環(huán)境工程垃圾填埋場設(shè)計

1、摘要隨著經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高和城市人口的急劇增長，城市垃圾問題日益成為困擾世界各國城市發(fā)展的重要問題。其中衛(wèi)生填埋作為一種有效的消納城市垃圾的處理方式，是世界各國垃圾處理的首選。鑒于此,本設(shè)計為城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場的初步設(shè)計。垃圾填埋場會對周圍的土壤、地下水、大氣造成現(xiàn)實的影響和潛在的危害。不合理的填埋場址其后期對周圍的環(huán)境影響將是災(zāi)難性的，所以，選址工作在垃圾填埋場的整個建設(shè)中的地位顯得尤為重要。這里選用層次分析法來選址。該設(shè)計從實際出發(fā),應(yīng)用經(jīng)驗公式計算出數(shù)值,得出既符合實際又經(jīng)濟的設(shè)計。垃圾填埋場由垃圾堆體、終場覆蓋、雨水收集與導(dǎo)排、填埋氣的導(dǎo)排與處理、滲濾液收集與處理、安全與

2、環(huán)境檢測等系統(tǒng)組成。結(jié)合具體情況,優(yōu)化設(shè)計,最大限度減少垃圾填埋場污染環(huán)境,節(jié)省投資。關(guān)鍵詞: 垃圾；衛(wèi)生填埋場；選址；層次分析法；設(shè)計；AbstractWith development of economy、improvement of peopleliving standard and rapid increment of population in cities.theproblem of municipal waste becames more and more important to the issue of citiessustaineble development for ev

3、ery country . As an effective mean to treat municipalwaste.Landfill is the primary method all over the word。In view of this, the design of city life for preliminary design of the landfill.Around landfill site soil,groundwater and air will be set in a potentially dangerous status.An unreasonablelandf

4、ill site selection will be catastrophic to environment in future .Therefore,site selection is of more importance to the whole construction of landfill .Here I use Analytic Hierarchy Process to selecte the site. This design from reality, application experience formula calculates that accords with pra

5、ctical values, and economic design by rubbish landfill. Cover and final rainwater collection, and guide line, and the breath of landfill leachate treatment, collecting and processing, safety and environmental testing system. Combined with a specific situation, optimization design, minimize landfill

6、environmental pollution, save investment.Keywords:sanitary landfill; site selection; Analytic Hierarchy Proces; 目錄摘要IABSTRACTII1. 文獻綜述11.1垃圾處理處置概況11.2目前國內(nèi)的研究現(xiàn)狀21.3國外生活垃圾處理現(xiàn)狀31.4垃圾處置場選址方法介紹41.5 措施分析62. 選址分析與研究82.1選址原則82.2選址要求82.3選址方法層次分析法9層次分析法概念及建模102.3.2 層次分析法在垃圾填埋場選址中的應(yīng)用143. 設(shè)計計算193.1垃圾產(chǎn)生量19城市人口確定

7、19垃圾量的確定193.2填埋場庫容21填埋場的面積和庫容計算21垃圾壩的選擇和設(shè)計213.3總圖布置223.4防滲系統(tǒng)22關(guān)于防滲系統(tǒng)設(shè)計所參照的規(guī)范是：22防滲方式選擇233.5滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)與填埋坑地下水的排出與收集243.5.1 滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)計243.5.2 填埋坑地下水的收集與排出253.6滲濾液處理系統(tǒng)253.6.1 滲濾液產(chǎn)生量253.6.2 調(diào)節(jié)池容積263.6.3 調(diào)節(jié)池設(shè)計26滲濾液的處理273.7填埋場氣體導(dǎo)排、處理系統(tǒng)28產(chǎn)氣量的確定：283.7.2 填埋氣導(dǎo)排293.8防洪系統(tǒng)設(shè)計303.9填埋工藝303.9.1 填埋作業(yè)313.9.2 終期封場313.9

8、.3 覆蓋材料323.9.4 填埋坑內(nèi)雨水的引流323.10環(huán)境保護與環(huán)境監(jiān)測32總結(jié)34致謝35參考文獻361. 文獻綜述1.1垃圾處理處置概況隨著社會經(jīng)濟發(fā)展城市化進程的加快,我國城市面臨著日益嚴重的環(huán)境問題,尤其是生活垃圾污染問題。垃圾是人類生產(chǎn)和生活中必然產(chǎn)生的遺留廢物。隨著自然資源不斷開發(fā)利用，文明不斷發(fā)展，特別人口的增長和高度向城市集中，以及城市化的迅速發(fā)展，各國垃圾均以快于其經(jīng)濟增長近3倍的速度增長。城市生活垃圾不僅影響了城市環(huán)境,還危害到居民的身心健康,成為當今社會最嚴重的公害之一。處理不好影響社會的發(fā)展,當前如何有效地解決城市生活垃圾污染問題,再現(xiàn)一個清潔、健康的城市生存環(huán)境

9、,已是擺在我們面前的一個重要課題1李乾杰，小城鎮(zhèn)生活垃圾處理經(jīng)費分析J。城鎮(zhèn)建設(shè)，2004，（04）。1。據(jù)統(tǒng)計，目前全國生活垃圾的年產(chǎn)生量約為3.7億t，城市生活垃圾產(chǎn)生量約1.7億t，清運量1.4億t，處理率為60.3%；農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量約1.9億t，清運量與處理量甚微2李穎，許少華.我國農(nóng)村生活垃圾現(xiàn)狀及對策J.市政技術(shù)，2007（7）：62-63.3曾無己，張協(xié)奎.城市垃圾填埋場水環(huán)境污染控制初探J.基建優(yōu)化，2007（2）：66-68.4張樂觀，朱新鋒.我國生活垃圾的處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J.工業(yè)安全與環(huán)保，2006，32（9）：37-39.。然而，多數(shù)城市的垃圾處理能力并沒有跟上垃圾

10、的增速，迄今為止，我國絕大多數(shù)城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋為主，不僅占用了寶貴的土地資源，而且對環(huán)境造成了嚴重的二次污染。能否妥善解決垃圾問題，是關(guān)系到國計民生的一件大事。無論是發(fā)達國家或是發(fā)展中國家都不可避免地受到垃圾成災(zāi)的嚴重威脅，并因此發(fā)出了高昂的代價。表1-1 各個國家垃圾產(chǎn)量及年增長率國名垃圾總量/(104t/a)年增長率/%單位產(chǎn)量/kg/(人×d)中國15000101.16美國1600003.52.39英國2003.20.87日本113655.02.46法國12002.90.75荷蘭5203.00.57意大利21003.00.59根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全世界城市生活垃圾年平均

11、增長速度高達8.45%，年生產(chǎn)總量約120億噸。我國的城市生活垃圾產(chǎn)量更大增長更快。2000年全國城市生活垃圾達到1.5億噸,并還以每年10%以上的速度遞增，大大超過世界平均增長速度。由此可見，對垃圾的處置已刻不容緩。1.2目前國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 總體上，我國目前在該領(lǐng)域的研究水平相當于國外第二或第三階段的研究水平!但某些研究成果已達到國外第四階段的研究水平5劉長禮,張云,王秀艷.垃圾衛(wèi)生填埋處置的理論方法和工程技術(shù)M.北京:地質(zhì)出版社1999.5。同時，自1991年9月建設(shè)部和科委正式把衛(wèi)生填埋處置技術(shù)確定為我國近期推廣的首選技術(shù)后，我國各大中城市陸續(xù)興建了一些大、中型城市垃圾衛(wèi)生填埋場6建設(shè)部

12、標準定額研究所.城市生活垃圾處置工程項目建設(shè)標準與技術(shù)規(guī)范宣貫教材Z.北京:中國計劃出版社.2002.，如深圳下坪生活垃圾填埋場、北京阿蘇衛(wèi)生生活垃圾填埋場、杭州天子嶺垃圾填埋場、蘇州七子山生活垃圾填埋場、四川綿陽市房樓村生活垃圾填埋場等。并且，建設(shè)部在2001年頒布了城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項目建設(shè)標準和城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范，這必將促進垃圾衛(wèi)生填埋在我國的大發(fā)展。解決垃圾問題的目標是將垃圾減容、減量、資源化、能源化及無害化處理。城市生活垃圾的處理方式目前主要有衛(wèi)生填埋、高溫堆肥和焚燒。其中衛(wèi)生填埋是目前世界上最常用的垃圾處理技術(shù)。它是從簡易的垃圾堆放和填地處理發(fā)展起來的一種垃圾處

13、理技術(shù)，是根據(jù)生活垃圾自然降解機理和對生態(tài)環(huán)境的影響特性，采取有效的工程措施和嚴格的管理手段，控制垃圾不對周圍環(huán)境造成污染的綜合性科學工程技術(shù)方法。所以對垃圾的處理方式也變得非常重要，我國對現(xiàn)行的生活垃圾處理主要從以下幾方面著手。衛(wèi)生填埋：填埋技術(shù)作為生活垃圾的傳統(tǒng)和最終處理方法，目前仍然是我國大多數(shù)城市解決生活垃圾出路的最主要方法，約占處理總量的95%左右。根據(jù)環(huán)保措施（主要有場底防滲、分層壓實、每天覆蓋、填埋氣導(dǎo)排、滲瀝水處理、蟲害防治等）是否齊全、環(huán)保標準能否滿足來判斷，針對經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)以及干旱少雨、土地利用價值低、丘陵山區(qū)等地區(qū)的生活垃圾處理，我們的解決方案也是以填埋處理為主。垃圾堆

14、肥：針對生活垃圾中可腐有機物含量高以及待處理生活垃圾產(chǎn)品的消納能力強的地區(qū)，我們以作為生活垃圾的解決方案。倉式堆肥工藝。垃圾焚燒：針對土地資源非常寶貴，垃圾熱值較高的上海、北京、廣州等大城市，我們的解決方案是通過垃圾的焚燒發(fā)電達到較高程度的減量化與無害化，焚燒法是一種高溫熱處理技術(shù)，固體廢物在高溫下氧化熱解被破壞，是一種可同時實現(xiàn)無害化，減量化，資源化的處理技術(shù)。對分揀出來的物質(zhì)，如廢塑料、木材、竹片、棉麻織物，則通過焚燒系統(tǒng)進行焚燒處置，一般說來，原生垃圾熱值是很低的，燃燒時需要加入大量的阻燃劑，但在經(jīng)過前處理后，通過機械和人工將塑料、木材、竹片盡可能多地分選出來，而分選出來的物質(zhì)如廢塑料、

15、木材、竹片其熱值很高，適合于焚燒處置，能實現(xiàn)垃圾處理的減量化要求，并能達到余熱利用7朱蘭保，盛蒂.我國城市生活垃圾處理現(xiàn)狀及其對策J.環(huán)境衛(wèi)生工程，2006，14（3）：35-39.。見下表目前國內(nèi)各個城市處理方法，以及各種方法特性。表1-2 城市生活垃圾處理方法優(yōu)缺點比較處理方法減量化無害化資源化投資占地適應(yīng)的垃圾焚燒最大(95%)最徹底（98%）發(fā)電供熱最高最少熱值3600KJ/KG以上的垃圾堆肥其次(95%)堆肥產(chǎn)品（80%）有機肥較高其次有機垃圾含量45%以上填埋最低較好沼氣較高最大一般垃圾及焚燒爐渣但就目前的各種垃圾處理技術(shù)而言，沒有一種能完全實現(xiàn)垃圾的資源化，無論采用什么方法，總有

16、一部分垃圾需采用衛(wèi)生填埋法進行最終處置，因此任何城市都不可能因采用其他處理技術(shù)而取消衛(wèi)生填埋場的建設(shè)。但不合理的衛(wèi)生填埋使城市垃圾造成了嚴重的環(huán)境破壞，如區(qū)域水環(huán)境的破壞、土壤的污染，甚至附近人群的健康收到嚴重的影響。解決這些問題的方法：一方面是工程技術(shù)問題，另一重要方面就是選擇合適的垃圾填埋場。垃圾填埋場選址的合理選擇和布局直接關(guān)系到場地四周的環(huán)境質(zhì)量，因此，做好場址選擇的研究工作有助于防止和減少填埋場對地質(zhì)環(huán)境的破壞，有助于防止和減少填埋場對周圍環(huán)境的危害。1.3國外生活垃圾處理現(xiàn)狀7朱蘭保，盛蒂.我國城市生活垃圾處理現(xiàn)狀及其對策J.環(huán)境衛(wèi)生工程，2006，14（3）：35-39.（1）前

17、期階段（20世紀4050年代）：垃圾以簡單的露天堆放為主!場址選擇以交通方便為準則，較少考慮環(huán)境保護。（2）初始階段（20世紀6070年代）：開始重視垃圾對環(huán)境的影響!主要表現(xiàn)在對場地的定性分析和評價上。（3）地質(zhì)環(huán)境影響的機理研究階段（20世紀70年代后期80年代中期）：其主要特點是著重對單個污染組分與地下水或地層中礦物組分相互作用機理的研究。（4）全面系統(tǒng)化研究階段（20世紀80年代后期開始至今）：對地質(zhì)處置場研究更加全面、深入和系統(tǒng)，具體表現(xiàn)在：處置場設(shè)計更加系統(tǒng)和完善；場地地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)研究綜合化和系統(tǒng)化；地質(zhì)處置場阻隔材料性能的研究日趨活躍；計算機人工智能系統(tǒng)引入該領(lǐng)域。垃圾處置方法常

18、用的有簡單堆放法、堆肥發(fā)酵法、衛(wèi)生填埋法、焚燒發(fā)電法和回收綜合利用資源化等8北京市環(huán)境科學研究所。國外城市廢棄物處置（第一集）.中國環(huán)境科學出版社，1989.7。其中，標準的衛(wèi)生填埋法具有成本相對低廉、處理能力大、適用范圍廣、無二次污染、環(huán)保效果顯著和處置徹底等優(yōu)點，因此，得到世界各國的普遍采用9趙出才.生活垃圾資源化原理與技術(shù).北京：化學工業(yè)出版社，2001.1210唐鴻壽.城市生活垃圾處理與管理.北京：氣象出版社，2002.1，1-5。我國科委和建設(shè)部也將此法定為垃圾處理的首選推廣方法（見表1-3）表1-3 部分發(fā)達國家垃圾處置的方法的比例（%）國家 衛(wèi)生處置填埋焚燒處置堆肥處置其他方法挪

19、威79.014.07.0德國67.630.02.4美國95.05.0英國79.43.01.016.6澳大利亞65.024.011.0意大利68.024.08.0比利時64.029.09.0荷蘭50.030.020.0法國50.030.020.0奧地利43.022.021.014.0新西蘭64.030.06.0丹麥36.063.01.0日本32.365.32.4瑞典20.041.024.015.0瑞士20.070.010.01.4垃圾處置場選址方法介紹城市垃圾填埋場選址問題，國外已經(jīng)有了較多這方面的研究。位址的選擇問題自古有之，從古老中國的看風水，到現(xiàn)今的每一個建筑和設(shè)施的施工都要涉及到地址的選

20、擇問題。就目前現(xiàn)狀而言，單一傳統(tǒng)的垃圾場選址工作是采用資料研究和實地踏勘的方式，由于各種因素的復(fù)雜不確定性，以及人煩主觀性影響，很難考慮周全，以至于會造成人力、物力的浪費。合理選址，可以有效節(jié)省費用，大幅度的降低運營成本，符合規(guī)劃要求，與環(huán)境相協(xié)調(diào)，真正達到垃圾處理目標，利于國民經(jīng)濟的發(fā)展。場址的選擇是衛(wèi)生填埋場全面設(shè)計規(guī)劃的第一步。影響選址的因素很多,主要應(yīng)從工程學、環(huán)境學、經(jīng)濟學、法律和社會學等方面來考慮。這些選址要求相輔相成。主要遵循兩條原則:一是從防止環(huán)境污染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11郝英臣,孟偉,鄭丙輝.固體廢物安全填埋場選址與勘察技術(shù).北京:海洋出版社

21、,1998,91。在了解了垃圾衛(wèi)生填埋場址選擇的基本原則后,如何把這些“原則”逐項的量化,最終選出一個合適的場地,就需要選擇合適的方法,這也是填埋場的建設(shè)過程中非常重要的步驟之一。應(yīng)該說,用于場地的選擇方法是相當多的,比如有圖解法、地理信息系統(tǒng)(GIS)、層次分析法、模糊綜合評判法、專家系統(tǒng)法和灰色聚類法等12劉長禮,等.垃圾衛(wèi)生填埋場處置的理論方法和工程技術(shù).北京:地質(zhì)出版社,1999,12?，F(xiàn)就其中幾種方法給予介紹。（1）圖解法選擇的第一步,要設(shè)定最終處置場的選地范圍從中排除那些受到土地利用法規(guī)定限制的地段,縮小可征用土地的選擇區(qū)域。具體操作時,根據(jù)選擇范圍,要準備一套1/2000001/

22、50000的地形圖,將第一步作為排除條件列出的各種法規(guī)限制的區(qū)域一并標記出來。第一步將選地范圍縮小以后,第二步要從該區(qū)域中提出可以用來建設(shè)用的場所。第三步是要對第二步提出的建設(shè)可能地區(qū)進行現(xiàn)場調(diào)查。在現(xiàn)場調(diào)查之前,最好先準備一張高精度的地形圖(例如建設(shè)用地在山谷之間,可采用1/5000的地形圖),如討論填埋面積,填埋容量,流域面積等情況在現(xiàn)場確認會變得更容易。第四步,是根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查對已縮減的候選地進行評價,對候選地進行優(yōu)先使用次序的排位,最后決定用地。（2）地理信息系統(tǒng)(GIS)13GIS與固體有害廢物安全填埋場選址.環(huán)境科學研究，1995.1，第8卷，第1期GIS(地理信息系統(tǒng))在現(xiàn)代科學技

23、術(shù)中的應(yīng)用十分廣泛,同樣在固體廢物安全填埋場選址和場地基礎(chǔ)勘察中,也可應(yīng)用這項具有各種空間功能和高效率的先進的計算機科學技術(shù)手段。GIS在選址中的應(yīng)用,主要是利用GIS的制圖功能,把選址中的那些限制性因素繪制成各種圖形,然后將所繪制的各種圖形進行對比和疊加,選擇出不受限制性因素制約的空間位置(例如場地受百年一遇洪水位標高的限制,在洪水位標高以下的區(qū)域則不能選擇場址,受該因素制約,場地只能在其標高以上的區(qū)域選擇),然后再在這些有效的空間位置中進行對比,確定場址。（3）層次分析法14翟云波，曾光明.層次分析法在城市生活垃圾填埋場選之中的應(yīng)用.環(huán)境科學與技術(shù)，2002.7，第25卷，第4期層次分析法

24、(analytic hierarchy process,簡稱AHP)的基本思路是:先根據(jù)當?shù)氐某鞘幸?guī)劃、交通運輸條件、環(huán)境保護、環(huán)境地質(zhì)條件等,擬定若干的可選場地(段),再將這些場地(段)的適宜性影響因素與上述選擇原則結(jié)合起來,構(gòu)造一個層次分析圖,再把各層次的各因素進行一一的量化處理,得出每一層各因素的相對權(quán)重,直至計算出方案層各個方案的相對權(quán)重,根據(jù)這些權(quán)重進行評判。（4）模糊綜合評判法15張弘.綠色工藝方案決策的模糊綜合評判方法研究.西安科技學院碩士學位論文，2001.4將模糊綜合評判方法引入到城市生活垃圾填埋場的選址研究當中，是一個全新的探討，旨在為填埋場選址提供一個新思路和一種便捷高效

25、的新方法，希望能為填埋場選址問題提供一定的參考價值和借鑒意義。對于填埋場選址,某些需要考慮的因素含有不確定性(即模糊性)，糊數(shù)學的產(chǎn)生為描述這類邊界不清的事物提供了一套有效的方法，即通過建立隸屬函數(shù)，使這一類模糊因素得到了量化，從而能夠在模糊環(huán)境中解決問題,做出正確決策。同時結(jié)合層次分析法(AHP)計算出各評價指標的權(quán)重值,使決策結(jié)果更具有科學性及合理性。（5）專家系統(tǒng)法專家系統(tǒng)預(yù)測法是對數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)進行分析，提取有關(guān)規(guī)則，按照一定的規(guī)則進行預(yù)測。專家系統(tǒng)法，是對人類的不可量化的經(jīng)驗進行轉(zhuǎn)化的一種較好的方法。此法的優(yōu)點是：能匯集多個專家的知識和經(jīng)驗，最大限度地利用專家的能力；占有的資料、信息

26、多，考慮的因素也比較全面，有利于得出較為正確的結(jié)論。缺點是：不具有自學習能力，受數(shù)據(jù)庫里存放的知識總量的限制；對突發(fā)性事件和不斷變化的條件適應(yīng)性差。（6）灰色聚類評價灰色聚類評價是環(huán)境質(zhì)量等級研究的一種簡單易行的方法。在環(huán)境質(zhì)量評價中，通常是針對評價目的，選擇若干評價參數(shù)，計算污染指數(shù)，然后建立數(shù)學模式，得到綜合指數(shù)，最后確定擬評價環(huán)境所屬的等級。 這種評價方法避免了建立數(shù)學模式和計算綜合指數(shù)等中間環(huán)節(jié)，從分級標準直接確定環(huán)境質(zhì)量所屬的等級，物理意義十分明確1.5 措施分析從生態(tài)環(huán)境的角度而言，城市垃圾是一種污染源；從資源的角度而言，城市垃圾則是地球唯一在增長的一種資源。及時有效地做好城市垃圾

27、的處理，對促進人和自然和諧相處和社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。以保障人民健康和環(huán)境安全為目的，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，政策引導(dǎo)，因地制宜，加大投入、完善政策、技術(shù)示范、深化改革、健全法規(guī)、加強監(jiān)管，加快城市生活垃圾處理設(shè)施建設(shè)，不斷提高城市生活垃圾減量化、資源化和無害化水平，促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。垃圾處理的方法上面介紹了很多，固體廢物處置是指最終處置或安全處置，是固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，是解決固體廢物的歸宿問題。一些固體廢物經(jīng)過處理和利用，總還會有部分殘渣存在，而且很難再加以利用，這些殘渣可能又富集了大量有毒有害成分；還有些固體廢物，目前尚無法利用，它們都將長期地保留在環(huán)境中，是一種

28、潛在的污染源。為了控制其對環(huán)境的污染，必須進行最終處置，使之最大限度地與生物圈隔離16楊國清.固體廢物處理工程.北京:科學出版社,2000.17李穎.城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場設(shè)計指南M.中國環(huán)境科學出版社,2005.18錢學德,郭志平等.現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場的設(shè)計與施工M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.12.19王琪，垃圾填埋技術(shù)與垃圾填埋場設(shè)計A.見：國家環(huán)境保護總局污染控制司.城市固體廢棄物管理與處理處置技術(shù)C.北京：中國石化出版社，2000.20高新紅,張玉華,張林霖.城市生活垃圾填埋場滲濾液處理工程實例J.環(huán)境科學與管理,2005,(3).21CJJ17-2004生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范

29、S.北京：中國建筑工業(yè)出版社，200422 侍倩,柳利霞.生活垃圾衛(wèi)生填埋場產(chǎn)氣規(guī)律及污染J.環(huán)境科學,2005,28(1): 24-5.23徐捷,等.垃圾填埋場揮發(fā)性有機物研究J.環(huán)境科學與技術(shù),2007,30(4):48-9.24錢學德，郭志平.填埋場的復(fù)合襯墊系統(tǒng)J.水利水電科技進展,1997,17(5):64 -68.。一個合適的場址，可以減少環(huán)境的污染，降低設(shè)計要求，降低處置成本，有利于填埋場的安全管理。因此，填埋場址的合理選擇是垃圾衛(wèi)生填埋場全面設(shè)計規(guī)劃的第一步，也是處置場建立過程中最重要、最關(guān)鍵的一步。應(yīng)該說，我國垃圾填埋場為保護我們的生存環(huán)境發(fā)揮著重大作用，但是，由于衛(wèi)生填埋工

30、程起步較晚，目前還存在不少問題，如，填埋場的選址、設(shè)計建設(shè)、運行管理、環(huán)境監(jiān)測等。因此，應(yīng)加強各方面的技術(shù)和經(jīng)驗交流，促進我國垃圾填埋場這項造福于民的環(huán)保事業(yè)健康發(fā)展。2. 選址分析與研究垃圾的衛(wèi)生填埋處置須獲得經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，并達到這三個效益的最佳配置。一個合適的場址，可以減少環(huán)境的污染，降低設(shè)計要求，降低處置成本，有利于填埋場的安全管理。因此，填埋場址的合理選擇，是垃圾衛(wèi)生填埋處置的第一步，也是處置場建立過程中最重要、最關(guān)鍵的一步。但衛(wèi)生填埋場場址的選擇，涉及到當?shù)氐慕?jīng)濟、交通等的發(fā)達情況，地理地形條件，氣候情況，環(huán)境地質(zhì)條件，地表水文條件及水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件等，是一項十分

31、復(fù)雜的工作。如何才能選出一個合適的場址，采用什么方法才能把上述因素綜合考慮進去，從而在眾多的候選場段中選擇到一個最優(yōu)秀的場地，這是當前急需解決的問題。2.1選址原則場址的選擇是衛(wèi)生填埋場全面設(shè)計規(guī)劃的第一步。影響選址的因素很多,主要應(yīng)從工程學、環(huán)境學、經(jīng)濟學、法律和社會學等方面來考慮。這些選址要求相輔相成。主要遵循以下幾條原則： .環(huán)境保護原則是選址的基本原則。應(yīng)確保場址周邊土壤環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境以及人類生存環(huán)境等的安全，尤其是防止垃圾滲濾液的釋出對地下水、地表水的污染，是填埋場選址是考慮的重點。.經(jīng)濟原則。科學、合理地選擇填埋場地，能夠降低工程造價、提高資金的利用效率。選址經(jīng)濟問題比較復(fù)

32、雜，它涉及場地的規(guī)模、征地費、運距、地形、地貌、水文地質(zhì)條件等多種因素。.法律及社會支持原則。場址的選擇，不能破壞和改變周圍居民的生產(chǎn)、生活基本條件，要得到公眾的支持。.工程學及安全生產(chǎn)原則。必須綜合考慮場址的地形、地貌、水文與工程地質(zhì)條件、場址抗震防災(zāi)要求等安全生產(chǎn)要素，以及交通運輸、覆蓋土土源、文物保護、國防設(shè)施保護等因素。2.2選址要求根據(jù)以上原則，生活垃圾衛(wèi)生填埋場選址滿足表中的基本要求表2-1 垃圾填埋場選址的基本要求項目基本要求工程方面1、 填埋場有足夠的庫容，使用年限宜10年以上，特殊情況下不應(yīng)低于8年2、 運距合理，交通方便，滿足全天候運輸作業(yè)的要求3、 較適宜的水文地質(zhì)條件4

33、、 防滲處理較易5、 有較豐富的土源6、 盡可能利用天然地形條件，減少土方工程量環(huán)境方面1、填埋場防洪標準應(yīng)符合：大型填埋場（庫容大于500萬m3）按50年一遇設(shè)計，100年一遇校核；其余按20年一遇設(shè)計，50年一遇校核2、離居民住房區(qū)500m以外3、不應(yīng)設(shè)在國家自然保護區(qū)、風景區(qū)、文物古跡區(qū)、國防設(shè)施用地區(qū)4、水源保護區(qū)下游,夏季主導(dǎo)風向下風向經(jīng)濟方面1、盡量利用荒地、山谷2、盡量提高單位面積上的垃圾填埋量，即填埋場空間利用系數(shù)E3、盡量減少工程量4、運行管理經(jīng)濟合理5、封場后綜合開發(fā)利用法律和公眾方面1、必須符合城市用地規(guī)劃、區(qū)域環(huán)境規(guī)劃，城市總體規(guī)劃以及環(huán)境衛(wèi)生專項規(guī)劃2、符合國家及當?shù)?/p>

34、的有關(guān)法律、法規(guī)3、注意公眾輿論和社會影響4、盡量符合城市給2.3選址方法層次分析法在了解了垃圾衛(wèi)生填埋場址選擇的基本原則和程序后,如何把這些“原則”逐項的量化,最終選出一個合適的場地,就需要選擇合適的方法,這也是填埋場的建設(shè)過程中非常重要的步驟之一。應(yīng)該說,用于場地的選擇方法是相當多的,比如有圖解法、地理信息系統(tǒng)(GIS)、層次分析法、模糊綜合評判法、專家系統(tǒng)法和灰色聚類法等?，F(xiàn)就采用層次分析法。層次分析法概念及建模層次分析法是美國運籌學家塞提于20世紀70年代提出的一種定性與定量結(jié)合的多目標決策分析方法。分析中將決策者的經(jīng)驗判斷給予量化，也是一種優(yōu)化技術(shù),經(jīng)過多年發(fā)展已成為一種較為成熟的方

35、法,近年來在許多領(lǐng)域發(fā)展迅速。層次分析法是將要評判系統(tǒng)的有關(guān)替代方案的各種要素按照上一層次為準則，對該層次元素進行逐次比較，依照規(guī)定的標度量化后寫成矩陣形式，即構(gòu)成判斷矩陣。根據(jù)兩兩比較算出各因素的權(quán)重，根據(jù)綜合權(quán)重按最大權(quán)重原則確定最優(yōu)方案。而運用層次分析法作系統(tǒng)規(guī)劃，大致經(jīng)過6個步驟：明確問題；建立階梯層次結(jié)構(gòu)；構(gòu)造比較判斷矩陣；層次單排序；層次總排序；一致性檢驗。運用層次分析法建模，大體上可按下面四個步驟進行：（1）建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型；（2）構(gòu)造出各層次中的所有判斷矩陣；（3）層次單排序及一致性檢驗；（4）層次總排序及一致性檢驗。下面分別說明這四個步驟的實現(xiàn)過程：（1） 建立層次結(jié)構(gòu)模

36、型應(yīng)用AHP分析決策問題時，首先要把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個有層次的結(jié)構(gòu)模型。在這個模型下，復(fù)雜問題被分解為元素的組成部分。這些元素又按其屬性及關(guān)系形成若干層次。上一層次的元素作為準則對下一層次有關(guān)元素起支配作用。這些層次可以分為三類：（i）最高層：這一層次中只有一個元素，一般它是分析問題的預(yù)定目標或理想結(jié)果，因此也稱為目標層。（ii）中間層：這一層次中包含了為實現(xiàn)目標所涉及的中間環(huán)節(jié)，它可以由若干個層次組成，包括所需考慮的準則、子準則，因此也稱為準則層。（iii）最底層：這一層次包括了為實現(xiàn)目標可供選擇的各種措施、決策方案等，因此也稱為措施層或方案層。遞階層次結(jié)構(gòu)中的層次數(shù)與問題的復(fù)雜

37、程度及需要分析的詳盡程度有關(guān)，一般地層次數(shù)不受限制。每一層次中各元素所支配的元素一般不要超過9個。這是因為支配的元素過多會給兩兩比較判斷帶來困難。最簡單的層次結(jié)構(gòu)可分為三層，最上面為目標層，中間是準則層或指標層，最下面為方案層，見下圖2-1。 A 目標層 C1 C2 - Cm 準則層 P1 P2 - Pn-1 Pn 方案層 圖2-1 層次圖（2）構(gòu)造判斷矩陣判斷矩陣表示針對上一層次某個元素本層次有關(guān)元素的相對重要性，假定C層中元素Ck與下一層次中元素P1，P2，Pn有聯(lián)系，則有以下判斷矩陣：表2-2 判斷矩陣表CkP1 P2 PnP1P2Pna11 a12 a1na21 a22 a2n an1

38、 an2 ann則得到判斷矩陣。aij表示對于Ck來說，Pi對Pj的相對重要性。aij一般取為1，2，3，9及它們的倒數(shù)。并且判斷矩陣應(yīng)滿足：（i），（ii）（）層次結(jié)構(gòu)反映了因素之間的關(guān)系，但準則層中的各準則在目標衡量中所占的比重并不一定相同，在決策者的心目中，它們各占有一定的比例。關(guān)于如何確定的值，Saaty等建議引用數(shù)字19及其倒數(shù)作為標度。下表2-3列出了19標度的含義：表2-3 標度含義表標度含 義135792，4，6，8倒數(shù)表示兩個因素相比，具有相同重要性。 或優(yōu)劣相等。表示兩個因素相比，前者比后者稍重要。 或稍優(yōu)于。表示兩個因素相比，前者比后者明顯重要?；騼?yōu)于。表示兩個因素相比，

39、前者比后者強烈重要?；蛏鮾?yōu)于。表示兩個因素相比，前者比后者極端重要?；驑O優(yōu)于。表示上述相鄰判斷的中間值若因素與因素的重要性之比為，那么因素與因素重要性之比為。（3）對判斷矩陣的一致性檢驗的步驟如下：（i）計算一致性指標 （ii）查找相應(yīng)的平均隨機一致性指標。對，Saaty給出了的值，如下表2-4所示：表2-4 值表1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 的值是這樣得到的，用隨機方法構(gòu)造500個樣本矩陣：隨機地從19及其倒數(shù)中抽取數(shù)字構(gòu)造正互反矩陣，求得最大特征根的平均值，并定義。（）計算一致性比例當時，認為判斷矩陣的一致

40、性是可以接受的，否則應(yīng)對判斷矩陣作適當修正，使其滿足。（4）層次總排序及一致性檢驗上面我們得到的是一組元素對其上一層中某元素的權(quán)重向量。我們最終要得到各元素，特別是最低層中各方案對于目標的排序權(quán)重，從而進行方案選擇。總排序權(quán)重要自上而下地將單準則下的權(quán)重進行合成。設(shè)上一層次（C層）包含C1,C2,Cm共個因素，它們的層次總排序權(quán)重分別為。又設(shè)其后的下一層次（P層）包含P1,P2,Pn共個因素，它們關(guān)于Cj的層次單排序權(quán)重分別為（當Pi與Cj無關(guān)聯(lián)時，）?，F(xiàn)求P層中各因素關(guān)于總目標的權(quán)重，即求P層各因素的層次總排序權(quán)重，計算按下表2-5所示方式進行，即，。表2-5 層次總排序表 層C層PC1C2

41、CmP層次總排序a1a2amP1P2Pnb11b21b1nb12b22b2nb1mb2mbnm對層次總排序也需作一致性檢驗，檢驗仍象層次總排序那樣由高層到低層逐層進行。這是因為雖然各層次均已經(jīng)過層次單排序的一致性檢驗，各成對比較判斷矩陣都已具有較為滿意的一致性。但當綜合考察時，各層次的非一致性仍有可能積累起來，引起最終分析結(jié)果較嚴重的非一致性。設(shè)P層中與Cj相關(guān)的因素的成對比較判斷矩陣在單排序中經(jīng)一致性檢驗，求得單排序一致性指標為，（），相應(yīng)的平均隨機一致性指標為（已在層次單排序時求得），則層總排序隨機一致性比例為當時，認為層次總排序結(jié)果具有較滿意的一致性并接受該分析結(jié)果。 層次分析法在垃圾填

42、埋場選址中的應(yīng)用在垃圾填埋場選址中，為了更加精確的確定所選場地的適宜性，必須對選址過程的影響因素進行綜合評判。并根據(jù)具體情況和條件，確定各影響因素的重要程度，最后確定場地的適宜性等級。這里先根據(jù)當?shù)氐某鞘幸?guī)劃；交通運輸條件；環(huán)境保護；環(huán)境地質(zhì)條件等，擬訂3個可選場地（見CAD圖），再將這些地段的適宜性影響因素與上述選擇原則結(jié)合起來，構(gòu)造層次分析圖，再把各層次的各因素進行逐一量化處理，得出每一層各因素的相對權(quán)重，直至計算出方案層各個方案的相對權(quán)重，根據(jù)這些權(quán)重進行判別。（1）建立層次模型影響選址的因素很多，主要應(yīng)從工程學、環(huán)境學、經(jīng)濟學以及社會和法律等方面來考慮。這幾個因素是相互影響、相互聯(lián)系、

43、相互制約的。將垃圾填埋場綜合適宜性作為層次分析的目標層（A），將填埋場選址的制約因素作為層次分析的準則層（B），將被選的三個場址作為方案層（C），建立層次分析模型。因此，建立的層次結(jié)構(gòu)模型如下圖：目標層A 垃圾填埋場綜合適宜性 經(jīng) 工 環(huán) 政 濟 程 境 策 準則層C 學 學 學 法 方 方 方 規(guī) 面 面 面 方 面 方案層P 場址1 場址2 場址3圖 1-2 垃圾填埋場選址層次圖（2） 構(gòu)造判斷矩陣并求最大特征根和特征向量當建立了分析層次后，就可逐層逐項進行兩兩比較，利用評分法比較其優(yōu)劣。從上層次結(jié)構(gòu)圖中C1、C2、C3 、C4準則以垃圾場綜合適宜性這一目標進行兩兩評比，假定選擇者在方案得

44、選擇上要求見下表： 表2-6 A-C判斷矩陣表AC1C2C3C4C1C2C3C415431/511/31/51/4311/31/3531通過計算，得max4.187，W（0.067，0.546，0.262,0.124）T =0.062，RI0.90，0.069< 0.10根據(jù)三個備選方案特點，經(jīng)過討論確定各判斷矩陣如下：(a)對準則C1（經(jīng)濟學方面）來說，則判斷矩陣為：表2-7 C1-P判斷矩陣表C1P1P2P3P1P2P311/31/5311/2521其 n 次方根: 則 = =2.47 ； = =0.87 ； = =0.46；對向量 W=（, , ) 正規(guī)化,即Wi = /,亦即所計

45、算的相對權(quán)重系數(shù)，得到 W1 = 0.71；W2 = 0.229；W3 =0.121計算判斷矩陣的最大特征根 max =AW= =則max =2.002/(3×0.71)+0.708/(3×0.229)+0.378(3×0.121)=3.01一致性指標因為n=3所以0.58則一致性比例=0.009< 0.10(b)對準則C2（工程學方面）來說，則判斷矩陣為：表2-8 C2-P判斷矩陣表C2P1P2P3P1P2P311/232151/31/51其 n 次方根: 則 = =0.87 ； = =0.46 ； = =2.47；對向量 W=（, , ) 正規(guī)化,即Wi

46、 = /,亦即所計算的相對權(quán)重系數(shù)，得到 W1 = 0.229；W2 =0.121；W3 =0.71計算判斷矩陣的最大特征根 max =AW= =則max =0.708/(3×0.229)+ 0.378(3×0.121) +2.002/(3×0.71) =3.01一致性指標因為n=3所以0.58則一致性比例=0.009< 0.10(c)對準則C3（環(huán)境學方面）來說，則判斷矩陣為：表2-9 C3-P判斷矩陣表C3P1P2P3P1P2P311/323141/21/41其 n 次方根: 則 = =1.145 ； = =0.437 ； = =2；對向量 W=（, ,

47、 ) 正規(guī)化,即Wi = /,亦即所計算的相對權(quán)重系數(shù)，得到 W1 = 0.320；W2 =0.122；W3 =0.558計算判斷矩陣的最大特征根 max =AW= =則max =0.965/(3×0.320)+ 0.368(3×0.122) +1.686/(3×0.558) =3.017一致性指標因為n=3所以0.58, 則一致性比例=0.015< 0.10(d)對準則C4（政策法規(guī)方面）來說，則判斷矩陣為：表2-10 C4-P判斷矩陣表C4P1P2P3P1P2P311/222131/21/31其 n 次方根: 則 = =1 ； = =0.55 ； = =

48、1.82；對向量 W=（, , ) 正規(guī)化,即Wi = /,亦即所計算的相對權(quán)重系數(shù)，得到 W1 = 0.297；W2 =0.163；W3 =0.54計算判斷矩陣的最大特征根 max =AW= =則max =0.893/(3×0.297)+ 0.492(3×0.163) +1.623/(3×0.54) =3.01一致性指標因為n=3所以0.58, 則一致性比例=0.009< 0.10（4）層次總排序及一致性檢驗表2-10 層次總排序表 層C層PC1C2C3C4P層次總排序0.0670.5460.2620.124P1P2P30.710.2290.1210.22

49、90.1210.710.3200.1220.5580.2970.1630.540.2930.1340.609總排序一致檢驗CI 0.067×0.0050.546×0.0050.262×0.00850.124×0.0050.006RI 0.067×0.580.546×0.580.262×0.580.124×0.580.5790.010< 0.10即具有完全一致性。因為P的權(quán)值等于0.609為最大，故該填埋場應(yīng)選在P3處。3. 設(shè)計計算填埋場的設(shè)計是填埋投入衛(wèi)生填埋運行并實施有效管理的一個重要環(huán)節(jié)。衛(wèi)生填埋作為一

50、種較理想的大規(guī)模垃圾處理方法，其實質(zhì)就是利用自然界的代謝功能并通過工程手段，采取一系列的工程措施和環(huán)保措施，使廢棄物不僅得到適當?shù)馁A存使其穩(wěn)定化、無害化和資源化，并以最大限度地利用自然條件、最少的經(jīng)濟投入使填埋場對周圍環(huán)境的污染降到最低限度。填埋場的設(shè)計內(nèi)容：垃圾產(chǎn)生量；填埋場庫容及服務(wù)年限；滲濾液產(chǎn)生量；氣體產(chǎn)生量。3.1垃圾產(chǎn)生量3.1.1城市人口確定通過對該城市人口增長狀況分析，該城市一區(qū)總面積為3.7688 km2，該區(qū)人口密度為3.14萬人/km2，所以總?cè)丝跒?.7688×3.14=11.834萬人二區(qū)總面積為3.0017km2，該區(qū)人口密度為2.29萬人/km2，所以總

51、人口為3.0017×2.29=6.874萬人三區(qū)總面積為7.5874km2，該區(qū)人口密度為1.15萬人/km2，所以總?cè)丝跒?.5874×1.15=8.7255萬人該城市現(xiàn)（2005年）總?cè)丝跒?1.834+6.874+8.7255=27.434萬人垃圾量的確定該城市處于發(fā)展中，所以設(shè)此城市現(xiàn)今的每人每日垃圾量為0.8kg/人天，5年后即2011年每人每日垃圾量為0.9kg/人天，到2016年每人每日垃圾量達1.0kg/人天。表3-1 各區(qū)各年垃圾產(chǎn)生量預(yù)測表年份人口數(shù)量（萬人）人均排放垃圾量（kg/人·d）垃圾總量（t/y）200627.434×=28

52、.8160.884142.72200727.434×=30.2460.888349.856200827.434×=31.7580.892767.349200927.434×=33.3460.897405.716201027.434×=35.0130.8102276201127.434×=36.7640.9120813.525201227.434×=38.6020.9126854.2201327.434×=40.5320.9133196.91201427.434×=42.5590.9139856.757201527.

53、434×=44.6870.9146849.595201627.434×=46.9211.0171324.527201727.434×=49.2671.0179890.754201827.434×=51.7301.0188885.291201927.434×=54.3171.0198329.556202027.434×=57.0321.0208246.034表中 其中 Q垃圾量（噸）P人口數(shù)量 i人口增長率k人均排放量 (kg/人d)所以15年垃圾總量為 T因為該市已經(jīng)有一個生活垃圾衛(wèi)生填埋場，處理能力50t/d，2015年服務(wù)期滿。所以新建一個垃圾填埋場所需要的處理垃圾總量為18