城市生活垃圾卫生填埋场毕业论文

城市生活垃圾卫生填埋场的设计摘要随着经济的发展、工业化与城市化进程的加快、城市建设规模的扩大，人口不断涌入城市，使城市生活垃圾急剧增多。城市垃圾污染环境，对城市居民的健康和生存构成严重威胁，已成为社会一大公害。治理城市生活垃圾已成为我国各大城市的重大环境问题，同时，随着人类环保意识的加强，城市生活垃圾卫生填埋场的设计理论及工程技术问题日益受到应有的重视。然而，我国卫生填埋场的设计理论及其机理尚有待深入研究和探讨，为此，本文结合卫生填埋场的建设，对此进行了探讨。因此，如何安全有效地解决垃圾的最终处置问题，避免形成二次污染，并将垃圾作为能开发利用的资源，实现可持续发展是卫生填埋所必须研究解决的重要课题。本文首先对我国垃圾填埋场进行了综合分析，探讨了城市生活垃圾的特性，在此基础上，对填埋场的选址、防渗层的构造措施、防渗材料的工程特性、渗滤液的产生及处理、填埋气体的收集及利用、封场措施、填埋场的综合利用以及环境保护和监测等问题进行了深入的探讨。关键词：生活垃圾；填埋场；防渗层；渗滤液；填埋气体AbstractAlongwitheconomicdevelopment,industrializationandurbanizationprocessaccelerated,thescaleofthecities’constructionexpanded,Populationkeepspouringintocities,MSWhaveincreaseddrastically.MSWpollutedtheenvironmentandconstitutedaseriousthreattothesurvivalandthehealthofurbanresidents,hasbecomeapublichazard.MSWmanagementhasbecomemanylargecities’majorenvironmentalproblem,meanwhile,aspeople’senvironmentalawarenessincreasing,thedesigntheoryandtechnicalproblemsofMSWSanitaryLandfillSitehavereceivedtheattentionincreasinglywhichtheydeserved.However,China'ssanitarylandfill’sdesigntheoryandit’smechanismhasyettobethoroughlystudiedanddiscussed,forthis,basedonthesanitaryLandfill’sbuilding,thepaperdiscussedit.Therefore,thequestionofhowtoSolvetheproblemofthegarbage’sfinaldisposalinsafeandeffectivesolution,avoidthesecondarypollution,andmakethetrashbecometheresourceswhichareabletobedevelopmentedandutilizated,thesanitarylandfill’ssustainabledevelopmentistheimportantissuesmustbestudiedandresolved.ThispaperongarbagelandfillforacomprehensiveanalysistoexaminetheMSWcharacteristics,onthisbasis,onthelandfillsite,theconstructionofimpermeablelayer,imperviousmaterialstotheengineeringcharacteristicsofleachateproductionandprocessing,Landfillgascollectionandutilization,theclosureofthefarms,ComprehensiveUtilizationofthelandfillandenvironmentalprotectionandmonitoringconductedin-depthdiscussions.Keywords:MSW;Landfill;Impermeablelayer;Leachate;Landfillgas第一章绪论1.1概述垃圾处理的最佳方式是综合处理，由于城市垃圾处理方式和技术的选择受垃圾成分、经济发展水平、能源结构、自然条件及传统习惯因素的影响，因而每个城市的选择可能各不相同，没有统一和固定的模式。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[2]。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。垃圾卫生填埋具有处理和最终处置生活垃圾的双重功能，其主要优点是速度快、方法简单，技术比较成熟，在较大范围内能适应垃圾产量的变化，建设费用和管理费用相对较低。但填埋场的一个与生俱来的缺点：占地面积大，据估计：全国现有的大中型填埋场大约有200座左右，按平均每座占地60hm2,则大约占了1.2万hm2土地，相当于1/4个上海市区面积。同时，除了日益增加的垃圾，世界上其他资源(能源)都日渐稀少，统计资料显示：到目前为止，我国填埋场或堆场中已堆积的垃圾大约有60多亿，并且城市生活垃圾总量仍以每年8%~10%的速度增长，全国城市生活垃圾年产量达到1.5亿吨[11]。在这样一个严峻的时刻，可持续发展的理念已经深入人心，因此，填埋方式也必将发生转变，可持续填埋也终将会进入人们的视线，垃圾填埋场也将从一个单纯的藏污纳垢场所变为一种资源的矿场，从而真正体现填埋场的可持续发展的理念，这就需要填埋场设计人员在设计时使填埋场不仅安全填埋生活垃圾，不对填埋场周围环境造成危害，还有利于填埋垃圾的资源化、能源化和填埋场的后续开发利用，真正做到填埋场的可持续发展。1.2本地区的概况本地区位于东部长江下游，属于经济较发达地区，随着城市的发展，城市人口不断增加，市区面积不断扩大，且近年来，郊区农村的生活垃圾的处理也越来越受到重视，并将最终纳入城市卫生填埋系统，以解决农村环保意识和环卫设施相对落后，农村生活垃圾污染不断加剧的现象，因此所需要的填埋场面积将越来越大；而居民消费结构的改变，不仅使生活垃圾产生的量增加，市区的生活垃圾量每年的递增速度超过了10％。垃圾的成分也起了很大的变化，垃圾中的大件刚性固体废物、有机废物、塑料制品和对环境有危害的重金属等物质所占的比例快速增加。然而，从长远来考虑，即使采用最现代化的填埋技术，也有安全隐患，因此要尽可能少地填埋垃圾，搞好垃圾源头控制，还应根据垃圾处理的需要，进行有限度的分类回收，循环利用垃圾，尽量使垃圾无害化、减量化、资源化。城市垃圾处理技术应向多元化方向发展，向综合处理方向发展。但现阶段首先应建设符合标准的城市生活垃圾卫生填埋场，逐步消除垃圾堆放场，优先解决城市日益增加的垃圾产量的出路问题。本市的生活垃圾主要为居民生活垃圾，商业垃圾，集贸市场垃圾，街道清扫垃圾，公共场所垃圾，机关、学校、厂矿等单位的生活垃圾。有机物约占总量的60%，其中废纸、塑料、玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的30%，近年来，城市煤气化率上升，厨余类有机物在垃圾中比重增大，利用潜力增加，但需要分类收集，垃圾中煤渣、灰土含量下降，垃圾容重进一步降低，运输车辆需求增加，填埋作业难度加大；垃圾中可回收物质增加；垃圾发热值也有了很大的提高。1.3生活垃圾卫生填埋场的特点及本设计的内容填埋场主要用来填埋城市垃圾等一般固体废物，使其对公众健康和环境安全不会造成危害。所谓填埋就是在铺设有良好防渗性能衬垫的场地上，将固体废弃物铺成一定厚度的薄层，加以压实，并加上覆盖层。其场地必须具有合适的水文，地质和环境条件，并要进行专门的规划、设计，严格施工和加强管理。为防止周围环境被污染，必须设有一个渗滤液收集和处理系统，还要提供气体（主要为甲烷和二氧化碳）的排除或回收通道，并对填埋过程中产生的水、气和附近的地下水进行监测，还需能达到抵御百年一遇以上洪水的设计标准。图1.1和图1.2分别为一现代卫生填埋场的简图[2]和剖面图[13]。图1.1现代卫生填埋场简图图1.2现代卫生填埋场剖面图填埋场的功能主要有两个方面，即贮留固体废物、隔断固体废物污染和对固体废物进行处置。通常一个完整的卫生填埋场地主要由填埋场、辅助设施和未利用的空地组成。填埋场建设程序主要包括：场址的选择、环境影响评价、地质灾害评估、可行性研究、土地征用、工程初步设计、施工图设计、工程施工、竣工验收等环节[7]。填埋工程的项目应包括：填埋场场地平整，基底处理，填埋单元划分，周边和单元之间的通道，衬垫系统，渗滤液收集系统，封顶级配，封顶剖面，雨水管理系统，地下水监测系统和填埋气体监测系统。图1.3表示固体废弃物的堆填过程和封闭后的情况[2]。在现代卫生填埋场设计中最重要的关键部位包括衬垫系统，渗滤液收集系统，气体收集系统和最终覆盖（封顶）系统。衬垫系统位于填埋场底部和四侧，它是一种水力屏障，用来隔离固体废弃物以免对填埋场的地下水和四周的土产生物染。衬垫系统是填埋场最重要的组成部分，填埋场渗滤液是由于降水经过废弃物过滤和对废弃物压榨产生的，是一种典型的污染液，若不加处理排入周边土体及地下水中，将对土体和地下水产生严重的污染，渗滤液收集系统用来收集填埋场中产生的渗滤液并将其排放至废水处理站或集水池集中进行处理。气体收集系统用于收集废物中有机成分分解时产生的气体，收集后的气体可用来发电或有控制地进行燃烧。对填埋场进行封顶的目的是减少封闭后降水对填埋场的渗入以减少渗滤液的产生[2]。图1.3废弃物填埋过程的封闭a)填埋单元基底和渗滤液收集系统；b)填埋场固体废弃物的堆填；c)封顶后的封闭填埋场不同填埋单元之间的相互联系和填埋的次序在填埋场设计中十分重要，根据这些单元如何组合，从几何外形来看，一般可将填埋场的型式分成四类(见图1.4)[2](1)平地堆填:填埋过程只有很小的开挖或不开挖(图1.4a)，通常适用于比较平坦且地下水埋藏较浅的地区。(2)地上和地下堆填:填埋场由同时开挖的大单元双向布置组成，一旦两个相邻单元填满了，它们之间的面积也就填满了(图1.4b)，通常用于比较平坦但地下水埋藏较深的地区。(3)谷地堆填:堆填的地区位于天然坡度之间(图1.4c)，它可能包括少许地下开挖。(4)挖沟堆填:与地上和地下堆填相类似，但其填埋单元是狭窄的和平行的(图1.3d)。通常仅用于比较小的废物沟。图1.4四种填埋场类型a)平地堆埋;b)地上和地下堆填;c)谷地堆填d)挖沟堆埋在本次设计过程中，以卫生填埋场技术标准作为建设和运行的技术要求，深入探讨卫生填埋场的设计方法的主要方面及应用上应注意的若干技术，对填埋作业区建设HDPE膜衬垫的人工防渗系统，雨污水分流系统，渗滤液处理系统等，填埋操作采取分层压实、日覆盖、中间覆盖和堆坡填埋后的终场覆盖工艺；铺设纯玻璃钢管道，将预处理后的渗透液输