200噸每天城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場設計【含CAD圖紙+文檔】

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畢業(yè)設計（論文） 外文參考文獻譯文及原文 學 院 環(huán)境科學與工程學院 專 業(yè) 環(huán) 境 工 程 年級班別 學 號 學生姓名 指導教師 20xx年6月2日 對西班牙南方一個城市垃圾填埋場產生的沼氣能源的研究 Montserrat Zamora Jorge Ignacio Pe′ rez Pe′ rezb, Ignacio Aguilar Pave′ sc, A′ ngel Ramos Ridaoa 西班牙格拉納達大學土建工程環(huán)境技術部,18071 西班牙格拉納達大學土建工程規(guī)劃建設部 2005年5月接收,2005年8月確認 摘要 雖然垃圾填埋場不可避免產生廢棄的管理問題,但是它仍是最通常的解決城市生活垃圾的方法之一。垃圾填埋場是人為生產甲烷的重要來源。在這種情況下，歐盟已經為可再生能源通過了歐盟政策結構里面的沼氣的有效管理的規(guī)則。這是一項研究密封的垃圾填埋場能源恢復的例子, 但這種能源恢復是指垃圾填埋場氣體用來生產電能。這一研究的結果具有很強的經濟生存能力, 這實現(xiàn)了早先的對安裝的工程. 以經驗和理論上模型的使用為基礎得出結果表示沼氣中有 250 到 550 N m3/h的甲烷和一個以全部流量的45% 比例。 目前它用來生產電力共計大約 4,500,000 千瓦 h/年。根據(jù)安裝的經濟分析和內在的恢復率 (IRR)估計開發(fā)時期為7年。 關鍵字: 垃圾填埋場氣體,能源恢復,可再生能源,經濟分析 目錄 1. 介紹 1 1.1垃圾填埋場氣體對環(huán)境的影響 1 1.2垃圾填埋場氣體是一個可重新開發(fā)能源來源 2 1.3. 法律問題 3 1.3.1. 關于方向性96/61/CE污染的聯(lián)合預防和控制 3 1.3.2. 垃圾填埋場99/31/CE的指導 3 1.3.3. 歐共體對97/C76/01廢物管理戰(zhàn)略的決議 3 1.3.4.一個關于甲烷放射減少的戰(zhàn)略交流 4 2. 格拉那達城市的垃圾填埋場 (西班牙) 5 2.1. 垃圾填埋場的結構 5 2.2 垃圾的生產和特性 6 2.3 沼氣理論上的生產/生產量的定量化 7 3. 安裝設計 10 3.1. 收集和抽出系統(tǒng) 10 3.2. 能源可再生系統(tǒng) 11 4. 經濟上的可行性 12 5. 結論 12 1. 介紹 1.1垃圾填埋場氣體對環(huán)境的影響 垃圾填埋場的垃圾處理能產生不少的環(huán)境問題,如水污染,臭氣,爆炸和燃燒，窒息,植物破壞,和溫室氣體排放[1-3].現(xiàn)在正用不同的方法來評估這些影響以便能找出解決方案[4-7]. 垃圾填埋場氣體(LFG)是在衛(wèi)生垃圾填埋場中自然地發(fā)生有機廢物分解的副產物,是在生產那期間被微生物地斡旋降解廢物的有機部分.一個能生產大約 0.350 Nm3/公斤的沼氣的城市垃圾衛(wèi)生填埋場基本上能夠把生物能轉變成可使用的能源.[8,9]. 垃圾填埋場氣體產生于有氧和無氧兩種情況。有氧的情況在垃圾處理之后立刻產生并混合到大氣空氣。 開始的有氧階段是非常短的,而且產生出的是由二氧化碳組成的一種氣體。由于氧氣被快速地被消耗, 長期的降解繼續(xù)在沒有氧氣中進行,這種典型例子是 55% 的重要的能源價值產生一種瓦斯和一些揮發(fā)性的有機化合物 (VOC)甲烷和 45%的二氧化碳 [10-12].在20年內大部份的CH4和CO2在垃圾填埋場里產生,但也可能持續(xù)50年或更久。 有兩種解決LFG污染問題的方法,它們是抽出和燃燒LFG,一個方法是過去用的減少壓力使其重新轉變成能源。能源發(fā)展部門稱為安達盧西亞計劃。由于LFG 和它的氣味問題,另一個解決方法是為了其他的目的而重復使用 LFG 。因為它的總計化學能可以充分維持燃氣輪機的運作,因此表明它是有價值的能源資源。 事實上,它能用來增加電力的生產的補足或者作為主要的燃料,如作為瓦斯和車輛燃料,或者作為熱量輸送給居民和工業(yè)使用. [1,13]. 因為它能減少石燃料的使用而且能減少溫室效應，所以作為一個燃料來源的沼氣使用是能和環(huán)境相適應的。在個別研究中,二個溫室氣體之一CH4的產生幾乎是二氧化氮的21倍,對溫室效應影響比超過二氧化碳更危險.[8,14].垃圾填埋場的CH4主要是人為產生的,而且估計占全部人為產生CH4的3-19% [15].因為它是環(huán)境的污染和能源不足的有創(chuàng)造力的解決，如能源資源的使用垃圾填埋場瓦斯的恢復是現(xiàn)在一個重要興趣的區(qū)域[16,17]. 這篇文章是對位于南部西班牙(格拉那達)在2003年秋天安裝的內在燃燒引擎的衛(wèi)生垃圾填埋場能源潛能的一項研究. 1.2垃圾填埋場氣體是一個可重新開發(fā)能源來源 當2001年的京都協(xié)議書和馬拉喀什協(xié)議開始生效后,發(fā)展中國家可能需在未來十年內減少溫室氣體排放。以此相適應，他們也將必須尋求一個方案將這個政策對社會影響減到最少。增加使用可重新開發(fā)能源技術的晉級似乎能解決這個問題[8,13,18]. 在西班牙,這樣的能源技術被策略計劃和法律配置,關于使用可重新開發(fā)的能源來源的安裝的電力生產, 產品浪費. 安達盧西亞當?shù)胤秸呀洶阉谶@一個區(qū)域中的計劃,組織,和行動的協(xié)調發(fā)展一系列的策略計劃當作環(huán)境政策的一部份.在2000年第二計劃 當作積極的國防工業(yè)(2003-2006)[21] 被實現(xiàn)。 這關于能源率先的所有指令及帶來的計劃在預定的時間內將會在安達盧西亞實行,這一計劃保證環(huán)保而且達到了要在區(qū)域中使用豐富可重新開始發(fā)的能源資源的來源多元化。 在安達盧西亞的2000能源消費方面共計11,569ktep和在相同的時間里可重新開發(fā)的能源占了649ktep。在能源消費結構中的生物能源占90%而水力能源占5.3%.[21]. 在西班牙已經有各種各樣的主動描述來自城市的廢棄垃圾填埋場沼氣的產生如下列的例子[22].(阿斯圖里亞斯)以408,234 Tm/year廢儲蓄和六個引擎在750千瓦,一個引擎在300千瓦和二個引擎在250千瓦;(ii)Artigas(畢爾巴鄂)以243,361 Tm/year廢儲蓄和二個引擎在450千瓦;(iii)圣·馬科斯(桑河圣塞巴斯蒂昂)以146,172 Tm/year廢儲蓄和二個引擎在650千瓦; );(iv)Gungora(潘普洛納)以118,016 Tm/year廢儲蓄和一個引擎在750千瓦. 這些信息有力地證明生物能源是可再造能源的一個重大來源。生物能轉換能用的能量的例子在埋垃圾填埋場可以看到。 1.3. 法律問題 雖然在西班牙沒有在都市廢物受控儲蓄具體地調控沼氣高效率的管理的立法，歐共體出臺推薦并且被制定的政策已經開始極大影響西班牙的方針。 1.3.1. 關于方向性96/61/CE污染的聯(lián)合預防和控制 合并到西班牙立法里作為由工業(yè)活動生產的錫鉛軸承合金16/2002,方向性96/61/CE通過防止,并且減少大氣、水和土壤的污穢，并且包城市廢物的處理和排除。這個方針的顯著方面是以下列各項 [23]:(i)歐共體的會員國必須采取必要的措施提供主管當局保證設施通過最好的可利用技術的應用特別是管理方面，在這種情況下所有恰當?shù)念A防措施采取防止污染;(ii)必須高效率地使用能量和采取必要的措施防止嚴重的事故和減少可能的負面影響;(iii)當工業(yè)設施關閉并且停止運行時，必須采取必要的措施在活動明確停止后避免所有污染風險和退回操作站到一個令人滿意的狀態(tài)(崗位關閉責任)。 1.3.2. 垃圾填埋場99/31/CE的指導 各種各樣的提案、共同基礎的草稿和討論以后在環(huán)境保護，方向性99/31/CE (真正的修改的1481/2001在西班牙法典)被立法并且通過了。它包含關于氣體管理的以下措施[24]:(i)采取適當?shù)拇胧┛刂评盥駳怏w的儲積和散發(fā);(ii)在所有垃圾填埋，放置的生物可分解的廢物，氣體將恢復，被處理并回收。 (iii)垃圾填埋氣體只要可能對環(huán)境和公共衛(wèi)生產生負面影響都將被執(zhí)行就象避免的存貯、處理和再用;(iv)應該監(jiān)測垃圾填埋每個部分的氣體。在氣體不可能被重復利用創(chuàng)造能量的那些垃圾填埋，它將被監(jiān)測站焚燒和處理。 1.3.3. 歐共體對97/C76/01廢物管理戰(zhàn)略的決議 決議97/C76/01在1997年2月24日通過了。在第35章中它具體地要求歐共體的成員應該采取必要的環(huán)保措施保證垃圾填埋站點和其他的污染的地點恢復到對一個令人滿意的狀態(tài)[25]。 1.3.4.一個關于甲烷放射減少的戰(zhàn)略交流 為了考慮到甲烷放射對氣候的潛在作用，這些信息指出需要分析這樣的放射產生的問題并且需要確認來源和排水設備站點。它也強調了建立一個共同的戰(zhàn)略必要。這將基本上包括對此減少放射的方法并且將被合并到會員國的一套立法指南里。 措施的實施是一個在特定時期將達到放射物的減少的目的。 建立的政治措施將根據(jù)他們的成本效益,潛在的經濟效益和社會后果進行評估. 根據(jù)一項較早的研究，主要焦點應該是在甲烷放射，在1990年農業(yè)、廢物和能量的最大的貢獻占歐共體甲烷放射量的45,32和23%，分別在那些顯著的區(qū)段. 甲烷的主要來源是垃圾填埋放置的有機物的無氧發(fā)酵。通信COM (96) 557包括以下內容[26]:(i)應該將現(xiàn)有的垃圾填埋和新的垃圾填埋進行區(qū)分對待;(ii)在現(xiàn)有的垃圾填埋情況下，當局應該為甲烷放射的管理合并基礎設施改進他們的技術容量和環(huán)境水平;(iii)在新的垃圾填埋情況下，應該嚴密監(jiān)測被授予許可證的受控絕氧儲蓄。無論如何，核實是否有限制甲烷放射的其他方式和為它召開會議和能量評估而合并有效率的系統(tǒng)是有必要的;(iv)當這樣評估不可行時，基礎設施需為它的總燃燒取得有效的作用;(v)最后，會員國應該開發(fā)對甲烷氣開發(fā)的經濟刺激傾向，這將有利于垃圾填埋技術的利用和有機物數(shù)量的減少。 在1999年4月26日決議99/296/CE，和修改過的關于二氧化碳監(jiān)視和其他溫室氣體的決議93/389/CEE出臺了,例如甲烷。這個決議肯定會員國應該做存貨排氣和由他們的排水設備站點排除的來源，并且講述減少這樣放射所采取的政策和全國章程因而促進他們的總排除。 很明顯，這些章程是為沼氣的高效率管理而采取模棱兩可的措施。然而確切的是需要減少和未處理的沼氣放射有在環(huán)境的負面地影響減到最小。 2. 格拉那達城市的垃圾填埋場 (西班牙) 2.1. 垃圾填埋場的結構 這篇文章是對拉納達格東北部2公里的一個有300,000人口的南西班牙城市垃圾填埋的研究。這個表面積為46.54的垃圾填埋場從1984年開始運行到1999年結束。在這個期間，垃圾沿山坡的河床放置的平均高度是870和500 m (參見圖 1). 垃圾填埋場是有一定密度的, 當數(shù)年以后發(fā)現(xiàn)前面地布滿來自相同的區(qū)域的數(shù)層土壤和類似垃圾填埋場的物質。 使填滿垃圾的垃圾填埋場的密度變緊密,垃圾變緊密的速度是0.7-0.9 Tm/m3.將它過濾并在垃圾填埋場流通的水池中被收集。氣體由一系列設施抽出所在30-35 m 的距離被分開。 1999年出于對緩解環(huán)境消極影響的考慮，垃圾填埋被封閉了。 隨后，計劃被草擬修建設施提取沼氣和重復利用它創(chuàng)造電能。 同年由INAGRA項目被執(zhí)行了(屬于CESPA3的公司)。 這個區(qū)域平均每年的秋天和冬天季節(jié)降雨降雪從66到400毫米變動.在格拉納達的平均每年的溫度主要依靠氣象臺測量得到。以Cartuja氣象臺為標準城市的平均溫度是15.3 1C，而在城市之外10公里的機場氣象臺它是14.81C. 格拉納達的溫度受內華達山脈影響。最高溫度在夏天的數(shù)個月而最低溫度是在十二月和一月。平均每年溫度的熱量變化是很大的，共計差不多201C。 這是存在白天和夜間溫度之間的變化。 區(qū)域的潛在蒸發(fā)量，由Thornthwaite方法計算，在夏天數(shù)個月期間通常有一個氣流的時期可達范圍從700到900毫米。 垃圾填埋是在阿爾漢布拉宮一個大黏土狀水池底土下形成，上層結構是由沙子制成，在下層中減少水傳輸容量。在垃圾掩埋場沒有表面的帶水層或地下水。 當垃圾填埋場被密封之后，來自格拉那達城市的垃圾,連同其他的附近城市和城鎮(zhèn)的垃圾在格拉納達外面20公里處進行植物堆肥，垃圾處理和最近在Alhendin鎮(zhèn)開始安裝堆肥設施.對植物產生主要作用的是： 金屬、紙和紙板、塑料和容器混雜，有機材料為天然肥料，其他為簡單廢物。 2.2 垃圾的生產和特性 在垃圾填埋場的最大處理量期間，總共有1,420,000Tm的垃圾進入垃圾填埋場。垃圾生產的增量可以在圖2中看出。表明從1984年到1999年期間有相當數(shù)量的垃圾進入了垃圾填埋場。這是最近幾十年來垃圾數(shù)量的傾向特點和在和平社會的垃圾平均比率[18,27的]。 為了分析垃圾的宏觀構成。表1得出了現(xiàn)場研究的結果。 垃圾的宏觀構成 重量 (%) 濕度 (%) 垃圾干重 (%) 干燥垃圾的可降解性 (%) 容易 難 總計 有機成分 30.50 75.00 7.63 75.00 7.00 82.00 濕紙 24.00 20.00 19.20 30.00 20.00 50.00 硬紙板 1.50 35.00 0.98 10.00 20.00 30.00 紡織品 1.00 20.00 0.80 0.00 10.00 10.00 塑料 21.00 1.00 20.79 0.00 0.00 0.00 金屬 5.00 1.00 4.95 0.00 0.00 0.00 玻璃 12.00 1.00 11.88 0.00 0.00 0.00 其他或惰性物質 5.00 1.00 4.95 5.00 16.00 21.00 合計 Total 100.00 28.83 71.17 11.82 5.44 17.26 表1垃圾填埋場的宏觀構成 2.3 沼氣理論上的生產/生產量的定量化 一些方法已經用于估計在垃圾處置站點CH4放射。 這些方法有很大的變化，不僅僅在于他們的假定，而且在于他們的復雜和需要的相當多的資料。一些根據(jù)理論氣體出產量來估算，而另外一些使用優(yōu)先處理的動能學式子[28-32]。 2.3.1. 沼氣的經驗預估 沼氣產生的估算是通過經驗計算，換句話說，計算是使用實驗和理論的數(shù)據(jù)。基于垃圾的宏觀性和先前區(qū)段的下降數(shù)據(jù)，以及對從垃圾填埋場散發(fā)的氣體樣品的分析，由此假設出可能的垃圾的化學式(參見表2)。 表2 可能的垃圾的化學式 C44 H70O29N 干燥成分 可降解成分 化學式 71.17% 17.26% 表3 沼氣產量和甲烷濃度的估算 甲烷產量 (m3/Tm) 沼氣產量 (m3/Tm) 甲烷濃度 (% v/v) 82.43 160.21 51.39 每噸垃圾生產的沼氣量已經由分解等式定義出了。40年的分解結果在表3總結出來了。 2.3.2.沼氣理論上和真實的生產量 前面部分提出每噸垃圾產生的沼氣量已經被假定計算出來。它是根據(jù)化學計量學演算出的假定數(shù)據(jù)，但在實際垃圾填埋場的情況卻復雜的多。其中一個重要的原因是潛在的垃圾填埋氣體生產的評估是分解動能學。有些研究員使用根據(jù)預測出的知識構成的等式或算法的模型來估算[23]; 其它使用以實驗為基礎的模型受到外環(huán)境的約束[33]; 而且他們是基于領域測量上的研究 [29]. 在這種情況下，決心發(fā)展一個理論-實際混合的方法即Tabasaran(1976) 運動模型[和后來的修正的韋伯(1996)模型30][31]. 這個方法在二個不同情況下允許每噸廢物的生產力曲線上下正常變化：(i)為快速地分解23%的無機垃圾(SDW)和34%有機垃圾(RDW)以及沼氣的生產和抽出而選取一個最佳的條件;(ii)一個比較糟糕的情況是有些地方的情況是不一樣的,如有些是有機材料的百分比為RDW 31%和無機材料的百分比為SDW 21%。 如果用不同的參數(shù)設置來評估對比這二種情況。這樣生產水平將獲得一個從115.92m3/Tm從172.43m3/Tm之間的有利變化。根據(jù)假設垃圾填埋氣體理論產生量160.21m3/Tm落在這范圍之內。 但是，在垃圾填埋場里會發(fā)生更加復雜的反應，并且產生其他化合物例如硫化氫、硫醇、CO、水蒸氣、N2和O2。而且，根據(jù)垃圾填埋場的開發(fā)系統(tǒng)和能量補救系統(tǒng)[34]，應該使用甲烷修正系數(shù)(MCF)來使甲烷的最后的比例在45%左右，這在其他研究方面都可以獲得.[8,18,35]。 圖3顯示了甲烷氣含量為50和45%時的最好和最壞情況的生產曲線. 沼氣產量 (甲烷 45%) 沼氣產量 (甲烷50%) 圖 3. 最佳與最壞的沼氣產量分析. 讓我們感興趣的實際上是可利用的并且最可能的集中的生產，這里估計有45%甲烷含量的生產符合要求。沼氣在垃圾填埋場里作為可燃燒的氣體是以大約4000kcal/Nm3的低卡值(LCV)集中(根據(jù)它的甲烷內容)，研究表明是在3861kcal/N m3LCV之下。這意味著沼氣有很高能量可以轉變成電能[14]。 沼氣單位(Nm3/h) 能量單位 (KW) 圖 4. 2002–2010.年中沼氣最大的開發(fā)潛能 圖4是一個開發(fā)時期中可用的沼氣最大的開發(fā)潛能。項目實用性取決于引擎或渦輪的使用，一般是7.5年(操作8000h/year)或8年(操作7500h/year)。設備將持續(xù)燃燒沼氣以達到高溫狀態(tài)。因為引擎或渦輪的替換或大規(guī)模修理都是大投資.如果在低于期望的沼氣量,在經濟上是不可行的。 在格拉納達的密封垃圾填埋場被認為是產沼氣量相對比較高的垃圾填埋場，估計在250-550 N m3/h。 這將平均生產出4,500,000千瓦h/year的電能。為此，一個活躍氣體匯集系統(tǒng)和排除系統(tǒng)發(fā)電的受控燃燒問題是必要的。為了獲得最佳的沼氣能量，把垃圾填埋氣體集中在一個地方是最佳的選擇。以下內容是描述使用基礎設施反氣化垃圾填埋氣體并且概述能量補救系統(tǒng)。 3. 安裝設計 為沼氣提取和再用提議的技術可以認為是標準技術。它是最新技術與歐共體和西班牙立法的完全相符。氣體提取和運用系統(tǒng)設計是用于這些設施一般類型。根據(jù)這個設計計算總成本。以下簡要地描述設施的組成。 3.1. 收集和抽出系統(tǒng) 氣體匯集系統(tǒng)包括50口垂直的氣體提取井網絡，如圖5所見，脫水單位，高密度聚乙烯氣體運輸管道和閃光。通過監(jiān)控儀器包括周期性調整油井控制這個系統(tǒng)活動。氣體提取設備以吹風機，在系統(tǒng)的吸壓力機為LFG的提取。氣體提取系統(tǒng)的撤除和重建是為了維護氣體高出產量。 3.2. 能源可再生系統(tǒng) 為了保證總環(huán)境補救垃圾填埋站點，必要的氣體處理設備，例如閃光，管道和吹風機，是根據(jù)最佳的氣體生產曲線計量。然而，對于電力生產，學習安裝一個最佳類型的發(fā)電器是必要的(即根據(jù)最佳和最壞的情景)?？紤]到植物在7.5年(60,000 h)中操作量是8000 h/year，所以沼氣的流程容量低于50%不應該是引擎的最大設計流程。 例如，研究表示836千瓦引擎在最佳條件下是可實行的。然而，發(fā)現(xiàn)624千瓦的電子引擎能為60,000h操作，而且無需在沼氣最佳或最壞情況下的50%設計流程，這就是選擇的引擎種類。 4. 經濟上的可行性 垃圾填埋氣體(LFG)運用的經濟可行性取決于一定的因素，包括LFG質量，地方設備能量價值(電、蒸汽、氣體或者其他獲得的產品)和選擇。標準經濟下的LFG電力生產技術費用效益分析。費用劃分為基礎建設成本、每年運行和維護(O&M)費用，以及煤炭稅和能源稅，還有個重要費用成本是環(huán)境保護。效益是電力能源的賣出[14]。 在進行項目的收益計算時，應該考慮到最好和最壞的情況，而且要包括分期償還款和開發(fā)費用。垃圾填埋的經濟可行性取決于資金流動的經濟分析，在3年期間和7年的另一個期間使用內部退稅率(IRR)作為有利參量。 就這些經濟上有利假設的最好和最壞的情況(參見圖6)，在IRR上沒有很大區(qū)別。這意味著垃圾填埋在7年里從經濟和環(huán)境上可以令人滿意和有效益。 圖 6. 3—7年開發(fā)期中的內部資源回收率. 5. 結論 經驗和理論設計模型是用3861kcal/Nm3LCV產生的沼氣的容量估算45%甲烷含量。 在垃圾填埋場對沼氣的產生分析表示，整體流速從250到550Nm3/h范圍變化，這說明潛在的平均電力生產力是4,500,000千瓦h/year。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在7年的開發(fā)期間設備的經濟能力為沼氣補救估計有IRR 20%。 得到的結果表示，格拉納達密封的垃圾填埋場沼氣利用在城市廢物管理中是一個非常好的選擇。此外，由于它可增加再造能源來源的用途并且減少甲烷和二氧化碳產生的溫室效應,對于用沼氣作為燃料來源滿足環(huán)境要求。 第一年的安裝和操作結果已經出來了。我們將會在這篇文章上闡述這些結果，并且將來能出版這篇文章。 13 xxx大學 本科畢業(yè)設計（論文） 學 院 環(huán)境科學與工程學院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年級班別 學 號 學生姓名 指導教師 20xx 年 06 月 目 錄 1 城市生活垃圾概況 1 1.1 城市生活垃圾的現(xiàn)狀及趨勢 1 1.2城市生活垃圾的危害及處理 1 2 設計概況 2 2.3 衛(wèi)生填埋場的設計原則 2 2.4 設計的主要內容 2 2.5 設計規(guī)模 3 2.6 技術經濟指標 3 3 總局布置 4 3.1 選址 4 3.2 場址概況 5 3.3 總圖布置 5 3.4 填埋工藝 6 4 防滲工程與滲濾液處理 8 4.1 防滲工程 8 4.1.1防滲材料 8 4.1.2防滲結構 8 4.2 滲濾液處理 10 4.2.1滲濾液的特征和來源 10 4.2.2滲濾液產生量計算 10 4.2.3滲濾液收集層 12 4.2.4滲濾液導滲盲溝 12 4.2.5地下水導排系統(tǒng) 12 4.2.6滲濾液處理工藝方案 12 4.2.7工藝參數(shù)設計 13 5填埋場氣體收集與處理 16 5.1填埋場氣體的特征 16 5.2填埋場氣體產量計算 16 5.3填埋場氣體的收集 16 5.4填埋場氣體輸送 17 5.5填埋場氣體的處理與利用 17 6環(huán)境監(jiān)測 18 7輔助設施 20 8封場工程 22 9經濟預算 23 9.1主要的經濟技術指標 23 9.2財務分析 23 9.2.1費用效益估算 23 9.2.2經濟分析 25 9.3 結論 26 10總結 27 參考文獻 28 致謝 30 摘要 隨著經濟的迅速發(fā)展及工業(yè)化與城市化進程的加快,城市生活垃圾急劇增多。垃圾污染環(huán)境,對城市居民的健康和生存構成了嚴重威脅,已成為社會一大公害,因此,對垃圾的處理刻不容緩。傳統(tǒng)的垃圾填埋技術已遠遠滿足不了社會對保護環(huán)境的要求,衛(wèi)生填埋是在傳統(tǒng)垃圾填埋技術基礎上發(fā)展起來的處理城市生活垃圾的較為理想的方法?，F(xiàn)代衛(wèi)生填埋場是一項相當復雜的系統(tǒng)工程,涉及許多方面內容。根據(jù)收集到的資料,對城市生活垃圾特性、垃圾填埋場的功能和構造、垃圾填埋場的規(guī)劃、選址及勘察、垃圾滲濾液、防滲工程、垃圾力學等諸多方面分別進行了闡述。 衛(wèi)生填埋是目前及今后相當長的時期內我國城市生活垃圾處理的主要方式。但按我國衛(wèi)生填埋技術、污染控制標準 ,目前國內尚沒有垃圾填埋場能全部達到要求 ,多為準衛(wèi)生填埋場。其運行后 ,對周圍的大氣及水體、土壤等環(huán)境將產生一定影響。 ?現(xiàn)代衛(wèi)生填埋工程是一種安全、有效、有控制地處理城市固體廢棄物的方法,其涉及眾多學科,屬于環(huán)境安全、生態(tài)安全、工業(yè)安全、衛(wèi)生安全共同關注的問題。城市及工業(yè)廢料的衛(wèi)生填埋工程目的是實現(xiàn)減量化、無害化和資源化,形成一個安全、有效、嚴格控制、環(huán)境生態(tài)保護,經濟化、無害化、資源化科學發(fā)展的循環(huán)體系。 關鍵詞:衛(wèi)生填埋,城市生活垃圾,滲濾液 Abstract With the rapid development of economy and urbanization and industrialization, municipal domestic refuse increases quickly and the environment has been polluted. The refuse has done great harm to the society, and threatened our health and living conditions. Therefore, some measures should been taken peremptorily. However, The tradition rubbish is filled burying a technology already having been satisfied with over without end, society protects the environment request face to face, hygiene fills in to bury the comparatively ideal method being that the rubbish fills the treatment city house refuse developing on burying the technology basis in tradition. That modern hygiene is filled burying field is pretty complicated one system engineering, relates to content in many aspects. According to collecting the data arriving at, characteristic property, the rubbish have filled the function and structure burying field , the rubbish has filled the plan , selections location and reconnaissance burying field , rubbish a lot of aspect such as percolating and filtrating liquid , defending against to the project , rubbish Mechanics ooze has been in progress respectively to city house refuse to expound. Sanitary landfill is one of MSW disposal methods in the present and the future of China. According to the national standards of sanitary landfill technology and pollution controlling, home landfills cannot meet all the standards and are quasi-sanitary landfills. After a landfill has run, it will affect the atmosphere, water and soil. Atmospheric pollution by landfill gas is a very important aspect. Modern sanitary dumping engineering is a safe, effective and controllable method for dumping urban solid wastes, which concerns many disciplines involving environmental safety, ecological safety, industrial safety and sanitary safety. The goal of sanitary dumping of urban solid wastes is to compress the total amount, to make them less hazardous, and to make them to be a resource, so as to form a circulating system of scientific development. The system is safe, effective, strictly controllable, and environmental Key words: Sanitary landfill, Municipal refuse, Percolate 目 錄 1 城市生活垃圾概況 1 1.1 城市生活垃圾的現(xiàn)狀及趨勢 1 1.2城市生活垃圾的危害及處理 1 2 設計概況 2 2.3 衛(wèi)生填埋場的設計原則 2 2.4 設計的主要內容 2 2.5 設計規(guī)模 3 2.6 技術經濟指標 3 3 總局布置 4 3.1 選址 4 3.2 場址概況 5 3.3 總圖布置 5 3.4 填埋工藝 6 4 防滲工程與滲濾液處理 8 4.1 防滲工程 8 4.1.1防滲材料 8 4.1.2防滲結構 8 4.2 滲濾液處理 10 4.2.1滲濾液的特征和來源 10 4.2.2滲濾液產生量計算 10 4.2.3滲濾液收集層 12 4.2.4滲濾液導滲盲溝 12 4.2.5地下水導排系統(tǒng) 12 4.2.6滲濾液處理工藝方案 12 4.2.7工藝參數(shù)設計 13 5填埋場氣體收集與處理 16 5.1填埋場氣體的特征 16 5.2填埋場氣體產量計算 16 5.3填埋場氣體的收集 16 5.4填埋場氣體輸送 17 5.5填埋場氣體的處理與利用 17 6環(huán)境監(jiān)測 18 7輔助設施 20 8封場工程 22 9經濟預算 23 9.1主要的經濟技術指標 23 9.2財務分析 23 9.2.1費用效益估算 23 9.2.2經濟分析 25 9.3 結論 26 10總結 27 參考文獻 28 致謝 30 1 城市生活垃圾概況 1.1 城市生活垃圾的現(xiàn)狀及趨勢 隨著經濟的發(fā)展及工業(yè)化與城市化進程的加快，人們生活消費水平的提高，城市的生活垃圾產生量日漸增加。據(jù)相關資料統(tǒng)計,我國目前城市年產垃圾量約1.3億噸,并以7%～9%年遞增速度增加,而且城市垃圾中的灰土等無機成分下降，紙類、食品、金屬、塑料、玻璃和織物等相對經濟價值較高可直接回收成分明顯上升。如此大量的城市生活垃圾如果得不到有效的處理,將對城市生態(tài)環(huán)境及周邊的水體、大氣、土壤等造成嚴重的污染,而且造成垃圾中大量有用資源浪費。我國城市垃圾總量的大幅度增長主要是由于城市規(guī)模、數(shù)量和城市人口的增加所造成的;我國城市垃圾的人均產量為440kg，人口多的城市垃圾產量大,在城市垃圾管理中的壓力也就越大;我過城市垃圾產量仍呈上升趨勢,形勢不容樂觀。 1.2城市生活垃圾的危害及處理 城市生活垃圾的危害比較大，主要表現(xiàn)有:第一，嚴重污染空氣，垃圾露天堆放，大量氨、硫化物等有害氣體的釋放，嚴重污染大氣；第二，嚴重污染水源，垃圾堆放腐敗過程中將產生病原微生物、重金屬和有機污染物三位一體的污染源，雨水淋入和生物水解產生的滲濾液必然會造成地表水和地下水的嚴重污染；第三，生物性污染，垃圾中有許多致病微生物，同時垃圾場往往是蚊、蠅、蟑螂和老鼠的孽生地，這必然嚴重危害著廣大市民的身體健康；第四，侵占大量土地，據(jù)初步調查，1998 年全國 668 座城市中已有 2/3 被垃圾環(huán)帶包圍。全國垃圾堆存占地累計 5萬hm2；第五，垃圾爆炸事故不斷發(fā)生，隨著城市垃圾中有機物質含量的提高和由露天分散堆放變?yōu)榧卸汛?，只采用簡單覆蓋易造成產生甲烷氣體的厭氧環(huán)境，易燃易爆。據(jù)調查統(tǒng)計，全國至少有 20 座城市出現(xiàn)過垃圾爆炸傷亡事故。如果只是對垃圾進行簡易堆放處理，而沒有進行無害化處理，其衛(wèi)生要求遠達不到環(huán)境法規(guī)的衛(wèi)生標準。故應該建立城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場處理工程。 2 設計概況 2.3 衛(wèi)生填埋場的設計原則 城市生活垃圾處理作為城市環(huán)境治理項目，應在城市總體規(guī)劃的指導下，合理選擇場址、處理工藝，嚴格控制產生二次污染，防止對環(huán)境造成新的污染。本設計主要遵循以下原則： 1. 貫徹國家有關方針政策，在城市總體規(guī)劃指導下，從當?shù)乩Y源的實際情況出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧垃圾資源的綜合利用和合理利用，搞好能源轉化，提高利用率，減少占地，逐步實現(xiàn)垃圾處理無害化、減量化和資源化，以取得較好的社會效益、環(huán)境效益和經濟效益。 2. 堅持因地制宜，從實際出發(fā)選擇合理的技術方案，走符合國情的路子。根據(jù)國家的垃圾處理技術政策，結合本地區(qū)的實際情況，尋求垃圾處理的技術和模式，形成多類型、多層次的配套技術。 3. 堅持科學態(tài)度，積極采用新工藝、新材料、新設備，不斷改進及完善垃圾處理設施的建設，為環(huán)衛(wèi)事業(yè)的發(fā)展提供技術保障。 4. 從實際出發(fā)，正確處理需要與可能、近期與遠期的關系，做到遠近結合、量力而行、留有余地、務求實效。 2.4 設計的主要內容 本設計的主要內容包括：總平面布置，填埋工藝，防治工程，滲濾液收集導排工程，滲濾液處理工程，地下水、地表水導排處理工程，填埋氣體收集與處理設計，輔助工程（如綠化、道路等），設備選型，經濟分析等等。此次的垃圾填埋場設計是根據(jù)云浮市某一垃圾填埋場的企業(yè)項目進行的,由于衛(wèi)生填埋主要解決的是滲濾液和填埋氣體的污染問題.因此這次的設計也主要從這兩方面入手,著重于垃圾填埋滲濾液和填埋氣體的計算以及處理等工程. 2.5 設計規(guī)模 根據(jù)城市人口規(guī)模與人均垃圾生產量等因素，確定城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場處理起始規(guī)模為200噸/天。 2.6 技術經濟指標 垃圾處理規(guī)模：7.32萬噸/年；填埋場庫容：159.35萬立方米；使用年限：20年；滲濾液處理規(guī)模： 200噸/天；滲濾液處理標準：二類；調節(jié)池容積：4500立方米. 3 總局布置 3.1 選址 根據(jù)《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范》填埋場的場址選擇應符合下列規(guī)定： 1.填埋場場址設置應符合當?shù)爻鞘薪ㄔO總體規(guī)劃要求：符合當?shù)爻鞘袇^(qū)域環(huán)境總體規(guī)劃要求；符合當?shù)爻鞘协h(huán)境衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求。 2.填埋場對周圍環(huán)境不應產生影響或對周圍環(huán)境影響不超過國家相關現(xiàn)行標準的規(guī)定。 3.填埋場應與當?shù)氐拇髿夥雷o。水土資源保護。大自然保護及生態(tài)平衡要求相一致。 4.填埋場應具備相應的庫容，填埋場使用年限宜10年以上；特殊情況下，不應低于8年。 5.選擇場址應由建設、規(guī)劃、環(huán)保、設計、國士管理、地質勘察等部門有關人員參加。 而且還要從工程學、經濟學、環(huán)境學、政策法規(guī)等方面的綜合的縝密的考慮而選取 1.從工程學方面看，場地有適當?shù)淖匀坏匦巫鳛樘盥窨臻g其地形、地貌及土壤條件適當；天然地層滲透性系數(shù)達到10-7cm/s以下，并具有一定的厚度，其地質條件很好. 2.從經濟學上看，此填埋場滿足一定的庫容量，能容納200t/d的垃圾處理量；附近有大道，場址交通方便，運距合理；場址周圍有相當數(shù)量的土石料，用于天然防滲層和覆蓋層的粘土等。 3.從環(huán)境學上看，地基基礎位于最高豐水位標高至少1米以上，對地表水、地下水影響較小，同時場址位于居民區(qū)2000米以外，且位于居民區(qū)的下風向對居民區(qū)的影響也較小。 4.從政策法規(guī)上看，此填埋場的建立符合城市發(fā)展規(guī)劃，符合當?shù)爻鞘协h(huán)境衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求。 根據(jù)以上的要求再結合當?shù)氐木唧w情況最終把填埋場地址選在云浮市河口街八河管理區(qū)舊圍村的山間沖積谷地中。 3.2 場址概況 填埋場氣候為亞熱帶季風氣候，冬季多刮偏北風，夏季為東南風，年降雨在1586.0毫升以上。填埋庫區(qū)為三面環(huán)山凹地,占地109.5畝,庫容為159.35萬立方米。主庫區(qū)占地約45畝,填埋庫容為谷地與山丘,相對高度25—35米;坑沖庫區(qū)位于主庫區(qū)西南面,占地約14.4畝,填埋庫容為谷地與山丘,相對高度20米;橫坑庫區(qū)位于主庫南面,占地20.1畝,填埋庫容為谷地與山丘,相對高度20—30米;坑尾庫容區(qū)位于主庫東南面,與橫坑庫區(qū)連接,占地約30畝,填埋庫容為谷地與山丘,相對高度約30米. 主垃圾擋壩長約80米,壩體呈“楔”形,上部寬5m,下部寬43m,垃圾壩體積為17100立方米,垃圾擋壩兼作通往坑沖庫區(qū)道路之用:為了減少污水處理量,在坑沖、橫坑、坑尾、三庫區(qū)上游分別設有土擋壩,將山谷地自然水和雨水匯集,由埋入地下的排洪渠排往填埋場之外。依地勢走向,在垃圾壩地下游設有滲濾液處理廠以及汽車庫、汽車臺、綜合樓、配電房等。第一年工程建設包括征地、道路、擋壩、防滲、導滲、導排、截洪,生產用地建筑物及購置污水處理設備等工程;第二年工程建設包括購置機械、垃圾運輸車輛、建設生活管理樓房以及配套完善管理設施。 3.3 總圖布置 整個場區(qū)的布置按照國家現(xiàn)行的各種要求，根據(jù)場址的實際地形地貌、水文地質、風向、以及填埋工藝需要而綜合考慮設計的。 由于該城市常年夏季處于東南季風盛行風向，而冬季處于偏北風向，故綜合該地形和風向季節(jié)性變換而將填埋區(qū)設在東部位置，同時在填埋區(qū)的周圍設置綠化帶。這樣可避免風向季節(jié)性變換而把填埋區(qū)填埋垃圾時產生一些臭氣污染影響當?shù)鼐用瘛? 該填埋場處理工程主要由生活區(qū)、填埋區(qū)、滲濾液處理區(qū)、沼氣發(fā)電區(qū)四部分組成。整個廠區(qū)總占地面積約40平方千米，其中填埋場占地約18.5平方千米，滲濾液處理區(qū)約4平方千米，其余的為17.5平方千米。（見附圖1） 3.4 填埋工藝 衛(wèi)生填埋是采取防滲、鋪平、壓實、覆蓋等方式對生活垃圾進行處理和對氣體、滲濾液、蠅蟲等進行治理的垃圾處理方法。它應該滿足以下要求：1. 防滲處理工程措施必須保證填埋場內垃圾堆體與外界的水環(huán)境隔離，其中防滲層的滲透系數(shù)必須小于10-7cm/s，以減少對地下水和土壤的污染。2. 填埋場必須有效的控制填埋氣體，防止甲烷氣體爆炸?？梢圆扇∽匀慌艢夥ㄅ艢?，但填埋場區(qū)空氣中的甲烷氣體含量不得大于5%。對不能利用的甲烷氣體應引出地面進行燃燒處理。3. 填埋場滲濾液導排系統(tǒng)應能有效的收集填埋場內的滲濾液，經預處理后輸送到指定的污水處理設施，經過處理并達到相應的排放標準后排入水體。4. 填埋作業(yè)應分層鋪蓋、填埋、壓實，并盡可能做到當日覆蓋。填埋作業(yè)過程中要采取措施防止蚊蠅的孳生。 衛(wèi)生填埋通常是每天把運到填埋場，經性質和計量判定后進入填埋場內。垃圾按指定的單元作業(yè)點卸下，卸車后用推土機推鋪，再用壓實機碾壓。分層壓實到需要高度后，再在上面覆蓋粘土和聚乙烯膜料，并重復上述的卸料、推鋪、壓實和覆蓋的過程。以一日一層作業(yè)單元，每日進行覆蓋。垃圾的壓實密度大于0.8 t/m3。每層垃圾厚度為2.5~3.0m，每層覆土礦工為15~30cm，通常四層厚度組成一個大單元，上面覆蓋土在45~50cm。 填埋場的作業(yè)方式實行分區(qū)分單元填埋，以分區(qū)分單元填埋為前提，然后再來考慮分層的填埋作業(yè)。為最大限度防止污染擴散，填埋作業(yè)過程中，正在進行填埋作業(yè)的子填埋區(qū)是裸露的，日覆蓋采用膜覆蓋，其他的區(qū)域均為中間覆蓋或臨時封區(qū)。 填埋場的作業(yè)方式實行分區(qū)分單元填埋，以分區(qū)分單元填埋為前提，然后再來考慮分層的填埋作業(yè)。為最大限度防止污染擴散，填埋作業(yè)過程中，正在進行填埋作業(yè)的子填埋區(qū)是裸露的，日覆蓋采用膜覆蓋，其他的區(qū)域均為中間覆蓋或臨時封區(qū)。隨著填埋作業(yè)高度的增加，可利用的填埋作業(yè)有效面積也在增加，這時為氣體利用提供方便，已經經過臨時封場的填埋單元可以通過導氣石籠中間的垂直氣井，將導氣管和周圍的移動式集氣站連接起來，就可以對氣體進行再利用了。 整個填埋場的作業(yè)順序是：先一區(qū)、二區(qū)、再三區(qū)，然后開始二期工程。填埋二期工程作業(yè)時，和填埋場一區(qū)形成新的水平面積，繼續(xù)向上填埋，形成堆體后臨時封場。其填埋工藝流程圖如圖3.4所示： 生活垃圾 計量 卸料 推鋪 壓實 覆土 滅蟲 終場生態(tài)恢復 沼氣導排(后期回收發(fā)電) 滲濾液 盲溝、碎石導流層收集 污水處理站 沖洗水 排水溝收集 沉淀池 排水明溝(截洪溝) 備料場 汽車 裝載機 黏土 排入地表水體 圖3.4填埋工藝流程圖 4 防滲工程與滲濾液處理 4.1 防滲工程 4.1.1防滲材料 填埋場必須進行防滲處理，防止對地下水和地表水的污染，同時還應防止地下水進入填埋區(qū)。天然粘土類襯里及改性粘土類襯里的滲透系數(shù)不應大于1.0×10-7cm/s，且場底及四壁襯里厚度不應小于2m。從國內外的實踐實用看來，用于垃圾衛(wèi)生填埋場應用最廣泛最成功的是高密度聚乙烯（HDPE）膜，與其它防滲材料，它具有最好的耐久性。在填埋庫區(qū)底部及四壁鋪設高密度聚乙烯（HDPE）土工膜作為防滲襯里時，膜厚度不應小于1.5mm，并應符合填埋場防滲的材料性能和現(xiàn)行國家相關標準的要求。從防滲性能和經濟實用角度考慮，此工程采用1.5mm厚度的高密度聚乙烯（HDPE）膜較為適當。其磨擦性能的考慮，比安全性的角度出發(fā)，在坡面上采用毛面HDPE膜較好，但設計中由于有足夠的粘土層，所以此工程防滲主體結構全部采用1.5mm厚的光面HDPE膜。 4.1.2防滲結構 人工合成襯里的防滲系統(tǒng)應采用復合襯里防滲系統(tǒng)，位于地下水貧乏地區(qū)的防滲系統(tǒng)也可采用單層襯里防滲系統(tǒng)，在特殊地質和環(huán)境要求非常高的地區(qū)，庫區(qū)底部應采用雙層襯里防滲系統(tǒng)。人工防滲材料施工應滿足以下要求：1鋪設HDPE土工膜應焊接牢固，達到強度和防滲漏要求，局部不應產生下沉拉斷現(xiàn)象。土工膜的焊（粘）接處應通過試驗、檢驗。2在垂直高差較大的邊坡鋪設土工膜時，應設錨固平臺，平臺高差應結合實際地形確定，不宜大于10m。邊坡坡度宜小于1∶2。 復合襯里系統(tǒng)組成（從下至上）： 1.庫區(qū)底部： 基礎、地下水導流層、膜下防滲保護層、HDPE土工膜、膜上保護層、滲瀝液導流層、土工織物層、垃圾層，見圖3-1。 垃圾層 土工織物層 滲瀝液導流層（≥30cm） 膜上保護層 HDPE土工膜 膜下防滲保護層 （粘土厚度≥100cm、滲透系數(shù)不大于1.0×10-7cm/s） 地下水導流層（≥30cm） 基礎 圖3-1 復合襯里（庫區(qū)底部）系統(tǒng)示意圖 2.庫區(qū)邊坡： 基礎、地下水導流層、膜下防滲保護層、HDPE土工膜、膜上保護層、滲瀝液導流與緩沖層、垃圾層，見圖3-2。 垃圾層 滲瀝液導流與緩沖層 膜上保護層 HDPE土工膜 膜下防滲保護層 （粘土厚度≥75cm、滲透系數(shù)不大于1.0×10-7cm/s） 地下水導流層（≥30cm） 基礎 圖3-2 復合襯里（庫區(qū)邊坡）系統(tǒng)示意圖 4.2 滲濾液處理 4.2.1滲濾液的特征和來源 滲濾液呈淡茶色或暗褐色，色度在2000~4000之間。有濃烈的腐化臭味，成分復雜，毒性強烈，有機物含量較多；氯氮濃度高，BOD5和COD濃度也遠超一般的污水。 滲濾液來源于三個方面：一是垃圾本身所帶的水分；二是垃圾中有機物經分解后所產生的水；三是以各種途徑進入垃圾填埋場的大氣降水和地下水。其中進入場區(qū)的大氣降水和地下水是決定滲濾液產生量的關鍵因素。 垃圾在填埋場產生的滲濾液與時間的關系可分為以下幾個階段： 　　1.調整期：在填埋初期，垃圾體中水分逐漸積累且有氧氣存在，厭氧發(fā)酵作用及微生物作用緩慢，此階段滲濾液量較少。 　　2.過渡期：本階段濾液中的微生物由好氧性逐漸轉變?yōu)榧嫘曰騾捬跣?，開始形成滲濾液，可測到揮發(fā)性有機酸的存在。 　　3.酸形成期：濾液中揮發(fā)性有機酸占大多數(shù)，pH值下降，COD濃度極高，BOD5/COD為0.4~0.6，可生化性好，顏色很深，屬于初期的滲濾液。 　　4.甲烷形成期：此階段有機物經甲烷菌轉化為CH4和CO2，pH值上升，COD濃度急劇降低，BOD5/COD為0.1~0.01，可生化性較差，屬于后期滲濾液。 5.成熟期：此時滲濾液中的可利用成分大減少，細菌的生物穩(wěn)定作用趨于停止，并停止產生氣體，系統(tǒng)由無氧轉為有氧態(tài)，自然環(huán)境得到恢復。 4.2.2滲濾液產生量計算 滲濾液的產生量估算方法主要有水平衡計算法、年平均降水量法、幾年概率降水量法等。對于新建城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場，我們對滲濾液的產生量估算采用經驗公式法，在設計中采用的計算公式如下： Q = I×(C1×A1 + C2×A2)×10-3 式中： Q —— 滲濾液的日平均產生量（m3/d）； I —— 采用年平均降雨量轉換為日平均降雨量（mm/d）； A1 —— 填埋分區(qū)作業(yè)區(qū)面積（㎡）； C1 —— 填埋分區(qū)作業(yè)區(qū)滲出系數(shù)； A2 —— 填埋分區(qū)填埋休止或填埋終了區(qū)的面積（㎡）； C2 —— 填埋休止或填埋終了區(qū)的滲出系數(shù)。 注： 1.計算日最大滲瀝液產生量，則需將上式中的I采用最大月平均降雨量轉換為日平均降雨量（mm/d）。 2.滲出系數(shù)C1的取值：按照經驗公式,其取值范圍在0.2-0.8之間,一般當降雨量=蒸發(fā)量時取C1=0.5；當降雨量<蒸發(fā)量時取C1<0.5；當降雨量>蒸發(fā)量時取C1>0.5。C2一般按照C2=0.6C1的原則取值。 在工程設計計算中，給出的年平均降雨量為1586.5mm，最大月降雨量345.7mm，年蒸發(fā)量1450mm，而填埋場匯水面積41000㎡，分為兩區(qū)，A1區(qū)面積21000㎡；A2區(qū)面積20000㎡。由此可以計算出在填埋期間的日平均滲瀝液產生量和日最大滲瀝液產生量： Q平均= 4.35×（0.6×21000+0.36×20000）×10-3=86.13 m3/d Q最大= 11.52×（0.6×21000+0.36×20000）×10-3=228.10 m3/d 由于處理規(guī)模不但要考慮填埋期的處理量，也須考慮填埋終期以后的滲瀝液處理，填埋完后的日平均滲瀝液產生量（Q平均1）和日最大滲瀝液產生量（Q最大1）作為校核的依據(jù)，計算結果如下： Q平均1= 4.35×0.36×41000×10-3=64.21 m3/d Q最大1= 11.52×0.36×41000×10-3=170.04 m3/d 由此，可以假定處理規(guī)模在90-220 m3/d之間。 同時根據(jù)填埋操作方式、填埋垃圾量的多少、氣候狀況等具體情況確定采取200 m3/d的處理規(guī)模。 4.2.3滲濾液收集層 滲濾液的主收集層：在無紡土工布保護層上鋪設600mm的粒徑為20~40mm碎石層，按上粗下細進行鋪設，防止填埋的垃圾堵塞石縫從而影響滲濾液收集。滲濾液的次收集層：直接安裝在主防滲層之下，目的是監(jiān)測主防滲層是否滲漏，若有滲漏，則可在次盲溝中發(fā)現(xiàn)并收集起來。 4.2.4滲濾液導滲盲溝 滲濾液導滲盲溝負責滲濾液的最終排放，將其從場區(qū)內排往滲濾液沉淀池和調節(jié)池進行處理。為了便于滲濾液的收集排放，在各區(qū)分別設置縱向盲溝，其中主收集層鋪設直徑為DN250mm的穿孔花管，由導流層形成盲溝斷面，并用150g/m2織質土工布包裹。次盲溝由透水和受垃圾沉降影響小的透水軟管組成。當次盲溝鋪好之后再開始進行中間覆蓋。 4.2.5地下水導排系統(tǒng) 填埋場的工藝設計必須考慮對填埋庫區(qū)底部可能存在的地下水進行導排。地下水導排溝位于滲濾液主導排溝下約2m處。先在溝內鋪設反濾150g/m2土工布，然后再鋪設DN200的HDPE穿孔花管，最后回填級配碎石到地下水導排溝溝頂。 4.2.6滲濾液處理工藝方案 根據(jù)資料分析，滲濾液中BOD5/COD=0.2~0.8。開始時填埋場的滲濾液生化性較好，但隨著時間的推移，其生化性將逐漸降低。城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液屬于含氮量高、有機物濃度高的污水，其流量和負荷在不斷變化。故此工程擬采用生物處理與物化處理相結合的方法，并輔以深度處理，使其揚長避短，互相補充，相輔相成，將處理效果發(fā)揮到最大限度。其處理工藝流程圖如下 調節(jié)池 UASB CASS反應池 生物濾池 污泥處理設施 過濾裝置 反滲透裝置 干污泥填埋 污泥 滲濾液調節(jié) 回用或直接排放 滲濾液 圖4.2.6 滲濾液處理工藝流程圖 4.2.7工藝參數(shù)設計 1. 各個構筑物的參數(shù)設計. (1)調節(jié)池：調節(jié)池容量為4500m3，污水進入調節(jié)池前通過加酸或堿調節(jié)pH值，使其處于厭氧微堿性階段，從而為其下一步的厭氧反應提供穩(wěn)定的條件。 （2）UASB：UASB即為上流式厭氧污泥床，規(guī)模靈活，可大可小，設備簡單，易于操作，又無需昂貴的設備。且UASB對高濃度廢水的處理有自身的特點和優(yōu)勢。 UASB的主要優(yōu)點是： 1、UASB內污泥濃度高，平均污泥濃度為20－40gVSS/1；??2、有機負荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右；??3、無混合攪拌設備，靠發(fā)酵過程中產生的沼氣的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也有一定程度的攪動；??4、污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題；??5、UASB內設三相分離器，通常不設沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應區(qū)內，通?？梢圆辉O污泥回流設備。??USAB長3m,寬3m,深5m （3）CASS反應池：即循環(huán)活性污泥系統(tǒng)。。其優(yōu)點是：不需要二沉池，節(jié)省了基建投資，占地面積??；反應池由缺氧預反應區(qū)和好氧主反應區(qū)組成，對難降解有機物的去除效果較好，出水水質好，不產生污泥膨脹；具有很好的除氮除磷效果；自動化程度高，操作運行簡單；CASS池進水經過稀釋后濃度降低，有機污染的濃度梯度變小，因此有利于提高生物處理效果。 （4）生物濾池：從CASS反應池出來的污水非常有利于生物處理，故生物濾池能很好去除剩余的有機物。其剩余污泥經過污泥處理裝置處理后回填。 （5）過濾裝置：是以過濾膜為中心處理單元，并配以特殊設計的管路、閥門、自清洗單元、加藥單元和PLC自控單元形成閉路連續(xù)操作系統(tǒng)。當處理水在一定壓力下通過濾膜過濾后，便達到了物理分離的日的，使大部分殘余的有機物有效去除，這樣達到物理生物處理的結合，相互彌補，發(fā)揮更大的去除作用。 （6）反滲透裝置：滲濾液后處理通常采用反滲透工藝，以去除中等分子量的溶解性有機物和絕大部分的溶解性鹽類。因為經過了一系列的處理后，污水的有機物濃度大大降低，適合于去除剩余的溶解性物質。這樣污水得到進一步的凈化。其出水經過調節(jié)池調節(jié)流量送到供水中心回用或直接排放。 2. 處理后達到的效果 處理前后的垃圾填埋場滲濾液水質見表4—2。 表 4—2 垃圾填埋場滲濾液及處理后水質 類 別 項 目 處理前 處理后 BOD5 CODcr SS NH3-N PH 12000 20000 2000 800 6.3—8.4 150 300 200 25 -- 生活垃圾滲濾液排放限制數(shù)值見表4—3 表4—3生活垃圾滲濾液排放限制值 項目 一級 二級 三級 懸浮物SS 70 200 400 CODc r 100 300 1000 BOD5 30 150 600 氨氮 15 25 大腸菌值（個） 兩者對比可以看出經過處理后的垃圾滲濾液達到了二級標準,可以直接排放或回用。 5填埋場氣體收集與處理 5.1填埋場氣體的特征 填埋場氣體主要是填埋垃圾中可生物降解有機物在微生物作用下的產物,其主要成分包括:氨氣、二氧化碳、一氧化碳、氫氣、硫化氫、甲烷、氮氣和氧氣等. 它的典型特征為：溫度達43~49℃，相對密度約1.02~1.06,為水蒸氣所飽和，高位熱值在15630~19537kJ/m3。填埋場產生的微量氣體雖然很少，但其成分復雜，毒性較大，不能對其忽視。 5.2填埋場氣體產量計算 由于影響填埋場釋放氣體產量的因素比較復雜,精確的填埋場氣體產量很難估算.為此,國外從1970年初就發(fā)展了許多不同的理論或實際估算垃圾填埋場產甲烷量的方法.填埋場產氣量的確定方法大體可以分為三類,即理論計算、經驗法和實測法.根據(jù)理論甲烷產生量1kgCOD產生甲烷0.35 m3,粗略估算每千克垃圾產生氣體約為0.8 m3. 5.3填埋場氣體的收集 本工程采用LFG主動控制系統(tǒng)，即在填埋場內鋪設一些垂直的導氣井（見附圖）或水平的盲溝，用管道將這些導氣井和盲溝連接至抽氣設備，利用抽氣設備對導氣井和盲溝抽氣，將LFG抽出來。由于本垃圾填埋場面積大，填埋量大，采用水平收集盲溝易使空氣進入抽氣系統(tǒng)，故此工程采用垂直抽氣井抽氣?？紤]到填埋厚度和填埋規(guī)模等因素，選擇采用垃圾單元封閉后鉆井下管統(tǒng)一收集填氣體。 　　填埋氣體主動控制系統(tǒng)主要由抽氣井、集氣管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、氣體處理站以及氣體監(jiān)測設備等組成。 　　通常，填埋氣體主動控制系統(tǒng)又分為內部填埋氣體收集系統(tǒng)和邊緣填埋氣體收集系統(tǒng)兩類。內部填埋氣體收集系統(tǒng)：該系統(tǒng)常用來回收填埋氣體、控制臭味和地表排放，如附圖邊緣填埋氣體主動收集系統(tǒng)：此系統(tǒng)主要是回收并控制填埋氣體的橫向地表遷移。采用周邊抽氣井抽氣。 5.4填埋場氣體輸送 收集的氣體最終匯集到總干管，經鼓風機將其輸送到燃氣發(fā)電廠。其輸送管道材料采用PE。 5.5填埋場氣體的處理與利用 由于填埋場工程較大，處理的垃圾量也較大，產生的沼氣數(shù)量可觀，持續(xù)的時間長，所以本工程主要把填埋氣體用作發(fā)電。其總的氣體處理與利用工藝流程如圖所示： 填埋氣體 收集井 收集管 燃燒器 匯流中轉器 轉氣管體 抽氣機體 氣體凈化器 儲氣柜 氣體加壓 燃氣輪機 發(fā)電機體 上網 自動點燃放空 圖5.5填埋場氣體處理與利用流程圖 6環(huán)境監(jiān)測 填埋場管理必須進行環(huán)境監(jiān)測，它是垃圾處理設施運行狀況的評價等級，監(jiān)測內容涉及到大氣、地下水、地表水、滲濾液、填埋氣體、堆體沉降、蒼蠅密度、填埋垃圾等方面的測定。其監(jiān)測項目表為： 監(jiān)測項目 執(zhí)行標準 說明 地面水 pH、SS、 BOD5、 CODcr 、NH3-N NO2 、NO3-N 、Cl- 、TP等 填埋場本底監(jiān)測3次，啟用后在枯、豐、平水期各監(jiān)測一次，高峰月2次 地下水 pH、總硬度、氯化物、CODcr、水位氨氮、揮發(fā)酚、氰化物、大腸桿菌等 《生活垃圾填埋污染控制》（GB16889——1997） 監(jiān)測井取樣前3天洗井，洗井時取出水量為井中存水的3~5倍，監(jiān)測指標必要時進行調整。監(jiān)測點為各個地下水監(jiān)測井，生活用水井。每年監(jiān)測3次，取樣時間分別在4、8和11月。 滲濾液 pH、SS、 BOD5、 CODcr、NH3-N大腸桿菌等 監(jiān)測點為：滲濾液收集井，滲濾液處理設施排放口，每年監(jiān)測3次，取樣時間分別在4、8、11月 大氣 TSP、臭氣強度、氨、硫化氫、甲硫醇等 監(jiān)測點國上、下風向各一個，風向不固定時可適當增加，每年監(jiān)測2次，取樣時間分別在4、8月。 填埋氣體 CH4、CO2、CO、N2、O2、H2、H2S等 監(jiān)測點為沼氣收集管口，可監(jiān)測一個點。每年監(jiān)測一次，要求在8月份進行 蒼蠅密度 《生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術標準污染控制標準》 填埋場啟用后1~3年內，每年監(jiān)測4次，最好在7~9月份測定 噪聲 場界噪聲 《工業(yè)企業(yè)場界噪聲測量方法》 7輔助設施 1.土建工程：生活區(qū)以綜合樓為主體建筑，它由辦公樓和職工食堂、值班人員宿舍組成。綜合樓的建筑造型與中心廣場融合為一個完整的廠前區(qū)空間，具有強烈的動感，起到引導視線和人流的作用。 　　2.道路工程：道路設計當當圓曲線小于150米時，在曲線半徑施作5%~6%的超高，并設置路基加寬緩和段。其附屬工程主要包括道路排水邊溝與涵洞、邊坡的防護、擋土墩、標志牌等。 　　3.給水與排水工程：其用水量設計包括道路噴灑、綠化用水、生活用水、消防用水、汽車沖洗用水、未預見用水等等用水量之和。 　　4.消防工程：工程消防設計包括生活區(qū)和填埋作業(yè)區(qū)?？扇細鈾z測、報警儀，平時注意儀器的校準和維護。 　　5.供配電設計：本工程全廠設備裝機容量453. 97KW，所有電設備均為380/220V低壓設備。 　　6.自控儀表設計：包括統(tǒng)計匯總、狀態(tài)監(jiān)控、環(huán)保在線監(jiān)測、辦公自動化等等。 　　7.垃圾計量：因本工程處理量為200t/d，每日大約有60輛垃圾車進場，即平均約6輛/小時進入場區(qū)，即每10分鐘約1輛車進入廠區(qū)并過磅計量。故設置1臺地磅進行計算。 　　8.通訊：架設電話通訊線一條，小型電話交換機一臺，整個場區(qū)配備四部直播電話，分別設在總經理室、副經理室、總調度室和管理科，另配備一部傳真電話，設在辦公室。 　　9.節(jié)能：選用能耗低的車輛進行填埋作業(yè)；選用效率高的滲濾液輸送泵等等 　　10.綠化：而綠化帶采用點、線、面相結合，包括廣場、湖、噴泉和花架等。在填埋區(qū)和生活區(qū)之間用10~15米寬的綠化帶分隔，采集不同的樹種相互融合，布置出一個不同顏色、不同高度、不同形式的有層次的綠化景觀。 8封場工程 填埋場最終覆蓋系統(tǒng)主要組成有：表土層、保護層、排水層、屏障層和基礎層/氣體收集層等5層。采用的終場覆蓋材料壓實粘土、土工膜、土工合成粘土層三者。這三種聯(lián)合使用以達到最好的經濟效益和環(huán)境效益。 封場后還必須對其進行維護，包括場地維護和污染治理的繼續(xù)運行和監(jiān)測。具體為：滲濾液處理系統(tǒng)運行和監(jiān)測、滲濾液調節(jié)池臭氣處理系統(tǒng)運行和監(jiān)測、填埋氣體導排與利用系統(tǒng)運行和監(jiān)測、地下水監(jiān)測、地表水監(jiān)測、地面沉降監(jiān)測、場地維護等等。 9經濟預算 9.1主要的經濟技術指標 垃圾處理規(guī)模:7.32萬噸/年，填埋場總容量：308.11萬立方米，使用年限為：20年。勞動人員：20人，工程總投資：2543.1萬元，單位經營成本：22.78元/噸，財務內部收益率5.43%，投資回收期：11.56年。 9.2財務分析 9.2.1費用效益估算 1.投資費用:填埋場占地185.7畝,其中征用水田2.09萬平方米,山地10.29萬平方米。場地建設期為兩年。填埋場總投資2543.1萬元,其中基建投資1457.2萬元。環(huán)保項目投資603.2萬元,占總投資的23.72%。場地各種建設項目投資見表8—2 表9—2 各分項目投資費用表 單位:萬元 (人民幣) 項目名稱及內容 費用 1 進場及場區(qū)道路 105 2 場區(qū)工程 140.2 3 機械車輛 320 4 污水處理工程 419.2 5 附屬工程 114.8 6 焚燒爐 100 7 征地費 1086.1 8 其他費用 257.8 合計 2543.1 2.運行費用:填埋場運行費用主要包括垃圾填埋費用及垃圾滲濾液處理費,合計一年的運行費用為148.7405萬元,各分項的運行費用見表8—3 以20年使用期計算,總計的運行費用現(xiàn)值為2974.81萬元 表 9—3 各分項年運行費用 單位: 萬元 (人民幣) 內容 費用 1 污水處理廠運行費 其中:能耗電 水電 維修費 藥劑費 人工費 其他費用 77.193 40.442 0.6132 6.89 3.285 8.4 10.0 2 填埋場運行費 其中:維修 燃料 衛(wèi)生綠化 人工費 其他費 71.5475 16.25 22.8125 11.625 13.2 7.66 合計 148.7405 總結: 1計算期：按20年計算，包括建設期12個月 　　2項目總投資：2543.1萬元 　　3資金來源：該項目的實施有利于經濟的發(fā)展與人民生活質量的提高,是一項公益事業(yè)工程。建設資金一部分由市政撥款，其余部分爭取國際有關方面的貸款，貸款本息由市政負責償還。為維持垃圾衛(wèi)生填埋的運行，針對該項目是公益事業(yè)的特點，擬對處理的垃圾收費；只要加強環(huán)衛(wèi)機構內部制約與收費管理等措施，收費基本上可維持垃圾衛(wèi)生填埋場的運作。 　　4固定資產、無形資產和其它資產的形成：固定資產由工程費用、工程其它費用中除生產職工培訓費外的全部費用、預備費、建設期利息以及固定資產投資方向調節(jié)稅組成。 　　5運營成本費用估算：按要素估算成本費用，包括：外購材料、燃料、動力、工資及福利費、檢修費、折舊費、管理費及財務費等。這樣單位總成本費用為34.41元/噸。經營成本指總成本扣除固定資產折舊費、無形及其他資產費和財務支出后的全部費用。本項目的年均單位經營成本為22.78元/噸。 　　6稅金：本工程為社會公益事業(yè)項目，不以盈利為目的。無營業(yè)稅。 　　7利潤估算：投資利潤率為5.43%。 9.2.2經濟分析 環(huán)境效益：本項目實施后，能很好的改善該市環(huán)境質量，使垃圾達到無害化處理的要求，具有巨大的環(huán)境效益；總體環(huán)境質量的改善有益于人們的身心健康，減少疾病的發(fā)生，降低醫(yī)療費用；垃圾填埋場的建設與投資增加了就業(yè)機會，產生良好的社會效益；城市環(huán)境質量的提高將會吸引更多投資，并促進旅游產業(yè)和其他第三產業(yè)的發(fā)展，其所帶來的其他社會經濟效益的十分巨大的。 9.3 結論 1.本項目總投資2543.1萬元，使用期類運行費用現(xiàn)值為2974.81萬元，以上兩項共計費用5518.41萬元。 2.本項目有較大的直接經濟效益（發(fā)電帶來的經濟效益）和間接的效益，因而其經濟內部收益率將遠大于財務內部收益率，其經濟內部收益率也能滿足大于基準經濟收益率的要求。因此從經濟的角度來看，本項目是可行的。 10總結 由于衛(wèi)生填埋場的設計對于我們來說是比較陌生的課題,而且衛(wèi)生填埋場的設計是個比較復雜的過程,在設計中涉及的內容非常多,包括地形、地貌、氣候條件、當?shù)氐慕洕l(fā)展狀況以及城市人口的數(shù)量等.因此需要查找的資料也就比較多,在設計過程難免會遇到不少的困難.如該怎么樣選擇場址,防滲系統(tǒng)的結構及采用的材料等.我在設計中遇到問題的時候一方面自己查找相關資料,另一方面詢問指導老師.在自己的努力和老師的幫助下比較順利的完成了此次設計.但是難免會存在一些問題，歡迎大家指正. 參考文獻 [1]趙毅等.有害氣體控制工程.北京：化學工業(yè)出版社，2001 [2]熊振湖.費學寧.池勇等編.大氣污染防治技術及工程應用.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [3]趙慶良.特種廢水處理技術.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004 [4]中華人民共和國國家標準.總圖制圖標準GB/T50103-2001 [5]中華人民共和國國家標準.建筑制圖標準GB/T50104-2001 [6]中華人民共和國國家標準.建筑結構制圖標準GB/T50105-2001 [7]李穎．城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場設計指南．中國環(huán)境科學出版社．2005 [8]馮向明 衛(wèi)生填埋場滲瀝液產生量控制研究? 城市垃圾處理技術，2003.03 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