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1、1 前言11.1设计目的11.2设计题目11.3 设计要求12 主要设计原始资料22.1 垃圾组成成分及基本性质22.2 地形图22.3 地形地貌22.4 地质构造22.5 水文地质条件32.6 地基稳定性及建筑适宜性评价32.7 交通、给排水、供电条件32.8 气候条件32.9 封场覆盖粉壤土42.10 设计依据43 垃圾处理工艺方案的比较53.1国内外垃圾处理技术概况53.2焚烧处理工艺53.3堆肥处理工艺63.4卫生填埋工艺73.5综合处理技术83.6 方案比较84 场址选择和所选场址自然条件的评价94.1场址选择94.2所选场址自然条件评价95填埋工艺设计115.1 工程设计计算115
2、.2 填埋操作操作与封场205.3 辅助工程设计215.4 垃圾填埋场监测226设计中存在的问题257 个人体会268 参考书籍、手册、标准、规范271 前言1.1设计目的训练学生全面掌握本课程的基本知识，培养学生独立完成垃圾处理方案的比较，垃圾填埋场的步骤，对所选场址的评析以及填埋工程的设计。通过设计，学生应掌握垃圾填埋场设计的一般原则，步骤和方法，了解如何查阅相关资料，手册以及规范，掌握垃圾填埋场主体工程的设计以及设计说明书的编写和设计图的绘制等的基本方法。1.2设计题目 石船生活垃圾填埋场设计根据御临河流域污染整治规划，需在石船镇建立一个服务人口为10万人的垃圾卫生填埋场，以消纳渝北区统
3、景、石船、龙兴等7个乡镇的城镇生活垃圾，垃圾填埋场的设计使用年限为16年。1.3 设计要求(1) 绘制设计图纸3张，包括： 垃圾卫生填埋场（封场后）总平面布置图一张 (1号)； 垃圾卫生填埋场渗滤液收集填埋气输导平面布置图一张(1号)； 垃圾卫生填埋库区纵剖面图一张(2号)。(2) 设计说明书一份，内容包括： 前言，主要设计原始资料，垃圾处理工艺方案的比较，场址选择和所选场址自然条件(地形、地貌、水文、地质、气象等)的评析，填埋工艺设计(包括工程设计计算，填埋操作方法以及辅助工程的设计)，设计中存在问题及个人体会。(3) 完成时间；一周2 主要设计原始资料2.1 垃圾组成成分及基本性质垃圾组成
4、成分及基本性质见表1、表2。表1 某市垃圾组成成分成 分变化范围平均值A： 有机物(%)45.050.047.5动植物(%)纤维类(%)40.045.53.05.0B： 无机物(%)40.046.043.0灰砾(%)砖石(%)35.037.05.09.0C： 可回收物(%)7.012.09.5纸、塑料(%)玻璃(%)金属(%)5.89.51.02.00.20.5表2 某市垃圾的基本性质物质性质变化范围平均值含水率(%)40.045.042.5容重(kg/m3)520.0580.0.550.0热值(kJ/kg)3600400038002.2 地形图 拟选垃圾卫生填埋场地形图(1：1000)一张。
5、所选场址位于石船镇东南方，距石船镇约1公里，距北侧渝长公里约1公里，场址附近无较大河流，场址以南约0.8公里处是御临河。2.3 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。2.4 地质构造拟建场地位于石船向斜，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
6、/s。2.5 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2.95m，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)。2.6 地基
7、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。2.7 交通、给排水、供电条件拟建场地北侧约1000m处有渝长公路通过，交通条件较为便利。场区给水、供电可以引自石船镇引入，场区雨水可通过附近的冲沟，就近排入御临河，场区污水可通过新建800m管道输送至拟建污水处理厂处理。2.8 气候条件 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
8、年平均气温1718，年平均降水量9861282mm，30年一遇最大小时降雨量为10.5mmh，连续降暴雨日数年最高达58日，降雨主要集中在夏季，多年统计降雨资料见表3。平均湿度在80左右，常年主导风向为北风。表3 某市多年平均降雨量月份123456789101l12降雨量(mmd)2.33.03.34.06.05.04.32.32.01.73.02.72.9 封场覆盖粉壤土 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4 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0.320.52粉壤土
9、种植裸草，平坦2%坡度0.620.82表层土较厚的丘陵山地0.500.70表层土较薄的丘陵山地0.600.80陡峭山地0.750.902.10 设计依据主要标准规范：1.城市生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJ172004)；2.城市生活垃圾卫生填埋场运行操作技术规范；3.城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准中华人民共和国建设部主编；4.生活垃圾填埋场污染控制标准(GBl68892008)；5.生活垃圾卫生填埋场无害化等级评价标准。其他依据：1.三废处理工程技术手册固体废物卷化学工业出版社，聂永丰编；2.城市生活垃圾卫生填埋场设计指南中国环境科学出版社，李颖主编；3.生活垃圾卫生填埋场现场运行
10、指南化学工业出版社，赵由才编。3 垃圾处理工艺方案的比较3.1国内外垃圾处理技术概况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。我国城市垃圾处理起步较晚，目前我国城市垃圾处理的技术对策是：以卫生填埋和高温堆肥技术为主，提倡有条件的城市特别是沿海经济发达地区发展焚烧技术。建设部中国城市建设统计年报显示，截止至2005年底，我国垃圾填埋、堆肥和焚烧的无害化处理能力所占比例分别为82.4%、4.7%和12.9%。近10年来我国城市垃圾取得的成绩和进步是明显的，特别是先进的垃圾处理技术开
11、始逐步得到应用。例如，在近几年建设的许多填埋场中，为提高填埋场的防渗水平，采用高密度聚乙烯膜作为防渗材料；为提高填埋作业效率，一些大型的填埋场采用了填埋压实机；一些城市如杭州、广州、深圳等的填埋场开始对填埋气体进行回收利用。 垃圾焚烧处理从无到有，不断发展。深圳市于1985年从日本三菱重工业公司成套引进两台日处理能力为150吨/日的垃圾焚烧炉，成为我国第一座现代化垃圾焚烧厂。国内一些经济基础较好的城市如上海、广州、北京等都建设了较高标准的垃圾焚烧厂，这些焚烧厂多为通过利用国外资金、引进关键技术或设备、按照较高污染控制标准来建设的现代化大型垃圾焚烧厂。 堆肥处理是我国城市垃圾处理使用最早也是在早
12、期阶段使用最多的方式。堆肥处理主要采用低成本堆肥系统，大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。“七五”和“八五”期间，我国相继开展了机械化程度较高的动态高温堆肥研究和开发，并取得了积极成果。 当前，垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比仍明显不足，垃圾处理的水平还很低，从总体上讲，城市生活垃圾处理还处于由粗放到处理的发展阶段。3.2焚烧处理工艺焚烧，又称为燃烧，是指具有强烈放效应，有基态和电子激发态的自由基出现的并伴有光辐射的化学反应现象。从焚烧过程的表象来看，焚烧是一种伴有火焰发生的快速放热反应。从焚烧处理的最终结果来看，它是物质间的一种能量转换过程，它将燃料的内能转化为热能。(1) 优点 减量
13、化：固体废物经过焚烧，可以减重80%以上，减容90%以上，与其他处理技术相比较，减量化是它最为卓越的效果。 无害化：与卫生填埋和堆肥所存在的潜在环境危害相比，其无害化特性具有明显的优势。固体废物经过焚烧，可以破坏其组成结构，杀灭病原菌，达到消毒除害的目的。 资源化：固体废物含有潜在的能量，通过焚烧可以回收热能，并以电能输出。(2) 缺点 投资，运行费用高。 操作和运行复杂。 容易造成二次污染。(3) 热值与可然性的关系对生活垃圾来说，当QL3344kJ/kg时，不满足焚烧条件；当3344kJ/kgQL4180kJ/kg时，理论上不借辅助燃料可以燃烧，但废热的利用价值不大；当4180 kJ/kg
14、QL6000kJ/kg时，可以稳定焚烧，供热发电皆稳定。根据已经获得的该镇垃圾的热值数据:物质性质变化范围平均值热值(kJ/kg)360040003800当QL=3800kJ/kg，介于3344kJ/kgQL4180 kJ/kg，理论上不借辅助燃料可以燃烧，但废热的利用价值不大。(4) 分析与结论垃圾焚烧技术的最大优点是工艺流程短，可以用垃圾焚烧发电，在填埋、堆肥、焚烧技术中，是投资较省的一种。且由于国家支持可再生能源发展，垃圾焚烧发电项目有优惠电价补偿（前15年可享受0.25元千瓦时的可再生能源电价补偿），但必须具有一定规模，通常在600吨/天1000吨/天以上，才会有较好的商业价值。该工艺的缺点是由于垃圾焚烧炉技术不过关，而目前我国绝大多数城市生活垃圾仍是混合收集，特别是小城市、县城和乡镇的生活垃圾中煤灰及灰土含量较高，垃圾热值低。由此可见，在垃圾分类收集不普及的情况下对焚烧技术的应用有较大制约。且由于我国城市生活垃圾成分复杂，含水量高，炉内温度达不到800度以上，且可能产生二噁英等致癌物质。综合以上焚烧处理工艺处理的优点和缺点，本设计不宜采用焚烧处理工艺来处理该镇的垃圾。3.3堆肥处理工艺垃圾的堆肥处理指的是指在自然通风的条件下，利用自然界广泛分
