垃圾填埋场设计

课程设计课程名称：固体废物处理与处置课程设计设计题目：某城市垃圾填埋场设计学院：环境科学与工程学院专业：再生资源科学与技术年级：XX级学生姓名：XXX指导教师：XXX日期：2013.11-2014.11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容积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25.3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主要符号说明31、绪论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、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，废物中有还有毒物质在800——1200℃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4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”[1]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]山谷型填埋场（图1）地上式填埋场（图2）5半地上半地下式填埋场（图3）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，在各发达国家应用非常广泛，例如加拿大1989年卫生填埋处置量占82%；1991年英国、意大利年卫生填埋处置量占其总处置量的90%美国处置量为72%，西班牙处置量为75%，德国1993年卫生填埋处置量占73%。美国联邦环保局(USEPA)和很多州都已详细制定关于填埋场选址、设计、施工、运行、水气监测、环境美化，封闭性监测以及维护年限的法规【3】。而在我国,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。虽然随着经济技术的发展，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。同时在我国的《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24万人，现状垃圾产量1.0~1.5kg/d.人，垃圾压实密度600kg/m3，垃圾场服务年限为10~20年。（2）气象资料：该城市位于我国北方，地处中纬度平原地区，温带季风气候，四季分明，昼夜温差大，无霜期短，多年平均气温4~15oC。多年平均降水量为460~600mm。日最大降雨量可达180mm，该城市年主导风向为西北风。（3）场址概况：填埋场库区周围汇水面积0.6km2。场底表土厚度0.5~4.6m不等，平均2.2m。土壤渗透系数为6.0×10-4m/s。场址地下水稳定水位埋深0.8m。2.3项目设计要求（1）总体要求按照设计任务合理选择设计方案，工艺流程要有一定的灵活性；设计概念清楚、参数选择恰当、计算正确，说明书简明扼要、文字流畅、论点明确；图纸表达正确、符合制图规范；图面整洁、布局合理、图中线型和尺寸标注符合要求；整个设计过程严格遵照相关标准。（2）设计说明书要求内容完整、阐述清楚、计算准确、文理通顺，提倡用计算机解决复杂计算问题。设计说明书要求8000字以上，使用A4纸。内容包括目录、前言、正文、计算书、设计计算框图、小结及参考文献等。设计说明书中应当设计的依据及指导思想；设计方案的确定及具体技术指标的选用原则和技术要求6的说明（3）设计计算书包括填埋场总容量、填埋总量计算；垃圾填埋工艺流程及填埋作业程序确定；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。（4）设计图纸包括垃圾填埋场平面布置图、处理工艺图及主要构筑物（防渗排渗系统、导气系统复合防渗衬里、渗滤液处理工艺等）结构图，图纸要求至少3张。3.填埋场的选址3.1选址的考虑因素[4]填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，达到最理想的经济效益，实现保护环境的目的。必须加以考虑的因素有：运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道路、地形和土壤条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可被利用。（1）运输距离：运输距离是选择填埋场地的重要因素，对废物管理系统起着重要作用。尽管运输距离越短越好，但也要综合考虑其他各个因素。（2）场址限制条件：场址至少应位于居民区1km（参照德国标准）以外或更远。（3）可用土地面积：填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方，以利于满足废物综合处理长远发展规划的需要，应有利于二期工程或其他后续工程兴建使用。尽管没有填埋场大小的法律规定，填埋场地也要有足够的使用面积，包括一个适当大小的缓冲带，并且一个场地至少要运行五年。（4）出入场地道路：由于通常适合填埋场的场地不再城市已建的道路附近，因此，建设出入填埋场的道路和使用长距离的运输车成为填埋场选址的重要因素。（5）地形、地貌及土壤条件：不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处，原则上的地形的自然坡度不应大于5%。（6）气候条件:填埋场场址的选择应考虑在温和季节的主导风向。（7）地表水水文:所选场地必须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或最大洪泛区之外，或应在可预见的未来建设水库或人工蓄水淹没和保护区之外。填埋场的场地必须是位于饮用水保护区、水体和洪水区之外，并且必须在春潮区之外、泥炭沉积超过1m的沼泽区之外。还应建在地下水位以上。最佳的填埋场场址位置是在封闭的流域内，这对地下水资源造成的风险最小。（8）地质和水文地质条件：场址应选在渗透性弱的松散岩层基础上，天然地层的渗透性系数最好能达到10-8m/s以下，并具有一定厚度。7（9）但地环境条件：填埋场场地位置选择，应在城市工农发展规划区、风景规划区、自然保护区之外；印在供水水源保护区和供水远景规划区之外；应具备较有利交通条件。（10）地方公众：可通过自发的协议来达到，也可在废物处理合同中加以规定。3.2选址的程序（1）资料搜集（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15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1.2kg/d*人，该地区主导风向为西北风，因此生活和管理设施宜集中布置并处于夏季主导风向的上风向，即垃圾填埋场的西北角，以减少对人们的影响。采用平原型填埋。每年所需的场地体积为：r1DWP365V垃圾压实密度每年垃圾产生量式中：W－垃圾产生率(kg∕d•人)；P－城市人口；D－压实后垃圾的密度(kg∕m3)；r－覆土与垃圾之比。每年所需的场地面积为：HVA第一年填埋的废物体积为：351593125m456001061.3365CDWP365V设城市生活垃圾的年增长速率为5%（自定）8378367356345334323312m4382.8345862268.794844%51V%51Vm2268.7948445018.756994%51V%51Vm5018.7569941445.720947%51V%51Vm1445.7209473281.686616%51V%51Vm3281.6866163125.653920%51V%51Vm3125.65392025.622781%51V%51Vm25.622781593125%51V%51V）（）（第八年的废物体积为：）（）（第七年的废物体积为：）（）（第六年的废物体积为：）（）（第五年的废物体积为：）（）（第四年的废物体积为：）（）（第三年的废物体积为：）（）（第二年的废物体积为：31415313143121331112310113910389m1174346.9381118425.641.05V%51V8m1118425.64165167.2831.05V%51V3m1065167.2821014445.031.05V%51Vm032.10144451255.96613805.1V%51V5m966138.1251920131.5481.05V%51Vm5481.9201317601.876315%51V%51Vm7601.8763154382.834586%51V%51V）（：第十五年的废物体积为）（：第十四年的废物体积为）（：第十三年的废物体积为）（：第十二年的废物体积为）（：第十一年的废物体积为）（）（第十年的废物体积为：）（）（第九年的废物体积为：填埋的总废物体积为V15V14V13V12V11V10V9V8V7V6V5V4V3V2V1V