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本科课程设计
（固体废弃物处理处置）

题 目： 倴城镇垃圾填埋场的设计

学 院： 环境科学与工程学院
专业名称： 环境科学
班 级： 环境1 2
姓 名： 王静宇____________
指导教师： 徐康宁

二Ο一五年五月

目录
第一部分 项目建议 2
1.1 设计任务说明 2
1.2倴城镇概况 2
1.3项目建设必要性 3
1.4工程规模的确定 3
1.5工艺方案比选 3
城市生活垃圾主要处置工艺比较与选则 3
1.7 环境效益和社会效益分析 6
第二部分 设计说明 6
2.1 卫生填埋场工程设计规模 6
该市垃圾产量 6
卫生填埋场设计库容 6
2.2 卫生填埋场选址 6
2.3 卫生填埋处理工艺 9
2.5 配套工程设计 19
2.6 填埋场区环境监测 19
第三部分 计算说明书 21
3.1 垃圾产生量预测 21

填埋库容计算 23
3.2 填埋场土方平衡计算 24
3.3 填埋场排水控制系统设计计算 26
3.4 渗滤液系统设计 29
3.5 填埋产气量预测 32

第一部分 项目建议
1.1 设计任务说明
项目任务是为位于河北省滦县的倴城镇设计一座垃圾填埋场，使用年限为20年，要求工艺合理，对渗滤液和气体进行集中处理，保证填埋过程，封场的安全。
项目书包括：
（1）设计说明书
设计说明书中应当设计的依据及指导思想；设计方案的确定及具体技术指标的选用原则和技术要求的说明。
（2） 设计计算书
包括填埋场总容量、填埋总量计算；垃圾填埋工艺流程及填埋作业程序确定；填埋场主体工程工艺设计计算；主体设施的工艺参数计算及主要尺寸的确定等；配套工程及辅助设施和设备的计算与工艺布置。
（3）设计图纸
包括垃圾填埋场平面布置图、填埋封场的刨面图和平面图。
1.2倴城镇概况
倴城镇，是滦南县经济、文化、政治中心，是河北省百颗星乡镇，这里自古就以工、农、商业发达而闻名遐迩，是京东四大名镇之一。全镇辖50个行政村，10.69万口人，占地面积137.1平方千米，是唐山市较大镇之一。
属暖温带半湿润季风性气候,主导风向为西北风，年平均气温10.6℃，常年降水量658mm，年均日照2853小时，无霜期186天。全镇辖50个行政村，占地面积128.68平方公里，是唐山市较大镇之一。
倴城地理位置优越，交通发达。北依京山铁路，东望秦皇岛，距秦皇岛市150公里；南临渤海湾，西距唐山市44公里，距京津150多公里，与曹妃甸港、京唐港、秦皇岛港、天津港四大港口相邻，唐港高速公路、坨王铁路从境内穿过。
1.3项目建设必要性
倴城镇垃圾的收集处理需要进一步的进行规范，建设现代化的垃圾填埋场可以做到有效的减量化，无害化，资源化，对垃圾渗滤液和产气进行统一治理是十分必要的。
1.4工程规模的确定
设计要求能够容纳并处理倴城镇20年的生活垃圾，设计垃圾填埋区的面积约为69986.82m2使用年限为20年，填埋区面积大概100000 m2。

城市人口的预测
倴城镇作为唐山地区的新兴城市，设年增长率为3%，到2034年，倴城镇总人数大概为18,.74万人。
2021年—2034年生活垃圾总产量的估算
选取填埋场的使用年限20 年，体积减少率为 0.2，覆土体积占废物的比率为 0.2，压实后的垃圾容重为 800kg/m3。由公式可推算出2021至2032年的垃圾填埋总容量，即填埋场库容为填埋总容量 Vt=1182624.52m3，详见计算书。
1.5工艺方案比选

城市生活垃圾主要处置工艺比较与选则
表1.5-1垃圾处理方法比较
方法
优点
缺点
主要技术经济指标
卫生填埋
处理量大， 处理成本低；工艺相对较简单， 技术可靠；其它处理方法残渣的最终消纳场；大型垃圾填埋场产生的沼气有一定的利用价值；建设投资较低。
场址选择受地理、 地质和水文地质条件限制，场址选择难度较大；填埋场使用年限受自然条件限制；土地占用面积大， 减量化程度低；要求远离市区。
单位投资 （不计征地费）：18×104元~27 ×104元（t/d-1规模）-1
填埋运行成本 （计折旧）： 35元~55元·t-1；要求填埋年限至少10年
堆肥
使用年限不受自然条件限制， 其填埋场使用年限较长；垃圾无害化， 资源化程度较高；有机物返还自然， 有利于生态环境保护；投资适中， 处理成本适中。
对垃圾成分有要求 （一般要求垃圾中可生物降解有机物含量大于40%） 运行管理费用高；品使用受制于市场销售情况，需要投入相当力量进行市场开拓；初始量的约30%垃圾需要填埋。
单位投资 （不计征地费）：3×104元~32×104元·（t/d-1规模）-1；堆肥部分运行成本 （计折旧） ：50元~80元·t-1；主要设备费用：600×104元~800 ×104元·（100t ·d-1设计能力）-1（两班制）。
焚烧
垃圾减量化、 无害化程度高。可回收垃圾中的能源使用期限长。占地少， 可靠近城市建设。
设备投资高，运行管理费用高。工艺设备复杂，要求原垃圾达到一定热值。否则需要添加辅助燃料。操作管理难度大，二恶英的控制要求严格。初始量25%的垃圾需要填埋。
单位投资（不计征地费）：50×104元~70×104元·（t/d-1规模）-1；焚烧部分运行成本 （计折旧） ：80元~140元·t-1；主要设备费用：1000×104元~1500 ×104元·（100t ·d-1设计能力）-1。

卫生填埋由于具有技术成熟、处理费用低等优点，是目前我国城市垃圾集中处置的主要方式。其投资稍少、工艺简单、处理量大，并较好地实现了地表的无害化。城市垃圾填埋是城市垃圾最基本的处置方法。虽然可用焚化、堆肥或分选回收等方法处理城市垃圾，但其难以处理的部分剩余物仍需作最后的填埋处理。利用坑洼地带填埋城市垃圾，既可处置废物，又可覆土造地，保护环境，因此选用这种方法。
卫生填埋是“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和大气的污染，并将垃圾压实减容至最小，填埋占地面积也最小。在每天操作结束或每隔一定时间用土覆盖，使整个过程对公共安全及环境均无危害”[1]的一种土地处理垃圾方法。
固体废物填埋场的构筑方式和填埋方式与地形地貌有关，可分为山谷型填埋和平地型填埋方式。平地型填埋又可分为地上式、地下式和半地下式。[2]
山谷型填埋场（图1）

地上式填埋场（图2）

图1.5-1半地上半地下式填埋场

1.6 项目投资估算
前期建设投资3000万，填埋使用20年，每年300万，封场后进行监测维护约40年，每年费用为100万，投资总和为1.3亿。

1.7 环境效益和社会效益分析

第二部分 设计说明
2.1 卫生填埋场工程设计规模
倴城垃圾填埋场总库量为118万m3，日处理量约为100t/d。库容达到《城市生活垃圾填埋处理工程项目建设标准》的Ⅳ类规模（总容量为100~200万m3）

该市垃圾产量
20年的垃圾产量大概为1269943.58m3，详见计算说明书。

卫生填埋场设计库容
设计库容为 约120万m3.详见计算说明书

2.2 卫生填埋场选址
选址要求
场址的选择是卫生填埋场全面设计规划的第一步。影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。这些选择要求相辅相成。主要遵循两条原则：一是从防止环境污染角度考虑的安全原则，二是从经济角度考虑的经济合理原则。填埋场选址的基本原则是遵循城市总体发展规划，经济效益和环境效益相结合，使得填埋场规模与城市经济发展水平统一、协调。
安全原则是选址的基本原则。维护场地的安全性，要防止场地对大气的污染，地表水的污染，尤其是要防止渗滤水的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染是场地选择时考虑的重点。
经济原则对选址也有相当大的影响。经济原则是指填埋场从建设到使用过程中，单位填埋单元花费最少，单位垃圾的处理费用最低，填埋场使用后资源化价值最高。从经济效益来考虑，填埋场选址必须考虑以下几个方面。
(1)填埋场与城市的距离：固体废弃物填埋场可能对城市有影响，即污染大气、地下水与地表水资源及污染土壤等，从而威胁城市居民的健康。因此，堆场离城市越远越好。一般认为，这个距离大于50km为最佳，但满足20km之外就行了。
(2)交通运输条件：从经济效益上考虑，交通条件便利的地方，运输成本低，一般要求距离公路不超过500m。
(3)环境保护条件：
①要求场地面积及容量能保证使用15~20年；
②对地表水不造成污染或污染的可能性很小，要求距离任何地表水的距离大于60m ；
③要求与居民区的距离大于500m，选择常年风向不易于携带臭味到居民区的地段；
④尽可能利用废弃土地或使用便宜土地或荒地；
⑤远离飞机场，要求距离大于3000m；
(4)场地建设条件：
①最好有做填埋衬垫系统的粘土或其他衬垫材料；
②建场费用越小越好，最好已通水、通电等。
(5)地质环境条件：
①场底离地下水位的垂直距离至少大于1.5m；
②场底地址未定性要好，不能有边坡失稳、泥石流、地面塌陷等发生；
③隔水层黏土厚度越大越好，一般要求大于6m；
④地下潜水水质越差、水量越少的地方越适宜；
⑤与供水井的距离至少大于300m，远离水源地500m以上；
⑥作为衬垫层，其渗透系数要求在10-9~10-8最好；
⑦低洼湿地、河畔、沟滨等地段不能建场；
⑧包气带土层对固体废物渗滤液净化能力越大越好；
⑨专用水源地地区不能建场。
填埋场选址程序：
（1）对场地进行初步评估
①确定自然条件及人口统计学的条件。
②在拖运距离、地理学、地质学、地表和地下条件的基础上建立合适的研究区域。
③确定基本的候选场地。
④在拖运距离、场地开发费用、设备及人员每星期操作时数的基础上评估财政可行性。
⑤在位置、土地使用、拖运距离和路线、地形学、水文地质学、土壤特点以及地区方面进行场地调查。
⑥排除不中意的场地。
（2）审查候选场地
①调查四至五个候选场地并找出每个场地特有的问题。
②评估场地并按优劣顺序排列。
③取得公众的支持与参与。
（3）确定场地
①在仔细审查费用之后，为每个场地准备一份预设计方案。
②确定并评价填埋作业完毕后场地的用途。
③仔细进行经济学评价（场地基本投资费用、场地运营费用以及拖运费用）。
④选择场地并列出候补场地。
⑤取得场地。
2.2.3场址的选定
根据倴城镇的基本情况，此次设计的生活垃圾填埋场的选址选在松树村南560米处的乱掘地周围，且为山谷型填埋场，分五区进行填埋。

2.3 卫生填埋处理工艺
垃圾填埋场的工艺总体上服从“三化”（既减量化、无害化、资源化）的要求。本设计垃圾由陆地进入填埋场，经地衡量称量计量，再按规定的速度、线路运至填埋作业单元，进行卸料、推平、压实并覆盖，最终完成填埋作业。其中推铺由堆土机操作，压实由垃圾压实机完成。每天填埋作业操作结束后及时进行终场覆盖，以利于填埋场地的生态恢复和终场利用。
沼气导排（后期回收发电）

终场生态恢复
铺平
卸料
计量
转运
灭虫
覆土
压实
生活垃圾
污水处理站
汽车

阴水明沟（截洪沟）
渗滤液 冲洗水 雨水

盲沟、碎石导流层收集
排水沟收集

汽车装卸机
备料场

沉淀池

粘土

排入地表水体
图2.3-1填埋场工艺流程设计图

卫生填埋处理工艺要求
（1）减少裸露填埋作业面。根据废物的填埋量和容积，确定每天的填埋区域和作业层面，尽可能减少废物的裸露范围，不仅可直接有效减少污染环境的可能性，而且可减少因雨水而产生渗滤液的量，减低作业成本。
（2）分层压实。确定合理的填埋高度或深度，选择合理的层厚进行机械压实，提高填埋危险废物的压实密度，从而提高填埋有效容积的利用率，增加安全填埋场的使用年限。
（3）控制污染源头。对安全填埋场的防渗结构、渗滤液收集与处理、填埋气导排等方面采取积极的预防措施和监控、维护手段，防止二次污染。
（4）提前规划填埋工艺。结合安全填埋场的终场利用规划，采用合理的填埋工艺，缩短填埋稳定期，使安全填埋场的复原利用得到有效地保证。

填埋覆土量及其来源
在卫生填埋场库容设计部分已提及，取填埋场覆土体积占所填埋废物的比率为 0.2，而本设计中，设计总库容为 Vt=1182624.52m3。 为满足土方平衡的原则，填埋覆土原则上使用填埋区开挖时产生的土方，并就近取材。

填埋方案
填埋物进入填埋场必须进行检查和计量。垃圾运输车辆离开填埋场前宜冲洗轮胎和底盘。填埋应采用单元、分层作业，填埋单元作业工序应为卸车、分层摊铺、压实，达到规定高度后应进行覆盖、再压实。每层垃圾摊铺厚度应根据填埋作业设备的压实性能、压实次数及垃圾的可压缩性确定，厚度不宜超过 60cm,且宜从作业单元的边坡底部到顶部摊铺；垃圾的压实密度大于 0.6 t/m3。每一单元的垃圾高度宜为 2-4m，最高不得超过 6m。单元作业宽度按填埋作业设备的宽度及高峰期同时进行作业的车辆数确定，最小宽度不宜小于 6m。单元的坡度不宜大于 1：3.每一单元作业完成后，应进行覆盖，覆盖层厚度宜根据覆盖材料确定，土覆盖层厚度宜为 20-25cm；每一作业区完成阶段性高度后，暂时不在其上继续进行填埋时，应进行中间覆盖，覆盖层厚度宜根据覆盖材料确定，土覆盖层厚度宜大于 30cm。
填埋时先从右到至左推进，然后从前向后推进。左、中、右之间的联线之间呈圆弧形，使覆盖面上排水畅通地流向两侧进入排水沟或边沟等，以减少雨水渗入垃圾体内，前后上部的连线呈一定坡度。外坡为 1：4，顶坡不小于 2%。单元厚度达到设计厚度后（垃圾厚度），可进行临时封场，在其上面覆盖45~50cm 厚的粘土。并均匀压实，再加上 15cm 厚的营养土，种植浅根植物。最终封场覆土厚度大于 1m。
填埋场的作业方式实行分区分单元填埋，以分区分单元填埋为前提，然后再来考虑分层的填埋作业。为最大限度防止污染扩散，填埋作业过程中，正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的，日覆盖采用膜覆盖，其他的区域均为中间覆盖或临时封区。
首先进行的作业的是整平后的一区填埋库区底部，在实际进行填埋作业的过程中，要考虑是和填埋作业库区临时作业道路结合起来实施。第一次到达的填埋作业高度为距离整平询问绝对标高 2m 而后开始第二层填埋作业单元的设置。随着填埋作业高度的增加，可利用的填埋作业有效面积也在增加，这时为气体利用提供方便，已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井，将导气管和周围的移动式集气站连接起来，就可以对气体进行再利用了。整个填埋区的作业顺序是：先一区、二区、再三区，然后开始二期工程。填埋二期工程作业时，和填埋一区形成新的水平面积，继续向上填埋，形成堆体后临时封场，填埋三期作业。
封场设计
一般封闭性垃圾填埋场在封场后30~50年才能完全稳定，达到无害化，规范的封场覆盖（表面密封）、场址修复以及严格的封场管理是保证填埋场安全运行的关键因素之一，因而已成为城市垃圾填埋场设计、建设和管理中的重要环节。填埋场终场覆盖和场址修复一般应包括以下几个方面。
（1）终场覆盖 垃圾填埋场的终场覆盖系统需要考虑雨水的浸渗及渗滤液的控制，垃圾堆体的沉降与稳定、填埋气体的迁移、植被根系的浸入及动物的破坏、终场后的土地恢复利用等；整形后的垃圾堆体应有利于水流的收集、导排和填埋气体的安全控制与导排，应尽量减少垃圾渗滤液的产生。
（2）雨水收集与导排 终场覆盖后，需要排除覆盖层表面雨水径流以及周边山体进入场区的水流，以减少由于雨水下渗而增加垃圾渗滤液的产生。整个雨水收集与导排系统设计需要基于整个填埋场封场后的地形地貌，防止雨水对覆盖层局部的冲刷破坏，从而影响整个填埋场的封场。填埋场截洪沟宜按梯形断面设计，并根据截洪沟所在位置的不同采用不同的结构。
（3）填埋导排与处理 考虑到填埋场的规模，附近环境及经济因素，对小型填埋场填埋气体可采用高密度聚乙烯（HDPE）管统一收集后用蜜蜂火炬就地燃烧处理。
（4）渗滤液收集与处理 渗滤液收集井用穿孔预制钢筋混凝土管制作（梅花型开孔，孔径为150mm,穿孔率在保证管道机械强度的前提下尽量提高）。收集井穿孔段外填400mm厚卵石层，卵石直径180~200mm。渗滤液收集后经处理达标排放。
（5）气体及渗滤液监测井 垃圾填埋场封场后，在填埋场的上游及下游分别设置气体及渗滤液监测井，定期取样，监测填埋气及渗滤液的迁移情况，确保封场后最大限度地减少对周围环境的污染。
（6）填埋场封场后土地利用 填埋场封场后的土地利用是填埋场后期管理的重要内容对填埋场的土地利用一般可以分为以下三个层次：高度利用，建设住宅、工厂等长期有人员生活或工作的场所；中等利用，建造仓库及室外运动场所等；低度利用，进行植被恢复或建造公园等。而采取何种利用方式的主要判断指标是填埋场的稳定话程度，填埋场稳定化程度不同其可采用的利用方式也不同。判断填埋场
2.4 主体工程与设备

场区道路
道路工程 利用现有的一段道路从旁边加分支，道路宽8米，为白色混凝土路面。作为垃圾进入填埋场的主干道。
场底处理
为了能够有效地排除填埋场底部的渗滤液，渗滤液收集系统采用纵向主盲沟与横向支盲沟系统和竖向石笼相结合的构造形式，即在场底盲沟内设置水平收排渗管网，垂直方向设置石笼，形成一个纵横相连，上下相接的收排渗系统。
填埋场场底防渗。为防止垃圾渗滤液污染地下水，必须在填埋场底采取有效的防渗措施。以前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料，主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。近几年国外开始采用人工合成防渗层，有的采用双防渗层，效果明显好于前者。垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布。
场底为垃圾堆填区，场底基础为土方层填筑，机械碾压平整。场底土层（30cm厚）应由人工彻底清除树根、石块等杂物，然后铺筑40cm粗砂层，粗砂层中不得含有粒径>2.5cm的角砾或其他尖锐物。在粗砂层表面铺垫一层土工布，然后铺衬HDPE膜，上覆50cm过筛的优质粘土保护层，再铺筑40cm粗砂过滤层，才能用于垃圾堆填
垃圾截污坝
垃圾坝：填埋区地形为一山沟，呈簸箕形，为增加填埋容量，在沟口设垃圾坝，拦挡和防止垃圾下滑。
可行性研究曾确定此坝为不透水的石坝，坝基采用帷幕灌浆，兼有截污坝作用，经研究，认为截污坝和垃圾坝合并建造虽能节约少量投资，但国内尚无成熟的经验，且存在一定问题。为稳妥可靠，故本设计将垃圾坝与截污坝分别设置。按照填埋场的地形、地质条件，尽量减少坝的长度，确定坝址设在沟下游两山坡接近的沟口处。截污坝要根据产生的渗滤液的量，再根据渗滤液的量算出调节池的容积来确定截污坝的高程和坝高，是防污的重要设施。必须要设置在山谷的狭窄处，其主要作用就是防止调节池内的渗滤液渗出。本工程设计的截污坝的尺寸为25×40×15m。

防渗层
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。
防渗层的建设方法多种多样，采用何种工艺方法建设防渗层是设计中的重要内容，不管使用什么方法、什么材料，最终达到的目的是渗透系数Kf小于规定标准，我国要求Kf小于10-9m/s。同时还要考虑：
（1）使用寿命。填埋场的使用寿命，封场后要求的防渗层的寿命，以及本身的可靠性。
（2）与填埋场的相容性。选用的材料不能被填埋物侵蚀，由于渗滤液的性质不稳定，所以选择的材料要适应渗滤液的各种性质，如抗酸、抗碱等。
（3）场地条件及气候条件。
（4）建设费用。防渗材料的选择既要达到防渗要求，又要考虑经济合理，厚的土工膜具有更好的防渗性能，但必将提高建设费用。
根据原始资料可知该填埋场土壤渗透系数为6.0×10-4m/s大于10-5cm/s，地下水稳定水位平均埋深6.8m，即地下水位较高，场区地质条件不好，因此选择了双层衬层防渗系统

图2.4-1双层衬里（库区底部）系统示意图

地表水控制系统
为防止垃圾渗滤液污染地下水，必须在填埋场底采取有效的防渗措施。以前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料，主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。近几年国外开始采用人工合成防渗层，有的采用双防渗层，效果明显好于前者。垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布等在垃圾填埋场周围设置集水沟和洪水调节池，防止大雨产生内涝。地下水倒排系统的设计原则是：尽量将未被污染的地下水导出，减少地下水侵入堆体和对防渗层产生不良的顶托压力，排水能力应与地下水产生量相匹配。对地下水控制的目的主要有两个： ①保持地下水水位与废物层有足够的安全距离，以防止地下水受到渗滤液下渗的污染，地下水 倒排系统顶部距防渗系统基础层底部不得小于 1000mm； ②防止地下水向场内的入渗，减小渗滤液的产生量。地下水控制系统主要包括场底倒水系统和边坡倒水系统。在场地设置主盲沟，并置网状倒排次盲沟。次盲沟与主盲沟连接，地下水由主管穿过坝基引向下游排水渠。在防渗结构层下铺设排水土工网格，将边坡清水导向场底。
地下水控制系统
填埋场的垂直防渗系统是根据填埋场的工程、水文地质特征，利用填埋场基础下方存在的独立水文地质单元、不透水或弱透水层等，在填埋场一边或周边设置垂直的防渗工程(如防渗墙、防渗板、注浆帷幕等)，将垃圾沥出液封闭于填埋场中进行有控制地导出，防止沥出液向周围渗透污染地下水和填埋场气体无控制释放，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。

渗滤液收集系统
渗滤液收集系统及处理系统包括：导流层、盲沟、收集支管、收集干管、调节池、泵房和污水处理设施等。
管路设计一般要求为：能将填埋场内的渗滤液有效排出；足够牢固以能承受由于垃圾的荷载及系统工作的压实设备带来的物理损坏；能够适应预期的填埋场底部的下沉；能够在填埋场的腐蚀性环境下抵制化学侵蚀；能够承受填埋场底产生的高温（15~50℃）。
所有管路使用高密度聚乙烯管材。对于支管，可使用高密度聚乙烯花管，周围堆卵石并包裹土工布保护以防堵塞。
在防渗层上铺设渗滤液导流层，导流层选用16~32mm直径的卵石。库区底部渗滤液收集和导流采用碎石排水层和HDPE导盲管盲沟，渗滤液收集管沟由HDPE 花管和卵石沟组成，为梯形结构，收集干管和支管呈树枝状分布。在场底最低处设一渗滤液提升井，通过干管沟和支管进行收集的渗滤液在此处被提升至渗滤液调节池。收集渗滤液的支管可以使用卵石堆置形成，卵石尽可能均匀，尤其泥土含量不能过高(最高不应超过5%)，以便有足够的空隙用来导排渗滤液。卵石材质要求碳酸钙含量低于10%。卵石周围应用土工布包裹以防堵塞。渗滤液主管道之上不应有建筑物，特别应避免修在道路下面。因为渗滤液主管道在不被渗滤液充满时会积聚沼气，这样车辆在其上行走时将形成危险隐患。

渗滤液处理
渗滤液的收集处理。渗滤液由于成分复杂、污染大，在排放前必须进行处理。但目前国内外尚无完善的能够适应各种垃圾渗滤液的处理工艺。一般来说，渗滤液可采取“清污分流—渗滤液回灌—预处理—汇入城市污水处理厂合并处理”的方法进行处理。

垃圾渗沥液的处理方法包括物理化学法和生物法，物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化与还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法，与生物处理相比，物理处理法不受水质水量变化的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/COD比值较低（0.07~0.20）难以生物处理的垃圾渗沥液，有较好的处理效果。其缺点主要是处理成本较高，不适用于大量垃圾渗沥液的处理及单独处理，可与生化法相结合来处理。
生物法主要有好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。
a）好氧生物处理
可用于垃圾渗沥液处理的好氧生化工艺有多种，如活性污泥法、氧化沟法、好氧稳定塘、生物转盘法等。好氧处理能有效地降低BOD5、COD和氨氮，还可以去除其他一些污染物质如铁、锰等金属，其中活性污泥法因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。许多学者研究发现活性污泥能去除渗沥液中99%的BOD5和80%以上的有机碳，及时进水中有机碳高达1000mg/L，污泥生物相也能很快适应并起作用。在低负荷下运行的活性污泥系统，能去除渗沥液中80%~90%的COD，出水BOD5＜20mg/L。试验研究结果表明，对于COD=4000~13000mg/L、BOD5=1600~11000mg/L、NH4N=87~590mg/L的渗沥液，混合式好氧活性污泥法对COD的去除效率可以稳定达到90%以上。众多实际运行的垃圾渗沥液处理系统也表明，活性污泥法比化学氧化法等其他方法的处理效果更佳。
低氧、好氧活性污泥法以及SBR法等改进型活性污泥流程，因其具有能维持较高的运转负荷、好时短等特点，比常规活性污泥法更具有效果。
b）厌氧生物处理
厌氧生物处理的运用已经有近百年的历史。近20年来，随着微生物学、生物化学等科学发展和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧工艺，克服了传统工艺的水力停留时间长、有机负荷低等特点，使它在理论和时间上有了很大的进步，在处理高浓度（BOD5≥2000mg/L）有机废水方面取得了良好效果。
厌氧生物有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，因此投资及运行费用低廉，由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质也少。近年来，开发的厌氧生物处理方法有：厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧流化床反应器等。
厌氧滤池是用于处理溶解性有机物，加拿大Haifax Highway 101填埋场渗沥液平均COD为12850mg/L、BOD5/COD为0.7、PH=5.6。将此渗沥液先经过石灰水调节至PH=7.8，沉淀1小时后进厌氧滤池（此工序还起到除锌等重金属的作用），当负荷为4kgCOD（m³·d），但对于渗沥液，其负荷必须保持较低水平才能得到理想的处理效果。
c）厌氧与好氧的结合方式
虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性，但单独采用厌氧发处理渗沥液也很少见。对高浓度的垃圾渗沥液采用厌氧——好氧相互结合的处理工艺经济合理，处理效率又高。目前国内外大多采用该方法处理垃圾渗沥液。

气体导排系统
填埋场中有机垃圾的生物降解分为好氧阶段、厌氧阶段，厌氧甲烷不稳定阶段，厌氧甲烷稳定阶段四个过程，前三个阶段的持续时间为180～500 d，而厌氧甲烷阶段的稳定时间可持续多年，这主要取决于垃圾构成、填埋深度、气候条件和土壤类型等条件, 在稳定阶段甲烷爆炸的报道已有多起，从而决定了导气系统的设计便成为垃圾卫生填埋的重要环节。
小型垃圾填埋场采取自然排气法，而本设计属于大型垃圾填埋场，应设置导气管道，为确保该垃圾填埋场的安全运行，仍设置导气系统。场内设置64个导气竖管，每个导气竖管的服务半径为20 m，导气竖管与场底水平收排渗系统相连，起导气及垂直收渗双重作用，导气竖管随着垃圾堆高而加高。为避免操作机械对导气竖管的碰撞，以保护导气竖管的稳定，同时亦为加强导气效果，在导气竖管的外侧设置石笼。导气竖管高出卫生填埋场封场面2 m。
采用石笼导气、并增设小型清洗、过滤装置及燃烧喷咀定期处理产出的沼气，以便为将来气体回收利用打下基础。其简易处理流程如图1 所示。

图2.4-2 简易处理流程
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。

2.5 配套工程设计
填埋气体处理场地
填埋场的主要气体包括氨、二氧化碳、一氧化碳、氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等，其中以甲烷和二氧化碳的含量最高。其典型特征为温度约43-49℃，相对密度约，水蒸气含量达到饱和，高位热值为15630-19537KJ/m3。在渗滤液处理车间旁边设置气体处理车间，对沼气进行收集，氨气硫化氢进行处理。

2.5.2 环境污染控制与监测
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。
设计执行的环保标准主要有：
《环境空气质量标准》（GB3095-1996）；
《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）；
《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；
《九龙江流域水污染物排放总量控制标准》（DB35/424-2001）；
《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-1997）；

《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）；
《城市生活垃圾卫生填埋场技术规范》（CJJ17-2000）；
《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》。

2.6 填埋场区环境监测
由填埋场管理机构负责成立专门的环境监测实验室，配置4-5名专业人员与相应设备负责日常的污水、废气、噪声常规监测分析。根据《生活垃圾填埋场环境监测技术要求》（GB/T 18772-2002），填埋场需要进行的监测主要包括以下内容：
大气监测
监测点布设：填埋作业区下风向及周边较敏感点下，另根据填埋作业区内面积布设4个点，共布设填埋场大气监测采样点8个。
监测频率：每月监测一期，每期5天。
监测内容：大气污染物监测项目及分析方法见表1。
填埋气体监测
监测点布设：在气体收集输导系统的排气口和填埋气体易于积累的地点设置采样点，共设置采样点6个。
监测频率：随机采样监测，不少于1次/月。
监测内容：定期在填埋气导排系统取样点处将气样抽取至监测仪或吸收管中，现场配便携式气体监测仪进行监测，测定精度要求为0.1%或者0.1ppm，不具备现场监测条件时可采取实验室监测。填埋气体监测项目及分析方法见表2。
地下水监测
监测点布设：共设置地下水监测井8眼，其中包括本底井1眼、排水井1眼、污染扩散井4眼、污染监视井2眼。
监测频率：于每年枯、平、丰水期各监测一次，直到填埋场达到稳定化为止。于每年4、8、11月各取样一次。
监测内容：定期与监测井取样至化验室分析，地下水监测项目及分析方法见表3。

渗沥液处理前后监测
监测点布设：于场区污水处理系统进、出水口处各设置一采样点，对处理前后的渗沥液水质进行监测。
监测频率：渗沥液经处理后外排水水质宜每旬监测一次，对处理前的渗沥液原水水质宜每月监测3次。
监测内容：由环境监测实验室对水质进行监测，具体监测项目可待运行时确定。规范要求的填埋场渗沥液的污染物控制项目以及浓度测定方法见表4。
填埋场的物理性质监测
测定项目：对将要填埋的垃圾进行成分测定分析，以掌握填埋物的性质，利于对填埋场进行管理及跟踪分析。
监测内容：按照《生活垃圾采样和物理分析方法》（CJT313-2021）的要求进行垃圾采样，并对垃圾的容重进行测定。主要仪器为：磅秤（最小分度值100g）、垃圾桶。
苍蝇密度监测
监测点布设：于填埋场内布设不少于10个的监测点。
监测频率：春、夏、秋季监测频率为2次/月，冬季为1次/月。

监测内容：监测在晴天时进行，在日出时将装好诱饵的诱蝇笼放在监测点上诱蝇，日落时收笼，并用杀虫剂杀死活蝇，计数并分类。
采集来的苍蝇以每笼计数，单位为：日/（笼·日）。

2.7 绿化
在填埋过程中，应边填埋边绿化，尽量减轻污染。对建成封场后的填埋场，要大力搞好植被覆盖，为填埋区的重新开发利用创造良好条件。

第三部分 计算说明书
3.1 垃圾产生量预测
人口预测
倴城镇位于河北省东北部，滦河以西。全镇辖50个行政村，，占地面积137.1平方千米，是唐山市较大镇之一。10.69万口人，预计未来的人口增长率在3‰左右。
（1）未来的人口预测采用下公式

式中 An：第n年的服务人口数，人；
A0：初始服务人口数，人，本次设计中据倴城镇当地的资料取9.6万人；
P：人口自然增长率，本次设计中据永福镇当地的资料显示，p＝0.003。
n：第n年。
城市生活垃圾产率方程的拟合及产量预测
（1）垃圾产率
根据当地的调查资料显示，该镇现在的人均垃圾产生率为0.9 kg/(d·p)，结合该城市以生产农产品为主的特点，设计该镇的生活垃圾将在未来的几年呈连续增长的趋势，其增长系数取0.01，采用下公式预测该镇垃圾产生量在未来的变化趋势。

式中a：初始垃圾人均日产生率，kg/(d·p)
an：第n年的垃圾人均日产率，kg/(d·p)；
（2）垃圾产生量预测

式中Wn：第n年的日产垃圾量，t/d；
An：第n年的服务人口数，人；

表3.1-1 垃圾产量预测
年份
人口/万人
人均垃圾日产量kg/d·P
生活垃圾日产量（t/d）
年产量t
清运率
年清运量t
累积产量(压实)m3
2021
10.69
0.90
96.21
35116.65
95.00%
33360.82
41701.02
2021
11.01
0.91
100.09
36531.85
95.00%
68066.08
85082.59
2021
11.34
0.92
104