填埋场的设计

沈 阳 化 工 学 院 《 题 目：院 系：专 业：班 级：学生姓名：指导教师：

固体废物 》课程设计 危险废物填埋厂工艺设计 环境与生物工程 环境工程 0801 姜倩文 张显龙 20011年 8月 30日

化工大学课程设计

目录

一． 前言···············································2 二． 设计依据···········································2 三． 填埋场所在地区的社会经济情况·······················3 四． 选址···············································3 4.1填埋厂址选择的要求···································3 4.2填埋场场址的地质条件应符合下列要求···················4 4.3填埋场场址选择应避开的区域···························4 五． 处理工艺流程的确定和流程····························4 5.1安全填埋场工程········································4 5.2．工艺流程·············································5 5.3填埋场的防渗设计：·····································7 5.4．渗滤液处理设计·······································8 5.5填埋气收集与处理·······································9 六． 流程中构筑物的计算

6.1填埋产库容计算········································10 6.2渗滤液产生量的计算····································10 6.3填埋气体计算·········································11 七． 结语···············································12 八．参考文献············································12

1 化工大学课程设计

一．前言 1.1项目背景

随着经济的发展，人们生活消费水平的提高，城市的生活垃圾产生量日渐增加。

而目前市内还没有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。

随着B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，而目前，仅少量进入垃圾焚烧发电厂进行焚烧处理，其余基本处于无序状态，有的混入危险废物处置，有的被拉到市郊和外地，对环境造成了污染，存在严重隐患。为提高B市环境卫生水平、提升城市形象、实现可持续发展，安全妥善地处置B市日益增加的生活垃圾显得十分必要和重要。为此，我们拟在B市周边地区建立一安全填埋厂，用以接收填埋B市包括周边城市的生活垃圾。

1.2工程设计的主要内容

城市生活垃圾卫生填埋场处理工程设计的主要内容包括：总平面布置（选址和场

区总体设计等等），填埋工艺，防治工程，渗滤液收集导排工程，渗滤液处理工程，地下水、地表水导排处理工程，填埋气体收集与利用设计，环境监测设计，封场工程，辅助工程（如绿化、道路等），设备选型，二次污染防治设计，经济分析等等。

1.3项目原始资料

根据该城市人口规模与人均垃圾生产量等因素，本设计服务人口120万人，平均每人每天产生1.2kg垃圾，那么处理量约为1440t/d。垃圾处理规模：52.56万吨/年；使用年限：15年；最大年或月降雨量600mm；垃圾压实密度600kg/m3；气象资料：该城市位于我国北方，地处中纬度平原地区，温带季风气候，四季分明，昼夜温差大，

o

无霜期短，多年平均气温10-20C。多年平均降水量为500-700mm。日最大降雨量可达120mm，该城市年主导风向为西北风。场址概况：填埋场库区周围汇水面积0.6km2。场底表土厚度1.5-5.5m不等，平均2.5m。土壤渗透系数为6.0×10-6m/s。场址地下水稳定水位埋深0.8m。距离填埋场5km处有城市污水处理场，紧挨填埋场有水、电源及公路。

1.4课程设计目的

(1)通过设计进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学知识系统化，培养运用所学理论知识进行城市生活垃圾综合分选处理系统设计的初步能力；

(2)了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定固体废物处理与处置系统的设计方案，进行设计计算、绘制工程图，应用技术资料，编写设计说明书的能力。

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二．设计依据

*《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) 及以上法律法规有关规定。

三．填埋场所在地区的社会经济情况

对于一个初步确定的预选场地，要进一不调查场地及其周围的社会，经济条件，以及公共场所建设的放映饿社会影响，确定填埋场的建设是否有碍于城市整体经济发展规划（工农业发展规划）是否有碍于城市景观。 详细调查地方的法律，法规和政策，特别是环境保护法，水域和水资源保护法。从而可评价这些预选场地是否与这些法律和法规相互冲突，相互抵触，并要取消那些受法律法规限定的预选场地，如地下水保护区，泛洪区，活动的坍塌地带，地下蕴矿区，灰岩坑基及溶洞区。

经济原则对国外商业性填埋场比较突出，尤其是当经营收入少于场地营造价和运输费用时，很有可能导致场地关闭，对国家投资的场地来说，城市垃圾的处置上以环境效益和社会效益为主，但经济问题也要予以考虑，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，施工费用，运输费用，操作费等多种因素有关。

社会影响所选场地应不妨碍城市的经济发展规划，不妨碍城市景观等城市发展的重大规划政策，要隐蔽，要远离机场以免填埋场引来飞鸟和飞机相撞事故。应保持和住宅区，风景名胜区，自然保护区的距离。另外公众对填埋场的放映也要予以考虑，因为填埋场的建成或多或少对周边有影响，如渗滤液的渗出，气体的排放等。，最好选择人口密度小的，距离城市和居民区尽量远的地方，保证居民健康。

四．选址

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4.1选址原则

1.填埋场场址的选择应符合国家及地方城乡建设总体规划要求，场址应处于一个相对稳定的区域，不会因自然或人为的因素而受到破坏。填埋场作为永久性的处置设施，封场后除绿化以外不能做它用。

2.填埋场场址的选择应进行环境影响评价，并经环境保护行政主管部门批准。 3.填埋场场址不应选在城市工农业发展规划区、农业保护区、自然保护区、风景名胜区、文物（考古）保护区、生活饮用水源保护区、供水远景规划区、矿产资源远景储备区和其他需要特别保护的区域内。

4．填埋场距飞机场、军事基地的距离应在3000米以上。

5．填埋场场界应位于居民区800米以外，应保证在当地气象条件下对附近居民区大气环境不产生影响。

6．填埋场场址应位于百年一遇的洪水标高线以上，并在长远规划中的水库等人工蓄水设施淹没区和保护区之外。若确难以选到百年一遇洪水标高线以上场址，则必须在填埋场周围已有或建筑可抵挡百年一遇洪水的防洪工程。

7．填埋场场址距地表水域的距离应大于150米。 8．填埋场场址的地质条件应符合下列要求： （1）能充分满足填埋场基础层的要求；

（2）现场或其附近有充足的粘土资源以满足构筑防渗层的需要；

（3）位于地下水饮用水水源地主要补给区范围之外，且下游无集中供水井； （4）地下水位应在不透水层3米以下。如果小于3米，则必须提高防渗设计要求，实施人工措施后的地下水水位必须在压实粘土层底部1米以下；

（5）天然地层岩性相对均匀、面积广、厚度大、渗透率低；

（6）地质构造相对简单、稳定，没有活动性断层。非活动性断层应进行工程安全性分析论证，并提出确保工程安全性的处理措施。

9．填埋场场址选择应避开下列区域：破坏性地震及活动构造区；海啸及涌浪影响区；湿地和低洼汇水处；地应力高度集中，地面抬升或沉降速率快的地区；石灰岩溶洞发育带；废弃矿区或塌陷区；崩塌、岩堆、滑坡区；山洪、泥石流地区；活动沙丘区；尚未稳定的冲积扇及冲沟地区；高压缩性淤泥、泥炭及软土区以及其他可能危及填埋场安全的区域。

10．填埋场场址必须有足够大的可使用容积以保证填埋场建成后具有10年或更长的使用期。

11．填埋场场址应选在交通方便、运输距离较短，建造和运行费用低，能保证填埋场正常运行的地区。

4.2选址的程序

（1）资料搜集 （2）野外勘探

（3）预选场地的社会、经济和法律条件调查 （4）预选场地可行性研究报告 （5）预选场地的初堪工作

（6）预选场地的综合地质条件评价技术报告 （7）工程勘察阶段

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五.工艺流程

5.1填埋场总体设计

卫生填埋主要包括垃圾填埋区，垃圾渗滤液处理区（简称污水处理区）和生活管理区三部分。随着填埋场资源化建设总目标的实现，还将包括综合回收区。

卫生填埋场的建设项目还可分为填埋场主体工程与装备，配套设施和生产，生活服务设施三类。下图为填埋产总体设计思路。

气象，垃圾组分， 垃圾组分资料 垃圾产量资料 地理及水 气象及水文资料 水文保护等资料 文地质资料

填埋容填埋区类型

量确定 及防渗方式

确定

防渗设防洪，地下渗滤液收填埋气导填埋区面积 计 水雨水导集，处理设出，收集计算，分区 排设计 施设计 设施设计 及作业计划 设计

覆盖设计 道路工程设计 垃圾坝设计 监测设施设计 土方平衡 生产生活服务设施设设备配备 配套实施设计 计 总平面布置 终场规划设计

图1 填埋产总体设计思路

5.1.1规划布局

在填埋产布局规划中，需要考虑确定进出场的道路，计量间，生产及生活服务基

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地，停车场的位置，以及进行废物与处理的场地面积（如分选，堆肥场地，固化稳定化处理场地），确定填埋场场地的面积和覆盖层物料的堆放场地，排水设施，填埋气体管理设施的位置，监测井的位置，绿化带等。

其规划布局应考虑以下几个原则：1充分考虑选址处地形，地质，因地制宜的确定出场道路和填埋区位置；2.应合理节约土地，按功能区分布布置，满足生产生活和办公需要；3渗滤液及填埋场气体设施应尽量靠近填埋区，便于流体输送；4生活服务区位于主导风上风向；5填埋场四周要有绿化隔离带；6应按照《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》中的规定布置本底井，污染扩散井和污染监测井的位置。

5.1.2填埋方式及预处理

根据填埋废物类别，场址地形地貌，水文地质和工程地质条件和法规要求，确定填埋场的结构和填埋方式。考虑的重点包括：填埋场构造，填埋作业单元的划分，渗滤液控制设施，填埋场气体控制和，填埋覆盖层结构。

每天送到垃圾填埋产的垃圾很多，如果不经预处理，将增大垃圾场的负荷，减少其使用年限，而且浪费垃圾中可回收利用的资源，如纸类金属类。以下就是垃圾分选的流程：

5.2防渗系统设计

5.2.1防渗系统

防渗是卫生填埋处理技术的主要标志，它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋气体对填埋场的水体和土壤污染，减少渗滤液的产生量，并为以后对填埋气体有序、可控制地收集和利用创造空间。防渗层的功能是通过铺设渗透性低的材料来阻隔渗滤液于填埋场中，防止其迁移到填埋场之外的环境中，也可防止外部的地表水和地下水进入填埋场中。场底衬层系统是安全填埋场最重要的组成部分，通过在填埋场底部和周边铺设低渗透性材料建立衬层系统以阻隔填埋气体和渗透液进入周围的土壤和水体产生污染，并防止地下水和地表水进入填埋场，有效控制渗滤液产生量。填埋场的衬层系统通常从上至下依次包括过滤层、排水层（包括渗滤液收集系统）、保护层和防渗层等。

5.2.1防渗系统的类型

场底防渗系统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种类型。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水层或弱透水层，将垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。由于垂直防渗在安全填埋场很少应用，所以在本设计中采用水平防渗。水平防渗分为自然防渗和人工防渗。人工防渗是指采用人工合成有机材料（柔性膜）与黏土结合做防渗衬层的防渗方法。根据填埋场渗滤液收集系统、防渗系统和保护层、过滤层的不同组合，一般可分为单层衬层防渗系统、单复合衬层防渗系统、双层衬层防渗系统和双复合衬层防渗系统。

5.2.2防渗材料

用于填埋场的防渗材料分为人工合成有机材料、无机天然防渗材料、天然与有机

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复合防渗材料三类。

用于填埋场防渗层的天然材料主要有粘土、亚粘土、膨润土，人工合成材料主要有聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE），条状低密度聚乙烯（LLDPE）、超低密度聚乙烯（VLDPE）、氯化聚乙烯（CPE）和氯磺化聚乙烯（CSPE）。在实际中，大部分填埋场所选用的防渗层材料均是黏土和HDPE膜。

1）黏土 粘土是土衬层中最重要的部分，具有低渗透特性。填埋场黏土衬层分为两类：自然黏土衬层与人工压实粘土衬层。自然黏土衬层是具有低渗透率、富含粘土的自然形成物，其渗透率应小于或等于1×10-6→1×10-7cm/s。一般来说，天然粘土层和岩石层是否均一以及是否具有较低的渗透率，是很难检测验证的，仅仅使用自然黏土衬层作为填埋场防渗层是不可靠的。

2）高密度聚乙烯（HDPE） 高密度聚乙烯（HDPE）膜作为一种高分子合成材料，有其抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物性、化学性能，使用寿命50年以上。比如防渗功能比最好的压实粘土高107 倍（压实粘土的渗透系数级数为10-7 级，而HDPE防膜的渗透系数级数为10-14 级）；其断裂延伸率高达600%以上，完全满足垃圾填埋运行过程中由蠕变运动所产生的变形；其它有利于施工、填埋运行。垃圾填埋场一般采用1.5-2.5mm厚的HDPE膜作衬垫层。

5.2.3防渗层的构造类型

1）单层HDPE膜防渗层 2）压实粘土防渗层

3）HDPE膜与压实粘土构成的复合防渗层 4）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）防渗层

5）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）与压实粘土构成的复合防渗层

5.2.4防渗层构造的选择

1）单层HDPE膜防渗层结构简单、施工容易、投资较省，但是其防渗安全性差，一旦HDPE膜某处受损，下面的自然土层渗透系数大 ，垃圾渗滤液很容易通过HDPE膜的破损处渗出，使整个防渗层失去防渗作用，这种防渗层目前也很少采用。

2）HDPE膜与压实粘土构成的复合防渗层，关键是使柔性膜和黏土矿物层紧密接触，以保证柔性膜的缺陷不会引起沿两者结合面的移动。复合衬层系统膜出现局部破损渗漏时，由于膜与黏土表面紧密连接，具有一定的密封作用，渗漏液在黏土层分布面积很小。

3）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）防渗层，特点是主、次防渗膜之间的收集系统可以起到主防渗膜检漏作用，但当正常情况下极少量渗滤液穿过HDPE膜或HDPE膜发生局部破损而渗漏时，对双层衬层系统而言，渗漏的渗滤液将流动而分布在整个面上，过水面积大，继续渗漏量大。

4）双层HDPE膜（中间含HDPE网格）与压实粘土构成的复合防渗层，综合了双层衬层系统和复合衬层系统的特点，其原理同双层衬层系统，但主防渗层采用复合衬层，整套系统的防渗效果好。

分析填埋场土层结构和性质发现选择HDPE膜与压实粘土构成的复合防渗层防渗层系统，因为它既经济有安全。结构如图

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图2 防渗系统结构图

5.3渗滤液处理 5.3.1渗滤液处理方法

渗滤液处理和净化成的评估和准备要求对目前和将来预计的所产生的渗滤液的排放和污染水平有准确的概念。基于几年来的监测数据和从对国内外可比填埋场收集的实验室数据、内部产生的可预测的废物类型、当地标准降雨量、填埋场排水部分的进行和密封条件，推算出相应的对渗滤液成分预测。这些预测为选择一个适当的处理程序及和确定相应的设备尺寸服务。渗滤液直接和间接排放的条件，当渗滤液排入到河流时，必须达到规定的关键值，这些值由国家规定，或者将要规定，并由地方当局完成其他质量要求。这些关键值就被用作可接受的渗滤液的净化目标。如果渗滤液是经过城市污水厂被间接排放，关键值就更高。在污水厂里有机物得到进一步生物降解。如果直接排入到流河，关键值应较低。在直接排放的情况下，当地方的大小和已经存在的污染起重要作用。

渗滤液是盐类和有机物质合成的混合体。由于垃圾多元，成分多变，渗滤液不能在标准的污水处理厂净化。来自反应填埋场的特殊渗滤液需要有一个或几个步骤的净化程序。

（1）生物处理

渗滤液净化的生物处理利用了微生物的自然能力，把有机和无机污染物集合起来，利用微生物的新陈代谢降解或吸收这些污染物；这样有死亡的细菌的污染物变成了必须特殊处理的污泥。

（2）化学处理

a .絮凝/沉淀 当细微溺散合旋复物质（胶体或乳化物）在絮凝剂的帮助下失稳并产生一种可以分离的状态时，就产生絮凝。当溶液中的离子，如金属离子或磷酸盐离子与加入的沉淀剂长生的化学反应，形成不可溶化合物并在溶液中产生沉淀。

b.化学氧化作用 主要用于饮用水的处理，但有时也用于渗滤液的处理。用这种方式处理的渗滤液毒性较小而且更生物降解和沉淀。然而，盐类废物仍保留在渗滤

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液中（无机污染物不降解），这一程序的费用相当大。

（3）吸附

吸附就是来自液体或气体混合物的成分被吸附在固体的表面。活性炭和焦煤用于污水处理。在渗滤液的处理中，这种方法只在降解性地的有机污染残留物的最后净化中使用。

（4）物理处理

反渗透方法 利用渗滤液在压力下经过管状和合垫圈膜过滤。当用这种方法处理渗滤液时，无机物和有机物同样被滞留，形成浓缩物。大部分水通过半透膜成为清洁的滤液。必须对浓缩物进行进一步处理，这一费用甚高。现在反渗透着这种方法较之10年前较少使用。现在这种方法与生物净化联合使用。

a.超滤 设施另一种膜处理法，只有高分子化合物被滞留。这种方法只于其他生物处理方法联合使用。

b.氨吹脱 对所有氨分子、碳氢化合物等这样不溶解和易挥发的污染物，可以使用吹脱法。在渗滤液中产生吹脱气体，在途中与易挥发成分粘合在一起。只适用于特殊情况。

（5） 热处理

a.脱水蒸发 渗滤液的蒸发时较为现代的处理程序之一。加压闭路蒸发器基本上是最新的技术水平。蒸汽被压缩且必须作为城市污水厂的浓缩水进行进一步处理。最后产品粉末与结晶体的混合物，可以被包装和处置在深矿井填埋场中。蒸发能耗极高，但可以在低温下用残留物的热量运行。

b.焚烧 由于经济和能源的政策的原因，渗滤液的直接燃烧是不划算的。如果焚烧来自渗滤液蒸发的浓缩水，能够破坏有机化合物,剩下的矿渣中所含的无机盐和填埋场处置的飞灰。因此焚烧还没有成为被广泛接受的一种渗滤液的处理方法。

（6）组合处理

按照渗滤液的特质，可以用一种特别设计的全面程序,一个总以处理大纲基本上应反映出几个单一处理程序的适当组合。

5.3.2渗滤液收集系统

渗滤液收集导排采用由场底收集导排、中间收集导排、边坡排水网和导流竖井组成的立体三维系统:场底渗滤液收集导排系统由设置在底部防渗层上的导流层、渗滤液收集管道及盲沟组成;中间收集导排系统是为解决填埋渗透系数低的问题而设置的,采用复合排水网导水，沿填埋高度每隔2. 5 m增加设置一层复合排水网,在污泥表面就近找坡,排向邻近的垂直导水排气石笼;垂直导水排气石笼的作用是保证污泥层间竖向排水,将中间排水层收集到的渗滤液快速排到场底,通过场底导排系统排出库区。

渗滤液收集系统应保证在填埋场使用年限内正常运行，收集并将填埋场内渗滤液排至场外指定地点，避免渗滤液在填埋场底部蓄积。

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%。排水层材质

排水层由颗粒物或合成材料组成，要是用颗粒物，其排水层最低指标为：30cm(12英寸)厚，最小水力传导系数为1cm/s，坡度≥2%，有盲管，有土壤过滤层。它覆盖

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整个填埋场的底部以及边坡。

要是用河沙的话，必须洗净，或几乎不含细粉的，以便积聚在衬层上和双衬层间的液体能迅速收集和排除，使两衬层系统中的水压头最小。根据导则，粒状排水物质的主要选择标准是高水力传导率和低毛细强度或虹吸力。用洗净的沙粒作排水层，其渗透系数在1 cm/s之间，毛细管张力可忽略不计，它比泥砂要好。

现在人工合成排水材料被引入到废物管理行业，它与颗粒物不同的是，合成排水材料可制成下列各种形式和厚度： • 网类（160～280μm）

• 针扎无妨布（80～200μm） • 网垫（400～800μm）

• 波纹状、华夫状或蜂窝状板（400～800μm）

建筑材料也多种多样，最普遍的合成材料是聚丙烯、聚酯或聚乙烯。在相同设计排水能力的条件下，合成排水层很薄（小于1英寸），它比颗粒物排水层（1英尺）要薄得多。合成排水层在填埋场中的应用，大大增加了废物的储存空间和处置空间。

对合成排水材质，EPA要求最小传递系数为5×10-4m/s，合成排水材质的水力传递系数要比它高得多，足以确保土工网、土工复合层或其它合成排水层的设计性能优于1英尺厚颗粒排水层。

作用：及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对防渗层的压力，减少渗滤液的外渗可能性。

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．渗滤液调节池

作用是对渗滤液进行水质和水量的调节，平衡丰水期和枯水期的差异，为渗滤液处理系统提供恒定的水量，同时调节池可对渗滤液水质起到预处理的作用。

调节池通常采用地下式或半地下式，调节池的池底和内壁通常采用高密度聚乙烯进行防渗，膜上采用预制混凝土板保护。主要考虑调节池的容积、场地的地形地貌、场地地址条件、资金等几个方面。

目前，调节池水面上均设有HDPE覆盖膜，这不仅可以防止臭味扩散，还可明显地降低渗滤液污染物的浓度，减轻后续处理的负担。这种HDPE土工膜浮盖，密度比水低，可浮在渗滤液表面，使得整个调节池呈封闭厌氧状态，在去除臭味的同时，可对COD有一定的去除率，还可以收集沼气用于发电，同时可避免雨季过多的雨水注入调节池。

5.4填埋气的处理

收集填埋气体的作用时减少填埋气体向大气的排放量、控制填埋气体的无序迁移，并为填埋气体的回收利用做准备。收集系统可分为主动式和被动式两种，被动式收集系统利用垃圾体内的气体压力来收集填埋气体，主动收集系统则是采用抽真空的方法来控制气体的流动。

主动气体收集系统主要由抽气井、集气管、冷凝水收集井和泵站、真空源、气体处理站（回收或焚烧）以及气体监测设备等组成。

被动收集设施根据设置方向分为竖向收集方式和水平收集方式两种类型。被动收集系统的优点是费用较低，而且维护保养也比较简单。若将排气口与带阀门的管子连

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接，被动收集系统即可转变成主动收集系统。填埋场的导排方式及选择

在选择填埋场气体控制方式时，应立足于填埋场的实际情况，进行综合考虑，确定最佳方案。由于该设计为新建填埋场，初期产气量不大，而后会迅速增加，因此该设计在收集方式的选择上，采用在垃圾填埋初期通过被动方式控制气体释放，当产气量提高到具有回收利用价值之后，开始对气体进行主动回收利用。主要以主动导排方式为主。

目前，国内收集垃圾沼气的垃圾填埋场较少，其收集方式基本是参照国外的经验。填埋沼气的收集主要有两种方式，即垂直收集与水平收集。垂直收集是在垃圾填埋封场后在其上打垂直井，以收集填埋场内的沼气；而水平收集是在垃圾填埋过程中，在垃圾填埋作业面上水平铺设沼气收集管来收集沼气。

这两种方式各有优缺点，垂直收集适合在已封场的垃圾填埋场或已封顶的垃圾填埋单元进行沼气的收集，其特点是封顶后打井易于操作，垃圾覆盖较好利于集气，集气半径较大，但一般不能边填埋边集气。而水平收集则比较适用在未封场的垃圾场上或者正在进行作业的垃圾填面上，其特点是可在边填埋边集气，利于沼气的及时收集，缺点是易与填埋作业发生冲突，集气半径相对小一些。

经对比上述两种收集方式的优缺点，本设计选择竖向收集井方式。即主动导排竖向收集方式。

5.3封场工程

5.3.1填埋场的封场系统设计

该垃圾填埋场设计使用年限为15年，到期后将进行封场。目的在于减少雨水的渗入，进行填埋场生态恢复。最终覆盖层由下至上有三部分组成：下层为粘土层（渗透系数≤10－7cm/s），压实厚度为0.6m；中间层为自然土，压实厚度为0.3m，其主要功能为防止植物根系穿透防渗层而导致渗水；最上层为营养土层，压实厚度0.6m，以种植草皮或浅根植物。封场后顶面坡度为5%，以利于降雨的自然排出。

现代化填埋场的表面密封系统有多层构成，主要分为两部分：第一部分是土地恢复层，即为表层；第二部分是密封工程系统，由保护层（可选）、排水层（包括底土层）、防渗层和排气层组成。填埋的表面密封系统使用的防渗材料与衬层系统使用的防渗材料具有一致性，包括无机天然防渗材料（如黏土）、天然和有机复合防渗材料、和柔性膜（如HDPE膜）等。

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图3 封场结构示意图

5.3.2填埋场封场后的土地回用

填埋场的稳定化程度直接决定其土地回用的可能性，不同的回用目的对填埋场的稳定性要求也不同。判断填埋场的稳定化指标主要有填埋场表面沉降速度、渗滤液水质、释放气体的质和量、垃圾体的温度、垃圾矿物化的程度等。但是，到目前为止还没有填埋场稳定化的定量标准。

国外对填埋场的封场后的土地回用有以下规定：

1．填埋场满容后，即填埋场停止填埋垃圾后，至少在5年内（即不稳定期）要对其封场检测，不准使用，要坚持防火、防爆；

2．3年后经过鉴定达到稳定阶段后方可使用；

3．作出场地使用规划，按规划逐步回用填埋场土地；

4、处于稳定阶段的填埋场可做绿化用地、人造景观用地、堆肥厂用地，废弃物无害化处理厂以及无机物质堆放场用地等；

5．未经长期观测和环境卫生专业技术部门鉴定之前，填埋场地绝对禁止作为工厂、商店、机关、学校、住宅以及公共场所的建筑用地。

6．环境保护与检测

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，填埋场环境监测主要是检测垃圾的渗滤液、填埋气体、地表水、地下水、大气、填埋物、堆体沉降、苍蝇密度等有关情况。

六．主要构筑物的设计计算 6.1填埋场容积计算

设计垃圾填埋场服务年限为15年，覆土与垃圾压实之比为1:4，填埋高度为10m，地上3m，地下7m，该地区主导风向为西北风，因此生活和管理设施宜集中布置并处于夏季主导风向的上风向，即垃圾填埋场的西北角，以减少对人们的影响。

每年所需的场地体积为：

VWp每年垃圾产生量3651r

垃圾压实密度D式中：

W--垃圾产生率,kg∕(d*人)； P--城市人口；

D--压实后垃圾的密度(kg∕m3)；

r--覆土与垃圾之比。

V每年所需的场地面积为： A

H 13 化工大学课程设计

V365Wp第一年填埋的废物体积为：

D 61.21.21053651095000m36004C填埋的总废物体积为:

V15V=16425000m³

填埋库容占体积的70%-90%，取80%,

所以：V80%V总 V73;则：V总2.0510m0.8填埋用地面积为：

V总÷10=2.05×107÷10=2.05×106㎡

6.2渗滤液产生量的计算

渗滤液的产生量为：

QIC(A1A2)10-3

式中 Q---表示渗滤液年产生量，m3/d;

A1---填埋区汇水面积，m2； A2----填埋区的面积，m2； C---渗出系数,取0.4；

I---表示最大年或月降雨量的日换算值，mm。

填埋场的服务年限为15年，填埋库区分3块，分别进行填埋。每一块填埋区的服务年限为5年，平均一块库区面积为：

V1-56.8105A16.8104m2

H10渗滤液平均日产量：

QICA1A210-3600/3650.46800010-344.7m3d渗滤液最大日产量：

QmaxICA1A210-31200.46800010-33264m3d6.3填埋气体计算

填埋气体产生量的预测

垃圾在第t年的产气速率为：

Gt=MtL0ke-kt

式中： Gt—第t年垃圾的产气速率，m3/a;

14 化工大学课程设计

Mt—第t年所填垃圾量，t;

L0—气体产生潜力，m3/t;取160 m3/t K—气体产气常数，1/a，取0.06； t—年份，a； e—取2.72。 变 量 取 值 范 围 建 议 数 值 L0（m3/t） K（1/a） 则一年产气量

Gt=MmtL0Ke−kt=600×

525200

×160×0.06e−0.06=284万t 10000--312 潮湿气候 140--180 中湿度气候 140--180 干旱气候 140--180 0.002--0.10 0.003--0.4 0.10--0.35 0.05--0.15 表 填埋场产期一级模型参数的建议值 七.总结

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关固体废物的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

八． 参考资料

1.赵由才，牛冬杰，柴晓利等.《固体废物处理与资源化》.北京：化学工业出版社，2006

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.李国学.《固体废物处理与资源化》.北京：中国环境科学出版社，2005

5.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. 6.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.

7.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. 8.建设部.《城市生活垃圾卫生填埋技术》.北京：中国建筑工业出版社，2004

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