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1、目 录1概述2设计概况2.1设计题目：郑州市安全填埋厂设计2.2设计目的2.3设计任务和内容2.4设计背景2.5设计原始资料3.填埋场的选址3.1选址要求3.2选址的程序3.3地址的选定4.填埋场衬层系统4.1防渗系统4.1.1防渗系统的类型4.1.2防渗材料4.1.3防渗层的构造类型3.1.4防渗层构造的选择4.2保护层4.3渗滤液收集系统4.3.1排水层4.3.2管道系统4.3.3渗滤液调节池4.4过滤层5渗滤液的计算5.1渗滤液的产生量 5.2渗滤液调节池计算6.填埋气体产生与导排6.1填埋气体的产生6.2填埋气体产生量的预测6.3填埋气体的收集与导排6.3.1填埋气体的导排方式及系统组
2、成6.3.2填埋场气体的收集系统7填埋工艺的设计7.1区域法7.2壕沟法7.3综合法8最终覆盖层9填埋场的环境监测9.1监测的目的9.2监测内容结语参考文献附图1概述随着经济发展和人民生活水平提高, 我国城市生活垃圾产生量与日俱增。据统计数据显示, 1980年城市垃圾清运量仅3132万吨。随着GDP增长和城市非农业人口增加, 2004年垃圾清运量高达15509万吨, 24年增长了395%, 平均每年增6.89%, 增长速度超过了同期城市非农业人口的平均增长速度(4.07%)。此外, 1980年人均垃圾清运量仅0.94千克/人天, 2004 年增长到1.79千克/人天, 24年增长了90.3%,
3、平均每年增长2.7%。如不加妥善收集、利用和处理处置, 将会侵占土地,污染大气、水体和土壤, 危害人体健康。因为填埋是进行固体废物最终处置的较为理想的方法，本设计就根据一个城市，对填埋场进行有关的设计。2设计概况2.1设计题目：郑州市安全填埋厂设计2.2设计目的通过对工业固废产量和成分的调查和预测，到完成安全填埋场工艺设计的全过程，初步学习综合运用基础和专业知识分析解决危险废物处理和处置的实际问题；了解工程设计应遵循的原则、方法和一般步骤；重点训练针对具体的危险废物状况和设计要求，通过查阅文献资料，合理地论证方案和正确选择填埋场场址，正确地进行填埋工艺设计，恰当地选择处理设备，正确地进行渗滤液
4、收集系统的设计，绘制构筑物的工艺施工图纸，编制设计说明书。2.3设计任务和内容收集和查阅参考资料，了解工业固废产量和成分特点；对于填埋场场址选择的可行性研究；填埋工艺设计；渗滤液收集系统的设计；填埋气体收集系统的设计；防渗衬层的设计；终场覆盖工艺设计。2.4设计背景随着郑州市经济日益发展成熟，地区经济将大幅度提高，郑州市工业固废量随之增大，亟待妥善安全处理。而目前在工业固废处理方面，仅少量进入荥阳市荥绵垃圾焚烧发电厂进行焚烧处理，其余工业固废基本处于无序状态，有的混入生活固废处置，有的被拉到市郊和外地，对环境造成了污染，存在严重隐患。为提高郑州城市环境卫生水平、提升城市形象、实现可持续发展，安
5、全妥善地处置郑州市日益增加的工业固废显得十分必要和重要。为此，我们拟在郑州周边地区建立一安全填埋厂，用以接收填埋郑州市包括周边城市的危险固废。2.5设计原始资料现预设郑州市工业固废年产量为100万吨，主要包括：电镀污泥、印染污泥、化工废弃物、炉渣以及煤矸石。其中有80%的可以进行综合利用，而剩余的20%需要进行填埋处置。本填埋场填埋量如下：电镀污泥：7万t/a；印染污泥：6.5万t/a（焚烧后）；化工废弃物：1万t/a，炉渣及煤矸石：5.5万t/a。垃圾容重按1.4t/m3，预处理后增容率按1.3进行计算。废物/覆盖土比率取10：1。压实密度按：1.0t/m3。本安全填埋场的使用年限初步拟定为
6、12年。3.填埋场的选址3.1选址要求安全填埋场是有毒、有害危险废物的“坟墓”，其作用是把人类活动产生的一些有害废物与生物圈隔离，以防止造成污染，保护好环境。因此，选择安全填埋场位置应遵循两条基本的原则：一是以安全为重，二是经济合理。选择合适的场地是安全填埋的关键，它需要考虑的因素有：运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道路、地形和土壤条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可被利用。1）运输距离：运输距离是选择填埋场地的重要因素，对废物管理系统起着重要作用。尽管运输距离越短越好，但也要综合考虑其他各个因素。2）场址限制条件：场址至少应位于居民区800m以外
7、或更远。3）可用土地面积：填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方，以利于满足废物综合处理长远发展规划的需要，应有利于二期工程或其他后续工程兴建使用。尽管没有填埋场大小的法律规定，填埋场地也要有足够的使用面积，包括一个适当大小的缓冲带，并且一个场地至少要运行五年。4）出入场地道路：由于通常适合填埋场的场地不再城市已建的道路附近，因此，建设出入填埋场的道路和使用长距离的运输车成为填埋场选址的重要因素。5）地形、地貌及土壤条件：不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处，原则上的地形的自然坡度不应大于5%。6）气候条件:填埋场场址的选择应考虑在温和季节的主导风向。7）地表水水文:所选场地必须
8、在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或最大洪泛区之外，或应在可预见的未来建设水库或人工蓄水淹没和保护区之外。填埋场的场地必须是位于饮用水保护区、水体和洪水区之外，并且必须在春潮区之外、泥炭沉积超过1m的沼泽区之外。还应建在地下水位以上。最佳的填埋场场址位置是在封闭的流域内，这对地下水资源造成的风险最小。8）地质和水文地质条件：场址应选在渗透性弱的松散岩层基础上，天然地层的渗透性系数最好能达到10-8m/s以下，并具有一定厚度。9）当地环境条件：填埋场场地位置选择，应在城市工农发展规划区、风景规划区、自然保护区之外；印在供水水源保护区和供水远景规划区之外；应具备较有利交通条件。10）地方公众：可
9、通过自发的协议来达到，也可在废物处理合同中加以规定。3.2选址的程序1）确定选址的区域范围，该范围必须根据所要处置的废物生产厂家的分布情况来确定，要尽量使选择的区域与生产厂家的距离尽可能短。2）收集该区域有关的资料，包括区域地形图（1:10000）、地质图（比例尺最好是1：50000，如果没有，则至少需要收集到1：20000 地质图）以及相应的水文地质和工程地质图件、地震资料、气象资料、发洪情况、市政公用设施的分布情况、土地利用和开发现状极其远景规划、区内名胜古迹及各类保护区的分布以及工厂和居民区的分布情况等。3）根据选址标准，对该区域的上述资料进行全面分析，在此基础上筛选出几个预选场址。4）
10、对所选择的预选场址进行实际踏勘，同时进行一些必要的访问调查，以补充资料的不足。5）根据掌握的情况，对几个预选场址作进一步筛选，优选出一到两个场址进行初步地质勘探，通过初勘主要了解基底含水层特征。6）根据初勘结果，结合以前的资料，对两个预选场址进行技术经济方面的综合评价和对比，通过对比优选出较为理想的安全填埋场场址。7）场址一经确定，应立即进行委托设计，着手详细勘探工作；详细探勘时必须充分利用先进的技术手段查清场址的天然地质、水文地质和工程地质等条件，提交相应的勘探报告和各种图件。8）由负责选择的技术人员根据上述工作成果，撰写出选址技术报告，为填埋场工程的环境影响评价、场地规划及其总体机构设计提
11、供依据。3.3地址的选定每年所需的场地体积为：每年所需的场地面积为：第一年填埋的废物体积为：由于预处理后增容率为1.3，则：所以填埋的总废物体积为填埋库容占体积的70%-90%，取75%填埋场预计填埋深度8-10m，取10m填埋用地面积为：综上所知，填埋场地址选为郑州市南郊白寨镇郊区空闲地带。因为此地区运输距离短，交通便利；有足够大的面积；气候温和；场地基础位于地下水(潜水或承压水)最高丰水位标高1m以上，同时在地下水主要补给区范围之外.；地在100年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区之外，或历史最大洪泛区以外等等。4.填埋场衬层系统场底衬层系统是安全填埋场最重要的组成部分，通过在填埋场底部和周边
12、铺设低渗透性材料建立衬层系统以阻隔填埋气体和渗透液进入周围的土壤和水体产生污染，并防止地下水和地表水进入填埋场，有效控制渗滤液产生量。填埋场的衬层系统通常从上至下依次包括过滤层、排水层（包括渗滤液收集系统）、保护层和防渗层等。4.1防渗系统防渗是卫生填埋处理技术的主要标志，它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋气体对填埋场的水体和土壤污染，减少渗滤液的产生量，并为以后对填埋气体有序、可控制地收集和利用创造空间。防渗层的功能是通过铺设渗透性低的材料来阻隔渗滤液于填埋场中，防止其迁移到填埋场之外的环境中，也可防止外部的地表水和地下水进入填埋场中。4.1.1防渗系统的类型场底防渗系统主要有水平防
13、渗系统和垂直防渗系统两种类型。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水层或弱透水层，将垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。由于垂直防渗在安全填埋场很少应用，所以在本设计中采用水平防渗。水平防渗分为自然防渗和人工防渗。人工防渗是指采用人工合成有机材料（柔性膜）与黏土结合做防渗衬层的防渗方法。根据填埋场渗滤液收集系统、防渗系统和保护层、过滤层的不同组合，一般可分为单层衬层防渗系统、单复合衬层防渗系统、双层衬层防渗系统和双复合衬
14、层防渗系统。4.1.2防渗材料用于填埋场的防渗材料分为人工合成有机材料、无机天然防渗材料、天然与有机复合防渗材料三类。用于填埋场防渗层的天然材料主要有粘土、亚粘土、膨润土，人工合成材料主要有聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE），条状低密度聚乙烯（LLDPE）、超低密度聚乙烯（VLDPE）、氯化聚乙烯（CPE）和氯磺化聚乙烯（CSPE）。在实际中，大部分填埋场所选用的防渗层材料均是黏土和HDPE膜。1）黏土 粘土是土衬层中最重要的部分，具有低渗透特性。填埋场黏土衬层分为两类：自然黏土衬层与人工压实粘土衬层。自然黏土衬层是具有低渗透率、富含粘土的自然形成物，其渗透率应小于或等于110-61
15、10-7cm/s。一般来说，天然粘土层和岩石层是否均一以及是否具有较低的渗透率，是很难检测验证的，仅仅使用自然黏土衬层作为填埋场防渗层是不可靠的。2）高密度聚乙烯（HDPE） 高密度聚乙烯（HDPE）膜作为一种高分子合成材料，有其抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物性、化学性能，使用寿命50年以上。比如防渗功能比最好的压实粘土高107 倍（压实粘土的渗透系数级数为10-7 级，而HDPE防膜的渗透系数级数为10-14 级）；其断裂延伸率高达600%以上，完全满足垃圾填埋运行过程中由蠕变运动所产生的变形；其它有利于施工、填埋运行。垃圾填埋场一般采用1.5-2.5mm厚的HDPE膜作衬垫层。4.1.3防渗层的构造类型1）单层HDPE膜防渗层2）压实粘土防渗层3）HDPE膜与压实粘土构成的复合防渗层4）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）防渗层5）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）与压实粘土构成的复合防渗层3.1.4防渗层构造的选择1）单层HDPE膜防渗层结构简单、施工容易、投资较省，但是其防渗安全性差，一旦HDPE膜某处受损，下面的自然土层渗透系数大 ，垃圾渗滤液很容易通过HDPE膜的破损处渗出，使整个防渗层失去防渗
