学士学位论文—-固体废物处理与处置任务说明书.doc

市 政 与 环 境 工 程 系 MUNICIPAL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING DEPARTMENT固体废物处理与处置设计说明书姓名： 班级：环工13-1学号：23市政与环境工程系给排水与环境工程教研室2016 年 6 月 前 言无论对固体废物采用何种减量化和资源化处理方法，如焚烧、热解、堆肥等处理后，剩余下来的无再利用价值的残渣，都需要对其进行最终处置。固体废物处置的基本方法是通过多重屏障（如天然屏障和人工屏障）实现有害物质同生物圈的隔离。概括来说，固体废物的处置可分为海洋处置和陆地处置两大类。海洋处置是利用海洋具有的巨大稀释能力，在海洋上选择使用的洋面作为固体废物处置场所的处理方法，主要包括传统的海洋倾倒和今年发展起来的远洋焚烧。而陆地处置根据废物的种类及其处置底层位置（地上、地表、地下和深底层），可分为土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋（卫生土地填埋和安全土地填埋）、浅底层填埋以及深层灌注处置等。土地填埋处置具有工艺简单、成本较低、适于处理多种类型固体废物的优点。目前，土地填埋处置已经成为固体废物最终处置的主要方法之一。目 录1.绪论.5 1.1生活垃圾.5 1.2生活垃圾处理及处置方法.6 1.3卫生填埋场概述.82. 工程概况.9 2.1项目背景.9 2.2项目设计原始资料.10 3.3项目设计要求.103. 填埋场的选址.11 3.1选址的考虑因素.11 3.2选址的程序.11 3.3地址的选定与所需的容积.124.填埋场的地基与防渗.13 4.1填埋区基底工程.13 4.2填埋场的防渗系统.14 4.3防渗材料.15 4.4防渗系统的构造.165.渗滤液的产生及收集处理.18 5.1垃圾渗滤液概念和来源.18 5.2垃圾渗滤液的水质特征.19 5.3渗滤液收集系统.20 5.4渗滤液产生量的计算.21 5.4.1渗滤液产生量的计算.21 5.4.2渗滤液调节池设计.236.填埋气体的产生与收集处理.24 6.1填埋气的组成.24 6.2填埋气体产生量的预测.25 6.3填埋场气体的收集与导排.27 6.3.1填埋场的导排方式及选择.27 6.3.2填埋场气体收集系统的设计.277.终场覆盖.28 7.1填埋场封场系统设计.30参考文献.31 绪论生活垃圾卫生填埋场工艺设计课程设计是为配合环境工程专业核心课程固体废物处理与处置学习而独立设计的设计性实践课程，是对固体废物从生产到分类、收集、运输、中间处理、最终处置及资源化技术的工程设计，是课程教学的重要组成部分，是培养学生工程设计能力和创新能力的重要实践教学环节。作为环境工程专业的一门必修课，教学目的是在课程设计过程中，使学生学习固体废物全过程管理中的基本原理、构筑物计算方法、主要设备或治理工艺的图纸绘制等，培养学生调查研究、文献查阅及资料收集、比较确定设计方案、工程设计计算、图纸绘制与技术文件编写的能力。1.1生活垃圾固体废物是指生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。固体废物有多种分类方法，依据中华人名共和国固体废物污染环境防治法（以下简称固废法），将固体废物分为生活垃圾，工业固体废物和危险废物3类。生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。根据该定义，生活垃圾包括城市生活垃圾和农村生活垃圾。城市生活垃圾又称为城市固体废物，是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中生产的固体废物，主要成分包括厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃碎片、废园废物、砖瓦渣土，以及废旧家具器皿、废旧电器、废旧办公用品、废日杂用品、给水排水污泥等。城市生活垃圾主要产自城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业、市政环卫系统、城市交通运输、文教卫生团体和行政事业单位、工矿企业单位等。城市生活垃圾的主要特点是成分复杂，邮寄含量高。表1列出了根据国家发达程度对垃圾的密度、含水率和热值的比较。表1 3种类型国家垃圾的密度、含水率和热值国家类型垃圾密度/（kg/m3）含水率/%垃圾热值/kj发达国家1001502040630010000中等收入国家20040040604200低收入国家25050040701.2 城市生活垃圾的处理处置方法城市生活垃圾的处理处置主要有生物处理、热处理和卫生填埋3中方法。（1）生物处理 城市生活垃圾的生物处理是指通过微生物的好氧或厌氧作用，使其中的可降解有机物组分转换为稳定的产物、能源或其他有用物质的处理技术。城市生活垃圾的生物处理包括堆肥化、厌氧消化等，其中，堆肥化作为大规模处理城市生活垃圾的生物处理技术得到了广泛应用。堆肥化是在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，是可被降解的有机物转化为稳定的腐殖质的过程。堆肥化系统的分类：按温度分为中温堆肥和高温堆肥；按技术分为露天堆肥和机械密封堆肥。（2）热处理 城市生活垃圾的热处理是装有城市生活垃圾的设备中通过高温使其中的有机物分解并深度氧化，从而改变其物理、化学或生物组成和特性的处理技术。城市生活垃圾的热处理技术包括焚烧、热解、熔融、烧结和湿式氧化等，其中，焚烧是城市生活垃圾做常用的热处理技术，焚烧是以一定量的过剩空气与被处理的生活垃圾中的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，使有机物转化为无机物，同时减少废物体积。（3）卫生填埋 卫生填埋是通过采取防渗、铺平、压实、覆盖，对城市生活垃圾进行处理和对气体、渗滤液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法。几种处理方法中，现代卫生填埋技术作为城市生活垃圾的最终处置技术，在世界范围内得到了广泛应用。即使在发达国家，如美国、英国、德国等大多数工业化国家，目前仍有70%95%的城市生活垃圾采用卫生填埋。我国作为发展中国家，卫生填埋在城市生活垃圾最终处理处置技术中所占的比例更高。1.3卫生填埋场概述填埋是进行固体废物最终处置的较为理想的方法之一。它是由传统的废物堆放和填地技术发展起来的一种城市固体废物处置技术。经过长期的改良，废物填埋已演变成一种系统而成熟的科学工程方法，即现代（卫生）填埋法。该法是利用工程手段，采取有效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水体、大气和土壤环境的污染，使整个填埋作业及废物稳定过程对公共卫生安全及环境均无危害的一种土地处置废物方法。从不同角度，可将填埋场分不同的种类。如根据结构可将其分为衰竭型和封闭型填埋场；按不同的填埋地形特征，又可分为山谷型、坑洼型和平原型填埋场；根据填埋场中废物的降解机理，还可将其分为好氧型、准好氧型和厌氧型填埋场等。目前我国普遍采用的是厌氧型填埋场。现代填埋场的基本构成是填埋单元，它是由一定空间范围内的废物层和覆土层共同组成的单元。具有类似高度的一系列相互衔接的填埋单元构成一个填埋层，填埋场通常就是由若干填埋层所组成。由于填埋场为城市化的社会发展提供了城市固体废物的重要出路，同时还为开发利用其生物能源带来相当的经济利益，故无论是从社会、环境还是从经济角度，现代填埋场的兴建都是必要的。与其他处理方法相比，它的主要优点是：其一次性投资较低，运行也较为经济。适应性广，对生活废物的种类、性质和数量均无苛刻的要求。是一种相对完全、彻底的最终处理方式。运行管理相对简单。废物填埋场规划是在城市发展总体规划的基础上，根据城市废物处置规划制定的。填埋场规划的主要内容有：填埋场选址、计划填埋容量、计划填埋年限、场址利用计划等。2.1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。 随着某市的经济持续增长，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。为提高某市环境卫生水平、提升城市形象、实现可持续发展，安全妥善地处置某市日益增加的生活垃圾显得十分必要和重要。为此，我们拟在某市周边地区建立一安全填埋厂，用以接收填埋某市包括周边城市的生活垃圾。2.2项目设计原始资料1.城市自然状况： （1）该城市服务人口80万人，现状垃圾产量1.0-1.5kg/d.人，垃圾压实密度600kg/m3，垃圾场服务年限为10-20年。（2）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，无霜期短，多年平均气温4-15oC。多年平均降水量为460-600mm。日最大降雨量可达180mm，该城市年主导风向为西北风。（3）场址概况：填埋场库区周围汇水面积0.6km2。场底表土厚度0.5-4.6m不等，平均2.2m。土壤渗透系数为6.010-4m/s。场址地下水稳定水位埋深4.6m。（4）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。2.3项目设计要求1. 设计计算说明书一份（计算过程中结果均取整数），且要包含上述所有设计内容。设计说明书应包括封面、前言、目录、正文、参考文献等部分。文字应简明、通顺，内容正确完整，书写工整，装订成册。2 垃圾卫生填埋场（封场后）总平面布置图一张 (1号)；垃圾卫生填埋场渗滤液收集填埋气输导平面布置图一张(1号)；垃圾卫生填埋库区纵剖面图一张(2号)。3.1填埋场选址的条件填埋场选址时应该考虑以下因素。 填埋场场址设置应符合当地城市建设总体规划要求，符合当地城市区域环境总体规划要求，符合当地城市环境卫生事业发展规划要求； 填埋场对周围环境不应产生污染或对周围环境影响不超过国家相关现行标准的规定； 填埋场应与当地的大气防护、水资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致； 填埋场应具备相应的库容，使用年限宜10年以上，特殊情况下不应低于8年。选址的限制条件包括：填埋场场址不应该选在城市工农业发展规划区、农业保护区、自然保护区、风情名胜区、文物（考古）保护区、生活饮用水水源保护区、供水远景规划区、矿产资源储备区、军事要地、国家保密地区；填埋场场址不应该设在洪范区、淤泥区，距离居民居住区域或人畜供水点500m以内地区，直接与河流和胡泊相距50m以内的地区，活动的坍塌地带、地下蕴矿区、灰岩坑及岩洞区。3.2选址的程序首先根据有效的运输距离确定选址区域，然后与当地有关主管部门（国土、规划、环保部门等）讨论可能的选址名单，进而排出掉那些不适宜建场的场址，提出初选场址名单（35个）；对场址进行踏勘，并通过对场地自然环境、地质-水文地质、交通运输、覆土来源、人口分布等的分析对比，确定两个以上的备选场址；在对备选场址进行初步勘探的基础上，对其进行技术、经济和环境方面的综合比较，提出首选方案，完成选址报告，提交政府主管部门决策。根据这一报告，有关决策部门在专家论证的基础上，最终确定填埋场选址。3.3地址的选定与所需的容积 该地区年主导风向为西北风，因此生活和管理设施宜其中布置并处于年主导风向的上风区，即垃圾填埋场的西北角，以减少填埋场对区民生产生活的影响。（1）每年所需的场地体积为：式中：W垃圾产生率(kgd人)； 1.0kg/d.人 P城市人口； 800000 D压实后垃圾的密度(kgm3)； 600kg/m3 r覆土与垃圾之比 0.2（2）每年所需的场地面积为：（3）设城市生活垃圾的年增长速率为2%，设计10年后的总废物体积第一年至第十年废物体积的计算结果见表2。表2 垃圾填埋场历年所需的场地体积年度第一年第二年第三年第四年第五年废物体积m3584000595680607594619745632140年度第六年第七年第八年第九年第十年废物体积m3644783657679670832684249697934 V=V1+V2+V3+.V10=6394636m（4）填埋库容占体积的80%。V总=V/0.8=6394636/0.8=7993295m（5）填埋场预计填埋深度取10m填埋用地面积为A=V/H=7993295/10=7993304.1填埋区基底工程 根据生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172004）的规定，卫生填埋场底地基应是具有承载能力的自然土层或经过碾压、务实的平稳层，且不应填埋场垃圾的沉陷而使场底变形、断裂。场底基础表面经碾压后，方可在其上贴铺人工衬里。生活垃圾卫生填埋技术规范还规定场底应有纵、横向坡度。纵横坡度宜在2%以上，以利于渗滤液的导流。由于填埋场长度达到1200m，宽度达到1087m，如果按照2%的坡度进行设计，则场区两端高度差将达到24m。受地下水埋深土方平衡及整体设计的影响，场区两端高度差过大会造成较大的困难。实际设计建设中，垃圾卫生填埋场场底纵横向主要坡度取1.2%，以保证渗滤液排放顺畅。为确保填埋场安全，考虑到该填埋场土体条件较差，需对其整形，对坑底及周围进行平整，取土同时作为坑四壁局部填土、每日覆盖用土和最终覆盖用土。填埋区底部按设计高度完成基底工程以后，底部要求平整，以利于防渗膜的铺设。4.2填埋场的防渗系统 根据生活垃圾卫生填埋场技术规范的规定，“填埋场必须进行防渗处理，防止对地下水和地表水的污染，同时还应防止地下水进入填埋区”。防渗工程是卫生填埋场的重要工程，主要作用有：将填埋场内外隔绝，防止渗滤液进入地下水；阻止场外地表水、地下水进入垃圾填埋场以减少渗滤液的产生量；有利于填埋气体的收集和利用。防渗一般分为天然防渗和人工防渗。 天然防渗 天然防渗是指在填埋场填埋库区，具有天然防渗层，其隔水性能完全达到填埋场防渗要求，不需要采用人工合成材料进行防渗。天然防渗的填埋场场地一般位于黏土和膨润土的土层中。生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范（CJJ1132007）对天然防渗的要求：天然粘土衬里及改性黏土类衬里的渗透系数不应大于1.010-7cm/s，且场底及四壁衬里厚度不应小于2m。 人工防渗 根据生活垃圾卫生填埋技术规范的规定，“填埋场必须防止对地下水的污染，不具备自然防渗条件的填埋场和因填埋垃圾可能引起污染地下水的填埋场，必须进行人工防渗，即场底及四壁用防渗材料作防渗处理”。当填埋场不具备黏土衬里或改良土衬里的防渗要求时，需采用人工合成材料进行防渗的方式。生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范对人工防渗的要求：在填埋场底部及四壁铺设高密度聚乙烯（HDPE）土工膜作为防渗衬里时，膜厚度不应小于1.5mm，并应符合填埋场防渗的材料性能和现行国家相关标准的要求。4.3防渗材料 防渗材料有很多种类型，目前常用的主要有两类：黏土与人工合成材料。黏土除天然粘土外，还有改良膨润土等；人工合成材料种类很多，如高密度聚氯乙烯（HDPE）膜、低密度聚氯乙烯（LDPE）膜、聚氯乙烯（PVC）膜等，但近20年来，国内外填埋场最常用的是高密度聚氯乙烯（HDPE）膜。实际上，大部分填埋场所选用的防渗层材料均是黏土和HDPE膜。压实黏土与HDPE膜的特点和性能见表3。表3 压实黏土与HDPE膜的特点和性能类型材料渗透系数k/(m/s)对库容的影响抗穿刺能力应用范围HDPE膜10-1310-14较小较差整个基底层防渗压实黏土10-610-7较大较好场底防渗4.4 防渗系统构造 根据生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范的规定，防渗结构的类型应分为单层防渗结构和双层防渗结构。填埋场防渗系统，不仅要能防止渗滤液渗出污染地下水，还要防止地下水涌入填埋场。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。本设计采用双层防渗结构。 双层防渗结构的层次从上至下为渗滤液收集导排系统、主防渗层（含防渗材料及保护材料）、渗漏检测层、次防渗层（含防渗材料及保护材料）、基础层、地下水收集导排系统。双层防渗结构的设计如图5所示。图5 双层防渗结构示意图 场地水平防渗系统方案比选 生活垃圾卫生填埋防渗系统工程技术规范规定，防渗层设计应符合下列要求。a. 能有效地阻止渗滤液透过，以保护地下水不受污染；b. 具有相应的物理力学性能；c. 具有相应的抗化学腐蚀能力；d. 具有相应的抗老化能力；e. 应覆盖垃圾填埋场场底和四周边坡，形成完整的、有效的防水屏障。由本设计中根据所给的原始资料可以知道： 土壤渗透系数为6.410-4m/s，故k=6.410-4m/s10-5m/s，属于渗漏性场地。场区地下水位较低，离地面4.8m，此填埋场没有独立的水文地质单元，也无不透水层或弱透水层，因此也属于渗漏性场地，故不宜采用垂直防渗系统，而应采用水平防渗系统。由于度量黏土衬层渗透性的主要指标是渗透系数，根据城市生活垃圾卫生填埋技术规范，天然黏土类衬里的渗透系数不应大于10-7cm/s，并且黏土层厚度2m。因原始资料中并未给出当地土层中天然黏土的渗透系数，对比以上所介绍的3中防渗材料性能并考虑施工中常用的材料，故排除了用天然材料作为衬垫层的方案，而选择了人工合成防渗膜。在人工合成防渗膜中选用了性能较优、国内使用经验较多的高密度聚乙烯（HDPE）防渗膜。 根据原始资料可知，该填埋场土壤渗透系数为7.010-4m/s，大于10-5m/s，地下水稳定水位平均埋深0.9m，即地下水位较高，场地地质条件不好，因此选择了双层衬里的防渗系统。防渗结构中，主防渗层和次防渗层均采用厚度2.0mm的HDPE膜作为防渗材料；主防渗层HDPE膜上均采用面密度为600g/m2的非织造土工布作为保护层，HDPE膜下采用非织造土工布作为保护层；次防渗层HDPE膜上采用非织造土工布作为保护层，HDPE膜下采用渗透系数110-7m/s的压实土壤作为保护层，压实土壤厚度800mm；主防渗层和次防渗层之间的排水层采用复合土工排水网。5.1垃圾渗滤液的概念及来源 垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。 城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。主要来源有：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；外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉；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；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；覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关； 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；5.2垃圾渗滤液的水质特征 垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水以及分解产生的水。垃圾渗滤液的主要污染成分有： 有机物、氨氮和重金属等。其种类和浓度与垃圾类型、组分、填埋方式、填埋时间、填埋地点的水文地质条件、不同的季节和季候等密切相关，其水质主要呈现以下特征。 有机物浓度高： 对于新建的垃圾填埋场，大量挥发性酸的存在可能会产生高的CODCr和BOD5。 BOD5与CODCr比值变化大：BOD5/CODCr值的高低与渗滤液处理工艺方法的选择密切相关。渗滤液BOD5/CODCr值还与垃圾填埋场的使用年限有关，对“年轻”填埋场而言，其渗滤液多具有良好的可生化性，可采用生物方法加以处理。而对于“年老”填埋场，渗滤液的处理，必须考虑其可生化性随时间的变化。 金属含量高：垃圾渗滤液中含有10多种重金属离子，由于物理、化学、生物等的作用，垃圾中的高价不溶性金属被转化为低价的可溶性金属离子而溶于渗滤液中，在处理过程中必须考虑对金属，尤其是重金属的去除。 营养元素比例失调，氨氮的含量高：随着填埋场使用年限的增加，当进入产甲烷阶段后，渗滤液中的NH4+浓度不断上升。另外，渗滤液中还存在溶解性领酸盐不足、碱度较高、无机盐含量高的问题。 5.3 渗滤液收集系统 收集系统的作用 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。渗滤液的蓄积会引起下列问题：a.场内水位升高导致垃圾体中污染物强烈浸出，从而使渗滤液中污染物浓度增高；b.底部衬层上的静水压增加，导致渗滤液更多地渗漏到地下水-土壤系统中；c.填埋场的稳定性受到影响；d.渗滤液有可能扩散到填埋场外。 收集系统的构造 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。 排水层 场底排水层位于底部防渗层上面，有沙或砾石构成。当采用粗砂粒时，厚度为30100cm，必须覆盖整个填埋场底部衬层，其水平渗透系数不应大于0.1cm/s，坡度不小于2%。 管道系统 一般穿孔管在填埋场内平行铺设，并位于衬层的的最低处，且具有一定的纵向坡度，通常为0.5%2.0%。 防渗层 有黏土或人工合成材料构筑，有一定厚度，能阻止渗滤液下渗，并且有一定坡度，通常为2%5%。 集水井、泵、检修设施以及检测和控制装置等。渗滤液采用生物法和膜法进行处理。5.4 渗滤液产生量的计算5.4.1渗滤液产生量的计算 渗滤液产量的计算比较复杂，目前国内外已提出多种方法，主要有水量平衡法、经验公式法和经验统计法3种。水量平衡法综合考虑产生渗滤液的影响因素，依水量平衡和损益原理而建立，该法准确但需要较多的基础数据，而我国现阶段相关资料不完整的情况限制了该法的应用；经验公式法是以相邻相似地区的实测渗滤液产生量为依据，推算出本地区的渗滤液产生量，该法不确定因素太多，计算的结果角粗糙，不能作为渗滤液计算的主要手段，通常仅用来作为参考，不用作主要设计方法；经验公式法的相关参数易于确定，计算结果准确，在工程中应用较广。渗滤液产生量的经验模型：式中，为渗滤液水量，m3/a；为降雨强度，mm；为浸出系数；为填埋面积，m2。由于填埋场中填埋施工区域和填埋完成后封场区域的地表状况不同，因此浸出系数也有较大差异。考虑填埋区和封场区的渗滤液的产生量：式中，为填埋区渗滤液年产生量，m3/a；为封场区渗滤液的年产生量，m3/a；为降雨强度，mm；为填埋区的浸出系数，一般取0.40.7；为填埋区汇水面积，m2；为封场区的浸出系数,=0.6；为封场区的汇水面积，m2。填埋库区分2块，分别进行填埋。因填埋场的服务年限为10年，2块填埋场的服务年限分别为5年。第一块填埋区的渗滤液产生量 第一块填埋区面积： 取0.5，则第一块填埋区填埋期间的渗滤液产生量： 第一块填埋区封场期间的渗滤液产生量： 第一块填埋区总的渗滤液产生量： 第二块填埋区渗滤液产生量 第二块填埋区面积： 取0.5，则第二块填埋区填埋期间的渗滤液产生量： 因为零，因此，第二块填埋区总的渗滤液产生量为： 整个填埋区10年内产生的渗滤液总量Q为：渗滤液年均产生量： 5.4.2渗滤液调节池的设计计算 最小调节池的容积由下式确定： 式中，V 为调节池有效容积，； 为 最大渗滤液产生量，； Q 为渗滤液处理规模，。垃圾填埋场库区占地面积为703409，共分4区，第一个区334307，第二个区369102，对于正在填埋的区域，浸出系数取0.5；在已完成的填埋区，由于封场后覆盖土的黏土成分较大，渗水性相对较小，故浸出系数取0.2。根据本事多年降雨资料，年降雨量为460600mm，取600mm，按公式计算垃圾渗滤液的年均产量为150847365=413.28m/d取整并考虑厂区生活污水等一并处理，确定渗滤液的处理规模为414m/d调节池的容积：根据规定，垃圾渗滤液调节池的停留时间为五个月，则V=414*150=62100m考虑到填埋露天操作的不可预见性，取安全系数1.1，调节池容积确定为68310m；还有部分厂区的生产生活污水，因此确定调节池总有效容积为68400m。调节池的有效水深为5m，超高为0.5m，则调节池表面积A=684005=13680。因此调节池的长度设计为158m，宽度则为13680158=87m6.1 填埋气的组成 城市生活垃圾中含有大量的有机物，在垃圾卫生填埋过程中发生生物降解，降解过程最终产生的气体称作填埋气体。 填埋场气体的生成是一个生物化学过程，在此过程中微生物将垃圾中的有机物分解陈胜二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和其他气体。填埋场气体主要分为两类，一类是主要气体，另一类是微量气体。填埋场主要气体有生活垃圾中的有机组分通过生化分解产生，主要含有CH4、CO2、N2、O2、H2S、NH3、H2和CO等。填埋场微量气体中许多是挥发性有机物（VOCs）。填埋气体的典型组成见表4。表4 填埋气体的典型组成（体积分数）填埋气体CH4CO2N2O2H2SNH3H2CO微量组分组成/%(干重)45504060250.11.001.00.11.000.200.20.010.6 填埋气体的典型特征为：温度约4349，相对密度约为1.021.06，水蒸气含量达到饱和，高位热值范围1563019537kj/m3。6.2 填埋气体产生量的预测 利用产气速率模型计算填埋气体的实际产生速率和气体产气量。产气速率是指在单位时间内产生的填埋场气体总量，一般采用一阶产气速率动力学模型计算填埋场产气速率。第t年填埋场气体的产气速率：式中，为单位气体产生速率，m3/(ta)； 为垃圾的实际产气量，m3/t；为产气速率常数，a-1。垃圾的实际产生量可表示为：式中，为第t年所填垃圾量，t；为气体产生潜力，m3/t。和的取值范围见表5。表5 填埋场气体产气速率常数和气体产生潜力取值范围参数范围建议值潮湿天气中湿度天气干旱天气K/a-10.0030.40.100.350.050.150.0020.10L00312140180取150m3/t，第一年生活垃圾的产气量：=气体常数k取0.10，则第一年填埋气体的产气速率：=0.152560000e-0.1=4755825（m3/a）第一至第十年的产气量和产气速率计算结果如下表6。表6 填埋场填埋气体产气量和产气速率年度产气速率/（m3/a）产气量/m3累计产气量/m3第一年47558255256000052560000第二年438931453611200106171200第三年 405105054683460160854660第四年373884755777050216631710第五年345071156892600273524310第六年318478058030470331554780第七年293934459191110390745890第八年271281860374880451120770第九年250375461582410512703180第十年2310800628140605755172406.3 填埋场气体的收集与导排 填埋气体收集系统的作用是控制填埋气体在无状态下的迁移和释放，以减少填埋气体想大气的排放量和向底层的迁移，并未填埋气体的回收利用做准备。 填埋气体收集系统分为主动集气系统和被动集气系统。 被动集气系统包括排气井、水平管道设施，被动集气系统利用填埋场内气体的压力进行迁移，无须外加动力系统，具有结构简单、投资少的特点，适用于垃圾填埋量少、填埋深度浅。产气量低的小型垃圾填埋场。主动集气系统有抽气井、气体收集管、水汽凝结器和泵站、真空站、气体处理站、气体检测装置等组成。主动集气系统采用抽真空的方法来控制气体运动，适用于大、中型卫生填埋场气体的收集。 本设计采用主动集气系统对填埋场气体进行收集。 填埋场气体收集系统设计的第一步是对抽气井进行初步布置。抽气井的间隔是抽气是否有效的关键，抽气井的间隔应使各抽气井的影响区域重叠。最有效的抽气井布置通常为正三角形布置，正三角形布置抽气井井距可用下式来计算： 式中，X为三角形布置井的间距；r为影响半径。本设计为采用主动集气系统，根据规范井距为90100m，取90m，则 填埋气由沼气泵房抽送到电厂发电。7.1 填埋场封场系统设计 填埋场终场覆盖系统的基本功能是将垃圾与环境分离，减径感官上的不良印象，避免为小动物或细菌提供滋生的场所，便于设备的使用和车辆的行驶，为植被的生长提供土壤，同时控制填埋气体的迁移扩散，并使地表水的渗入量最小化，从而减少渗滤液的产生。 生活垃圾卫生填埋封场技术规范规定，填埋场封场必须建立完整的封场覆盖系统，封场覆盖系统结构由垃圾堆体表面至顶端表面顺序应为：排气层、防渗层、排水层、植被层，如图6。图6 封场覆盖系统结构示意图 排气层 排气层的作用是控制填埋场气体，将其导入填埋场气体收集设施进行处理或利用。排气层采用2550mm、渗透系数110-2cm/s的粗砂或砾石，厚度为30cm。气体导排层选用与导排性能等效的土工复合排水网或土工布。 防渗层 防渗层的作用是防止入渗水进入填埋废物，并防止填埋气体逸离填埋场。防渗层选用由土工膜和压实黏土组成的复合防渗层，其中，压实性土层的厚度为30cm，渗透系数110-5cm/s；土工膜选择厚度不应小于1mm的高密度聚乙烯（HDPE）或线性低密度聚乙烯土工膜（LLDPE），渗透系数110-7cm/s。土工膜上下表面布置土工布。 排水层 排水层的作用是排泄入渗的地表水等，降低入渗水对下部防渗层的水压力。排水层顶坡采用渗透系数110-2m/s的粗砂或砾石，厚度为45cm；边坡采用土工复合排水网，材料应有足够的导水性能，保证施加于下层衬垫的水头小于排水层厚度。排水层与填埋库区四周的排水沟相连。 植被层 植被层为填埋场最终的生态恢复层，由营养植被层和覆盖支持土层组成。营养植被层选用有利于植被生长的土壤或其他天然土壤，厚度为20cm；覆盖支持土层由渗透系数1