固體廢棄物課程設(shè)計(jì)

1、固體廢物的處理處置課程設(shè)計(jì)固體廢棄物與噪聲控制工程課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)1. 垃圾填埋氣體的產(chǎn)生及其對(duì)環(huán)境的危害：1.1垃圾填埋氣體的產(chǎn)生固體廢棄物在垃圾填埋場(chǎng)填埋后即開(kāi)始分解。目前普遍認(rèn)為填埋氣體產(chǎn)生過(guò)程可分為以下五個(gè)階段：第一階段：好氧分解階段；第二階段：好氧至厭氧的過(guò)渡階段；第三階段：酸 發(fā)酵階段；第四階段：產(chǎn)甲烷階段；第五階段：填埋場(chǎng)穩(wěn)定階段。在厭氧分解過(guò)程中，土壤和垃圾中的微生物分解填埋廢棄物中的大部分有機(jī)物，延續(xù)產(chǎn)生1040a(年)的LFG填埋氣體)。垃圾在生物分解過(guò)程中產(chǎn)生的LFG主要由甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2組成，同時(shí)伴有少量的氮(N2)、氧(02)、各種碳?xì)浠衔?、水份和?/p>

2、他微量化合物。 LFG產(chǎn)生的速度和量隨時(shí)間和地點(diǎn)的不同而不同。填埋垃圾的分解速度和程度取決于諸多因素，如水份、溫度、垃圾成分、填埋深度、垃圾壓實(shí)度等等一般情況下，甲烷產(chǎn)生率為1.27.5L/kg a。按體積計(jì)算，在穩(wěn)定的城市垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的LFG中，甲烷含量的變化范圍通常在30%50%。1.2垃圾填埋氣體對(duì)環(huán)境的危害由于垃圾分解產(chǎn)生的 LFG會(huì)使地下氣體壓力增加， 少量受壓的LFG會(huì)通過(guò)填埋場(chǎng)表面逸 出，進(jìn)入空氣或在地底下向相鄰地區(qū)遷移。甲烷氣體會(huì)引起火災(zāi)和劇烈爆炸，是一種危險(xiǎn)的物質(zhì)。其他非甲烷有機(jī)混合氣體通常較臭，有害環(huán)境和人類健康。因此，如果對(duì)LFG不加以有效控制，則會(huì)引起大氣污染， 水污

3、染，甚至危及人類的安全和健康。若對(duì)LFG加以有效控制、收集、處理或利用，不僅能消除污染和破壞環(huán)境的隱患，而且能開(kāi)發(fā)大量寶貴的能源。2. 15年的填埋場(chǎng)庫(kù)容及覆土量：1) 任意年的垃圾填埋量：由 得：其中：任意年總填埋場(chǎng)庫(kù)容；任意年的覆土量；由于垃圾資源化和填埋期間的自然降解對(duì)垃圾的兼容率為15%;則任意年的垃圾填埋量為：2) 任意年的覆土容積：由于覆蓋土容積按填埋垃圾的填埋量的10%計(jì);則任意年的覆土容積為：3) 任意年的填埋場(chǎng)庫(kù)容：4）15年的填埋場(chǎng)庫(kù)容:5）15年的覆土量：3. 15年填埋氣體的產(chǎn)氣量：填埋狀態(tài)下的垃圾分解經(jīng)歷兩個(gè)過(guò)程，第一階段是好氧分解過(guò)程，該階段維持時(shí)間短，僅在幾周內(nèi)氧

4、氣就將耗盡而結(jié)束；第二階段為厭氧分解過(guò)程，產(chǎn)生甲烷氣，而且持續(xù)時(shí)間可達(dá)20-50年，所以填埋場(chǎng)的化學(xué)反應(yīng)主要是厭氧發(fā)酵過(guò)程，填埋垃圾后一般2-3年開(kāi)始產(chǎn)氣。填埋物產(chǎn)生的氣體主要以易燃、易爆的沼氣（甲烷）為主，另外還有少量的HaS、NH等有害氣體，因此必須加以收集和控制。垃圾場(chǎng)的產(chǎn)氣量主要取決于垃圾的可降解有機(jī)物的質(zhì)與量，一般來(lái)講，產(chǎn)氣量是一個(gè)定值，而產(chǎn)氣速率則受多種因素影響，如垃圾量和垃圾成分、垃圾填埋時(shí)間、垃圾密實(shí)程度、 填埋垃圾體中的溫度、含水率以及垃圾空隙中的氣體壓力等。填埋狀態(tài)下的垃圾分解經(jīng)歷兩個(gè)過(guò)程，第一階段是好氧分解過(guò)程，該階段維持時(shí)間短，僅在幾周內(nèi)氧氣就將耗盡而結(jié)束；第二階段為厭

5、氧分解過(guò)程，產(chǎn)生甲烷氣，而且持續(xù)時(shí)間可達(dá)20-50年，所以填埋場(chǎng)的化學(xué)反應(yīng)主要是厭氧發(fā)酵過(guò)程，填埋垃圾后一般2-3年開(kāi)始產(chǎn)氣。填埋物產(chǎn)生的氣體主要以易燃、易爆的沼氣（甲烷）為主，另外還有少量的HaS、NH等有害氣體，因此必須加以收集和控制。垃圾場(chǎng)的產(chǎn)氣量主要取決于垃圾的可降解有機(jī)物的質(zhì)與量，一般來(lái)講，產(chǎn)氣量是一個(gè)定值，而產(chǎn)氣速率則受多種因素影響，如垃圾量和垃圾成分、垃圾填埋時(shí)間、垃圾密實(shí)程度、 填埋垃圾體中的溫度、含水率以及垃圾空隙中的氣體壓力等。（一）填埋氣體的計(jì)算Mp 二罟 exp 一詈d Id/垃圾產(chǎn)甲烷速率：Z八 MP0 t 65（ tD（t ）=exp _ =exp.Id I d丿4

6、 I 4丿填埋場(chǎng)的甲烷產(chǎn)率：F t 二 D t TiT ：第i年填埋垃圾量（t），是填埋場(chǎng)第i層中廢棄物的噸數(shù)，可以按照填埋場(chǎng)每年填入廢棄物量進(jìn)行確定；Mp0 :為新鮮垃圾產(chǎn)CH 4潛能，中小城市垃圾填埋場(chǎng)的 Mp0為65 mt。因?yàn)槲鲗幨袑儆谥行〕鞘校銶p0為65。t :時(shí)間（a）;d :垃圾持續(xù)產(chǎn)CH 4時(shí)間（a）；且d為4年。D t :為垃圾產(chǎn)CH 4速率 （）；F（t）:為填埋場(chǎng)CH 4產(chǎn)率 ；（二）填埋場(chǎng)的甲烷產(chǎn)率：F t 二 D t 片單位：D:（）-11 - / 10D 1 二晉expd654-12 .66F 1 二 12.66 360 二 4557.6D(2Zlexp 2=9

7、.86d I d丿4 i 4丿 F 2 1=9.86 360 =3549.6Mp 0 f65 f 3D(3)=exp -一 i = 一exp -一 |=7.68d I d丿4氣4丿F 3 =7.68 360 =2764.8Mp 0( 465 4ccD(4 )= exp|=exp |=5.98dI d丿 4i 4丿F 4 1=5.98 360 =2152.8v Mp o(565*5 D (5 )=0 exp| = ex p - 一 | = 4 .66dId丿 4氣4丿F 5i=4.66 360 =1677.6D6 牛xp65exp43.63F 6 =3.63 360 =1306.8Mp 0Dre

8、xp -1P . d 4= 65exp2.82F 7 二 2.82 360 =1015.2Mp 0D8 =旳865exp .d 4F8A2.20 360 =792965exp.d4F 9 =1.71 360 =615.6D 10 二d1065expexpI d丿410、I 4丿2.201.711.33F 10 1=1.33 360 =478.81.04八Mp0(6511 D(11 )=exp|=exp -一 IdId丿4i4丿F 11 =1.04 360 =374.40.81八叭J12、65*12 1dId丿4i4丿F 12 =0.81 360 二 291.6D 13 =0.63F 13 =0

9、.63 360 = 226.8Mp o d6514、exp - I4 I 4丿0.49F 14 =0.49 360 =176.40.38MPof 15、6515)D 15 =exp . 一 = 一 exp - 一 IdJ d 丿4i 4 .丿F 15 二 0.38 360 =136.84. 填埋氣體的收集方式：為避免填埋氣體在填埋垃圾內(nèi)積累，消除由此而來(lái)的潛在火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)，應(yīng)在垃圾層中設(shè)有導(dǎo)排氣系統(tǒng)。4.1導(dǎo)氣系統(tǒng)導(dǎo)氣系統(tǒng)由垂直導(dǎo)氣管組成，垂直導(dǎo)氣管安裝在滲瀝液收集管的支座上，管間距40m導(dǎo)氣管管材采用特制穿孔工程塑料管，管徑為DN200導(dǎo)氣管四周設(shè)石籠透氣層即鉛絲網(wǎng)包攏級(jí)配碎石濾料(300

10、mm厚，粒徑50150mm),導(dǎo)氣系統(tǒng)的鋪設(shè)隨著填埋作業(yè)逐層上升而逐根 加高。4.2排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)采用分散排放方式，即每根導(dǎo)氣管均設(shè)一根排氣管，將收集的填埋氣在排氣管口點(diǎn)燃。排氣管口高出最終覆蓋層1m (即距離地面高約 6.5m),有利于填埋氣體的擴(kuò)散。4.3填埋氣體導(dǎo)埋系統(tǒng)5. 抽氣井布點(diǎn)：抽氣井按三角形布置，影響半徑應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。但由于抽氣井的布置會(huì)影響集氣/輸氣管路徑，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和實(shí)際限制因素，對(duì)抽氣井進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。同時(shí)，在建設(shè)LFG抽氣井的過(guò)程中，井的確切位置還需要根據(jù)遇到的情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。1) 15年的填埋廢物的體積：2) 如果填埋高度為 35m，則填埋場(chǎng)面積為：3)

11、假設(shè)填埋場(chǎng)的長(zhǎng) a為：440m，則填埋場(chǎng)的寬 b為:4) 抽氣井到填埋場(chǎng)的距離為65m,井間距為45m抽氣井的個(gè)數(shù)為：所以抽氣井個(gè)數(shù)取整為 10座。抽氣井布置圖見(jiàn)圖5。440m65m X 65200mo*87.5m-. 45m-圖5.抽氣井布置圖6. 抽氣井及井口裝置圖：抽氣井及井口裝置圖見(jiàn)附圖67. 填埋場(chǎng)的工藝流程圖：8.1填埋區(qū)劃分根據(jù)地形特點(diǎn)，將填埋作業(yè)區(qū)劃分為一、二兩個(gè)填埋區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)按10X 10m (或根據(jù)地形條件以100吊為單位)劃分填埋單元，從最低點(diǎn)分層填埋。8.2垃圾填埋工序(1) 垃圾進(jìn)場(chǎng)后按劃分好的單元卸下，用推土機(jī)攤平攤鋪均勻至厚度為0.60.8m后，3再用垃圾壓

12、實(shí)機(jī)反復(fù)壓實(shí)使其密度不小于0.85t/m ,然后繼續(xù)填埋第二、第三層,至垃圾壓實(shí)厚度達(dá)到2m,然后覆蓋0.2m的土層，繼續(xù)向下一部分推進(jìn)。當(dāng)天的垃圾按填埋單元 填埋完成后，表面需再覆蓋一層0.2m的土層，做到當(dāng)日垃圾當(dāng)日覆蓋。(2) 當(dāng)一個(gè)填埋區(qū)域的垃圾填埋完成并壓實(shí)到0.85t/m 3后，表面要覆蓋一層 0.5m厚 的土層，以保證填埋場(chǎng)整體的環(huán)境。(3) 當(dāng)填埋場(chǎng)最終完成填埋后，整個(gè)填埋區(qū)的表面要覆蓋一層0.5m厚的粘土(滲透系數(shù)w 10-7cm/s ),或覆蓋人工合成材料，上部再填0.5m厚的鹽土，并均勻壓實(shí)。(4) 垃圾最終填埋完成后，至少在三年內(nèi)封閉監(jiān)測(cè)，不準(zhǔn)使用，要特別注意防火、防爆

13、。三年后經(jīng)鑒定達(dá)到安全期后可作為人造景觀及一些無(wú)機(jī)類物資堆放場(chǎng)地等。未經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)，填埋場(chǎng)地區(qū)絕對(duì)不能作為工廠、商店、學(xué)校等建筑用地。此外，為便于降水的自然排放，垃圾堆體頂面應(yīng)由最高點(diǎn)坡向四周，保證坡向平整，坡度不小于5%8.3垃圾填埋工藝流程圖：填埋氣體工藝流程圖見(jiàn)附圖8. 總結(jié)：通過(guò)固體廢物的處理與處置課程設(shè)計(jì)，對(duì)固體廢棄物與噪聲控制工程在課堂講解的基礎(chǔ)上有了一個(gè)更深層次的理解，尤其是固體廢物的填埋處置。這次課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是垃圾填埋場(chǎng)中抽氣井的布設(shè)與產(chǎn)氣量的估算。在抽氣井的布設(shè)中，首先進(jìn)行的工作是垃圾填埋場(chǎng)的在服務(wù)年限產(chǎn)氣量的估算預(yù)測(cè)，其次是對(duì)垃圾填埋氣體的產(chǎn)生過(guò)程及其對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行分析，再次是確定填埋氣體的收集方式，最后對(duì)填埋氣體綜合利用凈化技術(shù)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上完成對(duì)抽氣井布設(shè)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。9.參考文獻(xiàn):1生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB 16889 1997.2寧平固體廢物處理與處置高等教育出版社2006.3聶永豐三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)：