固废课程设计：垃圾填埋场课程设计

Content 前言············································· 1 1、绪论·········································· 3

1.1生活垃圾概述········································· 3 1.2生活垃圾处理与处置方法······························· 4

2、工程概况······································ 5

2.1工艺选择············································· 5 2.2项目设计原始资料····································· 6 2.3项目设计要求········································· 8

3、填埋场的选址·································· 8

3.1场址禁设地区········································· 8 3.2选址条件·············································· 9 3.3场址比选与场址确定····································9 3.4地址的选定与所需的容积······························· 10

4.填埋场的地基与防渗·····························12

4.1防渗工程·············································12 4.2水平防渗············································· 12 4.3垂直防渗············································· 16

5. 渗滤液的产生及收集处理··························· 18

5.1垃圾渗滤液概念和来源································· 18 5.2垃圾渗滤液的水质特征································· 18 5.3渗滤液收集系统······································· 19

5.4渗滤液产生量的计算··································· 19 5.5工艺选择·············································21

6、填埋气体收集导排及利用··························21

6.1填埋场封场系统设计··································· 21

7、填埋作业设备选择································ 22

7.1推土摊铺设备的选择···································22 7.2压实设备的选择·······································22 7.3取土设备的选择·······································23 7.4喷药和洒水设备的原则·································23 7.5其他设备的选择·······································23 8、封场工程············································24 8.1填埋场的封场系统设计·································24 8.2填埋场封场后的土地回用·······························25

9、环境保护与检测·····································26

附图···················································· 27

前言

一、设计目的

进一步加强对固体废物固体废物处理与处置课程的认识，通过工程设计训练，强化课堂知识，培养解决复杂工程问题的能力。

二、设计内容

1、城市生活垃圾填埋场的场址选择和总体设计（填埋区库区场底工艺平面布置图、库区堆填规划平面布置图）；

2、填埋场防渗系统设计（包括场底防渗结构布置图、库底与边坡防渗结构布置图、边坡锚固平台处防渗结构布置图、库区周边锚固沟处防渗结构布置图，封场）；

3、垃圾渗滤液处理系统设计（包括工艺流程选择、主要构筑物尺寸、主要设备选型）。

三、设计条件

1、设计题目：阳江市600吨/天城市生活垃圾卫生填埋场主体设计

2、原始数据及操作条件要求：规划用地总面积247400平方米，填埋高度45米。

四、主要工作内容

1、城市生活垃圾填埋场的场址选择和总体设计； 2、填埋场防渗系统设计； 3、垃圾渗滤液处理系统设计； 4、绘制符合规范的工程图； 5、编制课程设计说明书。

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五、主要图件

1、填埋区库区场底工艺平面布置图、库区堆填规划平面布置图 ；

2、场底防渗结构布置图、库底与边坡防渗结构布置图、边坡锚固平台处防渗结构布置图、库区周边锚固沟处防渗结构布置图 、封场。

六、主要参考资料

1、《固体废物处理与处置》 2、《污水处理厂设计与运行》 3、《给水排水工程快速设计手册》 4、《总图制图标准》（ GB/T50103-2001） 5、《建筑制图标准》（GB/T50104-2001） 6、《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001） 7、《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）

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1、绪论

1.1生活垃圾概述

1.1.1生活垃圾的定义

生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。

城市生活垃圾亦称城市固体废物，是由城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业，以及市政环卫系统、城市交通运输、文教机关团体、行政事业、工矿企业等单位所排出的固体废物。其主要组成为：厨余物、废纸屑、废塑料、废橡胶制品、废编织物、废金属、玻璃陶瓷碎片、庭院废物、废旧家用电器、废旧家具器皿、废旧办公用品、废日杂用品、废建筑材料、给水排水污泥等。

1.1.1生活垃圾的危害

固体废物，特别是有害固体废物，如处理、处置不当，其中的有害物质可以通过环境介质——大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成污染，对人体产生危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态变化。

（1）对土壤环境的影响：固体废物不加利用，任意露天堆放，不但占用一定的土地，导致可利用土地资源减少，而且如填埋处理不当，不进行严密的场地工程处理和填埋后的科学管理，容易污染土壤环境。

（2）对水体环境的影响：固体废物可随地表径流进入河流湖泊，或随风迁徙落入水体，从而将有害物质带入水体，杀死水中生物，污染人类饮用水水源，危害人体健康；固体废物产生的渗滤液危害很大，它可进入土壤污染地下水，或直接流入河流、湖泊或海洋，造成水资源的水质型短缺。

（3）对大气环境的影响：对方的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，进入大气并扩散到很远的地方；一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下还可发生生物降解，释放出沼气，在一定程度上消耗其上层空间的氧气，使植物衰败；有毒有害废物还可发生化学反应生成有毒气体，扩散到大气中危害人体健康。

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1.2生活垃圾处理与处置方法

1.2.1焚烧

焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中有还有毒物质在800——1200℃的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。

1.2.2堆肥

堆废化是在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。

堆肥化系统的分类：按温度分为中温堆肥和高温堆肥；按技术分为露天堆肥和机械密封堆肥。

1.2.3卫生填埋

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”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。

山谷型填埋场（图1）

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地上式填埋场（图2）

半地上半地下式填埋场（图3）

2、工程概况

2.1工艺选择

目前国内外固体废物处理技术主要有：焚烧法、填埋法、高温堆肥和热解法四种，其中焚烧、填埋和高温堆肥是最常使用且已形成工业化生产的垃圾处理方法。热解方法的应用在我国才刚刚起步，在国外也仅有几个国家利用热解法处理垃圾，因此在对阳江市集中处理场处理工艺进行选择研究时，主要针对填埋、焚烧和高温堆肥三种比较成熟技术而言。不同生活垃圾处理技术比较分析见表9-8。

表9-8 不同生活垃圾处理技术比较分析 比较项目 投资 卫生填埋 焚烧 堆肥 综合处理 最低，18-27万元/约50-70万元/吨（单层合成衬吨（发电上网，底，压实机引进) 国产化率50%) 35-55元/吨 90-200元/吨 约25-36万元/吨约40万元/吨 （制有机复合肥，国产化率60%) 50-80元/吨 80-200元/吨（取决于最终处理方式） 垃圾充分得到资源化利用：回收物，可燃物及有机质分别得到利用 运行费用（计折旧，不计运费） 资源环境效益 填埋场封场并稳 定后可恢复土地利用或再生土地资源，陈垃圾可开采利用 垃圾分选可回收部分物质，焚烧炉渣可综合 垃圾堆肥产品可用于农业种植和园林绿化等，并可回收部分物资 5

潜在污染及环保措施 渗滤水可引起地下水污染；现场有气味，采用场底防渗、每天覆盖、沼气导排、渗沥水处理等 好氧填埋工艺 烟气中含有大量复杂污染物，飞灰具有毒性，现场有噪声。采用烟气治理、噪声控制、灰渣处理、恶臭防治等措施 热解或气化焚烧工艺 根据堆肥方法不同、污染程度不同，可产生浓重臭味，飞尘，有残渣。采用恶臭防治、飞尘制、残渣处置等措施控 封闭式堆肥工艺 可产生臭味、污水等，有残渣。采用臭气控制、污水处理、残渣焚烧处理等方法防治 发展动态 有效的前处理工艺，对各类垃圾资源化 目前阳江市市区及县城的生活垃圾均采用填埋法处理，不能回收和焚烧的工业固体废物采用无害化填埋技术进行安全处置，加强业固体废物集中处理和污染控制及资源化、减量化、无害化处理。

2.2项目设计原始资料

2.2.1生活垃圾产量预测

由于城镇生活垃圾与人口数量、生活水平密切关系，因此本规划采用城镇人口与人均垃圾产生量系数来预测规划年垃圾的产生量。根据抽样调查与选点详细调查的结果以

及阳江市的实际情况，分别确定阳江市各区县的人均垃圾排放系数如表9-4，并据此估算出阳江市生活垃圾现状及规划年排放量，如表9-5所示。

表9-4 规划期间阳江市人均垃圾产生系数 （单位：kg/d） 时段 2005 2006-2010 2011-2020 江城区 0.95 1.0 1.2

表9-5 阳江市生活垃圾现状及预测产生量

行政区 2005年 城镇人口 垃圾量（吨（万人） 江城区 阳春市 阳东县 阳西县 54.37 22.27 8.28 8.96 /年） 188528 69093 25689 27798 2010年 城镇人口 垃圾量（吨（万人） 59 50.3 25 30.2 /年） 215350 165236 82125 99207 2020年 城镇人口 垃圾量（吨（万人） 65 76.9 39 43.3 /年） 284700 227025 280205 173850 阳春市、阳东县、阳西县、海陵区 0.85 0.9 1.1 6

海陵区 合计

9.12 103 28295 339403 10 174.5 32850 594768 13 237.2 152570 1118350 该城市2014年常住人口255万人，现建设一期工程，服务人口为66.6万人，人均垃圾系数为0.9Kg/d，垃圾产量为600吨/天，垃圾压实密度600kg/m，垃圾场服务年限为10~20年。

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2.2.2气象资料

阳江市地处北回归线以南，属南亚热带海洋性季风气候，常年雨量充沛，气候温和，冬无严寒，夏无酷热。

气温 全市2005年日照时数为1657时，平均气温22.3℃，极端最高气温为38.3℃，

极端最低气温为3.7℃。全年无霜期为350天，偶有低温霜冻。

风速、风向 全市年均风速为2.43米/秒，瞬时最大风速达33米/秒。季风明显，夏

季主导风向为南风和东南风，冬季主导风向为东北风。由于地处粤西沿海，所以台风活动极为频繁。据阳江气象站统计资料，1960年以来，影响阳江市的风力达6级以上的台风有97次，平均每年2.2次；其中登陆的台风有26次，年均0.58次。台风是阳江市主要的灾害性天气。

降雨量 全市2002年降雨量为2967.3毫米，月最大降雨量是9月份，为841.8毫米，

月最小降雨量是2月份，为12.0毫米。阳江市降雨有三大特点：一是地区雨量分布不均，变幅梯度以高区（2500毫米）向南部沿海（1800毫米）和北部地区（1500毫米）递减，且年际变化大。二是年内降雨变化大，全年的降雨主要集中在夏秋两季。4～9月的汛期降雨量占全年的84～86%，而10月至次年3月仅占年降雨量的14～16%。三是单次降雨量大，是广东省最大暴雨中心之一。

蒸发量 全市年平均太阳辐射量为102.4千卡/平方厘米。但蒸发量时空差异较大，平

原地区一般较山区大。阳春站多年平均蒸发量为1881毫米，冬季为512毫米，占多年平均蒸发量的40%。荆山站多年平均蒸发量为152毫米，冬季占多年平均蒸发量的38.3%。阳江站多年平均蒸发量为1912毫米，冬季为841毫米，占多年平均蒸发量的44%。

2.2.3场址概况

填埋场库区周围汇水面积0.6km2。场底表土厚度0.5~4.6m不等，平均2.2m。土壤渗透系数为6.0×10-4m/s。场址地下水稳定水位埋深0.8m。距离填埋场5km处有城市污水处理场，紧挨填埋场有水、电源及公路。

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2.3项目设计要求

（1）总体要求

按照设计任务合理选择设计方案，工艺流程要有一定的灵活性；设计概念清楚、参数选择恰当、计算正确，说明书简明扼要、文字流畅、论点明确；图纸表达正确、符合制图规范；图面整洁、布局合理、图中线型和尺寸标注符合要求；整个设计过程严格遵照相关标准。

（2）设计说明书

要求内容完整、阐述清楚、计算准确、文理通顺，提倡用计算机解决复杂计算问题。设计说明书要求8000字以上，使用A4纸。内容包括目录、前言、正文、计算书、设计计算框图、小结及参考文献等。

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

（3） 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。

（4）设计图纸

包括垃圾填埋场平面布置图、处理工艺图及主要构筑物结构图。

3.填埋场的选址

3.1场址禁设地区

根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）规定，填埋场不应设在下列地区。 1）地下水集中供水水源地及补给区； 2）洪泛区和泄洪道；

3）填埋库区与处理区边界距居民居住区或人畜供水点500米以内的地区； 4）填埋库区与污水处理区边界距河流和湖泊50米以内的地区； 5）填埋库区与污水处理区边界距民用机场3公里以内的地区； 6）活动的坍塌地带，尚未开采的地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区； 7）珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区；

8）公园、风景、游览区、文物古迹区，考古学、历史学、生物学研究考察区； 9）军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。

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3.2选址条件

场址选择是项目实施成功与否的关键，根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）规定，场址选择由建设项目所在地的建设、规划、环保、环卫、国土资源、水利、卫生监督、地质勘察等有关部门和专业设计单位的有关专业技术人员参加。

选址条件是：

1）符合城市总体规划、区域环境规划、城市环境卫生专业规划的要求； 2）与当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致； 3）库容应保证填埋场使用年限在10年以上，特殊情况下不应低于8年； 4）交通方便，运距合理；

5）人口密度、土地利用价值及征地费用均较低；

6）位于地下水贫乏地区、环境保护目标区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向下风向；

7）场址距大、中城市规划建成区应大于5公里，距小城市规划建成区应大于2公里。

3.3场址比选与场址确定

根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）规定，结合当地的实际情况，场址选择应满足以下条件：

1）在城市规划建成区2公里之外；

2）离村庄、居民区、交通干道、厂矿和人畜居栖地500米以外； 3）在城市夏季风向的下风向； 4）交通方便、运距适中；

5）人口密度低、土地利用价值低，征地、拆迁费用少； 6）群众支持，不会造成不良社会影响的地区； 7）远离城市水源地；

8）具备一定的基础条件(水、电、通讯等)； 9）避开特殊区域和需要保护的区域；

10）地质和水文地质条件能满足项目建设的要求； 11）取土条件方便；

12）库容要大，使用年限在10年以上，特殊情况下不低于8年。

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3.4地址的选定与所需容积

设垃圾填埋场服务年限为15年，覆土与垃圾压实之比为1:4，填埋高度为45m，日垃圾产量600吨/天，该地区主导风向为风，因此生活和管理设施宜集中布置并处于夏季主导风向的上风向，即垃圾填埋场的南角，以减少对人们的影响。采用平原型填埋。

每年所需的场地体积为：

V?每年垃圾产生量WP?365???1?r?

垃圾压实密度D式中：

W－垃圾产生率(kg∕d?人)； P－城市人口；

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D－压实后垃圾的密度(kg∕m)； r－覆土与垃圾之比。 每年所需的场地面积为：A?V HWP?CD第一年填埋的废物体积为：

600?10005?365???365000m36004V1?365?

设城市生活垃圾的年增长速率为5%（自定）

3第二年的废物体积为：V2?（1?5%）V1?（1?5%）?365000?383250m3第三年的废物体积为：V3?（1?5%）V2?（1?5%）?383250?402412.5m第四年的废物体积为：V4?（1?5%）V3?（1?5%）?402412.5?422533.125m3第五年的废物体积为：V5?（1?5%）V4?（1?5%）?422533.125?443659.7813m3第六年的废物体积为：V6?（1?5%）V5?（1?5%）?443659.7813?465842.7703m3第七年的废物体积为：V7?（1?5%）V6?（1?5%）?465842.7703?489134.9088m3第八年的废物体积为：V8?（1?5%）V7?（1?5%）?489134.9088?513591.6543m3

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第九年的废物体积为：V9?（1?5%）V8?（1?5%）?513591.6543?539271.237m3第十年的废物体积为：V10?（1?5%）V9?（1?5%）?539271.237?566234.7988m3第十一年的废物体积为：V11?（1?5%）V10?1.05?566234.7988?594546.5388m3第十二年的废物体积为：V12?（1?5%）V11?1.05?594546.5388?624273.8657m3第十三年的废物体积为：V13?（1?5%）V12?1.05?624273.8657?655487.559m3第十四年的废物体积为：V14?（1?5%）V13?1.05?655487.559?688261.9369m3第十五年的废物体积为：V15?（1?5%）V14?1.05?688261.9369?722675.0338m3

填埋的总废物体积为

?V?V1?V2?V3?V4?V5?V6?V7?V8?V9?V10?V11?V12?V13?V14?V15?365000?383250?402412.5?422533.125?443659.7813?465842.7703?489134.9088?513591.6543?539271.237?566234.7988?594546.5388?624273.8657?655487.559?688261.9369?722675.0338?7876175.71m3

填埋库容占体积的70%-90%，取80%

所以：V?80%V总V?9845219.637m30.8

填埋场预计填埋深度为45mV9845219.637填埋用地面积为A???218782.6586m2H45所以：V总?

4.填埋场的地基与防渗

4.1 防渗工程

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根据填埋场防渗设施 (或材料) 铺设方向的不同，可将填埋场防渗分为垂直防渗和水平防渗，根据所用防渗材料的来源不同又可将水平防渗进一步分为自然防渗和人工防渗两种。

4.2 水平防渗

4.2.1技术方法

防渗是卫生填埋处理技术的主要标志，它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋

气体对填埋场的水体和土壤污染，减少渗滤液的产生量，并为以后对填埋气体有序、可控制地手机和利用创造空间。防渗的技术关键是防渗层的构造，其结构形式直接决定了防渗效果和工程建设投资。

水平防渗层的构造形式，经历了最初的不加限制到早期的粘土单层设计，直至进气的柔性膜与粘土复合层的发展历程。用于填埋场防渗层的天然材料主要有粘土、亚粘土、膨润土，人工合成材料主要有聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE），条状低密度聚乙烯（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）膜作为一种高分子合成材料，有其抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物性、化学性能，使用寿命50年以上。比如防渗功能比最好的压实粘土高107 倍（压实粘土的渗透系数级数为10-7 级，而HDPE防膜的渗透系数级数为10-14 级）；其断裂延伸率高达600%以上，完全满足垃圾填埋运行过程中由蠕变运动所产生的变形；其它有利于施工、填埋运行。

4.2.2方案

根据地质勘查情况，为达到既保证安全又经济可行的目的，本设计作出三种防渗方案进

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行技术经济比较，以便确定最合适的防渗结构体系。 方案一：单层HDPE膜＋粘土复合衬垫

1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别入图所示

图2 单层膜＋粘土复合垫

2）工程造价：HDPE膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为142.5元/m3。 方案二：双层HDPE膜复合防渗衬垫

1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示：

图 3双层膜＋粘土复合垫

2）工程造价：HDPE膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为173.1元/m2。

方案三：单层HDPE＋膨润土复合防渗衬垫

1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示：

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图4 单层膜＋膨润土复合垫

2）工程造价：HDPE膜、含膨润土交织土工布选用进口产品，土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为166.1元/m2。

4.2.3 各方案技术经济对比

1）对方案一的评价

A）次方案是三个方案中较经济的一个方案

B）适用性：若在填埋作业是，第一层所填垃圾很有尖锐物或在填埋过程中压实机械操作不当，使单层膜被刺穿，则防渗系统基本失效，造成水体污染。故本方案对填埋作业是的技术要求较高，且发生膜刺穿时造成的危害较大。

2）对方案二的评价

A）次方案造价较贵，并要求较高的监管水平

B）适用性：双层膜具有双保险的作用。若第一层被刺穿，还有下层膜及土工布可阻挡渗滤液进一步向下渗透，因此可将经过上层膜孔洞的渗漏量减至最少，从而可大大减少通过防渗衬垫的渗漏量。

3）对方案三的评价

A）次方案造价在三个方案中相对经济

B）适用性：单层膜＋膨润土的复合防渗衬垫最为经济实用。既可解决单层摸的穿刺问题，又可减少造价，不仅防渗效果良好，可靠性、耐久性也好，且施工方便，膨润土能够对局部渗漏点起到补漏的作用。

因此，本设计采用方案三的方案。

4.2.4施工工艺

1）特点和要求

HDPE膜是高密度聚乙烯合成材料，具有较强的延展性和良好的防渗性能，但遇尖锐物

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易破裂。因此，HDPE膜的垫层、铺衬、覆盖及其他相关作业等在施工过程中均应十分严格地加以保护，这是保证垃圾填埋场防渗系统质量的关键。

2）坡面可分为土质坡面和石质坡面，根据设计规定，坡面放破系数不得德育1:1.25。土质坡面经机械开挖后，用人工整平夯实，彻底清除树根、砾石等尖锐杂物，然后铺垫一层土工布（400g/m2）、铺衬HDPE膜，再在膜上铺垫一层土工布；石质坡面应与周围土质坡面厚度一致，经修凿的石质坡面上用水泥砂浆抹平，然后铺衬HDPE膜，上覆一层土工布。

沟谷一般由数条支沟和1条主干沟组成。支沟上设渗滤液收集沟（下设地下水收集盲沟）和鱼刺状渗滤液收集支沟；主干沟上设汇集渗滤液收集沟的渗滤液主盲沟（下设地下水主干沟）。

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。

图5 水平防渗结构图

3）在坡面进行HDPE膜铺衬时，坡面上端应进行锚固，锚固采用锚固沟法，即在坡面上端距破口100cm处开挖宽、深各100cm的矩形沟槽，将HDPE膜和下层土工布沿沟槽底部及边缘铺设，然后用粘土分层回填夯实。石质坡面的锚固方法与土质基本相同，但锚固沟的尺寸可适当缩小，沟内采用低强度等级素混凝土回填。

HDPE膜的拼接接口采用专用机械熔焊，局部破损也可采用焊接法修补。由于HDPE膜是进口产品，铺衬和焊接施工时应有专家现场指导。

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4.3垂直防渗

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。

垂直防渗系统在山谷型填埋场中应用较多，在平原区填埋场中也有应用。垂直防渗系统广泛用于新建填埋场的防渗工程和已有填埋场的污染治理工程，尤其对于已有填埋场的污染治理，因目前对其基底防渗尚无办法，因此周边垂直防渗就特别重要。根据施工方法的不同，可用于垂直防渗墙工程施工的方法有地基土改性法、打入法和开挖法等。

防渗墙的施工有以下方法： 1 地基土改性法施工防渗墙

地基土改性方法施工防渗墙是通过充填、压密地基土等方法使原土渗透性降低而形成的防渗墙。在填埋场垂直防渗墙施工中主要有注浆法、喷射法和原土就地混合法3种。

(1) 注浆法施工防渗墙

注浆法即注浆帷幕的一种方法，按一定的间距设计钻孔，采用一定的注浆方法和压力把防渗材料通过钻孔注入地层，使其充填地层孔隙，达到防渗的目的。该方法在我国的垃圾填埋场防渗中应用较广泛。

(2) 喷射法施工防渗墙

喷射法施工是指通过高压旋喷或摆喷方法使浆液与地基土搅拌混合，凝固后成为具有特殊结构、渗透性低、有一定固结强度的固结体。该方法可使防渗墙的渗透系数达到10-7 cm/ s，固结体强度可达到10-20MPa。浆液可使用膨润土—水泥浆液或者化学浆液，如中科院研制的中化-798 注浆材料。

(3) 原土就地混合法施工防渗墙

原土就地混合法施工方法是将欲形成防渗墙位置的原状土用吊铲等工具挖出，并使其与水泥或其他充填材料就地混合后重新回填到截槽中。为了保证切槽的连续施工，采用膨润土浆液护壁。该方法在美国应用较多。这种方法适用于深度较浅的防渗墙。

2 打入法施工防渗墙

打入法施工防渗墙是利用夯击或振动的方法将预制好的防渗墙体构件打入土体成墙 ,

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或者利用夯击或振动方法成槽后灌浆成墙的一种方法。用这种方法施工的防渗墙有板桩墙、复合窄壁墙及挤压灌注防渗墙等。

(1) 板桩墙

板桩墙的施工是将已预制好的板桩构件垂直夯入地层中。常用的板桩有钢板桩和外包铁皮的木板桩，板桩之间要用板桩锁连接 ,两板桩之间要有重叠，间隙要保持闭合或进行密封，防止渗漏。板桩墙还要有耐腐蚀性。板桩墙比较适宜在软弱土层中使用，对于硬塑性土层则由于打夯困难而受到限制。

(2) 复合窄壁墙

复合窄壁墙施工是：首先通过夯击或振动将土体向周围排挤形成防渗墙空间，把防渗板放入已形成的防渗墙空间，然后注浆充填缝隙形成防渗墙体复合窄壁墙的施工有梯段夯入法和振动冲压法等。

梯段夯入法是先夯入厚的夯入件，最后分梯段夯入最薄的夯入件达到预计深度。打夯结束后，把含有膨润土和水泥的浆液注入形成的槽内，硬化后便形成了防渗墙体。

振动冲压法是用振动器把板桩垂直打入土体里，直至进入填埋场基础下方的粘土层里，板桩以外的空隙注浆充填。施工时还要求振动板之间的排列和搭接闭合成一体，两板的间隙要保证闭合和封闭板桩墙通常是耐腐蚀的。

(3) 挤压灌注防渗墙

利用冲击锤或振动器将夯入件打入到所要求的深度，夯入件在土体中排挤出一个槽段空间，一般5 —6 个夯入件循环使用 ,当第 3 个和第 4 个夯入件打入后，前 2 个打入件可起出，向槽段灌注防渗浆材成墙。灌注浆材料可使用由骨料(砂和粒级为 0 —8mm 的砾石) 、水泥、膨润土和石灰粉加水混合而成土状混凝土。土状混凝土各成分配比要根据对防渗墙体要求的渗透性、强度和可施工性等指标而定防渗墙体材料应满足制成防渗墙体的渗透系数(k ≤10 -7 cm/ s) ,并满足抗腐蚀性、能用泵抽吸、具有流动性、便于填充等要求。

3 开挖法施工防渗墙

开挖方法施工防渗墙是通过挖掘地下土形成沟槽，槽壁的稳定由灌入的泥浆维护，然后在沟槽中灌注墙体材料并将泥浆排挤出而形成的防渗墙。

5.渗滤液的产生及收集处理

5.1垃圾渗滤液概念和来源

垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地

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后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。

城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。主要来源有：

(1) 降水的渗入，降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源； (2) 外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉；

(3) 地下水的渗入，这与渗滤液数量和性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关；当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；

(4) 垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量； (5) 覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；

(6) 垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分；

5.2垃圾渗滤液的水质特征

垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水和分解产生的水。垃圾渗滤液的主要污染成分有：有机物、氨氮和重金属等。其种类和浓度与垃圾类型、组分、填埋方式、填埋时间、填埋地点的水文地质条件、不同的季节和气候等密切相关，其水质主要呈现以下特征： (1)CODCr和BOD5浓度高：在新的垃圾填埋场，大量挥发性酸的存在可能会产生高的CODCr和BOD5；

(2)BOD5与CODCr比值变化大：BOD5/CODCr值的高低与渗滤液处理工艺方法的选择密切相关。渗滤液BOD5/CODCr值与垃圾填埋场的使用年限有关，对“年轻”填埋场而言，其渗滤液多具有良好的生化处理可行性，可采用生物方法加以处理。而对于“年老”填埋场的渗滤液的处理而言，必须考虑其可生化性随时间的变化；

(3)金属含量高：垃圾渗滤液中含有10多种金属（重金属）离子，由于物理、化学、生物等的作用，垃圾中的高价不溶性金属被转化为低价的可溶性金属离子而溶于渗滤液中，在处理过程中必须考虑对它们的去除；

(4)营养元素比例失调，氨氮的含量高：随着填埋场使用年限的增加，当进入产甲烷阶段后，渗滤液中的NH4浓度不断上升。另外，渗滤液中还存在溶解性磷酸盐的不足、碱度较高、无机盐含量高的问题。

+

[7]

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5.3渗滤液收集系统

5.3.1收集系统的作用

渗滤液收集系统应保证在填埋场使用年限内正常运行，收集并将填埋场内渗滤液排至场外指定地点，避免渗滤液在填埋场底部蓄积。渗滤液的蓄积会引起下列问题：

1、场内水位升高导致垃圾体中污染物更强烈的浸出，从而使渗滤液中污染物浓度增大； 2、底部衬层上的静水压增加，导致渗滤液更多的地渗漏到地下水——土壤系统中； 3、填埋场的稳定性受到影响； 4、渗滤液有可能扩散到填埋场外。

5.3.2收集系统的构造

渗滤液收集系统主要由渗滤液调节池、泵、输送管道和场底排水层组成。

1、排水层：场底排水层位于底部防渗层上面，由沙或砾石构成。当采用粗沙砾时，厚度为30-100cm，必须覆盖整个填埋场底部衬层，其水平渗透系数不应大于0.1（cm/s），坡度不小于2%。

2、管道系统：一般穿孔管在填埋场内平行铺设，并位于衬层的最低处，且具有一定的纵向坡度（通常为0.5%-2.0%）。

3、防渗衬层：由黏土或人工合成材料构筑，有一定厚度，能阻止渗滤液下渗，并具有一定坡度（通常为2%-5%）。

4、集水井、泵、检修设施以及监测和控制装置等。

5.4渗滤液的计算

5.4.1渗滤液产生量的计算

渗滤液的产生量为：

Q?I?C?(A1?A2)?10-3

式中Q---表示渗滤液年产生量，m/d;

A1---填埋区汇水面积，m； A2----填埋区的面积，m； C---渗出系数,取0.4；

I---表示最大年或月降雨量的日换算值，mm。 （1）第一块填埋区

填埋场的服务年限为15年，填埋库区分两块，分别进行填埋。第一块填埋区的服务年

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22

3

限为8年，则第一块库区面积为A1?渗滤液平均日产量：

V1-83485424.74??77454m2 H45Q?I?C??A1?A2??10-3?2967.3/365?0.4?77454?10-3?251.87m3d

渗滤液最大日产量：

Qmax?I?C??A1?A2??10-3?300?0.4?77454?10-3?9294.48m3d

（2）第二块填埋区

第二块填埋区服务年限为7年

V9-154390750.972A???97572m第二块库区面积为2

H45C2=C1×0.6=0.4×0.6=0.24

式中：C2为及时覆盖区域的渗透系数 渗滤液平均日产量：

??10-3Q?I?C??A1?A2??10-3?2967.3/365??0.4?77454?0.24?97572?442.24md渗滤液最大日产量：

3

??10-3Qmax?I?C??A1?A2??10-3?300??0.4?77454?0.24?97572?16319.664md5.4.2渗滤液调节池设计

3

最小调节池容积的由下式确定：

V≥（Qmax-Q）×5

其中： V—调节池有效容积；

Qmax —设计最大渗滤液产生量； Q—渗滤液处理厂规模。

3

由于原始资料里并未给出城市污水处理场处理渗滤液的规模，因此设Q=1000 m/d，则：

3

V=（Qmax-Q）×5=（9294.48+16319.664—1000）×5=123070.72m/d 调节池的水面面积A，调节池的有效水深H取10m，超高0.5m, 则A=V/H=123070.72/10=12307㎡

调节池的长度L.取调节池的宽度B为100m,则 L=12307/100=123m

取整得，池的实际尺寸：长×宽×高＝125m×100m×10.5m

5.5工艺选择

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工程污水处理设计根据垃圾渗滤液高CODCr、高氨氮的特点，总体采用“厌氧UASB+好氧

生物反应器+纳滤处理”工艺。

渗滤液通过潜污泵从调节池提升至初沉池去除废水中SS，处理后出水自流进入储水箱，再由泵抽送至UASB厌氧反应器，进行厌氧反应去除废水中部分COD，减少后续处理负荷；UASB反应器出水自流进入MBR反应器，去除废水中大部分有机物及氨氮，出水经膜截留，经泵送至纳滤处理间；过滤后出水排入厂区截洪沟。厂区排水由集水井回收，潜污泵送至UASB反应器。初沉池污泥、UASB反应器污泥及MBR池剩余污泥均用泵抽送至污泥均合池，调匀后用螺杆泵送至带压机脱水，泥饼外运。

6、填埋气体收集导排及利用

填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施，严防填埋气体自然聚集、迁移引起的火灾和爆炸。填埋场不具备填埋气体利用条件时，应主动导出并采用火炬法集中燃烧处理。未达到安全稳定的旧填埋场应设置有效的填埋气体导排和处理设施。

6.1 填埋气体导排设施应符合下列规定

（1）填埋气体导排设施宜采用竖井（管），也可采用横管（沟）或横竖相连的导排设施。 （2） 竖井可采用穿孔管居中的石笼，石笼宜用级配石料等粒状物填充。竖井宜按填埋作业层的升高分段设置和连接；竖井设置的水平间距不应大于50m；管口应高出场地1m以上。应考虑垃圾分解和沉降过程中堆体的变化对气体导排设施的影响，防止设施阻塞、断裂而失去导排功能。

（3）填埋深度大于20m采用主动导气时，宜设置横管。

（4）有条件进行填埋气体回收利用时，宜设置填埋气体利用设施。

（5）填埋库区除应按生产的火灾危险性分类中戊类防火区采取防火措施外，还应在填埋场设消防贮水池，配备洒水车，储备灭火干粉剂和灭火沙土。应配置填埋气体监测及安全报警仪器。

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（6）填埋库区防火隔离带应符合本规范5.0.9条的要求。

（7）填埋场达到稳定安全期前的填埋库区及防火隔离带范围内严禁设置封闭式建（构）筑物，严禁堆放易燃、易爆物品，严禁将火种带入填埋库区。

（8）填埋场上方甲烷气体含量必须小于5%；建（构）筑物内，甲烷气体含量严禁超过1.25%。 （9）进入填埋作业区的车辆、设备应保持良好的机械性能，应避免产生火花。

（10）填埋场应防止填埋气体在局部聚集。填埋库区底部及边坡的土层10m深范围内的裂隙、溶洞及其他腔性结构均应予以充填密实。填埋体中不均匀沉降造成的裂隙应及时予以充填密实。

（11）对填埋物中的可能造成腔型结构的大件物品应进行破碎。

7、填埋作业设备选择

科学、合理的汽配垃圾填埋作业所需的机械设备，是保证处理厂正常运行的关键。设备配备是根据处理厂实际工作量和作业机械的能力而设置，并考虑一定的使用率和完好率。根据本工程所用的填埋工艺要求，填埋作业应配置装载、推土摊铺、压实、挖掘、取土、运输等作业设备。

7.1推土摊铺设备的选择

填埋的垃圾及其覆盖土在填埋作业面倾倒后，为有利于下一步的压实作业，需进行推土摊铺作业。由于城市生活垃圾堆体成分复杂、密度不均匀以及含水率高等特点，选择推土摊铺设备必须具有接地压力适当、功率强劲，技能在相对较短的距离内将卸下的垃圾从一处推至另一处，又能在不平坦的表面甚至斜坡上移动等性能，为此本工程选用湿式履带式推土机用作摊铺设备。

7.2压实设备的选择

为了节省垃圾填买的库容、增加垃圾填卖场的服务年限、减少垃圾填埋场的不均匀沉降、最大限度地发挥填埋场的投资效益，填埋垃圾在倾斜和摊铺后，必须分层压实处理，按照《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2007）的规定，垃圾压实密度应大于600kg/m3，为此垃圾填埋场需配置压实设备。垃圾填埋场专用压实机，配有专门设计的带齿压实钢轮，具有功率大、爬坡和作业能力强等特点，配有专门设计的带齿压实钢轮，具有功率大、爬坡和作业能力强等特点。采用专用垃圾压实机可以大大提高垃圾的压实密度，经压实后的垃圾可获得900-1000kg/m3最佳压实密度，可明显增加填埋场的服务年限。通过经过专用垃圾压实机压实后的垃圾堆体不易发生不均匀沉降，有利于运输车辆的通行和排渗导气系统的稳定。因此

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新建垃圾填埋场，通常首选专用垃圾压实机。根据本工程设计规模，同时从经济上考虑，本工程拟选用国产压实机1台和履带式推土机1台、

7.3取土设备的选择

为了减小填埋场对周围环境的污染，填埋场每一单短作业完成后，应进行覆盖，对于本工程采用黏土覆盖，因此填埋畅需配备挖土、装图和运土设备和车辆，主要包括装载机和自卸汽车等，在这些设备同时兼做填埋畅厂区道路的维护和填埋库区场地的平整等。

7.4喷药和洒水设备的原则

填埋场还应有灭蝇、灭虫、灭鼠、防尘和除臭措施，为此垃圾填埋畅需配备洒水、喷药两用车，定期对填埋畅机器周边地区进行喷药和洒水，一所好灭蝇、灭虫、灭鼠、防尘和除臭工作、

7.5其他设备的选择

为了防止填埋畅垃圾中的纸张、塑料袋等轻质垃圾在填埋过程中的随风飞扬，本工程在垃圾填埋场周边设置防飞散网。 填埋工程主要设备配置见下表：

序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 垃圾专用压实机 装载机 履带式推土机 挖掘机 自卸汽车 洒水、喷药车 吸污车 单位 台 台 台 台 辆 辆 辆 数量 1 1 1 1 4 1 1

8、封场工程

8.1填埋场的封场系统设计

封场设计应考虑地表水径流、排水防渗、填埋气体的收集、植被类型、填埋场的稳定性

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及土地利用等因素。该垃圾填埋场设计使用年限为15年，到期后将进行封场。目的在于减少雨水的渗入，进行填埋场生态恢复。最终覆盖层由下至上有三部分组成：下层为粘土层（渗透系数≤10cm/s），压实厚度为0.6m；中间层为自然土，压实厚度为0.3m，其主要功能为防止植物根系穿透防渗层而导致渗水；最上层为营养土层，压实厚度0.6m，以种植草皮或浅根植物。封场后顶面坡度为5%，以利于降雨的自然排出。

现代化填埋场的表面密封系统有多层构成，主要分为两部分：第一部分是土地恢复层，即为表层；第二部分是密封工程系统，由保护层（可选）、排水层（包括底土层）、防渗层和排气层组成。填埋的表面密封系统使用的防渗材料与衬层系统使用的防渗材料具有一致性，包括无机天然防渗材料（如黏土）、天然和有机复合防渗材料、和柔性膜（如HDPE膜）等。

－7

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填埋场表面密封系统

8.2填埋场封场后的土地回用

填埋场的稳定化程度直接决定其土地回用的可能性，不同的回用目的对填埋场的稳定性要求也不同。判断填埋场的稳定化指标主要有填埋场表面沉降速度、渗滤液水质、释放气体的质和量、垃圾体的温度、垃圾矿物化的程度等。但是，到目前为止还没有填埋场稳定化的定量标准。

国外对填埋场的封场后的土地回用有以下规定：

1、填埋场满容后，即填埋场停止填埋垃圾后，至少在5年内（即不稳定期）要对其封场检测，不准使用，要坚持防火、防爆；

2、3年后经过鉴定达到稳定阶段后方可使用； 3、作出场地使用规划，按规划逐步回用填埋场土地；

4、处于稳定阶段的填埋场可做绿化用地、人造景观用地、堆肥厂用地，废弃物无害化处理厂以及无机物质堆放场用地等；

5、未经长期观测和环境卫生专业技术部门鉴定之前，填埋场地绝对禁止作为工厂、商店、机关、学校、住宅以及公共场所的建筑用地。

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9、环境保护与检测

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。

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附图：填埋场主要生产工艺示意图

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