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文檔簡介
1、摘要當今社會全球面臨的最大挑戰之一就是環境問題。以北京市為例,據人民日報報道:“北京周圍已被7000多座垃圾山包圍,其中直徑50米以上的垃圾場就有5000多座”。據“全國城市生活垃圾處理及資源利用經驗交流會”上發布的信息:“全國垃圾的歷史堆存量已多達60多億噸,侵占土地多達5億平方米。全國數百座大小城市,已有2/3的城市被郊區的垃圾山包圍?!庇纱丝梢娎鴨栴}的嚴重性。 杞縣地處豫東平原,是國家水污染防治的重點區域之一。近幾年城市建設發展迅速,垃圾處理狀況滯后于城市發展,處理設施落后于省內許多同等規模的縣城。其主要問題表現在:一是自然填坑,未做防滲處理,也沒有氣體和滲濾液收集、導排設施
2、,不僅對地下水和周邊環境造成了影響,還存在安全隱患;二是城郊已有的坑塘都被垃圾填滿,目前已經無處可堆填,與城市建設和市容市貌不協調;三是環衛設施不配套,機械化水平低下,影響了環境衛生事業的發展和城市的環境質量,因此,該項目的建設是十分必要的。 關鍵詞:資源利用 市容協調 地下水污染目錄1 工程概述2工程概況21.2 設計原則與范圍21.3 設計依據32 基礎資料42.1 城市概況42.2 自然條件53 垃圾量預測74 場址概況85 總圖布置115.1 設計內容115.2 設計原則125.3 場區布置方案及特點12豎向布置13道路運輸15
3、5.6 綠化工程156 衛生填埋庫區工程166.1 填埋庫容及使用年限166.2 防滲工程176.3 滲瀝液收集導排系統226.4 填埋氣體收集導排及利用236.5 防洪系統256.6 垃圾壩的設計27監測井296.8 填埋工藝306.9 填埋作業設備選擇306.10 封場工程327 滲瀝液處理工程347.1 處理工藝347.2 主要處理設備418 環境保護與監測448.1 設計依據448.2 環境污染來源及污染物分析448.3 環境監測459 工程效益分析4810 附圖49致謝50附錄50參考文獻511 工程概述* 項目名稱:杞縣城市生活垃圾衛生填埋場工程* 項目場址:杞
4、縣城關鎮東關村(東2公里處)* 總用地:168畝* 總庫容:約1萬立方米* 處理規模:平均157噸/日* 服務年限:13年* 項目服務范圍:杞縣城市居民所產生的生活垃圾1.2 設計原則與范圍1.編制原則城市生活垃圾處理作為城市環境治理和環境保護項目,應在貫徹國家垃圾處理技術政策和城市總體規劃指導的前提下,合理選擇廠址和處理工藝、嚴格控制二次污染并防止新的污染產生,使工程的各項指標符合國家的有關法規和標準規定。本項目的編制原則是:1)在認真貫徹執行國家關于城市垃圾處理的法規(條例)和技術標準的同時,結合當地環境衛生事業的發展,根據生活垃圾產生情況科學規劃,合理確定建設規模,對生活垃圾實行安全處置
5、,使之真正達到國家規定的垃圾處理要無害化、減量化和資源化的總體目標。2)堅持因地制宜和科學態度,選擇合理的技術路線,采用先進工藝和技術上成熟的設備,確保各類設施互相協調,技術切實可行,降低垃圾處理的建設投資和運行成本,提高項目的社會效益和環境效益。2.處理方案選擇原則處理方案選擇的原則是:技術成熟,工藝簡潔,設備可靠,能適應生活垃圾的特性,滿足環境保護的要求,同時還要考慮下列因素的影響:1)當地的經濟實力和投資能力2)城市建設和社會發展對環境的要求3)各種垃圾處理方法的優缺點4)生活垃圾理化性質及變化趨勢5)技術與設備的可靠性和適應性6)對資源再利用的潛力和程度1.3 設計依據*國家計委、建設
6、部、國家環保總局關于推進城市污水、垃圾處理產業化發展的意見* 河南省委、河南省人民政府 豫發20039號文件河南省委、河南省人民政府關于加快城鎮化進程的決定* 河南省發改委、財政廳、建設廳、環保局 豫計收費20021394號文件關于實行城市生活垃圾處理收費制度促進垃圾處理產業化的通知*城市環境衛生專用設備(CJ/T2991)*市政工程設計技術管理標準建設部(93)建城技字第42號*工業企業廠界噪聲標準(GB1234890)*工業企業設計衛生標準(TJ3679)*建筑設計防火規范(GBJ1687 2001年版)*惡臭污染物排放標準(GB1455-93)*城市垃圾產生源分類及垃圾排放標準(CJ/T
7、30331996)*國家現行的其他標準和規范2 基礎資料2.1 城市概況1.地理位置杞縣位于河南省東部。地理坐標為東經114º36114º54,北緯34º1334º44之間。東鄰睢縣,西接開封,南鄰太康,北依蘭考。西南與通許接壤,東北與民權縣為鄰,西北距開封市55km,省會鄭州市120km。2.社會環境概況杞縣南北長55公里,東西寬32公里,區域總面積2,其中耕地83192公頃??側丝?04萬人,其中農業人口96.5萬人。轄城關、高陽、葛崗等8個鎮和城郊、宗店、板木、竹林等13個鄉,共計568個村委會,1063個自然村。按杞縣城總體規劃(19952010
8、)確定的杞縣城性質為:全縣政治、經濟、文化、科技信息中心,以農副產品深加工、紡織、機械、化工等工業為主導,商業貿易綜合發展的現代化小城市。3.經濟概況2003年杞縣全縣完成國內生產總值48.1億元,較上年增長6.5%;財政收入完成1.02億元,同比增長4.1%。一、二、三產業增加值分別完成21.3億元、16.2億元和10.6億元;占國內生產總值的比重分別為44.3%、33.7%和22%;完成全社會固定資產投資5.9億元,同比增長18%;完成全社會消費品零售總額7.4億元,同比增長3.7%。4.交通運輸杞縣地理位置優越,交通便利。106國道貫穿縣城南北,310高速公路和豫04省道橫跨東西,北依隴
9、海鐵路,東距京九鐵路90公里,西至京廣鐵路和鄭州國際機場70公里,交通四通八達,加強了縣城與周圍地區在經濟發展上的聯系。2.2 自然條件1.地形地貌杞縣地處黃淮平原,南部地表略有起伏,北部和西部稍有沙丘,東北部有黃河故道遺汊數條,其他為平原。地勢由西北向東南緩慢傾斜,平均坡降在1/50001/7000之間,海拔高度平均58m。土質淤地占24%,主要分布在淤泥河兩岸及圉鎮東部和南部;沙地占10.4%,主要分布在縣境北部和東北部邊緣地區;清河地占36%,兩河土地占29.6%,多分布在惠濟河兩岸及付集、圉鎮以北,在各類土壤面積中含鹽堿者占9%。2.地震與地震裂度按全國地震區域劃分,杞縣屬六級地震烈度
10、區,從歷史地震發生情況看(據杞縣志所載的有關地震記錄),杞縣無強大地震,多數為無感地震,且發震的頻率小,震中在杞縣境內的無詳細記載。3.水文與水資源1)表徑流與河流杞縣境內及過境河渠共135條,總長1200余公里,河網密度0.427/平方公里,徑流總量6900立方米。屬淮河水系。主要河渠有4大干流,22條支流,23條分支,共49條。分4個水系,分別為惠濟河水系、鐵底河水系、渦河故道和大堰溝水系。人工灌溉(灌淤)渠4條,即躍進干渠、惠南干渠(含東、西兩支)、東風干渠(含一、二干)和蘭杞干渠。其中較大的有惠濟河、淤泥河、鐵底河。上述河流除惠濟河、淤泥河為常年性河流外,其他屬于季節性河流。2)地下水
11、杞縣處于黃河沖積平原扇的前沿,地下水豐富。全縣地下水總量7.65億立方米,可利用量1.78億立方米,分布差異較大。地下水來源為大氣降水補給及引黃灌溉水源補給,通過包含帶的粉質砂土的孔隙和裂隙直接補給地下水。地下水流向為西北向東南,基本上和地形傾斜一致,水力坡降為1/5000左右。目前全縣地下水埋深為24米,局部地下水埋深12米。5.氣候條件杞縣屬溫帶大陸性季風氣候,四季分明。春季多風干旱、夏季炎熱多雨、秋季涼爽多陰雨、冬季寒冷少雨雪。3 垃圾量預測據調查2012年城區日產居民生活垃圾83噸,人均。 設計服務人口為10萬人,平均垃圾產量/d,人口增長率5%,服務年限為13年。垃圾清運率每年均為1
12、00%。年份人口(萬人)人均垃圾產量Kg/d/p生活垃圾年產量(萬噸)累計總產量(萬噸)201092011201220132014201520162017201820192020202120224 場址概況1.填埋場類型經現場踏勘和分析,可研依椐杞縣的自然條件及場址比選結果,推薦場址為山谷型填埋場。2.填埋場等級劃分與規模確定“城市生活垃圾衛生填埋處理工程項目建設標準”規定:垃圾衛生填埋場根據建設規模(總庫容)和日處理能力兩種方式進行分類與分級。按填埋場建設規模劃分:類 總庫容1200萬m3以上類 總庫容500萬m31200萬m3類 總庫容200萬m3500萬m3類 總庫容100萬m3300萬
13、m3按日處理能力劃分:級 日處理量1200t/d以上級 日處理量500 t/d1200t/d級 日處理量200t/d500 t/d級 日處理量200t/d以下根據杞縣城市居民生活垃圾產量和場址庫容,項目為類級處理場規模。3.填埋場選址條件場址選擇是項目實施成功與否的關鍵,根據生活垃圾衛生填埋技術規范(CJJ172004)規定,場址選擇由建設項目所在地的建設、規劃、環保、環衛、國土資源、水利、衛生監督、地質勘察等有關部門和專業設計單位的有關專業技術人員參加。選址條件是:1)符合城市總體規劃、區域環境規劃、城市環境衛生專業規劃的要求;2)與當地的大氣防護、水土資源保護、大自然保護及生態平衡要求相一
14、致;3)庫容應保證填埋場使用年限在10年以上,特殊情況下不應低于8年;4)交通方便,運距合理;5)人口密度、土地利用價值及征地費用均較低;6)位于地下水貧乏地區、環境保護目標區域的地下水流向下游地區及夏季主導風向下風向;7)場址距大、中城市規劃建成區應大于5公里,距小城市規劃建成區應大于2公里。4.場址比選與場址確定 預選場址基本條件對比 場址名稱對比條件場址1(東關村)場址2(杞縣第二磚場)場址與規劃的關系在城市規劃建成區之外約3公里處。 在城市規劃建成區之外5公里處。地理位置位于城區以東方向,杞裴路西南側200米處。位于城區東北方向。地質、水文條件地質條件和地形條件較好,4.0米。由西-東
15、走向。 地質條件一般。地震烈度7度。地下水位較淺。環境狀況場址為可耕地,地勢平坦。周圍非??諘纾?00米范圍內無村莊、單位和建筑物。東面偏南為原城關鎮窯場,其他三面均為農田。場址區域內未發現重大文物跡象,地表及地下無國家規定的保護文物?,F為廢棄窯場,周圍空曠。500米范圍內無村莊、單位和建筑物。場址區域內未發現重大文物跡象及國家規定的保護文物。 南面約500米處為惠濟河(屬淮河支流)。交通條件場址位于杞裴路西南側200米,交通方便。西約3公里處為106國道。庫容與使用年限庫容較大,使用年限長。庫容較大,使用年限較長。供水與供電生產生活用水在場區打井解決。電力供給由附近線路架線引入。同場址1。用
16、地條件可用地面積較大。同場址1。土源條件土源不足。同場址1。氣象條件年平均蒸發量是年平均降雨量的2.7倍。夏季主導風向的偏下風向。年平均蒸發量是年平均降雨量的2.7倍。夏季主導風向的下風向。天然防滲能力不能滿足“標準”規定的10-7cm/s的要求。同場址1。對比結論條件具備且較好。條件具備,但離惠濟河(屬淮河支流)較近,不適宜建填埋場。依據兩個場址對比分析結果,本著優中選優的原則,我們認為:場址1優于場址2,作為填埋場主要條件具備且較好,因此,我們選擇場址1為項目場址。5 總圖布置5.1 設計內容項目為杞縣城市生活垃圾無害化處理工程,以消納和處理杞縣城市生活垃圾、保護城市環境為根本目的。因此,
17、處理方案和場址選擇是項目的重點,并同時對處理方案及場址的環境影響以及投資效益進行分析論證,其內容主要包括:* 項目建設的必要性* 場址比選、確定與評價* 建設規模的確定* 處理方案選擇* 工藝設計* 總平面圖布置* 配套設施與設備配置* 環境保護與安全生產* 財務及經濟分析* 投資估算5.2 設計原則(1)滿足有關規劃及生產工藝要求,合理布局,為各準也設計、生產創造有利條件。(2)充分利用廠區的自然條件、當地的水文、氣象條件及工藝要求進行合理分區和總圖布置,并盡量節約用地。(3)適應場內外運輸,使交通線路順直通暢,各區聯系方便快捷,生產運營能有效進行。(4)豎向設計應滿足工藝、道路運輸及廠區排
18、水的要求。(5)通過圍墻或防護網有效維護場區邊界;強化場區綠化、美化,減少環境污染,建設出一個安全、衛生、美化的場區。5.3 場區布置方案及特點根據總圖布置原則,將場區按功能特點劃分為四個區,即管理區、填埋庫區、滲瀝液處理區和堆土區看,總占地面積為120.7畝。管理區根據生產、生活的需要建有門衛房、綜合樓、驗收計量間、洗車臺、小車庫及機修間、給水泵房、垃圾車輛、鍋爐房、清水池等建、構筑物,該去位于場區的東南面,占地2.7畝,本著以人為本的設計原則該去重點綠化。,為總面積的78.5%,該區主要包括:防滲系統、滲瀝液 導排系統、填埋氣體導排系統、雨污分流系統、填埋作業道路、垃圾壩等。滲瀝液處理區布
19、置在場區東南面,占地5.1畝,該區建有滲瀝液調節池、UASB池、CASS池、中間水池、污泥池、污水處理管理站、污水提升泵站等構建筑物。堆土區占地4畝,主要用來臨時堆放開挖的土方。整個場區設有一個出入口供人流物流合用。各區的道路有機的也入場口連接,使全場的交通順暢合理。為了滿足填埋規范及工藝的要求,場區內設置5個監測井,用于檢測地下水水質,位置待初涉階段依據水文、地質詳勘報告而定。1豎向設計的原則1)滿足填埋工藝及各分區功能布置要求。2)以工程勘察報告為依據,方案制定滿足工程地質、水文地質等要求。3)充分利用所選場址的自然地形。4)滿足各項技術標準、規程、規范要求,保證工程建設與使用期間的穩定和
20、安全。2.設計的內容豎向設計對基礎資料的要求設計工作開展之初,設計部門通過現場踏勘或向建設單位提出工程設計所需的基礎資料清單等獲取基礎資料,一般包括:現狀地形圖、工程勘察報告、場址周邊外部條件等?,F狀地形圖測繪工作應由具備相應資質條件的部門完成,測繪范圍適宜及測繪精確與否將直接關系到設計方案的制定和工程量的計算。目前,測繪工作多采用GPS定位技術。設計人員應進行現場踏勘,對關鍵部位的測繪提出具體要求以避免誤差的出現。工程勘察GB500212001巖土工程勘察規范要求:各項工程建設在設計和施工之前,必須按基本建設程序進行巖土工程勘察,勘察工作應由具備相應資質條件的部門完成。由于填埋場工程建設的特
21、殊性,大多地區的地質勘察部門未從事過此類項目的勘察工作,在勘察大綱編制、勘察任務實施及勘察成果提交過程中,往往忽視了填埋場設計及建設過程中對工程地質與水文地質的具體要求,經常出現的問題包括:未提供地層土性滲透系數指標;給出了地下水靜止水位,但未查明地下水靜止水位變幅情況及其影響原因;未確定地下水流場走向;勘察報告缺少對場地的整體穩定性及垃圾堆體的變形和穩定性分析等等。場址周邊外部條件填埋場場址周邊的道路、河流、湖泊、給排水等外部條件,對于場區的豎向設計方案的確定起著重要作用。設計單位在現場踏勘的基礎上,應對勘察部門的工作內容提出具體的范圍和要求,如:與進場路銜接的場外道路的位置、高程;用于場區
22、排水河道的堤岸高程;豐水期、枯水期河道水面高程和河道底部高程;周邊河流、湖泊對填埋場場址地下水位的影響等。一般勘察部門把工作重點放在場址區域范圍內,而忽視了對場址外部條件的勘察,在設計過程中容易造成勘察成果欠缺,耽誤設計周期。因此,一個優秀的垃圾衛生填埋場設計方案是建立在前期基礎資料詳實、周全,并充分考慮影響設計及后期運行等綜合因素的前提條件下完成的。5.5道路運輸(1)場外道路該垃圾處理場位于城區以東方向,杞裴路西南側200米處。據縣城3公里。進場道路需新修約50m與場外道路相通,道路按四級公路標準設計,砼路面,道路寬7.0m。(2)場內道路場內道路為入口處至管理區、滲瀝液處理區、填埋庫區的
23、道路。道路設計為7m寬,砼路面,道路總長為170m,道路轉彎半徑最小為16m。(3)作業道路作業道路為垃圾運輸車輛進入填埋作業面之間設置的臨時道路了,以保證垃圾運輸車在垃圾填埋堆積面上的正常運行,作業道路可用建筑垃圾鋪設。作業道路設計為4m寬,坡度5%。5.6 綠化工程為了有效改善填埋場及周圍環境,生活管理區內種植樹木、草坪等,盡量使空地綠化;填埋庫區周圍設20米寬的綠化隔離控制帶,采用高大喬木形式,減少污染;填埋場封場后也應進行植被,使封場后的外貌盡量與周圍環境相適宜。樹種的選擇應根據當地習慣,多選用吸塵、降噪、防毒、易生長的樹種、灌木或草木植物。6 衛生填埋庫區工程6.1 填埋庫容及使用年
24、限庫容本處理廠屬于山谷型填埋場,。為了形成初始填埋庫容,在庫區下游設置一座垃圾壩,垃圾吧內邊坡 按 1:3 進行設計,填埋庫區邊坡按1:3進行設計,場地坡度修正為2%。在計算填埋場容積時,分為兩部分進行計算,其中一部分為垃圾壩壩頂標高以下部分,另一部分容積式當填埋的垃圾堆體逐漸向空中發展時,這時,為了保證整個堆體的穩定性,在堆體表面將要形成一定的坡度,垃圾堆體外坡設計為1:3,共設置3個馬道平臺,馬道平臺寬2m,它一方面可以緩沖坡面被雨水沖刷,另一方面在運行過程中,在該馬道平臺上可以設置臨時終場排水溝,匯水面積內的雨水可以通過此排水溝匯入環場截洪溝,以盡量減少垃圾滲濾液的處理量,另外還便于對坡
25、面進行檢查、維修,有利于垃圾填埋庫區的生態恢復。當堆體達到設計標高時進行封場,封場坡度為5%。根據上述參數計算,本填埋庫區的原始庫容為85萬m覆蓋用土量按初始壓實體積的13%計算)與本工程庫容 79.4136 萬 m一致,可以滿足需求。填埋場標高、面積、容積計算見下表。填埋庫區庫容計算表庫容類別 填埋高度(m)面積(萬m³)庫容(萬m³)覆土量(萬m³)有效庫容(萬m³)平臺一5平臺二5平臺三3平臺四3平臺五3平臺六3平臺七3平臺八3合計2876.2 防滲工程根據填埋場防滲設施 (或材料) 鋪設方向的不同,可將填埋場防滲分為垂直防滲和水平防滲,根據所用防
26、滲材料的來源不同又可將水平防滲進一步分為自然防滲和人工防滲兩種。1. 水平防滲水平防滲層的構造形式,經歷了最初的不加限制到早期的粘土單層設計,直至進氣的柔性膜與粘土復合層的發展歷程。用于填埋場防滲層的天然材料主要有粘土、亞粘土、膨潤土,人工合成材料主要有聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE),條狀低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(VLDPE)、氯化聚乙烯(CPE)和氯磺化聚乙烯(CSPE)。高密度聚乙烯(HDPE)膜作為一種高分子合成材料,有其抗拉性好、抗腐蝕性強、抗老化性能高等優良的物性、化學性能,使用壽命50年以上。根據地質勘查情況,為達到既保證安全又經濟可行的目的,本設計
27、作出三種防滲方案進行技術經濟比較,以便確定最合適的防滲結構體系。方案一:單層HDPE膜粘土復合襯墊1)豎向結構 其豎向結構構造自上而下分別如圖所示圖2 單層膜粘土復合墊3。方案二:雙層HDPE膜復合防滲襯墊1)豎向結構 其豎向結構構造自上而下分別如圖所示:圖 3雙層膜粘土復合墊2。方案三:單層HDPE膨潤土復合防滲襯墊1)豎向結構 其豎向結構構造自上而下分別如圖所示: 圖4 單層膜膨潤土復合墊2。各方案技術經濟對比1)對方案一的評價 A)次方案是三個方案中較經濟的一個方案B)適用性:若在填埋作業是,第一層所填垃圾很有尖銳物或在填埋過程中壓實機械操作不當,使單層膜被刺穿,則防滲系統基本失效,造成
28、水體污染。故本方案對填埋作業是的技術要求較高,且發生膜刺穿時造成的危害較大。2)對方案二的評價A)次方案造價較貴,并要求較高的監管水平B)適用性:雙層膜具有雙保險的作用。若第一層被刺穿,還有下層膜及土工布可阻擋滲濾液進一步向下滲透,因此可將經過上層膜孔洞的滲漏量減至最少,從而可大大減少通過防滲襯墊的滲漏量。3)對方案三的評價A)次方案造價在三個方案中相對經濟B)適用性:單層膜膨潤土的復合防滲襯墊最為經濟實用。既可解決單層摸的穿刺問題,又可減少造價,不僅防滲效果良好,可靠性、耐久性也好,且施工方便,膨潤土能夠對局部滲漏點起到補漏的作用。因此,本設計采用方案三的方案。施工工藝:(1)特點和要求HD
29、PE膜是高密度聚乙烯合成材料,具有較強的延展性和良好的防滲性能,但遇尖銳物易破裂。因此,HDPE膜的墊層、鋪襯、覆蓋及其他相關作業等在施工過程中均應十分嚴格地加以保護,這是保證垃圾填埋場防滲系統質量的關鍵。(2)坡面可分為土質坡面和石質坡面,根據設計規定,坡面放破系數不得德育1:1.25。土質坡面經機械開挖后,用人工整平夯實,徹底清除樹根、礫石等尖銳雜物,然后鋪墊一層土工布(400g/m2)、鋪襯HDPE膜,再在膜上鋪墊一層土工布;石質坡面應與周圍土質坡面厚度一致,經修鑿的石質坡面上用水泥砂漿抹平,然后鋪襯HDPE膜,上覆一層土工布。溝谷一般由數條支溝和1條主干溝組成。支溝上設滲濾液收集溝(下
30、設地下水收集盲溝)和魚刺狀滲濾液收集支溝;主干溝上設匯集滲濾液收集溝的滲濾液主盲溝(下設地下水主干溝)。場底為垃圾堆填區,場底基礎為土方層填筑,機械碾壓平整。場底土層(30cm厚)應由人工徹底清除樹根、石塊等雜物,然后鋪筑40cm粗砂層,粗砂層中不得含有粒徑>的角礫或其他尖銳物。在粗砂層表面鋪墊一層土工布,然后鋪襯HDPE膜,上覆50cm過篩的優質粘土保護層,再鋪筑40cm粗砂過濾層,才能用于垃圾堆填。 圖5 水平防滲結構圖(3)在坡面進行HDPE膜鋪襯時,坡面上端應進行錨固,錨固采用錨固溝法,即在坡面上端距破口100cm處開挖寬、深各100cm的矩形溝槽,將HDPE膜和下層土工布沿溝槽
31、底部及邊緣鋪設,然后用粘土分層回填夯實。石質坡面的錨固方法與土質基本相同,但錨固溝的尺寸可適當縮小,溝內采用低強度等級素混凝土回填。HDPE膜的拼接接口采用專用機械熔焊,局部破損也可采用焊接法修補。由于HDPE膜是進口產品,鋪襯和焊接施工時應有專家現場指導。2.垂直防滲垂直防滲系統在山谷型填埋場中應用較多,在平原區填埋場中也有應用。垂直防滲系統廣泛用于新建填埋場的防滲工程和已有填埋場的污染治理工程,尤其對于已有填埋場的污染治理,因目前對其基底防滲尚無辦法,因此周邊垂直防滲就特別重要。根據施工方法的不同,可用于垂直防滲墻工程施工的方法有地基土改性法、打入法和開挖法等。6.3 滲瀝液收集導排系統垃
32、圾處理場滲瀝液的收集和排出系統,是垃圾處理場能否正常運行的重要設施。如果滲瀝液收集和排出系統不能正常工作,將會使滲瀝液大量蓄積于處理場內,從而導致以下問題:由于滲瀝液的積蓄,使處理場底部的防滲層上的水壓增大,從而使滲瀝液的滲漏導致地下水及下游水體和土地受到污染。使填埋的垃圾在水中浸泡,從而使大量污染物浸出,導致滲瀝液污染物濃度增加。本項目垃圾處理場滲瀝液的收集導排系統主要由設于底部防滲層上的滲瀝液導流層、導流盲溝、豎向石籠組成。導流層實際上是在場地底水平防滲層之上鋪設的300mm厚的卵石,粒徑為1650mm。施工時,卵石要求從上至下,粒徑逐漸加大,這樣既能截細小顆粒,又能確保排水通暢。導流盲溝
33、布置在庫底,盲溝內鋪設HDPE花管并填滿級配卵石,盲溝內HDPE花管直徑為315mm。石籠:在整個填埋庫區內按40m間距設置豎向導氣石籠,石籠由直徑1200m的鐵絲網填以級配碎石形成,石籠內設置直徑200mm的HDPE穿孔花管。滲瀝液收集導排系統的工作機理是:各垃圾層的滲瀝液進入附近的石籠或流到坡面上,再經石籠或坡面流入導流層進入盲溝,最后經滲瀝液收集管排入滲瀝液調節池中。6.4 填埋氣體收集導排及利用填埋場必須設置有效的填埋氣體導排設施,嚴防填埋氣體自然聚集、遷移引起的火災和爆炸。填埋場不具備填埋氣體利用條件時,應主動導出并采用火炬法集中燃燒處理。未達到安全穩定的舊填埋場應設置有效的填埋氣體
34、導排和處理設施。填埋氣體導排設施應符合下列規定:填埋氣體導排設施宜采用豎井(管),也可采用橫管(溝)或橫豎相連的導排設施。豎井可采用穿孔管居中的石籠,石籠宜用級配石料等粒狀物填充。豎井宜按填埋作業層的升高分段設置和連接;豎井設置的水平間距不應大于50m;管口應高出場地1m以上。應考慮垃圾分解和沉降過程中堆體的變化對氣體導排設施的影響,防止設施阻塞、斷裂而失去導排功能。填埋深度大于20m采用主動導氣時,宜設置橫管。有條件進行填埋氣體回收利用時,宜設置填埋氣體利用設施。填埋庫區除應按生產的火災危險性分類中戊類防火區采取防火措施外,還應在填埋場設消防貯水池,配備灑水車,儲備滅火干粉劑和滅火沙土。應配
35、置填埋氣體監測及安全報警儀器。填埋庫區防火隔離帶應符合本規范5.0.9條的要求。填埋場達到穩定安全期前的填埋庫區及防火隔離帶范圍內嚴禁設置封閉式建(構)筑物,嚴禁堆放易燃、易爆物品,嚴禁將火種帶入填埋庫區。填埋場上方甲烷氣體含量必須小于5%;建(構)筑物內,甲烷氣體含量嚴禁超過1.25%。進入填埋作業區的車輛、設備應保持良好的機械性能,應避免產生火花。填埋場應防止填埋氣體在局部聚集。填埋庫區底部及邊坡的土層10m深范圍內的裂隙、溶洞及其他腔性結構均應予以充填密實。填埋體中不均勻沉降造成的裂隙應及時予以充填密實。對填埋物中的可能造成腔型結構的大件物品應進行破碎。6.5 防洪系統 防洪工程的設計是
36、由場地周圍的回水面積、降雨量、地表徑流等因素確定的。通過計算相應的暴雨強度,再求出水量,便可設計截洪溝的尺寸。 (1) 暴 雨 強 度 q=式中:q暴雨強度,L/s·hmP設計重現期,a,取20年 ; t降雨歷時,min,取10min。= 157 L / s hm (2) 匯 水 量q =Fq式 中 F 匯水面積,hm 2 ; ; /s(3)截洪溝尺寸截洪溝斷面為等腰梯形 ,上底 b=0.5m,高h=0.4m, 腰的坡度m=1,則面積 W濕周為 =水力半徑 由于山地的土質一般為粘土或非粘土的土壤,查給水排水設計手冊(第7冊)城市防洪得,其容許的不沖刷流速都很小,大 部 分 都 小 于
37、 1m/s, 抗 沖 刷 能 力 很 差 , 所 以 必 須 進 行 防 護 處 理 。 本 設計采用的是混凝土護面進行防護,其抗沖刷能力很強。查給水排水設計手冊(第 7 冊)城市防洪得,混凝土護面的邊坡系數 為 m =1.0,混 凝 土 護 面( 無 抹 灰 的 混 凝 土 )的 糙 率 為 n=0.013。流 速 計算公式為: 其中: R水力半徑,m;i溝底縱坡,其值不小于0.2%,本次設計可取2%; C流速系數,其值與水力半徑R和護面的糙率n有關。 式中 n 護面的糙率,混凝土取0.02。截洪溝中的流速為 垃圾壩的設計 衛生填埋技術是目前城市生活垃圾處理的主要方法。
38、為增加垃圾庫容、或填埋分期規劃,需設置不同的垃圾攔擋構筑物。攔擋構筑物根據材料的不同,主要分為碾壓式土石壩、漿砌石壩、混凝土壩等。其中碾壓式土石壩體積較大,占用庫容較大,造價較低,需要大量粘土;漿砌塊石壩、混凝土壩體積較小,占用庫容較小,造價較高。 垃圾壩設計需根據當地地質情況及投資造價進行選擇,并經過力學分析其穩定性。碾壓式土石壩為重力壩,持力層較淺,而后兩種壩體持力層深,對地質條件要求較高。故本設計采用碾壓式土石壩。 1.垃圾壩的設計內容生活垃圾衛生填埋場土石壩的設計主要包括:壩型選擇,材料選擇,壩體結構,壩基選擇,壩體與岸坡的連接等。(1)壩型選擇 填埋場用
39、土石壩沒有防滲要求,不設心墻,一般可分為均質壩和多種土質壩。由于場地地質情況不同,又兼土石考慮就地取材及降低造價,采用多種土質壩是合適的選擇。 (2) 材料選擇 材料的選擇基本同水工壩的要求,技術條件可放寬,材料選擇更廣泛。筑壩材料壓實后,應具有較高的強度和一定的抗風化能力,并具有較好的長期穩定性。除了含有機質太多的土料、淤泥和軟粘土外,幾乎所有土石料都可用作筑壩材料。 (3)壩體結構 壩體高度:土石壩的高度主要由填埋庫容確定。對于某一特定的填埋場地,最大庫容對應某一壩高,根據現有經驗,壩高一般在 30以下,按水工分類標準
40、都屬于低壩。 壩坡:一般確定壩坡均在1:2附近。上下游可采用同樣的壩坡。填埋場內邊坡每隔一定高度根據需要設土工膜錨固平臺。填埋垃圾一側的壩面因上覆防滲層,可僅做壓實土層防護;長期暴露的壩面應做坡面防護,根據重要性可選擇植草防護,干砌石防護,預制板鋪砌等,為防止壩體材料流失,應做反濾層。 壩頂構造:填埋場往往將土石壩頂作為運輸或巡檢通道,不宜將壩頂寬度定的太小,一般不少于 5m。常用泥結碎石、瀝青碎石等材料,既防止雨水沖蝕,又能滿足車輛行使的要求。壩軸線中點附近填筑高度最大,壩基覆蓋層也可能最厚,設計中應留有一定超高,到軸線兩側逐漸降到設計高度,同時也有利于壩頂排水
41、。 壩基選擇:土石壩既可建在巖基上,也可建在土基上。對于地基的強度和變形的要求,比其它形式的壩要低。但地基中如含有不良地質情況,則須慎重對待,進行地基處理。土石壩竣工后的總沉降量 (包括壩基及壩體)一般不應大于壩高的 1%。 土石壩與岸坡的連接:岸坡開挖要去掉表土、浮石,并將表層土壓實。對于失水很快分化變質的軟巖石,開挖時預留保護層,填筑時,邊開挖,邊回填,也可開挖后噴漿防護。土石壩面與岸坡形成自然溝渠,為防止此處沖刷,必須設置排水溝。 2.垃圾壩的計算 設計中必須考慮壩體防滲,考慮滲流的作用。而填埋場中土石壩主要用來擋垃圾
42、;(固體廢棄物),一般不考慮水的滲流作用。填埋場中往往設有良好的地下水導排系統,壩體在計算中可不考慮滲流的作用。大部分垃圾衛生填埋場均設有通暢的地下水導排系統,故壩的計算中不必考慮滲流的計算和滲透穩定的計算,可僅進行壩的穩定和變形計算。但壩基中的穩定地下水位對其穩定與變形的影響則應予以考慮。本垃圾填埋場垃圾堆體高度為12米,根據壩體高度的設計標準,我把壩體高度確定為3米,壩底寬度根據坡度確定為10米,壩頂寬度為5米。垃圾壩緊挨垃圾一側根據實際情況設計得比較陡,而背向垃圾一面則比較舒緩。在壩面上的防滲材料一般選用HDPE膜。為增強防滲膜的抗滑穩定,可選用單毛面的,而且毛面貼著壩體。壩面防滲材料的
43、穩定可以通過簡單的物理力學分析計算。如不滿足,則需要在馬道和壩頂設置錨固溝或采取其他的錨固設施。6.7監測井由于場區深層地下水大于30m,監測井檢測深層地下水投資很大,因此在本項目中,依據生活垃圾填埋污染控制標準(GB16889)設置地下水監測井,以檢測地表水的水質。監測井包括地下水本底監測井、污染擴散監測井、污染監測井等,并根據地表水依山勢的流向設置,本底井一眼設置在填埋場地表水流向上游50m處;污染擴散經兩眼,設置在填埋場兩旁各50m處;污染監測井兩眼,設置在填埋場地表水流下游30m處和50m處。6.8 填埋工藝城市垃圾由環衛部分的垃圾運輸車運至垃圾處理廠,經垃圾填埋入口的地磅稱重記錄后駛
44、入垃圾填埋庫區,在現場人員的指揮下按填埋作業順序進行傾倒、攤鋪、壓實、灑藥和覆土,拉簡單元分層填埋。6.9 填埋作業設備選擇 科學、合理的汽配垃圾填埋作業所需的機械設備,是保證處理廠正常運行的關鍵。設備配備是根據處理廠實際工作量和作業機械的能力而設置,并考慮一定的使用率和完好率。根據本工程所用的 填埋工藝要求,填埋作業應配置裝載、推土攤鋪、壓實、挖掘、取 土、運輸等作業設備。1、推土攤鋪設備的選擇天買的垃圾及其覆蓋土在填埋作業面傾倒后,為有利于下一步的壓實作業,需進行推土攤鋪作業。由于城市生活垃圾堆體成分復 雜、密度不均勻以及含水率高等特點,選擇推土攤鋪設備必須具有 接地壓力適當、功率強勁,技
45、能在相對較短的距離內將卸下的垃圾從一處推至另一處,又能在不平坦的表面甚至斜坡上移動等性能,為此本工程選用濕式履帶式推土機用作攤鋪設備。 2、壓實設備的選擇為了節省垃圾填買的庫容、增加垃圾填賣場的服務年限、減少垃圾填埋場的不均勻沉降、最大限度地發揮填埋場的投資效益,填埋垃圾在傾斜和攤鋪后,必須分層壓實處理,按照生活垃圾衛生填埋技術規范CJJ17-2007)的規定,垃圾壓實密度應大于600kg/m,為此垃圾填埋場需配置壓實設備 。根據本工程設計規模,同時從經濟上考慮,本工程擬選用國產壓實機1臺和履帶式推土機1臺。 3、取土設備的選擇 為了減小填埋場對周圍環境的污染,填埋場每一單短作業完成 后,應進
46、行覆蓋,對于本工程采用黏土覆蓋,因此填埋暢需配備挖 土、裝圖和運土設備和車輛,主要包括裝載機和自卸汽車等,在這 些設備同時兼做填埋暢廠區道路的維護和填埋庫區場地的平整等。4、噴藥和灑水設備的原則 填埋場還應有滅蠅、滅蟲、滅鼠、防塵和除臭措施,為此垃圾 填埋暢需配備灑水、噴藥兩用車,定期對填埋暢機器周邊地區進行 噴藥和灑水,一所好滅蠅、滅蟲、滅鼠、防塵和除臭工作。5、其他設備的選擇為了防止填埋暢垃圾中的紙張、塑料袋等輕質垃圾在填埋過程 中的隨風飛揚,本工程在垃圾填埋場周邊設置防飛散網。填埋工程主要設備配置見附錄一 。 封場工程1、封場設計應考慮地表水徑流、排水防滲、填埋氣體的收集、植被類型、填埋
47、場的穩定性及土地利用等因素。2、填埋場最終覆蓋系統應符合下列規定:粘土覆蓋系統(從下至上):垃圾層、排氣層、防滲粘土層、排水層、植被層,見圖10-1。其中排氣層應采用粗?;蚨嗫撞牧?;防滲粘土層的滲透系數不應大于1.0×10-7cm/s;排水層宜采用粗?;蚨嗫撞牧?,應與填埋庫區四周的排水溝相連;植被層應采用營養土,厚度應根據種植植物的根系深淺確定。植被層(15cm)排水層(20cm30cm)防滲粘土層(20cm30cm)排氣層(30cm)垃圾層圖10-1 粘土覆蓋系統示意圖人工材料覆蓋系統(從下至上):垃圾層、排氣層、膜下保護層、土工膜、膜上保護層、排水層、植被層,見圖10-2。其中排
48、氣層應采用粗粒或多孔材料;土工膜厚度不應小于1mm;排水層宜采用粗?;蚨嗫撞牧希恢脖粚討捎脿I養土,厚度應根據種植植物的根系深淺確定。植被層(15cm)排水層(20cm30cm)膜上保護層HDPE土工膜(20cm30cm)膜下保護層(粘土厚度20cm30cm)排氣層(30cm)垃圾層圖10-2 人工材料覆蓋系統示意圖封場頂面坡度不應小于5%。邊坡大于10%時宜采用多級臺階進行封場,臺階間邊坡坡度不宜大于13,臺階寬度不宜小于2m。填埋場封場后應繼續進行填埋氣體、滲瀝液處理及環境與安全監測等運行管理,直至填埋體穩定。填埋場封場后的土地使用必須符合下列規定:1、填埋作業達到設計封場條件要求時,確需
49、關閉的,必須經所在地縣級以上地方人民政府環境保護、環境衛生行政主管部門鑒定、核準;2、填埋體達到穩定安全期后方可進行土地使用,使用前必須做出場地鑒定和使用規劃;3、未經環衛、巖土、環保專業技術鑒定之前,填埋場地嚴禁作為永久性建(構)筑物用地。7 滲瀝液處理工程7.1 處理工藝處理流程圖:滲瀝液調節池格柵泵房UASB曝氣生物濾池污泥濃縮池污泥脫水機房吹脫塔垃圾填埋場清水池排出污泥回流1. 污水處理方案選擇原則1)技術可靠,力求高效,處理工藝能滿足排放標準要求;2)處理流程應具有一定的抗沖擊負荷能力;3)運行穩定,操作管理簡便;4)盡量降低基建投資與運行費用,少占土地、節約能耗;5)盡量考慮元近期
50、結合,避免設備的浪費。2.滲瀝液處理方案比較由于滲瀝液水質水量變化的復雜性,其處理方案受多種因素的影響,目前的處理方案的基本特點和使用條件見下表:表7-1 滲瀝液處理方案的基本特點和使用條件滲瀝液處理方案基本特點和使用條件預處理合并處理適用于處理廠居城市污水廠較近的情況,處理效果可得到保證,處理成本較低,但操作時要加以控制,以免對城市污水廠造成沖擊負荷。場內獨立處理系統處理效果穩定,處理出水達標,投資和運行費用巨大。場內循環噴灑處理系統可節省投資和運行費用,但滲瀝液的噴灑會帶來空氣污染和不衛生及多層中間覆土使填埋體透水性降低等問題,這些因素限制了審理液循環噴灑的應用。據杞縣提供的資料,杞縣城市
51、污水處理預計在2006年底建成,本項目距離城市污水處理廠7km,距離城市污水管網35km,因此通過對滲瀝液各種處理方的對比以及上述綜合分析,本填埋場對滲瀝液的處理擬采用預處理合并處理方案,滲瀝液經處理達三級標準后,用吸污車運送至污水處理廠進一步處理。本污水處理系統排放標準為生活垃圾填埋污染控制標準(GB16889)中的三級標準,主要控制指標如下:COD1000毫克/升BOD600毫克/升SS400毫克/升。3.滲瀝液處理設計水量及水質的確定根據滲瀝液水量計算,確定滲瀝液處理廠設計的規模為60m³/d。由于我國的城市垃圾沒有分類收集,對于新建的垃圾填埋場,垃圾中有機物含量很高,因此填埋
52、滲瀝液中BOD5和COD值很高、由于填埋場還未建成,參考國內外審理也處理方面的相關資料,以及杞縣城市生活的物理構成成分,初步擬定滲瀝液處理涉及的水質如下:BOD5=8000毫克/升COD=11000毫克/升SS=580毫克/升PH=6-94. 污水處理工藝方案對比垃圾滲瀝液的處理方法包括物理化學法和生物法,物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉淀、化學氧化與還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法,與生物處理相比,物理處理法不受水質水量變化的影響,出水水質比較穩定,尤其是對BOD5/COD比值較低(0.07-0.20)難以生物處理的垃圾滲瀝液,有較好的處理效果。其缺點主要是處理成本較高,
53、不適用于大量垃圾滲瀝液的處理及單獨處理,可與生化法相結合來處理。生物法主要有好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。a)好氧生物處理可用于垃圾滲瀝液處理的好氧生化工藝有多種,如活性污泥法、氧化溝法、好氧穩定塘、生物轉盤法等。好氧處理能有效地降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除其他一些污染物質如鐵、錳等金屬,其中活性污泥法因其費用低、效率高而得到最廣泛的應用。許多學者研究發現活性污泥能去除滲瀝液中99%的BOD5和80%以上的有機碳,及時進水中有機碳高達1000mg/L,污泥生物相也能很快適應并起作用。在低負荷下運行的活性污泥系統,能去除滲瀝液中80%-90%的COD,出水BOD520mg/
54、L。試驗研究結果表明,對于COD=4000-13000mg/L、BOD5=1600-11000mg/L、NH4-N=87-590mg/L的滲瀝液,混合式好氧活性污泥法對COD的去除效率可以穩定達到90%以上。眾多實際運行的垃圾滲瀝液處理系統也表明,活性污泥法比化學氧化法等其他方法的處理效果更佳。生物膜法與活性污泥法相比,具有抗水量、水質沖擊負荷的有點,而且生物膜上能生長時間較長的微生物,如硝化菌之類。加拿大某大學用直徑0.9m的生物轉盤處理COD1000mg/L、NH4-N50mg/L濃度較低的弱性滲瀝液,其出水BOD525mg/L,當溫度回升,微生物的消化能力隨即恢復、但是應當指出,這種滲瀝
55、液的性質與城市污水相近,對于高濃度的滲瀝液處理,此方法是否使用還有待研究。b)厭氧生物處理厭氧生物處理的運用已經有近百年的歷史。近20年來,隨著微生物學、生物化學等科學發展和工程實踐的積累,不斷開發出新的厭氧工藝,克服了傳統工藝的水力停留時間長、有機負荷低等特點,使它在理論和時間上有了很大的進步,在處理高濃度(BOD52000mg/L)有機廢水方面取得了良好效果。厭氧生物有許多優點,最主要的是能耗少,操作簡單,因此投資及運行費用低廉,由于產生的剩余污泥量少,所需的營養物質也少。近年來,開發的砂氧生物處理方法有:厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧流化床反應器等。厭氧濾池是用于處理溶解性有機物,
56、加拿大Haifax Highway 101填埋場滲瀝液平均COD為12850mg/L、BOD5/COD為0.7、PH=5.6。將此滲瀝液先經過石灰水調節至PH=7.8,沉淀1小時后進厭氧濾池(此工序還起到除鋅等重金屬的作用),當負荷為4kgCOD(m³·d),但對于滲瀝液,其負荷必須保持較低水平才能得到理想的處理效果。英國的水研究報道用上流式厭氧污泥床(UASB)處理COD1000mg/L的滲瀝液,當符合為3.6-19.7kgCOD/(m³·d),平均污泥齡1.0-4.3d,溫度為30時,COD和BOD5的去除率各為82%和85%,他們的負荷比厭氧濾池要大得多。c)厭氧與好氧的結合方式雖然實踐已經證明厭氧生物法對高濃度有機廢水處理的有效性,但單獨采用厭氧發處理滲瀝液也很少見
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