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1、固体废弃物课程设计说明书第1章 绪论1.1设计背景在生活垃圾处理处置方式中，填埋无疑占据着举足轻重的位置，从全球来看，填埋大约占到70%左右，在各发达国家应用非常广泛，例如加拿大1989年卫生填埋处置量占82%；1991年英国、意大利年卫生填埋处置量占其总处置量的90%美国处置量为72%，西班牙处置量为75%，德国1993年卫生填埋处置量占73%。美国联邦环保局(USEPA)和很多州都已详细制定关于填埋场选址、设计、施工、运行、水气监测、环境美化，封闭性监测以及维护年限的法规。而在我国,由于经济技术水平等的原因，填埋所占的比例更高，达到90%以上。虽然随着经济技术的发展，在未来的20年内，在拟
2、建的垃圾处理项目中，填埋比例会稍有下降，但仍有大约75%的项目采用填埋方式。同时在我国的城市垃圾处理及其污染防治技术政策中明确提出：以填埋为主的路线，因此填埋必将在今后很长一段时间内占据主导地位，许多大中城市新建的垃圾填埋场，其日处理能力都达上千吨，总填埋库容达数千万立方米。1.2设计原始资料山东省XX市固体废弃物综合处理厂位于XX市某城镇政府驻地北侧约1.5km，西邻国道，南邻乡村公路，东北靠村庄，总占地约28.76万平方米。厂区距城市区约20km，距该市高科技工业园区8km左右，地理条件优越，交通便利。厂区位于胶莱盆地东南缘、崂山和大泽山之间的洼地丘陵地带，方圆百余公里范围内地势总体上东南
3、高、西北低，近场区（以场区为中心12平方公里左右），地势也为东南高、西北地。场区地形较为平坦，为农耕作区。场区内各分为岩土层工程特性优良。 场区周边分布10余个自然村庄，距离场区最近2km；最远的村庄是为4.5km左右，其余各村距场区2-4km左右。 场区无河流通过，地表水主要表现为季节间歇性的沟渠和水塘，即在降水季节，大气降水汇聚于沟渠和水塘中，然后排泄径流最终注入河流。收地质条件的限制，场区地下水不发育，十分贫乏。位于居民区的下风向对居民区的影响也较小。表1-1 垃圾组成成分成分含量（%）有机物（苹果，果皮，树叶）58.04废品（金属，玻璃，塑料）8.30无机物（炉渣，废土）33.66由以
4、上条件可以断定，此城市为山东省济宁市。1.3城市概况1.3.1地理条件济宁市东邻临沂市，西与菏泽市接壤，南面是枣庄市和江苏省的徐州市，北面与泰安市交界，西北角隔黄河与聊城市相望。最北端是梁山县小路口镇邹桥村，为北纬3557；最南端是微山县高楼乡柳新养殖场，为北纬3426；最东端是泗水县泉林乡历山火车站，为东经11736；最西端是梁山县黑虎庙乡高堂村，为东经11552；南北的长167公里，东西的宽158公里。1.3.2土地条件 济宁市总土地面积10684.9平方公里。其中：平原面积5243.1平方公里，占总面积的49.1%；洼地面积1780平方公里，占总面积的16.7%；湖泊面积1568.2平方
5、公里，占总面积的14.7%；山地面积1329.8平方公里，占总面积的12.4%；丘陵面积763.8平方公里，占总面积的7.1%。1.3.3气候特点 济宁市位于东亚季风气候区，属暖温带季风气候，四季分明。夏季多偏南风，受热带海洋气团或变性热带海洋气团影响；冬季多偏北风，受极地大陆气团影响，多晴寒天气；春秋两季为大气环流调整时期，春季易旱多风，回暖较快；秋季凉爽，但时有阴雨。具有充裕的光能资源，是济宁气候的突出特点。济宁年平均气温为13.3一14.1，平均无霜期为199天。年平均降水量在597820毫米左右。1.3.4水文背景 济宁市的天然水资源总量水平年为55亿立米，其中地表水34亿立米，地下水
6、天然补给量21亿立米；可利用水资源总量为30.37亿立米，其中地表水17.44亿立米，地下水12.93亿立米。与全省平均情况的比较是：济宁市天然水资源每平方公里为44.50万立米，比全省平均值21.17万立米多110.2%；人均占量740立米，比全省人均449立米多64.8%；可利用水资源每平方公里为27.04万立米，比全省平均15.29万立米多76.8%，人均可利用水量为449立米，比全省人均324立米多38.7%。1.4设计依据及规范1、城市生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）2.城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准（建标2001101号）3、固体废弃物处理与处置实践教程，
7、宁平，化学工业出版社，20054、生活垃圾填埋污染控制标准（GB 16889）5、生活垃圾填埋场环境监测技术要求GB/T 187726、生活垃圾卫生填埋技术，赵由才，化学工业出版社，20047、现代固体废弃物综合处理技术李传统，东南大学出版社，20088、土工合成材料应用技术规范（GB 5029098）9、三废处理工程技术手册（固体废弃物卷）10、其他有关填埋场设计的论文著作1.5建设的必要性1.5.1存在的主要问题济宁市不存在垃圾填埋场在这次工程建成之前，本市居民的生活垃圾收集后乱堆放，由此造成的对环境和对居民健康的影响无法估量。还有的居民将生活垃圾排进了周边河流内，造成了不小的影响，但目前
8、上游水质还是良好，如不加紧解决生活垃圾的问题，后果将是济宁市的污染难以治理。1.5.2建设的必要性对于中国越来越严重的环境问题值得我们重视，我们需要抓好大城市的环境问题也需要掌握好小城市的地方垃圾问题。济宁市目前不存在大型垃圾填埋场，农村地区垃圾随意堆放的现象也比较严重，没有系统得处理好垃圾的最终处理问题，时间一久会对环境及市容美观产生不良的影响。固体废弃物还存在侵占土地、污染水体、污染大气、污染土壤等弊端，所以建设一个垃圾填埋场来解决固体废弃物是必须的。1.6建设原则及指导思想治理垃圾要认真实施可持续发展战略，“必须努力寻求一条人口、经济、环境和资源相互协调的，既能满足当代人的需求而又不对满
9、足后代人需求的能力构成危害的可持续发展的道路。”为此就要实现对生活垃圾治理的无害化、减量化、资源化。建设原则要达到下面几点要求：（1）规模的合理化；（2）要有经济的可行性；（3）权衡对环境的贡献与影响能力；（4）建成效果要明显；（5）要进行全程监测；（6）投产后的使用年限要达到预期。第2章 总体设计2.1工程规模2.1.1服务人口及面积济宁市面积10684.9km2，服务人口105万人，现状垃圾产量1.1kg/(dp),服务年限20年，未来的人口预测采用下公式 2-1式中：第n年的服务人口数，人；：初始服务人口数，人，本次设计中据济宁市当地的资料取105万人；P：人口自然增长率，本次设计中据济
10、宁市当地的资料显示，p0.006。n：第n年。 2-1计算结果见2.1.42.1.2垃圾产率结合该城市以生产农产品为主的特点，设计该镇的生活垃圾将在未来的几年呈连续增长的趋势，其增长系数取0.01，采用下公式预测该镇垃圾产生量在未来的变化趋势。 2-2式中 ：初始垃圾人均日产生率，kg/(dp)：第n年的垃圾人均日产率，kg/(dp)；计算结果见2.1.42.1.3垃圾产生量预测随着时间推移，居民按照人口增长速度逐年增加，经济状况也逐年发生变化，垃圾产生量将会增多，成分也逐渐朝有机物增加、可燃物增多、可利用价值提高的趋势发展。在推行生活生活垃圾产生源头的减量化工作时，也许垃圾产生量会下降。 2
11、-3式中 ：第n年得垃圾日产生量，t/d：第n年的服务人口数，人；去除废品后，可用于卫生填埋的垃圾量为：1.1231010(27.04%+65.06%)=1.031010kg生活垃圾压实密度一般为600-1000kg/m3,设计中取1000 kg/m3，则卫生填埋的垃圾体积：通常填埋场的覆土量约占填埋总容积10%25%，设计中取15%所以垃圾体积与覆土体积之和为：V=1.21107m3设计中取填埋高度为45m，则填埋面积S为 计算结果见2.1.42.1.4计算列表人口（万人）人口增长率人均垃圾量（kg/万人年)生活水平导致的垃圾增长率年垃圾产量（kg）第1年105.002.25401.50.0
12、14.2第2年107.362.25405.50.014.4第3年109.782.25409.60.014.5第4年112.252.25413.70.014.6第5年114.772.25417.80.014.8第6年117.362.25422.00.015.0第7年119.992.25426.20.015.1第8年122.702.25430.50.015.3第9年125.462.25434.80.015.5第10年128.282.25439.20.015.6第11年131.172.25443.50.015.8第12年134.122.25448.00.016.0第13年137.142.25452.
13、50.016.2第14年140.222.25457.00.016.4第15年143.382.25461.60.016.6第16年146.602.25466.20.016.8第17年149.902.25470.80.017.1第18年153.272.25475.50.017.3第19年156.722.25480.30.017.5第20年160.252.25485.10.017.8可用于填埋的垃圾总产量（kg）1.031010垃圾压实密度（kg/m3）1000垃圾体积（m3）1.03107垃圾体积+覆土体积（m3）1.21107垃圾填埋高度（m）45垃圾填埋面积（m2）2.691052.2填埋方案
14、的确定2.2.1垃圾处理方法比较目前，国内外对垃圾的处理技术方法主要有焚烧技术、堆肥技术、卫生填埋技术以及由上述三种技术结合起来，使缺点互相抵消，使优点更为显著的垃圾综合处理技术，简述如下：焚烧技术。焚烧处理是目前国内外生活垃圾处理的一种主要方法，能够达到理想的减量化的目的，其方法是采用专用设备如垃圾焚烧炉进行燃烧，但是投资大，运行费用高，同时要求有较大的垃圾量供应才能保证设备的正常运行，因此，在经济发达的大城市才能采用。堆肥技术。堆肥技术有敞开式静态堆肥和机械化高温堆肥二种方式，其好处在于能变废为用，在一定程度上实现垃圾处理的资源化目的，但是，由于近年来居民生活水平的提高和生活结构的改变，废
15、旧塑料、废旧玻璃垃圾量剧增，如果没有进行对这种垃圾的分类收集和预分选，很难进行堆肥处理。如果能教育广大居民自觉做好垃圾的分类处理，将各种金属、塑料和有机物区分开来，再将仅含有有机物的垃圾进行堆肥，在我乡竹山公路建设积极开展并日益完善的条件下，将垃圾堆肥用于竹山施肥，既解决了垃圾出路问题,又可以增加竹山地力。卫生填埋技术。 城市生活垃圾生活填埋技术规范中对卫生填埋的解释是：采取防渗、铺平、压实、覆盖对城市生活垃圾进行处理和对气体、渗沥液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法。按地形分填埋有三种：山谷填埋、平地填埋、废坑填埋。填埋无法做到垃圾的减量化，但却是垃圾无害化处理的最终手段，方法简便易行，投资较低
16、，能消纳的垃圾量大，比较适应于目前大部分的城市和乡村的经济承受能力，对于山区小集镇来说是较为合适的选择。2.2.2处理方法选择由于地形复杂、垃圾产生地相距较远、交通等基础设施不完善, 所以不适合对垃圾进行集中大规模处理, 只能建设小型垃圾填埋场, 且一般都建在山谷中。我们结合归州镇垃圾填埋场工程设计, 研究采用人工防渗的现代卫生填埋方式, 建设经济技术合理的山谷型小型垃圾填埋场，选择山谷填埋法。工艺流程：图2-1工艺流程图2.3场址选择2.3.1场址选择原则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（CJJ172004）规定，场址选择由建设项目所在地的建设、规划、环保、环卫
17、、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。2.3.2场地勘察场地的勘察包括现场调查和实地勘测两个方面，勘察的
18、步骤为：（1）根据现有资料对场地所在地区进行初步调查；（2）在初步调查的基础上进行实地考察；（3）通过钻探或挖掘技术进行场地水文地质勘测；（4）勘察资料整理，绘制较详细的处置场地地图。在进行场地选择时，首先要进行现场调查。这个阶段的主要工作是文献资料调研和现场实地考察，以了解场地的地形、地貌水文条件、工业布局、人口分布等情况，同时进行初步分析，判断该地区是否适合建造填埋场地。2.3.3场址选择可行性讨论填埋场地的选择是处置工程设计的第一步，既要满足环保要求，又要经济可行。要从工程学、环境学、经济学及法律和社会等方面考虑。第一，从经济学方面考虑。首先场址要满足一定的库容量要求。任何一个卫生填埋场
19、，其建设均必须满足一定的服务年限。一般填埋场合理使用年限不少于10年，特殊情况下不少于8年。其次场址应交通方便、运距合理。场址交通应方便，具有能在各种气候条件下运输的全天候公路，宽度合适，承载适宜，尽量避免交通堵塞。根据有关资料，垃圾填埋处理费用当中约60%-90%为垃圾清运费。缩短清运距离，对降低垃圾处理费用起关键作用。再次场址周围应有相当数量的土石料。所选场地附近，用于天然防渗层和覆盖层的黏土及用于排水层的砂石等应有充足的可采量和质量来保证能达到施工要求；黏土的pH值和离子交换能力越大越好，同时要求土壤易于压实，使土具有充分的防渗能力。第二，从工程学方面考虑。一是地形、地貌及土壤条件，场地
20、地形坡度应有利于填埋场施工和其他建筑设施的布置，不宜选在地形坡度起伏较大的地方和低洼汇水处。二是地质条件，场址应选在工程地质性质有利的最密实的松散或坚硬的岩层之上，它的工程地质力学性质，应保证场地基础的稳定性并使沉降量最小，有利于填埋场边坡稳定性的要求。三是气象条件，场址宜位于具有较好的大气混合扩散作用的下风区，白天人口不密集的地区。第三，从环境学方面考虑。对地表水的保护，对地下水的保护，对居民的影响要降到最低。在垃圾填埋场中HDPE土工膜是防渗的灵魂材料。土工膜的质量好坏对保护地表水地下水起着关键性的作用。 第四，从政策法规方面考虑。垃圾填埋场的选址应服从当地城市总体规划，符合当地城市区域环
21、境总体规划要求，符合当地城市环境卫生事业发展规划要求。2.4填埋厂区的组成渗沥液调节池上流式污泥床反应器（）反应池中间水池污泥贮泥池第3章 填埋场工程设计3.1库容和设计年限3.1.1库容本处理厂属于山谷型填埋场，填埋库区占地面积约为94.7亩。为了形成初始填埋库容，在库区下游设置一座垃圾坝，垃圾坝内边坡按1:3进行设计，填埋库区边坡按1:3进行设计，场地坡度修正为2%。在计算填埋场容积时，分为两部分进行计算，其中一部分为垃圾坝坝顶标高以下部分，另一部分容积式当填埋的垃圾堆体逐渐向空中发展时，这时，为了保证整个堆体的稳定性，在堆体表面将要形成一定的坡度，垃圾堆体外坡设计为1:3,共设置3个马道
22、平台，马道平台宽2m，它一方面可以缓冲坡面被雨水冲刷，另一方面在运行过程中，在该马道平台上可以设置临时终场排水沟，汇水面积内的雨水可以通过此排水沟汇入环场截洪沟，以尽量减少垃圾渗滤液的处理量，另外还便于对坡面进行检查、维修，有利于垃圾填埋库区的生态恢复。当堆体达到设计标高时进行封场，封场坡度为5%。根据上述参数计算，本填埋库区的原始库容为85万m，填埋场标高、面积、容积计算见下表。库容计算是采用CAD估算，具体根据填埋高程不同先将总填埋场化为6部分计算，划分情况如下图所示。图3-1 库容示意图总库容为每两条高程线所间的库容之和，库容以绘制面域的方法计算，结果如下表。表 3-1垃圾填埋场库容计算
23、表序号高程（m）高程差（m）面积（m2）库容（万m2）累计库容（万m2）17502.574.9762.4862.4827555757.331784.301846.78376052303.237302.139148.91476554046.0015669.8524818.76577055507.9023790.9948609.76677555634.2127854.6876464.43778055332.8027414.07103878.51878052427.4918930.42122808.9297855252.905773.19128582.123.1.2使用年限估算3-1本次设计中垃圾质
24、量容量取0.86t/m3，垃圾填埋覆土系数取1.3。年均产垃圾量按下表取值反复计算，直至有效使用年限与其所对应的年均产垃圾量大致相当。计算得有效使用年限为15年，即总处置垃圾累积量为12.858万吨。使用年限内填埋场年均处理量为0.56万吨，日均处理量为15.34吨。3.2垃圾坝设计垃圾坝：填埋区地形为一山沟，呈簸箕形，为增加填埋容量，在沟口设垃圾坝，拦挡和防止垃圾下滑。可行性研究曾确定此坝为不透水的石坝，坝基采用帷幕灌浆，兼有截污坝作用，经研究，认为截污坝和垃圾坝合并建造虽能节约少量投资，但国内尚无成熟的经验，且存在一定问题。为稳妥可靠，故本设计将垃圾坝与截污坝分别设置。按照填埋场的地形、地
25、质条件，尽量减少坝的长度，确定坝址设在沟下游两山坡接近的沟口处。截污坝要根据产生的渗滤液的量，再根据渗滤液的量算出调节池的容积来确定截污坝的高程和坝高，是防污的重要设施。必须要设置在山谷的狭窄处，其主要作用就是防止调节池内的渗滤液渗出。本工程设计的截污坝的尺寸为254015m。3.3场区防渗排渗系统设计3.3.1防渗方式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。根据填埋场防渗设施 (或材
26、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。3.2.2防渗结构3.3.2.1水平防渗系统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
27、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。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3-2 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
28、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 3-3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/m3。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：图3-4 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/m3。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）
29、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
30、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。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
31、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3-5 水平防渗结构图（3）在坡面进行HDPE膜铺衬时，坡面上端
32、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。3.3.2.2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
33、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： 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、
34、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- 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
35、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。 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 ,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
36、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。
37、(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 - 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。 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
38、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。3.4渗滤液的收集和导排垃圾填埋场渗滤液污染控制是填埋场运行的关键问题。渗滤液的产生量受多种因素影响，从填埋场工程设计和运行管理的角度看，渗滤液水量对渗滤液处理系统的规模、处理工艺和填埋场环境评价都是至关重要的。3.4.1渗滤液的收集系统的构成3.4.1.1导流（排水）层导流（排水）层的厚度应等于或大于30cm，主要由粗沙砾或卵石组成，需覆盖整个填埋场底部衬里上，其水平渗透系数应大于0.001cm/s，纵、横坡度大于2%。导流层与废物之间宜设土工织物等人工过滤层，以免细沙粒物质堵塞导流层，影响其正常排水功能的发挥。3.4.1
39、.2导流（盲）沟与导流层 导流（盲）沟 设置在导流层的底部，并贯穿整个场底，其断面常为等腰梯形。导流（盲）沟中填充卵砺石或碎石，粒径上大小以形成反虑，通常颗粒粒径上不为40-60mm，下部为25-40mm。3.4.1.3集液层及提升系统平原型填埋场因渗滤液无法借助于重力从场内导出，需采用集液池和提升系统。集液池多在废物坝前最低洼处下凹形成，其容积视对应的填埋单元面积而定，一般为5m*5m*1.5m，集液池坡度为1:2，池内用卵砺石填充以支撑多孔管和提升泵。提升管按安装形式可以分为竖管和斜管，后者因能大大减小负摩擦力的作用，且可避免竖管带来的诸多操作问题，故采用普遍。3.4.1.4调节池调节池的
40、结构形式主要有钢筋混凝土结构和自然开挖加 HDPE 土工膜防渗结构，这种结构形式主要考虑调节池的容积、场地的地形地貌、场地地址条件、资金等几个方面。通过对同等容量的钢筋混凝土池和土工膜防渗池结构比较，永福垃圾填埋场的渗滤液调节池采用 HDPE土工膜防渗结构。调节池的进水处设有人工格栅，可以初步去除大块杂物。出水经过提升泵后送往污水处理厂。调节池的剖面图如图 所示。施工时，粘土层密实度底部为 93 %以上，边坡可为 90 %以上；防渗膜的铺设从低位开始向高位延伸。与钢筋混凝土结构相比，此种结构具有防渗性能高、价格便宜、便于施工等优点。以往的调节池设计通常采用露天敞口形式，导致填埋场及周边地区臭气
41、污染严重，影响工作人员的身体健康，为了控制蚊蝇滋生、臭气外逸，本设计中调节池采用浮盖密封的形式。这种HDPE土工膜浮盖，密度比水低，可浮在渗滤液表面，使得整个调节池呈封闭厌氧状态，在去除臭味的同时，可对COD有一定的去除率，还可以收集沼气用于发电，同时可避免雨季过多的雨水注入调节池。图 3-6调节池剖面图3.4.2产量预测 渗滤液产量的计算比较复杂，目前国内外已提出多种方法，主要有水量平衡法、经验公式法和经验统计法三种。水量平衡法综合考虑产生渗滤液的各种影响因素，以水量平衡和损益原理而建立，该法准确但需要较多的基础数据，而我国现阶段相关资料不完整的情况限制了该法的应用；经验统计法是以相邻相似地
42、区的实测渗滤液产生量为依据，推算出本地区的渗滤液产生量，该法不确定因素太多，计算的结果较粗糙，不能作为渗滤液计算的主要手段，通常仅用来作为参考，不用作主要计算方法；经验公式法的相关参数易于确定，计算结果准确，在工程中应用较广。其公式为： 3-2式中：Q渗滤液年产生量（m3/a）； I降雨强度（mm）； C1正在填埋区渗出系数（一般取0.40.7）； A1正在填埋区汇水面积（m2）； C2已填埋区渗入系数（一般取0.20.4）； A2已填埋区汇水面积（m2）。由于是新设计的填埋场，因此A20。即每年产生20528.48m3的渗滤液经过计算，渗滤液产量为每年20528.48m3。3.4.3渗滤液处
43、理系统3.4.3.1雨水分流系统由于垃圾渗滤液主要是垃圾在填埋过程中被压实和有机物降解过程等造成垃圾中水份脱离垃圾而形成的，而大气降雨进入卫生填埋场垃圾内的水量则构成渗滤液的主要来源，因此垃圾填埋场内必须导排垃圾场内外的雨水，从而最大限度地减少大气降水进入垃圾内并与之接触后转化而形成的渗滤液，以减少垃圾渗滤液的产生。雨水分流系统分为三部分，即场外径流与场内雨水分流系统，作业区域与非作业区域的雨水分流系统，填埋封场后雨水的迳流排出系统。填埋场四周修筑截洪沟以拦截场外的雨水汇入场内。将场区分为甲乙两区，各区设独立排渗系统。先期使用甲区时，乙区雨水将通过排渗系统引至场外，不进调节池，实现清污分流，减
44、少污水处理负荷，节省基建投资与运行费用。由于封场后，填埋场顶面形成4% 的平整斜坡。垃圾坝上修筑雨水渠以汇集封场后的场顶径流水，最终排入湖区。3.4.3.2垃圾渗滤液的收集系统盲沟和石笼的布置，为了能够有效地排除填埋场底部的渗滤液，渗滤液收集系统采用纵向主盲沟与横向支盲沟系统和竖向石笼相结合的构造形式，即在场底盲沟内设置水平收排渗管网，垂直方向设置石笼，形成一个纵横相连，上下相接的收排渗系统。排渗管网主、支管分别采用DN 300 与DN 200 的高浓度聚乙烯（YSHDPE C 型）花管。主支管均设于盲沟内，并采用管外壁包缠2002 型号的水井专用土工布，外填粒径为d125 mm的填砾构成的防
45、淤堵的技术措施。石笼直径1 500 mm，外包钢丝网，其中心设置DN 200 穿孔ABS 管，钢丝网包垫土工布，然后用d2030 碎石填充于ABS 管与钢丝网间的环状空间内3.4.4防渗设计3.4.4.1 处理工艺处理工艺流程图：渗沥液调节池格栅泵房UASB曝气生物滤池污泥浓缩池污泥脱水机房吹脱塔垃圾填埋场清水池排出污泥回流图3-7处理工艺流程图3.4.4.2污水处理方案选择原则（1）技术可靠，力求高效，处理工艺能满足排放标准要求；（2）处理流程应具有一定的抗冲击负荷能力；（3）运行稳定，操作管理简便；（4）尽量降低基建投资与运行费用，少占土地、节约能耗；（5）尽量考虑元近期结合，避免设备的浪费。3.5填埋气导排及应用填埋场中有机垃圾的生物降解分为好氧阶段、厌氧阶段，厌氧甲烷不稳定阶段，厌氧甲烷稳定阶段四个过程，前三个阶段的持续时间为180500 d，而厌氧甲烷阶段的稳定时间可持续多年，这主要取决于垃圾构成、填埋深度、气候条件和土壤类型等条件, 在稳定阶段甲烷爆炸的报道已有多起，从而决定了导气系统的设计便成为垃圾卫生填埋的重要环节。小型垃圾填埋场采取自然排气法，而本设计属于大型垃圾填埋场，应设置导气管道