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生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程設(shè)計論文

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生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程設(shè)計論文

1工程概況

管理區(qū)位于整個場區(qū)的最高處,且緊靠場外道路,占地約3000m2,包括綜合樓、機修車間、變配電間、地磅、洗車臺和停車場。此外,場區(qū)總出入口分設(shè)生產(chǎn)車輛出入口和管理出入口,可有效實現(xiàn)對不同物流的安全管理

2填埋場工程設(shè)計主要內(nèi)容

2.1庫區(qū)基層構(gòu)建

庫區(qū)現(xiàn)狀為南北走向的溝谷,溝底長約300m。場區(qū)地層結(jié)構(gòu)較簡單,巖土層力學性質(zhì)較好,地基承載力可滿足要求,無需進行地基處理。庫區(qū)最高標高為169m,最低標高為131m,庫底設(shè)置導排主盲溝,平均坡度為10%;庫底最低點位于垃圾擋壩前沿,以便收集的地下水匯集至該處后,通過重力流方式穿過垃圾擋壩導排至庫外。除主盲溝形成較大的排水坡度外,沿溝谷兩側(cè)依勢構(gòu)建不小于2%的排水坡度,確保地下水和滲瀝液導排通暢。鋪設(shè)水平防滲層前對填埋庫區(qū)場地進行清基平整,去除垂直深度10cm內(nèi)的樹根、瓦礫、石子、混凝土顆粒、鋼筋頭、玻璃渣等有可能損傷人工防滲層材料的雜物。庫區(qū)邊坡以適度開挖表層土為主,坡度控制在不大于1∶1.5,豎向每隔10~15m設(shè)置4m寬的錨固平臺。

2.2垃圾擋壩

為充分利用現(xiàn)狀地形構(gòu)建填埋庫區(qū),增加填埋庫容,延長服務年限,在山谷下游谷口處構(gòu)建垃圾擋壩。垃圾壩體采用加筋土石混合材料壩,軸線長度為199.57m,壩體最大建設(shè)高度32m,壩頂總寬度9m,路面寬度4m,兩側(cè)分設(shè)3m和2m的路肩,兼做錨固溝和排水溝。修筑壩體的土石采用庫區(qū)構(gòu)建開挖的土石料,滿足最大干密度為20kN/m2,壓實度應不低于0.93。垃圾壩體內(nèi)、外坡坡度均為1∶1.5,靠庫區(qū)側(cè)自壩頂處以1∶3的填埋坡度堆高填埋。外坡面采用草皮護坡。

2.3防滲系統(tǒng)

防滲系統(tǒng)是生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程的核心部分,庫區(qū)地質(zhì)主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖,滲透系數(shù)大于天然防滲土質(zhì)的要求,不環(huán)境衛(wèi)生工程EnvironmentalSanitationEngineering環(huán)境衛(wèi)生工程Vol.22No.5October2014第22卷第5期2014年10月•38•具備天然防滲條件,必須采取人工防滲的方式。本工程采用人工復合水平防滲系統(tǒng),庫底采用2.0mm光面HDPE土工膜+GCL土工聚合黏土襯墊的防滲結(jié)構(gòu),膜上保護層采用600g/m2無紡土工布,膜下保護層為300mm壓實黏土;邊坡采用2.0mm雙毛面HDPE土工膜,不設(shè)置GCL,膜上鋪設(shè)6.3mm土工復合排水網(wǎng),同時作為邊坡滲瀝液導排層和防滲膜上保護層,膜下保護層為600g/m2無紡土工布。

2.4地下水導排系統(tǒng)

地下水導排系統(tǒng)采用碎石導流層+盲溝的方式,通過碎石盲溝收集地下水并導排至庫區(qū)北側(cè)垃圾壩下的收集坑,經(jīng)排放管穿壩重力輸送至下游水體,進入地表水系統(tǒng)排出場外。導流層:碎石導流層在300mm厚黏土保護層下部,滿鋪厚300mm、粒徑為20~40mm的碎石,上部鋪設(shè)400g/m2無紡土工布,下部鋪設(shè)200g/m2輕質(zhì)有紡土工布。盲溝:設(shè)置于導流層下部。由于本工程庫區(qū)底部呈狹長型,且坡度較大,故不設(shè)置支盲溝,僅設(shè)置1條主盲溝。主盲溝尺寸為2000mm×600mm,內(nèi)置De250mm穿孔HDPE管。

2.5滲瀝液導排系統(tǒng)

2.5.1滲瀝液產(chǎn)生量計算

填埋庫區(qū)滲瀝液是由生活垃圾分解后產(chǎn)生的液體與外來水分(包括降水、地表水、地下水)滲入所形成的內(nèi)流水。其產(chǎn)生通常決定于水分來源、填埋場表面狀況、垃圾特性、填埋庫區(qū)操作運行方式5個主要因素[1-2]。參照CJJ150—2010生活垃圾滲瀝液處理技術(shù)規(guī)范,本工程滲瀝液產(chǎn)生量采用滲出系數(shù)法進行計算,同時考慮了垃圾自持水的影響,計算公式如下:Q1=q×(C1×A1+C2×A2+C3×A3)/1000,Q2=M×b,Q=Q1+Q2。式中:Q為滲瀝液產(chǎn)生量(m3);Q1為降雨產(chǎn)生的滲瀝液(m3/d);Q2為垃圾持水及降解產(chǎn)生的滲瀝液(m3/d);q為多年平均月降雨量(mm);A1為正在填埋作業(yè)區(qū)面積(m2);C1為正在填埋作業(yè)區(qū)降水轉(zhuǎn)化為滲瀝液系數(shù),宜取0.5~0.8,設(shè)計取0.7;A2為中間覆蓋區(qū)面積(m2);C2為中間覆蓋區(qū)降水轉(zhuǎn)化為滲瀝液系數(shù),宜取0.4~0.6,設(shè)計取0.4;A3為終場覆蓋區(qū)面積(m2);C3為終場覆蓋區(qū)降水轉(zhuǎn)化為滲瀝液系數(shù),宜取0.1~0.2,設(shè)計取0.1;M為原生生活垃圾日填埋垃圾量(t/d);b為垃圾持水量產(chǎn)生滲瀝液占垃圾填埋量比例,設(shè)計取0.15。根據(jù)上述公式計算得本工程垃圾滲瀝液產(chǎn)生量為89.6m3/d。

2.5.2滲瀝液導排系統(tǒng)

滲瀝液收集導排系統(tǒng)由導流層、盲溝、集水坑和提升泵房組成。導排層:庫底滲瀝液導排層采用500mm厚碎石(粒徑20~30mm,CaCO3含量≤10%,滲透系數(shù)≥1×10-3cm/s),上部鋪設(shè)200g/m2輕質(zhì)有紡土工布作為反濾層。邊坡導排層采用6.3mm土工復合排水網(wǎng)。盲溝和集水坑:庫區(qū)底部設(shè)置1條尺寸為2000mm×300mm的滲瀝液導排盲溝,內(nèi)部鋪設(shè)1根De315mmHDPE穿孔管,管外填充碎石。集水坑位于盲溝與垃圾壩底的交匯處,平面尺寸12m×10m,深300mm。提升泵房:集水坑收集的滲瀝液最終通過滲瀝液提升泵提升至庫區(qū)下游的滲瀝液調(diào)節(jié)池,提升泵房內(nèi)采用1臺斜管泵,主要參數(shù):Q=20m3/h,H=32m,功率3kW。滲瀝液自提升泵房至調(diào)節(jié)池的輸送管線采用De110mmHDPE輸送管。

2.5.3滲瀝液調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池容積按照經(jīng)驗公式計算,以最大3d降雨量進行校核,計算調(diào)節(jié)容量為15860m3??紤]到實際進場生活垃圾含水率的變化以及其他不利因素,調(diào)節(jié)池設(shè)計容積為17000m3。池底和邊坡參照填埋庫區(qū)設(shè)計防滲系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池位于垃圾擋壩下游,緊鄰垃圾擋壩和滲瀝液處理站構(gòu)建,占地面積約0.66hm2,有效水深平均為12.0m,池底縱坡約2%,四周邊坡坡比為1∶1.5。調(diào)節(jié)池上部采用2.0mmHDPE膜作為覆蓋材料,膜四周沿池頂處設(shè)置錨固溝,膜上設(shè)置導氣管將調(diào)節(jié)池厭氧產(chǎn)生的氣體收集后燃燒排放。為保證膜蓋的穩(wěn)定性,防止大風天氣下對膜的損壞,以及浮動膜上升后因多余材料產(chǎn)生褶皺而引起的膜損壞現(xiàn)象,設(shè)計采用在覆蓋膜上壓平衡管的作法,平衡管采用4m長的De250mmHDPE膜套筒制作,筒內(nèi)灌滿細沙(或灌水)后封堵兩端,然后用鏈條(或其他柔性連接物)相互連接后安裝在預定位置。付強陽山縣生活垃圾衛(wèi)生填埋場工程設(shè)計

2.6滲瀝液處理系統(tǒng)

2.6.1水質(zhì)和水量

根據(jù)陽山縣生活垃圾組分、氣候情況,并參考廣東省多個垃圾填埋場滲瀝液水質(zhì)范圍,結(jié)合本工程設(shè)計填埋工藝特點,確定了滲瀝液設(shè)計進水水質(zhì)。設(shè)計出水水質(zhì)需達到GB16889—2008生活垃圾填埋場污染控制標準表2中的污染物排放限值。根據(jù)2.5.1節(jié)計算,本工程原生垃圾滲瀝液產(chǎn)生量為89.6m3/d,生活污水和沖洗廢水量約10m3/d,因此滲瀝液處理規(guī)模確定為100m3/d。

2.6.2處理工藝

本工程采用預處理+機械蒸汽壓縮蒸發(fā)(MVC)+反滲透系統(tǒng)(RO)的主體工藝。MVC工藝的處理過程完全是物理化學分離過程,滲瀝液經(jīng)預處理去除大部分SS及細小的纖維后進入后續(xù)高效自動控制低能耗MVC蒸發(fā)裝置,在蒸發(fā)裝置內(nèi)利用閃蒸原理,把滲瀝液原液的水蒸發(fā),蒸汽經(jīng)冷凝后變成蒸餾水排出,出水為脫鹽蒸餾水,可作為生產(chǎn)、綠化用水。由于MVC利用的是熱泵蒸發(fā)的原理實現(xiàn)水與污染物的分離,在分離的過程中,部分低沸點的、小分子的物質(zhì)隨著水蒸氣進入凝結(jié)水中,所以MVC出水氨氮較高,COD不能達標,因此后續(xù)采用RO工藝進行進一步分離,實現(xiàn)出水達標排放。

2.7地表水導排系統(tǒng)

庫區(qū)地表水導排系統(tǒng)按50a一遇的降水設(shè)計,100a一遇校核。地表水截洪溝沿庫區(qū)周邊的道路及錨固溝布置,圍繞庫區(qū)呈環(huán)狀,并分設(shè)2個出水口向下游排放。截洪溝為砂漿砌塊石砌筑,斷面尺寸1.0m×1.0m,出水口處設(shè)計沉砂池和跌水井,減緩地表水流對下游護岸的沖刷。

2.8填埋氣導排系統(tǒng)

隨著填埋垃圾量的增大,庫區(qū)產(chǎn)生的填埋氣采用豎向?qū)饩M行收集。豎向收集井采用導氣石籠結(jié)構(gòu),縱橫間距按40~50m布置,導氣石籠直徑為800mm,石籠結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)分別是:Φ8鋼筋網(wǎng)、網(wǎng)孔60mm×100mm,粒徑32~100mm的碎石,中心為De150mm的多孔HDPE管、圓周方向均勻開孔6Φ15mm、表面軸向開孔間距100mm。導氣石籠和導氣管底部高出單元地基0.5m,隨著垃圾填埋高度的上升同步建造。豎向?qū)饩ㄟ^水平收集支管連接,最終由水平收集干管接入填埋氣主動抽排和燃燒裝置,該裝置通過自動感應收集管內(nèi)的可燃氣體濃度,到一定濃度時自動點火,及時排除填埋氣體并燃燒,以脫除填埋氣體中的臭味,防止大氣污染并保證填埋作業(yè)安全。

3結(jié)束語

依據(jù)“因地制宜,經(jīng)濟適用,環(huán)保可靠”的原則,本工程針對場址和區(qū)域特點,對填埋場各功能分區(qū)進行了合理布置,對工程設(shè)計做了最大優(yōu)化。防滲系統(tǒng)采用2.0mmHDPE土工膜+GCL的復合防滲結(jié)構(gòu),可以保證良好的防滲效果。垃圾滲瀝液采用MVC+RO的處理工藝,出水水質(zhì)能夠達到GB16889—2008污染物排放限值。

作者:付強 單位:同濟大學建筑設(shè)計研究院(集團)有限公司