垃圾填埋場 課程設計

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1、 垃圾填埋場設計 一、垃圾填埋場建設的意義及目的 隨著該地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活消費水平的提高，生活垃圾產(chǎn)生量日漸增加。而目前縣內還沒有單獨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，沒有進行無害化處理，其衛(wèi)生要求遠達不到環(huán)境法規(guī)的衛(wèi)生標準。 　　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，使土壤失去應有的功能。 城市的經(jīng)濟持續(xù)增長，人口數(shù)量在上升，消費物品

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)生填埋場全面設計規(guī)劃的第一步。影響選址的因素很多，主要應從工程學、環(huán)境學、經(jīng)濟學、法律和社會學等方面來考慮。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)濟角度考慮的經(jīng)濟合理原則。 安全原則是選址的基本原則。維護場地的安全性，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。 經(jīng)濟原則對選址也有相當大的影響。場地的經(jīng)濟問題是一個比較復雜的問題，它與場地的規(guī)模、容量、征地費用、運輸費、操作費等多種因素有關。應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到“可能選出的最好場地”所要求的標準。 2、填埋作業(yè)工藝 本設計中垃圾的壓實密度為0.8t/m3。每層垃圾厚度為2.5~3.0m，每層垃圾壓實后必須當日覆土20~30cm，每一層垃圾和覆土層共同構成一個單元，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，然后自東向西推進。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進入排水溝或邊溝等，以減少雨水滲入垃圾體內，東西面上部的連線呈一定坡度。外坡為1：4，頂坡為3%。單元厚度達到設計厚度后，可進行臨時封場，在其上面覆蓋45~50cm厚的粘土。并均勻壓實，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)方式實行分區(qū)分單元填埋，為最大限度防止污染擴散，填埋作業(yè)過程中，正在進行填埋作業(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)。 首先進行作業(yè)的是整平后的一區(qū)填

5、埋庫區(qū)底部，在實際進行填埋作業(yè)的過程中，第一次到達到填埋作業(yè)高度為距離整平絕對標高2m后開始第二層填埋作業(yè)單元的設置。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氣石籠中間的垂直氣井，將導氣管和周圍的移動式集氣站連接起來，就可以對氣體進行收集了。填埋場的滲瀝液是一種高濃度有機廢水，它的滲出會污染地下水，因此，必須設置監(jiān)測井對地下水進行監(jiān)測。 監(jiān)測井的布設：1 座本底監(jiān)測井，設在填埋區(qū)地下水流向的上游，填埋區(qū)外20～50米處；1 座污染擴散監(jiān)測井，設在填埋場的旁側，地下水流向的下游10～20米處；1 座污染監(jiān)測井，設在填

6、埋區(qū)地下水流向的下游，填埋區(qū)外20～30米內。 3、防滲設計 根據(jù)填埋場防滲設施 (或材料) 鋪設方向的不同，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一步分為自然防滲和人工防滲兩種。 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)Kf小于規(guī)定標準，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，由于滲濾液的性質不穩(wěn)定，所以選擇的材

7、料要適應滲濾液的各種性質，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。 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； (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； (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，由沙或礫石構成。當采用粗沙礫時，

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平行鋪設，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 填埋場的主要氣體包括氨、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)，即在填埋場內鋪設一些垂直的導氣井或水平的盲溝，用管道將這些導氣井和盲溝連接至抽氣設備，利用抽氣設備對導氣井和盲溝抽氣，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)測設備等組成。 通常，填埋氣體主動控制系統(tǒng)又分為內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、保護層、排水層、屏障層和基礎層/氣體收集層等5層。采用的終場覆蓋材料壓實粘土、土工膜、土工合成粘土層三者。這三種聯(lián)合使用以達到最好的經(jīng)濟效益和環(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保護層，HDPE土工膜，土工網(wǎng)排水層，45cm壓實粘土層。 1)15cm帶有會淺根植被的表土層：其作用于促進植物生長并保護屏障層，提供一定的持水能力。 2)60cm保護層：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致覆蓋材料破裂損壞；側向排水。 3)HDPE土工膜：采用與基礎襯墊系統(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合形成復合防滲結構。 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壓實粘土層：壓實粘土的還是具有一定的防滲作用，與HDPE土工膜結合使用，既經(jīng)濟又方

13、便。 7、環(huán)境保護與檢測 封場后還必須對其進行維護，包括場地維護和污染治理的繼續(xù)運行和監(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)測技術標準》（CJ/T3037-1995）和《城市生活垃圾技術規(guī)范》（GJJ17-2001）的要求，具體為：滲濾液處理系統(tǒng)運行和監(jiān)測、滲濾液調節(jié)池臭氣處理系統(tǒng)運行和監(jiān)測、填埋氣體導排與利用系統(tǒng)運行和監(jiān)測、地下水監(jiān)測、地表水監(jiān)測、地面沉降監(jiān)測、場地維護等等。 參考文獻 1.對某縣生活垃圾填埋場設計原理及設計方案的研究 張建林 2.聶永豐.三廢處理工程技術手冊.北京：化學工業(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)生填埋實用技術. 北京：化學工業(yè)出版社，2004. 5.錢學德，郭志平，施建勇等．現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場的設計與施工[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.北京：化學工業(yè)出版社，2003.