某市生活垃圾卫生填埋处理工艺方案设计课程设计.docx
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1、摘要:此设计书是根据课程设计要求所做的关于广东省某市的生活垃圾卫生填埋场做的课程设计,其中着重对防渗层和垃圾填埋场填埋量做了详细的说明。并有三张图纸用来详细描述设计相关内容关键词:填埋场 渗滤液 防渗层 生活垃圾Abstract:This design book is based on the demand of the curriculum design, illustrating the design of a refuse landfill fo a city of Guang Dong province. In this book, mainly describe the imperv
2、ious barrier and the volume of this refuse landfill. In order to illustrate some part of this design clearly, three piece of drawing is lay down here.Key words: refuse landfill impervious barrier percolate household refuse目录0前言31概况41.1 项目任务书41.2项目概述51.3设计原则和依据62工程设计计算72.1设计工艺72.2填埋场库容预算112.3总平面布置133
3、防渗导气系统173.1防渗系统173.2渗滤液收集系统及调节池204 渗滤液相关设计计算224.1渗滤液定义及产生量224.2垃圾渗滤液处理工艺255填埋气体相关设计计算4.3.1 填埋气体的产生及主要组成26 5.1 填埋气体的影响27 5.2填埋气体的收集275.3冷凝收集和排放285.4气体输送系统285.5填埋气产生量估算29 5.6填埋气体处理工艺306封场设计316.1堆体整形改造工程316.2封顶覆盖层工程316.4终场处理标准326.5封场技术要求327 防洪系统337.1 设计依据337.2 防洪标准347.3 防洪工程设计(截洪沟)348 环境保护与环境监测348.1环境保
4、护设计依据348.2设计执行的环保标准348.3主要污染物和主要污染源358.4环境保护措施368.5环境监测37参考文献.39致谢.4040广东某市生活垃圾卫生填埋处理工艺方案设计(许策 环工1002班)0前言 近年来,随着中国国民经济的不断发展和人民生活水平的日益提高,每天都会产生大量的城市生活垃圾,已成为环境污染的重要来源。我国许多城市人均生活垃圾产生量已经超过了1kg/(人d)这个标志性的水平线。目前,我国城市生活垃圾年产生量过亿吨,占世界垃圾总产生量的26.5%,且每年以8%9%的速度增长,2010年城市生活垃圾产生量约为3.52亿t,居世界首位1。全国城市垃圾堆存累计侵占土地超过5
5、亿m2,每年的经济损失高达300亿元2。由于长期缺乏科学的管理体系和配套的处理处置技术, 大部分废物未经处理而直接排入环境, 造成严重的环境污染. 据调查, 各企业临时贮存的工业废物量约占产生量的43% , 一些大型企业虽然建立了填埋场, 但由于未采取严格的环保措施, 仍存在污染环境的情况; 每年还有1000多万t 废物直接倾入江河湖海; 全国约有2/ 3的城市处于垃圾包围之中。31概况1.1 项目任务书41.1.1设计任务及目的 (1)任务:完成广东某市生活垃圾卫生填埋处理工艺方案设计。 (2)目的:通过本课程设计,使学生掌握城市垃圾填埋工艺设计的一般方法,巩固教学中所学知识,并学会将书本知
6、识与实际应用相结合。1.1.2设计规模 服务人口40万人,现状垃圾产量1.2kg/d.人,垃圾容重量400kg/m3,服务年限15年。在垃圾填埋场建后,城市生活垃圾的年增长速率控制在5%左右。 设计时应注意的几个问题: (1)根据生活垃圾成分现状表,将垃圾中的橡胶塑料、纸类、纤维、竹木、玻璃陶瓷和金属全部回收利用。 (2)垃圾压实密度取值为900kg/m3。(3)由于垃圾中的含水率太高,故在垃圾填埋之前将其在固定垃圾堆放场地堆放45天,待垃圾含水率降至35%以后,再运往填埋场地进行填埋。(4)覆土体积取垃圾体积的1/4。(5)垃圾填埋高度取12米(地下8米,地上4米)。1.1.3设计条件1气象
7、资料 气温 最冷月平均气温 8.1 最热月平均气温 35.1 极端最低气温 5.2 极端最高气温 40.8 湿度 最冷月平均 76 最热月平均 84 降水量 平均年降水量 1120.8mm 日最大降水量 82mm 风向 冬季 西北 夏季 东南 主导风向 东南2填埋库区场址概况:填埋场库区周围汇水面积 0.8km2。场底表土厚度0.84.8m 不等,平均2.2m。土壤渗透系数为910-4m/s。场址地下水稳定水位埋深0.8m。3填埋场2公里有城市污水处理厂,紧挨填埋场有水、电源及公路。1.1.4要求完成的任务1收集设计基础资料:根据规范要求进行。2确定处理工艺流程及填埋作业程序;计算库区总容量和
8、填埋总量。3填埋场主体工程工艺设计计算,计算主体设施的工艺参数,确定主要尺寸。4填埋场配套工程及辅助设施和设备的工艺布置。5垃圾填埋场平面布置、剖面及主要构筑物工艺图设计。1.2项目概述1.2.1项目背景(1) 广东省自然条件:广东省位于珠江三角洲北端,属于东亚季风区,从北向南分别为中亚热带、南亚热带和热带气候,是全国光、热和水资源最丰富的地区之一。降水充沛,年平均降水量在13002500毫米之间,全省平均为1777毫米。降雨的空间分布基本上也呈南高北低的趋势。洪涝和干旱灾害经常发生,台风的影响也较为频繁。春季的低温阴雨、秋季的寒露风和秋末至春初的寒潮和霜冻,也是广东多发的灾害性天气。5 (2
9、)现在城市生活垃圾处理方法有三种:填埋,焚烧和回收利用。焚烧需要垃圾有一定的热值,并且对垃圾成分有很高的要求,处理费用相对较高;回收利用更是一种费用高并且对于分类和后期处理有很高要求的一种方法;填埋是近年来城市生活垃圾处理用的比较多的方法,因为它对与经费要求不是很高,对于处理也不是很高科技化,并且卫生填埋会产生一些可以利用的东西,例如:填埋产生的气体,填埋产生的渗滤液经处理后可以回收利用。(3)项目说明:随着当前经济的迅速发展,人们的生活水平也不断地提高,随之而产生的环境问题也日益加重。特别是生活垃圾以及生活污水的处理,对于城市而言是十分必要的。本项目是在在广东省某市修建一座垃圾填埋场,填埋是
10、大量消纳城市生活垃圾的有效方法,也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法,目前,我国普遍采用直接填埋法。所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。但是,我国许多城市的垃圾仍有大多采取露天堆放,没有任何防护措施。每一个垃圾堆放场都成了一个污染源,蚊蝇孽生,老鼠成灾,臭气漫天,大量垃圾污水由地表渗入地下,对城市环境和地下水源造成严重污染。基于所给材料的分析,并综合考虑城市整体规划等要求,拟在该市东南方向建一个垃圾卫生填埋场。1.2.2项目组成 填埋场建设项目由填埋场主体工程与设备、配套工程和生产管理与生活服务设施等构成。具
11、体包括下列内容: 一、填埋场主体工程与设备主要包括:场区道路,场地平整,水土保持,防渗工程,坝体工程,洪雨水及地下水导排,渗沥液收集、处理和排放,填埋气体导出、收集郸理或利用,计量设施,绿化隔离带,防飞散设施,封场工程,监测井,填埋推铺、碾压设备,挖运土及消杀设备等。 二、配套工程主要包括:进场道路(码头)、机械维修、供配电、给排水、消防、通信、监测化验、加油、冲洗和洒水等设施。 三、生产管理与生活服务设施主要包括办公、宿舍、食堂、浴室等设施。1.3设计原则和依据1.3.1设计原则 此次工程设计遵循以下原则:11(1) 执行国家关于环境保护的政策,符合国家的有关法规、规范和标准;(2) 坚持因
12、地制宜、从当地的实际出发,达到本工程项目的环境效益、社会效益和经济效益的统一。 (3)在本工程中,符合工程建设的三同时原则,采用合理的建设实施方案,充分考虑工程实施的可行性、经济性和合理性。并结合国内外的科学技术,采用先进、成熟、可靠的工艺,使本填埋场整体水平达到国内领先。 (4)解决垃圾处理过程中所产生的渗滤液、填埋气体、以及填埋场内恶臭及蚊蝇所产生的污染问题,最大限度的减轻和避免产生二次环境污染。1.3.2设计依据(1)城市生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJ17-2004)(2)城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准(建标2001101号)(3)厂矿道路设计规范(GBJ22)(4)生活垃圾
13、填埋污染控制标准(GB 16889)(5)生活垃圾填埋场环境监测技术要求GB/T 18772(6)非织造复合土工膜(GB/T 17642)(7)聚乙烯() 土工膜防渗工程技术规范(SL/T231-98)(8)土工合成材料应用技术规范(GB 5029098)(9)建筑设计防火规范(GBJ 1689)(10)有关填埋场设计的论文著作(11)以及课程设计任务书上提供的该设计城市的降雨,风向,气候条件,地下水位,垃圾年增长量的数据要求。2工程设计计算2.1设计工艺2.1.1城市生活垃圾主要成分不同规模的城市,其生活垃圾的成分也存在差异。虽然地理环境等基础条件不同,但大城市居民的生活和消费水平比中小城市
14、高,城市居民燃气化率也较高,因而大城市与中小城市之间的垃圾成分存在一定差异。大城市的渣石、灰土等无机物含量明显低于中小城市,有机物和可回收物尤其是可燃物的含量明显高于中小城市(如纸类、塑料橡胶等)。大城市生活垃圾中的无机物所占比例远远小于中小城市,仅为中小城市的1/3;而可回收物所占比例则高达30%左右,比中小城市高1/2以上6如表21 即为城市生活垃圾的主要来源。表21 城市垃圾的来源和主要组成物。72.1.2我国目前城市生活垃圾处理技术 目前我国城市生活垃圾的处理方法主要有填埋法、焚烧法及堆肥法11。 (1)填埋法 填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法,也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理
15、方法,目前,我国普遍采用直接填埋法。 所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。填埋处理方法是一种最通用的垃圾处理方法,它的最大特点是处理费用低,方法简单,但容易造成地下水资源的二次污染。随着城市垃圾量的增加,靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少,开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾排放费用,这样高昂的费用甚至无法承受。 (2)堆肥法 堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机万分的生物化学过程,析出二氧化碳、水和热,同时生成腐殖质。将生活垃圾堆积成堆,保温至70储存、发酵,借助垃圾中微生物分解的能力,将有机物分解成无机养分。根据堆肥
16、原理,可分为厌氧分解与好氧分解两种。厌厌氧分解需在严格缺氧条件下进行,厌氧微生物分解生长较慢,故不多用。好氧分解过程可同时产生高温,可以杀灭病虫卵、细菌等,我国主要采用好养分解法。经过堆肥处理后,生活垃圾变成卫生无味的腐殖质。既解决垃圾的出路,又可达到再资源化的目的,但是生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏,所以,堆肥的规模不易太大。 (3)焚烧法 焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。实质是碳、氧、硫等元素与氧的化学反应。垃圾焚烧后,释放出能量,同时产生烟气和固体残渣。热能要回收,烟气要净化,残渣要消化,这是焚烧处理必不可少的工艺过程。 焚烧处理技术
17、的特点是处理量大,减容性好,无害化彻底,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,因此是世界各发达国家普遍采用的一种垃圾处理技术。 垃圾焚烧后产生的热能,可用来生产蒸汽或电能,也可用于供暖或生产的需要。根据计算,每5吨的垃圾,可节省1吨标准燃料。不过垃圾焚烧工厂必须配备消烟除尘装置,以降低向大气排放的污染物质。 如表 22为常用垃圾处理方法的比较表22常用垃圾处理方法的比较10方法优点缺点卫生填埋1.处理量大,运行费用低,工艺相对较简单,是其它处理方法的残渣的最终消场。2.大型填埋场产生的沼气有一定利用价值。1.场址受地理,地质和水文地质条件限制较多。2.场地使用年限受垃圾量的影大。3.
18、占地面积大高温堆肥l.投资适中,使用年限较长。2.无害化程度高。3.产品有农用价值。1.只能处理垃圾中的可堆腐有机物,且对这部分含量有一定要求。2.运行费用较高。3.产品销售易受限制。焚烧l.减量化、无害化程度很高。2.可综合利用热能。3.使用期限长,运输费用较低。1.投资高,运行费用也较高。2.工艺、设备复杂,要求垃圾达到一定热、值。3.管理水平要求高。2.1.3 处理方法的选择 在较准确的估算出现有垃圾产量的基础上,还要对未来的垃圾产量作出一个预测。预测时应考虑三个对未来发展具有影响的因素:人口增长量的预测;经济增长和消费类型的变化;资源回收和垃圾减量法规、政策的发展。城市生活垃圾无害化处
19、理工艺路线选择应从本地区的经济状况、自然地理情况以及生活垃圾的组成、热值和有机质含量等方面综合考虑。比较典型的垃圾处理工艺路线有四种:转运+卫生填埋转运+焚烧+卫生填埋转运+堆肥+卫生填埋转运+焚烧+堆肥+卫生填埋 由于本项目主要是处理城市生活垃圾,经过计算,可看出垃圾处理量较大。从技术可行性、经济可行性、环境可行性、制度可行性来看,方案三可作为最佳方案。它不仅可以达到资源化的目的,又可以对城市垃圾如此庞大的产生量进行合理的垃圾填埋处理。下面即三种不同地形填埋场模型图 图 2-1(a)山谷型填埋场图 2-1(b)地上式填埋场图 2-1(c)半地上半地下式填埋场2.1.4 填埋作业流程 填埋库区
20、平整时,先进行垃圾坝和环库截洪沟的建设。同时对场底进行平整、夯实、铺设防渗系统。 填埋场操作顺序的总体规划为由南向北进行,先填一区,一区填埋到一定高度后进行阶段性封场,再进行二区的填埋作业。填埋过程中依次逐层推进,层层压实。为了保证压实效果,单元层摊铺厚度不超过0.3米,由推土机进行2-3遍的碾压作业。当累积总厚度达1.5米时,上面进行0.3米厚的粘土覆盖,然后进行下一单元的填埋。当区域普遍填高达到同一厚度后,再在此层上进行第二个相同厚度的填埋,依次类推直至完成全部填埋作业。在填埋场作业过程中,应尽量实现当天填埋,当天覆土,以防止垃圾中轻质物飞散,保持作业面整洁,抑制臭味,防止蚊蝇孳生,减少或
21、阻断雨水渗入、控制有害气体无序外逸。填埋过程中应同步根据需要对填埋区每日进行不同次数的消毒,消毒次数以可以抑制蚊蝇鼠害大量繁衍为基准。其填埋作业工艺流程如图21所示。图22 埋作业工艺流程2.1.5卫生填埋工艺设备填埋场主要工艺设备应根据日处理垃圾量和作业区、卸车平台的分布,可参照2.2填埋场库容预算2.2.1 人均垃圾日生产率10 根据当地的调查资料显示,该市现在的人均垃圾产生率为0.81.2Kg/(d人 ),结合该市的其他生产特点本市在未来的几年呈连续增长的趋势,其平均增长系数取0.05, 采用下公式预测该市垃圾产生量在未来的变化趋势。 式中a初始垃圾人均日产生率, Kg/(d人) 第N年
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