垃圾填埋场的设计思路

1.1序言 垃圾卫生填埋场是消纳城市生活垃圾、使垃圾得以无害化处理的场所。根据我国目前的经济状况和今后城市生活垃圾的发展趋势，在相当长的一段时间内，卫生填埋法仍将是我国城镇生活垃圾处理的主要方法。 1.2 课题来源 毕业设计论文任务。 2卫生填埋法概述 卫生填埋分为厌氧填埋、好氧填埋和准好氧填埋三种类型。其中好氧填埋类似高温堆肥，最大优点是可以减少因垃圾降解过程渗出液积累过多造成的地下水污染，其次好养填埋分解速度快，所产生的高温可有效地消灭大肠杆菌和部分致病细菌；但好养填埋处置工程结构复杂，施工难度大、投资费用高，较难于推广。准好养场地介于好养和厌养之间，也存在类似好养填埋的问题，使用不多。厌养填埋是国内采用最多的填地形式，具有结构简单、操作方便、工程造价低、可回收甲烷气体等优点。 2.1我国城市垃圾状况 改革开放以来，我国经济持续高速增长，城市化进程发展迅速。随着我国城市数量的增加、规模的扩大和人口的增多，城市垃圾也相应地迅速增长。自1979年以来，我国的城市垃圾的年平均增长率达8.98%，由1980年的3132万吨猛增至1995年的10748万吨，增加了243.2%。我国城市人口约2.1亿。城市居民生活垃圾产出量大，人均年产达440kg.据1996年统计，全国城市垃圾清运量达1亿吨，且以年均8.6%的速度增长，预计到2000年将达到1.2-1.74亿吨。近年来，我国城市生活垃圾业已对城市及城市周围的生态环境构成日趋严重的威胁。对全国298个城市的调查结果表明，不适当地处理和处置城市垃圾，不仅造成了严重的环境卫生的恶化，且要占用大量的土地。据粗略估计，城市垃圾一年要占用土地4000亩以上，若考虑增长及累计因素，则城市固体废弃物将以每10年占地4-6x104亩的速度增加。因此，我国政府部门及各地环境卫生和环境保护专家相继进行了城市垃圾的处理(置)和污染控制技术的研究与开发。 2.2城市垃圾的产生及其性质 城市垃圾指城市居民在日常生活中抛弃的家庭垃圾、商业垃圾、道路扫集物及部分建筑垃圾。现代城市垃圾的产生量不仅与城市发展规模、人口增长速度有关，还与城市居民的生活水平和生活习惯有关。我国目前正处于经济发展和振兴阶段，垃圾产生量的年增长率大多为7-11.5%,而欧美各国为6-10%，日本为9%。有报道表明，经济发达设施完善的城市，其生活垃圾的增长率通常为3-5%，如以色列、美国、原西德、荷兰、瑞典依次为5%, 3-4%, 4%、3%, 2%。城市垃圾的增长率与国家的经济发展状况有关。如美国1961年至1970年的家庭垃圾产量年增长率为5%, 1970年至1978年因经济萧条而降为2%, 1978年至1980年随着工业的复苏又恢复到3-4%。苏州市1991年的生活垃圾产量为21.87万吨，日产垃圾600吨，比1985年的18.61万吨增加了3.23万吨，年增长率为2.6%，目前的增长率则在5%左右。当前，我国全国垃圾的年增长率平均为8.98%,这种增长趋势将继续保持较长的时期。我国今后若干年内城市垃圾的年产量可用增长率公式1.1来推算: T=3100×(1+8.98%)N (1.1) 式中:T一N年后的年垃圾总产量（×104吨); 3100一1980年我国的城市垃圾年产量（×104吨); 8.98%一垃圾产量年均增长率； N一推算年限(以1980年为起始年份)。 由1-1式计算可知，若按目前的经济速度持续发展，则到2000年，我国的城市垃圾年产量将达1. 74×106吨左右。 国内许多城市的调查还表明，城市垃圾的产生量还与一年中不同季节的变化有关。这种变化随不同的季节而呈现出波浪形起伏的规律，且与年增长率无显著的相关性。说明这种变化规律是相对稳定的。为此，有关报道已提出如下式模式(1.2)，用于推算未来月份的垃圾产生量: MN =NT(I十x%)u (1.2) 式中: MN一推测月的垃圾月产量; N一推测月的天数; T一去年同月的垃圾平均日产量; x%一年增长率: u一修正系数。 目前，我国城市垃圾成分总体上呈现出有机物增加、可燃物增多、可利用价值提高的趋势。但是由于各地区经济发展水平的不平衡，垃圾的成分和特征存在着很大的不同。尤其是许多的中小城市的生活垃圾的组成与大城市有明显的区别，其有机物含量仅为20-30%，无机成分则通常在65%以上，废品的比重更低。此外，城市垃圾的组成成分与城市居民的消费水平、生活习惯以及城市设施的现代化程度等因素有关。在同一城市、同一地区生活的居民，会仅仅由于使用的燃料的不同而导致迥然不同的垃圾产量和成分.据调查，上海市某一地区使用气体燃料户比使用固体燃料户的人均日垃圾产量少0.2kg,北京的这个数字为0.4kg。而且前者所产生的垃圾中的有机物含量明显高于后者。在我国大城市垃圾中，有机成分一般在36-45%,无机一般在50%以上。其中有机物主要是厨房垃圾，而其90-95%是蔬菜废物，其它仅占5-10%。有机废物的含水率通常在60%左右。无机成分则以炉灰为主，占90%以上。 2.3城市垃圾的危害 城市垃圾对城市环境及周围地区的生态环境的污染破坏是十分明显的。首先，城市垃圾影响市容和城市的精神文明建设，直接损害城市和地区的旅游事业，影响国家的荣誉。其次，生活垃圾中含有较高比例的有机成分，在微生物的作用下，有机物发生腐败产生强烈恶臭和有害性的氨气、硫化氢和硫醇类碳氢化合物气体，影响城市大气质量。再者，不合理收集和堆放的城市垃圾堆往往是有害飞虫的聚集地，因而它常是城市人群呼吸道系统疾病的强烈敏感源，对城市居民的健康构成严重的威胁。城市垃圾卫生填埋严重污染水体，影响水生生态环境。 3填埋场的选址 3.1填埋场的选址原则 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。这些选择要求相辅相成。主要遵循两条原则：一是从防止环境污染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，尤其是要防止渗滤水的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染是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。合理的选址可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。虽然选择可能选出的最好场地很重要，但在许多发展中国家和发达国家中，由于人口密度日益增加，城区不断扩展，再加上基本的粮食生产和工业的需要对土地使用产生压力，因此许多选择都被迫放弃。在这种极端情形下，唯一可行的方法就是使用可得到的最近的一块土地。 3.2填埋场选址的程序 使用一个计算机化和信息数据库来描述一个自然地区内自然，社会和人口统计的资料，通过将不同类型的地图数字化（如土地使用、地理结构、人口普查小册子）并附加其他人口统计的资料和信息加以发展。具体主要由三步组成。 （1）对场地进行初步评估 ①确定自然条件及人口统计学的条件。 ②在拖运距离、地理学、地质学、地表和地下条件的基础上建立合适的研究区域。 ③确定基本的候选场地。 ④在拖运距离、场地开发费用、设备及人员每星期操作时数的基础上评估财政可行性。 ⑤在位置、土地使用、拖运距离和路线、地形学、水文地质学、土壤特点以及地区方面进行场地调查。 ⑥排除不中意的场地。 （2）审查候选场地 ①调查四至五个候选场地并找出每个场地特有的问题。 ②评估场地并按优劣顺序排列。 ③取得公众的支持与参与。 （3）确定场地 ①在仔细审查费用之后，为每个场地准备一份预设计方案。 ②确定并评价填埋作业完毕后场地的用途。 ③仔细进行经济学评价（场地基本投资费用、场地运营费用以及拖运费用） ④选择场地并列出候补场地。 ⑤取得场地。 3.3场地的勘察 场地的勘察包括现场调查和实地勘测两个方面，勘察的步骤为（1）根据现有资料对场地所在地区进行初步调查；（2）在初步调查的基础上进行实地考察；（3）通过钻探或挖掘技术进行场地水文地质勘测；（4）勘察资料整理，绘制较详细的处置场地地图。 在进行场地选择时，首先要进行现场调查。这个阶段的主要工作是文献资料调研和现场实地考察，以了解场地的地形、地貌水文条件、工业布局、人口分布等情况，同时进行初步分析，判断该地区是否适合建造填埋场地。 3.4场地分类和场地选择 3.4.1场地分类 根据我国目前各省市填埋场的分布格局，按照填埋场的选址类型来分，填埋场有平原填埋型、滩涂填埋型以及山地填埋型。 （1）平原填埋型 这一类型通常适用于地形比较平坦且地下水埋藏较浅的地区。一般采用高层埋放垃圾的方式，确定高于地平面的填埋高度时，必须充分考虑到作业的边坡比，通常为1:4。填埋场顶部的面积能保证垃圾车和推铺压实机械设备在上面进行安全作业。由于覆盖源紧缺目前已成为填埋场作业一个比较突出的问题，因此在填埋场的底部开挖基坑是保证提供填埋场覆盖材料的一个有效方法。北京的阿苏卫填埋场、深圳的下坪填埋场等就是属于这一类型。 （2）滩涂填埋型 这种地形的填埋，主要是指位于海滩附近、经长期冲击淤积而成的滩地。它的场底标高低于正常的地面。启用该类填埋场时，首先将规划填埋区域筑设人工防渗堤坝。由于这一类型的填埋场底部距地下水位较近，因此，其关键点在于地下水防渗系统的设置。上海的老港废弃物处置场、大连的毛茔子填埋场就属这一类型。 （3）山地填埋型 这是一种利用天然的沟壑、山谷对城市固体废弃物进行无害化处置的方式。一般这类填埋场的高差比较大，而且地质属稀释性与渗透性之间。