美国危废填埋场设计
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玻璃海滩,美国加利福利亚加利福利亚的玻璃海滩曾是垃圾场,二战结束之后,这个海滩成为当地人的生活垃圾场。
20年后,当地官员下令禁止继续往海滩倒垃圾,但之前的那些垃圾中就有很多的碎玻璃,经过海水的打磨,碎玻璃已经变得圆滑,透明,漂亮,阳光透过玻璃折射出五颜六色的梦幻色彩。
太平洋代替人类完成了最终的清理工作。
Hiriya,以色列Hiriya是特拉维夫南部一个清晰可见的地理标志,从空中俯瞰是第一个映入眼帘的。
任何飞往本古里安机场的人都可以从空中看到这个大土堆。
这个地方目前是中东地区最大的垃圾填埋场。
但是,Hiriya正处于2001年开始的自然改造的第一个阶段。
建成后,该垃圾填埋场将会变成广阔的Ayalon自然公园的一部分。
这个项目预计会在2020年完成,该地区将成为世界最大的城市公园。
随着垃圾废物数量不断的增加,在场所内搭建混凝土板,上面可以停放垃圾清洁车。
平缓的斜坡要符合地形学原理,以成为游客来往的路径。
沿着这条道路,可以通往游客中心,那里向游客展现了垃圾回收的方法,以及填满池景观改造的每一步。
实马高岛,新加坡新加坡本岛的南部海岸曾经是一个渔村。
在政府买下了居民的股份制后,实马高岛成为了城市主要废弃物的堆放和焚烧厂,是世界首个主要采用无机废料,即来自新加坡四个垃圾焚化场的灰烬,连接建成的小岛。
十几年前当这个地方被改造成了一座自然保护区,防渗膜散布在储存灰烬的周围。
在海岸上有一座珊瑚礁,那里充满了海洋生物,鸟类和红树林则遍布海岸。
千禧公园,波士顿这个一百英亩的公园有6英尺长的一条小径,能看到波士顿中心区的美丽景色。
尽管该地区没有最壮观的景色,然而它是Thomas Menino市长推行的最成功的一场运动。
在他1993年上任后马上对波士顿进行了清理整顿。
1994年,从前的垃圾填埋场改造成了千禧公园,这也是波士顿成为美国的“绿色城市”所迈出的第一步。
Trashmore山峰,弗吉尼亚海滩这个有着亲切名字的山峰实际上是由一堆压缩的垃圾覆盖上清洁的泥土所构成的。
10、哥伦比亚山脊,俄勒冈州,阿灵顿,2,050,602 吨。
哥伦比亚山脊填埋场负责所有美国西北部的垃圾,主要城市有俄勒冈州的波特兰和华盛顿州的西雅图。
9、弗兰克·鲍尔曼,加州,欧文,2,059,859 吨。
弗兰克·鲍尔曼填埋场是加州最大的垃圾填埋场之一,同时他也自称是世界上第一个垃圾填埋气体转换成液态天然气的工厂。
这个地方每天有5000加仑的液态天然气产量,环境效益相当于一年路上少开15万辆车。
8、Rumpke 卫生填埋场,俄亥俄州,考勒瑞镇,2,128,165 吨。
Rumpke卫生填埋场位于辛辛那提附近,跟其他填埋场一样,每天有很多垃圾运入,但同时也做一些环境有益的事。
这个填埋场有三个甲烷回用设施,每天最多可以回用1500万标准立方英尺(约42.5万立方米)的填埋气。
这些设备可以给两万五千个家庭提供电力。
7、艾尔索布伦,加州,克罗纳,2,173,216 吨。
艾尔索布伦垃圾填埋场跟野生动物栖息地委员会有良好的合作,他们管辖了一片640英亩(约2.6平方公里)大小的地,上面有31个不同的物种(好少啊……),其中两个是濒危的。
6、丹佛阿拉帕处理点,科罗拉多州,奥罗拉,2,561,809 吨。
科罗拉多州最大的填埋场,丹佛阿拉帕处理点每天接收一万两千吨废物。
2008年9月,丹佛阿拉帕处理点启动了一个把甲烷转变成电力的系统,在跟丹佛市的合作之下,这个系统提供的电力可以供给3000个家庭。
5、奥基乔比,佛罗里达州,奥基乔比,2,640,000 吨。
来到奥基乔比的游客可不仅仅会看到一堆堆的垃圾,他们看到的还有当地的野生动物。
这个填埋场占地4150英亩(约16.8平方公里),其中1550英亩(6.3平方公里)作为保护性附属建筑物,游客不仅在这里可以娱乐消遣,还可以学习一些环保知识。
4、亚特兰大废物,弗吉尼亚州,威佛里,2,669,423 吨。
佛吉尼亚州最大的垃圾填埋场——亚特兰大垃圾填埋场隶属于垃圾业巨头——废物管理公司。
固废课设垃圾填埋场设计1.选址和计算填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案,尽量少的投资,达到最理想的经济效益,实现保护环境的目的。
必须加以考虑的因素有:运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道路、地形和土壤条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可被利用。
(1)运输距离:运输距离是选择填埋场地的重要因素,对废物管理系统起着重要作用。
尽管运输距离越短越好,但也要综合考虑其他各个因素。
(2)场址限制条件:场址至少应位于居民区 1km (参照德国标准) 以外或者更远。
(3)可用土地面积:填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方,以利于满足废物综合处理长远发展规划的需要,应有利于二期工程或者其他后续工程兴建使用。
尽管没有填埋场大小的法律规定,填埋场地也要有足够的使用面积,包括一个适当大小的缓冲带,并且一个场地至少要运行五年。
(4)出入场地道路:由于通常适合填埋场的场地再也不城市已建的道路附近,因此,建设出入填埋场的道路和使用长距离的运输车成为填埋场选址的重要因素。
(5)地形、地貌及土壤条件:不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处,原则上的地形的自然坡度不应大于 5%。
(6)气候条件:填埋场场址的选择应考虑在温和季节的主导风向。
(7)地表水水文:所选场地必须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或者最大洪泛区之外,或者应在可预见的未来建设水库或者人工蓄水淹没和保护区之外。
填埋场的场地必须是位于饮用水保护区、水体和洪水区之外,并且必须在春潮区之外、泥炭沉积超过 1m 的沼泽区之外。
还应建在地下水位以上。
最佳的填埋场场址位置是在封闭的流域内,这对地下水资源造成的风险最小。
(8)地质和水文地质条件:场址应选在渗透性弱的松散岩层基础上,天然地层的渗透性系数最好能达到 10-8m/以下,并具有一定厚度。
(9)但地环境条件:填埋场场地位置选择,应在城市工农发展规划区、风景规划区、自然保护区之外;印在供水水源保护区和供水远景规划区之外;应具备较有利交通条件。
目录设计说明书1、绪论1.1生活垃圾1.2生活垃圾处理与处置方法1.3卫生填埋场概述2、工程概况2.1项目背景2.2项目设计原始资料2.3项目设计要求设计计算书3、填埋场的选址3.1选址的考虑因素3.2选址的程序3.3地址的选定与所需的容积4.填埋场的地基与防渗4.1填埋区基底工程4.2填埋场的防渗系统4.3防渗材料4.4防渗系统的构造5. 渗滤液的产生及收集处理5.1垃圾渗滤液概念和来源5.2垃圾渗滤液的水质特征5.3渗滤液收集系统5.4渗滤液产生量的计算5.4.1渗滤液产生量的计算5.4.2渗滤液调节池设计6.填埋气体的产生与收集处理6.1填埋气的组成6.2填埋气体产生量的预测6.3填埋场气体的收集与导排6.3.1填埋场的导排方式及选择6.3.2填埋场气体收集系统的设计7.终场覆盖7.1填埋场封场系统设计7.2填埋场封场后的土地回用8.封场后续工作结语参考文献附图主要符号说明1、绪论1.1生活垃圾概述1.1.1生活垃圾的定义生活垃圾,是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。
生活垃圾一般可分为四大类:可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。
城市生活垃圾亦称城市固体废物,是由城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业,以及市政环卫系统、城市交通运输、文教机关团体、行政事业、工矿企业等单位所排出的固体废物。
其主要组成为:厨余物、废纸屑、废塑料、废橡胶制品、废编织物、废金属、玻璃陶瓷碎片、庭院废物、废旧家用电器、废旧家具器皿、废旧办公用品、废日杂用品、废建筑材料、给水排水污泥等。
1.1.1生活垃圾的危害固体废物,特别是有害固体废物,如处理、处置不当,其中的有害物质可以通过环境介质——大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成污染,对人体产生危害,同时破坏生态环境,导致不可逆生态变化。
(1)对土壤环境的影响:固体废物不加利用,任意露天堆放,不但占用一定的土地,导致可利用土地资源减少,而且如填埋处理不当,不进行严密的场地工程处理和填埋后的科学管理,容易污染土壤环境。
城市垃圾卫生填埋场摘要本工程设计的主要内容包括:城市生活垃圾卫生填埋场处理总平面布置(选址和场区总体设计等等),填埋工艺,防治工程,渗滤液收集导排工程,渗滤液处理工程,地下水、地表水导排处理工程,填埋气体收集与利用设计,环境监测设计,封场工程,辅助工程(如绿化、道路等),设备选型,二次污染防治设计,经济分析等等。
关键词垃圾卫生填埋设计渗滤液气体The Design Of Sanitary LandfillAbstractThis engineering design primary coverage includes: The city life trash health fill in bury the field to process the total plane arrangement (selected location and field area system design and so on), fills in buries the craft, the preventing and controlling project, the infiltration fluid collection leads a row of project, the infiltration fluid processing project, the ground water, the surface water leads the row of processing project, fills in buries the gathering of gas and the use design, the environmental monitoring design, seals the field project, auxiliary project (for example afforestation, path and so on), equipment shaping, two pollution preventing and controlling design, economic analysis and so on.Keywords Rubbish Landfill of hygiene Design Ooze and filtrate Gas目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概论 (5)1.1设计背景 (5)1.1.1 生活垃圾的危害 (5)1.1.2生活垃圾的处理方法及国内外处理现状 (5)1.1.3卫生填埋法的类型及发展趋势 (7)1.2城市概况及自然条件 (8)1.2.1 城市概况 (8)1.2.2 自然条件 (9)1.3该城市垃圾的处理概况 (10)1.3.1 垃圾成分 (11)1.3.2 垃圾处理状况及存在问题 (11)1.4设计的必要性及依据 (15)1.4.1 设计的必要性 (15)1.4.2 设计的依据 (15)1.5设计的主要内容 (16)1.6本章小结 (16)第2章总体设计 (17)2.1填埋方案的确定 (17)2.2 设计规模 (18)2.2.1 服务人口 (18)2.2.2 垃圾产量 (18)2.3 场址选择 (19)2.3.1 填埋场址的选择原则 (19)2.3.2 垃圾填埋场场址的确定 (20)2.4 本章小结 (20)第3章垃圾收运系统 (21)3.1 垃圾的收运原则 (21)3.2 垃圾收运规模 (21)3.3 垃圾收运现状及设计收运方案的确定 (22)3.4 本章小结 (23)第4章垃圾处理场工程设计 (24)4.1 垃圾处理场的组成 (24)4.2 卫生填埋场工程设计 (24)4.2.1 垃圾场总库容及使用年限的确定 (24)4.2.2 垃圾坝 (24)4.2.3 渗滤液的收集系统 (26)4.2.4 渗滤液处理设备尺寸的计算 (37)4.2.5 填埋气导排 (48)4.2.6 终期封场 (49)4.3 配套工程 (50)4.3.1 道路工程 (50)4.3.2 围墙与绿化工程 (50)4.3.3 给水工程 (51)4.3.4 消防工程 (51)4.3.5 防洪工程 (51)4.3.6 防震工程 (51)4.3.7 通讯工程 (51)4.3.8 电气工程 (52)4.3.9 垃圾场主要机械设备 (52)4.4 本章小结 (52)第5章环境保护与环境监测 (53)5.1 环境保护 (53)5.1.1 污染来源 (53)5.1.2 环境保护标准和规定 (54)5.1.3 环境保护措施 (54)5.2 环境监测 (55)5.3 本章小结 (56)总结 (57)致谢 (60)参考文献 (61)英文翻译 (62)中文译文: (68)第1章概论1.1设计背景1.1.1生活垃圾的危害随着经济的发展,人们生活消费水平的提高,城市的生活垃圾产生量日渐增加。
美国环保局危险废物填埋场设计和建筑最低技术要求是国会在1984年危险固体废物修正案中提出的。
国会要求所有新填埋场和地表蓄水池都具有双衬层和沥滤液收集、去除系统。
为了响应国会的命令,美国环保局出版了系统设计的有关规定和导则。
另外,还出版了建筑质量保证程序和最终覆盖的导则,至今这些要求和导则仍在使用,现将其主要参数和要求列举如下,供我国各地筹建危险废物安全填埋场时参考。
一、双衬层系统
下图是危险废物填埋场的示意图。
图危险废物填埋场双衬层和沥滤液收集系统
在双衬层填埋场中,有两层衬层和两层沥滤收集、去除系统(LCRS)。
初级沥滤液收集、去除系统位于上衬层上面,而次沥滤液收集、去除系统位于两衬层之间。
图中,上衬层是软膜衬层(FML),下衬层是复合衬层系统,通常的复合衬层由3英尺厚、渗透系数K不大于1×10-7 cm/s 的压实粘土底衬层和上面的软膜衬层组成。
填埋场部最小坡度为2%,要求在初级沥滤液收集、去除系统中有沥滤液收集池,沥滤液收集池中污水要及时排出。
要求在次级沥滤液收集、去除系统有一适当大小的渗漏监测池,每天监测渗漏液收集中的液位或进水流速,特别是要用该池子来监测顶部衬层的渗漏速率。
渗漏监测池设计指标有两个标准;
(1)渗漏监测灵敏度为1加仑/英亩/天;
(2)渗漏监测时间为24小时。
双衬层填埋场要求:
(1)LCRSs必须在封场后能安全运行30~50年;
(2)要有主LCRSs和次LCRSs,主LCRSs只需覆盖单元底部(侧壁覆盖是随
意的),而次LCRSs要覆盖底部和侧壁。
二、覆盖层
填埋场覆盖层由一个植被层、一个中间排水层和一个复合衬层系统组成。
填埋过程中,在每个填埋单元完成后进行这种最终覆盖。
另外,设计的覆盖层必须最少保养,允许下面废物沉降。
植被覆盖层的最小厚度为2英尺,且其渗透系数最大为10-7cm/s。
中间排水颗粒层厚度最小为1英尺,减少复合衬层上的毛细管上升作用和水头。
美国环保局将最小渗透系数由10-3cm/s改为10-2cm/s。
覆盖层的作用主要是最大限度地降低雨水渗透。
覆盖层的软膜层和压实土层必须在霜冻层以下,软膜厚度最小为0.5mm,但通常使用1.0mm的软膜。
考虑到废物总的沉降后,复合防渗层的最终坡度不得大于2%。
三、防渗层材料
1、防渗土壤要满足土壤衬层的渗透系统不大于10-7cm/s的要求,所用土壤必须具备下列特性:(1)土壤应当至少含有20%的细粉(淤泥和黏土大小的细颗粒),有些细粉少于20%的土壤也有小于10-7cm/s的水力传导系数,但是往往很难达到。
(2)塑性指数(PI)应当大于10%,塑性指数高至30%~40%时会发粘,野外难于操作,当高塑性土壤干燥时它们形成硬块,在压缩过程中难以破碎。
(3)粗糙碎片应当筛去,砂砾要少于10%。
含有较大粗颗粒的土壤能形成高水力传导系统的沙砾区。
(4)最后,材质应当不含直径大于1~2英寸的土粒和石块。
要是石块占据土层厚度的大部分,土层会形成渗漏“窗”。
当石块变小时,就会被土层中其他物质包围。
要是现场缺乏合格的土壤,需购进合格的粘土,或购进优质的土壤与现场土壤混合得到合格的混合土壤。
最常见的是将现场的沙土,添加4%~5%购进的膨润土,使砂土渗透系数由10-4cm/s降到10-7cm/s。
污染物在土壤中渗透机理有两个:一是对流传输,可溶性污染物由于流水的携带而通过土壤衬层;二是分子扩散,污染物因分子扩散而通过土壤衬层。
计算结果表明,10~30年后,即使土层的渗透系数小到零,但由于分子扩散,废物分子也将透过3英尺的压缩土层。
2、合成材料制造防渗软膜的合成材料如下:
·热塑性塑料-PVC(聚氯乙烯)
·透明热塑性塑料-高密度聚乙烯(HDPE),线性低密度聚乙烯(LLDPE)·合成橡胶-氯丁橡胶,乙丙橡胶(EPDM)
现有各种各样的合成软膜在市场销售,填埋场最普遍使用的是高密度聚乙烯膜。
这些合成软膜的厚度有0.5mm至0.2mm的,它们的渗透系数比粘土小得多,如高密度聚乙烯软膜,它的水力渗透系数仅为10-14cm/s。
合成衬层在填埋场中的应用,大大增加了废物的储存空间和处置空间。
3、复合防渗层复合衬层系统比单一的软膜衬层或土壤衬层要优越。
因为粘土层上面的渗滤液在粘土衬层中的渗漏受衬层渗透速率、衬层上渗滤液压和衬层总面积的大小控制,如果粘土层上紧贴一层软膜,该软膜封住了上表面,即使软膜出现洞缝,沥滤液也不会在整个软膜和粘土层之间扩散。
与单一粘土层相比,其渗透面积也会小得多,所以渗漏液量会小得多。
考虑粘土衬层的土中可能含有一些石子,所以往往在粘土层上面和软膜下面放一层无纺布,来防止软膜被岩石戳穿。
但这无妨布在粘土层和软膜之间形成了高传递区,所以还是碾压粘土表层和去除石子为好,这样才能使软膜紧贴在粘土层上面。
四、排水层材质
排水层由颗粒物或合成材料组成,要是用颗粒物,其排水层最低指标为:30cm(12英寸)厚,最小水力传导系数为1cm/s,坡度≥2%,有盲管,有土壤过滤层。
它覆盖整个填埋场的底部以及边坡。
要是用河沙的话,必须洗净,或几乎不含细粉的,以便积聚在衬层上和双衬层间的液体能迅速收集和排除,使两衬层系统中的水压头最小。
根据导则,粒状排水物质的主要选择标准是高水力传导率和低毛细强度或虹吸力。
用洗净的沙粒作排水层,其渗透系数在1 cm/s之间,毛细管张力可忽略不计,它比泥砂要好。
现在人工合成排水材料被引入到废物管理行业,它与颗粒物不同的是,合成排水材料可制成下列各种形式和厚度:
·网类(160~280μm)·针扎无妨布(80~200μm)·网垫(400~800μm)·波纹状、华夫状或蜂窝状板(400~800μm)建筑材料也多种多样,最普遍的合成材料是聚丙烯、聚酯或聚乙烯。
在相同设计排水能力的条件下,合成排水层很薄(小于1英寸),它比颗粒物排水层(1英尺)要薄得多。
合成排水层在填埋场中的应用,大大增加了废物的储存空间和处置空间。
对合成排水材质,EPA要求最小传递系数为5×10-4m/s,合成排水材质的水力传递系数要比它高得多,足以确保土工网、土工复合层或其它合成排水层的设计性能优于1英尺厚颗粒排水层。
五、废物沥滤液对防渗层的侵袭
在防止废物沥滤液对防渗层的侵袭方面要注意:
1)酸能侵蚀土壤,将土壤矿物质溶解生成其他组分。
通常当酸通过土壤时,酸溶解有助于它们的中和作用。
大量酸进入土壤后,水力传导率明显
下降。
2)水中的其他离子,特别是正离子或阳离子也容易被吸引到土壤的负电荷表面上,这样在粘土颗粒周围形成水合离子区,这就是所谓双扩散层。
土壤水力传导率强烈受到这些双扩散层厚度的影响。
当双扩散层收缩时,它们能打开液流通道,导致水力传导率增大。
当双扩散层膨胀时,它们就压缩液流通路,导致水力传导率减少。
例如膨润土钙盐的渗透系数比膨润土钠盐大100至1000倍。
这种渗透液体的引入会大大地改变水力传导率。
3)有机溶剂能收缩双扩散层,打开液流通道,而且还能凝聚土壤颗粒,把它们拉在一起,使得土壤破裂。
而且有机溶剂产生的化学龟裂。
比干燥引起的土壤龟裂要厉害得多。