固体废弃物课程设计 垃圾填埋场课程设计

《固体废物处理与处置》

课程设计

班级：0214111

姓名：柴剑雄

学号：021411114

专业：环境工程

指导教师：杨治广、郭一飞、

朱新峰

设计题目：内乡县垃圾填埋场设计

摘要

当今社会全球面临的最大挑战之一就是环境问题。据“全国城市生活垃圾处理及资源利用经验交流会”上发布的信息：“全国垃圾的历史堆存量已多达60多亿吨，侵占土地多达5亿平方米。全国数百座大小城市，已有2/3的城市被郊区的垃圾山包围。”由此可见垃圾问题的严重性。

内乡县位于河南省南阳市，属于淮河流域水系地区，是国家水污染防治的重点区域之一。近几年城市建设发展迅速，垃圾处理状况滞后于城市发展，处理设施落后于省内许多同等规模的县城。其主要问题表现在：一是自然填坑，未做防渗处理，也没有气体和渗滤液收集、导排设施，不仅对地下水和周边环境造成了影响，还存在安全隐患；二是城郊已有的坑塘都被垃圾填满，目前已经无处可堆填，与城市建设和市容市貌不协调；三是环卫设施不配套，机械化水平低下，影响了环境卫生事业的发展和城市的环境质量，因此，该项目的建设是十分必要的。

关键词：资源利用垃圾填埋

污染监测渗滤水处理

目录

一、概述 (1)

1.1工程概况 (1)

1.2 设计原则与范围 (1)

1.2.1编制原则 (1)

1.2.2处理方案选择原则 (2)

1.3 设计依据 (2)

二、基础资料 (3)

2.1 城市概况 (3)

2.1.1地理位置 (4)

2.1.2社会环境概况 (4)

2.1.3经济概况 (4)

2.1.4交通运输 (5)

2.2 自然条件 (5)

2.2.1地形地貌 (5)

2.2.2 地质构成 (5)

2.2.3 地震与地震裂度 (6)

2.2.4 水文与水资源 (6)

2.2.5 气候条件 (7)

三、垃圾量预测 (8)

四、场址概况 (9)

4.1填埋场类型 (9)

4.2填埋场等级划分与规模确定 (9)

4.3填埋场选址条件 (10)

4.3.1场址禁设地区 (10)

4.3.2选址条件 (10)

4.4场址比选与场址确定 (11)

4.5场址结论 (13)

五、总图布置 (13)

5.1 设计内容 (13)

5.2 设计原则 (14)

5.3 场区布置方案及特点 (14)

5.4 竖向布置 (15)

5.5 道路运输 (15)

5.6 绿化工程 (15)

六、卫生填埋库区工程 (16)

6.1 填埋库容及使用年限 (16)

6.2 防渗工程 (17)

6.2.1 水平防渗 (17)

6.2.2垂直防渗 (21)

6.3 渗沥液收集导排系统 (24)

6.4 填埋气体收集导排及利用 (25)

6.5 防洪系统 (26)

6.6 垃圾坝设计 (27)

6.7 监测井 (28)

6.8 填理工艺 (28)

6.9 填埋作业设备选择 (30)

6.10封场工程 (32)

七、渗沥液处理工程 (31)

7.1 处理工艺 (31)

7.1.1 污水处理方案选择原则 (32)

7.1.2 渗沥液处理方案比较 (32)

7.1.3 渗沥液处理设计水量及水质的确定 (33)

7.1.4 污水处理工艺方案对比 (34)

7.1.5 污水处理工艺方案比较及选择 (36)

7.2 主要处理设备 (38)

7.2.1处理设备 (38)

7.2.2 处理效果预测 (40)

八、环境保护与监测 (40)

8.1 设计依据 (40)

8.2 环境污染来源及污染物分析 (41)

8.3 环境监测 (41)

九、致谢

附录

参考文献 (44)

一、概述

1.1工程概况

* 项目名称：内乡县城市生活垃圾卫生填埋场工程

* 主管单位：内乡县城管局

* 承办单位：内乡县垃圾处理厂

* 总投资：2939.35万元

* 项目场址：内乡县城关镇南关村（南3公里处）

* 总用地：168亩

* 总库容：约79.4136万立方米

* 处理规模：平均157吨/日

* 服务年限：13年

* 项目服务范围：内乡县城市居民所产生的生活垃圾

1.2 设计原则与范围

1.2.1编制原则

城市生活垃圾处理作为城市环境治理和环境保护项目，应在贯彻国家垃圾处理技术政策和城市总体规划指导的前提下，合理选择厂址和处理工艺、严格控制二次污染并防止新的污染产生，使工程的各项指标符合国家的有关法规和标准规定。本项目的编制原则是：1）在认真贯彻执行国家关于城市垃圾处理的法规（条例）和技术标准的同时，结合当地环境卫生事业的发展，根据生活垃圾产生情况科学规划，合理确定建设规模，对生活垃圾实行安全处置，使之真正达到国家规定的垃圾处理要无害化、减量化和资源化的总体目标。

2）坚持因地制宜和科学态度，选择合理的技术路线，采用先进工艺和技术上成熟的设备，确保各类设施互相协调，技术切实可行，降低垃圾处理的建设投资和运行成本，提高项目的社会效益和环境效

益。

1.2.2处理方案选择原则

处理方案选择的原则是：技术成熟，工艺简洁，设备可靠，能适应生活垃圾的特性，满足环境保护的要求，同时还要考虑下列因素的影响：

1）当地的经济实力和投资能力

2）城市建设和社会发展对环境的要求

3）各种垃圾处理方法的优缺点

4）生活垃圾理化性质及变化趋势

5）技术与设备的可靠性和适应性

6）对资源再利用的潜力和程度

1.3 设计依据

*《国家计委、建设部、国家环保总局关于推进城市污水、垃圾处理产业化发展的意见》

* 河南省委、河南省人民政府豫发[2003]9号文件

《河南省委、河南省人民政府关于加快城镇化进程的决定》

* 河南省发改委、财政厅、建设厅、环保局豫计收费[2002]1394号文件

《关于实行城市生活垃圾处理收费制度促进垃圾处理产业化的通知》* 内乡县国土资源局关于《内乡县城市生活垃圾无害化处理工程项目建设用地意见》

* 项目工程勘察报告

* 内乡县供电局关于保证供电的《供电证明》

* 内乡县自来水公司《关于内乡县城市生活垃圾无害化处理工程项目供水意见》

* 内乡县文物保护管理所《关于内乡县城市生活垃圾无害化处理工程文物审查意见》

* 内乡县消防大队《关于内乡县城市生活垃圾无害化处理工程消防审查意见》

* 项目主管单位提供的其他有关资料

*《中华人民共和国环境保护法》

*《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》（建成[2000]120号）*《建设项目环境保护设计规定》[（87）国环字第002号文]

*《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》

*《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）

*《生活垃圾填埋污染物控制标准》（GB16889－97）

*《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》（建标[2001]101号）

*《城市环境卫生设施规划规范》（GB50337—2003）

*《城市环境卫生专用设备》（CJ/T29—91）

*《市政工程设计技术管理标准》建设部（93）建城技字第42号

*《工业企业厂界噪声标准》（GB12348—90）

*《工业企业设计卫生标准》（TJ36—79）

*《建筑设计防火规范》（GBJ16—87 2001年版）

*《恶臭污染物排放标准》（GB1455-93）

*《城市垃圾产生源分类及垃圾排放标准》(CJ/T3033—1996)

*《城市生活垃圾采样和物理分析方法》(CJ/T3039—1995)

*《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》(CJ/T3037—1995)

*《防洪标准》（GB50201）

*《城市防洪设计规范》（CJJ50）

*国家现行的其他标准和规范

二、基础资料

2.1 城市概况

2.1.1地理位置

河南省内乡县位于河南省西南部，伏牛山南麓，属南阳市，位于南阳盆地西缘。东接镇平，南连邓州，西邻淅川、西峡，北依嵩县、南召。内乡县地处承东启西、连南贯北的重要位置，工业基础雄厚，城市功能齐全，旅游资源丰富。

2.1.2社会环境概况

内乡县位于河南省西南部，伏牛山南麓，属南阳市，位于南阳盆地西缘。东接镇平，南连邓州，西邻淅川、西峡，北依嵩县、南召。地形呈南北条状，南北长85公里，东西宽54公里，总面积，耕地面积76万亩。

农业结构进一步优化，工业经济稳步发展，城镇化建设取得新进展。社会事业全面发展。社会保障能力不断增强，全县新增就业5800多人。养老保险金按时足额发放，社会化发放率达到100%。最低生活保障面进一步扩大，新增“低保”对象900多人。救灾救济工作扎实开展，筹措资金230万元，为倒房户修建房屋近2000间。科技工作卓有成效，被评为“全国科技进步先进县”。人口和计划生育各项指标较好完成，进入全省计划生育优质服务先进县行列。文化广播电视事业健康发展，图书馆、文化馆相继投入使用，有线电视入村率达到60%。旅游业正式启动，被省假日办确定为河南省精品线路景点，被确定为全省26个旅游重点县之一。

2.1.3经济概况

全县工业生产总值实现110.3亿元，同比上一年增长11.3%；城镇固定资产投资完成92.1亿元，同比增长32.9%；财政一般预算收入完成 3.5亿元，同比增长24.2%；城镇居民人均可支配收入实现15751元，同比增长14.7%；农民人均纯收入实现6419元，同比增长23.5%；社会消费品零售总额实现50亿元，同比增长18.4%；人

口出生率控制在11.16‰以内。

2011年，全县地区生产总值比2006年增长71.3%，全社会固定资产投资增长266.9%，财政一般预算收入增长118.75%，社会消费品零售总额增长136.6%，规模以上工业增加值增长292.9%，外贸进出口总额增长673%，旅游总收入增长914%，引进省外资金增长585%，经济社会发展迈上了一个新阶段。

2.1.4交通运输

内乡县交通便利，信息发达。宁西铁路、312国道、G40沪陕高速、内邓高速、豫248省道、249省道、332省道穿境而过，煤运专线蒙华铁路即将开工，距南阳飞机场仅60公里，陆空交通极为便利；通信、电力、水利资源丰富，投资经商基础实施完善，经济发展环境优越。

2.2 自然条件

2.2.1地形地貌

内乡境内山地面积1662.9平方公里，占全县总土地面积72.2%。北部山势呈西北-东南走向，中部和南部浅山南北延伸。板场、夏馆、七里坪、马山口4个乡镇境内山势雄伟，横亘连绵，山峰海拔多在1000米以上，相对高差300-500米左右，是内乡主要林区，面积为349.1平方公里，占全县山地面积的21%.赤眉、余关、城郊、师岗、乍岖、瓦亭、桃溪镇等乡镇部分地区为低山区，面积1313.8平方公里，占全县山地面积的79%。

2.2.2 地质构成

内乡县境内全被第四系冲洪积松散地层所履盖，总厚度约1000余米，饱气带岩性多为沙土、亚砂土、亚粘土构成，含水层多为粉

砂、中砂、细砂、亚砂土及含钙质结核的亚粘构成的综合含水层，含水层厚度较厚，且丰实。

2.2.3 地震与地震裂度

按全国地震区域划分，内乡县属六级地震烈度区，从历史地震发生情况看（据内乡县志所载的有关地震记录），内乡县无强大地震，多数为无感地震，且发震的频率小，震中在内乡县境内的无详细记载。

2.2.4 水文与水资源

内乡县是一个典型的平原县区，地面坡降为0.5‰,全县多年平均水资源量为2.50亿m3,其中地表水资源量为0.68亿m3,浅层地下水资源为1. 82亿m3，可利用量为1.866亿m3。

1、地表水地表水资源主要由降水形成，根据内乡县1952年—2006年系列降水量统计分析，全县多年平均地表水资源量为0.68亿m3。

2、降水量内乡县年最大降雨量为1238.2mm。，年最少降雨量为291.1mm，多年平均降水量741.0mm。自产径流量0.68亿m3，过境河道经流量多年平均3.132亿m3。

2000年内乡县引水补源工程竣工后，年拦蓄补给量为0.98亿m3。地表水水源泉中除乌江沟（城区排污水河道）外，所有河道中的挥发性酚、氰化物、汞、砷、铬等十个项目化验结果，水质符合“GB383883”地表水环境质量规定标准，适宜各业用水。

3、地下水（浅层地下水）全县地下水位多年平均 3.67米。全县地下水量主要是降水补给，地表水体补给，河道侧渗补给，井灌回归补给等.引水补源、南水北调工程的实施，为地下水补给提供了更为可靠的保障。浅层地下水资源量为 1.898亿m3，扣除重复计量为0.078亿m3，全县浅层地下水多年平均量为1. 82亿m3。

河南省水资源总量为405亿立方米，储量丰富，居全国各省、直辖市前列。

2.2.5 气候条件

内乡县境处暖温带向北亚热带过渡地带，为北亚热带季风型大陆性气候，具有明显的过渡气候特征。四季分配是春、秋较短，冬、夏较长，夏季115天左右，冬季130天左右，春、秋两季共120天左右。年平均气温14.5℃，一月份平均气温o.5℃，七月份平均气温28℃，全年无霜期226天左右。年降水量平均在720毫米，由于受季风的影响，全年降水量极不均匀，雨量大部集中在6、7、8三个月，另外年际之间降水量变化幅度较大，经常出现暴雨、沥涝，干旱和干热风。

1）光照

多年平均日照时数：2292h

日照百分率：51%

太阳总辐射量多年平均115.17千卡/cm2

光合有效辐射率总量为56.273千卡/cm2

2)气温

年平均气温14℃

1月最低、平均为-0.6℃

7月最高、平均为27.3℃

极端最高气温：41℃（1966年7月）

极端最低气温：-16.5℃（1957年1月）

3)无霜期

无霜期平均为210天，

最长年份为234天（1959年）

最短年份为194天（1980年）

4)降水

年均降水量为692.3mm

最大年降雨量1624.0mm（1957年）

最小年降雨量411.7mm（1968年）

夏季（6～8月）降水量占全年44.3%

5)风向、风速

冬季主导风向：偏北风

夏季主导风向：偏南风

年均风速3.4m/s，

最大风速为22 m/s

6）蒸发量

年平均蒸发量1495.9mm

7）湿度

年平均湿度60%

8）气压

年平均气压1015Kpa

三、垃圾量预测

据调查2003年城区日产居民生活垃圾, 设计服务人口为10万人，平均垃圾产量 1.28kg/d，人口增长率5%，服务年限为13年。垃圾清运率每年均为100%。

四、场址概况

4.1填埋场类型

填埋场按地形地貌分为四大类：

1）山谷型填埋场

2）沟壑型填埋场

3）坡地型填埋场

4）平原型填埋场

这四种类型的填埋场各有利弊，其选择需结合当地的实际情况。内乡县属平原县，城郊没有自然形成的山谷（沟壑），也没有自然坡地可以作为填埋处理的天然场地利用。经现场踏勘和分析，可研依椐内乡县的自然条件及场址比选结果，推荐场址为平原型填埋场。

4.2填埋场等级划分与规模确定

“城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准”规定：垃圾卫生填埋场根据建设规模（总库容）和日处理能力两种方式进行分类与分级。

按填埋场建设规模划分：

Ⅰ类总库容1200万m3以上

Ⅱ类总库容500万m3～1200万m3

Ⅲ类总库容200万m3～500万m3

Ⅳ类总库容100万m3～200万m3

按日处理能力划分：

Ⅰ级日处理量1200t/d以上

Ⅱ级日处理量500 t/d～1200t/d

Ⅲ级日处理量200t/d～500 t/d

Ⅳ级日处理量200t/d以下

根据内乡县城市居民生活垃圾产量和场址库容，项目为Ⅳ类Ⅳ级处理场规模。

4.3填埋场选址条件

4.3.1场址禁设地区

根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）规定，填埋场不应设在下列地区。

1）地下水集中供水水源地及补给区；

2）洪泛区和泄洪道；

3）填埋库区与处理区边界距居民居住区或人畜供水点500米以内的地区；

4）填埋库区与污水处理区边界距河流和湖泊50米以内的地区；

5）填埋库区与污水处理区边界距民用机场3公里以内的地区；

6）活动的坍塌地带，尚未开采的地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区；

7）珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区；

8）公园、风景、游览区、文物古迹区，考古学、历史学、生物学研究考察区；

9）军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。

4.3.2选址条件

场址选择是项目实施成功与否的关键，根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）规定，场址选择由建设项目所在地的建设、规划、环保、环卫、国土资源、水利、卫生监督、地质勘察等有关部门和专业设计单位的有关专业技术人员参加。

选址条件是：

1）符合城市总体规划、区域环境规划、城市环境卫生专业规划的要求；

2）与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致；

3）库容应保证填埋场使用年限在10年以上，特殊情况下不应低于8年；

4）交通方便，运距合理；

5）人口密度、土地利用价值及征地费用均较低；

6）位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向下风向；

7）场址距大、中城市规划建成区应大于5公里，距小城市规划建成区应大于2公里。

4.4场址比选与场址确定

根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）规定，结

合当地的实际情况，场址选择应满足以下条件：

1）在城市规划建成区2公里之外；

2）离村庄、居民区、交通干道、厂矿和人畜居栖地500米以外；

3）在城市夏季风向的下风向；

4）交通方便、运距适中；

5）人口密度低、土地利用价值低，征地、拆迁费用少；

6）群众支持，不会造成不良社会影响的地区；

7）远离城市水源地；

8）具备一定的基础条件(水、电、通讯等)；

9）避开特殊区域和需要保护的区域；

10）地质和水文地质条件能满足项目建设的要求；

11）取土条件方便；

12）库容要大，使用年限在10年以上，特殊情况下不低于8年。

根据上述要求，从经济的合理性及环境的可行性角度出发，县有关部门在场址选择前就进行了社会环境、自然环境以及气候等影响因素的调查分析，并在近郊做了选址勘察工作，初选了候选场址。经对候选场址的地形、地貌、水文、植被、风向、供电、给排水、覆

盖土源、交通运输条件及场址周围人群居住等情况综合分析后，在候选场址中确定了2处预选场址，基本条件对比如下：

预选场址基本条件对比

10-7cm/s的要求。

对比结论条件具备且较好。

条件具备，但离惠济河（属淮河支流）较近，不适宜建填埋场。

依据两个场址对比分析结果，本着优中选优的原则，我们认为：场址1优于场址2，作为填埋场主要条件具备且较好，因此，我们推荐场址1为项目场址。

4.5场址结论

1）场址位于县城以东方向，在城市规划建成区之外约3公里；

2）基本条件较好，周围非常空旷，500m范围没有居民点和其他建筑物；

3）工程地质、建筑环境和地形条件较好，适宜项目建设；

4）周围未发现文物古迹和需要特别保护的区域；

5）夏季主导风向的偏下风向；

6）地下水埋深3.9～4.0m，由西—东走向；

7）距县城3公里；运距适中，交通便利；

8）库容较大，服务年限符合标准要求；

9）场址土层天然防渗能力较差；

10）土源不足；

综上可知，场址条件利大于弊基本符合“标准”所规定的选址要求，对于不利因素可以通过合理的工艺措施（如采用人工防渗）进行解决，这在技术上是可行的。

五、总图布置

5.1 设计内容

项目为内乡县城市生活垃圾无害化处理工程，以消纳和处理内乡县城市生活垃圾、保护城市环境为根本目的。因此，处理方案和场址

选择是项目的重点，并同时对处理方案及场址的环境影响以及投资效益进行分析论证，其内容主要包括：

* 项目建设的必要性

* 场址比选、确定与评价

* 建设规模的确定

* 处理方案选择

* 工艺设计

* 总平面图布置

* 配套设施与设备配置

* 环境保护与安全生产

* 财务及经济分析

* 投资估算

5.2 设计原则

（1）满足有关规划及生产工艺要求，合理布局，为各准也设计、生产创造有利条件。

（2）充分利用厂区的自然条件、当地的水文、气象条件及工艺要求进行合理分区和总图布置，并尽量节约用地。

（3）适应场内外运输，使交通线路顺直通畅，各区联系方便快捷，生产运营能有效进行。

（4）竖向设计应满足工艺、道路运输及厂区排水的要求。

（5）通过围墙或防护网有效维护场区边界；强化场区绿化、美化，减少环境污染，建设出一个安全、卫生、美化的场区。

5.3 场区布置方案及特点

根据总图布置原则，将场区按功能特点划分为四个区，即管理区、填埋库区、渗沥液处理区和堆土区看，总占地面积为120.7亩。

管理区根据生产、生活的需要建有门卫房、综合楼、验收计量间、洗车台、小车库及机修间、给水泵房、垃圾车辆、锅炉房、清水池等建、构筑物，该区位于场区的东南面，占地 2.7亩，本着以

人为本的设计原则该区重点绿化。

填埋库区是本项目的核心部分，处于整个场区夏季主导风向的下风口，占地94.7亩，为总面积的78.5%，该区主要包括：防渗系统、渗沥液手机导排系统、填埋气体导排系统、雨污分流系统、填埋作业道路、垃圾坝等。

渗沥液处理区布置在场区东南面，占地 5.1亩，该区建有渗沥液调节池、UASB池、CASS池、中间水池、污泥池、污水处理管理站、污水提升泵站等构建筑物。

堆土区占地4亩，主要用来临时堆放开挖的土方。

整个场区设有一个出入口供人流物流合用。各区的道路有机的也入场口连接，使全场的交通顺畅合理。

为了满足填埋规范及工艺的要求，场区内设置5个监测井，用于检测地下水水质，位置待初涉阶段依据水文、地质详勘报告而定。

5.4 道路运输

(1)场外道路

该垃圾处理场位于城区以东方向，据县城3公里。进场道路需新修约50m与场外道路相通，道路按四级公路标准设计，砼路面，道路宽7.0m。

（2）场内道路

场内道路为入口处至管理区、渗沥液处理区、填埋库区的道路。道路设计为7m宽，砼路面，道路总长为170m，道路转弯半径最小为16m。

（3）作业道路

作业道路为垃圾运输车辆进入填埋作业面之间设置的临时道路了，以保证垃圾运输车在垃圾填埋堆积面上的正常运行，作业道路可用建筑垃圾铺设。作业道路设计为4m宽，坡度5%。

5.5 绿化工程

为了有效改善填埋场及周围环境，生活管理区内种植树木、草

坪等，尽量使空地绿化；填埋库区周围设20米宽的绿化隔离控制带，采用高大乔木形式，减少污染；填埋场封场后也应进行植被，使封场后的外貌尽量与周围环境相适宜。树种的选择应根据当地习惯，多选用吸尘、降噪、防毒、易生长的树种、灌木或草木植物。

六、卫生填埋库区工程

6.1 填埋库容及使用年限

1）库容

本处理厂属于山谷型填埋场，填埋库区占地面积为94.7亩。为了形成初始填埋库容，在库区下游设置一座垃圾坝，垃圾坝内边坡按1:3进行设计，填埋库区边坡按1:3进行设计，场地坡度修正为2%。在计算填埋场容积时，分为两部分进行计算，其中一部分为垃圾坝坝顶标高以下部分，另一部分容积式当填埋的垃圾堆体逐渐向空中发展时，这时，为了保证整个堆体的稳定性，在堆体表面将要形成一定的坡度，垃圾堆体外坡设计为1:3,共设置3个马道平台，马道平台宽2m，它一方面可以缓冲坡面被雨水冲刷，另一方面在运行过程中，在该马道平台上可以设置临时终场排水沟，汇水面积内的雨水可以通过此排水沟汇入环场截洪沟，以尽量减少垃圾渗滤液的处理量，另外还便于对坡面进行检查、维修，有利于垃圾填埋库区的生态恢复。当堆体达到设计标高时进行封场，封场坡度为5%。根据上述参数计算，本填埋库区的原始库容为85万m3，填埋场标高、面积、容积计算见下表。

填埋库区库容计算表