【文章內(nèi)容簡介】 籠相結(jié)合的構(gòu)造形式，即在場底盲溝內(nèi)設(shè)置水平收排滲管網(wǎng)，垂直方向設(shè)置石籠，形成一個縱橫相連，上下相接的收排滲系統(tǒng)。 王靜宇 環(huán)境 12 121314117 固廢課程設(shè)計 13 填埋場場底防滲。為防止垃圾滲濾液污染地下水，必須在填埋場底采取有效的防滲措施。以前垃圾填埋場底部都鋪放一層防滲材料，主要有黏土、瀝青、塑料膜等合成橡膠等。近幾年國外開始采用人工合成防滲層，有的采用雙防滲層，效果明顯好于前者。垂直防滲可采用帷幕灌漿、不透水布 。 場底為垃圾堆填區(qū)，場底基礎(chǔ)為土方層填筑，機械碾壓平整。場底土層（ 30cm厚）應(yīng)由人工徹底清除樹根、石塊等雜物，然后鋪筑 40cm 粗砂層，粗砂層中不得含有粒徑 的角礫或其他尖銳物。在粗砂層表面鋪墊一層土工布，然后鋪襯 HDPE 膜，上覆 50cm 過篩的 優(yōu)質(zhì)粘土保護層，再鋪筑 40cm 粗砂過濾層，才能用于垃圾堆填 垃圾截污壩 垃圾壩：填埋區(qū)地形為一山溝，呈簸箕形，為增加填埋容量，在溝口設(shè)垃圾壩，攔擋和防止垃圾下滑。 可行性研究曾確定此壩為不透水的石壩，壩基采用帷幕灌漿，兼有截污壩作用，經(jīng)研究，認為截污壩和垃圾壩合并建造雖能節(jié)約少量投資，但國內(nèi)尚無成熟的經(jīng)驗，且存在一定問題。為穩(wěn)妥可靠，故本設(shè)計將垃圾壩與截污壩分別設(shè)置。按照填埋場的地形、地質(zhì)條件，盡量減少壩的長度，確定壩址設(shè)在溝下游兩山坡接近的溝口處。截污壩要根據(jù)產(chǎn)生的滲濾液的量，再根據(jù)滲濾液的量算出調(diào)節(jié)池的容積來確定截污壩的高程和壩高，是防污的重要設(shè)施。必須要設(shè)置在山谷的狹窄處，其主要作用就是防止調(diào)節(jié)池內(nèi)的滲濾液滲出。本工程設(shè)計的截污壩的尺寸為 25 40 15m。 防滲層 填埋場防滲系統(tǒng)，不僅要能防止?jié)B濾液滲出污染地下水，還要防止地下水涌入填埋場。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(shè)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(chǔ)下方存在的不透水層或弱透水層，將垂直密封層構(gòu)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(nèi)的目的，同時也有阻止周圍地下水流入填埋場的功能。 防滲層的建設(shè)方法多種多樣，采用何種工藝方法建設(shè)防滲層是設(shè)計中的重要王靜宇 環(huán)境 12 121314117 固廢課程設(shè)計 14 內(nèi)容，不管使用什么方法、 什么材料，最終達到的目的是滲透系數(shù) Kf 小于規(guī)定標準，我國要求 Kf 小于 109m/s。同時還要考慮： （ 1）使用壽命。填埋場的使用壽命，封場后要求的防滲層的壽命，以及本身的可靠性。 （ 2）與填埋場的相容性。選用的材料不能被填埋物侵蝕，由于滲濾液的性質(zhì)不穩(wěn)定，所以選擇的材料要適應(yīng)滲濾液的各種性質(zhì)，如抗酸、抗堿等。 （ 3）場地條件及氣候條件。 （ 4）建設(shè)費用。防滲材料的選擇既要達到防滲要求，又要考慮經(jīng)濟合理，厚的土工膜具有更好的防滲性能，但必將提高建設(shè)費用。 根據(jù)原始資料可知該填埋場土壤滲透系數(shù)為 104m/s 大于 105cm/s，地下水穩(wěn)定水位平均埋深 ，即地下水位較高，場區(qū)地質(zhì)條件不好，因此選擇了雙層襯層防滲系統(tǒng)。 圖 雙層襯里（庫區(qū)底部）系統(tǒng)示意圖 地表水控制系統(tǒng) 為防止垃圾滲濾液污染地下水，必須在填埋場底采取有效的防滲措施。以前垃圾填埋場底部都鋪放一層防滲材料，主要有黏土、瀝青、塑料膜等合成橡膠等。近幾年國外開始采用人工合成防滲層，有的采用雙防滲層，效果明顯好于前者。垂直防滲可采用帷幕灌漿、不透水布等 在垃圾填埋場周圍 設(shè)置集水溝 和 洪水調(diào)節(jié)池 ，防止大雨產(chǎn)生 內(nèi)澇。 地下水倒排系統(tǒng)的設(shè)計原則是：盡量將未被污染的地下王靜宇 環(huán)境 12 121314117 固廢課程設(shè)計 15 水導(dǎo)出，減少地下水侵入堆體和對防滲層產(chǎn)生不良的頂托壓力，排水能力應(yīng)與地下水產(chǎn)生量相匹配。對地下水控制的目的主要有兩個： ①保持地下水水位與廢物層有足夠的安全距離，以防止地下水受到滲濾液下滲的污染，地下水手機倒排系統(tǒng)頂部距防滲系統(tǒng)基礎(chǔ)層底部不得小于 1000mm； ②防止地下水向場內(nèi)的入滲，減小滲濾液的產(chǎn)生量。地下水控制系統(tǒng)主要包括場底倒水系統(tǒng)和邊坡倒水系統(tǒng)。在場地設(shè)置主盲溝，并置網(wǎng)狀倒排次盲溝。次盲溝與主盲溝連接，地下水由主管穿過壩基引向下游排水渠。在防滲結(jié)構(gòu) 層下鋪設(shè)排水土工網(wǎng)格，將邊坡清水導(dǎo)向場底。 地下水控制系統(tǒng) 填埋場的垂直防滲系統(tǒng)是根據(jù)填埋場的工程、水文地質(zhì)特征，利用填埋場基礎(chǔ)下方存在的獨立水文地質(zhì)單元、不透水或弱透水層等，在填埋場一邊或周邊設(shè)置垂直的防滲工程 (如防滲墻、防滲板、注漿帷幕等 )，將垃圾瀝出液封閉于填埋場中進行有控制地導(dǎo)出，防止瀝出液向周圍滲透污染地下水和填埋場氣體無控制釋放，同時也有阻止周圍地下水流入填埋場的功能。 滲濾液收集系統(tǒng) 滲濾液收集系統(tǒng)及處理系統(tǒng)包括：導(dǎo)流層、盲溝、收集支管、收集干管、調(diào)節(jié)池、泵房和污水處理設(shè)施等。 管路設(shè)計一般要求為：能將填埋場內(nèi)的滲濾液有效排出；足夠牢固以能承受由于垃圾的荷載及系統(tǒng)工作的壓實設(shè)備帶來的物理損壞；能夠適應(yīng)預(yù)期的填埋場底部的下沉；能夠在填埋場的腐蝕性環(huán)境下抵制化學(xué)侵蝕；能夠承受填埋場底產(chǎn)生的高溫（ 15~50℃ ）。 所有管路使用高密度聚乙烯管材。對于支管，可使用高密度聚乙烯花管，周圍堆卵石并包裹土工布保護以防堵塞。 在防滲層上鋪設(shè)滲濾液導(dǎo)流層，導(dǎo)流層選用 16~32mm 直徑的卵石。庫區(qū)底部滲濾液收集和導(dǎo)流采用碎石排水層和 HDPE 導(dǎo)盲管盲溝，滲濾液收集管溝由HDPE 花管和卵石溝組成，為梯形結(jié)構(gòu)，收集干管和支管呈樹枝狀分布。在場底最低處設(shè)一滲濾液提升井，通過干管溝和支管進行收集的滲濾液在此處被提升王靜宇 環(huán)境 12 121314117 固廢課程設(shè)計 16 至滲濾液調(diào)節(jié)池。收集滲濾液的支管可以使用卵石堆置形成，卵石盡可能均勻，尤其泥土含量不能過高 (最高不應(yīng)超過 5%)，以便有足夠的空隙用來導(dǎo)排滲濾液。卵石材質(zhì)要求碳酸鈣含量低于 10%。卵石周圍應(yīng)用土工布包裹以防堵塞。滲濾液主管道之上不應(yīng)有建筑物，特別應(yīng)避免修在道路下面。因為滲濾液主管道在 不被滲濾液充滿時會積聚沼氣，這樣車輛在其上行走時將形成危險隱患。 滲濾液處理 滲濾液的收集處理。滲濾液由于成分復(fù)雜、污染大，在排放前必須進行處理。但目前國內(nèi)外尚無完善的能夠適應(yīng)各種垃圾滲濾液的處理工藝。一般來說，滲濾液可采取 “清污分流 —滲濾液回灌 —預(yù)處理 —匯入城市污水處理廠合并處理 ”的方法進行處理。 垃圾滲瀝液的處理方法包括物理化學(xué)法和生物法，物理化學(xué)法主要有活性炭吸附、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化與還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法，與生物處理相比，物理處理法不受水質(zhì)水量變化的影響 ，出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，尤其是對 BOD5/COD 比值較低（ ~）難以生物處理的垃圾滲瀝液，有較好的處理效果。其缺點主要是處理成本較高，不適用于大量垃圾滲瀝液的處理及單獨處理，可與生化法相結(jié)合來處理。 生物法主要有好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結(jié)合。 a）好氧生物處理 可用于垃圾滲瀝液處理的好氧生化工藝有多種，如活性污泥法、氧化溝法、好氧穩(wěn)定塘、生物轉(zhuǎn)盤法等。好氧處理能有效地降低 BOD COD 和氨氮，還可以去除其他一些污染物質(zhì)如鐵、錳等金屬，其中活性污泥法因其費用低、效率高而得到最廣泛的應(yīng)用 。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)活性污泥能去除滲瀝液中 99%的BOD5 和 80%以上的有機碳，及時進水中有機碳高達 1000mg/L，污泥生物相也能很快適應(yīng)并起作用。在低負荷下運行的活性污泥系統(tǒng)，能去除滲瀝液中 80%~90%的 COD，出水 BOD5＜ 20mg/L。試驗研究結(jié)果表明，對于 COD=4000~13000mg/L、BOD5=1600~11000mg/L、 NH4 ? N=87~590mg/L 的滲瀝液，混合式好氧活性污泥法對 COD 的去除效率可以穩(wěn)定達到 90%以上。眾多實際運行的垃圾滲瀝液處理王靜宇 環(huán)境 12 121314117 固廢課程設(shè)計 17 系統(tǒng)也表明，活性污泥法比化學(xué)氧化法等其他方法的處理效果更佳。 低氧、好氧活性污泥法以及 SBR 法等改進型活性污泥流程，因其具有能維持較高的運轉(zhuǎn)負荷、好時短等特點，比常規(guī)活性污泥法更具有效果。 b）厭氧生物處理 厭氧生物處理的運用已經(jīng)有近百年的歷史。近 20 年來，隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等科學(xué)發(fā)展和工程實踐的積累，不斷開發(fā)出新的厭氧工藝，克服了傳統(tǒng)工藝的水力停留時間長、有機負荷低等特點，使它在理論和時間上有了很大的進步，在處理高濃度（ BOD5≥2021mg/L）有機廢水方面取得了 良好效果。 厭氧生物有許多優(yōu)點，最主要的是能耗少，操作簡單，因此投資及運行費用低廉，由于產(chǎn)生的剩余污泥量少，所需的營養(yǎng)物質(zhì)也少。近年來，開發(fā)的厭氧生物處理方法有：厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧流化床反應(yīng)器等。 厭氧濾池是用于處理溶解性有機物，加拿大 Haifax Highway 101 填埋場滲瀝液平均 COD 為 12850mg/L、 BOD5/COD 為 、 PH=。將此滲瀝液先經(jīng)過石灰水調(diào)節(jié)至 PH=，沉淀 1 小時后進厭氧濾池（此工序還起到除鋅等重金屬的作用），當(dāng)負荷為 4kgCOD（ m179。d），但對 于滲瀝液，其負荷必須保持較低水平才能得到理想的處理效果。 c）厭氧與好氧的結(jié)合方式 雖然實踐已經(jīng)證明厭氧生物法對高濃度有機廢水處理的有效性，但單獨采用厭氧發(fā)處理滲瀝液也很少見。對高濃度的垃圾滲瀝液采用厭氧 ——好氧相互結(jié)合的處理工藝經(jīng)濟合理，處理效率又高。目前國內(nèi)外大多采用該方法處理垃圾滲瀝液。 氣體導(dǎo)排系統(tǒng) 填埋場中有機垃圾的生物降解分為好氧階段、厭氧階段，厭氧甲烷不穩(wěn)定階段，厭氧甲烷穩(wěn)定階段四個過程，前三個階段的持續(xù)時間為 180～ 500 d，而厭氧甲烷階段的穩(wěn)定時間可持續(xù)多年，這主要取決于垃圾構(gòu)成、填埋深度、氣候條件和土壤類型等條件 , 在穩(wěn)定階段甲烷爆炸的報道已有多起，從而決定了導(dǎo)氣系統(tǒng)的設(shè)計便成為垃圾衛(wèi)生填埋的重要環(huán)節(jié)。 小型垃圾填埋場采取自然排氣法，而本設(shè)計屬于大型垃圾填埋場，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)王靜宇 環(huán)境 12 121314117 固廢課程設(shè)計 18 氣管道，為確保該垃圾填埋場的安全運行，仍設(shè)置導(dǎo)氣系統(tǒng)。場內(nèi)設(shè)置 64 個導(dǎo)氣豎管，每個導(dǎo)氣豎管的服務(wù)半徑為 20 m，導(dǎo)氣豎管與場底水平收排滲系統(tǒng)相連，起導(dǎo)氣及垂直收滲雙重作用，導(dǎo)氣豎管隨著垃圾堆高而加高。為避免操作機械對導(dǎo)氣豎管的碰撞，以保護導(dǎo)氣豎管的穩(wěn)定，同時 亦為加強導(dǎo)氣效果，在導(dǎo)氣豎管的外側(cè)設(shè)置石籠。導(dǎo)氣豎管高出衛(wèi)生填埋場封場面 2 m。 采用石籠導(dǎo)氣、并增設(shè)小型清洗、過濾裝置及燃燒噴咀定期處理產(chǎn)出的沼氣，以便為將來氣體回收利用打下基礎(chǔ)。其簡易處理流程如圖 1 所示。 圖 簡易處理流程 填埋場的導(dǎo)排方式及選擇 在選擇填埋場氣體控制方式時，應(yīng)立足于填埋場的實際情況，進行綜合考慮，確定最佳方案。由于該設(shè)計為新建填埋場，初期產(chǎn)氣量不大，而后會迅速增加，因此該設(shè)計在收集方式的選擇上，采用在垃圾填埋初期通過被動方式控制氣體釋放，當(dāng)產(chǎn)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。主要以主動導(dǎo)排方式為主。 目前，國內(nèi)收集垃圾沼氣的垃圾填埋場較少，其收集方式基本是參照國外的經(jīng)驗。填埋沼氣的收集主要有兩種方式，即垂直收集與水平收集。垂直收集是在垃圾填埋封場后在其上打垂直井，以收集填埋場內(nèi)的沼氣；而水平收集是在垃圾填埋 過程中，在垃圾填埋作業(yè)面上水平鋪設(shè)沼氣收集管來收集沼氣。 這兩種方式各有優(yōu)缺點，垂直收集適合在已封場的垃圾填埋場或已封頂?shù)睦盥駟卧M行沼氣的收集，其特點是封頂后打井易于操作，垃圾覆蓋較好利于集氣，集氣半徑較大，但一般不能邊填埋邊集氣。而水平收集則比較適用在未封場的垃圾場上或者正在進行作業(yè)的垃圾填面上，其特點是可在邊填埋邊集氣，利于沼氣的及時收集，缺點是易與填埋作業(yè)發(fā)生沖突，集氣半徑相對小一些。 經(jīng)對比上述兩種收集方式的優(yōu)缺點，本設(shè)計選擇豎向收集井方式。即主動導(dǎo)排豎向收集方式。 王靜宇 環(huán)境 12 121314117 固廢課程設(shè)計 19 配套工程設(shè)計 填埋氣體處理