包頭垃圾填埋場工程

包頭垃圾填埋場工程包頭市生活垃圾填埋場工程方案包頭垃圾填埋場工程本工程設計的主要內(nèi)容包括：城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場地表水導排處理工程，填埋氣體收集與利用設計，環(huán)境監(jiān)測二次污染防治設計，經(jīng)濟分析等等。關鍵字：垃圾填埋場滲濾液一．工程概況隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活消費水平的提高，城市的生活垃圾產(chǎn)生量日漸增加。而目前市內(nèi)還沒有垃圾無害化處理的工程措施，基本上所有的垃圾都是簡易堆放處理，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)生標這些簡易的垃圾堆放場已經(jīng)造成一系列的環(huán)境污染問題。表現(xiàn)在：一，垃圾露天堆放，散發(fā)陣陣惡臭，污染大氣包頭垃圾填埋場工程環(huán)境，周圍幾平方公里的地方都可以聞到，嚴重影響景觀。二，垃圾無隔離措施，其產(chǎn)生的滲濾液污染地下水和周圍的地表水，極大地威脅居民的健康。三，污染周圍的土壤，使包頭垃圾填埋場工程城市的經(jīng)濟持續(xù)增長，人口數(shù)量在上升，消費物品也在增加。若不處理對垃圾無害化處理，將引發(fā)重大的災難，故建立生活垃圾填埋場處理工程。2．工程設計的主要內(nèi)容城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場處理工程設計的主要內(nèi)容包地表水導排處理工程，填埋氣體收集與利用設計，環(huán)境監(jiān)測二次污染防治設計，經(jīng)濟分析等等。3．設計規(guī)模根據(jù)城市人口規(guī)模與人均垃圾生產(chǎn)量等因素，確定城市包頭垃圾填埋場工程4．技術經(jīng)濟指標垃圾處理規(guī)模：52.56萬噸/年；填埋場庫容：1238.64濾液處理標準：三類；調(diào)節(jié)池容積：30000m3；單位垃圾處理總成本：569.16萬元/年；投資回收期：12.95年二．總圖布置2002年包頭市年均氣溫8.5℃,年最低氣溫－27.6℃,年包頭垃圾填埋場工程％，包頭垃圾填埋場工程2．廠址概況填埋場該處地貌為兩個山谷，基本為南北走向。山谷地形開闊，中間有一小山丘分隔，兩個山谷在南端會聚。整個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1000毫升以上。場地為雙層結構水文地質(zhì)類型，含水層埋藏較淺，富水性一般，以粘性土為主，且粘土厚度較為穩(wěn)定，天然條件下松散層粉和基巖風華殼風化含水層的防滲、防污性能均良好。3．總圖布置沼氣發(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25.3平方千米，滲濾液處理區(qū)約5整個廠區(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(zhì)、風向、以及填埋工藝需要而綜合包頭垃圾填埋場工程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(chǎn)生一些臭氣污染生活區(qū)包括行政辦公樓、機修車間、噴泉廣場、亭子、當然其周圍也配合一系列的綠化裝飾點綴。滲濾液處理區(qū)與沼氣發(fā)電區(qū)都盡量設置在填埋區(qū)附近，便于流體輸送。三．填埋作業(yè)工藝衛(wèi)生填埋通常是每天把運到填埋場，經(jīng)性質(zhì)和計量判定后進入填埋場內(nèi)。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，壓實和覆蓋的過程。以一日一層作業(yè)單元，每日每層覆土礦工為15~30cm，通常四層厚度組成一個大單元，上面覆蓋土在45~50cm。包頭垃圾填埋場工程右之間的聯(lián)線之間呈圓弧形，使覆蓋面上排水暢通地流向兩側進入排水溝或邊溝等，以減少雨水滲入垃圾體內(nèi)，前后上部的連線呈一定坡度。外坡為1：4，頂坡不小于2%。單元厚度達到設計厚度后，可進行臨時封場，在其上面覆蓋種植淺根植物。最終封場覆土厚度大于1m。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)域均為中間覆蓋首先進行的作業(yè)的是整平后的一區(qū)填埋庫區(qū)底部，在實際進行填埋作業(yè)的過程中，要考慮是和填埋作業(yè)庫區(qū)臨時作業(yè)道路結合起來實施。第一次到達的填埋作業(yè)高度為距離整平詢問絕對標高2m而后開始第二層填埋作業(yè)單元的設置。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(jīng)經(jīng)過臨時封場的包頭垃圾填埋場工程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。包頭垃圾填埋場工程整個填埋區(qū)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，填埋三期作業(yè)。其填埋作業(yè)工藝流程圖如圖所示：填埋作業(yè)工藝流程圖四．防滲工程與滲濾液處理設計1．防滲工程包頭垃圾填埋場工程目前，從國內(nèi)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。從防滲性能和經(jīng)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厚的光在垃圾填埋區(qū)場底、側坡和調(diào)節(jié)池內(nèi)都安裝嚴密的防滲系統(tǒng)，使其密不透水，以防止污染地下水。核心部分是雙層高密度聚乙烯（HDPE）膜。此外還設置的收集層。場底結構從上到下依次為：過濾層、主濾液收集層、保護層、主防滲層、主防滲層、次要濾液防滲層、次防滲層、保護層、構建底面。其相應的防滲材料設置依次為：輕型工布土、厚度為600mm碎石導流層、500g/m2無紡土工布層、1．5mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的無紡土工布層、1.包頭垃圾填埋場工程5mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的無無紡土工布層、地基土。見下表和附圖2四．防滲工程與滲濾液處理設計1．防滲工程目前，從國內(nèi)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。從防滲性能和經(jīng)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厚的光在垃圾填埋區(qū)場底、側坡和調(diào)節(jié)池內(nèi)都安裝嚴密的防滲系統(tǒng)，使其密不透水，以防止污染地下水。核心部分是雙層高密度聚乙烯（HDPE）膜。此外還設置的收集層。包頭垃圾填埋場工程場底結構從上到下依次為：過濾層、主濾液收集層、保護層、主防滲層、主防滲層、次要濾液防滲層、次防滲層、保護層、構建底面。其相應的防滲材料設置依次為：輕型工布土、厚度為600mm碎石導流層、500g/m2無紡土工布層、1．5mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的無紡土工布層、1．5mm光面高密度（HDPE）膜、500g/m2的無無紡土工布層、地基土。見下表和附圖2邊坡和調(diào)節(jié)池的防滲結構與場底的都相同，這是從最安全的角度來出發(fā)考慮的，不能有一點大意。2．滲濾液收集導排系統(tǒng)2．1滲濾液導流層（即主濾液收集層和次濾液收集層）滲濾液主收集層：在無紡土工布保護層上鋪設包頭垃圾填埋場工程600mm的碎石層，粒徑要求20~40mm，按上粗下細進行鋪設，防止填埋的垃圾堵塞礫石縫從而影響滲濾液導流的效果。滲濾液次收集層：直接安裝于主防滲層之下，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2．2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(nèi)排往滲濾液沉淀池和調(diào)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(zhì)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3．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包頭垃圾填埋場工程的HDPE穿孔花管，最后回填級配碎石到地下水導排溝溝頂。包頭垃圾填埋場工程4．滲濾液處理工程4．1垃圾滲濾液被列入我國優(yōu)先污染控制物“黑名單”的就有5種以上；氯氮濃度高，BOD5和COD濃度也遠超一般的污水。垃圾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(jīng)分解后所產(chǎn)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(chǎn)生量的關鍵因素。垃圾在填埋場產(chǎn)生的滲濾液與時間的關系可分為以下1)調(diào)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，此階段滲濾液包頭垃圾填埋場工程2)過渡期：本階段濾液中的微生物由好氧性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧嫘曰騾捬跣裕_始形成滲濾液，可測到揮發(fā)性有機酸的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色很深，屬于初期的滲濾液。4)甲烷形成期：此階段有機物經(jīng)甲烷菌轉(zhuǎn)化為CH4和可生化性較差，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(chǎn)生氣體，系統(tǒng)由無氧轉(zhuǎn)為有氧態(tài)，自然環(huán)境得到恢復。4．2垃圾滲濾液處理工藝方案從國內(nèi)外滲濾液水質(zhì)監(jiān)測將資料分析，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，但包頭垃圾填埋場工程隨著時間的推移，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。包頭垃圾填埋場工程采用的設備有EGSB反應器和微濾裝置（CMF）等。其污+生物濾池+反滲透（RO）的聯(lián)合工藝，如圖所示：圖：垃圾滲濾液處理工藝流程包頭垃圾填埋場工程4．3工藝設計（1）調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池容量為2.0萬m3，污水進入調(diào)節(jié)池前通過加酸或堿調(diào)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。泥床，是在UASB反應器的基礎上發(fā)展起來的，繼承了UASB的幾乎所有優(yōu)點，技術上更為先進。作為一種高效厭氧生物反應器，它具有很高的污泥濃度和容積負荷，能適應一定水包頭垃圾填埋場工程質(zhì)水量波動，具有較強的抗沖擊負荷能力。此外它還可將難生物降解的高分子有機物分解成小分子、有助于提高有機物的可降解性，大大降低后續(xù)單元處理負荷。經(jīng)EGSB反應器產(chǎn)生的沼氣輸送到沼氣發(fā)電區(qū)進行發(fā)電。其特點如下：包頭垃圾填埋場工程的情況下，EGSB的面積更小，進水分布會更均勻，傳質(zhì)效果3)因EGSB的顆?；勰喑蕬腋B(tài)，與水的接觸效果更好，有機物去除率更高則只有其一半處理量。因此EGSB承受更高的進水濃度，抗沖擊能力更高，負荷更高。5)在處理高濃度有機廢水時，處理出水不循環(huán)，可進一步節(jié)省能耗，降低運行成本。包頭垃圾填埋場工程（3）CASS反應池：即循環(huán)活性污泥系統(tǒng)。它是在序批式活性污泥法基礎上發(fā)展起來的，在反應池的前端設置了缺氧生物選擇區(qū)，見附圖。其優(yōu)點在于：不需要二沉池，節(jié)省了基建投資，占地面積?。环磻赜扇毖躅A反應區(qū)和好氧主操作運行簡單；CASS池進水經(jīng)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：緊接著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。其剩余污泥排到污泥儲存池經(jīng)壓濾機處理后回填。（5）微濾裝置：CMF是以中空纖維微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)。當待處理水在一定壓力下通過微濾膜過濾后，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。CMF裝置主要包括預過濾系統(tǒng)、微濾主機、供水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、化學清洗系統(tǒng)以及PLC自控系包頭垃圾填埋場工程包頭垃圾填埋場工程（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(jīng)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(zhì)。這樣污水得到進一步的凈化。其出水經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)流量送到供水中心或回用。五．填埋氣體收集與利用設計1．填埋氣體的主要組成填埋氣體（LFG）中主要氣體包括甲烷、二氧化碳、氨、一氧化碳、氫、硫化氫、氮和氧等。其中最主要的是甲烷和二氧化碳氣體。它的典型特征為：溫度達43~包頭垃圾填埋場工程15630~19537kJ/m3。那當然填埋場產(chǎn)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。2．填埋氣體收集方式本工程采用LFG主動控制系統(tǒng)，即在填埋場內(nèi)鋪設一些垂直的導氣井（見附圖6）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。考慮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)測設備等包頭垃圾填埋場工程通常，填埋氣體主動控制系統(tǒng)又分為內(nèi)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(nèi)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。3．冷凝液收集和排放填埋氣體在輸送過程中，會逐漸變涼而產(chǎn)生含有多種有機和無機化學物質(zhì)及具有腐蝕性的冷凝液。這些冷凝液能起管道振動，限制氣流，增加壓力差，阻礙系統(tǒng)運行。為此要設置冷凝液收集系統(tǒng)，一般冷凝液收集井安裝在氣體收集管道的最低處，避免增大壓差和產(chǎn)生振動。4．氣體輸送系統(tǒng)收集的氣體最終匯集到總干管，經(jīng)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．填埋氣體的利用包頭垃圾填埋場工程因填埋場工程較大，處理的垃圾量也較大，產(chǎn)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下圖所示：圖：填埋氣體的處理與利用工藝流程六．環(huán)境監(jiān)測設計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(nèi)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、填埋垃圾等方面包頭垃圾填埋場工程七．輔助工程填埋場的輔助工程包括土建工程、道路工程、給水與排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。包頭垃圾填埋場工程包頭垃圾填埋場工程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)。可燃氣檢測、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，6)自控儀表設計：包括統(tǒng)計匯總、狀態(tài)監(jiān)控、環(huán)保在7)垃圾計量：因本工程處理量為600~1200t/d，每日大即每2分鐘約1輛車進入廠區(qū)并過磅計量。故設置兩臺地磅包頭垃圾填埋場工程8)通訊：架設電話通訊線一條，小型電話交換機一臺，總調(diào)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。八．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(jīng)濟效益和環(huán)境效益。包頭垃圾填埋場工程本填埋場的最終覆蓋系統(tǒng)從上到下分別為：15cm帶有會淺根植被的表土層，60cm保護層，HDPE土工膜，土工網(wǎng)排水層，45cm壓實粘土層。其封場結構見附圖41)15cm帶有會淺根植被的表土層：其作用于促進植物生長并保護屏障層，提供一定的持水能力。2)60cm保護層：其作用為將滲入覆蓋層的水分貯存起來直到通過植物的蒸騰作用散失；將垃圾和掘地動物以及植物根系隔離開來；使人和垃圾接觸的可能性減少；保護覆蓋系統(tǒng)中下面各層免受過度干濕交替和冰凍的影響而導致覆蓋材料破裂損壞；側向排水。3)HDPE土工膜：采用與基礎襯墊系統(tǒng)的防滲材料一致的1．5mm光面高密度（HDPE）膜，使其與上下方的粘土層4)土工網(wǎng)排水層：采用有土工布濾層的土工網(wǎng)，其作用為降低其下面屏障層的水頭，從而使?jié)B過覆蓋系統(tǒng)的水分包頭垃圾填埋場工程5)45cm壓實粘土層：壓實粘土的還是具有一定的防滲作用，與HDPE土工膜結合使用，既經(jīng)濟又方便。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(diào)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)九．經(jīng)濟評估本城市垃圾填埋工程年處理量為21.9萬噸/年，填埋場2．主要技術經(jīng)濟指標垃圾處理規(guī)模；21.9萬噸/年，填埋場總容量：619.329473.06萬元，單位經(jīng)營成本：12.99元/噸，財務內(nèi)部收益包頭垃圾填埋場工程包頭垃圾填埋場工程3．財務分析3．1費用效益估算2)項目總投資：9473.06萬元3)資金來源：申請國家補助5000萬元，其余由該市自款4)固定資產(chǎn)、無形資產(chǎn)和其它資產(chǎn)的形成：固定資產(chǎn)由工程費用、工程其它費用中除生產(chǎn)職工