城市生活垃圾填埋場設計

1、課程設計說明書生命科學學院所屬課程 固體廢物與資源化 設計題目 城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程設計 專業(yè) 環(huán)境工程 班級 1101班 學生姓名 設計組別 A 指導教師 目錄1、 課程設計任務書- 22、 概述- 33、 填埋場庫容- 44、 填埋場面積- 65、 填埋場防滲系統(tǒng)- 66、 填埋氣集排系統(tǒng)- 87、 滲濾液集排系統(tǒng)- 98、 填埋場的作業(yè)、覆蓋封場、后期管理- 109、 填埋場簡圖及介紹- 1110、 參考資料- 1211、 總結(jié)- 13共 13 頁，第 1 頁一、課程設計任務書 1.課程設計題目 城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程設計 2.課程設計目的 （1）鞏固“固體廢物處理與資源化”課

2、程所學理論知識 （2）熟悉和掌握城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程設計的步驟、內(nèi)容和方法 （3）強化固體廢物處理處置的工程設計的基本訓練 （4）培養(yǎng)資料運用、數(shù)據(jù)計算、設計說明書編寫和工程圖繪制的能力 3.設計原始資料 （1）服務區(qū)域人口數(shù)：60萬，服務人口資源增長率為0.25% （2）人均垃圾產(chǎn)生量1.2/人·天 （3）自然條件：年降水量960mm （4）填埋場設計年限：2015年1月啟用，設計服務年限15年 （5）填埋壓實密度為0.71t/，覆土與垃圾比為1/6 （6）其它資料按設計規(guī)范 4.設計內(nèi)容及要求 （1）設計說明書 填埋場庫容和面積計算 填埋場襯層系統(tǒng)設計填埋場集排水系統(tǒng)設滲濾

3、液集排系統(tǒng)設計 （2）設計圖紙 規(guī)格：1號圖紙 繪制：填埋場總平面圖一張（含滲濾液收集系統(tǒng)和導氣系統(tǒng)）2、 概述1. 項目名稱 某城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場2.項目背景隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快城市生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的垃圾廢物也日益增多。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界每年丟棄25億40億噸垃圾。我國2012年垃圾清運量為1.64億噸，且垃圾產(chǎn)生量逐年上增。在生活垃圾處理處置方式中，填埋無疑占據(jù)著舉足輕重的位置，從全球來看，填埋大約占70%，在各發(fā)達國家應用非常廣泛。我國填埋所占的比例更高，達到80%以上。雖然隨著經(jīng)濟技術的發(fā)展，在未來的20年內(nèi)，在擬建的垃圾處理項目中，填埋比例會稍有下降，但仍

4、有大約75%的項目采用填埋方式。同時在我國的城市垃圾處理及其污染防治技術政策中明確提出：以填埋為主的路線，因此填埋必將在今后很長一段時間內(nèi)占據(jù)主導地位，許多大中城市新建的垃圾填埋場，其日處理能力都達上千噸，總填埋庫容達數(shù)千萬立方米。3.設計內(nèi)容 本設計在某市總體規(guī)劃的基礎上設計，本工程服務范圍為某服務區(qū)的生活垃圾，設計年限為15年。本設計為初步設計，包括垃圾衛(wèi)生填埋場的總圖布置、道路運輸、滲濾液收集系統(tǒng)、填埋氣體收集系統(tǒng)、防滲系統(tǒng)等。4.設計原則城市生活垃圾處理作為城市環(huán)境治理項目，應在城市總體規(guī)劃的指導下，合理選擇場址、處理工藝，嚴格控制產(chǎn)生二次污染，防止對環(huán)境造成新的污染。本設計主要遵循以

5、下原則： （1）貫徹國家有關方針政策，在城市總體規(guī)劃指導下，從當?shù)乩Y源的實際情況出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧垃圾資源的綜合利用和合理利用，搞好能源轉(zhuǎn)化，提高利用率，減少占地，逐步實現(xiàn)垃圾處理無害化、減量化和資源化，以取得較好的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。（2）堅持因地制宜，從實際出發(fā)選擇合理的技術方案，走符合國情的路子。根據(jù)國家的垃圾處理技術政策，結(jié)合本地區(qū)的實際情況，尋求垃圾處理的技術和模式，形成多類型、多層次的配套技術。 （3）堅持科學態(tài)度，積極采用新工藝、新材料、新設備，不斷改進及完善垃圾處理設施的建設，為環(huán)衛(wèi)事業(yè)的發(fā)展提供技術保障。 （4）從實際出發(fā)，正確處理需要與可能、近期與遠期的關系，做到

6、遠近結(jié)合、量力而行、留有余地、務求實效。5.設計執(zhí)行標準生活垃圾填埋場污染控制準(GBl68892008)；城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范(CJJ172004)；生活垃圾衛(wèi)生填埋場防滲系統(tǒng)工程技術規(guī)范(CJJ1132007)；生活垃圾衛(wèi)生填埋場封場技術規(guī)范(CJJ1122007)；生活垃圾填埋場無害化評價標準(CJJ/T1072005)；城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場運行維護技術規(guī)程(CJJ932003)；生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術要求(GB/T187722002)；生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術標準(CJ/T30371995)；地面水環(huán)境質(zhì)量標準(GB38382002)；污水綜合排放標準(GB897819

7、96)；城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項目建設標準中華人民共和國建設部主編。生活垃圾衛(wèi)生填埋場設計規(guī)范共 頁，第 頁三填埋場庫容1.服務人口計算 Pn=P0×(1+R)(n-1) 式中：Pn - 第n年的服務人口 P0 - 初始服務人口，600000人 R - 人口增長率，0.25%例如：2016年人口數(shù)：P2=60000×（1+0.25%）(2-1)=6015002017年人口數(shù)：P3=60000×（1+0.25%）(3-1)=6030042.垃圾日產(chǎn)量 Wn=Pn×W/1000 式中：Wn - 第n年的日產(chǎn)量，噸 W - 人均垃圾產(chǎn)量，1.2/人

8、83;天例如：2015年的垃圾日產(chǎn)量：W1=60000×1.2/1000=720t2016年垃圾日產(chǎn)量：W2=601500×1.2/1000=721.8t3.垃圾年產(chǎn)量 Vn=Wn/D×365 式中：Vn - 第n年垃圾的產(chǎn)量， D - 填埋壓實密度，0.71t/例如：2015年垃圾年產(chǎn)量：V1=365×720/0.71=1014.0845074.覆土體積 Tn=Vn×1/6 式中： Tn - 覆土體積，例如：2015年覆土體積：T1=1014.084507×1/6=61690.140852016年覆土體積：T2=1016.61971

9、8×1/6=61844.3662以此類推得到填埋場垃圾計算表（表1-1）填埋場垃圾計算表（表1-1）年份人口數(shù)垃圾日產(chǎn)量/t垃圾日產(chǎn)量/垃圾年產(chǎn)量/覆土體積/20156000007201014.084507370140.845161690.140852016601500721.81016.619718371066.197261844.36622017603004723.60451019.161268371993.862761998.977112018604512725.41351131021.709171372923.847362153.974562019606023727.2270

10、451024.263444373856.15762309.359492020607538729.04511261026.824102374790.797362465.132892021609057730.86772541029.391163375727.774362621.295722022610580732.69489471031.96464376667.093862777.848962023612106734.5266321034.544552377608.761562934.793582024613636736.36294861037.130913378552.783463092.130

11、572025615170738.20385591039.723741379499.165463249.860892026616708740.04936561042.32305380447.913363407.985552027618250741.8994891044.928858381399.033163566.505512028619796743.75423771047.54118382352.530663725共 頁，第 頁.4共 頁，第 頁21共 頁，第 頁772029621345745.61362331050.160033383308.41263884.735335.垃圾的總產(chǎn)量：V1

12、+V2+V3+.V15=370140.8451+371066.1972+371993.8627+.+383308.412=5650335.1746.覆土體積：5650335.174×1/6=941722.5297.填埋場的庫容：V=5650335.174+941722.529=6592057.703四填埋場面積1.填埋區(qū)面積 A=V/H 式中：A - 填埋面積，； V - 填埋區(qū)總庫容， H - 填埋區(qū)垃圾填埋高度，mV=6592057.703 H：一般為1520m，本設計中H=17m所以A=6592057.703/17=387768填埋區(qū) 長792m,寬b=490m2.填埋場總面積

13、填埋區(qū)面積占整個填埋場總面積的70%，所以填埋場總面積：387768/70%=553954填埋場長840m，寬660m五、填埋場防滲系統(tǒng)1.防滲系統(tǒng)（1）設計要求：選用可靠的防滲材料及相應的保護層；設置滲瀝液收集導排系統(tǒng)；垃圾填埋場工程應根據(jù)水文地質(zhì)條件的情況，設置地下水收集導排系統(tǒng)，以防止地下水對防滲系統(tǒng)造成危害和破壞；地下水收集導排系統(tǒng)應具有長期的導排性能。（2）防滲系統(tǒng)的選擇共 13 頁，第 6 頁 根據(jù)滲濾液收集導流系統(tǒng)、防滲層、保護層、基礎層等不同的組合方式，防滲層分為單層襯層、系統(tǒng)雙層襯層系統(tǒng)、復合襯層系統(tǒng)。單層襯層系統(tǒng)只有一個防滲層。復合襯層系統(tǒng)是由兩層防滲層緊密鋪貼在一起二形成

14、的一種防滲結(jié)構。雙層系統(tǒng)是由中間設有滲漏檢測層的兩層防滲層組合而成的一種防滲結(jié)構。在此設計中選用復合襯層系統(tǒng)。單層防滲系統(tǒng)雖然構筑簡單、造價低，施工方便，但是防滲性能較差、安全系統(tǒng)低，只有在地下水污染風險低的情況推薦下使用。而雙層襯層系統(tǒng)雖然防滲效果好，但工程造價也高，一般用于對防滲要求特別高的填埋場。復合襯層系統(tǒng)兩層防滲層可以是有相同或不同的防滲材料構成，它們緊密排列，提供綜合防滲效力。復合防滲層系統(tǒng)綜合了物理、水利特點不同的兩種材料的優(yōu)點，相對于單層襯層系統(tǒng)具有更好的防滲效果。同雙層襯層系統(tǒng)相比較，復合防滲層在符合生活垃圾填埋場防滲系統(tǒng)工程技術規(guī)范要求的前提下，更經(jīng)濟，更常用。圖5-1為H

15、DPE膜+壓實土壤復合襯層系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。 圖5-1HDPE膜+壓實土壤復合襯層系統(tǒng)的結(jié)構示意圖2.防滲層（1）設計要求：能有效地阻止?jié)B瀝液透過，以保護地下水不受污染；具有相應的物理力學性能；具有相應的抗化學腐蝕能力；具有相應的抗老化能力；應覆蓋垃圾填埋場場底和四周邊坡，形成完整的、有效的防水屏障。（2）防滲層材料的選擇防滲系統(tǒng)的防滲材料分三大類：天然防滲材料，人工改性防滲材料和人工合成防滲材料。天然粘土和人工改性防滲材料只能延緩而不能完全制止?jié)B濾液的滲漏。為了更有效的進行防滲，保護填埋場的環(huán)境安全，選擇高密度聚乙烯（HDPE）這種人工合成防滲材料。HDPE膜具有以下優(yōu)點：HDPE膜具有很強

16、的防滲性能，滲透系數(shù)達到10-12cm/s；化學穩(wěn)定性好，具有較強的抗腐蝕性能，耐酸、堿及抗老化能力，此外，HDPE膜的抗紫外線老化能力強，添加的碳黑可增強對紫外線的防護；機械強度高，具有較強的彈性，其屈服伸長率為13%，當伸長率達到700%以上時發(fā)生斷裂；已經(jīng)開發(fā)了配套的施工焊接方法，技術成熟，便于施工；氣候適應性強，耐低溫；與黏土具有很強的互補性，共同構成防滲結(jié)構層，可增加防滲性能；性能價格比較合理。因此，可采用 HDPE膜作為防滲材料。根據(jù)我國現(xiàn)行標準，高密度聚乙烯土工膜厚度不應小于1.5mm。 六、填埋氣集排系統(tǒng)填埋氣體收集系統(tǒng)的作用是控制填埋氣體在無控狀態(tài)下的遷移和釋放，以減少填埋氣

17、體向大氣的排放量和向地層的遷移，并為填埋氣體的回收利用做準備。1.集氣方式 填埋氣體收集系統(tǒng)可分為主動集氣系統(tǒng)和被動集氣系統(tǒng)。前者采用抽氣得方法來控制氣體的有序運動，后者利用填埋場內(nèi)氣體自身產(chǎn)生的壓力進行遷移。主動集氣系統(tǒng)需要配備臭氣動力系統(tǒng)，結(jié)構相對復雜、投資較大，適于大、中型垃圾填埋場氣體的收集。被動集氣系統(tǒng)無需外加動力系統(tǒng)，結(jié)構簡單、投資少。因此設計采用被動式填埋氣收集系統(tǒng)。2. 集氣管的布置 沿盲溝縱方向設置導氣石龍垂直氣井，橫向和縱向間隔為40m。氣井中心是直徑150mm的HDPE花管，周圍用鋼絲網(wǎng)包攏的卵石填充。隨垃圾填埋高度的增加，導氣石龍的高度也不斷增加。圖6-1為導氣石籠結(jié)構

18、示意圖。 圖6-1 導氣石籠結(jié)構七、滲濾液集排系統(tǒng) 滲濾液集排系統(tǒng)的作用是在填埋場正常運行期間，收集并將填埋場內(nèi)滲濾液排至場外指定地點，以避免滲濾液在填埋場底部續(xù)集，防止?jié)B濾液滲漏，保護填埋場的穩(wěn)定性。1.滲濾液收集導排系統(tǒng)（1）底部導流層：即防滲系統(tǒng)中的排水層，一般采用300mm碎石或10mm土工席墊。（2）滲瀝液收集盲溝：場底平整后開挖形成梯形斷面，鋪設HDPE穿孔管并填充碎石（粒徑一般采用16-32mm）。（3）石籠：一般為直徑1200mm石籠由鋼絲網(wǎng)內(nèi)填充級配碎石（粒徑32-64mm）構成，石籠中設HDPE穿孔管（DN150左右），石籠間距40米，隨著填埋高度的增加，石籠逐漸升高，石籠

19、有向上導氣及向下導排滲瀝液的功能。圖7-1為滲濾液收集系統(tǒng)示意圖。共 13 頁，第 9 頁 圖7-1滲濾液收集系統(tǒng)2.滲濾液產(chǎn)生量估算Q=1/1000×C×P×A 式中：Q - 滲濾液平均日產(chǎn)量，/d； P - 年平均日降水量，mm/d A - 填埋場面積， C - 滲出系數(shù)，其值一般在0.20.8，本設計中取C=0.5P=960/365=2.63mm A=387768 代入公式，求得Q=1/1000×0.5×2.63×387768=509.9/d8、 填埋場的作業(yè)、封場、后期管理1. 填埋場作業(yè) 衛(wèi)生填埋通常是每天把運到填埋場，經(jīng)性

20、質(zhì)和計量判定后進入填埋場內(nèi)。垃圾按指定的單元作業(yè)點卸下，卸車后用推土機推鋪，再用壓實機碾壓。分層壓實到需要高度后，再在上面覆蓋粘土和聚乙烯膜料，并重復上述的卸料、推鋪、壓實和覆蓋的過程。填埋場的作業(yè)方式實行分區(qū)分單元填埋，以分區(qū)分單元填埋為前提，然后再來考慮分層的填埋作業(yè)。圖8-1為填埋作業(yè)工藝流程圖。 共 13 頁，第 10 頁 圖8-1填埋作業(yè)工藝流程圖共 頁，第 頁共 頁，第 頁2.填埋場覆蓋封場 填埋場的覆蓋有日覆蓋、中間覆蓋和最終覆蓋（封場）三種方式。日覆蓋的主要目的是控制疾病傳播、垃圾飛揚、臭味，還可控制火災。日覆蓋厚度15cm，覆蓋量約占填埋垃圾量的1/61/5.覆蓋材料為土工布

21、。中間覆蓋除具有日覆蓋的功能外，還可將層面上的江水排出填埋場外，進而減少滲濾液的產(chǎn)生量。中間覆蓋最小壓實厚度30cm。在垃圾填滿后，需要對填埋場進行終場覆蓋，即封場。終場覆蓋采用人工覆蓋封場。排氣層采用粗?；蚨嗫撞牧?，厚度大于30Cm;膜下保護層的黏土厚度宜為2030cm，HDPE膜厚度不小于1cm，膜上保護層、排水層采用粗?；蚨嗫撞牧希穸纫藶?030cm；厚度為2030cm;，植被層采用營養(yǎng)土，厚度根據(jù)種植植物的根系深淺確定。植被層為填埋場最終的生態(tài)恢復層，植被層植物選淺根系植物。填埋場封場頂面坡度不小于5%，邊坡大于10%時采用多級臺階進行封場，臺階邊坡坡度不大于1：3，臺階寬度不小于2

22、cm。3. 環(huán)境監(jiān)測 對衛(wèi)生填埋場進行滲濾液、地下水、地表水和填埋氣進行監(jiān)測，確保填埋場的正常運行。9、 填埋場簡圖及介紹 整個填埋場長840m,寬660m；填埋區(qū)長792m，寬490m。填埋區(qū)分為六區(qū)。滲濾液收集干管管徑為500mm，管長490m,自東向西坡度為6%。滲濾液收集總干管管徑為600mm，管長720m,自南向北坡度為9%。四周環(huán)庫道路寬7m，垃圾進場道路寬8m。石籠管徑150mm，間距為40m。填埋場和管理區(qū)之間綠化帶寬12m。圖9-1為填埋場簡圖。共 13 頁，第 11 頁圖9-1填埋場簡圖10、 參考資料1.城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項目建設標準中華人民共和國建設部主編。2.生活垃圾衛(wèi)生填埋場設計規(guī)范3.李秀金