固废课程设计

固废课程设计说明书第四组山谷型卫生填埋场工艺设计姓名：雷涛学号：111410228班级：环工1102指导：许士洪成绩：2012年6月26日东华大学环境科学与工程学院目录第一部分设计任务书······································2第二部分设计说明书······································4第一章填埋场方案论证与设计·······························41.1城市的生活垃圾处理方式论证······························41.2填埋场结构形式论证······································41.3填埋场类型论证··········································5第二章填埋场工艺设计····································62.1库容设计················································62.2填埋场选址··············································82.3填埋场工艺设计·········································112.4总图设置···············································132.5防渗系统···············································162.6导气系统···············································212.7收集系统···············································232.8渗滤液的产生及收集·····································242.9封场覆盖···············································302.10环境保护与监测········································35第一部分固体废弃物处理与处置课程设计任务书指导教师：许士洪一、课题名称：某山谷型卫生填埋场工艺设计二、设计任务：根据有关部门批准的任务书，拟在某城市新建一座城市垃圾卫生填埋场，要求对该填埋场进行工艺设计。三、设计资料：1、设计数据：该城市现有人口数量70万，根据城市规划，至2030年人口约108万，服务年限20年。我国人均生活垃圾产量约0.8～1.4kg/(人·d)，垃圾容重（压实密度）0.4～0.6t/m3。填埋场覆土与垃圾体积比为1：3.5。2、工程建设场地概况本工程建设场址距市中心15km，三面环山，峡谷面积约1km2，地面标高55.0～71.0米。3、工程水文地质3.1工程地质裸露的地层为棕黄色粉质黏土，渗透系数为1.0×10－7～2.6×10－8cm/s，厚度为2～3m.。3.2水文地质建设场地中含水层主要为黄土层潜水，场地地下水埋深约3～4m，水位年变幅1～2m。4、气象工程场地属温暖带半湿润大陆性季风气候，具有冬长夏短，春秋温凉典型特征。四季分明，春季和冬季干旱多风，夏季炎热，降雨集中，秋季天气晴朗，日照充足。气温:年平均气温：13.5℃极端最低气温：-3℃极端最高气温：41℃年平均相对湿度：70～85%降雨年平均降水量：6.9mm/d日最大降水量：8.6mm/d日最小降水量：4.2mm/d风冬季平均风速：2.1m/s夏季平均风速：2.5m/s主导风向：西南最大冻土深度：230mm5、相关规范及标准1）生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）2)生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）3）生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范（CJJ113-2007）四、要求：1、进行该填埋场的方案论证与设计；2、进行填埋场工艺设计（包括库容设计、填埋工艺、防渗系统、导气系统、封场覆盖、渗滤液收集），并写出设计说明书；字数不少于5000字；3、绘出填埋场流程图，平面图，填埋场场地平整图、填埋场封场图、渗滤液收排及填埋气导排系统图、集气集液系统断面图。（要求达到初步设计要求）五、设计时限：1周六、设计进度1、设计动员，布置任务，提出要求，强调纪律，（时间0.5d）。2、文献查阅，了解垃圾填埋场设计的工艺与方法（时间ld）。3、进行工艺设计与计算（时间1d）。4、绘制图纸（时间2d）。5、编写设计说明书（时间l.5d）。七、参考文献《环境工程设计手册》、《三废处理工程技术手册》（固废卷）、《固体废弃物处理与处置》、《环境工程》、《中国沼气》、其他相关书籍及刊物、及网络资源。第二部分设计说明书第一章填埋场方案论证与设计1.1城市的生活垃圾处理方式论证：城市的生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、堆肥和焚烧三种。这三种主要处理方式的使用条件和效果各有特点详见表1-1。表1-1常用垃圾处理方法的比较方式填埋法焚烧法堆肥法选址较难,一般远离市区10km,还要考虑水文、地质、气候条件较易,可靠近市区,但应避开主导上风较易,可在市郊,但需避开住宅密集区占地面积大，按容积与使用年限计算小，90~120m2/t小，180~330m2/t适用条件使用范围广,对垃圾成分无严格要求。垃圾热值要大于3347~3766kJ/kg垃圾中有机物含量不低20%~40%工艺工艺简单,管理方便设备复杂季节性运行最终处理无残渣需作填埋处理，约占初始量10%~25%非堆肥物需作填埋处理，约占总量的30%资源利用垃圾分选回收部分废品;填埋气收集;终场复垦再生土地资源发电、供热;垃圾中的可燃物质全部烧掉作农肥;垃圾分选回收部分物资大气污染较小,填埋气体有污染,处置不当易爆炸较大,烟气处置不当有一定污染较小,有轻微气味水污染较大(渗滤液量大,达标难度大)可能性较小可能性较小成本较小(运行费较低),但投资大较大中等减容量容量增大接近一半70%有害气体排放未减增大有轻微气体污水排放永久排放无无有效利用无无部分利用环境影响很大大较小自然污染未变较为轻微气体较小有益贡献无无较小最终产物原样未变大量无用灰渣作农肥、垃圾分选回收部分物资由于填埋处理垃圾消纳的量大，单位投资相对较低，比较适应我国目前大部分城市的经济承受能力，因此，在此设计中选择卫生填埋作为处理城市生活垃圾的方法。1.2填埋场结构形式论证：根据填埋场填埋层空气的存在状态可分为厌氧填埋和好氧填埋，好氧填埋又有两种不同的方式——好氧填埋半好氧填埋方式。1.2.1气体成分论证不同类型的填埋方式对气体的产量有影响，直接决定着填埋气体是否能够在进行利用。实践证明：好氧填埋、半好氧及循环式填埋的气体产生量比较少；而厌氧填埋的沼气产生量比较多。表1-2不同填埋构造的CO2和CH4的产生比率填埋构造形式CO2CH4备注半好氧型填埋8020其他成分数据：氮17%；氧小于1%；二氧化硫小于20ppm；氨气0.6ppm；硫化氢6.8ppm循环式半好氧型填埋9010好氧型填埋955从表1-2可以看出，厌氧填埋中CH4成分远高于好氧填埋，满足资源再利用的条件。1.2.2堆体堆高论证本工程地区地表裸露的地层为棕黄色粉质黏土，渗透系数小于1.0×10－7cm/s，厚度为2～3m.。而在填埋面积一定的情况下，填埋高度同气体回收量有着密切的联系，一般填埋场的气体如果要具备利用价值，要求的填埋高度应在20m以上。本填埋场高度约为26m，可以满足气体回收利用的条件。1.2.3结构形式确定根据以上的特点，本工程采用厌氧填埋技术。大量厌氧分解产生的填埋气体通过气体导排系统排出，并需配备完善的填埋气体收集利用系统和渗滤液处理系统来处理场区渗滤液和回收填埋气体。1.3填埋场类型论证：垃圾卫生填埋场根据其所在的地形不同可分为四种类型：平原型填埋场、山谷型填埋场、坡地型填埋场和滩涂型填埋场。而由于本工程建设场址距市中心15km，三面环山，峡谷面积约1km2，因此采用山谷型填埋场。山谷型填埋场一般具有如下特点：利用山谷形成的贮留空间,在山谷下游修筑堤坝建造而成；场地为独立的水文地质单元,地下水流至谷口向外排泄；在库区外设置环库截洪沟,拦截场外雨水,排入场区下游；渗沥液收集后汇入下游的调节池,作集中处理。山谷型填埋场具有填埋容量大、建设费用低等优点,但由于山谷大都位于地下水上游,填埋场对地下水的影响是一个必须重点考虑的因素；另外山谷地区地质条件的复杂性、山谷汇集洪水对填埋场的破坏也是要考虑的因素。第二章、填埋工艺设计2.1库容设计：2.1.1城市概况：该城市现有人口数量70万，根据城市规划，至2030年人口约108万，服务年限20年。我国人均生活垃圾产量约0.8～1.4kg/(人·d)。垃圾容重（压实密度）0.4～0.6t/m3。填埋场覆土与垃圾体积比为1：3.5。在此期间，城市生活垃圾量随人口的增加而呈递增趋势，设20年人口自然增长率为a，则有70×（1+a）20=108。故20年人口自然增长率为a=2.2%，即城市生活垃圾年增长率。2.1.2填埋场库容计算：填埋场总容量包括填埋垃圾的体积和覆土的体积。取人均生活垃圾产量为1kg/(人·d)，垃圾容重（压实密度）0.5t/m3。(1)计算公式：①每年所需的场地体积为：r1DWP365V垃圾压实密度每年垃圾产生量式中：W－垃圾产生率(kg∕d•人)；P－城市人口；D－压实后垃圾的密度(kg∕m3)；r－覆土与垃圾之比。②每年所需的场地面积为：HVA(2)计算结果：20年间城市生活垃圾量随人口增长而递增，年增长速率为2.2%，计算列表如下：年份库容量/万m3年份库容量/万m3201065.7202183.47201167.15202285.31201268.62202387.18201370.13202489.10201471.68202591.06201573.25202693.06201674.86202795.11201776.51202897.20201878.19202999.34201979.912030101.53202081.67总量1730.03计算举例：第一年库容量计算如下：3341m7.65m6570003.51150010701365r)(1DWP365V万2030年库容量计算如下：33204201m万101.51015274.0m3.5115000.022110701365r)(1Da1WP365V由上表可知，服务年限20年间库容总量为1730.03万m3，日平均规模2369.90m3/d，填埋场的起始规模为1800m3/d。厂区总面积约1km2，而根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》的要求，填埋库区的占地面积宜为总面积的70%～90%，不得小于60%，本设计取80%。填埋库区面积：2680000080%101Am则填埋高度：m63.12800000101730.03AVH42.2填埋场的选址2.2..1选址的考虑因素填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，达到最理想的经济效益，实现保护环境的目的。必须加以考虑的因素有：运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道路、地形和土壤条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可被利用。（1）运输距离：运输距离是选择填埋场地的重要因素，对废物管理系统起着重要作用。尽管运输距离越短越好，但也要综合考虑其他各个因素。（2）场址限制条件：场址至少应位于居民区1km（参照德国标准）以外或更远。（3）可用土地面积：填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方，以利于满足废物综合处理长远发展规划的需要，应有利于二期工程或其他后续工程兴建使用。尽管没有填埋场大小的法律规定，填埋场地也要