固体废弃物课程设计 - 下载本文

值较高,同时各类重金属离子的浓度也较高。填埋时间5年以上的渗滤液pH值接近中性,BOD5及CODcr浓度下降,BOD5/CODcr的比值较低,而NH3-N浓度较高,重金属离子的浓度则下降。

根据地形相近地区填埋场水质取 进水水质为:

COD=6000~12000mg/l SS=300~500mg/l 设计值取: COD=7000mg/l SS=450mg/l 设计出水水质为国家污水排放标准二级标准,即: COD≤300mg/l SS≤200mg/l

BOD≤60mg/l NH3-N≤25mg/l BOD=3000mg/l NH3-N=200mg/l BOD=3000~4000mg/l NH3-N=200~1200mg/l 6.3渗滤液收集系统

6.3.1收集系统的作用

渗滤液收集系统应保证在填埋场使用年限内正常运行,收集并将填埋场内渗滤液排至场外指定地点,避免渗滤液在填埋场底部蓄积。渗滤液的蓄积会引起下列问题:

1、场内水位升高导致垃圾体中污染物更强烈的浸出,从而使渗滤液中污染物浓度增大; 2、底部衬层上的静水压增加,导致渗滤液更多的地渗漏到地下水——土壤系统中; 3、填埋场的稳定性受到影响; 4、渗滤液有可能扩散到填埋场外。

6.3.2收集系统的构造

渗滤液收集系统主要由渗滤液调节池、泵、输送管道和场底排水层组成。 过渡层:具有避免细微的垃圾堵塞排水层内空隙的作用,防止密封层贯穿冻结的作用。另外,在垃圾分解的防热阶段,过渡层可以降低密封层内的温度。

1.排水层:场底排水层位于底部防渗层上面,由沙或砾石构成。当采用粗沙砾时,厚度为30-100cm,必须覆盖整个填埋场底部衬层,其水平渗透系数不应大于0.1(cm/s),坡度不小于2%。

2.保护层:是人工合成防渗膜的保护层,在这里采用的材料是非织造型土工织物,有时简称土工布或无织布。土工布,目的为防止尖物刺伤、抗滑动,根据填埋高度此填埋场使用规格

2

为2000g/m。

3.人工合成防渗膜(HDPE膜)和压实粘土组成的防渗层:其功能是通过铺设渗透性低的材料来防止渗滤液迁移到填埋区外去,同时也可以防止外部的地下水进入填埋区内。HDPE膜厚度取0.5mm——2.5mm。底层压实粘土层厚度取0.6——1.0m。边坡压实粘土层厚度比底层压实粘土厚度大10%。

由于此填埋场不可能全过程不暴露HDPE膜,并兼顾到成本,最终取1.5mm厚的HDPE膜作为防渗层,顶部封场时采用厚度为0.5mm的HDPE膜。采用0.25m厚的粘土共3层总厚度0.75m。 4.管道系统:一般穿孔管在填埋场内平行铺设,并位于衬层的最低处,且具有一定的纵向坡度(通常为0.5%-2.0%)。

6.3.3集水井、泵、检修设施以及监测和控制装置等

1.穿管与废物接触时,在管外用HDPE膜包裹,便于与防渗层衔接处的密封连接,同时也减少管边界与废物的摩擦,减小穿管的受力。

2.穿管与边界的刚性连接采用混凝土锚固块作连接基座,混凝土锚固应建立在连接管后,穿管和HDPE膜应固定在混凝土中。

3.穿管与防渗膜边界的弹性连接时管子不能直接焊在HDPE防渗膜上,以防膜损坏。

4.为了防止渗漏,填埋场中的有些竖井需要穿过排水层,座于HDPE防渗膜之上,如渗滤液提升竖井、检修竖井等。 渗滤液收集系统设计:

7.滤液收集系统的设计

包括了渗滤液导流层、收集支管、收集干管、提升泵井、调节池等。 (如图3)为渗滤液导排系统断面:

导流层(粒径上层40到60,下层25到40)多孔收集管8003001:1:11300渗滤液导排系统水平衬垫层地下水导排系统

图3注:此图单位为mm

7.1导流层

此层铺设在经过清理过后的场基上,厚度300mm,由粒径40到60的卵石铺设而成。

7.2收集沟

设置于导流层的最低标高出,并贯穿整个场底,断面采用等腰梯形,铺设与场底中轴线

o

上的是主沟,在主沟上按间距30m,支沟与主沟之间的夹角为60,这样是有利于将来渗滤液收集管的弯头加工与安装,收集管到设置成直管,中间没有反弯折点。收集沟中填充卵石,粒径上部卵石采用40到60mm,下部采用25到40 mm。

7.3多孔收集管

分为主管和支管,分别埋设在收集主沟和支沟中,管道需要进行水力和静力作用测定或计算以确定管径和材质,其公称直径应不小于100mm,最小坡度应不小于2%。选择材质时,考虑到垃圾渗滤液有可能对混凝土产生的侵蚀作用,通常采用HDPE,预先制孔,孔径通常为15—20mm,孔距通常为50—100mm,开孔率2%--5%左右。为了使垃圾体内的渗滤液水头尽可能低,管道安装时要使开孔的管道部分朝下,但孔口不能靠近起拱线,否则会降低管身的纵向刚度和强度。

7. 4集水池及提升系统

本设计为平原型填埋场,平原型填埋场由于渗滤液无法依靠重力流从垃圾堆体内导出,所以使用集水池和提升系统。采用斜管提升的方式,这样大大减少了负摩擦力的作用,而且竖管提升带来的许多操作问题也随之避免。斜管采用HDPE管,半圆开孔,尺寸为DN400mm,以利于将潜水泵从管道中放入集水池,在泵维修或发生故障时可以随时将泵拉上来。

本设计中场边处设4个集水池的尺寸为L*B*H=8m*8m*2.0m,池坡1:2。场内2个集水池的尺寸为L*B*H=10m*8m*2.5m。上设挡雨棚,用泵将集液池中渗滤液输送至调节池。集水池内填充砾石的孔隙率为30%--40%。

7.5调节池

渗滤液收集系统最后的一个环节是调节池,其主要作用是对渗滤液进行水质和水量的调节,平衡丰水期和枯水期的差异,为渗滤液处理系统提供恒定的水量,同时可以对渗滤液水质起到预处理的作用。此设计采用斜管提升系统将渗滤液从集水池提升到调节池内。。

8.渗滤液的计算

8.1渗滤液产生量的计算

渗滤液的产生量为:

Q?I?C?(A1?A2)?10-3

3

式中Q---表示渗滤液年产生量,m/d;

2

A1---填埋区汇水面积,m;

2

A2----填埋区的面积,m; C---渗出系数,取0.4;

I---表示最大年或月降雨量的日换算值,mm。剧资料显示,兰州地区最大年的降雨量为620mm,最大月降雨量为200mm,日平均值为6.7mm。

(1)第一块填埋区

填埋场的服务年限为10年,填埋库区分三块,分别进行填埋。第一块填埋区的服务年限为

2

3年,则第一块库区面积为A=129636363.64/10=129636.4m

3

渗滤液平均日产量: Q=620/365*0.4*129636.4/1000=88.1m/d

3

渗滤液最大日产量: Q max=200*0.4*129636.4/1000=10370.9m/d

(2)第二块填埋区

第二块填埋区服务年限为3年

2

第二块库区面积为A2=1375757.576/10=165091.0m

C2=C1×0.6=0.6×0.4=0.24

式中:C2为及时覆盖区域的渗透系数

3

渗滤液平均日产量:Q=620/365*(0.4*165091.0+0.24*129636.4)/1000=165.0m/d

3

渗滤液最大日产量:Q max=200*(0.4*165091.0+0.24*129636.4)/1000=19429.8 m/d

(3)第三块填埋区

第三块填埋区服务年限为4年

2

第三块库区面积为A3= 2436363.636/10= 292363.6m

2

已填埋的面积=第一块填埋面积+第二块填埋面积=294727.4m 渗滤液平均日产量:

3

Q=620/365*(0.4*292363.6+0.24*294727.4)/1000=318.8m/d 渗滤液最大日产量:

3

Q max=200*(0.4*292363.6+0.24*294727.4)/1000=37536m/d

8.2渗滤液调节池设计

最小调节池容积的由下式确定:

V≥(Qmax-Q)×5

其中: V—调节池有效容积;

Qmax —设计最大渗滤液产生量; Q—渗滤液处理厂规模。

3

由于原始资料里并未给出城市污水处理场处理渗滤液的规模,因此设Q=100 m/d,则:

3

V=(Qmax-Q)×5=(37536-100)*5=187180 m/d

调节池的水面面积A,调节池的有效水深H取5m,超高0.5m,则

2

A=V/H=187180/5=37436m

调节池的长度L.取调节池的宽度B为130m,则 L=37436/130=288m

取整得,池的实际尺寸:长×宽×高=288m×130m×5.5m

9.填埋气体的产生与收集处理

9.1填埋气的组成

填埋场的主要气体包括氨、二氧化碳、一氧化碳、氢、硫化氢、甲烷、氮和氧等,其中以甲烷和二氧化碳的含量最高。气体的产量是随垃圾的组分、填埋区容积、填埋深度、填埋场密封程度、集气设施、垃圾含水量、垃圾体温度和大气温度而变化的。一般来说,垃圾组分中的有机物含量越多、垃圾区容积越大、填埋深度越深、填埋场密封程度越好、集气设备设计越合理, 气体产量越高;当垃圾含水量略超过垃圾干基重量时,气体产量较高;垃圾

o

体的温度在30以上时,产气量较大;大气温度可以影响垃圾体温度,从影响产气量。其典型特征为温度约43-49℃,相对密度约1.02-1.06,水蒸气含量达到饱和,高位热

3

15630-19537KJ/m。

9.2填埋气体产生量的预测

垃圾在第t年的产气速率为:

Gt=MtL0ke

-kt

3

式中:Gt—第t年垃圾的产气速率,m/a;

Mt—第t年所填垃圾量,t;

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L0—气体产生潜力,m/t;取150 m/t K—气体产气常数,1/a,取0.006; t—年份,a。 e—取2.72

变 量 取 值 范 围 建 议 数 值 潮湿气候 L0(m/t) K(1/a) 3中湿度气候 140~180 0.05~0.15 干旱气候 140~180 0.002~0.10 0~312 0.003~0.4 140~180 0.10~0.35 填埋场产期一级模型参数的建议值