垃圾填埋場設計

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1、固體廢棄物控制工程本科課程設計（某地470t/d垃圾填埋場設計）學生姓名院系名稱化學與材料科學學院專業(yè)名稱環(huán)境工程班 級學 號內(nèi)容設計說明書設計計算書設計圖紙總分總分人分數(shù)目 錄一、垃圾填埋場設計說明書11、設計的基礎資料1 1.1 設計規(guī)模1 1.2 地址11.2.1 填埋場選址原則11.2.2 場址比較2 1.3 填埋場基本概況21.3.1 地形地貌21.3.2 地質(zhì)構成31.3.3 地震與地震裂度31.3.4 水文與水資源31.3.5 氣候條件31.3.6 社會狀況41.3.7 經(jīng)濟概況4 1.4 設計的必要性4 1.5 工藝的選擇51.5.1 三種垃圾處理方式的比較51.5.2 工藝方

2、案選擇62、垃圾填埋場的工程設計6 2.1 庫容及使用年限6 2.2 主體工程62.2.1 垃圾壩72.2.2 場區(qū)防滲7 2.2.2.1 填埋場的防滲系統(tǒng)7 2.2.2.2 防滲材料8 2.2.2.3 防滲系統(tǒng)的構造8 2.2.2.4 人工防滲系統(tǒng)應符合的要求9 2.2.2.5 人工防滲材料施工應符合的要求12 2.2.2.6 填埋場密封方式122.2.3 垃圾滲濾液的收集13 2.2.3.1 垃圾滲濾液概念13 2.2.3.2 垃圾滲濾液的來源13 2.2.3.3 垃圾滲濾液的產(chǎn)生量14 2.2.3.4 滲濾液產(chǎn)生量的計算方法14 2.2.3.5 減少滲濾液產(chǎn)生量的方法15 2.2.3.6

3、 垃圾滲濾液的水質(zhì)特征15 2.2.3.7 滲濾液收集處理系統(tǒng)162.2.4氣體集排系統(tǒng)19 2.2.4.1 填埋氣體的主要組成19 2.2.4.2 填埋氣體收集方式19 2.2.4.3 冷凝液收集和排放20 2.2.4.4 氣體輸送系統(tǒng)20 2.2.4.5 填埋氣體的利用202.2.5場頂封場工程202.2.6截洪溝222.2.7填埋的具體操作步驟223、總圖布置23 3.1 廠區(qū)平面圖23 3.2 主要建構筑物23 3.3 設備選型234、環(huán)境保護與環(huán)境監(jiān)測23 4.1 相關的法律法規(guī)23 4.2 環(huán)境保護24 4.3 環(huán)境監(jiān)測254.3.1 處理水的監(jiān)測254.3.2 地下水的監(jiān)測254

4、.3.3 大氣污染物監(jiān)測254.3.4 噪聲監(jiān)測264.3.5 具體環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容26二、垃圾填埋場設計計算書271、垃圾產(chǎn)生量、垃圾填埋量的計算272、垃圾填埋場庫容和垃圾填埋面積的計算273、計量系統(tǒng)284、滲濾液產(chǎn)生量的計算285、滲濾液調(diào)節(jié)池尺寸的計算296、截洪溝大小的計算297、填埋氣體產(chǎn)生量的計算29三、垃圾填埋場設計圖紙（見附圖）301、垃圾填埋場外環(huán)境關系圖2、垃圾填埋場總平面布置圖3、填埋場基本單元構造圖4、滲濾液收集系統(tǒng)圖5、氣體收集排放系統(tǒng)圖6、垃圾壩大樣圖6某地470t/d垃圾填埋場設計說明書1、 設計的基礎資料1.1設計規(guī)模預建設一個處理量為470.00t/d的垃圾填

5、埋場。15年的最低使用期限共需約382.00m3的庫容。共需填埋面積4.78104m2。（詳見計算書）1.2地址1.2.1填埋場選址原則填埋場的選址總原則是應以合理的技術、經(jīng)濟方案，盡量少的投資，達到最理想的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)保護環(huán)境的目的。必須加以考慮的因素有：運輸距離、場址限制條件、可以使用的土地容積、入場道路、地形和土壤條件、氣候、地表和水文條件、當?shù)丨h(huán)境條件以及填埋場封場后場地是否可被利用。（1）運輸距離：運輸距離是選擇填埋場地的重要因素，對廢物管理系統(tǒng)起著重要作用。盡管運輸距離越短越好，但也要綜合考慮其他各個因素。（2）場址限制條件：場址至少應位于居民區(qū)1km（參照德國標準）以外或更遠。

6、（3）可用土地面積：填埋場場地應選擇具有充足的可使用面積的地方，以利于滿足廢物綜合處理長遠發(fā)展規(guī)劃的需要，應有利于二期工程或其他后續(xù)工程興建使用。盡管沒有填埋場大小的法律規(guī)定，填埋場地也要有足夠的使用面積，包括一個適當大小的緩沖帶，并且一個場地至少要運行五年。（4）出入場地道路：由于通常適合填埋場的場地不再城市已建的道路附近，因此，建設出入填埋場的道路和使用長距離的運輸車成為填埋場選址的重要因素。（5）地形、地貌及土壤條件：不宜選址在地形坡度起伏變化大的地方和低洼匯水處，原則上的地形的自然坡度不應大于5%。（6）氣候條件:填埋場場址的選擇應考慮在溫和季節(jié)的主導風向。（7）地表水水文:所選場地必

7、須在百年一遇的地表水域的洪水標高泛濫區(qū)或最大洪泛區(qū)之外，或應在可預見的未來建設水庫或人工蓄水淹沒和保護區(qū)之外。填埋場的場地必須是位于飲用水保護區(qū)、水體和洪水區(qū)之外，并且必須在春潮區(qū)之外、泥炭沉積超過1m的沼澤區(qū)之外。還應建在地下水位以上。最佳的填埋場場址位置是在封閉的流域內(nèi)，這對地下水資源造成的風險最小。（8）地質(zhì)和水文地質(zhì)條件：場址應選在滲透性弱的松散巖層基礎上，天然地層的滲透性系數(shù)最好能達到10-8m/s以下，并具有一定厚度。（9）但地環(huán)境條件：填埋場場地位置選擇，應在城市工農(nóng)發(fā)展規(guī)劃區(qū)、風景規(guī)劃區(qū)、自然保護區(qū)之外；印在供水水源保護區(qū)和供水遠景規(guī)劃區(qū)之外；應具備較有利交通條件。1.2.2場

8、址比較預選場址兩地之間比較詳細如下表表1場址之間的比較因素場址場址1場址2場址與規(guī)劃的關系在城市規(guī)劃建成區(qū)之外約3km處。在城市規(guī)劃建成區(qū)之外5km處。地理位置位于城區(qū)以東方向，某路西南側200m處。位于城區(qū)東北方向。地質(zhì)、水文條件地質(zhì)條件和地形條件較好，地震烈度7度。地下水位埋深3.94.0m。由西-東走向。地質(zhì)條件一般。地震烈度7度。地下水位較淺。環(huán)境狀況場址為可耕地，地勢平坦。周圍非?？諘?，500m范圍內(nèi)無村莊、單位和建筑物。東面偏南為原城關鎮(zhèn)窯場，其他三面均為農(nóng)田。場址區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)重大文物跡象，地表及地下無國家規(guī)定的保護文物?，F(xiàn)為廢棄窯場，周圍空曠。500m范圍內(nèi)無村莊、單位和建筑物。

9、場址區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)重大文物跡象及國家規(guī)定的保護文物。南面約500m處有河流。交通條件場址位于交通要道西南側200m，交通方便。西約3km處為國道。庫容與使用年限庫容較大，使用年限長。庫容較大，使用年限較長。用地條件可用地面積較大。同場址1。土源條件土源不足。同場址1。氣象條件夏季主導風向的偏下風向。夏季主導風向的下風向。天然防滲能力不能滿足“標準”規(guī)定的10-7cm/s的要求。同場址1。對比結論條件具備且較好。條件具備，但離河留較近，不適宜建填埋場。依據(jù)兩個場址對比分析結果，本著優(yōu)中選優(yōu)的原則，我們認為：場址1優(yōu)于場址2，作為填埋場主要條件具備且較好，因此，我們推薦場址1為項目場址。1.3填埋場

10、基本概況1.3.1地形地貌城市地處黃淮平原，南部地表略有起伏，北部和西部稍有沙丘，東北部有黃河故道遺汊數(shù)條，其他為平原。地勢由西北向東南緩慢傾斜，平均坡降在1/50001/7000之間，海拔高度平均58m。土質(zhì)淤地占24%，主要分布在淤泥河兩岸及圉鎮(zhèn)東部和南部；沙地占10.4%，主要分布在城市北部和東北部邊緣地區(qū)；清河地占36%，兩河土地占29.6%，在各類土壤面積中含鹽堿者占9%。1.3.2地質(zhì)構成城市成土母質(zhì)90%以上為第四紀沉積物，由黃河多次泛濫沉積而成。沉積厚度，最厚5000m，最淺在1000m以內(nèi)。沉積垂直剖面，層次分明，磨圓度高、粗、細均勻一致。另一部分成土為風積物，在城市北部及東

11、北部的部分地區(qū)，原沖積物為風力搬運之風蝕沙粒覆蓋而成。厚度一般在50cm以上。還有一種黃土狀母質(zhì)，城境內(nèi)尚存的幾處壟丘均屬此類，系由地質(zhì)外力形成，質(zhì)地以粉砂為主，含一定數(shù)量的粘土礦物，土體直立成柱狀結構，顏色暗黃。地質(zhì)構造的形跡，因被沉積物所深掩，地表跡象不明。據(jù)已知情況：城市北部一帶隱伏褶皺斷裂較多；城市南部至中部一線，有北向東壓扭性斷裂，其他地區(qū)地質(zhì)構造較為單一。城市城舊城區(qū)外表面為亞粘土，深層為細紗粘土，土壤承載力為818t/m2；舊城區(qū)內(nèi)56m以內(nèi)為雜填土，土壤承載力為10t/m2。1.3.3地震與地震裂度按全國地震區(qū)域劃分，城市屬六級地震烈度區(qū)，從歷史地震發(fā)生情況看（據(jù)城市志所載的有

12、關地震記錄），城市無強大地震，多數(shù)為無感地震，且發(fā)震的頻率小，震中在城市境內(nèi)的無詳細記載。1.3.4水文與水資源1)表徑流與河流城市境內(nèi)及過境河渠共135條，總長1200余km，河網(wǎng)密度0.427/km2，徑流總量6900m3。屬淮河水系。主要河渠有4大干流，22條支流，23條分支，共49條。某河流經(jīng)城區(qū)北部，且距城區(qū)較近，所以地下水源易受地表污水的滲透和影響，其淺層地下水只能作為補給用，地下水開采以深層水為主。2)地下水城市處于黃河沖積平原扇的前沿，地下水豐富。全城地下水總量7.65億m3，可利用量1.78億m3，分布差異較大。依據(jù)富水程度可將城市分為兩個區(qū)：富水區(qū)面積1161.2km2；中

13、等富水區(qū)面積81.8km2，水深在4050m左右。富水區(qū)含水沙層厚1026m，平均15m，含水層頂板埋深926m。含水砂層巖性以中砂和粗砂為主，單位降深出水量大于7t/h，中等富水區(qū)為局部小片分布不穩(wěn)定的薄層中細、粉細砂層，含水層巖性以細砂為主，頂板厚度1525m，含水層厚度515m，平均厚度10m，單位降深出水量小于7t/h，大于4t/h。地下水來源為大氣降水補給及引黃灌溉水源補給，通過包含帶的粉質(zhì)砂土的孔隙和裂隙直接補給地下水。地下水流向為西北向東南，基本上和地形傾斜一致，水力坡降為1/5000左右。目前全城地下水埋深為24m，局部地下水埋深12m。城區(qū)位于富水區(qū)，深層水富水程度以降深15

14、米計，富水程度為4060t/h，淺層水也屬富水區(qū)，富水程度降深5m計，富水程度為4060t/h。水質(zhì)良好，礦化度絕大部分小于1g/L，適宜灌溉和飲用。1.3.5氣候條件城市屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明。春季多風干旱、夏季炎熱多雨、秋季涼爽多陰雨、冬季寒冷少雨雪。1) 光照：多年平均日照時數(shù)：2292h日照百分率：51%太陽總輻射量多年平均115.17千卡/cm2光合有效輻射率總量為56.273千卡/cm22) 氣溫年平均氣溫14.11月最低、平均為-0.67月最高、平均為27.3極端最高氣溫：43（1966年7月）極端最低氣溫：-16.2（1957年1月）3) 無霜期無霜期平均為210天，最

15、長年份為234天（1959年）最短年份為194天（1980年）4) 降水年均降水量為1138.9mm最大年降雨量1924.6mm（1957年）最小年降雨量353.2mm（1968年）夏季（68月）降水量占全年58.1%5) 風向、風速冬季主導風向：偏北風夏季主導風向：偏南風年均風速3.4m/s，最大風速為22 m/s6）蒸發(fā)量年平均蒸發(fā)量1840mm7）濕度年平均濕度70%8）氣壓年平均氣壓1015Kpa1.3.6社會狀況城市南北長55km，東西寬32km，區(qū)域總面積1214.8km2。總人口304萬人，其中農(nóng)業(yè)人口260萬人。城區(qū)位于城市中心，2014年城區(qū)建成區(qū)面積36km2，城市人口33

16、.12萬人。按城市城總體規(guī)劃（19952010）確定的城市縣城性質(zhì)為：全縣政治、經(jīng)濟、文化、科技信息中心，以農(nóng)副產(chǎn)品深加工、紡織、機械、化工等工業(yè)為主導，商業(yè)貿(mào)易綜合發(fā)展的現(xiàn)代化中等城市。1.3.7經(jīng)濟概況2003年該城市完成國內(nèi)生產(chǎn)總值48.1億元，較上年增長6.5%；財政收入完成1.02億元，同比增長4.1%。一、二、三產(chǎn)業(yè)增加值分別完成21.3億元、16.2億元和10.6億元；占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重分別為44.3%、33.7%和22%；完成全社會固定資產(chǎn)投資5.9億元，同比增長18%；完成全社會消費品零售總額7.4億元，同比增長3.7%。1.4設計的必要性1) 垃圾處理現(xiàn)狀和國民經(jīng)濟發(fā)展的

17、迫切需要隨著該城市開發(fā)的不斷深入，尤其是城區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，該市人口不斷增加，生活垃圾產(chǎn)量也逐年上升。而該市目前僅有的垃圾填埋場，其庫容已無法滿足該市垃圾逐年遞增的填埋需求。根據(jù)目前的垃圾產(chǎn)量增長情況，該市已有的垃圾填埋場將在未來的23年內(nèi)達到滿負荷狀態(tài)。因此，該市必須找到經(jīng)濟合理、技術可行的垃圾處理途徑。綜合考慮其環(huán)保效益、社會效益、經(jīng)濟效益，建設一座適合該城區(qū)的垃圾綜合處理場是非常必要的。2) 改善城區(qū)落后的垃圾處理現(xiàn)狀的需要垃圾填埋，不僅污染環(huán)境，占用大量土地資源，而且也是資源的浪費。在垃圾中包含著很寶貴的資源。在城市垃圾中，大量的有機物質(zhì)比例迅速增加，如包裝物品、一次性木筷、塑料制品、

18、菜根菜皮、一次性飯盒、橡膠制品等，都是可以用于回收的資源。目前我國垃圾處理還比較原始，利用率極低。而對垃圾采用綜合處理，一方面可以帶來資源的有效回收，另一方面通過焚燒對其減容，從長遠考慮，對該城區(qū)生活垃圾的處理是一種較為理想的途徑。3) 該城市市容市貌以及城市形象提升的需要該市的環(huán)保情況歷年來受國家的高度重視，隨著大量人力物力的投入，一系列的政策法規(guī)以及工程項目的實施，該市周邊水質(zhì)得到改善、生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡、穩(wěn)定。該城市的垃圾填埋場的建成，將極大的改善該城市的市容市貌環(huán)境。綜上，本項工程的實施將開辟該城市垃圾處理的新局面，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的城建環(huán)保工程，其建設意義深遠，項目的建設是十分必要的。1

19、.5工藝的選擇1.5.1三種垃圾處理方式比較的表格形式如下表表2垃圾處理工藝比較表方式堆肥法衛(wèi)生填滿法焚燒法選址較易，僅需避開居民密集區(qū)，氣味影響半徑小200m，運輸距離適中較困難，要考慮地形、地質(zhì)條件，防止地表水、地下水污染，一般遠離市區(qū)，運輸距離較遠。易，可靠近市區(qū)建設，運輸距離較近占地中等大小適用條件從無害化角度，垃圾中可生物降解有機物10%，從肥效出發(fā)應40%。無機物60%含水量0.5t/d垃圾低位值3300kJ/kg時不需添加輔助燃料。工藝季節(jié)性運行工藝簡單，管理方便設備復雜最終處理非堆肥物需作填埋處理，約占總量的30%無殘渣需作填埋處理，約占初始量的10%25%資源利用作農(nóng)肥；垃圾

20、分選回收部分物資。垃圾分選回收部分廢品；填埋氣收集；終場復墾再生土地資源。發(fā)電、供熱。垃圾圾中的可燃物質(zhì)全部燒掉。大氣污染較小，有輕微氣味。較小，填埋氣體有污染，處置不當易爆炸。較大，煙氣處置不當有輕微氣味。水污染可能性較小較大，（滲濾液量較大，達標難度大）可能性較小成本中等較小，（運行費較低）但投資大較大減容量70%容量增大接近一半有害氣體排放有輕微氣味未減增大污水排放無永久排放無有效利用無無部分利用環(huán)境影響較小大很大自然污染較小未變轉為輕微氣味有益貢獻較大無無最終產(chǎn)物作農(nóng)肥、垃圾分選回收部分物資原樣未變大量無用灰渣1.5.2工藝方案選擇針對城區(qū)垃圾中無機物成分高，可燃成分含量低，垃圾水分含

21、量較高等特點，若采用焚燒處理，則投資和運行費用高，煙氣凈化困難，且可回收能量低，雖減容量較大，但相比其它兩法而言，可謂得不償失。故在選擇處理方法上，暫不考慮焚燒技術。堆肥是一種較好的處理工藝，堆肥工藝無害化、資源化效果好，出售肥料產(chǎn)品，有一定的經(jīng)濟效益。但該法需一定的技術和設備，建設投資和處理成本較高，堆肥產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和價格受垃圾成分的影響。產(chǎn)品的銷路好壞是可否采用堆肥法的決定性因素。目前城區(qū)在垃圾組份、市場銷售、減量化性能、環(huán)保和運行成本等方面存在著多種不利因素影響堆肥工藝的實施：(1)垃圾組份問題：目前的城區(qū)城市生活垃圾組份中，有機物含量較低。(2)堆肥質(zhì)量問題：由于有機物含量低從而影

22、響堆料溫度與通風供養(yǎng)要求，進一步影響堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量；(3)技術經(jīng)濟：堆肥技術需要一定的設備和技術，從而靜態(tài)投資相對增加，裝機容量較大，運行成本和處理成本也較大；(4)堆肥市場問題：根據(jù)城區(qū)的具體情況，堆肥市場非常有限，而產(chǎn)品的銷路是堆肥技術的決定性因素。綜合上述考慮，本設計將考慮衛(wèi)生填埋工藝。2、垃圾填埋場的工程設計2.1庫容及使用年限15年的最低使用期限共需約382m3的庫容。（詳見計算書）2.2主體工程主體工程應包括：場底基礎處理與防滲系統(tǒng)；周邊設引排地表水的分區(qū)截洪溝、庫區(qū)截洪溝及地下水導排系統(tǒng)；場區(qū)道路；石籠、盲溝等滲濾液導流系統(tǒng)；潛水裝置、排氣裝置、收容裝置和沖洗裝置共同構成的滲濾液

23、接納系統(tǒng)，還有單獨開辟的滲濾液凈化處理系統(tǒng)和填埋氣體導排及回收利用系統(tǒng)，以及最終的填埋場封場系統(tǒng)及各種監(jiān)測設施等等。填埋庫區(qū)的占地面積應為場區(qū)總面積的7090，還應留一定的空間在填埋場前設立一個垃圾處理中心，預先分離收集有用物質(zhì)和有害物質(zhì)。2.2.1垃圾壩堤壩設置在填埋場的邊緣以及填埋區(qū)域分隔連接處的部分。在作為中間連接處的情況下，堤壩可以用垃圾芯構成用粘土圍著，圖1為兩種垃圾堤壩建造示意圖。根據(jù)場區(qū)的具體情況加以設計。圖1垃圾堤壩構造示意圖2.2.2場區(qū)防滲2.2.2.1填埋場的防滲系統(tǒng)填埋場防滲系統(tǒng)，不僅要能防止?jié)B濾液滲出污染地下水，還要防止地下水涌入填埋場。通常的防滲方法有水平防滲和垂直

24、防滲。垂直防滲指山谷型填埋場，地質(zhì)條件較好，場底為無裂縫基巖，一般在地下水出口處建筑防滲帷幕，使填埋場底部的滲濾液阻積于帷幕前的水池中，不向下游及鄰近地區(qū)滲透。我國典型的山谷型垂直防滲填埋場有杭州天子嶺填埋場等。在特殊地質(zhì)條件的平原也可采用垂直防滲技術。水平防滲指平原性地貌的填埋場，在水平方向設置防滲系統(tǒng)，在填埋場的底部和周邊形成隔離層，可實現(xiàn)滲濾液和地表水、地下水的分流處理、排放，如北京安定填埋場和深圳下坪垃圾填埋場等。防滲層的建設方法多種多樣，采用何種工藝方法建設防滲層是設計中的重要內(nèi)容，不管使用什么方法、什么材料，最終達到的目的是滲透系數(shù)K小于規(guī)定標準，我國要求K小于10-9m/s。同時

25、要考慮：1)使用壽命。填埋場的使用壽命，封場后要求的防滲層的壽命，以及本身的可靠性。2)與填埋場的相容性。選用的材料不能被填埋物侵蝕，由于滲濾液的性質(zhì)不穩(wěn)定，所以選擇的材料要適應滲濾液的各種性質(zhì)，如抗酸、抗堿等。3)場地條件及氣候條件。4)建設費用。防滲材料的選擇既要達到防滲要求，又要考慮經(jīng)濟合理，厚的土工膜具有更好的防滲性能，但必將提高建設費用。2.2.2.2防滲材料防滲層是由透水性小的防滲材料鋪設而成的，滲透系數(shù)K小，穩(wěn)定性好，價格便宜是防滲材料選擇的依據(jù)。目前，常用的主要有4種:粘土、膨潤土、土工膜、土工織物膨潤土墊(GCL)。(1)普通粘土：一個合格的粘土襯墊其透水率必須很低(K110

26、-7cm/s)并有足夠的抗剪強度和最小的收縮勢，以防脫水開裂。(2)膨潤土:是一種優(yōu)良的天然粘土，其主要成份是蒙脫石礦物，膨潤土的滲透系數(shù)K10-7cm/s，具有極強的防水性，這主要是由于該土壤吸水后，體積會迅速膨脹，形成一層連續(xù)不透水柔性隔離層，而且可以自動修補土層中的縫隙，阻止水分子通過。(3)土工膜:是一種溥的、柔韌的、連續(xù)的、不透水的合成材料，具有長期比學穩(wěn)定性及良好的機械性能，多用于填埋場之底及邊坡防滲透系統(tǒng)中，也可用于填埋場封場系統(tǒng)。最常用的是高密度聚乙烯(HDPE)膜。(4)土工織物膨潤土墊(GCL)：是由兩層或多層土工織物(或土工膜)中間夾一層膨潤土粉末以針刺(縫合或粘接)而成

27、的一種復合材料，可以替代一般粘土密封層。國外大量用于垃圾衛(wèi)生填埋場的防滲結構，它可單獨使用，也可與土工膜組合使用。2.2.2.3防滲系統(tǒng)的構造單層防滲層是指單獨使用壓實粘土、膨潤土或HDPE膜等鋪設而成的防滲層，其造價低，施工快，但安全系數(shù)低，只有地下水污染風險極低的情況下（如地下水位低、土質(zhì)防滲性好）才推薦使用。復合防滲層是多層結構的防滲系統(tǒng)，各層次具有一定的功能，提高了防滲系統(tǒng)的安全性。由于各國國情不同，目前復合防滲層的結構還沒有統(tǒng)一的標準，即使同一國家不同地區(qū)的填埋場由于垃圾性質(zhì)、場地地形地質(zhì)的不同，防滲透層結構也不盡相同，但總的說來一個完整的復合防滲系統(tǒng)應包含以下幾個層次：(1)滲濾液

28、排水層該層上部直接與垃圾接觸，起著收集和排出滲濾液的作用。該層常規(guī)做法是400mm厚粗砂層，粗砂層內(nèi)按一定間距設置排水盲溝，盲溝內(nèi)設穿孔管，匯集垃圾填埋體中流出的滲濾液并排出填埋坑外。(2)保護層保護層是用來保護防滲層的安全的，如在HDPE膜上下覆蓋無紡土工布可防止膜被尖銳的東西刺穿和減輕地基變形對膜的拉力；土工膜上部鋪設的500mm厚粘土層，也是保護層，目的是使土工膜在數(shù)十米高的垃圾堆體的壓力下受力均勻。(3)防滲層該層主要由防滲材料構成，從國內(nèi)外工程實例來看，該層的結構千差萬別，有兩層土工膜中間夾一層膨潤土的，也有一層土工膜上鋪一層膨潤土的，還有土工膜與壓實粘土組成復合襯墊的以及重復使用單

29、層土工膜防滲層組成雙層復合襯墊的?？偟膩碇v，該層至少應設一層土工膜，防滲層層數(shù)越多，安全性能越強，但造價也相應提高?？紤]到填埋場的土質(zhì)以粉沙土為主，層與層之間滲透能力較好，因此選擇在沙坑內(nèi)滿鋪雙層復合防滲層已保證垃圾產(chǎn)生的滲濾液不會對地下水造成二次污染。庫區(qū)（包括盲溝、泵站、預處理池）水平和垂直方向均采用人工防滲技術，防滲材料為HDPE黑膜，膜厚1.5毫米。(4)地下水排水層如果設計地區(qū)地下水水位較高，為了防止防滲層受到地下水浮力和滲透的影響，應設地下水排水層，具體結構類似于滲濾液排水層，一般在防滲層下鋪設400mm厚粗砂層，并設排水盲溝，以將地下水單獨排出場外。(5)地基地基在整理時必須夯實

30、、平整、碾壓，筑成符合要求的坡度。地基的處理必須符合整個填埋場滲濾液收集系統(tǒng)的要求。設計上還應驗算地基承載力和不均勻沉降。(6)邊坡上的防滲層與填埋場坑底防滲層的結構不同，邊坡上防滲層不必設滲濾液排水層和地下水排水層，只是在土工膜上下各加無紡上工織物，上層無紡土工織物上設一層廢棄的汽車輪胎，以防機械碾壓邊坡垃圾時，破壞防滲層，表面再鋪設500mm厚粘土保護層。(7)錨固溝為了固定土工膜和無紡土工布，在填埋坑周邊須開挖錨固溝，邊滲層在填埋坑底部和邊坡鋪設完后，將邊坡埋入錨固溝，用原土填平、整實。2.2.2.4人工防滲系統(tǒng)應符合的要求1.人工合成襯里的防滲系統(tǒng)應采用復合襯里防滲系統(tǒng)，位于地下水貧乏

31、地區(qū)的防滲系統(tǒng)也可采用單層襯里防滲系統(tǒng)，在特殊地質(zhì)和環(huán)境要求非常高的地區(qū)，庫區(qū)底部應采用雙層襯里防滲系統(tǒng)。2.復合襯里系統(tǒng)組成（從下至上）：1) 庫區(qū)底部：基礎、地下水導流層、膜下防滲保護層、HDPE土工膜、膜上保護層、滲濾液導流層、土工織物層、垃圾層，見圖2。垃圾層土工織物層滲濾液導流層（30cm）膜上保護層HDPE土工膜膜下防滲保護層（粘土厚度100cm、滲透系數(shù)不大于1.010-7cm/s）地下水導流層（30cm）基礎圖2復合襯里（庫區(qū)底部）系統(tǒng)示意圖2) 庫區(qū)邊坡：基礎、地下水導流層、膜下防滲保護層、HDPE土工膜、膜上保護層、滲濾液導流與緩沖層、垃圾層，見圖3。垃圾層滲濾液導流與緩沖

32、層膜上保護層HDPE土工膜膜下防滲保護層（粘土厚度75cm、滲透系數(shù)不大于1.010-7cm/s）地下水導流層（30cm）基礎圖3復合襯里（庫區(qū)邊坡）系統(tǒng)示意圖3.單層襯里系統(tǒng)組成（從下至上）：1) 庫區(qū)底部：基礎、地下水導流層、膜下保護層、HDPE土工膜、膜上保護層、滲濾液導流層、土工織物層、垃圾層，見圖4。垃圾層土工織物層滲濾液導流層（30cm）膜上保護層HDPE土工膜膜下保護層（粘土厚度100cm、滲透系數(shù)不大于1.010-5cm/s）地下水導流層（30cm）基礎圖4單層襯里（庫區(qū)底部）系統(tǒng)示意圖2) 庫區(qū)邊坡：基礎、地下水導流層、膜下保護層、HDPE土工膜、膜上保護層、滲濾液導流與緩沖

33、層、垃圾層，見圖5。垃圾層滲濾液導流與緩沖層膜上保護層HDPE土工膜膜下保護層（粘土厚度75cm、滲透系數(shù)不大于1.010-5cm/s）地下水導流層（30cm）基礎圖5單層襯里（庫區(qū)邊坡）系統(tǒng)示意圖4.雙層襯里庫區(qū)底部系統(tǒng)組成（從下至上）：基礎、地下水導流層、膜下保護層、HDPE土工膜、膜上保護層、滲濾液導流（檢測）層、膜下保護層、HDPE土工膜、膜上保護層、滲濾液導流層、土工布織物層、垃圾層，見圖6。垃圾層土工織物層滲濾液導流層（30cm）膜上保護層HDPE土工膜膜下保護層滲濾液導流（檢測）層（30cm）膜上保護層HDPE土工膜膜下保護層（粘土厚度100cm、滲透系數(shù)不大于1.010-5cm

34、/s）地下水導流層（30cm）基礎圖6雙層襯里（庫區(qū)底部）系統(tǒng)示意圖5.特殊情況下可采用鈉基膨潤土墊替代膜下防滲保護層。6.填埋場防滲系統(tǒng)基礎與天然地下水水位的間距不得小于2m。2.2.2.5人工防滲材料施工應符合的要求1 鋪設HDPE土工膜應焊接牢固，達到強度和防滲漏要求，局部不應產(chǎn)生下沉拉斷現(xiàn)象。土工膜的焊（粘）接處應通過試驗、檢驗。2 在垂直高差較大的邊坡鋪設土工膜時，應設錨固平臺，平臺高差應結合實際地形確定，不宜大于10m。邊坡坡度宜小于12。3 人工防滲材料的基礎處理應符合下列規(guī)定：1) 平整度：應達到每平方米粘土層誤差不得大于2cm；2) 潔凈度：不采用膜下土工布保護層時，垂直深度

35、2.5cm內(nèi)粘土層不應含有粒徑大于5mm的尖銳物料；3) 壓實度：位于庫區(qū)底部的粘土層不得小于93%；位于庫區(qū)邊坡的粘土層不得小于90%。2.2.2.6填埋場密封方式填埋場防滲系統(tǒng)中密封層的建設方式多種多樣，常見的有黏土-膨潤土、單層HDPE、雙層HDPE、單層HDPE與黏土-膨潤土復合、HDPE與GCL復合等。黏土-膨潤土及單層HDPE膜都有防滲材料單一、存在滲漏風險的缺點，逐漸被復合密封方式取代。幾種密封方式的比較見下表：表3幾種密封方式的比較項目黏土-膨潤土單層HDPE膜雙層HDPE膜單層HDPE與黏土-膨潤土復合HDPE與GCL復合防滲性能較好較好好很好很好自我修復能力有無無有有密封層

36、價格(元/m2)6080304060701101206070滲漏風險有，很小有，較小有，很小幾乎沒有幾乎沒有施工難度難度大容易容易難度大容易施工速度慢快快慢快附加收益無增加填埋容量增加填埋容量無增加填埋容量由于單一的密封層不能完全保證安全需要，我國個別單一密封層的填埋場發(fā)現(xiàn)有滲漏跡象。從上表中可以看出，黏土-膨潤土、單層HDPE膜、雙層HDPE膜存在滲漏風險，國外發(fā)達國家現(xiàn)已很少采用；單層HDPE膜與黏土-膨潤土復合、HDPE膜與GCL復合是國外發(fā)達國家目前普遍采用的方法。由于HDPE膜與GCL復合密封層防滲性能好，價格高，易于施工，可能出現(xiàn)的漏水點會因膨潤土的遷移而自動愈合，同時可增加垃圾填

37、埋容量，將在本次設計中采用。2.2.3垃圾滲濾液的收集2.2.3.1垃圾滲濾液概念垃圾滲濾液是指超過垃圾所覆蓋土層飽和蓄水量和表面蒸發(fā)潛力的雨水進入填埋場地后，瀝經(jīng)垃圾層和所覆蓋土層而產(chǎn)生的污水。滲濾液還包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所產(chǎn)生的水及浸入的地下水。垃圾滲濾液是一種危害較大的高濃度有機廢水，滲濾液中含有大量的有機物、大量的病菌、病毒、寄生蟲等以及一些有毒有害的物質(zhì)。不僅水質(zhì)成分復雜，而且其水量及污染物的濃度隨垃圾組成、填埋方式、以及不同的季節(jié)和氣候而有明顯的變化，是一種處理難度較大的廢水。因此，國內(nèi)外一直非常重視對垃圾滲濾液進行有效的控制和處理。但由于受到資金的限制以及滲濾液水質(zhì)和

38、水量的劇烈變化，目前我國真正對垃圾滲濾液進行達標處理的填埋場并不多。如何充分利用現(xiàn)有的條件，在盡可能減少滲濾液產(chǎn)生量的前提下，對收集后的滲濾液妥善處理，就成為我國垃圾處理的當務之急。2.2.3.2垃圾滲濾液的來源城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設計、運行和管理中非常棘手的問題。主要來源如圖7有：(1)降水的滲入，降水包括降雨和降雪，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來源；(2)外部地表水的滲入，這包括地表徑流和地表灌溉；(3)地下水的滲入，這與滲濾液數(shù)量和性質(zhì)與地下水同垃圾接觸量、時間及流動方向等有關；當填埋場內(nèi)滲濾液水位低于場外地下水水位，并沒有設置防滲系統(tǒng)時，地下水就有可能滲入填埋場內(nèi)；(4)垃圾

39、本身含有的水分，這包括垃圾本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量；(5)覆蓋材料中的水分，與覆蓋材料的類型、來源以及季節(jié)有關；(6)垃圾在降解過程中產(chǎn)生的水分，與垃圾組成、pH值、溫度和菌種等有關，垃圾中的有機組分在填埋場內(nèi)分解時會產(chǎn)生水分；圖7填埋場水的平衡示意圖2.2.3.3垃圾滲濾液的產(chǎn)生量滲濾液的產(chǎn)生量是受多種因素的影響，如降雨量、蒸發(fā)量、地面流失、地下水滲入、垃圾的特性、地下層結構、表層覆土和下層排水設施的設置情況等。（1）降雨量和蒸發(fā)量是影響滲濾液產(chǎn)生的重要因素，這可以從當?shù)氐臍庀筚Y料來獲得。（2）填埋場表面的斜坡很重要，在平緩的斜坡上，水易于集結，因而大量滲濾，而在較陡的斜坡上

40、，水容易流掉，從而減少了到達垃圾中的水量。垃圾填埋場的最終覆土層一般做成中心高、四周低的拱型，保持1%2%的坡度，這樣可使部分降雨沿地表流走。但當表面斜坡大于8%左右時，表面徑流就有可能侵蝕垃圾堆的頂部覆蓋物，使填埋場暴露，因此，表面斜坡應小得足以預防表面侵蝕。（3）填埋最終覆土后，表面上長有植物，可以通過根系吸收水分，并通過葉面蒸發(fā)作用減少滲濾液發(fā)生量。（4）地下水的滲透，要根據(jù)場內(nèi)滲濾液水位和場外地下水來定，對于防滲情況良好的填埋場，可以不考慮滲濾液的滲出和外部地下水的滲入。2.2.3.4滲濾液產(chǎn)生量的計算方法滲濾液產(chǎn)生量波動較大，但對于同一地區(qū)填埋場，其單位面積的年平均產(chǎn)生量是在一定范圍

41、內(nèi)變化的。假如除雨水之外再沒有其他的水流入地下土層，基底是密封的，在垃圾中沒有貯存的水（因為垃圾本來就很潮濕，可以折算到垃圾含水量中），根據(jù)質(zhì)量守恒的原理，可以得出每平方米填埋場面積的滲濾液產(chǎn)生數(shù)量為：L=P+WE+WC-(E+GE)式中：L滲濾液產(chǎn)生量；P降水量(10002000mma)；WE地下水進入填埋場；WC填埋垃圾的含水量；E蒸發(fā)；GE垃圾填埋場氣體的含水量(可忽略不計)。從上式可以看出：盡可能沒有水從側面進入填埋場是十分重要的，這樣可以控制滲濾液的產(chǎn)量。同樣重要的是垃圾的含水量，它也與滲濾液的水量直接相關。2.2.3.5減少滲濾液產(chǎn)生量的方法為減少滲濾液的產(chǎn)量，除按照場地選擇標準合

42、理選址外，還必須在設計、施工方案和填埋方式上采取必要的措施，主要包括：（1） 把填埋場分成幾個區(qū)段，平時只敞開正在工作的那段表面，這樣可以盡量避免雨水的侵入。（2） 設置與滲濾液收集主管道并聯(lián)的雨水收集系統(tǒng)，根據(jù)場底橫向坡度、高程不同，在滲濾液或雨水進入滲濾液主收集管前設置閥門，使未填埋垃圾區(qū)域的清潔雨水可通過雨水系統(tǒng)排出。（3） 設置清污分流設施，在填埋場四周設置排水溝、導流渠、導流壩，收集降在填埋場上的雨水，減少地表徑流進入場地，并排往洪水調(diào)節(jié)池，防止其流入填埋場區(qū)域。在場外設置截洪溝和疏導渠，截留和疏導填埋區(qū)上游地表徑流和部分潛水。（4） 在場內(nèi)適當位置設置雨水引流溝和引流管，利用引流設

43、施減少進入填埋場的雨水和潛水量，將雨水在尚未與填埋垃圾接觸之前迅速排出場外。（5） 在場地四周及場底設置防滲襯里，還可以利用垃圾中的惰性物質(zhì)構造一道隔離有害物質(zhì)的屏障。（6） 控制地下水，保持地下水水位與垃圾層有足夠的安全距離以防止?jié)B濾液污染地下水，防止地下水滲入填埋場，設置地下水導排系統(tǒng)，在場底基礎上鋪設導流層，導流層底部鋪設排水盲溝，盲溝中放置多孔導流管，將滲濾液收集后進行處理。（7） 把裝填完畢的表面先臨時密封，以待將來最終密封。表面水沿著坡道流入干凈水管道。（8） 設置封場區(qū)排水系統(tǒng)，排除降到封場表面的雨水，減少其向垃圾層的滲入量。地表穩(wěn)態(tài)化，即把表面用壓實機壓密實，選擇合適的覆蓋材料

44、，并在填埋場主體下沉消失以后，栽培植物加以綠化。2.2.3.6垃圾滲濾液的水質(zhì)特征垃圾滲濾液主要來源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水和分解產(chǎn)生的水。垃圾滲濾液的主要污染成分有：有機物、氨氮和重金屬等。其種類和濃度與垃圾類型、組分、填埋方式、填埋時間、填埋地點的水文地質(zhì)條件、不同的季節(jié)和氣候等密切相關，其水質(zhì)主要呈現(xiàn)以下特征：(1)CODCr和BOD5濃度高。在新的垃圾填埋場，大量揮發(fā)性酸的存在可能會產(chǎn)生高的CODCr和BOD5；(2)BOD5與CODCr比值變化大。BOD5/CODCr值的高低與滲濾液處理工藝方法的選擇密切相關。滲濾液BOD5/CODCr值與垃圾填埋場的使用年限有關，對“年輕”填埋場而

45、言，其滲濾液多具有良好的生化處理可行性，可采用生物方法加以處理。而對于“年老”填埋場的滲濾液的處理而言，必須考慮其可生化性隨時間的變化；(3)金屬含量高垃圾滲濾液中含有10多種金屬（重金屬）離子，由于物理、化學、生物等的作用，垃圾中的高價不溶性金屬被轉化為低價的可溶性金屬離子而溶于滲濾液中，在處理過程中必須考慮對它們的去除；(4)營養(yǎng)元素比例失調(diào)，氨氮的含量高隨著填埋場使用年限的增加，當進入產(chǎn)甲烷階段后，滲濾液中的NH4+濃度不斷上升。另外，滲濾液中還存在溶解性磷酸鹽的不足、堿度較高、無機鹽含量高的問題。另外，滲濾液的化學特性還取決于以下幾個方面：（1）垃圾的組成成分垃圾的組成成分直接影響到滲

46、濾液的化學特性。（2）垃圾的預加工填埋前將垃圾破碎能增大垃圾的表面積，增加填埋場的密度，降低垃圾對水的滲透性，增大垃圾的持水能力，從而增長了垃圾與水的接觸時間，加速垃圾的降解，使?jié)B濾液中污染物的濃度增加。（3）填埋時間垃圾填埋后，其填埋年齡不同，降解速率及持水能力和水的滲透性能均不相同，產(chǎn)生滲濾液的組成及其各組成濃度均不相同。通常，填埋時間越長，滲濾液的濃度越低。（4）填埋場的供水填埋場的供水速率的大小直接決定了填埋場內(nèi)垃圾的濕度。當供水率很小時，垃圾場內(nèi)垃圾的濕度小于60，垃圾的降解速率不能達到最大值。當供水率很大時，滲濾液就會被供水所稀釋。（5）填埋場的深度當垃圾的透水性能相同時，填埋場越

47、深，滲濾液在填埋場內(nèi)滯留時間越長，滲濾液的強度越大（所含組分濃度越高）。2.2.3.7滲濾液收集處理系統(tǒng)2.2.3.7.1滲濾液收集系統(tǒng)的設計填埋庫區(qū)防滲系統(tǒng)應鋪設滲濾液收集系統(tǒng)和疏通設施。滲濾液收集系統(tǒng)及處理系統(tǒng)包括：導流層、盲溝、收集支管、收集干管、調(diào)節(jié)池、泵房和污水處理設施等。管路設計一般要求為：（1） 能將填埋場內(nèi)的滲濾液有效排出；（2） 足夠牢固以能承受由于垃圾的荷載及系統(tǒng)工作的壓實設備帶來的物理損壞；（3） 能夠適應預期的填埋場底部的下沉；（4） 能夠在填埋場的腐蝕性環(huán)境下抵制化學侵蝕；（5） 能夠承受填埋場底產(chǎn)生的高溫（1550）。所有管路使用高密度聚乙烯管材。對于支管，可使用高

48、密度聚乙烯花管，周圍堆卵石并包裹土工布保護以防堵塞。在防滲層上鋪設滲濾液導流層，導流層選用1632mm直徑的卵石。庫區(qū)底部滲濾液收集和導流采用碎石排水層和HDPE導盲管盲溝，滲濾液收集管溝由HDPE花管和卵石溝組成，為梯形結構，收集干管和支管呈樹枝狀分布。在場底最低處設一滲濾液提升井，通過干管溝和支管進行收集的滲濾液在此處被提升至滲濾液調(diào)節(jié)池。收集滲濾液的支管可以使用卵石堆置形成，卵石盡可能均勻，尤其泥土含量不能過高(最高不應超過5%)，以便有足夠的空隙用來導排滲濾液。卵石材質(zhì)要求碳酸鈣含量低于10%。卵石周圍應用土工布包裹以防堵塞。滲濾液主管道之上不應有建筑物，特別應避免修在道路下面。因為滲

49、濾液主管道在不被滲濾液充滿時會積聚沼氣，這樣車輛在其上行走時將形成危險隱患。2.2.3.7.2 滲濾液的處理方法作為填埋場的副產(chǎn)品，垃圾滲濾液是高濃度的有機污水，受季節(jié)影響變化大，處理難度大，是目前我國垃圾衛(wèi)生填埋場運行管理中的一個很大的難題。同時，滲濾液中含有大量的C、N和P等營養(yǎng)元素，因此，將滲濾液作為液體肥料得到了許多研究者的青睞，根據(jù)蘭吉武的研究，滲濾液經(jīng)過一定的預處理后對植物進行澆灌是可行的，特別是填埋6年后，垃圾產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)過一定程度的稀釋后，對植物的生長有明顯的促進作用。滲濾液的組成成分是隨時間而發(fā)生變化的，對于填埋時間少于5年的滲濾液，其中的有機物濃度高，pH值較低，低分子脂

50、肪酸多，BOD5及COD濃度較高，BOD5/CODCr值在0.50.6，同時各類重金屬離子的濃度也相對較高，采用生化處理方法是有效的；而隨著垃圾填埋年數(shù)的增加，有機物濃度降低，pH接近中性(一般屬緩沖液)，腐殖質(zhì)類物質(zhì)增加，BOD5及COD濃度較低，BOD5/CODCr值下降，而NH3-N的濃度較高，重金屬離子濃度相對較低，成份比初期要復雜的多，可生化性降低，生化處理難以達到較好的效果。在實際中，因填埋時間的存在先后的差別，使得“年輕”和“年老”的滲濾液并存。因此，為了滿足滲濾液處理效果在垃圾填埋場的使用期間和封場后一直能夠滿足環(huán)境的要求，采用常規(guī)的生物處理技術難以達標排放，而單獨采用物理化學

51、方法則費用較高。因此，采用實用可行的預處理技術，將垃圾滲濾液中的大量懸浮雜質(zhì)、難降解大分子有機物、有毒有害的重金屬離子、高濃度氨氮等不利于生物處理的物質(zhì)去除或轉化為可生物降解的物質(zhì)，提高BOD5/CODCr值和降低氨氮濃度，再采用生物處理，必要時再采用物化方法進行深度處理，最終將其排入城市污水處理管道，進入污水處理廠。國外滲濾液的處理一般有以下幾種形式：）回噴填埋場；）輸送至城市污水處理廠統(tǒng)一處理；）現(xiàn)場處理。滲濾液回噴是人類最早采用的污水處理法，即將滲濾液收集起來，通過噴灌使之回流到填埋場，利用土地吸附，土壤生物降解及垃圾填埋層的厭氧濾床作用使?jié)B濾液降解，循環(huán)填埋場的滲濾液由于增加垃圾濕度，

52、從而提高了生物活性，加速了甲烷生產(chǎn)和廢物分解，其次由于噴灌中的蒸發(fā)作用，使?jié)B濾液體積減小，有利于廢水處理系統(tǒng)的運轉，具有投資省、效果好，無需專門處理設施投資等特點，且可使垃圾保持濕潤，加速填埋場的穩(wěn)定，同時也會導致土層和垃圾層中NH3-N濃度不斷升高，主要用于降雨量較少的干旱地區(qū)（年降雨量小于700mm）。滲濾液經(jīng)過適當預處理運輸至城市污水處理廠是目前比較好的選擇方式之一，由于滲濾液水質(zhì)水量變化大，且污染物濃度高，現(xiàn)場處理并達標排放處理工藝較復雜，投資和運行成本較高，因此，要求從填埋場管理和填埋工藝等方面盡可能減少污水產(chǎn)生量，并優(yōu)先考慮滲濾液處理與城市污水處理相結合。目前，在填埋場已建成的滲濾液處理系統(tǒng)中以生物法處理為主，但運行狀況良好的少之又少。由于本設計采用改良型厭氧衛(wèi)生填埋方式，管理嚴格，滲濾液具有水量相對較少、有機物濃度高、氨氮濃度高、處理難度相對較大的特點。本設計中的滲濾液經(jīng)預處理后排入城市污水處理廠，經(jīng)濟且可靠。