市生活垃圾填埋处理和土地资源短缺的矛盾1。垃圾填埋的稳定化过程中,垃圾堆体内部会产生大量的填埋气体(landfill gas, LFG),含甲烷和二氧化碳。其中,甲烷易燃易爆,比二氧化碳更能加深对温室效应的影响。若填埋气体泄露到空气中,不仅会污染空气,对周边居民生活造成困扰,而
9、且会有可能发生严重事故。但另一方面说,若管理和利用得当,填埋气体也能是一种可持续利用的清洁能源,回收利用作为民用燃料和化工燃料,用于发电、锅炉燃烧等3。因此,本设计拟对西坑尾垃圾填埋场C区设计填埋气体导排系统和回收利用方案,解决填埋气体的无控制迁移,实现填埋气体的资源化利用。1.2 卫生填埋场的概述无论如何处理废物,如焚烧、堆肥、热解等方式使其减轻重量或资源化利用,但余下的已经无法再继续利用的残渣,都将被进行最后的处置,即通过使用多个屏障(例如天然屏障或人为屏障)有效地将有害物质隔绝在生物圈以外,这个方法为卫生填埋,这是固体废物处置的基本方法,也是进行固体废物最终处理较为理想的方式3。卫生填埋
10、是从简单地将垃圾堆放或埋入土地的方式,逐渐发展为采取有效的工程技术手段,在填埋场的填埋作业和稳定化过程中,有害气体和渗滤液不能威胁到公共卫生和周边环境3。卫生填埋场的分类和特点如表1.1和表1.23。表1.1 卫生填埋场的种类分类方式填埋场的种类按结构分类衰竭型填埋场封闭型填埋场按填埋地形分类山谷型填埋场坑洼型填埋场平原型填埋场按降解机理分类好氧型填埋场准好氧型填埋场厌氧型填埋场表1.2 卫生填埋的特点分析项目卫生填埋技术可靠性可靠,属于传统处理方式工程规模决定于作业场地和使用年限,一般规模较大选址难易度困难占地面积(体积)1m3/h建设工期912个月使用条件对垃圾种类性质和数量无过多要求,但
11、不适宜含水量较大的垃圾操作安全性较安全,要求填埋气体导排通畅管理水平一般产品市场可回收沼气用于发电主要环保问题渗滤液处理难度较大能源化意义收集沼气后用于发电资源利用封场后可恢复土地利用或再生土地资源稳定化时间时间长达2050年最终处置其本身就是最终处置方式地表水污染应有完善的渗滤液处理设施,处理难度较大地下水污染应有防渗措施,但可能发生渗漏,人工防渗衬里费用较大大气污染会有轻微污染,能通过导排、覆盖、搭建隔离带等方式控制土壤污染填埋场范围以内主要环保措施场底防渗、每天覆盖、填埋气体导排、渗滤液处理等投资(不计征地费)(万元/吨)1827(单层合成防渗衬里,压实机械等)处理成本(计折旧,不计运费
12、)(元/吨)3555处理费用(不计折旧和运费)(元/吨)2231技术特点一次性投资的费用较少;运行管理较为简单;适应性广,对垃圾种类、性质和数量无过多要求;是一种相对完全和彻底的最终处置手段。主要风险沼气聚集或泄露造成爆炸;场底渗漏;渗滤液处理不合格。1.3 填埋气体的来源与特征填埋气体的产生过程中发生一系列的以生物反应为主的复杂反应,其过程主要有五个阶段,其中第四阶段即产甲烷阶段,可持续几年甚至十几年,是持续时间最长的阶段1。(1) 第一阶段:好氧分解阶段(又称“初始调整阶段”)因为空气随着填埋作业进行会进入填埋场内,在好氧条件下,好氧微生物的胞外酶将垃圾中的可降解有机组分分解成简单有机物,
13、这些来自垃圾本身、日覆盖层和最终覆盖层土壤、废水处理后的污泥等的微生物,进行好氧呼吸彻底氧化分解有机质并释放热量,此阶段的温度会上升1015。(2) 第二阶段:好氧至厌氧的过渡阶段(又称“过程转转移阶段”)厌氧条件逐步形成,硝酸盐和硫酸盐在厌氧微生物的作用下被还原成氮气和硫化氢。(3) 第三阶段:酸发酵阶段此阶段厌氧环境已形成,有大量的厌氧微生物活动,糖类、脂肪和蛋白质等复杂有机物被分解为基本结构单位,通过产酸菌再转化成挥发性脂肪酸和醇。(4) 第四阶段:产甲烷阶段挥发性脂肪酸在产甲烷菌的作用下,转化为甲烷和二氧化碳。第四阶段是产生甲烷的主要阶段,持续时间最长,可持续几年甚至十几年,也是能源回
14、收利用(沼气)的最佳时期。进入稳定产甲烷阶段之前需要等待垃圾填埋180500天。(5) 第五阶段:填埋场稳定阶段大部分可降解有机物转化成甲烷和二氧化碳后,在水不断通过垃圾层向下迁移过程中,剩余难被生物降解的有机物逐渐被转化,填埋气体的产生速率明显下降,主要成分仍为这两种气体1。图1.1 填埋场产气阶段3有机酸及其衍生物在甲烷菌的作用下,有机可降解物质最终大部分转化为填埋气体组成中占比最大的两种气体,即甲烷和二氧化碳1。当甲烷在空气的浓度超过5%15%范围时,遇到明火,与氧气混合就会爆炸。虽然填埋场内部没有氧气,不会发生爆炸,但场内的气压升高,发生横向和侧向迁移的填埋气体,会无控制地扩散到厂区边
15、缘且与空气相遇,可能导致火灾和爆炸等事故。填埋气体的微量气体含量较少,但是其中的微量硫化氢、氯化烯等有毒有害气体会对周边环境和人体健康有严重的危害。填埋气体中的臭味也是由微量存在的硫化氢和硫醇引起的,即便是极低的浓度也能引起人嗅觉上的不适。干填埋气体的主要成分见表1.3。表1.3 干填埋气体组成3组分体积分数/%组分体积分数/%CH44560NH30.11.0CO24050H200.2N2010CO00.2O202微量成分0.010.06硫化物012 本设计的基本概况2.1 工程概况2.1.1 地理位置珠海市西坑尾垃圾填埋场,于珠海市香洲区前山街道的福溪村青松路,前山西坑尾西南侧,在珠海市海宜
16、环境投资有限公司医疗废物焚烧厂和西坑尾垃圾填埋场渗滤液处理站附近,本设计项目为垃圾填埋场C区是填埋场的四个填埋区(A、B、C、D)中的其中一个。本设计仅以填埋场的C区为设计对象。图2.1 西坑尾垃圾填埋场C区的地理位置2.1.2 气候气象根据珠海市气象资料查询分析报告书,广东省珠海市是在珠江口伶仃洋的西岸、北回归线以南的海滨城市,属于亚热带季风性气候;年均气温22.4,受海洋影响,气温年均日较差小;无冬季天气,从4月中旬至11月上旬为夏季,59月降水集中,夏季常有台风影响,易出现大风、暴雨天气,集中在79月;将近85%的雷暴天气出现在59月份 4。根据珠海国家基本气象站(区站号59488)提供
17、的资料,项目所在区域近20年(19952014年)的主要气候统计资料如表2.1,累年风频表如表2.2,风向玫瑰图如图2.2。表2.1 珠海中海粮油工业有限公司大豆饲料蛋白加工项目珠海国家基本气象站近20年(19952014年)的主要气候统计表气象参数项目数值风速年平均风速(m/s)2.6最大风速(m/s)及出现时间36.4相应风向:E出现时间:2012年7月24日气温年平均气温()23.0极端最高气温()及出现时间38.7出现时间:2005年7月19日极端最低气温()及出现时间3.0出现时间:1996年2月21日湿度年平均相对湿度(%)78降水量年平均降水量(mm)2109.9年最大降水量(m
18、m)及出现时间2894.6出现时间:2008年年最小降水量(mm)及出现时间1226.9出现时间:2011年日照时数年平均日照时数(h)1872.9表2.2 珠海中海粮油工业有限公司大豆饲料蛋白加工项目珠海国家基本气象站近20年(19952014年)的累年风频表方位NNNENEENEEESESESSEC风向频率(%)3.92.010.78.016.610.010.02.16.7方位SSSWSWWSWWWNWNWNNW最多风向风向频率(%)3.11.87.65.15.21.63.22.6E图2.2 珠海中海粮油工业有限公司大豆饲料蛋白加工项目珠海国家基本气象站的风向玫瑰图(19952014年)2
19、.1.3 自然环境2.1.3.1 地质地貌本设计项目所在的西坑尾丘陵是珠江口西岸凤凰山(黄海高程为436.9米,珠基高程为436.3米)丘陵的西南向余脉,剥蚀残丘-山间冲沟地带是该地的原始地貌单元,埋藏地层是以人工填土层、第四系坡洪积层、冲积层、坡积层及残积层为主,下伏基岩是燕山期花岗岩。本区域的特殊性岩土为风化土,其不良地质作用主要为大气降水造成的冲刷及崩塌。根据区域地质资料,构造延伸一百公里以上的北东向断裂、北西向断裂以及南海北部的北东东向断裂是本区产生地震的主要地质。珠三角地区曾经发生过10次地震,一般在4.755.20级,主要特征是频率高和震级低,本区域属于弱震活动区。2.1.3.2
20、地表水剥蚀残丘-山间冲沟地带是本设计项目的原始地貌单元,从地形来看,山势较高,坡度较大,为4565,山坡上的植被情况良好,灌木多,水源较为丰富。大气降水顺山坡向低凹的山沟中汇聚形成地表水,有面流或是渗入第四系地层中形成的包气带上层滞水,地表水与地下水相互补充的两种方式汇聚。地表水主要见于场地冲沟中。有三座水库在本设计项目的外围:项目东北侧的一座水库是离库区较远的水库,预计库区填埋垃圾不会对该水库产生较大影响;位于西部进场道路西侧的水库,因为目前水库水源连接库底排洪渠处冲沟水,因此需要处理好流出库区排洪管的地表水;最北侧的一座水库即青年水库,在垃圾未掩埋、遭遇强风暴雨时,由于将堆填厚度较大的垃圾
21、,库区会可能会被地表水的径流和垃圾飞扬污染。2.1.3.3 地下水本设计所在地的地下水主要有第四系土层孔隙水和基岩裂隙水两种赋存方式。本项目的地下水位差异较大,地下水016.80米的埋藏深度相当于标高17.5094.77米。地下水主要是以大气降雨和地表径流作为补给来源,通过大气蒸发作用和向沟谷的渗流进行排泄。2.1.4 社会环境前山为古镇,始于南宋绍兴二十二年(1152年)开埠,宋代属香山县长安乡,明代属香山县恭常都管辖,天启元年(1621年)设前山寨,派军驻守。至2004年,辖圆明、长沙、逸仙、造贝、前山、翠微、东坑、春晖等21个社区。2017年,常住人口24.95万人,户籍人口13.16万
22、人,流动人口13.55万人。辖区内,有梅溪牌坊、农科园艺中心等著名景点;还有世邦国际装饰城,是中国华南集合装饰材料最多的集散地之一,除此以外,有共上千家企事业单位、驻街机关和学校,是以建材工业为主要产业,经济繁荣、教育资源丰富、人流密集的城郊结合区域。2.2 设计原则与依据1 环境空气质量标准(GB 3095-2012)2 城市区域环境噪声标准(GB 3096-2008)3 工业企业厂界噪声技术规范(GB 12348-90)4 恶臭污染物排放标准(GB 14554-93)5 生活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889-2008)6 生活垃圾卫生填埋处理技术规范(GB 50869-2013)7
23、 城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准(建标124-2009)8 城市环境卫生设施规划规范(GB 50337-2003)9 生活垃圾填埋场环境监测技术标准(CZ/T 3037-1995)10 生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范(CJJ 133-2009)2.3 本设计的基本情况本设计对象为西坑尾垃圾填埋场C区,本设计拟定垃圾填埋场的垃圾处理量为1000吨/天,属于国家I类级填埋场,总占地面积约为4.6万平方米,填埋容量为112万立方米,可填埋垃圾总量120万吨,服务年限为2.3年。珠海市垃圾成分以深圳市的垃圾成分为参考对象,如下表2.3。表2.3 珠海市的垃圾成分成分厨余皮革
24、渣土陶瓷纸类塑料橡胶玻璃金属织物木竹质量分数/%30%2%1.5%1.5%15%20%1%4.5%2.8%17%4.7%2.4 本设计应该解决的问题(1) 垃圾填埋场的填埋气体的产生量估算、产期周期产期速率的确定、气体控制利用方式6;(2) 垂直排气井和气管的布置;(3) 气管的水力计算,管道材料的选择;(4) 各单元设备型号规格的确定;(5) 填埋气体可回收利用条件的确定;(6) 填埋气体实施的日常监测方案。2.5 工艺流程图2.3 西坑尾垃圾填埋场C区的气体导排系统工艺流程图填埋气体通过水平集气管排放到抽气井(竖向石笼)向上排放出去,耐燃管帽安装在导气管口上,在集气管网低凹处中设冷凝液收集
25、井,填埋气体经过脱水器用于除去气体内的水分,收集的气体最终汇集到总干管,经抽风机将填埋气体导排至气柜储存和缓冲后,再将其中的填埋气加压后输送到发电厂或火柜。Equation Chapter 3 Section 13 填埋气体的产生与收集处理3.1 填埋气体的组成3.1.1 生活垃圾的组分可降解有机碳(DOC)是指能够通过生物化学方法分解固体废物中的有机碳,固体废物中的有机成分是主要因素,2006年IPCC国家温室气体清单指南中提供了计算固体废物中可降解有机碳含量的公式如下10: (式3.1)式中:A纸类和织物占生活垃圾质量的比例,Gg/Gg;B花园和公园废物以及其他非食品易腐有机物占生活垃圾质
26、量的比例,Gg/Gg;C食物占生活垃圾质量的比例,Gg/Gg;D木料和草料占生活垃圾质量的比例,Gg/Gg10。由于我国生活垃圾分类方法无法与2006年IPCC国家温室气体清单指南中的垃圾组分相对应,结合中国实际情况,确定5种主要含可降解有机碳的城市固体废物即纸类、织物、竹木、厨余和灰渣10,可降解有机碳的含量则是将(式3.1)中的常数部分替换为高庆先等的研究成果(表3.2),主要是按照中国的的实际情况,将武汉和沈阳的固体废物作为研究对象,通过实验得出中国生活垃圾成分中5个含有可降解有机碳及其比例的推荐值的分类,能够在生活垃圾的产气情况分析中使用,公式如下10。 (式3.2)式中:A纸类占生活
27、垃圾质量的比例,Gg/Gg;B竹木占生活垃圾质量的比例,Gg/Gg;C织物占生活垃圾质量的比例,Gg/Gg;D厨余占生活垃圾质量的比例,Gg/Gg;E灰渣占生活垃圾质量的比例,Gg/Gg。表3.1 中国湿基城市固体废物中可降解有机碳含量推荐值(%)成分沈阳武汉推荐值W(纸类)28.5323.3425.94W(竹木)35.5121.0728.29W(织物)27.6832.7130.20W(厨余)10.194.277.23W(灰渣)2.484.933.71表3.2 珠海市的生活垃圾填埋场的垃圾组分(湿基)成分厨余皮革渣土陶瓷纸类塑料橡胶玻璃金属织物竹木质量分数/%3021.51.5152014.5
28、2.8174.7DOC含量/%7.2303.71025.94000030.2028.293.1.2 进场垃圾量的预测根据珠海市生态环保局官网的数据显示,如表3.3。表3.3 2008-2018年珠海市固体废物污染防治信息(部分)年份土地面积(平方公里)常住人口(万人)生活垃圾产生量(万吨/年)人均生活垃圾日产生量(公斤)卫生填埋处理量(万吨/年)每日进场垃圾量(吨/日)卫生填埋处理量占清运总量的比例(%)20081653.00148.1157.701.0757.70770.7348.7620091653.00149.1259.841.1030.27829.2750.5820101653.001
29、56.022962.541.1053.291460.0085.2120111653.00156.7666.701.1745.801254.7968.6720121724.32158.2660.531.0539.621085.4865.4520131724.32159.0366.631.1547.801309.5971.7420141724.32161.4280.161.3658.871612.8873.4420151724.32163.4181.501.3761.001671.2374.8420161732.33167.5387.581.4342.801172.6048.8720171736.
30、46176.5493.141.4526.95738.3628.9420181736.46189.1198.301.4232.59892.8833.15从表3.3可知,20082015年卫生填埋处理量占清运总量的期间比例仍然较大,且一直上升。在此期间,城市生活垃圾处理一直是由西坑尾垃圾填埋场、垃圾焚烧发电厂承担,但珠海市民生活水平的提高带来物质文化的增多,带来的垃圾也随之增加,卫生填埋始终是珠海式最主要的垃圾处理方式。从2016年起,卫生填埋处理量占比有所下降。原因是在2015年的基础上,2016年全市增加了珠海信环环保有限公司、华新环境工程(珠海)有限公司参与处理生活垃圾。2017年,珠海中信
31、康恒生态环保产业园生活垃圾焚烧发电厂一期投产使用,珠海市也在2017年开始启动垃圾分类工作,使得填埋垃圾大幅度减少。2018年的卫生填埋处理量占比有所回升,原因是西部中信生态环保产业园的环保生物质热电工程一期项目,集中处理的垃圾中使用填埋处理约占45%也计入其中。根据珠海市2019年度生活垃圾分类工作情况和2020年工作计划汇报,实现到2020年底,全市公共机构生活垃圾分类全覆盖,积极推进垃圾处理设施的建设,其中包括:珠海市环保生物质热电工程二期、餐厨垃圾处理一期项目于2020年完成建设。拟建厨余垃圾处理一期工程,要求于2021年完成。未来的垃圾填埋形式会逐步退出垃圾处理行列。本设计采用人均指
32、标法的增长率预测法,人均指标法采用基准年人均生活垃扱日产生量和人口数量作为顶测基数,预测年生活垃圾年产生量11。(式3.3)式中:Y预测年生活垃圾年产生量,单位为千克(kg);基准年人均生活垃圾日产生量,单位为千克每人每日(kg/人d);人均生活垃圾日产生量的年平均增长率,%,宜取不少于5年有效数据增长率的平均值;基准年人口数量(常住人口,包括有户籍常住人口和无户籍但实际在此住半年以上的流动人口),单位为人;人口数量的年平均增长率,%,宜取不少于5年有效数据增长率的平均值;t预测年限,顶测年份与基准年份的差值。本设计下,珠海市生活垃圾卫生填埋方面仅由西坑尾垃圾填埋场负责,西坑尾填埋场C区于20
33、17年正式启用,通过填埋处理珠海市生活垃圾产生量的30%,该区服务年限约为3.5至4年。以2017年为基准,按照珠海实际情况,人均生活垃圾日产生量为1.45公斤,服务人口为176.54万人,每日进场生活垃圾量为738.36吨,因此垃圾填埋量的计算截止至2020年,填埋气产生量估算截止至2070年。计算求出r1和r2,均选取不少于5年有效数据增长率,如表3.4。表3.4 人均生活垃圾日产生量和人口数量的年增长率及年平均增长率计算年份人均生活垃圾日产生量的年增长率/%人口数量的年增长率/%2008/20093.710.6820104.514.6320116.650.472012-9.250.962
34、01310.080.49201420.311.5020151.671.2320167.462.5220176.355.3820185.547.12平均值5.702.46可得 =5.70%,=2.46%,将和代入(式3.3),如表3.5。表3.5 西坑尾填埋场C区进场垃圾量预测年份生活垃圾产生量(万吨)年进场垃圾量(万吨)日进场垃圾量(吨/天)201793.1427.01738.362018100.8730.26829.082019109.2432.77897.892020118.3135.49972.42总计421.56125.53-3.2 填埋气产生量的预测3.2.1 最大产气量的估算填埋场
35、单位质量垃圾的填埋气体最大产气量()根据垃圾中可降解有机碳含量按下式估算7:(式3.4)式中:填埋场里单位质量垃圾的填埋气体最大产气量,m3/kg; 垃圾中有机碳的含量,%; 分解垃圾中可降解有机碳的比例,或是有机碳到甲烷的转化系数,IPPC推荐值为0.77(定为常数);1.867标准状况下,单位质量的碳转化为甲烷的体积,m3/kg7。表3.6 一级腐烂模型变量、k的推荐值范围16变量取值范围建议的数值潮湿气候中湿度气候干燥气候(m3/t)0312140180140180140180k(L/a)0.0030.40.100.350.050.150.020.10计算得出的值符合推荐值0312之间。
36、3.2.2 填埋气体产生量的预测根据生活垃圾填埋场填埋气体收集处理即利用工程技术规范(CJJ 133-2009),使用Scholl Canyon动力学模型,预测分析和计算封场后垃圾填埋场的填埋气体(CH4)。对某一时刻填入填埋场的生活垃圾,所产生的填埋气体按下式计算7: (式3.5)式中:G从垃圾填埋开始到第t年的填埋气体产生量,m3;M所填埋垃圾的质量,t;单位质量垃圾的填埋气体最大产气量,m3/t;k填埋垃圾的平均产期速率常数,1/a;t从垃圾进入填埋场时算起的时间,年7。其中,k与当地的气候气象条件和垃圾成分等的因素有关,可通过表3.6进行查询,参考深圳下坪垃圾填埋场的k值取值为0.16
37、2,故本设计取k值为0.16215。对某一时刻填入填埋场的生活垃圾,其填埋气体产期速率按下式计算7: (式3.6)式中:所填垃圾在时间t时刻(第t年)的产期速率,m3/年7。垃圾填埋场填埋气体理论产期速率按下式计算7:(n填埋场封场时的年数f)(n填埋场封场时的年数f)(式3.7)式中:填埋场在投运后第n年的填埋气体产生速率,m3/a;n自填埋场投运年至计算年的年数,a;填埋场在第t年填埋的垃圾量,t;f填埋场封场时的填埋年数,a。西坑尾垃圾填埋场C区是从2017年开始填埋,至填埋的第t年计算每年的填埋气体产气量,将不同年份填埋垃圾但在同一年份产生的填埋气体量相加,即为当年的产气量。将第t年产
38、生的量减去(t-1)年产生的量为第t年的总填埋气产生量12。由图3.1可知,封场前随着填埋场不断被填埋新鲜垃圾,填埋气体的产生量逐年增加,停止填埋准备封场的年份即2020年是填埋气体产气量的高峰,封场后产气量逐年减少。表3.7 西坑尾垃圾填埋场C区填埋气体产量预测结果(104 m3)计算年份2017年2018年2019年2020年逐年的总填埋气产生量2017731000731201813538190014412019188215168870211320202332210816429612757202127142612228317782345202230393041282924731994202
39、333163405329330641696202435513715368835661442202537513979402339941227202639214203430943571043202740664393455246668872028418945554758492975520294294469349345153642203043834811508353435462031445949105210550546420324523499553185642395203345785067541057593362034462451295488585928520354664518155545943243
40、203646975225561160152062037472652635659607617620384750529557006128149203947715322573461731272040478953455764621010820414804536557896242922042481653825810627078204348275396582962936620444837540858446312562045484454195857632948204648515427586863434120474857543558786355352048486254415886636630204948665
41、4475893637425205048695451589963822120514872545559046388182052487554585908639415205348775461591163981320544879546459156402112055488054665917640510205648815467591964088205748835469592164117205848835470592364136205948845471592464145206048855472592564164206148865473592664174206248865474592764183206348875474592864193206448875475592864202206548875475592964212206648875475592964212206748885476593064221206848885476593064221206948885476593064221207048885476593164231图3.1 西坑尾垃圾填埋场C区的逐
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