垃圾填埋场-课程设计

垃圾填埋场设计

一、垃圾填埋场建设的意义及目的

随着该地区经济的发展，人们生活消费水平的提高，生活垃圾产生量日渐增加。而目前县内还没有单独的垃圾无害化处理的工程措施，基本上所有的垃圾都是简易堆放处理，没有进行无害化处理，其卫生要求远达不到环境法规的卫生标准。

这些简易的垃圾堆放场已经造成一系列的环境污染问题。表现在：一，垃圾露天堆放，散发阵阵恶臭，污染大气环境，周围几平方公里的地方都可以闻到，严重影响景观；二，垃圾无隔离措施，其产生的渗滤液污染地下水和周围的地表水，极大地威胁居民的健康；三，污染周围的土壤，使土壤失去应有的功能。

城市的经济持续增长，人口数量在上升，消费物品也在增加。若不处理对垃圾无害化处理，将引发重大的灾难，故建立生活垃圾填埋场处理工程显得特别迫切。为使得城市环境得到改善，让垃圾对于环境的影响降到最低，垃圾填埋场的建设有着重大意义。

二、总体布置

1、选址原则

场址的选择是卫生填埋场全面设计规划的第一步。影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。主要遵循两条原则是：一是从防止环境污染的角度考虑的安全原则，二是从经济角度考虑的经济合理原则。

安全原则是选址的基本原则。维护场地的安全性，要防止场地对大气的污染，地表水的污染，尤其是要防止渗沥水的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染时场地选择时考虑的重点。

经济原则对选址也有相当大的影响。场地的经济问题是一个比较复杂的问题，它与场地的规模、容量、征地费用、运输费、操作费等多种因素有关。应充分利用场地的天然地形条件，尽可能减少挖掘土方量，降低场地施工造价。另外一个必须考虑到的因素是土地的所有权和租期。选址的一个先决条件是要能确定场地中哪一个最能达到“可能选出的最好场地”所要求的标准。

2、填埋作业工艺

本设计中垃圾的压实密度为0.8t/m3。每层垃圾厚度为2.5~3.0m，每层垃圾压实后必须当日覆土20~30cm，每一层垃圾和覆土层共同构成一个单元，即填埋单元，同等高度并相互衔接的填埋单元构成一个填埋层，一般四层厚度组成一个

大单元，上面覆土45~50cm。

填埋时先从北往至南推进，然后自东向西推进。北、中、南之间的连线之间呈圆弧形，使覆盖面上排水畅通地流向两侧进入排水沟或边沟等，以减少雨水渗入垃圾体内，东西面上部的连线呈一定坡度。外坡为1：4，顶坡为3%。单元厚度达到设计厚度后，可进行临时封场，在其上面覆盖45~50cm厚的粘土。并均匀压实，再加上15cm厚的营养土，种植浅根植物。最终封场覆土厚度大于1m即可。

填埋场的作业方式实行分区分单元填埋，为最大限度防止污染扩散，填埋作业过程中，正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的，日覆盖采用膜覆盖，其他的区域均为中间覆盖或临时封区。

首先进行作业的是整平后的一区填埋库区底部，在实际进行填埋作业的过程中，第一次到达到填埋作业高度为距离整平绝对标高2m后开始第二层填埋作业单元的设置。随着填埋作业高度的增加，可利用的填埋作业有效面积也在增加，这时为气体利用提供方便，已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井，将导气管和周围的移动式集气站连接起来，就可以对气体进行收集了。填埋场的渗沥液是一种高浓度有机废水，它的渗出会污染地下水，因此，必须设置监测井对地下水进行监测。

监测井的布设：1 座本底监测井，设在填埋区地下水流向的上游，填埋区外20～50米处；1 座污染扩散监测井，设在填埋场的旁侧，地下水流向的下游10～20米处；1 座污染监测井，设在填埋区地下水流向的下游，填埋区外20～30米内。

3、防渗设计

根据填埋场防渗设施 (或材料) 铺设方向的不同，可将填埋场防渗分为垂直防渗和水平防渗，根据所用防渗材料的来源不同又可将水平防渗进一步分为自然防渗和人工防渗两种。

防渗层的建设方法多种多样,采用何种工艺方法建设防渗层是设计中的重要内容，不管使用什么方法、什么材料，最终达到的目的是渗透系数Kf小于规定标准，我国要求Kf小于10-9m/s。[4]同时要考虑：

1、使用寿命。填埋场的使用寿命，封场后要求的防渗层的寿命，以及本身的可靠性。

2、与填埋场的相容性。选用的材料不能被填埋物侵蚀，由于渗滤液的性质不稳定，所以选择的材料要适应渗滤液的各种性质，如抗酸、抗碱等。

3、场地条件及气候条件。

4、建设费用。防渗材料的选择既要达到防渗要求，又要考虑经济合理，厚的土工膜具有更好的防渗性能，但必将提高建设费用。

4、渗滤液的产生及收集处理

垃圾填埋场渗滤液主要来源有：

(1) 降水的渗入，降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源；

(2) 外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉；

(3) 地下水的渗入，这与渗滤液数量和性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关；当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；

(4) 垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量；

(5) 覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；

(6) 垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分。

垃圾填埋场渗滤液的收集：

渗滤液收集系统主要由汇流系统和输送系统两部分组成，汇流系统的主体是渗滤液导流层（即主滤液收集层和次滤液收集层），渗滤液的输送系统多由集水池、提升多孔管，潜水泵和输送管道组成。典型的填埋场渗滤液收集系统主要由渗滤液调节池、泵、输送管道和场底排水层组成。

1、排水层：场底排水层位于底部防渗层上面，由沙或砾石构成。当采用粗沙砾时，厚度为30-100cm，必须覆盖整个填埋场底部衬层，其水平渗透系数不应大于0.1（cm/s），坡度不小于2%。

2、管道系统：一般穿孔管在填埋场内平行铺设，并位于衬层的最低处，且具有一定的纵向坡度（通常为0.5%-2.0%）。

3、防渗衬层：由黏土或人工合成材料构筑，有一定厚度，能阻止渗滤液下渗，并具有一定坡度（通常为2%-5%）。

4、集水井泵、检修设施以及监测和控制装置等。

5、填埋气的组成和收集

填埋气的组成

填埋场的主要气体包括氨、二氧化碳、一氧化碳、氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等，其中以甲烷和二氧化碳的含量最高。填埋场产生的微量气体虽然很少，但其成分复杂，毒性较大，不能对其忽视。

填埋气的收集

采用LFG主动控制系统，即在填埋场内铺设一些垂直的导气井或水平的盲沟，用管道将这些导气井和盲沟连接至抽气设备，利用抽气设备对导气井和盲沟抽气，将LFG抽出来。由于本垃圾填埋场面积大，填埋量大，采用水平收集盲沟易使空气进入抽气系统，故此工程采用垂直抽气井抽气。考虑到填埋厚度和填埋规模等因素，选择采用垃圾单元封闭后钻井下管统一收集填气体。

填埋气体主动控制系统主要由抽气井、集气管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、气体处理站以及气体监测设备等组成。

通常，填埋气体主动控制系统又分为内部填埋气体收集系统和边缘填埋气体收集系统两类。内部填埋气体收集系统：该系统常用来回收填埋气体、控制臭味和地表排放，如附图边缘填埋气体主动收集系统：此系统主要是回收并控制填埋气体的横向地表迁移。采用周边抽气井抽气。

6、填埋场的封场

填埋场最终覆盖系统主要组成有：表土层、保护层、排水层、屏障层和基础层/气体收集层等5层。采用的终场覆盖材料压实粘土、土工膜、土工合成粘土层三者。这三种联合使用以达到最好的经济效益和环境效益。

本填埋场的最终覆盖系统从上到下分别为：15cm带有会浅根植被的表土层，60cm保护层，HDPE土工膜，土工网排水层，45cm压实粘土层。

1)15cm带有会浅根植被的表土层：其作用于促进植物生长并保护屏障层，提供一定的持水能力。

2)60cm保护层：其作用为将渗入覆盖层的水分贮存起来直到通过植物的蒸腾作用散失；将垃圾和掘地动物以及植物根系隔离开来；使人和垃圾接触的可能性减少；保护覆盖系统中下面各层免受过度干湿交替和冰冻的影响而导致覆盖材料破裂损坏；侧向排水。

3)HDPE土工膜：采用与基础衬垫系统的防渗材料一致的1．5mm光面高密度（HDPE）膜，使其与上下方的粘土层结合形成复合防渗结构。

4)土工网排水层：采用有土工布滤层的土工网，其作用为降低其下面屏障层的水头，从而使渗过覆盖系统的水分最小化；降低覆盖材料中孔隙水的压力，提高边坡的稳定性。

5)45cm压实粘土层：压实粘土的还是具有一定的防渗作用，与HDPE土工膜结合使用，既经济又方便。

7、环境保护与检测

封场后还必须对其进行维护，包括场地维护和污染治理的继续运行和监测。根据《生活垃圾填埋污染控制》（GB16889-1997）、《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》（CJ/T3037-1995）和《城市生活垃圾技术规范》（GJJ17-2001）的要求，具体为：渗滤液处理系统运行和监测、渗滤液调节池臭气处理系统运行和监测、填埋气体导排与利用系统运行和监测、地下水监测、地表水监测、地面沉降监测、场地维护等等。

参考文献

1.对某县生活垃圾填埋场设计原理及设计方案的研究张建林

2.聂永丰.三废处理工程技术手册.北京：化学工业出版社，2000

3.芈振明，高忠爱，祁梦兰，吴天宝. 固体废物的处理与处置. 北京：高等

教育出版社1993.

4.栾智慧，王树国等. 垃圾卫生填埋实用技术. 北京：化学工业出版社，2004.

5.钱学德，郭志平，施建勇等．现代卫生填埋场的设计与施工[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001.

6.沈东升.生活垃圾填埋生物处理技术.北京：化学工业出版社，2003.