垃圾填埋场设计.doc
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1、固体废弃物控制工程本科课程设计(某地470t/d垃圾填埋场设计)学生姓名院系名称化学与材料科学学院专业名称环境工程班 级学 号内容设计说明书设计计算书设计图纸总分总分人分数目 录一、垃圾填埋场设计说明书11、设计的基础资料1 1.1 设计规模1 1.2 地址11.2.1 填埋场选址原则11.2.2 场址比较2 1.3 填埋场基本概况21.3.1 地形地貌21.3.2 地质构成31.3.3 地震与地震裂度31.3.4 水文与水资源31.3.5 气候条件31.3.6 社会状况41.3.7 经济概况4 1.4 设计的必要性4 1.5 工艺的选择51.5.1 三种垃圾处理方式的比较51.5.2 工艺方
2、案选择62、垃圾填埋场的工程设计6 2.1 库容及使用年限6 2.2 主体工程62.2.1 垃圾坝72.2.2 场区防渗7 2.2.2.1 填埋场的防渗系统7 2.2.2.2 防渗材料8 2.2.2.3 防渗系统的构造8 2.2.2.4 人工防渗系统应符合的要求9 2.2.2.5 人工防渗材料施工应符合的要求12 2.2.2.6 填埋场密封方式122.2.3 垃圾渗滤液的收集13 2.2.3.1 垃圾渗滤液概念13 2.2.3.2 垃圾渗滤液的来源13 2.2.3.3 垃圾渗滤液的产生量14 2.2.3.4 渗滤液产生量的计算方法14 2.2.3.5 减少渗滤液产生量的方法15 2.2.3.6
3、 垃圾渗滤液的水质特征15 2.2.3.7 渗滤液收集处理系统162.2.4气体集排系统19 2.2.4.1 填埋气体的主要组成19 2.2.4.2 填埋气体收集方式19 2.2.4.3 冷凝液收集和排放20 2.2.4.4 气体输送系统20 2.2.4.5 填埋气体的利用202.2.5场顶封场工程202.2.6截洪沟222.2.7填埋的具体操作步骤223、总图布置23 3.1 厂区平面图23 3.2 主要建构筑物23 3.3 设备选型234、环境保护与环境监测23 4.1 相关的法律法规23 4.2 环境保护24 4.3 环境监测254.3.1 处理水的监测254.3.2 地下水的监测254
4、.3.3 大气污染物监测254.3.4 噪声监测264.3.5 具体环境监测内容26二、垃圾填埋场设计计算书271、垃圾产生量、垃圾填埋量的计算272、垃圾填埋场库容和垃圾填埋面积的计算273、计量系统284、渗滤液产生量的计算285、渗滤液调节池尺寸的计算296、截洪沟大小的计算297、填埋气体产生量的计算29三、垃圾填埋场设计图纸(见附图)301、垃圾填埋场外环境关系图2、垃圾填埋场总平面布置图3、填埋场基本单元构造图4、渗滤液收集系统图5、气体收集排放系统图6、垃圾坝大样图某地470t/d垃圾填埋场设计说明书1、 设计的基础资料1.1设计规模预建设一个处理量为470.00t/d的垃圾填埋
5、场。15年的最低使用期限共需约382.00m3的库容。共需填埋面积4.78104m2。(详见计算书)1.2地址1.2.1填埋场选址原则填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案,尽量少的投资,达到最理想的经济效益,实现保护环境的目的。必须加以考虑的因素有: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1km(参照德国标准)以外或更远。(
6、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
7、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)但地环境条件: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。1.2.2场址
8、比较预选场址两地之间比较详细如下表表1场址之间的比较因素场址场址1场址2场址与规划的关系在城市规划建成区之外约3km处。在城市规划建成区之外5km处。地理位置位于城区以东方向,某路西南侧200m处。位于城区东北方向。地质、水文条件地质条件和地形条件较好,地震烈度7度。地下水位埋深3.94.0m。由西-东走向。地质条件一般。地震烈度7度。地下水位较浅。环境状况场址为可耕地,地势平坦。周围非常空旷,500m范围内无村庄、单位和建筑物。东面偏南为原城关镇窑场,其他三面均为农田。场址区域内未发现重大文物迹象,地表及地下无国家规定的保护文物。现为废弃窑场,周围空旷。500m范围内无村庄、单位和建筑物。场
9、址区域内未发现重大文物迹象及国家规定的保护文物。南面约500m处有河流。交通条件场址位于交通要道西南侧200m,交通方便。西约3km处为国道。库容与使用年限库容较大,使用年限长。库容较大,使用年限较长。用地条件可用地面积较大。同场址1。土源条件土源不足。同场址1。气象条件夏季主导风向的偏下风向。夏季主导风向的下风向。天然防渗能力不能满足“标准”规定的10-7cm/s的要求。同场址1。对比结论条件具备且较好。条件具备,但离河留较近,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。1.3填埋场基
10、本概况1.3.1地形地貌城市地处黄淮平原,南部地表略有起伏,北部和西部稍有沙丘,东北部有黄河故道遗汊数条,其他为平原。地势由西北向东南缓慢倾斜,平均坡降在1/50001/7000之间,海拔高度平均58m。土质淤地占24%,主要分布在淤泥河两岸及圉镇东部和南部;沙地占10.4%,主要分布在城市北部和东北部边缘地区;清河地占36%,两河土地占29.6%,在各类土壤面积中含盐碱者占9%。1.3.2地质构成城市成土母质90%以上为第四纪沉积物,由黄河多次泛滥沉积而成。沉积厚度,最厚5000m,最浅在1000m以内。沉积垂直剖面,层次分明,磨圆度高、粗、细均匀一致。另一部分成土为风积物,在城市北部及东北
11、部的部分地区,原冲积物为风力搬运之风蚀沙粒覆盖而成。厚度一般在50cm以上。还有一种黄土状母质,城境内尚存的几处垄丘均属此类,系由地质外力形成,质地以粉砂为主,含一定数量的粘土矿物,土体直立成柱状结构,颜色暗黄。地质构造的形迹,因被沉积物所深掩,地表迹象不明。据已知情况:城市北部一带隐伏褶皱断裂较多;城市南部至中部一线,有北向东压扭性断裂,其他地区地质构造较为单一。城市城旧城区外表面为亚粘土,深层为细纱粘土,土壤承载力为818t/m2;旧城区内56m以内为杂填土,土壤承载力为10t/m2。1.3.3地震与地震裂度按全国地震区域划分,城市属六级地震烈度区,从历史地震发生情况看(据城市志所载的有关
12、地震记录),城市无强大地震,多数为无感地震,且发震的频率小,震中在城市境内的无详细记载。1.3.4水文与水资源1)表径流与河流城市境内及过境河渠共135条,总长1200余km,河网密度0.427/km2,径流总量6900m3。属淮河水系。主要河渠有4大干流,22条支流,23条分支,共49条。某河流经城区北部,且距城区较近,所以地下水源易受地表污水的渗透和影响,其浅层地下水只能作为补给用,地下水开采以深层水为主。2)地下水城市处于黄河冲积平原扇的前沿,地下水丰富。全城地下水总量7.65亿m3,可利用量1.78亿m3,分布差异较大。依据富水程度可将城市分为两个区:富水区面积1161.2km2;中等
13、富水区面积81.8km2,水深在4050m左右。富水区含水沙层厚1026m,平均15m,含水层顶板埋深926m。含水砂层岩性以中砂和粗砂为主,单位降深出水量大于7t/h,中等富水区为局部小片分布不稳定的薄层中细、粉细砂层,含水层岩性以细砂为主,顶板厚度1525m,含水层厚度515m,平均厚度10m,单位降深出水量小于7t/h,大于4t/h。地下水来源为大气降水补给及引黄灌溉水源补给,通过包含带的粉质砂土的孔隙和裂隙直接补给地下水。地下水流向为西北向东南,基本上和地形倾斜一致,水力坡降为1/5000左右。目前全城地下水埋深为24m,局部地下水埋深12m。城区位于富水区,深层水富水程度以降深15米
14、计,富水程度为4060t/h,浅层水也属富水区,富水程度降深5m计,富水程度为4060t/h。水质良好,矿化度绝大部分小于1g/L,适宜灌溉和饮用。1.3.5气候条件城市属温带大陆性季风气候,四季分明。春季多风干旱、夏季炎热多雨、秋季凉爽多阴雨、冬季寒冷少雨雪。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/cm22) 气温年平均气温14.11月最低、平均为-0.67月最高、平均为27.3极端最高气温:43(1966年7月)极端最低气温:-16.2(1957年1月)3) 无霜期无霜期平均为210天,最长
15、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1138.9mm最大年降雨量1924.6mm(1957年)最小年降雨量353.2mm(1968年)夏季(68月)降水量占全年58.1%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/s6)蒸发量年平均蒸发量1840mm7)湿度年平均湿度70%8)气压年平均气压1015Kpa1.3.6社会状况城市南北长55km,东西宽32km,区域总面积1214.8km2。总人口304万人,其中农业人口260万人。城区位于城市中心,2014年城区建成区面积36km2,城市人口33.
16、12万人。按城市城总体规划(19952010)确定的城市县城性质为:全县政治、经济、文化、科技信息中心,以农副产品深加工、纺织、机械、化工等工业为主导,商业贸易综合发展的现代化中等城市。1.3.7经济概况2003年该城市完成国内生产总值48.1亿元,较上年增长6.5%;财政收入完成1.02亿元,同比增长4.1%。一、二、三产业增加值分别完成21.3亿元、16.2亿元和10.6亿元;占国内生产总值的比重分别为44.3%、33.7%和22%;完成全社会固定资产投资5.9亿元,同比增长18%;完成全社会消费品零售总额7.4亿元,同比增长3.7%。1.4设计的必要性1) 垃圾处理现状和国民经济发展的迫
17、切需要随着该城市开发的不断深入,尤其是城区经济的快速发展,该市人口不断增加,生活垃圾产量也逐年上升。而该市目前仅有的垃圾填埋场,其库容已无法满足该市垃圾逐年递增的填埋需求。根据目前的垃圾产量增长情况,该市已有的垃圾填埋场将在未来的23年内达到满负荷状态。因此,该市必须找到经济合理、技术可行的垃圾处理途径。综合考虑其环保效益、社会效益、经济效益,建设一座适合该城区的垃圾综合处理场是非常必要的。2) 改善城区落后的垃圾处理现状的需要垃圾填埋,不仅污染环境,占用大量土地资源,而且也是资源的浪费。在垃圾中包含着很宝贵的资源。在城市垃圾中,大量的有机物质比例迅速增加,如包装物品、一次性木筷、塑料制品、菜
18、根菜皮、一次性饭盒、橡胶制品等,都是可以用于回收的资源。目前我国垃圾处理还比较原始,利用率极低。而对垃圾采用综合处理,一方面可以带来资源的有效回收,另一方面通过焚烧对其减容,从长远考虑,对该城区生活垃圾的处理是一种较为理想的途径。3) 该城市市容市貌以及城市形象提升的需要该市的环保情况历年来受国家的高度重视,随着大量人力物力的投入,一系列的政策法规以及工程项目的实施,该市周边水质得到改善、生态系统趋于平衡、稳定。该城市的垃圾填埋场的建成,将极大的改善该城市的市容市貌环境。综上,本项工程的实施将开辟该城市垃圾处理的新局面,实现可持续发展的城建环保工程,其建设意义深远,项目的建设是十分必要的。1.
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