PAGE641.概論××市位于膠東半島東南部，是以輕型加工業(yè)、商貿業(yè)為主導的現(xiàn)代化城市。全市人口106萬人，城區(qū)環(huán)衛(wèi)服務人口28萬人，生活垃圾日產量為400噸?！痢潦幸恢毖赜美喴滋盥竦姆绞教幚沓鞘猩罾?，設施簡陋、處理方式比較落后、環(huán)境污染較重。隨著城市建設的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，生活垃圾產出量逐漸增加，由此帶來的污染問題日益嚴重，原有的垃圾處理方式、處理能力、處理設施已滿足不了城市垃圾處理的需要。建設新的垃圾處理項目已迫在眉睫。經(jīng)過研究論證，××市政府決定在××市靈山鎮(zhèn)以北、張家泊子村以西建設××市靈山生活垃圾衛(wèi)生填埋場，負責處理××市市區(qū)的生活垃圾。1.1場區(qū)位置××市靈山固體廢棄物綜合處理場位于××市靈山鎮(zhèn)政府駐地北側約1.5KM，西臨204國道，南臨連接204國道與青威路的鄉(xiāng)村公路，東北靠張家泊子村，總占地約28.76萬m2。場區(qū)距××市城區(qū)約20KM，距××市高科技工業(yè)園區(qū)8Km左右，地理位置優(yōu)越，交通便利。場區(qū)位于膠萊盆地東南緣、嶗山和大澤山之間的洼地丘陵地帶，方圓百余公里范圍內地勢總體上東南高、西北低，近場區(qū)（以場區(qū)為中心12Km2左右），地勢也為東南高、西北低。場區(qū)地形較為平坦，為農業(yè)耕作區(qū)。場區(qū)周邊分布10余個自然村，靈山鎮(zhèn)上河北村距離場區(qū)最近為2Km；最遠的村莊是大于莊，為4.5Km左右，其余各村距場區(qū)2-4KM1.2氣象條件××市地處暖溫帶季風氣候區(qū)內，又兼有海洋性氣候特點，四季變化明顯，氣候溫和，降水集中在夏季。多年平均氣溫12℃左右，降水分布東多西少，東部多年平均降水773毫米，西部1.2.1氣溫××市多年（1971-2004年）平均氣溫12.4℃，最高氣溫38.3℃（1997年7月27日），最低氣溫-171.2.2××屬季風地區(qū)，全年風速風向變化較大，1971-2000年平均風速2.7m/s，最大風速18.3m/s（出現(xiàn)在1988年8月19日），主導風向為SW向。1.2.3降水××市多年（1971-2004年）平均降水量672.0毫米，30年最大年降水量1296.5（1975年）毫米。典型年（1996年）平均月降水量如下：（mm）××市降水量年內分配極不均勻，年降水70--76%集中在汛期內（6--9月份），7月份降水量占全年的23--28%。據(jù)當?shù)貧庀筚Y料記載，多年（1971-2004年）來，連續(xù)1日最大降水量為303.5mm（1997年8月18日00時00分-24時00分），連續(xù)3日最大降水量為482.5mm（1997年8月18日-20日），連續(xù)5日最大降水量為482.8mm（1997年8月19-23日）1.2.4場區(qū)多年陸地年平均蒸發(fā)量為520毫米，水面年平均蒸發(fā)量為1100毫米。1.3交通狀況根據(jù)××市垃圾收運方案，市區(qū)生活垃圾以小車分散收集后先分別運送至市區(qū)中轉站，然后送入××市靈山生活垃圾衛(wèi)生填埋場進行填埋。自××市市區(qū)至××市靈山生活垃圾衛(wèi)生填埋場全程約20公里，沿途經(jīng)204國道、連接204國道與青威路的鄉(xiāng)村公路，道路良好，交通方便，具備全天候運輸條件。1.4場區(qū)工程地質及水文條件根據(jù)勘察資料，場區(qū)地層結構分為第四系松散沉積蓋層與基底兩個單元。1.4.1第四系松散沉積蓋層第=1\*GB3①層粉質粘土：成分以粘土、砂粒為主，平均厚度1.76米，廣泛分布于整個場區(qū)；第②層碎石土：主要成分有火山巖、泥鹽、泥灰?guī)r碎屑及中粗砂粒、粘性土等。碎石土層分布局限，在場區(qū)內呈點狀分布，其揭露厚度分別為2.0m、3.7m、2.7m（未揭穿）。1.4.2基底場區(qū)基底巖性主要有五類：=1\*GB3①泥巖（粘土巖）:泥質結構，主要分布于場區(qū)東南與西北部，是場區(qū)內分布較廣的巖性。②砂巖：巖性主要由碎屑與膠結物兩部分組成。砂巖在場區(qū)內的空間分布具有一定規(guī)律性，呈條帶狀分布于場區(qū)中部。③粉砂巖：粉沙結構，粉砂巖為砂巖向泥巖過渡的中間類型巖石。④砂質泥巖：粉沙泥質結構。⑤泥灰?guī)r：粉砂泥灰質、隱晶質結構，在場區(qū)呈點狀分布?；讕r層風化帶劃分，基底巖層按相對風化程度分為如下三層：1.全風化層：全風化泥巖（或砂質泥巖）：其分布厚度一般為0.3-1.5m，平均厚度為0.57m，其層頂標高51.55-52.83m全風化砂巖、粉砂巖：該層厚一般為0.40-1.60m，平均厚度0.80m左右，其頂層標高為51.28-53.19m2.強風化層強風化泥巖（或砂質泥巖）：強風化泥巖（或砂質泥巖）厚度一般為0.60-2.10m，平均厚度1.2m左右，層頂標高49.86-52.73m強風化砂巖、粉砂巖：厚度一般為0.80-3.70m，平均厚度1.2m左右，層頂標高49.19-52.20m3.中、微風化巖層：包括中風化砂巖、粉砂巖、泥巖及砂質泥巖、泥灰?guī)r等，風化程度很弱甚至無風化，濕度狀態(tài)隨含水情況而變，中-微風化巖層頂面標高為43.97-52.06m巖土滲透性如下：粉質粘土滲透系數(shù)為1.86×10-4～8.27×10-4cm泥巖滲透系數(shù)為1.652×10-7～1.176×10-6cm砂巖滲透系數(shù)為7.077×10-6～2.3×10-3cm砂質泥巖滲透系數(shù)為1.946×10-6～2.714×10-6cm灰?guī)r滲透系數(shù)小于10-7cm根據(jù)場區(qū)巖土的滲透系數(shù)可以看出，場區(qū)內基底要進行防滲處理。場區(qū)工程地質整個場區(qū)地勢平坦，地面高差不大。場區(qū)工程地質條件良好，區(qū)域穩(wěn)定性良好，無不良地質現(xiàn)象，場區(qū)內各分布巖土層工程特性優(yōu)良。場區(qū)內勘探深度內巖土可分為5層：粉質粘土、碎石土、全風化基巖、強風化基巖、中微風化基巖。各巖土層特性指標見表4-1。上述表明，場區(qū)內各分布巖土層工程特性優(yōu)良?？蓾M足建固體廢棄物處理場衛(wèi)生填埋堆高地基持力層強度與變形工程要求。4-1各巖土層特性指標巖土層號巖土名稱巖土承載力標準值fK(Kpa)①粉質粘土170②碎石土300③全風化基巖350④強風化基巖500⑤中、微風化基巖800場區(qū)水文地質場區(qū)水文可分為地表水和地下水，其中地下水又可分為第四系孔隙水和基巖裂隙孔隙水。地表水場區(qū)無河流通過，地表水主要表現(xiàn)為季節(jié)間歇性的溝渠和水塘，即在降水季節(jié)，大氣降水匯積于溝渠和水塘中，然后排泄徑流最終注入五沽河。場區(qū)地表水排泄與姜戈莊水系關系密切，其次為蒙沙河水系，與張家泊子、黃泥灣水系無水力聯(lián)系。地下水：受地質條件的限制，場區(qū)地下水不發(fā)育，十分貧乏。地下水分布場區(qū)地下水可分為第四系松散沉積層孔隙水和基巖裂隙孔隙水，均為潛水，前者賦存于第四系與基巖接觸帶，可形成統(tǒng)一的含水層，呈面狀廣泛分布，水量很小，SE-NW流向。基巖裂隙孔隙水受巖性控制，主要賦存于砂巖中，分布于區(qū)域的中部，呈不規(guī)則的帶狀，NE-SW走向。地下水穩(wěn)定水位埋深一般為1.50—2.00m，標高為51.62—53.65m。地下水水位、流向和流速場區(qū)地下水穩(wěn)定水位埋深一般為1.5～2.0m,標高為51.62～53.65m,地下水位埋深具有中部稍深而南北兩側相對偏淺的規(guī)律。場區(qū)面狀潛水地下水穩(wěn)定水位呈東南高、西北底的趨勢，地下水總體流向自南東向北排泄，由于受地勢與巖性空間分布的影響，地下水流向成順時針偏轉趨勢，即場區(qū)下游地下水排泄偏于北北西向。地下水流速：依據(jù)抽水試驗的平均滲透系數(shù)K乘以平均水流坡度求得的場區(qū)南部V=3.12×10-3m/d(該區(qū)水利坡降約為2.62‰左右)；城區(qū)中部及北部V=4.23×10-4m/d(該區(qū)水力坡降約為2.63‰地下水水質地下水質無色、無味，溫度16℃，屬冷水；水質類型以重碳酸鈣鈉型、重碳酸氯硫酸鈣鈉型水為主。礦化度最高0.77g/L,一般＜0.5,屬淡水?？傆捕葹?98～493mg/L（以CaCO3計）。屬微硬——極硬水。1.5供水排水條件1.5.1供水目前場區(qū)附近沒有自來水水源，在場區(qū)內打機井，取用地下水，供應全場生活及生產用水。1.5.2未污染的地表水由場區(qū)四周及場內道路旁設的排水溝排放。辦公生活管理區(qū)污水用車輛運至填埋場污水調節(jié)池經(jīng)過統(tǒng)一處理后，用于場區(qū)綠化。1.6供電條件從衛(wèi)東村將10KV高壓電引入場內變配電站（全程1.5Km左右）內設高壓配電間，配200KVA變壓器兩臺，變壓后供場區(qū)使用，同時從變配電站引出一條專用線路用于消防及緊急照明等。2.處理規(guī)模及服務年限2.1服務年限假設此垃圾填埋場服務年限為15年。按照原始資料所給的第一年生活垃圾日產量為400噸，計算出年產量為400*365=14.6萬噸。垃圾產量年增長率在垃圾填埋場建后控制在5%左右，但事實上不可能一開始就能達到5%，故按表1-1進行計算：表2-1年次增長率垃圾年產量（萬噸）114.61-210%16.042-310%17.643-49%19.234-59%20.965-69%22.856-78%24.687-88%26.658-98%28.789-107%30.8010-117%32.9511-126%34.9312-136%37.0313-145%38.8814-155%40.822.2垃圾填埋場設計總庫容：通過上表可計算出15年的垃圾總產量為406.939萬噸，總的垃圾填埋量還要考慮覆土的量：W=406.939+406.939/4=508.67375萬t，參照《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術》取垃圾壓實密度為1.2t/m3，可計算出此垃圾填埋場的庫容V=508.67375/1.2=4238947.92m32.3填埋高度：由地形圖可計算出填埋場總面積為450*370=166500m2，H=V/S=4238947.92/166500=25.46m2.4垃圾填埋場有效庫容：由于垃圾填埋場總面積不可能全部用來填埋垃圾，還有一部分要用來修建道路和圍堤。道路面積的計算：查得單車道寬度是3.5m，雙車道寬度是7m。如平面圖所示，此填埋場分為四個區(qū)填埋，臨時道路都設為單車道，主干道設為7m，中間主干道路設為單車道。示意圖如圖1-2：可以根據(jù)地形圖的數(shù)據(jù)總長是450m，總寬是370m來算出道路占的面積Sn=7*2*（450+370）+（440+360）*3.5=14280m有效的填埋面積S1=166500-14280=152220m實際填埋高度H1設為27m，取地下1m，地上26m有效庫容是V1=S1*H1/（1-K）=152220*27/（1-0.1）=4566600mK——沉降系數(shù)，取0.1-0.15，此處取0.1有效庫容與設計庫容比值V1/V=4566600/4238947.92=1.08是符合要求的。主干道路四區(qū)176.25*216.25主干道路三區(qū)臨時道路一區(qū)主干道路二區(qū)主干道路圖2-52.5填埋單元此填埋場是以一日一層作業(yè)量為一單元，每一日覆蓋。單元內作業(yè)采取層層壓實的方法，垃圾的壓實密度為1.2t/m3。本設計中第一年垃圾日產量為400t，最后一年垃圾日產量為1118.4t，故平均垃圾日產量為759.2t。V=759.2/1.2=632.7m每層垃圾厚度取2.6m,計算的一個單元面積S=V/H=632.7/2.6=243m2每層覆土厚度為30cm,共2層組成一個大單元。大單元高度為5.5m,上面覆土厚度為50cm每個填埋區(qū)T=1255/365=3.5年3.填埋方式3.1地下填埋方式地下填埋法就是在地面以下進行填埋的方法，其適用于干燥、河網(wǎng)密度小、蒸發(fā)量大、地下水位埋深大、地表水不補給地下水、粘性土層厚度大、透水性差、垃圾滲濾液難以向下遷移而污染地下水的地區(qū)。3.2堆高填埋處置模式堆高填埋處置模式就是地面以上將垃圾鋪開、分層壓實并覆蓋起來的方法，在地質或水文地質條件等不允許的情況下，即潮濕、河網(wǎng)密度大、降雨量大、蒸發(fā)量大、地下水位埋深小、地表水和地下水互為補給的條件下，采用此法較多。如下表是關于上海浦東和石家莊地區(qū)水文、水文地質的條件對比，他們分別適用于堆高填埋方法和地下填埋法。表3-2石家莊上海浦東水文氣象因素：多年平均氣溫：13.0oc多年平均降雨量：510mm多年平均蒸發(fā)量：1992mm地表水網(wǎng)密度：很稀，區(qū)內只有石津渠常年有水。其他河道季節(jié)性有水降雨季節(jié)性：季節(jié)性極強，80%集中在6——9月份水文地質因素：最淺一層含水層埋深：一般在20米以下，且逐年在下降表層土滲透系數(shù)：n*10-5~n*10-7cm地下水與地表水的補排關系：絕大多數(shù)時間里地表水不能補給地下水地形地貌：地形平坦，附近有山區(qū)，也可在山區(qū)選址水文氣象因素：多年平均氣溫：15.5oc多年平均降雨量：1087.9mm多年平均蒸發(fā)量：751.6mm地表水網(wǎng)密度：很密，密度達到8.5km/km2，常年有水降雨季節(jié)性：季節(jié)性強，多集中在6——9月份水文地質因素：最淺一層含水層埋深：（為潛水）0.15——2.80m，常年如此表層土滲透系數(shù)：n*10-5~n*10-7cm地下水與地表水的補排關系：互為補排關系地形地貌：地形平坦，山區(qū)距離遠，可在海邊選址根據(jù)所給原始資料可以得出應該選擇堆高填埋處置模式。衛(wèi)生填埋場剖面示意圖如圖3-2：最終覆蓋土壤最終覆蓋土壤填埋單元高度單元厚堤壩中間覆蓋土升層高度日覆蓋或日覆蓋單元坡度圖3-2衛(wèi)生填埋場剖面圖如圖3-3為填埋堆體示意圖：圖3-3一區(qū)填埋堆體東西向示意圖a、b、c分別為頂面的邊長、占地面積邊長、底面邊長。設外邊坡與內邊坡比均為1：3，取b＝176.25，經(jīng)計算得a＝20.25c＝170.254.填埋工藝與作業(yè)方式4.1填埋工藝垃圾的填埋工藝總體上服從“三化”（即減量化、無害化、資源化）的要求。垃圾由陸運進入填埋場，經(jīng)地衡稱重計量，再按規(guī)定的速度、線路運至填埋作業(yè)單元，在管理人員指揮下，進行卸料、推鋪、壓實并覆蓋，最終完成填埋作業(yè)。其中推鋪由推土機操作，壓實由垃圾壓實機完成。每天垃圾作業(yè)完成后，應及時進行覆蓋操作，填埋場單元操作結束后及時進行終場覆蓋，以利于填埋場地的生態(tài)恢復和終場利用。此垃圾填埋場生活垃圾衛(wèi)生填埋的簡單工藝流程如圖4-1：轉運轉運汽車汽車裝載機滲濾液生活垃圾計量卸料鋪平壓實覆土沼氣導排(后期回收發(fā)電)盲溝、碎石導流層收集污水處理站排水溝收集沉淀池排水明溝(截洪溝)沖洗水雨水排入地表水體備料場粘土滅蟲終場生態(tài)恢復圖4-1生活垃圾衛(wèi)生填埋工藝流程圖用于完成填埋作業(yè)的設備有：履帶拖拉機、推土機、壓實機、挖土機、破碎機、吊車抓土機等。4.2土地處理4.2.1場底平基平整原則為清除所有植被及表層耕植土，確保所有軟土、有機土和其他所有可能降低防滲性能和強度的異物被去除，所有裂縫和坑洞被堵塞，并配合場底滲濾液收集系統(tǒng)的布設。使場底形成相對整體坡度。同時還要求對場底進行壓實，壓實度不小于90%。4.2.2邊坡平基大部分填埋場邊坡為碎石、砂的雜填土和殘積土，坡面植被豐富，山坡較陡，邊坡穩(wěn)定性較差。平整原則為：為避免地基基礎層內有植物生長，必要時可均勻施放化學除銹劑;邊坡坡度一般取1：3，局部陡坡緩于1：2，否則做削坡處理。4.3作業(yè)方式填埋作業(yè)方式可根據(jù)場地的地形特點來確定。對于像本設計這樣的平坦地區(qū)來說，土地填埋操作可以由上向下進行垂直填埋，也可以從一端向另一端進行水平填埋。本設計采用的是水平填埋。5.場底防滲工程設計5.1場底防滲系統(tǒng)的分類與比較：場底防滲系統(tǒng)是防止填埋氣體污染和滲濾液污染環(huán)境，并防止地下水和地表水進入填埋區(qū)域的重要設施。場底防滲系統(tǒng)主要有水平防滲系統(tǒng)和垂直防滲系統(tǒng)兩種類型。水平防滲系統(tǒng)是在填埋區(qū)底部及周圍鋪設低滲透性材料制作的襯層系統(tǒng)。垂直防滲系統(tǒng)將密封層建在填埋場的四周，主要利用填埋場基礎下方存在的不透水層或弱透水層，將垂直密封層構筑在其上，以達到將填埋氣體和垃圾滲濾液控制在填埋場之內的目的，同時也有阻止周圍地下水流入填埋場的功能。5.2選定場底防滲系統(tǒng)方案的主要因素：在本設計中根據(jù)所給的原始資料可以計算：由于南部的v=3.12*10-3m故k=3.12*10-3/0.262%=1.19m/d=1.38*10-3cm/s>10-5中部及北部v=4.23*10-4m故k=4.23*10-4/0.263%=0.161m/d=1.862*10-4cm/s>10-5場區(qū)地下水位較高，離地面僅1.5--2m,此填埋場沒有獨立的水文地質單元（分為第四系松散沉積蓋層和基底兩個單元）又屬于滲透性場地，故不宜采用垂直防滲系統(tǒng)，而采用水平防滲系統(tǒng).由于度量粘土襯層滲透性的主要指標是滲透系數(shù)，根據(jù)《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范》可知道，天然粘土類襯里的滲透系數(shù)不應大于1.0*10-7cm/s并且要2米從原始資料所給的滲透系數(shù)來看大多數(shù)都是大于10-7cm在人工合成防滲膜中選用了性能較優(yōu)，國外使用經(jīng)驗較多的高密度聚乙烯（HDPE）防滲膜。此填埋場不屬于危險廢物安全填埋場，并且場區(qū)工程地質條件良好，無不良地質現(xiàn)象，不需要采用雙層襯層和雙復合襯層防滲系統(tǒng)，而單復合襯層防滲系統(tǒng)完全能滿足本設計對防滲系統(tǒng)的要求，故選擇單復合襯層防滲系統(tǒng).3防滲系統(tǒng)各層性能本設計中復合襯層系統(tǒng)的構建圖見CAD圖——防滲系統(tǒng)圖。由上至下各層的具體作用和設計性能如下：5.3.1過渡層：具有避免細微的垃圾堵塞排水層內空隙的作用，防止密封層貫穿凍結的作用。另外，在垃圾分解的防熱階段，過渡層可以降低密封層內的溫度。5.3.2排水系統(tǒng)：用于從垃圾中收集和排出滲濾液，這樣避免了滲濾液在密封層上的積聚。材料為軟石或碎石，粒徑16——32毫米，排水層厚度為0.3米，kf>=1*10-3m5.3.3保護層：是人工合成防滲膜的保護層，在這里采用的材料是非織造型土工織物，有時簡稱土工布或無織布。土工布，目的為防止尖物刺傷、抗滑動，根據(jù)填埋高度此填埋場使用規(guī)格為2000g/m2。5.3.4人工合成防滲膜（HDPE膜）和壓實粘土組成的防滲層：其功能是通過鋪設滲透性低的材料來防止?jié)B濾液遷移到填埋區(qū)外去,同時也可以防止外部的地下水進入填埋區(qū)內。HDPE膜厚度取0.5——2.5mm。底層壓實粘土層厚度取0.6——1.0m。邊坡壓實粘土層厚度比底層壓實粘土厚度大10%。由于此填埋場不可能全過程不暴露HDPE膜,并兼顧到成本，最終取1.5mm厚的HDPE膜作為防滲層，頂部封場時采用厚度為0.5mm的HDPE膜。采用0.25m厚的粘土共3層總厚度0.75m。5.4HDPE膜的焊接方法：焊接技術是HDPE防滲膜施工的關鍵技術，利用擠壓平焊、擠壓角焊、熱契焊幾種方法的綜合應用。擠壓平焊應用最廣，具有較大的剪切強度和拉伸強度，焊接速度快，焊逢均勻，速度、溫度和壓力易調節(jié)，易操作，可實現(xiàn)大面積快速自動焊接等優(yōu)點，缺點是不適宜細微部位的焊接。擠壓角焊可在焊接難度大的部位進行操作，缺點是在大面積焊接應用上速度較慢，表面有突起。熱鍥焊尤其是雙熱鍥雙軌焊的最大優(yōu)點是焊接強度高，并且可用非破壞性實驗檢查焊接質量，缺點是不能用于細微部位的焊接。焊接過程的技術要求：打磨：焊接前應在焊接表面進行打磨，打磨方向應與焊接面垂直。打磨厚度一般為膜厚的5%~10%。擠壓角焊打磨寬度一般為3~40cm，擠壓平焊和熱鍥焊的打磨寬度為5~8cm。打磨后為避免打磨部位的迅速氧化，應在打磨后十分鐘之內進行焊接。擠壓角焊打磨角：擠壓角焊上膜片焊接端應打磨成45度角。熱變形檢查：焊接過程中應檢查膜片是否有熱變形，尤其是下膜片。如有則應及時降低焊接溫度或提高焊接速度，尤其是當膜厚度大于2mm時，不允許有熱變形出現(xiàn)。焊接厚度：對擠壓角焊來說，焊接劑的厚度一般為膜厚的一倍，對擠壓平焊來說，焊接劑寬度一般為4~5cm。溫度的記錄與控制：焊接施工時應記錄焊接熔融溫度，擠壓管出口焊接劑溫度，膜表面溫度以及環(huán)境溫度。以便及時調整焊接施工條件，并在焊接質量測試時記錄數(shù)據(jù)以供參考。焊接逢對接：如果一條焊縫在焊接中間停下來則焊接劑應逐漸消失，不能突然截止。如果停很長時間以后再重新焊接，則需要在焊接劑銜接處進行打磨之后再繼續(xù)焊接。5.5穿孔和豎井的防滲設計：1.穿管與廢物接觸時，在管外用HDPE膜包裹，便于與防滲層銜接處的密封連接，同時也減少管邊界與廢物的摩擦，減小穿管的受力。2.穿管與邊界的剛性連接采用混凝土錨固塊作連接基座，混凝土錨固應建立在連接管后，穿管和HDPE膜應固定在混凝土中。3.穿管與防滲膜邊界的彈性連接時管子不能直接焊在HDPE防滲膜上，以防膜損壞。4.為了防止?jié)B漏，填埋場中的有些豎井需要穿過排水層，座于HDPE防滲膜之上，如滲濾液提升豎井、檢修豎井等。6.滲濾液的產量預測垃圾滲濾液的產量受多種因素的影響，如降雨量、蒸發(fā)量、地表流失量、地下滲入量、垃圾的特性、地下層結構、表層覆土和下層排水設施的設置情況等。常用的滲濾液產量計算方法通常有兩種。6.1水平衡法從理論上分析，垃圾填埋場的滲濾液產量可由下式表示：L=P+W+Q1+Q2-E1-E2-Q3式中L：滲濾液產量；Q2：從外部地表流入的水；P：降水量；Q3：從填埋場地表流失的水；W：垃圾中含有水份；E1：從填埋場地的表蒸發(fā)的水；Q1：外部滲入的水；E2：從填埋場植物葉面蒸發(fā)的水；H：場持水。上述各項指標中，降水量和蒸發(fā)量可以從當?shù)貧庀蟛块T獲得；外部滲入的水和從填埋場地表流失的水可通過徑流系數(shù)來計算。由于降水量與蒸發(fā)量是影響滲濾液產量的決定性因素，對于操作單元，其表面徑流量很小，所以上式可簡化為：L=P-E在填埋場的實際使用中，由于不同單元的表面覆蓋情況不一樣（日覆蓋、中間覆蓋、最終覆蓋），直接影響到該地段的表面徑流和降水的下滲情況，因而滲濾液的產生量也不相同，應分開加以計算，即L=ΣCiAiAi、Ci分別為不同覆蓋狀況的單元面積及其產水系數(shù)。6.2經(jīng)驗公式根據(jù)經(jīng)驗公式：(1)當?shù)孛嫱杆阅茌^好時Umax=0.25*[1+(C-1)lg(1.4R0.3)]Wmax/R0.6(2)當?shù)孛嫱杆阅茌^差時Umax=0.25*CWmax/R0.6式中:Umax——最大滲濾液的產生量(mm/d);nWmax——最大月間降雨量(mm/月);C——流出系數(shù),C一般在0.6-0.7左右;R——滲濾液浸出延時時間,R一般為10d左右.6.3滲濾液產量關于滲濾液產量的計算方法還有很多，根據(jù)本填埋場的實際情況和已知條件，決定采用經(jīng)驗公式來計算本填埋場的滲濾液產量。根據(jù)已知條件可知:Wmax=246.2mm/月,表面透水性較差,采用后一個公式:Umax=0.25*0.7*246.2/100.6=10.8mm/d=0.0108m/d在正常降雨量條件下,一個176.25m*216.25m的作業(yè)單元，日均滲濾液產量為412m37.滲濾液導排與收集系統(tǒng)設計7.1滲濾液的水質特征及變化規(guī)律垃圾填埋場滲濾液的水質隨垃圾組分、當?shù)貧夂?、水文地質、填埋時間和填埋方式等因素的影響而顯著變化。由于影響因素多，造成不同填埋場、不同填埋時期的滲濾液水質和水量的變化幅度很大?？傮w來說，滲濾液具有以下的特征：7.1.1有機污染物濃度高實驗研究表明：滲濾液中含有主要有機物77種，其中芳烴29種，烷烴烯烴類148種，酸類8種，脂類5種，醇、酚類6種，酮醛類4中，酰胺類2種，其它5種。77種有機物中，有可疑致癌物質1種、輔致癌物質5種，被列入我國環(huán)境優(yōu)先污染物“黑名單”的有5種以上。上述77種有機物僅占滲濾液中COD的10%左右。一般而言，垃圾滲濾液中的有機物可分為三類，即：(1)低分子量的脂肪酸類；(2)腐殖質類高分子的碳水化合物；(3)中等分子量的灰黃霉酸類物質。對相對不穩(wěn)定的填埋過程而言，大約有90%的可溶性有機碳是短鏈的可揮發(fā)性脂肪酸，其次是灰黃霉酸類；而相對穩(wěn)定的填埋過程，易降解的揮發(fā)性脂肪酸隨垃圾的填埋時間而減少，難生物降解的灰黃霉酸類的比重則增加。7.1.2氨氮含量較高“中老年”填埋場滲濾液中較高的氨氮含量是導致其處理難度較大的一個重要原因。由于目前多采用厭氧填埋，氨氮在垃圾進入產甲烷階段后不斷上升，達到峰值后延續(xù)很長時間并直至最后封場。有研究表明，滲濾液中的氨氮占總氮含量的85%--90%。氨氮含量過高要求進行脫氮處理，但過低的C/N不但對常規(guī)生物過程有較強的抑制作用，而且由于有機碳源的缺乏難以進行有效的反硝化。7.1.3磷含量偏低垃圾滲濾液中的含磷量通常較低，尤其是溶解性的磷酸鹽濃度更低。由于溶解性磷酸鹽的含量主要由CaOH(PO4)3控制，而由于滲濾液中的Ca2+和堿度偏高導致了總磷的偏低。7.1.4金屬離子含量較高滲濾液中含有多種金屬離子，其濃度與所填埋的垃圾組分及時間密切相關。對生活垃圾與工業(yè)垃圾混合填埋的填埋場來說，重金屬離子的溶出量會明顯增加。7.1.5總溶解性固體含量較高這些溶解性固體通常隨填埋時間的延長而變化，在0.5--2.5年間達到高峰值，同時含有高濃度的Na、K、CL、SO4等無機類溶解性鹽和鐵、鎂等。此后，隨填埋時間的增加濃度逐漸下降，直至達到最終穩(wěn)定。7.1.6色度較高滲濾液具有較高的色度，其外觀多呈淡茶色、深褐色或黑色，有極重的垃圾腐敗臭味。7.1.7水質隨填埋時間的變化較大填埋時間在5年以下的滲濾液pH值較低，BOD5及CODcr濃度較高，且BOD5/CODcr的比值較高，同時各類重金屬離子的濃度也較高。填埋時間5年以上的滲濾液pH值接近中性，BOD5及CODcr濃度下降，BOD5/CODcr的比值較低，而NH3-N濃度較高，重金屬離子的濃度則下降。根據(jù)地形相近地區(qū)填埋場水質取進水水質為：COD=6000～12000mg/lBOD=3000～4000mg/lSS=300～500mg/lNH3-N=200～1200mg/l設計值?。篊OD=7000mg/lBOD=3000mg/lSS=450mg/lNH3-N=200mg/l設計出水水質為國家污水排放標準二級標準，即：COD≤300mg/lBOD≤60mg/lSS≤200mg/lNH3-N≤25mg/l7.2滲濾液收集系統(tǒng)設計：包括了滲濾液導流層、收集支管、收集干管、提升泵井、調節(jié)池等。如圖2-2為滲濾液導排系統(tǒng)斷面：圖7-2注：此圖單位為mm7.2.1導流層：此層鋪設在經(jīng)過清理過后的場基上，厚度300mm,由粒徑40到60的卵石鋪設而成。7.2.2收集溝：設置于導流層的最低標高出，并貫穿整個場底，斷面采用等腰梯形，鋪設與場底中軸線上的是主溝，在主溝上按間距30m，支溝與主溝之間的夾角為60o，這樣是有利于將來滲濾液收集管的彎頭加工與安裝，收集管到設置成直管，中間沒有反彎折點。收集溝中填充卵石，粒徑上部卵石采用40到60mm，下部采用25到40mm。7.2.3多孔收集管：分為主管和支管，分別埋設在收集主溝和支溝中，管道需要進行水力和靜力作用測定或計算以確定管徑和材質，其公稱直徑應不小于100mm，最小坡度應不小于2%。選擇材質時，考慮到垃圾滲濾液有可能對混凝土產生的侵蝕作用，通常采用HDPE,預先制孔，孔徑通常為15—20mm，孔距通常為50—100mm,開孔率2%--5%左右。為了使垃圾體內的滲濾液水頭盡可能低，管道安裝時要使開孔的管道部分朝下，但孔口不能靠近起拱線，否則會降低管身的縱向剛度和強度。7.2.4集水池及提升系統(tǒng)：本設計為平原型填埋場，平原型填埋場由于滲濾液無法依靠重力流從垃圾堆體內導出，所以使用集水池和提升系統(tǒng)。采用斜管提升的方式，這樣大大減少了負摩擦力的作用，而且豎管提升帶來的許多操作問題也隨之避免。斜管采用HDPE管，半圓開孔，尺寸為DN400mm，以利于將潛水泵從管道中放入集水池，在泵維修或發(fā)生故障時可以隨時將泵拉上來。本設計中場邊處設4個集水池的尺寸為L*B*H=8m*8m*2.0m,池坡1：2。場內2個集水池的尺寸為L*B*H=10m*8m*2.5m。上設擋雨棚，用泵將集液池中滲濾液輸送至調節(jié)池。集水池內填充礫石的孔隙率為30%--40%。7.2.5調節(jié)池：滲濾液收集系統(tǒng)最后的一個環(huán)節(jié)是調節(jié)池，其主要作用是對滲濾液進行水質和水量的調節(jié)，平衡豐水期和枯水期的差異，為滲濾液處理系統(tǒng)提供恒定的水量，同時可以對滲濾液水質起到預處理的作用。此設計采用斜管提升系統(tǒng)將滲濾液從集水池提升到調節(jié)池內。7.3滲濾液管道設計計算:7.3.1填埋場邊坡處主管：根據(jù)經(jīng)驗設定：左側邊坡為1：3，高1，右側為坡降2%，寬88.125的底面，收集管總長216.25，管道坡度為1%，其滲濾液峰值產出量，斜坡上為0.0108，底面同斜坡。計算：1.確定滲濾液最大流量左側區(qū)域面積＝216.25×（1×3）＝648.75左側最大產流量＝×＝7.0065＝0.0000811右側區(qū)域面積＝216.25×88.125＝19057.031右側最大產流量＝×＝205.82＝0.002382整個區(qū)域最大流量＝＋＝0.0024632.管道尺寸選擇：選用直徑為8，11的管＝/＝/＝0.73 管內徑＝－2＝6.54＝0.0654因為管中充滿液體，＝/4＝0.01635＝＝0.0034用曼寧公式求管道凈流量＝0.0019＜0.002463不可以選用直徑10，11，管＝10/11＝0.909管內徑＝－2＝8.182因為管中充滿液體，＝/4＝0.0205＝＝0.00526對管＝0.011已知：＝0.01用曼寧公式求管道凈流量＝＝0.00358＞0.002463可以3.管道穿孔數(shù)：單位管長最大流量＝×＋×＝0.0108×3＋0.0108×88.125＝0.98415＝1.139×假設孔口直徑＝0.64＝0.0064則孔口面積＝0.32×取過流系數(shù)＝0.62，限定流速＝0.03由伯努利方程得：＝＝6×穿孔數(shù)＝/＝1.139×/6×＝19孔/因此用20孔/。7.3.2場底內主管：已知：左側坡降為2%，右側同左側，寬88.125的底面，收集管總長216.25，管道坡度為1%，斜坡上滲濾液產生量為0.0108。計算：1.確定滲濾液最大流量左側區(qū)域面積＝216.25×88.125＝19057.031左側最大產流量＝×＝205.82＝0.002382右側區(qū)域面積＝216.25×88.125＝19057.031右側最大產流量＝×＝205.82＝0.002382整個區(qū)域最大流量＝＋＝0.0047642.管道尺寸選擇：選用直徑10，11，管＝/＝10/11＝0.909管內徑＝－2＝8.182因為管中充滿液體，＝/4＝0.0205＝＝0.00526對管＝0.011已知：＝0.01用曼寧公式求管道凈流量＝0.00358＜0.004764不可以選用直徑12，11，管＝/＝12/11＝1.091管內徑＝－2＝9.818因為管中充滿液體，＝/4＝0.02455＝＝0.00757對管＝0.011已知：＝0.01用曼寧公式求管道凈流量 ＝0.00581＞0.004764可以3.管道穿孔數(shù)：單位管長最大流量＝×＋×＝0.0108×88.125＋0.0108×88.125＝1.9035＝2.2×假設孔口直徑＝0.64＝0.0064則孔口面積＝0.32×取過流系數(shù)＝0.62，限定流速＝0.03由伯努利方程得：＝＝6×穿孔數(shù)＝/＝2.2×/6×＝37孔/因此用37孔/。7.3.3支管：由《城市垃圾處理工程》知支管間距一般是20每個區(qū)（216.25/20）×2＝22根平均每根支管需要收集的面積為（216.25×176.25）/22＝1732.51732.5最大滲濾液產生量為18.71＝0.00022取直徑為4管＝/＝0.364管內徑＝－2＝3.273因為管中充滿液體，＝/4＝0.00818＝＝0.00084＝0.00031＞0.00022滿足要求，取管徑4cm。求支管開孔數(shù)：單位管長最大流量＝0.0108×20＝0.216假設孔口直徑＝0.64＝0.0064則孔口面積＝0.32×取過流系數(shù)＝0.62，限定流速＝0.03由伯努利方程得：＝＝6×穿孔數(shù)＝/＝5孔/因此用5孔/。8.滲濾處理系統(tǒng)8.1滲濾液處理工藝流程的確定填埋場采用處理流程如圖8-1所示：A/O氧化溝UASBA/O氧化溝UASB調節(jié)池調節(jié)池A/O氧化溝A/O氧化溝UASBUASB排放至城市污水管網(wǎng)消毒池沉淀池排放至城市污水管網(wǎng)消毒池沉淀池圖8-1滲濾液處理流程圖處理后出水水質達到國家《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-1997）中滲濾液二級排放標準限值排入附近受納水體。預計該系統(tǒng)各分單元的處理效果見表8-1。A/o氧化溝調節(jié)池UASB表8-1各單元處理效果圖項目調節(jié)池UASBA/O氧化溝沉淀池標準mg/l進水出水去除率%出水去除率出水去除率出水出水COD7000700090%70070%21020%168300BOD3000300085%45065%15825%118150NH3-N20020050%10080%2042%1225SS45045070%1352008.2滲濾液各處理構筑物設計8.2.1滲濾液調節(jié)池設計最小調節(jié)池容積的由下式確定：V≥（Qmax-Q）×5其中：V—調節(jié)池有效容積；Qmax—設計最大滲濾液產生量；Q—滲濾液處理廠規(guī)模。Qmax=1798.2(m3/d)，Q=450(m3/d)，則根據(jù)上式，可得最小調節(jié)池容積V為6741m3。據(jù)此，我們確定調節(jié)池的長、寬、高分別為60m、30m、8.2.2潛污泵選型調節(jié)池出水由潛污泵泵入吹脫塔，選泵設計流量800m3/d，既流量33.33m表8-2調節(jié)池潛水排污泵性能列表排出口徑（mm）流量（m3/h）揚程（m）轉速（r/min）功率（kw）效率（%）重量（kg）5040151440467.71218.2.3UASB反應器設計厭氧生物處理是去除廢水中有機物的一種高效低耗的工藝。如今厭氧技術經(jīng)過上百年的發(fā)展，逐漸向高效率、低成本、多用途、設備成套化等方面發(fā)展。厭氧流化床工藝是借鑒流化態(tài)技術的一種生物膜反應裝置，它利用大比表面積的物質為載體，厭氧微生物以生物膜的形式附著在載體的表面，依靠水力、機械及沼氣等動力在反應器內部成流動狀態(tài)，微生物與污水中的有機物進行接觸、吸附、分解，從而達到高速降解污水中的有機物質的目的。經(jīng)過對同類滲濾液用UASB反應器處理運行結果的調查，已知常溫（20～25℃）條件下UASB反應器的進水容積負荷率可達5～10.0。處理后出水水質：已知預期COD的去除率為90%，則出水預期COD濃度為：7000×（1－0.9）＝700已知預期BOD的去除率為85%，則出水預期BOD濃度為：3000×（1－0.85）＝450已知預期SS的去除率為70%，則出水預期SS濃度為：450×（1－0.7）＝135已知預期NH3-N的去除率為50%，則出水預期NH3-N濃度為：200×（1－0.5）＝100UASB反應器有效容積及長寬高尺寸的確定采用進水容積負荷率5.0，根據(jù)：＝＝630m3式中Q—日平均廢水流量（m3/h）考慮檢修時不至于全部停產，采用兩座UASB反應器。每個反應器的容積約為：315m3采用反應器有效高為4m，則每個反應器的面積為：315÷4＝78m設反應器寬為8m，則反應器的長為：78÷6.3＝12.5mUASB反應器的構造如圖8-2：圖8-2UASB反應器構造示意圖8.2.4排泥系統(tǒng)設計考慮把配水管兼作排泥管用，可均勻排除污泥床區(qū)的污泥，并在反應器1/2高處，和三相分離器下三角以下0.5m處各設d=100mm排泥管各一根，并在池底設放空管。產泥系數(shù)： 設計流量：Q=450m3/d；進水COD濃度：S0則UASB反應器的總產泥量：X=rQS0E=0.15×450×7000×0.9=425[kg(干)/d]=17.7[kg(干)/h]每個池子的產泥量：Xi=X/2=17.7/2=8.86[kg(干)/h]設污泥含水率為98%，=1000kg/m3，污泥產量：Q=(17.7×24/1000)×[1/(1-0.98)]=21.24m3每個池子的排泥量為21.24/2=10.62m38.2.5A氧化溝構造簡單，溝內混合液不斷回流，因此運行穩(wěn)定，耐沖擊負荷，對小水量污水處理工程應優(yōu)先采用。本設計采用的A/O氧化溝，A段和O段完全分開，A、O兩段呈同心圓方式布置，回流污泥和經(jīng)過厭氧處理的污水先流入內圈的A池，內圈A池內設潛水攪拌機，外圈O池設曝氣轉刷和混合液回流泵。這種A、O段完全分開的布置方式有利于充分去除滲濾液污水中的濃度較高的NH3-N，提高反應器的容積利用率。其主要工藝設計如下：反應池設計水量:Q=Kd×Q0=1.14×450=513m3其中Kd—日變化系數(shù)；Q0—滲濾液處理廠日處理規(guī)模m3/d；反應池進水水質,經(jīng)過UASB的BOD5的去除率為85%，SS的去除率為70%，BOD5=S0=450mg/l；SS=135mg/l；N=100mg/l1.確定設計泥齡θcNo=N-0.05(S0-Se)-Ne=100-0.05×(450-200)-25=62.5mg/l反硝化速率按下式計算：Kde=No/S0=62.5/450=0.14查《活性污泥工藝簡明原理及設計》表2-1，在溫度T＝10°時，θc=11天，其中9天為好氧泥齡，2天為缺氧泥齡。2.計算污泥產率系數(shù)YY=K[0.75+0.6X0/S0-(1-0.2)×0.17×0.75θc×1.072(T-15)/(1+0.17θc×1.072(T-15))]=0.9[0.75+0.6×135/450-(1-0.2)×0.17×0.75×11×1.072(10-15)/(1+0.17×11×1.072(10-15))]=0.52kqSS/kqBOD3.核算污泥負荷Ls=S0/[θcY(S0-Se)]=450/[11×0.52(450-200)]=0.31kqBOD/kgMLSS.d此值與一般經(jīng)驗值相符合。4.確定MLSS(X)查《活性污泥工藝簡明原理及設計》中表2—3，取值為3.5g/L用污泥回流比反算復核，取tE=2hSR=0.7×1000/SVI×tE1/3=0.7×1000/150×21/3=5.88g/LR=X/(XR-X)=3.5/(5.88-3.5)=147%≤150%符合要求5.計算反應器容積V=24QθcY(S0-Se)/1000X=24×513×11×0.52(450-200)/(1000×3.5)=5030m在反應池容積中，好氧區(qū)占75%，為3773m3；缺氧區(qū)占25%，為1257m6.計算水力停留時間T=V/Q=5030/450=11.2h7.計算需氧量在夏季高溫時，硝化反硝化的所需實際運行泥齡可以縮短，如果按照25℃θco=F×3.4×1.103(15-T)=1.45×3.4×1.103(15-25)=1.85d加上反硝化泥齡為θc=1.85/0.5=3.7d在考慮一個安全系數(shù)，取θc=6d是相當保險的，查表得，對應的Oc=1.14,而不是11d泥齡時的1.24。再以最冷月泥齡11天和水溫10℃St=fc×Qa(S0-Se)×10-3=1.25×450×(450-200)×10-3=140.6kgBOD/dNht=Q[N-0.05(S0-Se)-2]×10-3=513[100-0.05(450-200)-2]×10-3=44kg/dNot=Q×No/1000=513×62.5/1000=32.1kq/dO2=Oc×St+4.57×Nht-2.86×Not=1.14×140.6+4.57×44-2.86×32.1=270kq/d單位BOD需氧量：270/140.6=1.92kgO2/kgBODMLSS3500mg/l好氧區(qū)容積3773m缺氧區(qū)容積1257m單位BOD需氧量1.92kgO2/kgBOD擬訂設置2個氧化溝并聯(lián)，氧化溝內圈直徑10m，水深7.5m，內分別設潛水攪拌機一臺,直徑Φ260，功率N=4KW。好氧區(qū)直徑18m，水深7m，氧化溝內分別設Φ8.2.6沉淀池設計上述氧化溝屬于奧貝爾氧化溝，奧貝爾氧化溝的配套沉池是周邊進水輻流式沉淀池，這種沉淀池克服了一般中進周出二沉池產生異重流的缺陷，池容得到充分利用，表面負荷率明顯提高，一般情況下其表面負荷率比中進周出二沉池提高30%到100%，可以大大減小池容。因此本設計采用周邊進水輻流式沉淀池。其主要計算如下：1.計算池面積設計最大污水量Q=1798.2m3/d=0.021m3/s，城市設計人口N=106萬人，設計采用池數(shù)1座，則最大設計流量為Qmax=Q/n=查表得qmax=0.85m3/（m2則池的表面積F=Qmax/qmax=0.021*3600/0.85=89m直徑D=（4F/π）1/2=（4*89/3.14）1/2=10.6m2.沉淀池水深取h1=0.8m沉淀池有效水深h2=0.5q（1+R）/（1-SVI*X/1000）=0.5*0.85（1+1.47）/（1-150*3.5/1000）=2.21mh3=0.3mh4=（X*SVI*q/1000）（1+R）*tE2/3=（3.5*150*0.85/1000）（1+1.47）*22/3=1.75m沉淀池總高度H=h1+h2+h3+h4=0.8+2.21+0.3+1.75=5.06m取H=5.1m停留時間T=F*H/Qmax=89*5.1/（0.021*3600）=6h8.2.7污泥濃縮池設計總產泥量：污泥部分所需的容積（V/m3）設污泥清除間隔時間為4h,每人每天產生的濕污泥量為0.3L,則V1=SNT/1000=0.3×1100000×0.17/1000=56m產泥量V=22.2+56=78.2m32.容積計算：濃縮20.0h后，污泥含水率為95.5%，則濃縮后污泥體積為：V=V0×(C0/C)=78.2×[(1-98%)/(1-95.5%)]=34.8m則污泥濃縮池的尺寸不應小于38+34.8=72.8m33.工藝構造尺寸：設計污泥濃縮池一個，設計濃縮池上部柱體高度為4.5m，其中泥深4m，設計平面尺寸為4m×4m,柱體部分污泥容積為64m3濃縮池下部為錐斗，上口尺寸為4m×4m，下口尺寸為0.5m×0.5m，錐斗高為3m，則污泥斗容積為：1×3/3×[42+0.52×(42×0.52)1/2]=16.5污泥濃縮池總容積為64+16.5=80.5m3>72.8m8.2.8消毒設計消毒方式有液氯消毒、ClO2消毒、O3消毒等多種方式，二氧化氯復合消毒器是通過電解食鹽產生ClO2為主，伴有Cl2O3、H2O2等多種強氧化混合氣體設備，該設備采用兩性電極及隔膜設備電解新工藝，技術先進，結構設計合理，運行操作簡便，耗電、耗鹽量少，是現(xiàn)有消毒劑發(fā)生器中最理想的消毒設備。該設備所產生的以ClO2為主的混合消毒劑，具有極強的氧化性和廣譜殺菌能力，可殺滅水中的各種芽孢病毒，不產生氯代有機物，同時ClO2的強氧化性，可以進一步氧化沉淀池出水中的難生物降解的有機物，去除部分高色度物質。二氧化氯的投加量60g氣/m3水，選用TS-300二氧化氯發(fā)生器兩臺。二氧化氯發(fā)生器置于加藥間內，鑒于二氧化氯發(fā)生器采用成套設備，本次初步設計不對其管配等作詳細設計。消毒設備放在加藥間內，加藥間平面尺寸4m×4m。8.2.9污泥泵井污泥泵井的功能是暫時存放厭氧反應器和沉淀池排放的剩余污泥。根據(jù)系統(tǒng)的運行工況，通過內設污泥泵進行污泥回流和剩余污泥排放，污泥泵井平面尺寸3.0×2.0m，池深3.6m，安裝污泥泵兩臺，單臺：Q=18m3/hH=15m8.3高程計算1.由上述計算可知各處理構筑物的尺寸見表8-3：表8-3構筑物個數(shù)和尺寸表構筑物名稱個數(shù)有效尺寸（m）調節(jié)池160m×30m×4mUASB2高4m,長12.5m,寬6.3mA/O膜氧化池2內圈直徑10m,水深7.5；好氧區(qū)直徑18m,水深7m沉淀池1直徑D=10.6m,水深H=5.1m污泥濃縮池14m×4m×4.5m，其中泥深4m,錐斗高度3污泥泵井13m×2m×3.8m2.水力計算沉淀池出水井出水總管沿程損失/m=0.00318×50=0.159m局部損失/m=(1.5+1+0.15)×1.22/2g=0.19m合計總損失=0.159++0.19=0.35m沉淀池中水位自由跌落0.15m堰上水頭0.05m集水槽起端水深0.16m合計總水頭損失=0.15+0.05+.16=0.36m氧化溝出水井出水管沿程損失/m=0.00375×15=0.056m局部損失/m=（1.5+1+0.15）×1.22/2g=0.19m合計總水頭損失=0.056+0.19=0.25m氧化溝中水位自由跌落0.15m堰上水頭0.1m合計水頭損失0.15+0.1=0.25mUASB出水口水位出水總管沿程損失/m=0.00318×40=0.127m出水支管沿程損失/m=0.00375×10=0.038m局部損失/m=(3+0.15+1)×0.942/2g=0.065m局部損失/m=(1+.15+1.5)×0.842/2g=0.095m合計總水頭損失/m=0.33mUASB中水位出水總沿程損失/m=0.375-0.25=0.125m集水槽起端水深/m=0.188m自由跌落0.1m堰上水頭0.018m合計水頭損失0.43m9.氣體導排與收集系統(tǒng)9.1影響填埋場氣體產生量的因素：氣體的產量是隨垃圾的組分、填埋區(qū)容積、填埋深度、填埋場密封程度、集氣設施、垃圾含水量、垃圾體溫度和大氣溫度而變化的。一般來說，垃圾組分中的有機物含量越多、垃圾區(qū)容積越大、填埋深度越深、填埋場密封程度越好、集氣設備設計越合理，氣體產量越高；當垃圾含水量略超過垃圾干基重量時，氣體產量較高；垃圾體的溫度在30o以上時，產氣量較大；大氣溫度可以影響垃圾體溫度，從影響產氣量。9.2產氣量的確定：估計填埋場氣體產生量的最簡單的方法就是假設每噸廢物每年產生6m3那么此填埋場的產氣量則為：6*406.939*105=2.44*1089.3氣體的導排：填埋場的導排方式有兩種：即主動導排和被動導排。主動導排是在填埋場內鋪設一些垂直的導氣井或水平的盲溝，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，將填埋場內的填埋氣體抽出來。主動導排系統(tǒng)主要有以下特點：抽氣流量和負壓可以隨產氣速率的變化進行調整，可最大限度地將填埋氣體導排出來，因此氣體導排效果好；抽出的氣體可以直接利用，因此常與氣體利用系統(tǒng)連用，具有一定的經(jīng)濟效益；由于利用機械抽氣，因此運行成本較大。主動氣體導排系統(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（回收或焚燒）以及氣體監(jiān)測設備等組成。被動導排就是不用機械抽氣設備，填埋氣體依靠自身的壓力沿導排井和盲溝排向填埋場外。被動導排適用于小型填埋場和垃圾填埋深度較小的填埋場。被動導排系統(tǒng)的特點是：使用機械抽氣設備，因此無運行費用；由于無機械抽氣設備，只靠氣體本身的壓力排氣，因此排氣效率低，有一部分氣體仍可能無序遷移；被動導排系統(tǒng)派出的氣體無法利用，也不利于火炬排放，只能直接排放，因此對環(huán)境的污染較大。被動導排設施根據(jù)設置方向分為豎向收集方式和水平收集方式兩種類型。被動導排系統(tǒng)的優(yōu)點是費用較低，而且維護保養(yǎng)也比較簡單。若將排氣口與帶閥門的管子連接，被動導排系統(tǒng)即可轉變成主動導排系統(tǒng)。在選擇填埋場氣體控制方式時，應立足于填埋場的實際情況，進行綜合考慮，確定最佳方案。就我國的情況而言，在現(xiàn)有的較為簡單的城市垃圾填埋場、堆放場中，氣體大多無組織釋放，存在爆炸隱患，并造成環(huán)境危害，建議采用被動控制的方式進行導排燃燒。在一些容量較大、堆體較深、垃圾有機物含量高且操作管理水平較高的填埋場，可以考慮采用主動方式回收利用填埋場氣體。對于新建填埋場，可以在垃圾填埋初期通過被動方式控制氣體釋放，當產氣量提高到具有回收利用價值之后，開始對氣體進行主動回收利用。由于此填埋場屬于小型的并且填埋高度只有27米，因此本設計采用被動導排系統(tǒng)。9.4氣體的收集系統(tǒng)：如表9-4為各種填埋場氣體收集系統(tǒng)的比較。表9-4收集系統(tǒng)類型適用對象優(yōu)點缺點垂直井收集系統(tǒng)分區(qū)填埋的填埋場價格比水平溝收集系統(tǒng)便宜或相當在場內填埋面上進行安裝、操作較困難，易被壓實機等重型機構損壞水平溝收集系統(tǒng)分層填的填埋場；山谷自然凹陷的填埋場因不需要鉆孔，安裝方便；在填埋面上也是很容易安裝、操作底層的溝易破壞，難以修復；如填埋場底部地下水位上升，可能被淹沒；在整個水平范圍內難于保持完全的負壓被動收集系統(tǒng)頂部、周邊、底部防透氣性較好的填埋場安裝、保養(yǎng)簡便、便易收集效率一般低于主動收集系統(tǒng)氣體收集設施根據(jù)設置方向可分為豎向收集方式和水平收集方式兩種類型。橫向水平收集方式就是沿著填埋場縱向逐層橫向布置水平收集管，直至兩端設立的導氣井將氣體引出場面。水平收集管是由HDPE(或UPVC)制成的多孔管，多孔管布設的水平間距為50米，其周圍鋪礫石透氣層。此收集方式適于小面積、窄形、平地建造的填埋場，簡單易行，可以適應垃圾填埋作業(yè)，在垃圾填埋過程直至封頂時使用都方便。但這種方式也存在許多問題：工程量大、材料用量多、投資高，因為氣體收集管需要布滿垃圾填埋場各分層，管間距只有40到50米；水平多孔管很容易因垃圾不均勻沉陷而遭到破壞；水平多孔管經(jīng)受不住各種重型運輸機械輾壓和垂直靜壓；水平多孔管與導氣井或輸氣管接點很難適應場地的沉陷；在垃圾填埋加高過程難以避免吸進空氣、漏出氣體；填埋場內積水會影響氣體的流動。豎向收集井或豎井橫斜向收集管的導排收集方式用的比較多，此方式結構相對簡單，集氣效率高，材料用量少，一次投資省，在垃圾填埋過程容易實現(xiàn)密封。豎井的作用是在填埋場范圍內提供一種透氣排氣空間和通道，同時將填埋場內滲濾液引至場底部排到滲濾液調節(jié)池和污水處理站，并且還可以借此檢查場底HDPE膜泄漏情況。對在垃圾填埋過程中立井的填埋場，豎井是隨垃圾填埋過程依次加高，加高時應注意密封和井的垂直度。豎井向上收集方式：目前常采用豎井向上收集導排方式，即氣井所收集的氣體沿氣井向上流動引出地面點火燃燒或收集利用。氣體輸送管布置在填埋場頂面。若是在垃圾填埋過程立井，敷設在頂面的輸氣管就與垃圾填埋作業(yè)發(fā)生矛盾。這種方法，歐美國家常用在已完成的填埋場，即填埋場封頂后鉆井，敷設管道。然而目前在垃圾填埋過程立井收集氣體已逐漸被采用，這樣不僅提高了氣體的控制程度，而且提高了氣體收集率，從而減少氣體的危害并減少了能量（沼氣）的損失。豎井向下橫斜向收集方式：這種方式與豎井向上收集原則相同，只是將填埋場頂面氣體輸送管改到填埋場內，也就是采用所謂豎井與橫斜向收集管相結合的方式。一口井一根輸氣管，輸氣管從氣井下半部接出，其接點位置應高于場內滲濾液液面，并盡可能靠近場底，以便建立支撐物。對于一個有良好滲濾液排出系統(tǒng)的填埋場，其積水液面是不高的，根據(jù)場底標高和坡向，多數(shù)井底在液面之上，故為輸氣管設置支撐物提供條件。為了保證安全可靠的輸送氣體，橫斜向的輸氣管除采用支撐物外還要采用加厚的不開孔的HDPE管。對于重型機械經(jīng)過的地段應加鑄鐵套管，與氣井接點處用柔性短管連接。管道坡向集氣井以利排水。豎井向下橫斜向收集方式的優(yōu)點是垃圾填埋過程可以有效控制氣體的散發(fā)，提高了氣體收集率，并且與垃圾填埋作業(yè)不發(fā)生矛盾。根據(jù)原始資料表明采用垂直收集系統(tǒng)是最合理的。也就是被動導排豎向收集方式。9.5抽氣井的布置：井距可用下式來計算：X=2Rcos30o式中，X為三角形布置井的間距；R為影響半徑。豎井的影響半徑及井距可由以下幾個因素決定：垃圾堆積量，填埋場深淺及產氣速率；豎井徑及深度；填埋場內脫氣功能，抽氣設備抽力和總壓降；填埋場密封程度。在缺少試驗數(shù)據(jù)的情況下，影響半徑采用45m。對于深度大并有人工薄膜的混合覆蓋層的填埋場，常用的井間距為45到60m；對于使用粘土和天然土壤作為覆蓋層材料的填埋場，可以使用近一點的間距，如30m，以防把外界空氣抽入氣體回收系統(tǒng)中。被動導排法是憑借場內氣體產生的靜壓將氣體從豎井導排至地面。豎井作用半徑就是從井邊到靜壓為0的距離。井距一般為30到40m。對于中小型填埋場，場內產生的氣體靜壓為0到13.2mbar。靜壓由覆蓋層和場自由深度來決定。場內氣體流動壓降梯度為0.5到1.3Pa/m。此填埋場采用三角形布置井，它是一個小型填埋場，根據(jù)經(jīng)驗取井距為30m，根據(jù)公式算出的影響半徑為17m。9.6氣體輸送系統(tǒng)的布置：不論采用豎井還是水平管線收集，最終均需要將填埋氣體匯集到總干管進行輸送。輸氣管的設置除必要的控制閥、流量壓力監(jiān)測和取樣孔外，還應考慮冷凝液的排放。輸送系統(tǒng)也有支路和干路，干路互相聯(lián)系或形成一個“閉合回路”。這種閉合回路和支路間的相互聯(lián)系，可以得到一個較均勻的真空分布和剩余真空分布，使系統(tǒng)運行更加容易、靈活。井頭的管道必須充分傾斜，以提供排水能力，集氣干管一般要小于0.3%的坡度，對于更短的管道系統(tǒng)甚至要有0.6%到0.8%的坡度。為排出冷凝液，在干管底部可設置冷凝液排放閥。另外，在干管設置時，由于填埋氣體中含有約50%的不可燃成分，管徑的設計應適量放大，以滿足整個填埋場最大產氣量的要求。具體的構造見CAD的氣體收集系統(tǒng)總體布置圖。9.7氣體的凈化與利用：填埋氣體的主要用途有：初步凈化，利用燃氣發(fā)電機發(fā)電上網(wǎng)；用作燃料供鍋爐及工業(yè)窯爐使用。如果不進行脫CO2凈化處理，只能作中低熱值燃料，供燒鍋爐及工業(yè)窯爐。脫除的CO2填埋氣體，如果CH4含量達到80%以上，可作為高熱值燃料，與天然氣混合作發(fā)電燃料，用于發(fā)電；經(jīng)過脫CO2和H2S的凈化處理，達到或接近天然氣的標準，再經(jīng)壓縮，作汽車清潔燃料。但無論做何種用途，首先必須對氣體進行凈化處理。填埋氣的凈化技術如表9-7。表9-7凈化技術水硫化氫二氧化碳固體物理吸附活性氧化鋁硅膠活性炭——————液體物理吸收氯化物乙二醇水洗丙烯酯水洗——化學吸收固體：生石灰氯化鈣液體：無固體：生石灰熟石灰液體：氫氧化鈉碳酸鈉鐵鹽乙醇氨氧化還原作用固體：生石灰——液體：氫氧化鈉碳酸鈉乙醇氨其他冷凝壓縮和冷凝膜分離微生物氧化膜分離分子篩此填埋場氣體通過氣體收集主管接到火炬處直接燃燒.具體構造見CAD氣體導排系統(tǒng)圖。10.地下水管道設計及計算采用布設排水管的方法來控制淺層水，在農業(yè)上已經(jīng)應用了多年。該法對于控制填埋場下方的淺層水位也同樣有效。在場區(qū)防滲層以下開挖溝渠，設置排水管，并用高滲透性材料回填。當?shù)叵滤簧邥r，即會流入排水管排走。為防止排水管阻塞，在管外用無紡布包裹。由本填埋場土質資料知，表層基本為滲透系數(shù)一般的砂土，地勢平坦，起伏不高，區(qū)域穩(wěn)定性良好，無不良地質現(xiàn)象，場區(qū)內各分布巖土層工程特性優(yōu)良。地下為滲透性一般的黏土，設計時將黏土層設為隔水層。地下水排水系統(tǒng)中的管道間距，可使用Donnan公式進行計算：式中，L為排水管間隙，m；K為水力傳導率，m/d；a為管道和阻擋層之間的距離，m；b為從阻擋層測得的最高允許水位高度，m；Qd為補充率，m3/（m2·d）。對于地下水排水系統(tǒng)，可忽略填埋場的滲漏量，因為它與地下水量相比是很小的。于是Qd=K則上式可改變?yōu)椋荷鲜竭m用于管道安裝在隔水層以上的情況。本設計中，管道安裝在隔水層表面，即a=0。雖然Donnan公式與其他公式相比，提供的是管道間的最低積水水位高度，但是由于比較簡單，所以得到了廣泛應用。用Donnan公式求得的管道間距同利用不穩(wěn)定狀態(tài)模型得出管道間距相比誤差在±6m內；在此基礎上乘以一個削減系數(shù)（0.8～0.9），便可得到保守的估算值。當管道安裝在隔水層表面時，管道中排水量用下式求出：式中，q0為每單位排水管從兩側排出的水量，m3/（s·m）；H為管道內底以上水位的最大高度，m；K為在最大水位和阻擋層或排水管之間土壤的平均水力傳導加權系數(shù)，m/d；L為管道間距，m。將q0乘以總的管長，就得到管道的總排水量。管道的尺寸可從已知的排水速率和管道中水的流速利用曼寧公式計算出來。示意圖見10-1：圖10-1設計參數(shù)：K取10-3cm管道間距：=104.2㎡L=10m管道中排水量=0.9*10-6m3/（s總排水量Q=1330m3單個集水池規(guī)格為：5m*3m*1m；支管管徑：5㎝；主管管徑：10㎝；支管每區(qū)布置(216.5/10)*2=44根11.終場覆蓋系統(tǒng)設計封場的目的在于：防止雨水大量下滲，造成填埋場收集到的滲濾液體積劇增，加大滲濾液處理的難度和投入；避免垃圾降解過程中產生的有害氣體和臭氣直接釋放到空氣中造成空氣污染；避免有害固體廢棄物直接與人體接觸；阻止或減少蚊蠅的孳生；封場覆土上栽種植被，進行復墾或作其它用途。封場質量的高低對于填埋場能否處于良好的封閉狀態(tài)、封場后的日常管理與維護能否安全的進行、后續(xù)的終場規(guī)劃能否順利實施有至關重要的影響。11.1終場覆蓋材料選擇目前，在國內外使用較多的防滲材料包括壓實粘土、土工薄膜和土工合成粘土層三種，實際使用時通常為三者混合使用。近年來，利用污泥和粉煤灰等廢料改性制作覆蓋材料研究也在逐步開展。11.1.1壓實粘土壓實粘土是使用歷史最悠久，同時也是使用最多的防滲材料。壓實粘土的優(yōu)點在于：成本低（如果土源能就地解決而不需要從其他地方搬運的話），施工難度小，有一套成熟的規(guī)范（包括實驗室測試指標和現(xiàn)場操作方式），可以參考的經(jīng)驗多。使用時，往往鋪設30～60cm，被石子刺穿的可能性小，同時也不易被復墾植被的根系刺穿。壓實粘土的缺點：與另外兩種防滲材料相比，它的滲透系數(shù)偏大，防滲性能較差，使用時需要的土方多，施工量大，施工速度慢，并且施工時若壓實程度不夠的話，現(xiàn)場實際的防滲系數(shù)將與試驗室充分壓實條件下得出的數(shù)據(jù)有很大出入。壓實粘土的另一個不盡如人意的是容易因為干燥、凍融收縮產生裂縫，防滲性能迅速下降，在封場完成以后，產生裂縫難以修復。此外，粘土的抗拉性能較差，最大拉伸形變比為0.1～1%（最大拉伸長度比上粘土土體長度），對填埋場的不均勻沉降性能要求較高，直觀地說，就是在填埋場表面直徑為5m的范圍，其中心沉降不能超過0.125～0.25m。11.1.2土工薄膜土工薄膜在過去的十幾年里漸漸被許多填埋場采用，土工薄膜的種類較多，目前應用最廣的是高密度聚乙烯(HDPE)。土工薄膜的優(yōu)點是：防滲性能好，土工薄膜本身是不透水的，它的滲水主要是因為板材成型工藝過程中造成的針孔、微隙，滲透系數(shù)不超過10-10cm/s，大大低于粘土，施工時，僅需鋪設1～3mm土工薄膜的缺點是：容易被尖銳的石子刺穿。聚合物本身存在著老化的問題，并可能遭受到化學物質、微生物的沖擊。施工過程中的焊合接縫處容易出現(xiàn)接觸張口?？辜羟行阅懿?，對上層覆土進行壓實時薄膜可能會因不均勻受壓而損壞。遇到大風天氣無法施工，因為大風有可能把薄膜撕裂。單獨使用土工薄膜的安全性比較差，實際使用時往往把薄膜鋪設在壓實粘土上，組成復合防滲層，以獲得更好的效果。很多發(fā)達國家明文規(guī)定在填埋場終場覆蓋中必須使用一層或一層以上的復合防滲層。11.1.3土工合成粘土層土工合成粘土層是近十年內逐漸被人們接受并采用的一種防滲材料，一般是用土工布夾著一層膨潤土。土工布是一種透水的聚合材料，廣泛應用于巖土工程。膨潤土滲透系數(shù)非常低、具有吸脹性，含有的礦物質主要是蒙特石。土工合成粘土層的優(yōu)點：滲透系數(shù)比壓實粘土低，但一般比土工薄膜高?？估炷芰姡畲罂估煨巫儽?0～15%，對垃圾填埋場差異性沉降的敏感性低。與壓實粘土相比，它的體積小，節(jié)約空間，施工量小，可以迅速鋪好，發(fā)生損壞后可以迅速修復。土工合成粘土層的缺點：膨潤土吸濕膨脹后，抗剪切性能變差，這就使得斜坡的穩(wěn)定安全性成了問題。由于施工鋪設的厚度小，容易被尖銳的石子或是被復墾植被的根系刺穿。含水率低的膨潤土是透氣的，因此，在干燥季節(jié)，甲烷等氣體可以透過土工合成粘土防滲層抵達復墾層，對復墾植被的生長造成危害，并有可能泄露到空氣中造成空氣污染。另外，值得注意的是，土工薄膜和土工合成粘土層在應用時都不應該出現(xiàn)拉應力，即要求土工薄膜（或土工合成粘土層）與下層覆土所能承受的剪切力大于土工薄膜（或土工合成粘土層）與上層覆土之間所能承受的剪切力。11.1.4其它材料隨著城市土地的逐步開發(fā)與日益缺乏，國內外開展了利用造紙廠污泥、港灣淤泥和粉煤灰改性制作覆蓋材料的研究，但大規(guī)模的應用較少。解決改性材料的防滲透性能較差和成本偏高是決定其是否能規(guī)?；瘧玫年P鍵。11.2終場覆蓋設計現(xiàn)代化填埋場的終場覆蓋應由五層組成，從上至下為：表層、保護層、排水層、防滲層(包括底土層)和排氣層。其中，排水層和排氣層并不一定要有，應根據(jù)具體情況來確定。排水層只當通過保護層入滲的水量（來自雨水、融化雪水、地表水、滲濾液回灌等）較多或者對防滲層的滲透壓力較大時才是必要的。而排氣層只有當填埋廢物降解產生較大量填埋氣體體時才需要。各結構層的作用、材料和使用條件列于表11-2中。填埋場終場覆蓋系統(tǒng)的設計應考慮以下因素：(1)能夠經(jīng)受氣候的極端化，如冷-熱、濕-干、凍結-解凍等；(2)能夠經(jīng)受天然風化力如水和風等的侵蝕；(3)所需材料的可行性；(4)車輛進出道路和人行道路的建設；(5)在填埋場作業(yè)中，可能要使用完工后的填埋單元，如堆放覆蓋土或通過運輸車輛等，如果需要如此，蓋層的設計要使其具有這種能力；(6)地表水排水系統(tǒng)；(7)系統(tǒng)的壽命；(8)安裝氣體抽排井和收集管道系統(tǒng)；(9)安裝滲濾液收排系統(tǒng)井孔和管道；(10)地形設計需要；(11)低滲透性，盡量減少填埋場氣體的釋放和降雨、地表水等的入滲：(12)分期建設和封場后土地利用規(guī)劃的關系；(13)可能需要滲濾液循環(huán)；(14)有抵抗由于填埋場氣體釋放和廢物壓縮等原因造成的填埋場不均勻沉降能力；(15)有穩(wěn)定性，具有抗塌陷、抗斷裂和邊坡失穩(wěn)、抗滑動、抗蠕動的動力；(16)土地恢復坡度的穩(wěn)定性；(17)抵抗由于地震而引起變形的能力；(18)必須經(jīng)得起由于填埋場氣體作用而造成的對蓋層物質的改變；(19)地表植被根系以及挖洞動物、蚯蚓、昆蟲等的破壞。表11-2填埋場終場覆蓋系統(tǒng)結構層主要功能常用材料備注表層取決于填埋場封場后的土地利用規(guī)劃，能生長植物并保證植物根系不破壞下面的保護層和排水層，具有抗侵蝕等能力，可能需要地表排水管道等建筑可生長植物的土壤以及其它天然土壤需要有地表水控制層保護層防止上部植物根系以及挖洞動物對下層的破壞，保護防滲層不受干燥收縮、凍結解凍等破壞，防止排水層的堵塞，維持穩(wěn)定天然土等需要有保護層，保護層和表層有時可以合并使用一種材料排水層排泄入滲進來的地表水等，降低入滲層對夏布防滲層的水壓力，還可以有氣體導