垃圾填埋场计算内容.doc

工程建设规模
垃圾填埋场的工程建设规模，应根据所选场址地形、地貌、地质条件和库容能力，结合实际情况，预测生活垃圾产量，进行综合比较，在相关规范指导下，最终确定垃圾填埋场规模和使用年限。
场址设计总库容
设计总库容计算见表1。
设计总库容计算 表1
序号
标高（m）
所围面积（m2）
升层库容（万m3）
累计库容（万m3）
1
510（坝前）
-
-
-
2
522
1540
0.62
0.62
3
529
1622
1.11
1.72
4
534
1792
0.85
2.58
5
539
1957
0.94
3.51
6
544
1899
0.96
4.48
7
549
1890
0.95
5.42
8
554
1720
0.90
6.33
9
559
1354
0.77
7.09
10
564
1309
0.67
7.76
11
569
955
0.56
8.32
12
574
518
0.36
8.68
13
579
410
0.23
8.92
14
585（顶高）
-
0.08
9.00

2.2 人口预测
由于最新规划资料，提取规划人口数据。
人口预测表 表2.2
年份
户籍
流动
总计
2010

***

2020

2.3 人均生活垃圾日产率
我国中小城市的人均垃圾产量一般在1.0~1.3kg/人.d左右，主要与城市性质、城市居民生活水平、消费习惯、城市气候特征、城市燃气使用等因素密切相关。选择***~***年，人均垃圾日产率按照1.*kg/d计算。
2.4 垃圾产量预测
按照垃圾场服务区域内人口变化和人均垃圾日产量，考虑垃圾填埋覆土量，计算若干年内需要的库容。
进入垃圾填埋场的垃圾未压实前密度为0.5~0.6t/m3，填埋压实后压实密度可达到0.8t/m3。填埋以后经过固结沉降、慢速压缩沉降和自然降解，体积减少，密度增加，参照秭归县县城垃圾填埋场的数据，垃圾堆体平均密度可以达到1.0t/m3。
近年来，我国许多城市垃圾填埋场在日覆盖层和中间覆盖层材料的选择，确保适当的透气性和水力渗透系数的问题上做了许多有益的探讨。很多垃圾填埋场发现采用黄、粘土覆盖垃圾堆体，虽然一定程度上减少蝇虫密度，消除恶臭，但是经常造成粘土衬垫隔水层，使得垃圾渗沥液下渗速度减低，造成淤堵。因此北京、上海、杭州、深圳等地垃圾填埋场使用HDPE膜作为垃圾堆体日覆盖和中间覆盖的材料，不但减少了覆土用量和工作量，而且有效保证雨季垃圾填埋作业，减少渗沥液产生量，而且能循环利用，发挥了很好的作用。
由于当地垃圾产量较小，作业单元和作业面积较小，作业时覆盖采用HDPE膜覆盖和粘土覆盖相结合的方法。作业高度达不到填埋单元时采用HDPE膜覆盖作为日覆盖材料。填埋单元按照5m一层考虑，其中垃圾压实厚度4.7m，覆土厚度0.3m。若干年内垃圾填埋所需要的库容如表3所示。根据表2.3，从工程建成投入使用2011年到***年，垃圾填埋所需要的库容为***m3。
垃圾填埋所需要的库容 表2.3
年份
人口
(万)
垃圾产率
(Kg/d.cap)
日产量
(t/d)
年产量
(t/a)
清运率
收集垃
圾量(t)
覆土
量(m3)
所需
库容
(m3)
累计库容
2011
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
***
总计

***
***
***

平均

***

***

考虑陈垃圾、城市污泥量。
因此从工程建成投入使用2011年到***年，垃圾填埋所需要的库容为***m3，小于填埋场设计总库容***m3，满足要求。垃圾填埋场服务年限大于10年，符合相关标准规范要求。在垃圾处理设施建成投入运营之后2011~***年限内，每日垃圾平均产量为***t/d。
拟建垃圾填埋场规模为：设计总库容***m3，有效垃圾填埋量***吨（新鲜垃圾），服务年限***年，年平均垃圾产量为***t/a（新鲜垃圾），日均垃圾处理量为***t/d（新鲜垃圾）。

渗沥液产生量
渗沥液来源有以下几个方面：直接降水、地表径流、地下水、垃圾中的水分、覆盖材料中的水分、垃圾中有机物降解所产生的水分，其中大气降水是最主要的。影响渗沥液的产生量的因素有填埋场构造、蒸发量、垃圾的性质、地下层的结构、表层覆土等。计算渗沥液产量时应充分考虑当地降雨量、蒸发量、地面水损失、地下水渗入、垃圾的特性、表面覆土和防渗系统下层排水设施的排水能力等因素。其中填埋场构造和渗沥液的产生量有很大关系。一个设计合理的填埋场可以较好地避免地下水和地表径流进入填埋场。
渗沥液产生量计算方法有含水率逐层变化法、年平均日降水量法、多年概率降水量法、最大月降水量法。计算渗沥液产量宜采用经验公式法（浸出系数法）。
经验公式法（浸出系数法）的计算公式如下：
Q=（C1A1+C2A2+C3A3）•I
式中：
Q——渗沥液产生量，m3/d；
I——多年平均降雨量的最大月份降雨量的日平均值，mm；
A1——作业单元汇水面积，m2；
C1——作业单元渗出系数，一般宜取0.2～0.8，当降雨量等于蒸发量时宜取0.5，当降雨量小于蒸发量时宜取0.3，当降雨量大于蒸发量时宜取0.7；
A2——中间覆盖单元汇水面积，m2；
C2——中间覆盖单元渗出系数，宜取0.6C1；
A3——终场覆盖单元汇水面积，m2；
C3——终场覆盖单元渗出系数，宜小于等于0.1。
注：式中A1、A2 和A3 分别按照设计填埋顺序给出不同填埋时期的数值，同时计算不同填埋时期的渗沥液产生量，选择最大值作为渗沥液处理设施的设计用渗沥液产生水量。
本工程按照逆流填埋顺序将填埋库区分为3个作业区域，其中1区面积****m2，2区面积****m2，3区面积****0m2，C1取0.7，C2取0.42，C3取0.1。按照不同填埋时期进行计算，得出***区、****区实施中间覆盖、****区进行填埋作业时渗沥液产生量为最大。采用多年平均降水量（959.60mm）计算，则渗沥液产生量为****m3/d。
渗沥液处理系统规模，需要和调节池设计计算协同考虑，综合确定。
渗沥液调节池
调节池的作用是贮存渗沥液，对渗沥液进行水质水量调节，并对渗沥液进行适当的处理。
调节池容积：渗沥液主要来自大气降水，设防标准的采用对工程规模和环境安全影响甚大。按照《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》，调节池容量应按多年逐月平均降雨量产生的渗沥液量和渗沥液处理规模确定。
当地二十年逐月降水量见表4。
二十年逐月降水量表 表4

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
均值
16.6
30.5
41.4
72.5
120.8
135.8
158.3
150.4
92.0
83.7
40.2
17.4
根据二十年逐月平均降水量与渗沥液处理量试算，当渗沥液处理量为***m3/d时，渗沥液计算量与处理量相近，调节容量为*** m3。当渗沥液处理量大于*** m3/d时，二十年逐月平均降水量产生的渗沥液小于渗沥液的处理量，调节容量的正值小于负值。因此，垃圾填埋场渗沥液处理规模设计为***m3/d，调节池调节容积为*** m3。由于当地地处山区，考虑地形条件、施工方便，同时考虑垃圾渗沥液处理站运行中可能存在的检修、维护等问题，调节池设置容积*** m3。
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
总值
降雨量（mm）
16.6
30.5
41.4
72.5
120.8
135.8
158.3
150.4
92
83.7
40.2
17.4

产生量（m3）
38
69
94
164
274
308
359
341
208
190
91
39

处理量（m3）
184
167
184
179
184
179
184
184
179
184
179
184

差值（m3）
-147
-97
-91
-14
89
129
174
156
30
5
-87
-145
3

填埋气体的产量
由于影响填埋场气体产生量的因素很复杂，很难精确估算LFC的产生量。为此，国外从1970年初就发展了许多不同的理论计算或实际估算垃圾填埋场产甲烷量的方法，主要方法有：
(1). 经验估算
这种方法需要填埋场地尺寸、填埋平均深度、废物组成、降解速度、垃圾填埋量和该场地的最大容量等有效数据。通过地形勘察和数据分析，先判断记录数据的准确性，然后就可以得到填埋场目前和远期产气较为简单的估算。根据垃圾填埋量和填埋场含水率进行的初步估算是初步设计中的有用工具。
典型的垃圾填埋场(25%的含水率，填埋以后不改变)。每年填埋气体的近似产生量为0.03~0.06m3/kg。如果是干旱或半干旱的气候条件，又没有添加水份，填埋废物干燥，则产气量会降低到0.01~0.03m3/kg。相反，如果填埋后有很合适的温度条件，产气量可能达到0.10m3/kg或更高。
(2). IPCC模型(一阶衰减)
利用废物量，堆放历史和分解过程建立的数学模型估算；关于填埋气体理论产气量的计算模型有很多种，如IPCC模型(一阶衰减)、化学计量式模型、COD估算模型等。IPCC模型(一阶衰减)考虑了垃圾中可降解有机碳的比例，并提出随时间变化的甲烷排放估算，能很好的反映废弃物随时间的降解过程。化学计量式模型和COD估算模型中假定所有的有机物都能生物降解，并最终转化为填埋气体，从而对填埋气体产生量进行理论估算；
IPCC小组推荐的一阶衰减模型(FOD)在《1996年IPCC国家温室气体清单指南修订本》中提出，并于2000年在《IPCC国家温室气体清单优良做法指南和不确定性管理》中被列为模拟填埋气体产生的优良做法，广泛用于模拟单个填埋场气体产生速率。
由于填埋场中发生的反应十分庞杂，包涵着一系列物理、化学和生物反应，垃圾中含有的有机物是如何转变的过程、转化的程度还有很多问题需要解决，因此十分精确的预测填埋气体的产量还很困难。但是我们可以根据垃圾中的有机物转化为填埋气体这一线索，按照有机物的变化来确定其理论产气量。为了能得到产气模型，做以下两点假设：①填埋气体中最主要的是甲烷和二氧化碳，其余成分可以忽略，并且甲烷和二氧化碳各占一半；②垃圾填埋产气过程中无能量损失。该模型方程如下：

IPCC一阶衰减模型参数的意义及取值方法 表4-13
参数
参数意义
取值依据
值
t
计算年
从2009年开始预测
－
x
起始年至终场年限
自2009年开始填埋，于2027年封场
－
k
甲烷产生速率常数
缺省值
0.05
A
修正总量的归一化因子
=(1–e–k)/k
0.975
MSWT(x)
某年(x)垃圾进场量(万吨/年)
设计值
－
MSWF(x)
某年(x)年垃圾填埋百分比
过去填埋场内存在垃圾焚烧现象
100％
L0(x)
产甲烷潜能(m3CH4/吨垃圾)
=MCF(x) DOC(x) DOCF F 16/12
64.72
MCF(x)
某年(x)年的甲烷修正因子
没有分类的固体废弃物处理场
0.6
DOC(x)
某年(x)年的可降解有机碳百分比
IPCC提供的发展中国家推荐值
0.15
DOCF
可降解有机碳的降解百分比
取IPCC推荐值
77％
F
填埋气体中甲烷体积百分比
平均取值
50％
16/12
碳转化为甲烷的系数
－
－
(3). 产气量计算
经验估算法偏差较大，且无法预测逐年产气量的变化。为了更好的反映填埋气体随时间变化的情况，本次工程中采用IPCC模型(一阶衰减)对垃圾填埋场内产生的填埋气体进行计算。实际集气量一般是理论产气量的30~80%，由于本工程填埋场封场覆盖标准较高，因此实际可收集气量按理论产气量的70%考虑。逐年产气量及可收集气量计算见表4-14。

5

填埋气产量预测量表 表4-14
预测
年份
填埋总量
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2009
9.04
57.06
54.27
51.63
49.11
46.71
44.44
42.27
40.21
38.25
36.38
34.61
32.92
31.31
29.79
28.33
26.95
25.64
24.39
23.20
22.07
20.99
19.97
18.99
18.07
17.19
16.35
15.55
2010
9.40

59.28
56.39
53.64
51.03
48.54
46.17
43.92
41.78
39.74
37.80
35.96
34.20
32.54
30.95
29.44
28.00
26.64
25.34
24.10
22.93
21.81
20.75
19.73
18.77
17.86
16.99
2011
9.87

62.28
59.25
56.36
53.61
50.99
48.51
46.14
43.89
41.75
39.71
37.78
35.93
34.18
32.51
30.93
29.42
27.99
26.62
25.32
24.09
22.91
21.80
20.73
19.72
18.76
2012
10.26

64.77
61.61
58.61
55.75
53.03
50.44
47.98
45.64
43.42
41.30
39.29
37.37
35.55
33.81
32.17
30.60
29.10
27.68
26.33
25.05
23.83
22.67
21.56
20.51
2013
10.67

67.36
64.07
60.95
57.98
55.15
52.46
49.90
47.47
45.15
42.95
40.85
38.86
36.97
35.16
33.45
31.82
30.27
28.79
27.39
26.05
24.78
23.57
22.42
2014
11.10

70.04
66.63
63.38
60.29
57.35
54.55
51.89
49.36
46.95
44.66
42.48
40.41
38.44
36.56
34.78
33.09
31.47
29.94
28.48
27.09
25.77
24.51
2015
11.54

72.83
69.28
65.90
62.68
59.63
56.72
53.95
51.32
48.82
46.44
44.17
42.02
39.97
38.02
36.17
34.40
32.72
31.13
29.61
28.17
26.79
2016
12.00

75.72
72.03
68.51
65.17
61.99
58.97
56.10
53.36
50.76
48.28
45.93
43.69
41.56
39.53
37.60
35.77
34.02
32.36
30.79
29.28
2017
12.48

78.72
74.88
71.23
67.76
64.45
61.31
58.32
55.47
52.77
50.20
47.75
45.42
43.20
41.10
39.09
37.19
35.37
33.65
32.01
2018
12.97

81.84
77.85
74.05
70.44
67.00
63.74
60.63
57.67
54.86
52.18
49.64
47.22
44.91
42.72
40.64
38.66
36.77
34.98
2019
13.48

85.07
80.92
76.98
73.22
69.65
66.25
63.02
59.95
57.03
54.24
51.60
49.08
46.69
44.41
42.25
40.19
38.23
2020
14.01

88.43
84.11
80.01
76.11
72.40
68.87
65.51
62.31
59.27
56.38
53.63
51.02
48.53
46.16
43.91
41.77
2021
14.69

92.68
88.16
83.86
79.77
75.88
72.18
68.66
65.31
62.13
59.10
56.21
53.47
50.86
48.38
46.02
2022
15.39

97.14
92.40
87.89
83.61
79.53
75.65
71.96
68.45
65.11
61.94
58.92
56.04
53.31
50.71
2023
16.13

101.81
96.84
92.12
87.63
83.36
79.29
75.42
71.74
68.25
64.92
61.75
58.74
55.87
2024
16.91

106.71
101.50
96.55
91.84
87.36
83.10
79.05
75.20
71.53
68.04
64.72
61.56
2025
17.72

111.84
106.39
101.20
96.26
91.57
87.10
82.85
78.81
74.97
71.31
67.83
2026
18.58

117.22
111.50
106.06
100.89
95.97
91.29
86.84
82.60
78.57
74.74
2027
19.47

122.86
116.87
111.17
105.74
100.59
95.68
91.02
86.58
82.35
逐年产气量
57.06
113.56
170.30
226.77
283.07
339.30
395.58
452.01
508.69
565.72
623.20
681.23
740.69
801.70
864.41
928.96
995.50
1064.17
1135.12
1079.76
1027.10
977.01
929.36
884.04
840.92
799.91
760.90
收集量(万m3/a)
39.94
79.49
119.21
158.74
198.15
237.51
276.91
316.41
356.08
396.00
436.24
476.86
518.48
561.19
605.09
650.27
696.85
744.92
794.59
755.83
718.97
683.91
650.55
618.82
588.64
559.94
532.63

7
武汉市政工程设计研究院有限责任公司