垃圾填埋场综合治理工程项目建议书.doc

垃圾填埋场综合治理工程

项目建议书

目 录
1 概述 2
1.1 工程概况 2
1.2 垃圾渗滤液的危害 3
2 设计思路 6
2.1 第一期工程（2014年） 6
2.2 第二期工程（2015年） 6
3 设计依据 8
3.1 相关法律法规 8
3.2 相关设计标准、规范 8
3.3 设计原则 8
3.4 设计基础 9
4 设计水量、水质 11
4.1 设计水量 11
4.2 设计出水水质 12
5 工艺设计 13
5.1 填埋区山体地形修复 13
5.2 污水收集渠 14
5.3 末端集中处理设施 15
6 投资估算 18
6.1 第一期工程投资估算 18
6.2 第二期工程投资估算 20
7 结论与建议 22
7.1 结论 22
7.2 建议 22

1 概述
1.1 工程概况
×××位于富春江下游南岸，位于东经120°02′50"～120°05′52"，北纬30°03′39"～29°59′06"。东与渔山乡为邻，南、西与灵桥镇相接，北与×××镇江丰办事处隔江相望，距杭州58公里，距×××市中心15公里，是×××市东部一个水陆交通便捷，发展较快的小康镇。政区划分为里山、灵峰、民强、马鞍山、安顶5个村民委员会，下设28个自然村， 74个村民小组，辖区总人口10313人。
×××垃圾填埋场是由废弃的采石场矿坑改造而成，垃圾场最低点高程为11m，最高点高程为98m，垂直高度为87m，横截断面横向平均宽度为75m，纵向平均宽度为105m。2003年投入使用，至2013年5月28日起关停，其设计容量已接近饱和，露天填埋的各种弊端开始显现：区域内的生物多样性破坏严重，仅有单一的葛根藤四处蔓延，山体中部地势低洼处恶臭气味弥漫，特别是雨水径流会将部分表层的垃圾渗滤液带入附近的富春江，污染地表水。

图1 ×××垃圾堆场位置图（红色区域为治理范围）

图2 ×××垃圾堆场裸露的生活垃圾

1.2 垃圾渗滤液的危害
垃圾渗滤液是指外部雨水等流体进入垃圾填埋场后，通过与垃圾填埋场内的填埋垃圾层及上覆土壤所产生的污水及本身流体所含有的垃圾液体混合而成的具有较高浓度的污水。这种污水富含有机污染物、重金属离子、病菌等污染物和有毒物质，其中的有机化合物就多达九十余种，主要包含杂环芳烃、多环芳烃等大分子物质。这些有毒有害物质对环境和人体的危害极大，即使含量极其微小，一旦进入机体，也会引发癌变、畸形、病变等不良反应。
垃圾渗滤液具有成分极其复杂、污染物含量变化大、处理难度高、污染时间长等特点；同时，垃圾渗滤液排出量影响因素也较多，如垃圾性质、降雨量、填埋时长、填埋所采用的技术工艺、填埋场地防渗方法、填埋场操作运行情况等，特别是受降雨渗透量和填埋时长的影响最为显著。

表1 部分城市原生垃圾渗滤液水质  
单位：（mg/L）
项目
上海
杭州
广州
深圳
台湾某市
CODCr
4000～20000
6000～26000
5000～25000
8000～60000
7000～37000
BOD5
3000～7000
4000～8000
4000～9000
4000～36000
6000～28000
TN
700～1200
800～1800
850～1200
850～1200
1200～2000
SS
230～800
260～850
200～900
200～6000
500～2000
NH3-H
360～850
250～900
260～800
400～1500
300～1000
pH
5～6.5
6～6.5
6.5～7.8
6.2～8.0
5.6～7.5

表2 垃圾渗滤液水质特征随填埋场“年龄”的变化
水质指标
垃圾填埋场“年龄”
< 5年
（年轻）
5—10年
（中年）
> 10年
（老年）
pH
COD/（mg.L-1）
BOD5/COD
COD/TOC
VFA（%TOC）
< 6.5
> 10000
> 0.5
> 2.7
> 70
6.5—7.5
5000—10000
0.1—0.5
2.0—2.7
5—30
> 7.5
< 5000
< 0.1
< 2.0
< 5

图3 ×××垃圾堆场的垃圾渗滤液
2 设计思路
由于×××垃圾填埋场是利用废弃的矿坑改造而成，场内地势不平，落差很大，山体以石灰岩为主，表土已基本剥离，目前全部由生活垃圾覆盖，垃圾总量大，且当时没有做必要的防渗处理。考虑到整个治理范围内的环境现状较恶劣，以及环境生态修复过程的复杂性，本工程拟采取“总体设计，分期实施”的方案进行综合治理，首先对垃圾场渗滤液进行收集并净化处理，适当的做好山体地形修复，待垃圾堆层的表层土壤的污染程度下降后，则可进一步种植乔灌草植被，完成垃圾填埋场生境的生态修复，最终达到环境质量改善和生态修复的目标。
2.1 第一期工程（2014年）
工程目标：完成垃圾填埋区山体的地形修复和垃圾渗滤液的收集处理等。
具体工作包括：
（1）山体地形修复：将碎石路两侧高于该点路面的生活垃圾回填至附近的碎石路基上。整平施工的次序是按照从山顶往山脚，一层一层的削方回填，最终形成大体坡度不大于1：3的山体斜面。
（2）垃圾渗滤液收集：围绕×××山脚一圈挖筑污水收集渠，渠壁及渠底做好防渗处理；收集渠采用自流方式，将垃圾渗滤液输送至调节池。
（3）垃圾渗滤液末端处理：根据垃圾渗滤液的水质和处理要求，在广泛调研和参考现有处理工艺的基础上，拟选用膜生物反应器(MBR)工艺。
2.2 第二期工程（2015年）
工程目标：在前一期工程的基础上，开展垃圾填埋场乔灌草全系列植被的恢复，对周边环境状况进行综合评价，实现对垃圾渗滤液处理的长效管理。
具体工作主要包括：
（1）植被恢复工程：对一期工程中已平整的山体坡面表层土壤进行现场勘查、检验，获取表层土壤的性质及毒理指标数据，依据各项环境指标选择具有相应耐受性的草本及灌木进行栽种，实现垃圾填埋场的初步修复。
（2）治理区生态安全性评估：综合治理工程主体完成后，对填埋场污染区域及周边的水质、大气、动植物物种等的生态安全性进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻生态风险的对策和措施。
（3）MBR长效运行工程：根据水质净化效果和膜污染的程度，进行膜组件的更换和运行工况的优化，建立长效的运行管理制度，确保垃圾填埋区水质的达标排放，保护富春江及周边地下水安全。
3 设计依据
3.1 相关法律法规
[1]《中华人民共和国环境保护法》
[2]《中华人民共和国水污染防治法》
3.2 相关设计标准、规范
[1] 《中华人民共和国污水综合排放标准》GB8978-96
[2] 《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ17-2001
[3] 《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-1997
[4] 《室外排水设计规范》GB50014-2006
[5] 《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069-2002
[6] 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
[7] 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
[8] 《钢筋混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)
[9] 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002
[10] 甲方提供的相关资料
[11] 同类企业污水水质数据、试验报告、设计经验
3.3 设计原则
[1] 严格贯彻执行国家的有关环保政策及相关标准、规范的要求。
[2]坚持“生态修复为主、技术成熟先进”的原则；
[3]优先考虑工艺先进、技术可靠、经济合理的方案，以降低工程造价，减少运行成本。
[4]工程规模、投资数额要考虑国家和地方财政的支付能力，做到切合实际，降低工程费用。
[5]与周围景观环境相协调。工程实施后，尽可能与周边环境相协调，尽量做到“布置一体化、设施整齐化”。
[6]合理地布置工程各构筑物，因地制宜地进行平面布置设计。
[7] 统筹考虑施工方便、管理维护便捷、运转安全等因素。
3.4 设计基础
为了更具体的了解×××垃圾填埋场的垃圾渗滤液水质现状，我单位于2014年6月29日对现场进行了分区域采样（样品1为山体中部表流的垃圾液，样品2为山脚低洼处的集水坑），检测指标包括氨氮、总磷、总氮、化学需氧量、SS、铅、镉、镍、铜、总铬等。

图4 水样一采集点 图5 水样二采集点
水样一采集点位于山体中部，是一处雨水径流形成的垃圾液流槽，水体颜色呈黄褐色，且有浓烈的异味，属于典型的垃圾渗滤液。水样二采集点位于山脚的水泥厂厂房后，该处水体较清，是垃圾渗滤液经过土壤的多级过滤后自然汇集点之一。具体检测结果如表3。
表3 水质检测结果

样品1
（山体表层渗滤液）
样品2
（山脚集水坑）
城镇污水厂排放标准GB18918-2002
（一级A）
氨氮 (mg/L)
32.93
0.40
5
总氮（mg/L）
41.13
1.06
10
总磷 (mg/L)
8.98
6.84
0.5
化学需氧量(mg/L)
126.34
12.68
50
悬浮固体 (mg/L)
176.64
7.2
10
pH
6.60
8.00
6~9
铅 (mg/L)
0.034
ND
0.1
镉 (mg/L)
0.002
ND
0.01
镍 (mg/L)
0.018
0.01
0.05
铜 (mg/L)
0.006
0.003
0.5
总铬 (mg/L)
0. 021
0.018
0.1
检测结果显示，×××垃圾场表层垃圾液的各项重金属含量尚未超标，基本符合GB18918-2002（一级A）标准，但是氨氮、总氮、总磷、COD均超标，尤其是氨氮和总磷指标。
4 设计水量、水质
4.1 设计水量
垃圾渗滤液产生量的影响因素很多，归纳起来主要有以下几个方面：区域降水及气候状况、垃圾性质与成分、填埋场水文地质条件、填埋场作业区大小、垃圾覆盖层状况等。下图为垃圾填埋场水分循环示意图。

图6 垃圾填埋场水分循环示意图
降水是渗滤液的主要来源，其大小直接影响渗滤液产生量的多少；场外水包括填埋场四周地表来水和地下水；垃圾出水包含垃圾本身含水和有机物厌氧降解过程产生的水；填埋场地表蒸发以及植被的蒸腾作用则是填埋场水分消耗的重要途径。
目前，国内外计算渗滤液的方法多为水量平衡法，其基本原则就是考虑了各种产生渗滤液的影响因素，然后综合得到某个时段渗滤液产生量。×××垃圾填埋场属于无防渗山谷型，可以采用一般的经验计算公式再做适当的简化、修正来计算渗滤液的产生量，经验计算公式如下式所示。
Q＝I（C1×A1+C2×A2）/1000
式中：Q—渗滤液产生量（m3/d）；
I—日降水量（mm/d）；
C1—A1区渗透系数；
C2—A2区渗透系数；
A1—正在填埋及地表径流不易排除的面积（m2）；
A2—已完成填埋并进行了中间或终场覆盖的面积（m2）；
正在填埋的区域中，对于不易排放地表水的面积，渗透系数为0.4～0.7（标准值为0.5）；在已完成填埋的区域，对其进行中间或终场覆盖后，渗透系数为0.2～0.4（标准值为0.3）。
×××地区降水量最大的月份为6月份，历年最大月平均降水量为568.8mm，则日平均降水量 I为18.96mm/d；×××垃圾填埋区总表面积约为12000m2，由于前期未作防渗处理，所以整个填埋场都可以计入地表径流不易排除区域，即A1为12000m2，A2为0；渗透系数C1取标准值0.5；则雨量最大月份的垃圾渗滤液日平均产生量Q约为113m3/d。
4.2 设计出水水质
考虑到×××垃圾场毗邻富春江，山脚至江岸的直线距离仅50～70m，属于杭州市水质重点保护地区，建议该集中处理设施出水以《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准为准，具体水质控制指标见表4：
表4 设计出水水质
序号
项 目
单位
水质数据
1．
化学需氧量（CODCr）
mg/l
≤50
2．
生化需氧量（BOD5）
mg/l
≤20
3.
氨氮
mg/l
≤8
4．
SS
mg/l
≤10
5．
pH

6～9

5 工艺设计
×××垃圾填埋场（一期）主要工程内容包括填埋区山体地形修复、污水收集渠砌筑、末端集中处理设施构建等。因第二期工程的施工方案需要依据第一期工程的最终处理效果而制定，所以本设计将重点对一期工程的工艺设计及施工方案进行阐述，后期工程仅做宏观的描述。
5.1 填埋区山体地形修复
×××垃圾填埋场由原来的石料矿坑改造而成，山体地形地貌破坏严重，表层原土在采石时已经全部剥离，坡面未进行清理，残积了大面积的裸露岩石，并且有一部分开始风化破碎，岩石上堆放了3～5m厚的垃圾层，整个区域的总面积约为12000m2。

图7 裸露并风化的岩石
综合考虑现场的环境现状，本工程拟采用因地制宜的方式对已破损的山体进行修复。具体实施方案如下：
（1） 依据×××里山村建设规划图的控制红线进行现场测量放线，放出×××垃圾填埋区约12000m2山体修复范围。
（2） 标记出采石作业时留下的临时道路，作为工程施工时挖掘机、推土机上、下山通行的道路，对道路两侧较易松动的垃圾土堆或破损岩石进行处理。
（3） 自上往下将道路两侧的生活垃圾及石渣向临时道路中堆填、整平、续坡，测算的削方量约为9000m3。
（4） 山体地形大致恢复至斜向坡度为不大于1：3，削方平整后部分垃圾层裸露的区域，将从山顶运送些风化破碎的岩石进行覆盖，原则上不采用外运客土覆盖。
5.2 污水收集渠
×××垃圾堆场早期没有做垃圾渗滤液的防渗和收集系统，本设计将围绕×××山脚下围筑一圈污水收集渠，然后将渗滤液汇集到地势最低处的调节池，再进行集中处理。

图8 雨、污水收集渠
（1） 水泥厂厂房后有1处地势较低的自然集水坑，拟将其改造成多功能调节池，尺寸为6m×4m×3.5m，有效水深3m，有效容积72m3。调节池前设置格栅井。
（2） 收集渠分东、西两段向调节池内汇集，渠底坡度应控制在3‰～5‰，东段长度为55m，西段长度为65m，共计120m。渠宽为0.5m，深为0.5m，渠壁厚为20cm。渠顶铺盖树脂水箅盖板，单个尺寸为500mm×300mm×40mm，一共400片。
（3） 收集渠具有良好的防渗功能，抹面砂浆可采用含防渗剂或其他掺和剂的防水水泥配比。
（4） 收集渠外侧的渠壁高度与原有地面齐平，而靠近山体一侧的渠壁高出地面高度40cm，可有效阻挡松散泥土随雨水径流进入渠内。挡土壁每间隔1m预埋一段DN110mm的排水管，管头包覆一层滤网，方便渗滤液从山体侧流入渠内。
5.3 末端集中处理设施
5.3.1末端处理设施选择
根据对现场的调查和垃圾渗滤液的检测结果分析，末端的集中式污水处理设施设计选择以一体式膜生物反应器处理工艺为主要单元，预加前段格栅、沉淀、调节、脱氨等处理技术，以保证处理后出水能达到设计指标。

图9 膜生物反应器（MBR）原理图
一体化膜生物反应器（MBR）工艺具有以下特点：
（1）处理效率高，出水水质好。高污泥浓度使MBR具有很强的抗冲击负荷能力，较稳定的出水水质，甚至能够满足工业企业生产用水的回用要求。MBR中采用的中空纤维膜过滤精度为0.3μm，可以高效去除水中的悬浮物，对细菌和病毒也有很好的截留效果；
（2）处理能力强，水力负荷高。不需要二沉池和其它过滤净化装置，工艺流程简单，占地面积小，只有常规处理工艺的1/3；
（3）没有污泥膨胀和污泥流失的问题，可以实现自动控制，操作管理简便；
（4）剩余污泥产量低，降低了污泥处理的问题。
5.3.2终端处理设施参数设计
（1）多功能调节池
有效容积：
72m3
有效水深：
3.0m
内部平面面积:
25 m2
沉淀区停留时间：
8h
调节区停留时间：
16h
调节池尺寸：
6.0×4.0×3.5 m（池体内部尺寸，超高液位0.5米）
结构：
地下现浇混凝土，地上覆土绿化，沉淀区和调节区各设泵坑。池底坡度1％，分设2个检查孔。
提升泵：
潜水污水泵，6m3/h，8m，0.37kw
数量：
2台，1用1备

（2）一体式膜生物反应器
反应器数量：
1台
污水处理能力：
10t/d
外形尺寸：
2.6×1.2×2.2m
总容积：
6.864m3
结构：
碳钢防腐，全地上
有效水深：
2.0m
中空纤维膜：
PVDF中空纤维膜组件1套，有效面积60m2
曝气风机：

数量：
1台
类型：
回转式鼓风机，
参数：
0.3m3/min，4m，0.55kw；
位置：
设备间
出水及清洗泵：

数量：
2台
类型：
离心式
参数：
2.0m3/min，15m，0.37kw；
位置：
设备间
回流泵：

数量：
1台
类型：
离心泵
参数：
4.8m3/min，9.9m，0.37kw；
位置：
设备间
其他：
电磁流量计、转子流量计、液位计量装置、压力显示装置、逻辑控制系统、电气系统、显示控制系统、出水系统、清洗系统；

6 投资估算
6.1 第一期工程投资估算
该项目第一期工程的直接工程费主要包括山体地形修复费用、部分垃圾外运费用、污水收集渠建设费用、末端处理设施费用，共计111.2万元；则第一期工程总投资额为123.2096万元，具体详见表5。
表5 第一期直接工程费清单
序号
名 称
规格尺寸(m)
数 量
单 价
(元)
金 额
(万元)
备 注
1.
机械削、填方
m3
9000
55
49.50

2.
污水收集渠
宽0.5m，深0.5m
120
1550
18.60
防水、现浇
3.
水渠盖板
500×350×40mm
400
60
2.40
复合树脂
4.
调节池及格栅井
6.0×4.0×3.5m
1套
128000
12.80
防水、现浇
5.
末端设施费
2.6×1.2×2.2m
1套
195000
19.50
MBR系统
6.
设备安装平台及围栏
4×2.5m
1套
36000
3.60

7.
覆土及绿化
6.0×4.0×3.5m
1处
6500
0.65
调节池区域
8.
用电申请及材料

1项
13500
1.35
电缆、穿线管、配电箱
9.
施工措施

1项
25000
2.50

10.
工程直接费用合计

111.20

该项目总投资包括直接工程费用、设计费、招标代理费、监理费及建设单位管理费等，具体详见表6。
表6 总投资估算表
序号
工程费用名称
单位
数量
投资(万元)
备 注
一
工程费用

1
直接工程费
项
1
111.2000

工程费合计
111.2000万元

二
设计费

1
技术方案设计
项
4.5%
5.0040

设计费合计
5.0040万元

三
建设单位管理及代理费

1
工程代理费
项
4.8%
5.3376
含监理费招标费及其他
2
建设单位管理费
项
1.5%
1.6680

管理及代理费合计
7.0056万元

四
合计
123.2096万元

第一期工程完成后，后期的运行维护费主要由终端的MBR污水处理设施运行电费、膜组件清洗、风机机油更换等构成，此处对后期运行维护费进行估算：
表7 后期运行费用预算
序号
名 称
单位
数 据
备 注

污水处理量

10t/d

一、
电费

1.
装机功率（kW）
项
1.5

2.
运行功率（kW）
项
1.0

3.
日运行时间（hr）
项
24

4.
日电耗（kWh/d）
项
24

5.
电费单价（元/kWh）
项
0.8

6.
吨水电费（元/t）
项
0.64

7.
电费合计
元/年
6912
运行360天计算
二、
设备维护

1.
膜清洗
元/年
3600

2.
换机油
元/年
2400

三、
全年费用（元）

12912

6.2 第二期工程投资估算
第二期工程主要内容包括12000m2已整平修复区的植被恢复、乔灌木植被恢复、生态安全评估、长效运行机制建立、污水处理系统的维护及改造，预计工程投资61.9275万元。
表8 第二期工程投资估算表
序号
名 称
数 量
单 价
(元)
金 额
(万元)
备 注
一、
直接工程费

1.
植被恢复
12000m2
45
54.0000
乔、灌、草
2.
水质检测
6次
1000
0.6000
每2月检测一次
3.
运行维护
1年
12912
1.2912

直接工程费合计
55.8912万元
二
设计费

1
技术方案设计
项
4.5%
2.5151

设计费合计
2.5151万元

三
建设单位管理及代理费

1
工程代理费
项
4.8%
2.6828
含监理费招标费及其他
2
建设单位管理费
项
1.5%
0.8384

管理及代理费合计
3.5212万元

四
合计
61.9275万元

7 结论与建议
7.1 结论
（1） ×××垃圾填埋场环境现状较为特殊，综合治理工程宜采用“总体设计、分期实施”的方式进行，层层递进，逐步实现污染区及其周边环境的综合修复。
（2） 第一期工程主要完成山体地形修复、垃圾堆场内的渗滤液收集设施构筑、末端的MBR污水处理系统，总投资估算为123.2096万元。
（3） 第二期工程主要内容包括、已整平修复区的乔灌草植被恢复、生态安全评估、长效运行机制建立、污水处理系统的维护及改造，预计工程总投资约61.9275万元。
（4） ×××垃圾填埋场综合治理工程总投资约为185.1371万元。
7.2 建议
（1） ×××垃圾填埋场距离富春江水质重点保护区很近，建议加强污染区域的环境质量监测，最好每1～2月进行一次水质常规指标检测。
（2） 山脚下有一处略微平整的菜地，建议作为本工程中多功能调节池及设备安装平台用地，既可降低施工难度，又可避免垃圾渗滤液中的重金属通过受污染的蔬菜进入人体产生不必要的伤害。

23