固废处理设计

固体废物课程设计一.固废课程设计1.课程设计·目的、要求、内容、步骤、时间安排、成果2.资料收集·原始资料:城市现状、发展规划、政策、法律、法规、标准、规范《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB1689－1997）《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17－2004）《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（J302－2004）《土工合成材料应用技术规范》（GB50290)其它标准、规范等自然条件资料：地理位置（位置、交通、人口分布等）、地形、地貌、地质、水文、气象、气候垃圾资料：量、质、收集、发展规律、预测等现场调研、踏勘及分析监测资料其它资料：批文、环评、安评预算定额及有关指标、费用、价格等3.理论及技术分析、论证·垃圾处理技术：填埋、焚烧、堆肥、其它·填埋技术：好氧填埋、准好氧填埋、厌氧填埋、·发酵原理：·发展动态：·渗滤液防渗及处理：·填埋气处理及利用:·填埋场终场处理及运行管理:4.工艺设计·技术方法：好氧、厌氧、准好氧·填埋类型：按原理分为好氧、厌氧、准好氧填埋场按构造分为自然衰减型、全封闭型、半封闭型填埋场等按地质条件分为包容性、衰减性、快速迁移性填埋场按按地形分为平原型、山谷型、坡地型、滩涂型·按建设容量:Ⅰ类总容量≥1200万m3Ⅱ类500万m3≤总容量1200万m3Ⅲ类200万m3≤总容量500万m3Ⅳ类100万m3≤总容量200万m3·按处理能力：Ⅰ级处理能力≥1200t/dⅡ级500t/d≤处理能力1200t/dⅢ级200t/d≤处理能力500t/dⅣ级处理能力200t/d·填埋场容量及设计规模规模确定原则现状、人口及余量、发展的20年后垃圾情况自然、社会、经济条件等综合因素技术状况(资源化水平、处理量、压实密度)规模确定使用年限：一般5～15年，通常8年以上库区占地：5～10m3垃圾/m2，人均垃圾产量：800～1200g/d人，填埋量，压实密度（0.71）·填埋场容量垃圾填埋容量＝垃圾填埋量/垃圾压实密度Q=S×R6×H或Q=S1×H式中:Q垃圾填埋库容，m3S垃圾填埋面积，m2R6垃圾填埋场土地利用系数，0.75～0.95H垃圾填埋场平均高度，mS1垃圾填埋场库区面积，m2填埋高度填埋高度＝填埋容量/填埋面积覆盖厚度分区、分单元，1日1层1单元每层垃圾厚度3m左右，当天作业完毕、覆土15～30cm最后覆土1～2m，覆土量为填埋场库容量的1/3左右，填埋场使用年限为5～15年为宜。填埋场结构示意图填埋场分区计划示意图填埋场使用年限：Y=(Q–V)×R1×C÷(365Q1)式中:Y填埋场使用年限,aQ垃圾填埋库容，m3V覆土量，m3R1垃圾平均密度，t/m3C垃圾压实沉降系数，C=1.0～1.8Q1垃圾日处理量，t/d日历年365d填埋场土地利用率S=365×Y(Q1/R1+Q2/R2)/(H×C×R5×R6)式中:S填埋场用地面积,m2R1垃圾平均密度,t/m3R2覆土平均密度,t/m3Q2日覆土量,t/dR5堆积系数和作业方式，R5=0.35～0.70R5填埋场土地利用系数，R6=0.75～0.95填埋工艺流程卸料、退铺、压实、覆土、灭虫一日一层一班一单元推土机压实密度:0.6t/m3专用压实机压实密度:0.8t/m3垃圾厚度:2.5～3.0m覆土厚度:15～30cm通常每4层为一大单元，大单元覆土45～50cm封场覆土厚度1m以上，包括45～50cm粘土，15cm的营养土边坡1：4，顶坡2%覆盖产量用量：垃圾量＝1：4或1：3填埋设备推土机压实机挖掘机铲运机装载机输送机起吊设备杀虫剂喷洒设备等5.填埋场布局·场地平整工程分期设计、分区设计、场底平整、边坡平整、压实处理·防渗材料天然材料：粘土等人工材料：土工合成材料、土工织物、织造土工织物、·防渗方式垂直防渗、水平防渗、天然防渗、人工防渗·人工防渗单层衬垫系统、单层复合衬垫系统双层衬垫系统、双层复合衬垫系统6.填埋防渗设计复合衬层结构示意图填填埋场衬层结构示意图底部单层衬垫设计：基础、地下水导流层（≥30cm）、膜下保护层（≥100cm黏土、防渗系数≤10-5cm/s）、HDPE膜、膜上保护层、渗滤液导流层及缓冲层（≥30cm）、土工织物层边坡单层衬垫设计：基础、地下水导流层（≥30cm）、膜下保护层（≥75cm黏土、防渗系数≤10-5cm/s）、HDPE膜、膜上保护层、渗滤液导流层及缓冲层（≥30cm）、土工织物层·天然粘土材料渗透系数≤10－7cm/s,液限25～30%塑限10～15%40～50%≤0.074mm18～25%≤0.002mm防渗材料·人工防渗材料石灰、水泥改性粘土：渗透系数≤10－9cm/s,膨润土改性粘土，吸水膨胀10～30倍，交换性，聚合物水泥混凝土（PCC）,渗透系数≤10－9cm/s,抗压磨折拉腐性土工膜，渗透系数≤10－11cm/s高密度聚乙烯磨（HDPE）渗透系数≤10－12cm/s土工聚合粘土材料（GCL）土工布·垫衬系统设计·渗滤液导流层设计设计要求导流层应设置导流盲沟，由土工材料包裹60～10mm碎石，内铺设穿孔管（花管）,管材为HDPE材料碎石层导流：碎石粒径30～60mm，碎石层≥300mm，土工合成材料层导流：复合导流防渗系统设计·垫衬系统设计·防渗层设计设计要求覆盖全部场底及库壁宜采用为HDPE材料，应设计保护层，可用压实细粘土、土工织物、土工网、土工格栅视需要在下设置垫层防渗层设计：单层HDPE土工膜防渗层，HDPE土工膜+GCL膨润土合成材料垫层防渗层土工复合材料防渗层及双层防渗层防渗系统设计·地下水导流层设计设计要求有效导排防止水位过高防止淤堵导流层设计：盲沟导流层碎石层导流，30mm碎石，≥300mm厚度下铺反滤层·连接设计连接原则：有效导排、防止水位过高、防止淤堵、接缝少、减少接缝应力、位置合理、10%坡及坡脚1.5m内不得由横向接缝土工合成材料连接设计：织造采用缝合连接、土工膜采用焊接连接非织造土工织物可采用缝合连接或热黏连接复合、聚合粘土材料采用自然搭接或缝合连接土工网格采用塑料扎扣捆扎连接锚固沟设计：距边坡距离不小于1m《聚乙烯（PE）土工膜防渗工程技术规范》(SL/T231-98）锚固沟断面不小于0.8m×0.8m·防渗材料设计粘土垫衬设计：含水性及密实度：渗透性：见有关数据土块大小及级配：土块越小、水分分布越均匀、压实越密越好土块一般小于2cm朔性:具有一定可塑性，液限指数W1＝25－305,朔性指数Wp=10-15%强度：化学相容性:坡度及排水层:黏土垫衬设计坡度2－4%，垫衬系统中的排水层厚度为30－120cm集水管最小直径15cm，管间距为15－30m·防渗材料设计人工改性防渗材料设计：粘土+3～8%膨润土配比应考虑密度、含水率、渗透性、粒度等粘土和人工改性垫衬的基础设计：限制不均匀沉降，可将上层50～100mm土挖出后重选回填、压实基础防渗要求：3m以上，渗透系数10－6cm/s降低基础底部的水压增加基础的承载力·防渗材料设计地下水控制设计：粘土+3～8%膨润土配比应考虑密度、含水率、渗透性、粒度等底部坡度设计：限制不均匀沉降，可将上层50～100mm土挖出后重选回填、压实HDPE衬垫设计：一般采用复合衬垫或双层、多层衬垫系统HDPE衬垫设计：设计要求：密度0.932～0.950g/cm3，最佳0.950g/cm3熔流指数0.05～0.30g/10min，最佳0.22g/10min炭黑含量0.2～0.3%的水压厚度1.5mm、抗窜能力、抗拉强度、渗透系数等HDPE衬垫下垫层：支撑保护层、天然防渗材料HDPE衬垫上饱护层：支撑保护层、天然防渗材料HDPE复合衬垫结构：黏土+HDPE边坡土厚大于底层土厚10%，底层土厚为0.6－1.0m排水层使用砂或砾石，厚度不小于30cm边坡坡度1：3，底部坡度2%HDPE衬垫设计：HDPE双衬垫下垫层：支撑保护层、天然防渗材料HDPE膜锚固：支撑保护层、天然防渗材窜管及竖井防渗：支撑保护层、天然防渗材料焊接方式：要求、挤压平焊、挤压角焊、热楔焊、热空气焊、电阻焊HDPE衬垫设计：HDPE衬垫设计：土工织物设计：防渗土工织物防渗土工织物使用规定土工聚合粘土材料（GCL）设计：支撑保护层、天然防渗材聚合物水泥混凝土材料（PCC）设计:材料性能、配合比、厚度、基础防渗墙·渗滤液来源、水质、影响因素、变化规律、处理技术·水量～10d平衡法Q=(I-E)×A/1000-S0式中：Q渗滤液量，m3I降雨量，m3E蒸发升腾量，m3A填埋场汇水面积，m2S0排出场外的雨水量，m37.渗滤液控制设计经验公式法Q=C×I×A/1000式中：Q渗滤液量，m3/dC渗出系数A填埋面积，m2分别考虑填埋区和封场区进行计算：Q=Q1+Q2=(C1×A2+C2×A2)×I/1000式中：Q1填埋区渗滤液量，m3/dQ2封场区渗滤液量，m3/dC1封场区渗出系数，0.4～0.8C2封场区渗出系数,0.2～0.5,C2≈0.6C1A1填埋区面积，m2A2封场区面积，m2全年每天渗滤液量：Qj=(C1×A2+C2×A2)×Ij/1000式中：Qj全年逐日渗滤液量，m3/d,j=1～365Ij平均降雨量年度的逐日降雨量，mm/d·渗滤液收排系统设计收排系统构造：排水层：砂、砾石、30～100cm、渗透系数＞103cm/s、坡度≥2%，内设盲沟和穿孔管网，管外包无纺布管道系统：HDPE花管膜、干管直径≥250cm、支管直径≥200cm隔水垫衬：黏土或人工合成材料、基础、地下水导流层（30cm）、膜下保护层（≥75cm黏土、防渗系数≤1×10-5cm/s）、·渗滤液收排系统设计排水层：位于底部防渗层上面，5－10mm砂或粗砾石内设盲和穿孔管，管外及排水层表明包无纺布坡度＜2%厚度30－100cm平均渗透系数＞0.1cm/s管道系统:平行、平铺、最底部、纵向有坡度干管直径＞250mm,支管直径＞200mm隔水衬垫：黏土或人工材料渗滤液收集沟、收集管、收集池：收排系统布置：管间距为6m·填埋气组成、性质、影响因素、迁移前期发酵、后期发酵、动态发酵、静态发酵·产气量经验估算:6m3/t垃圾含水率估算、试验井法、化学组成计算、生物模型计算法6.填埋气收集及利用设计填埋气体上下迁移示意图填埋气体上下迁移填埋气体横向迁移填埋气体横向迁移示意图·填埋气控制收集：垂直抽气水平抽气控制：主动控制、被动控制冷凝液收集与排出输送：处理与利用：·填埋气控制垂直抽气收集:垂直抽气井井深为垃圾深度的50－90%，气井间距为30－60m，影响半径为45m垂直收集水平抽气收集水平抽气管/道：沟宽0.6－0.9沟深1.2m，管径10－20cm，沟壁铺无纺布水平抽气收集水平抽气管/道：水平间距30－120m垂直间距2.4－18m，1－2层垃圾高度填埋气主动控制：主动控制包括抽气井、集气管、冷凝水收集、泵站、真空源、气体处理等填埋气主动控制填埋气主动控制填埋气被动控制：·填埋气被动控制导排示意图填埋气被动控制：通常7500m3设一个通气口填埋气被动控制：填埋气被动控制：填埋气被动竖井收集示意图7.终场覆盖及封场设计·功能控制外来水、恶臭、气体、蚊蝇、病原体、风蚀边坡稳定、垃圾反应、美化、再利用等·构成上表土、保护层、排水层、防渗层、基础层·覆盖材料压实黏土、土工膜、合成黏土土工膜等·覆盖技术单层覆盖技术阻隔覆盖技术植被覆盖技术·覆盖规定粘土覆盖结构：排水层采用≥30cm粗粒或多孔材料；防渗黏土层20～30cm，防渗系数≤10-7；排水层采用20～30cm粗粒或多孔材料，与四周排水沟相连；植被层采样≥15cm营养土.·覆盖规定人工材料覆盖结构：排水层采用≥30cm粗粒或多孔材料；防渗黏土层20～30cm，防渗系数≤10-7；HDPE膜；膜上保护层；排水层采用20～30cm粗粒或多孔材料，与四周排水沟相连；植被层采样≥15cm营养土.典型填埋场最终覆盖系统最终覆盖技术：最终覆盖技术：带有土工织物和土工网排水层的最终覆盖系统最终覆盖技术：带有复合排水层的填埋场最