城市生活垃圾填埋场工程设计方案.docx

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1、城市生活垃圾填埋场工程设计方案1.1 服务人口及范围根据指导设计要求，设计 210 万人口进行设计，其中包括农业人口，非农业人口。未来的人口预测采用下公式A= An0 (1 + P)nA ：第 n 年服务的人口数，人；nA :初始服务人口数，人，本次设计中0210 万人；P：人口自然增长率，本次设计中取人口增长率， p0.005。n：第n 年。n 取 171.2 垃圾产率的预测据 调 查 资 料 显 示 人 均 日 产 量 在 0.8kg/(d p) 1.2kg/(d p)，该市现在的人均垃圾产生率取 1 .2kg/(d p)，。结合现在城市以生产农产品以及工业用品为主的特点，设计该 市的生活

2、垃圾将在未来的几年呈连续增长的趋势，其增长系 数取 0.05，采用下公式预测该镇垃圾产生量在未来的变化趋势。a= a(1 + 0.06)nn式中a :初始垃圾人均日产生率，kg/(d p)na第n 年的垃圾人均日产率，kg/(d p)；n 取 20（3）垃圾产生量预测A aW=nnn1000n式中W ：第 n 年的日产垃圾量，t/d；nA ：第n 年的服务人口数，人；1.3 填埋场库容的容积计算本次设计以 210 万人口的生活垃圾进行库容的计算，垃圾填埋场服务年限为 17 年考虑地形地理条件问题，本设计采用平原型填埋。每年所需的场地体积为：(1) 确定库容 VV = 每年垃圾产生量= 365

3、WP (1 + R)垃圾压实密度D式中： W每人每天垃圾产生量，kg(dp) P城市人口；D垃圾的压实密度，600kgm3 R覆土与垃圾之比，取 1/4每年所需的场地面积为： A = VH由以上三式得该市各年的服务人口及垃圾产生量如下表 所示：人均垃年填埋垃圾体积生活垃圾年序号人口/人 圾日产份（ m 3）产量（t/a）量（kg/d p）12021000001.219162509198001622021105001.262022122.8125970618.951732021210521.3232133845.09791024245.64718.542021316571.38915225174

4、0.03961080835.21919.7625520202142316.05131.45860752376148.67681140551.3648620212153027.63161.5315378752507430.89121203566.8277720222163792.76981.60811476882645966.44791270063.8949820232174611.73361.68852050722792156.09411340231.9251920242185481.79231.77294653262946422.71831414282.9047102021964121.86

5、1593109212.57351492422.035225.2163385921120262207391.27741.95467355223280996.56821574878.35261220272218431.24882.05240722983462271.62861661890.38161320282229523.4052.15502759133653562.13611753709.82521420292240671.0222.26277897093855421.44411850602.2931520302251871.37712.37591791944068433.4789195284

6、8.06971620312263133.7492.49491381544293211.42862060742.92561720322274449.41772.61944950624530411.52582174598.972251845609.562填埋库容占体积的 70%-90%，取 80%，则 V=64807011.952 m3V总 =0.8填埋场预计填埋深度 8-10 取 H 取 9m，则填埋场的面积为：A = V =7200779.1058 m 2H1.4 渗滤液及气体的产生量1.1.1 渗滤液产生量渗滤液产量的计算比较复杂，目前国内外已提出多种方法，主要有水量平衡法、经验公式法和经验

7、统计法三种。水 量平衡法综合考虑产生渗滤液的各种影响因素，以水量平衡 和损益原理而建立，该法准确但需要较多的基础数据，而我 国现阶段相关资料不完整的情况限制了该法的应用；经验统 计法是以相邻相似地区的实测渗滤液产生量为依据，推算出 本地区的渗滤液产生量，该法不确定因素太多，计算的结果 较粗糙，不能作为渗滤液计算的主要手段，通常仅用来作为 参考，不用作主要计算方法；根据本填埋场的实际情况和已知条件，决定采用浸出系数 法来计算本填埋场的渗滤液产出量。渗滤液产生量计算公式：=I (C AQ11+ C A )221000式中：Q表示渗滤液年产生量，m3/d；A2填埋场已覆盖面积，m2；C2填埋场已覆盖

8、区渗出系数，其值为 0.20.4；C1填埋场作业区渗出系数，取 0.40.7； A1填埋场作业区面积，m2；I表示最大年或月、日降雨量， mm；根据太原市月平均降雨量为 986-1282mm，I 取其值为 1282mm关于年降水量，已知条件为年平均降雨量 1282mm； 浸出水量按填埋场最终覆土时情况计算：C1 取值为 0.5；C2 取标准值为 0.3。填埋场的服务年限为 17 年，填埋库区总面积约为 A2=7200779.1058 m 21.1.2 填埋面积与渗滤液计算渗滤液平均日产量：Q =I(C1A1 + C2A2）10-3渗滤液最大日产量：其公式为：Qmax= I (C A11+ C

9、A22) 10-3（1）第一块填埋区填埋场的服务年限为 17 年，填埋库区分四块，分别进行填埋。第一块填埋区的服务年限为 4 年，则第一块库区面积为VA =1-48323957.95=924884.21667m2据气象资料记录，一日最大降水量 252 毫米。年H9平均降水量为 986-1282mm，取日平均降雨量 3.5mm，由于是新设计的填埋场，因此第一块填埋区 A0，2第一块没有覆盖区则 C2=0渗滤液平均日产量：Q = I C1( A1+ A ) 10-3=3.5 0.5 924884.21667 10-3 = 1619m32渗滤液最大日产量：Qmax= I C1 ( A1+ A ) 1

10、0-3 = 252 0.5 924884.21667 10-3 = 116536m32（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VA =5-810321702.11=1146855.79m2H9式中：C2 为及时覆盖区域的渗透系数渗滤液平均日产量：Q = I (C A11+ C A22) 10-3= 3.5 (0.51146855.79 + 0.3 924884.21667) 10-3 = 2978m3渗滤液最大日产量：Qmax= I (C A11+ C A22) 10-3 =214416 m 3（3）第三块填埋区第三块填埋区服务年限为 4 年第三块库区面积为VA =9-

11、1212798903.489=1422100.3877m2H9已填埋的面积 =第一块填埋面积 +第二块填埋面积=2071740.0067m3渗滤液平均日产量Q = I (C A11+ C A22) 10-3 = 3.5 (0.51422100.3877 + 0.3 2071740.0067) 10-3 = 4664m3渗滤液最大日产量：Qmax= I (C A11+ C A22) 10-3 =335808m3（4）第四块填埋区第四块填埋区服务年限为 5 年第四块库区面积为VA =13-1720401046.014=2266782.8904m2H9已填埋的面积=第一块填埋面积+第二块填埋面积+第

12、 三块填埋面积=3493840.3944m2渗滤液平均日产量：Q = I (C A11+ C A22) 10-3 = 3.5 (0.5 2266782.8904 + 0.3 3493840.3944) 10-3 = 7635m3渗滤液最大日产量：Qmax= I (C A11+ C A22) 10-3 =549749 m 31.5 渗滤液调节池设计最小调节池容积的由下式确定：其中：V（ Qmax-Q ）5V调节池有效容积；Qm ax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=10000m3/d，则：V = (Q- Q) 5 = (5

13、49749 -10000) 5 = 2698745m3 调节池的水面面积maxA，调节池的有效水深 H 取 7m，超高 0.5m,则A = V=2698745= 385535m2H7调节池的长度 L.取调节池的宽度 B 为 600m,则L=385535/600=643m取整得，池的实际尺寸：长宽高643m600m7.5m1.6 填埋场气体的计算填埋气主要是填埋垃圾中可生物降解有机物组分在微生 物作用下通过生化降解的产物，其中主要含氮气、二氧化碳、 一氧化碳、氢气、硫化氢、甲烷、氮气和氧气等，以及很少量的微量气体。当然，随着随着填埋场的条件垃圾的特性、压实的程度和填埋的温度而不同，所产生的气体各

14、组分的含量有所变化。垃圾填埋气典型组分及含量如下表所示：表 11.2垃圾填埋气典型组分及含量组分含量（体积分数组分含量（体积分数干组分含量（体积分数干干基/%）基/%）基/%）甲烷4560氮气25氢气00.2二氧化4060硫化氢01.0一氧化00.2碳氧气0.11.0氨气0.11.01.6.1 填埋气产量预测碳 微量气体0.010.6填埋场气体产生量的方法大体归为三类，及理论计算法、 经验法、实测法。本次采用理论计算法，其公式如下：表 11.3填埋场产期一级模型参数的建议值建议数值变 量 取值范围潮湿气候中湿度气候 干旱气候L（m3/t） 03120K（1/a） 0.0030.41401800

15、.100.351401800.050.151401800.0020.10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/t K气体产气常数，1/a，取 0.06； t年份，a。e取 2.72根据填埋场一级模型参数建议，进行产气量的计算：第一年产气量：1t0G =M L ke-kt=919800 160 0.06 2.72-0.06 104=831.5541 万 m3年份第t 年垃圾量（t/a）第 t 年产气量（万 m3/a）以此类推可以得出十七年的产气量如下表格：2

16、0162017201820192020202120229198970618.91024245.1080835.1140551.1203566.1270063.005647219364882778949831.5877.925.977.103110881148541497597921395.126.096.213526注明：这是从 20162022 年的产气量202320242025202620272028202920202031203219134014142814924215748716611753701850605284206074217459231.2.92.08.3890.9.82.28

17、.2.98.9925104735252638162529306256722971211.12713414215021581671765.18619622465248.599.233.76286841.44815.43.054958450133.035.9698.34773327注明：这是从 20232032 年的产气量总计 17 年的产气量为 22498.3327 万m31.6.2 渗滤液及气体的收集设备根据经验该城市近年来最大月降雨量为 180mm，则可能由雨水带来的最大渗滤液为 0.15 m3 / s 。由于垃圾渗滤液会对混凝土产生侵蚀作用，所以收集管采用高密度聚乙烯HDPE 管根据曼宁公

18、式：式中：Q管道净流量（ m3 / s ）； n曼宁粗糙系数，HDPE 材料取 0.011； A管的内截面积， m 2 ；S管道坡降，根据经验，渗滤液收集管的管道坡降不应小于 2%，故取S=0.25 ；r 水力半径， m ；h对于满流水管rD inh4式中： Din管的内直径， m把数据带入公式可得： 求得： Din= 0.28m根据HDPE 管的规格，主盲沟取公称外经为 300mm 的半花管，公称压力为 2.00Mpa，壁厚 11.6mm，支盲沟采用250mm 的半花管。竖盲沟比主盲沟小一号，选用公称直径200mm 的半花管，壁厚 12.7mm;1.垃圾的分选系统垃圾经过、大件垃圾自动分选系统、大件垃圾破碎系统、 袋装垃圾自动破袋、大块有机物自动破碎系统、全封闭机械化风选系统、塑料水选系统、有机物高温高压水解水热氧化“热选”系统等工艺处理后，可将城市生活垃圾分选为：(1) 可燃垃圾；（2）砂土类；（3）有机物类如易腐性垃圾。如菜叶、瓜果皮、剩饭菜等。（4）不可回收可燃物类（若辅以简单人工分选，还可以分出硬质塑料、橡胶等）；（5）薄膜塑料类；（6）可回收垃圾以上垃圾，分选纯度均可达到 85%以上，薄膜塑料分选纯度可达到 90%以上，为下工序垃圾处理的“资源化、产业化”打下了结实的基础。