垃圾填埋場 課程設(shè)計

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1、 垃圾填埋場設(shè)計 一、垃圾填埋場建設(shè)的意義及目的 隨著該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活消費(fèi)水平的提高，生活垃圾產(chǎn)生量日漸增加。而目前縣內(nèi)還沒有單獨(dú)的垃圾無害化處理的工程措施，基本上所有的垃圾都是簡易堆放處理，沒有進(jìn)行無害化處理，其衛(wèi)生要求遠(yuǎn)達(dá)不到環(huán)境法規(guī)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 　　這些簡易的垃圾堆放場已經(jīng)造成一系列的環(huán)境污染問題。表現(xiàn)在：一，垃圾露天堆放，散發(fā)陣陣惡臭，污染大氣環(huán)境，周圍幾平方公里的地方都可以聞到，嚴(yán)重影響景觀；二，垃圾無隔離措施，其產(chǎn)生的滲濾液污染地下水和周圍的地表水，極大地威脅居民的健康；三，污染周圍的土壤，使土壤失去應(yīng)有的功能。 城市的經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，人口數(shù)量在上升，消費(fèi)物品

2、也在增加。若不處理對垃圾無害化處理，將引發(fā)重大的災(zāi)難，故建立生活垃圾填埋場處理工程顯得特別迫切。為使得城市環(huán)境得到改善，讓垃圾對于環(huán)境的影響降到最低，垃圾填埋場的建設(shè)有著重大意義。 二、總體布置 1、選址原則 場址的選擇是衛(wèi)生填埋場全面設(shè)計規(guī)劃的第一步。影響選址的因素很多，主要應(yīng)從工程學(xué)、環(huán)境學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法律和社會學(xué)等方面來考慮。主要遵循兩條原則是：一是從防止環(huán)境污染的角度考慮的安全原則，二是從經(jīng)濟(jì)角度考慮的經(jīng)濟(jì)合理原則。 安全原則是選址的基本原則。維護(hù)場地的安全性，要防止場地對大氣的污染，地表水的污染，尤其是要防止?jié)B瀝水的釋出對地下水的污染。因此，防止地下水的污染時場地選擇

3、時考慮的重點(diǎn)。 經(jīng)濟(jì)原則對選址也有相當(dāng)大的影響。場地的經(jīng)濟(jì)問題是一個比較復(fù)雜的問題，它與場地的規(guī)模、容量、征地費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)、操作費(fèi)等多種因素有關(guān)。應(yīng)充分利用場地的天然地形條件，盡可能減少挖掘土方量，降低場地施工造價。另外一個必須考慮到的因素是土地的所有權(quán)和租期。選址的一個先決條件是要能確定場地中哪一個最能達(dá)到“可能選出的最好場地”所要求的標(biāo)準(zhǔn)。 2、填埋作業(yè)工藝 本設(shè)計中垃圾的壓實(shí)密度為0.8t/m3。每層垃圾厚度為2.5~3.0m，每層垃圾壓實(shí)后必須當(dāng)日覆土20~30cm，每一層垃圾和覆土層共同構(gòu)成一個單元，即填埋單元，同等高度并相互銜接的填埋單元構(gòu)成一個填埋層，一般四層厚度組成一

4、個大單元，上面覆土45~50cm。 填埋時先從北往至南推進(jìn)，然后自東向西推進(jìn)。北、中、南之間的連線之間呈圓弧形，使覆蓋面上排水暢通地流向兩側(cè)進(jìn)入排水溝或邊溝等，以減少雨水滲入垃圾體內(nèi)，東西面上部的連線呈一定坡度。外坡為1：4，頂坡為3%。單元厚度達(dá)到設(shè)計厚度后，可進(jìn)行臨時封場，在其上面覆蓋45~50cm厚的粘土。并均勻壓實(shí)，再加上15cm厚的營養(yǎng)土，種植淺根植物。最終封場覆土厚度大于1m即可。 填埋場的作業(yè)方式實(shí)行分區(qū)分單元填埋，為最大限度防止污染擴(kuò)散，填埋作業(yè)過程中，正在進(jìn)行填埋作業(yè)的子填埋區(qū)是裸露的，日覆蓋采用膜覆蓋，其他的區(qū)域均為中間覆蓋或臨時封區(qū)。 首先進(jìn)行作業(yè)的是整平后的一區(qū)填

5、埋庫區(qū)底部，在實(shí)際進(jìn)行填埋作業(yè)的過程中，第一次到達(dá)到填埋作業(yè)高度為距離整平絕對標(biāo)高2m后開始第二層填埋作業(yè)單元的設(shè)置。隨著填埋作業(yè)高度的增加，可利用的填埋作業(yè)有效面積也在增加，這時為氣體利用提供方便，已經(jīng)經(jīng)過臨時封場的填埋單元可以通過導(dǎo)氣石籠中間的垂直氣井，將導(dǎo)氣管和周圍的移動式集氣站連接起來，就可以對氣體進(jìn)行收集了。填埋場的滲瀝液是一種高濃度有機(jī)廢水，它的滲出會污染地下水，因此，必須設(shè)置監(jiān)測井對地下水進(jìn)行監(jiān)測。 監(jiān)測井的布設(shè)：1 座本底監(jiān)測井，設(shè)在填埋區(qū)地下水流向的上游，填埋區(qū)外20～50米處；1 座污染擴(kuò)散監(jiān)測井，設(shè)在填埋場的旁側(cè)，地下水流向的下游10～20米處；1 座污染監(jiān)測井，設(shè)在填

6、埋區(qū)地下水流向的下游，填埋區(qū)外20～30米內(nèi)。 3、防滲設(shè)計 根據(jù)填埋場防滲設(shè)施 (或材料) 鋪設(shè)方向的不同，可將填埋場防滲分為垂直防滲和水平防滲，根據(jù)所用防滲材料的來源不同又可將水平防滲進(jìn)一步分為自然防滲和人工防滲兩種。 防滲層的建設(shè)方法多種多樣,采用何種工藝方法建設(shè)防滲層是設(shè)計中的重要內(nèi)容，不管使用什么方法、什么材料，最終達(dá)到的目的是滲透系數(shù)Kf小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，我國要求Kf小于10-9m/s。[4]同時要考慮： 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

7、料要適應(yīng)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(shè)費(fèi)用。防滲材料的選擇既要達(dá)到防滲要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)合理，厚的土工膜具有更好的防滲性能，但必將提高建設(shè)費(fèi)用。 4、滲濾液的產(chǎn)生及收集處理 垃圾填埋場滲濾液主要來源有： (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(guān)；當(dāng)填埋場內(nèi)滲濾液水位低于場外地下水水位，并沒有設(shè)置防滲系統(tǒng)時，地下水就有可能滲入填埋場內(nèi)； (4) 垃圾本身含有的水分，這包

8、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(guān)； (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(guān)，垃圾中的有機(jī)組分在填埋場內(nèi)分解時會產(chǎn)生水分。 垃圾填埋場滲濾液的收集： 滲濾液收集系統(tǒng)主要由匯流系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)兩部分組成，匯流系統(tǒng)的主體是滲濾液導(dǎo)流層（即主濾液收集層和次濾液收集層），滲濾液的輸送系統(tǒng)多由集水池、提升多孔管，潛水泵和輸送管道組成。典型的填埋場滲濾液收集系統(tǒng)主要由滲濾液調(diào)節(jié)池、泵、輸送管道和場底排水層組成。 1、排水層：場底排水層位于底部防滲層上面，由沙或礫石構(gòu)成。當(dāng)采用粗沙礫時，

9、厚度為30-100cm，必須覆蓋整個填埋場底部襯層，其水平滲透系數(shù)不應(yīng)大于0.1（cm/s），坡度不小于2%。 2、管道系統(tǒng)：一般穿孔管在填埋場內(nèi)平行鋪設(shè)，并位于襯層的最低處，且具有一定的縱向坡度（通常為0.5%-2.0%）。 3、防滲襯層：由黏土或人工合成材料構(gòu)筑，有一定厚度，能阻止?jié)B濾液下滲，并具有一定坡度（通常為2%-5%）。 4、集水井泵、檢修設(shè)施以及監(jiān)測和控制裝置等。 5、填埋氣的組成和收集 填埋氣的組成 填埋場的主要?dú)怏w包括氨、二氧化碳、一氧化碳、氫、硫化氫、甲烷、氮和氧等，其中以甲烷和二氧化碳的含量最高。填埋場產(chǎn)生的微量氣體雖然很少，但其成分復(fù)雜，毒性較大，不能對

10、其忽視。 填埋氣的收集 采用LFG主動控制系統(tǒng)，即在填埋場內(nèi)鋪設(shè)一些垂直的導(dǎo)氣井或水平的盲溝，用管道將這些導(dǎo)氣井和盲溝連接至抽氣設(shè)備，利用抽氣設(shè)備對導(dǎo)氣井和盲溝抽氣，將LFG抽出來。由于本垃圾填埋場面積大，填埋量大，采用水平收集盲溝易使空氣進(jìn)入抽氣系統(tǒng)，故此工程采用垂直抽氣井抽氣?？紤]到填埋厚度和填埋規(guī)模等因素，選擇采用垃圾單元封閉后鉆井下管統(tǒng)一收集填氣體。 填埋氣體主動控制系統(tǒng)主要由抽氣井、集氣管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、氣體處理站以及氣體監(jiān)測設(shè)備等組成。 通常，填埋氣體主動控制系統(tǒng)又分為內(nèi)部填埋氣體收集系統(tǒng)和邊緣填埋氣體收集系統(tǒng)兩類。內(nèi)部填埋氣體收集系統(tǒng)：該系統(tǒng)常用來回收填埋

11、氣體、控制臭味和地表排放，如附圖邊緣填埋氣體主動收集系統(tǒng)：此系統(tǒng)主要是回收并控制填埋氣體的橫向地表遷移。采用周邊抽氣井抽氣。 6、填埋場的封場 填埋場最終覆蓋系統(tǒng)主要組成有：表土層、保護(hù)層、排水層、屏障層和基礎(chǔ)層/氣體收集層等5層。采用的終場覆蓋材料壓實(shí)粘土、土工膜、土工合成粘土層三者。這三種聯(lián)合使用以達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。 本填埋場的最終覆蓋系統(tǒng)從上到下分別為：15cm帶有會淺根植被的表土層，60cm保護(hù)層，HDPE土工膜，土工網(wǎng)排水層，45cm壓實(shí)粘土層。 1)15cm帶有會淺根植被的表土層：其作用于促進(jìn)植物生長并保護(hù)屏障層，提供一定的持水能力。 2)60cm保護(hù)層：其作

12、用為將滲入覆蓋層的水分貯存起來直到通過植物的蒸騰作用散失；將垃圾和掘地動物以及植物根系隔離開來；使人和垃圾接觸的可能性減少；保護(hù)覆蓋系統(tǒng)中下面各層免受過度干濕交替和冰凍的影響而導(dǎo)致覆蓋材料破裂損壞；側(cè)向排水。 3)HDPE土工膜：采用與基礎(chǔ)襯墊系統(tǒng)的防滲材料一致的1．5mm光面高密度（HDPE）膜，使其與上下方的粘土層結(jié)合形成復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)。 4)土工網(wǎng)排水層：采用有土工布濾層的土工網(wǎng)，其作用為降低其下面屏障層的水頭，從而使?jié)B過覆蓋系統(tǒng)的水分最小化；降低覆蓋材料中孔隙水的壓力，提高邊坡的穩(wěn)定性。 5)45cm壓實(shí)粘土層：壓實(shí)粘土的還是具有一定的防滲作用，與HDPE土工膜結(jié)合使用，既經(jīng)濟(jì)又方

13、便。 7、環(huán)境保護(hù)與檢測 封場后還必須對其進(jìn)行維護(hù)，包括場地維護(hù)和污染治理的繼續(xù)運(yùn)行和監(jiān)測。根據(jù)《生活垃圾填埋污染控制》（GB16889-1997）、《生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T3037-1995）和《城市生活垃圾技術(shù)規(guī)范》（GJJ17-2001）的要求，具體為：滲濾液處理系統(tǒng)運(yùn)行和監(jiān)測、滲濾液調(diào)節(jié)池臭氣處理系統(tǒng)運(yùn)行和監(jiān)測、填埋氣體導(dǎo)排與利用系統(tǒng)運(yùn)行和監(jiān)測、地下水監(jiān)測、地表水監(jiān)測、地面沉降監(jiān)測、場地維護(hù)等等。 參考文獻(xiàn) 1.對某縣生活垃圾填埋場設(shè)計原理及設(shè)計方案的研究 張建林 2.聶永豐.三廢處理工程技術(shù)手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 3.羋振明，高忠愛，祁夢蘭，吳天寶. 固體廢物的處理與處置. 北京：高等教育出版社1993. 4.欒智慧，王樹國等. 垃圾衛(wèi)生填埋實(shí)用技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. 5.錢學(xué)德，郭志平，施建勇等．現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場的設(shè)計與施工[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001. 6.沈東升.生活垃圾填埋生物處理技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.