固废处理设计

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·按处理能力:
Ⅰ级 处理能力≥ 1200t/d Ⅱ级 500t/d≤处理能力<1200t/d Ⅲ级 200t/d≤处理能力<500t/d Ⅳ级 处理能力< 200 t/d
·填埋场容量及设计规模 规模确定原则
现状、人口及余量、发展的20年后垃圾情况 自然、社会、经济条件等综合因素 技术状况(资源化水平、处理量、压实密度)
锚固沟断面不小于0.8m×0.8m
· 防渗材料设计
粘土垫衬设计:
含水性及密实度:
渗透性:见有关数据 土块大小及级配:土块越小、水分分布越均匀、压实越密越好
土块一般小于2cm 朔性: 具有一定可塑性,
液限指数W1=25-305,朔性指数Wp=10-15% 强度: 化学相容性: 坡度及排水层:黏土垫衬设计坡度2-4%,
R1 垃圾平均密度,t/m3 R2 覆土平均密度,t/m3 Q2 日覆土量,t/d R5 堆积系数和作业方式,R5=0.35~0.70 R5 填埋场土地利用系数,R6=0.75 ~0.95
填埋工艺流程
卸料、退铺、压实、覆土、灭虫
一日一层一班一单元 推土机压实密度:0.6t/m3 专用压实机压实密度:0.8t/m3 垃圾厚度:2.5~3.0m 覆土厚度:15~30cm 通常每4层为一大单元,大单元覆土45~50cm 封场覆土厚度1m以上,包括45~50cm粘土,15cm的营养土 边坡1:4,顶坡2% 覆盖产量用量:垃圾量=1:4 或1:3
固体废物 课程设计
一. 固废课程设计
1.课程设计
·目的、要求、内容、步骤、时间安排、成果
2.资料收集 ·原始资料:城市现状、发展规划、
政策、法律、法规、标准、规范 《生活垃圾填埋污染控制标准》 (GB1689-1997) 《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004 )
《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(J302-2004 ) 《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》 《土工合成材料应用技术规范》(GB50290)
防渗层设计:单层HDPE土工膜防渗层, HDPE土工膜+GCL膨润土合成材料垫层防渗层 土工复合材料防渗层及双层防渗层
· 地下水导流层设计
设计要求 有效导排 防止水位过高 防止淤堵
导流层设计:盲沟导流层 碎石层导流,30mm碎石, ≥ 300mm厚度 下铺反滤层
· 连接设计
连接原则:有效导排、防止水位过高、 防止淤堵、接缝少、减少接缝应力、
双层衬垫系统、双层复合衬垫系统
复合衬层结构示意图
意填 图填
埋 场 衬 层 结 构 示
底部单层衬垫设计:基础、地下水导流层(≥ 30cm)、膜下保护层(≥100cm黏土、
防渗系数≤10-5cm/s)、HDPE膜、膜上保护层、渗滤液导流层及缓冲层( ≥ 30cm)、土工织物层
边坡单层衬垫设计:基础、地下水导流层(≥ 30cm)、膜下保护层(≥75cm黏土、防渗
垫衬系统中的排水层厚度为30-120cm 集水管最小直径15cm,管间距为15-30m
· 防渗材料设计
人工改性防渗材料设计:粘土+3~8%膨润土
配比应考虑密度、含水率、渗透性、粒度等
粘土和人工改性垫衬的基础设计:
限制不均匀沉降, 可将上层50~100mm土挖出后重选回填、压实
基础防渗要求:
3m以上,渗透系数10-6cm/s 降低基础底部的水压 增加基础的承载力
位置合理、10%坡及坡脚1.5m内不得由横向接缝
土工合成材料连接设计:
织造采用缝合连接、土工膜采用焊接连接 非织造土工织物可采用缝合连接或热黏连接 复合、聚合粘土材料采用自然搭接或缝合连接 土工网格采用塑料扎扣捆扎连接
锚固沟设计:距边坡距离不小于1m
《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范》(SL/T231-98)
式中: Y 填埋场使用年限,a Q 垃圾填埋库容,m3 V 覆土量,m3 R1 垃圾平均密度,t/m3 C 垃圾压实沉降系数,C=1.0 ~1.8 Q1 垃圾日处理量,t/d
日历年 365d
填埋场土地利用率
S=365×Y(Q1/R1+Q2/R2)/(H ×C ×R5 ×R6) 式中: S 填埋场用地面积,m2
经验公式法
Q = C×I×A/1000
式中:Q 渗滤液量,m3/d
C 渗出系数 A 填埋面积,m2 分别考虑填埋区和封场区进行计算:
Q = Q1+Q2 = (C1×A2+C2×A2)×I/1000
式中:Q1 填埋区渗滤液量,m3/d Q2 封场区渗滤液量,m3/d C1 封场区渗出系数,0.4~0.8 C2 封场区渗出系数, 0.2~0.5, C2≈0.6C1 A1 填埋区面积,m2 A2 封场区面积,m2
垂直收集
水平抽气收集
水平抽气管/道:沟宽0.6-0.9
沟深1.2m,管径10-20cm

沟壁铺无纺布
水平抽气收集 水平抽气管/道:水平间距30-120m 垂直间距2.4-18m,1-2层垃圾高度
填埋气主动控制:
主动控制包括抽气井、集气管、冷凝水收集、泵站、真空源、气体 处理等
填埋气主动控制
HDPE衬垫设计: HDPE双衬垫下垫层:支撑保护层、天然防渗材料 HDPE膜锚固:支撑保护层、天然防渗材 窜管及竖井防渗:支撑保护层、天然防渗材料 焊接方式:要求、挤压平焊、挤压角焊、热楔焊、热空气焊、电阻焊
HDPE衬垫设计:
HDPE衬垫设计:
土工织物设计: 防渗土工织物 防渗土工织物使用规定
管道系统: 平行、平铺、最底部、纵向有坡度 干管直径>250mm,支管直径>200mm
隔水衬垫:黏土或人工材料 渗滤液收集沟、收集管、收集池:
收排系统布置:管间距为6m
6.填埋气收集及利用设计
·填埋气 组成、性质、影响因素、迁移 前期发酵、后期发酵、动态发酵、静态发酵
·产气量 经验估算:6m3/t 垃圾含水率估算、试验井法、化学组成计算、生物模型计算法
隔水垫衬:黏土或人工合成材料、基础、地下水导流层( 30cm)、膜下保护层(≥75cm黏土、防渗系数≤1×10-5cm/s)、
·渗滤液收排系统设计
排水层:位于底部防渗层上面,5-10mm砂或粗砾石 内设盲和穿孔管,管外及排水层表明包无纺布 坡度<2%厚度30-100cm 平均渗透系数>0.1cm/s
土工聚合粘土材料(GCL)设计: 支撑保护层、天然防渗材
聚合物水泥混凝土材料(PCC)设计: 材料性能、配合比、厚度、基础防渗墙
7.渗滤液控制设计
·渗滤液 来源、水质、影响因素、变化规律、处理技术 ·水量 ~10d
平衡法 Q=(I-E) ×A/1000-S0 式中:Q 渗滤液量,m3 I 降雨量,m3 E 蒸发升腾量,m3 A 填埋场汇水面积,m2 S0 排出场外的雨水量,m3
全年每天渗滤液量: Qj = (C1×A2+C2×A2)×Ij/1000 式中:Qj 全年逐日渗滤液量,m3/d ,j=1~ 365 Ij 平均降雨量年度的逐日降雨量,mm/d
·渗滤液收排系统设计
收排系统构造:
排水层:砂、砾石、30~100cm、渗透系数>103cm/s、坡度≥2%,内设盲沟和穿孔管网,管外包无纺布 管道系统: HDPE花管膜、干管直径≥ 250cm、支管直径≥ 200cm
填埋气主动控制
填埋气被动控制:
·
填埋气被动控制导排示意图
填埋气被动控制:
通常7500m3 设一个通气口
填埋气被动控制:
填埋气被动控制:
填埋气被动竖井收集示意图
7.终场覆盖及封场设计
·功能 控制外来水、恶臭、气体、蚊蝇、病原体、风蚀
熔流指数0.05 ~0.30g/10min,最佳0.22g/10min 炭黑含量0.2~0.3%的水压 厚度1.5mm、抗窜能力、抗拉强度、渗透系数等 HDPE衬垫下垫层:支撑保护层、天然防渗材料 HDPE衬垫上饱护层:支撑保护层、天然防渗材料 HDPE复合衬垫结构:黏土 + HDPE
边坡土厚大于底层土厚10%,底土厚为0.6-1.0m 排水层使用砂或砾石,厚度不小于30cm 边坡坡度1:3,底部坡度2%
防渗系统设计
·垫衬系统设计 · 渗滤液导流层设计
设计要求 导流层应设置导流盲沟, 由土工材料包裹60~10mm碎石, 内铺设穿孔管(花管),管材为HDPE材料
碎石层导流:碎石粒径30~60mm,碎石层≥300mm, 土工合成材料层导流: 复合导流
防渗系统设计
·垫衬系统设计 · 防渗层设计
设计要求 覆盖全部场底及库壁 宜采用为HDPE材料, 应设计保护层,可用压实细粘土、土工织物、土工网、土工格栅 视需要在下设置垫层
· 防渗材料设计
地下水控制设计:粘土+3~8%膨润土
配比应考虑密度、含水率、渗透性、粒度等
底部坡度设计:
限制不均匀沉降, 可将上层50~100mm土挖出后重选回填、压实
HDPE衬垫设计:一般采用复合衬垫或双层、多层衬垫系统
HDPE衬垫设计:
设计要求:密度0.932 ~0.950g/cm3,最佳0.950g/cm3
4.工艺设计 ·技术方法: 好氧、厌氧、准好氧 ·填埋类型: 按原理分为 好氧、厌氧、准好氧填埋场 按构造分为 自然衰减型、全封闭型、半封闭型填埋场等 按地质条件分为 包容性、衰减性、快速迁移性填埋场按 按地形分为 平原型、山谷型、坡地型、滩涂型
·按建设容量:Ⅰ类 总容量 ≥1200万m3
Ⅱ类 500万m3 ≤总容量 <1200万m3 Ⅲ类 200万m3 ≤总容量 <500万m3 Ⅳ类 100万m3 ≤总容量 <200万m3
填埋设备 推土机 压实机 挖掘机 铲运机 装载机 输送机 起吊设备杀虫剂喷洒设备等
5.填埋场布局
6.填埋防渗设计
·场地平整工程 分期设计、分区设计、
场底平整、边坡平整、压实处理
·防渗材料 天然材料:粘土等 人工材料:土工合成材料、土工织物、织造土工织物、
·防渗方式 垂直防渗、水平防渗、天然防渗、人工防渗 ·人工防渗 单层衬垫系统、单层复合衬垫系统
填埋气体上下迁移 填埋气体上下迁移示意图
填埋气体横向迁移 填埋气体横向迁移示意图
·填埋气控制 收集:垂直抽气
水平抽气
控制:主动控制、
被动控制 冷凝液收集与排出
输送: 处理与利用:
·填埋气控制
垂直抽气收集: 垂直抽气井井深为垃 圾深度的50-90%, 气井间距为30-60m, 影响半径为45m
其它标准、规范等
自然条件资料:地理位置(位置、交通、人口分布等)、
地形、地貌、地质、水文、气象、气候
垃圾资料:量、质、收集、发展规律、预测等 现场调研、踏勘及分析监测资料 其它资料:批文、环评、安评预算定额及有关指标、
费用、价格等
3.理论及技术分析、论证 ·垃圾处理技术: 填埋、焚烧、堆肥、其它 ·填埋技术: 好氧填埋、准好氧填埋、厌氧填埋、 ·发酵原理: ·发展动态: ·渗滤液防渗及处理: ·填埋气处理及利用: ·填埋场终场处理及运行管理:
填埋高度 填埋高度=填埋容量/填埋面积
覆盖厚度
分区、分单元,1日1层1单元 每层垃圾厚度3m左右,当天作业完毕、覆土15~30cm 最后覆土1~2m, 覆土量为填埋场库容量的1/3左右, 填埋场使用年限为5~15年为宜。
填埋场结构示意图
填埋场分区计划示意图
填埋场使用年限: Y = (Q–V)×R1×C÷(365Q1)
规模确定
使用年限: 一般5~15年,通常8年以上 库区占地: 5~10m3垃圾/m2, 人均垃圾产量:800~1200g/d人,填埋量,压实密度(0.71)
·填埋场容量 垃圾填埋容量=垃圾填埋量/垃圾压实密度 Q = S×R6×H 或 Q = S1×H 式中: Q 垃圾填埋库容,m3 S 垃圾填埋面积,m2 R6 垃圾填埋场土地利用系数,0.75~0.95 H 垃圾填埋场平均高度,m S1 垃圾填埋场库区面积,m2
系数 ≤10-5cm/s)、HDPE膜、膜上保护层、渗滤液导流层及缓冲层(≥ 30cm)、土工织物
防渗材料
·天然粘土材料 渗透系数≤10-7cm/s,
液限25~30% 塑限10~15% 40~50% ≤ 0.074mm 18~25% ≤ 0.002mm
·人工防渗材料
石灰、水泥改性粘土:渗透系数≤10-9cm/s, 膨润土改性粘土,吸水膨胀10~30倍,交换性, 聚合物水泥混凝土(PCC),渗透系数≤10-9cm/s,抗压磨折拉腐性 土工膜,渗透系数≤10-11cm/s 高密度聚乙烯磨(HDPE)渗透系数≤10-12cm/s 土工聚合粘土材料(GCL) 土工布
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