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1、固体废弃物处理与处置课程设计生活垃圾填埋场的设计 固体废弃物处理与处置课程设计某市城市生活垃圾卫生填埋场设计 学生姓名 学院名称环境学院 学号 班级14环工1 专业名称环境工程 指导教师 2022年11月17日 摘要：本设计是对210万人口垃圾卫生填埋场进行工艺设计，人均垃圾产量1.2kg(d人，设计使用年限为17年。本文首先对我国生活垃圾的处理处置方法进行了综合分析，在此基础上，对填埋场的选址、填埋场的地基与防渗、渗滤液的产生及收集处理、填埋气体的收集及利用、终场覆盖与封场、污水处理工艺以及环境保护和监测等问题进行了深入的探讨。 本设计介绍了平原型生活垃圾填埋场单层防渗系统的构造形式，并以方
2、典型工程为例进行对比，为了填埋场在使用期间能够安全的运作，避免对环境造成危害，本设计在进行过程中严格遵照相关设计标准。 关键词：生活垃圾；平原型垃圾填埋场；渗滤液；填埋气体；防渗 前言 1.主要设计原始资料. 1.1垃圾组成成分及基本性质自然条件. 1.2填埋场地理位置. 2.处理方法的选用. 2.1处理方法的比较. 2.2处理方法选择. 3场址选择和所选场址自然条件的评析. 3.1填埋场的选址原则. 3.2场址开发利用应具备的条件. 3.3厂址选择的步骤. 4垃圾填埋场工程设计. 4.1服务人口及范围. 4.2垃圾产率的预测. 4.3填埋场库容的容积计算. 4.4渗滤液及气体的产生量. 4.
3、4.1渗滤液产生量. 4.4.2填埋面积与渗滤液计算. 4.5渗滤液调节池设计 . 4.6填埋场气体的计算. 4.6.1填埋气产量预测. 4.6.2渗滤液及气体的收集设备. 4.垃圾的分选系统. 5.填埋场工艺设备. 5.1.填埋工艺流程. 5.2填埋作业. 5.3填埋主要设备. 6填埋场底防渗系统. 6.1场底防渗系统分类. 6.2场底防渗系统的选择. 6.3渗滤液收集系统. 7.填埋场气体的导排和利用. 7.1填埋场气体的组成与产生原理. 7.2填埋场气体收集和导排. 8.填埋场终场覆盖与封场. 8.1终场覆盖的设计. 8.2终场覆盖材料. 8.3终场覆盖的植被恢复. 8.4封场后的土地回
4、用. 8填埋场环境监测. 8.1大气污染物的监测与控制. 8.2水体监测与控制. 9.道路组织原则 . 10.管理措施 . 11.主要参考书、手册、标准和规范. - 12 - 前言 随着人们的生活水平不断的提高，城市的垃己在逐渐的成比例上涨，垃圾的大量产生给居民的生活带来了诸多不便严重影响居民的生活，影响到城市的容貌及其卫生状况。垃圾的堆放极其不合理的处置方式给太原市人民的生活带来了诸多不便，垃圾的到处散布产生的臭气及其有毒有害气体严重影响到了人体的健康，并且随着城市人口的不断增加垃圾成倍增加，这就需要一个合理的方式来进行垃圾处理。通过方案的比选,建设一个垃圾填埋场是解决垃圾问题的当务之急。
5、本次设计的内容是城市210万人口垃圾的卫生填埋场，使用年限是17年，设计填埋场的占地面积为6 5.63 10 10 2.7m2，填埋场库容为7 m，本次对城市210万人口垃圾卫生填埋场进行工艺设计中，以人均垃圾产量1.2 kg(d人)计算。垃圾成分主要为居民生活垃圾，生活垃圾中无机物成分比例较大，垃圾中有毒有害物质和重金属含量甚少。 卫生填埋技术在我国目前的形势来看还处于发展上升间段，在今后的相当长一段时间内，卫生填埋的发展优势相当明显，一个城市生活垃圾的出路，卫生填埋法是首选，卫生填埋的优点是其建设周期短、投资相对低、处理量大、并可以分段投入，管理方便。另外从资源角度看来生活垃圾填埋场事实上
6、是以一种资源的形式储存起来以待后人利用。 本次设计比较综合介绍了填埋场的设计包括选址、环境影响评价、总体设计等等。 概述 1.主要设计原始资料 1.1垃圾组成成分及基本性质 表1 某市垃圾组成成分 成分变化范围平均值A：有机物(%) 45.0-50.0 47.5 动植物(%) 纤维类(%) 40.0-45.5 3.0-5.0 B：无机物(%) 40.0-46.0 43.0 灰砾(%) 砖石(%) 35.0-37.0 5.0-9.0 C：可回收物(%) 7.0-12.0 9.5 纸、塑料(%) 玻璃(%) 金属(%) 5.8-9.5 1.0- 2.0 0.2-0.5 表2 某市垃圾的基本性质 物
7、质性质变化范围平均值 含水率(%) 40.0-45.0 42.5 容重(kg/m3) 520.0-580.0. 550.0 热值(KJ/) 3600-4000 3800 1.2填埋场地理位置 所选场址位于该市东南方，场址附近无较大河流，场址以南约0.8公里处有条河流。场地北侧约1000m处有公路通过。 1.3地形地貌 工程区属河谷浅丘山区。最高高程约272m，最低处约170m，相对高差约100m。场区为宽缓“U”型，坝址处右岸较较陡，平均坡角23，左岸较缓，坡角18。 - 14 - 太原工业学院毕业设计 1.4地质构造 拟建场地地层属侏罗系地层，岩层属沉积岩类。工程的主要物理地质现象为岩石的风
8、化及裂缝破裂。谷底第四系冲洪积土，面积约占填埋区面积的45%，渗透系数K=1.510-6cm/s，基岩裸露部分约占填埋面积的55%，其中泥岩渗透系数K=3.010-7cm/s，砂岩渗透系数K8.010-4cm/s。 1.5水文地质条件：场址地下水主要分布基岩(红层)裂隙水，含水层为下沙溪庙组。地下水储量较差，赋存于不稳定的砂岩发育较差的裂隙中，旱藏深度一般较浅。场区内地下水主要为第四系松散层和强风化岩中的孔隙水和基岩风化裂隙水，孔隙潜水，水位一般低于地面0.20.3m；基岩裂隙水，埋藏了不同深度的节理裂隙中，强风化层平均为 2.0m，弱风化层平均为8.0米；地下水稳定水位平均位于地层下2.95
9、m，地下水的水力梯度为0.007。填埋区地下水受大气降雨补给，有明显的补给径流，排泄区域和途径。填埋场山谷为一独立的水文地质单元，场区汇水范围内的地表水，地下均由谷口向外排泄(总体趋势由东向西径流)。 1.5地基稳定性及建筑适宜性评价 填埋区呈宽缓“U”型槽沟，两岸及谷底无大的堆积体存在，岸坡自然稳定，无崩塌、滑坡等不良地质现象，填埋区场地稳定，两岸山体雄厚，岩体较完整。填埋垃圾后不会诱发滑坡等灾害地质现象。工程区具有较好的构造稳定性。建筑物抗震设计按度考虑，场地适宜建设。 1.6交通、给排水、供电条件 拟建场地北侧约1000m处有公路通过，交通条件较为便利。场区给水、供电可以引自该市，场区雨
10、水可通过附近的冲沟，就近排入南部河流，场区污水可通过新建800m管道输送至拟建污水处理厂处理。 1.7气候特点 场区气候属亚热带湿润季风气候区，具有冬冷夏热，雨量充沛，湿度大，云雾多，日照少，风力小等特点，常年平均气温17-18，年平均降水量986-1282mm，30年一遇最大小时降雨量为10.5mm/h，连续降暴雨日数年最高达5-8日，降雨主要集中在夏季。 - 15 - 太原工业学院毕业设计 平均湿度在80%左右，常年主导风向为北风。 表1.7 某市多年平均降雨量 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1l 12 降雨量(mm/d) 2.3 3.0 3.3 4.0 6.0 5.0
11、4.3 2.3 2.0 1.7 3.0 2.7 1.8径流系数经验值 为了与周围环境协调一致，要求填埋封场后表面覆盖粉壤土，坡度为2%，表面种植野草，不同地形及地表状况的径流系数见表4。 表1.8不同地形及地表状况的径流系数经验值 地表状况径流系数 粉壤土种植牧草，平坦-2%坡度0.32-0.52 粉壤土种植裸草，平坦-2%坡度0.62-0.82 表层土较厚的丘陵山地0.50-0.70 表层土较薄的丘陵山地0.60-0.80 陡峭山地0.?5-0.90 2.处理方法的选用 2.1处理技术的比较 目前国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等，这三种主要垃圾处理方式的比
12、例，因地理环境、垃圾成份、经济发展水平等因素不同而有所区别。 表2.1 生活垃圾处理技术比较 比较项目填埋焚烧堆肥 - 16 - 太原工业学院毕业设计 - 17 - 技术可靠性 可靠，属传统处理方 法 较可靠，国外属成熟技术 较可靠，在我国有实践 经验 工程规模 取决于作业场地和使用年限，一般比较均大于其它类型 单台炉规格常用150500t/d ，焚烧厂一般安 装24台焚烧炉 动态间歇堆肥厂为100200t/d ；动态连续 式堆肥厂常为100200t/d 选址难易度 较空难 有一定空难 有一定空难 占地面积/体 积 1m 3/t 60100m 2/t 110150m 2/t 建设工期 912个
13、月 3036个月 1218个月 适用条件 对垃圾成分无严格要求，但含水率过高不 易 要求垃圾低热值大于 3767kJ/kg 要求垃圾中可生物降解有机物的含量大于40% 操作安全性 较好，沼气导排要通 畅 较好，严格按照规范操作 较好 管理水平 一般 很高 较高 产品市场 有沼气回收后的卫生填埋场，沼气可用作 发电等 热能或者电能可作为社会使用，需要政策支持 落实堆肥市场有一定空难，需采用多种措施 环保问题 渗滤水处理难度大 烟气与飞灰处理难度大 好氧堆肥时恶臭难当 能源化意义 沼气收集后用于发电 焚烧余热可发电 采用厌氧发酵工艺，沼气收集后用于发电 资源利用 封场后恢复土地利用或再生土地利用
14、垃圾分选可回收部分物质 堆肥用于农业种植和圆林绿化，并回收部分物 质 稳定化时间 2050年 2h 左右 1560天 太原工业学院毕业设计 - 18 - 最终处置 填埋本身是一种最终 处置方法 焚烧残渣需做处置，约占进 炉垃圾量10%30% 不可堆肥需做处置，约占进厂量的30%40% 地下水污染 需有防渗措施，但可能渗漏，人工防渗投 可能性较小 可能性较小 处理成本（记折旧，不计费用）（元/t ） 3555 80240 5080 处理成本（不计折旧及费用）（元 /t 2231 30120 2545 土壤污染 限于填埋场区域 无 需控制堆肥中重金属含 量和pH 值 主要风险 沼气聚集引起爆炸哦，
15、场底渗漏 垃圾燃烧不稳定，烟气治理 不达标 因成本过高或堆肥质量不佳而影响产品质量 2.2处理方法选择 焚烧处理，堆肥技术和卫生填埋技术各有个的优点，但是卫生填埋法仍是绝大部分城镇处理垃圾的重要甚至唯一的方法。 卫生填埋法有如下的特点第一是完全独立的城市垃圾无害化处理方法；第二是一切固体废物的最终处理方法；第三无需对垃圾进行预处理；第四处理成本相对较低；第五处理及时相对简单，有利于推广普及；第六卫生填埋场可选择非耕地作为厂址，如滩地、山谷、废坑、洼地、沟渠等处，填埋场经若干年后加以中场覆盖，场地可作多种用途，实现土地的再利用。 3场址选择和所选场址自然条件的评析 3.1填埋场的选址原则 太原工
16、业学院毕业设计 场址的选择是卫生填埋场全面设计规划的第一步。影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。 1.环境污染角度考虑的安全原则：应确保其周边生态环境、水环境、大气环境以及人 类生存安全等的安全。 2.从经济角度考虑其合理原则：合理科学地选择。能够达到降低造价、提升资金使用 效率的目的。 3.从安全考虑原则：要防止场地对大气的污染，地表水的污染，尤其是要防止渗滤水 的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染是场地选择时考虑的重点。 4.法律及社会支持原则：场址的选择不能破坏改变周围居民的生产，生活条件，需要 得到公众的大力支持。 3.2场址开发利用应
17、具备的条件 1.符合当地城乡建设总体规划和环境卫生专业规划要求； 2.符合环境保护的要求； 3 充分利用天然地形以增大填埋容量，使用年限应达到相关要求； 4交通方便，运距合理； 5征地费用较低，施工较方便； 6人口密度较低、土地利用价值较低； 7 位于夏季主导风下风向，距人畜居栖点500m以外； 8远离水源，尽量设在地下水流向的下游地区。 3.3厂址选择的步骤 3.3.1场址的初选 根据填埋场的准则和标准，对上述资料全面的分析并通过对候选场址进行踏勘，对场地的地形、地貌、给排水、覆盖土源、交通运输及场址周围的人群居住情况进行比对分析，选择几个比较合适的预选场地，以备与下一次进行优选。 3.3.2野外勘探 场地的野外勘察是填埋场重要环节，它直接掌握场地的地形、地貌、给排水、覆 - 19 -