目录
第一章 绪论 .......................................... 2
1.1 设计背景 ....................................... 2
1.2 城市概况 ....................................... 3
1.3 项目设计的原始资料 ............................. 4
1.4 设计规模计算 ................................... 5
第二章 总体设计 ........................................ 8
2.1 方案的确定 ..................................... 8
2.2 填埋工艺选择 ................................... 9
2.3 场址选择及论证 ................................. 9
2.4 分区组成 ...................................... 10
第三章 填埋场工程设计 ............................... 11
3.1 垃圾坝的设计 .................................. 11
3.2 场区防渗系统设计 .............................. 11
3.3 渗滤液的收集、导排及处理 ...................... 11
3.4 填埋气的收集、导排及利用 ...................... 16
3.5 终期封场 ...................................... 16
第四章 感言 17 参考文献
第一章 绪论
1.1 设计背景
1.1.1 项目背景
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。
1.1.2 设计依据
填埋场的设计应符合《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》和现行的其他相关的标准，设计前应掌握下列资料：
城市用地规划、区域环境规划、场址周围人群活动分布与城区的关系；
城市环境卫生规划及垃圾处理规划；
地形、地貌及相关地形图；
地层结构、岩石及地质构造等工程地质条件；
地下水水位深度、流向等场址水文地质资料及利用情况； 夏季主导风及风速；
降水量、蒸发量等气象背景资料；
周围水系流向及用水状况；
洪泛周期（年）；
待填埋处理的垃圾总量和日填埋量；
垃圾类型、性质、组成成分；
土石料条件，包括取土石料难易、远近和存储总量；
交通条件及供水供电条件。
1.1.3 采用主要标准和规范
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
[2001]101号）
3、《厂矿道路设计规范》（GBJ22）
4、《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 18772
6、《环境空气质量标准》GB3095-96
7、《恶臭污染物排放标准》GB14554-93
8、《城市区域环境噪声标准》GB3096-93
9、《城市环境卫生设施规划规范》GB50337-2003
10、《建筑结构荷载规范》GB19-87
1.2 城市概况
1.2.1 地区概况
江西省，简称赣，地处中国东南偏中部长江中下游南岸，东邻浙江、福建，南连广东，西靠湖南，北毗湖北、安徽而共接长江；上通武汉三镇，下贯南京、上海，南仰梅关、俯岭南而达广州，省会为南昌市。自古以来物产富饶、人文荟萃，素有“物华天宝、人杰地灵”之誉，文物古迹、风景名胜众多，庐山、滕王阁、三清山、婺源、龙虎山、井冈山等闻名海内外。江西总面积16.69万平方公里，人口4456.75万（2010年），由11个地级市组成，省会南昌市。
江西地处于北纬24°7′至29°9′，东经114°02′至118°28′之间。政府驻地于有世界动感都会，文明花园城市之称南昌市。江西省境内除北部较为平坦外，东西南部三面环山，中部丘陵起伏，成为一个整体向鄱阳湖倾斜而往北开口巨大盆地。全境有大小河流2400余条，赣江、抚河、信江、修河和饶河为江西五大河流。江西区位极为优越、交通非常便利。东邻浙江、福建，南嵌广东，西靠湖南，北毗湖北、安徽而共接长江，是中国所有省中毗邻省市最多的省份，为长江三角洲、珠江三角洲和闽南三
角洲经济发达地区的共同腹地，以上海、杭州、宁波、广州、苏州、厦门、南京、武汉、长沙、温州、福州、海口、三亚、香港、澳门、台北等各经济重镇、港口为依托，江西高速公路网络极为发达，2011年9月境内高速公路达到4344公里，在全国排名第4位，主要出省通道全部高速立体化。江西铁路网络发达，区内昌
九、昌赣城际铁路，沪昆、合福客运专线，京九、浙赣线等铁路贯穿江西全境，构成了发达便捷的高铁网络。航空发展迅速、水运交通便捷。
1.2.2 自然气候 江西属于亚热带季风气候，气候春季回暖较早，但天气易变，乍暖乍寒，雨量偏多，直至夏初；盛夏至中秋前晴热干燥；冬季阴冷但霜冻期短，尤其是近年，暖冬气候明显。由于江西地势狭长，南北气候差异较大，但总体来看是春秋季短而夏冬季长。年平均降水量为1635mm。
1.2.3 地形地貌
省境除北部较为平坦外， 东西南部三面环山，中部丘陵起伏，全省成为一个整体向鄱阳湖倾斜而往北开口的巨大盆地。
江西地貌类型较为齐全，分布大致成不规则环状结构，常态地貌类型则以山地和丘陵为主。其中山地 60101 平方公里(包括中山和低山)，占全省总面积的 36%；丘陵 70117 平方公里(包括高丘和低丘)，占 42%; 岗地和平原 20022 平方公里，占 12%，水面16667平方公里，占10%。除常态地貌类型外，还有岩溶、丹霞和冰川等特殊地貌类型。
1.3 项目设计的原始资料
1.3.1 设计任务及目的
设计任务：完成江西省某市生活垃圾卫生填埋处理工艺设计。 设计目的：通过本课程设计，使学生学习并掌握目前城市垃圾主要处理方法，卫生填埋法的相关设计的一般方法，使学生能综合运用所学理论知识、基本技能及专业知识分析问题，解决工程设计问题。培养学生查阅技术文献、资料、手册、进行工程基本计算、图纸绘制及撰写技术文件的能力。
1.3.1 设计规模
服务人口70万人，现状垃圾产量1.1 Kg/(d·人)，设计服务年限为20年。
1.3.1 设计条件
填埋库区场址概况：城市境内地貌类型复杂，地势东部平原坦荡，西部丘陵起伏。有可观的江滩资源，是重要的土地后备资源。丘陵地带的土质为黄棕壤，平原地区多为水稻土。膨润土矿为特大型矿床，储量位于全国第三位。
垃圾填埋场可选在市区的东北角、港截洪坝下游500米处。那里为多年淤积的荒滩泽地，场地宁静深幽，人烟稀少，无农作物，不受主风向的影响，设计使用年限为20年。足够安全接收市区以及周边部分郊县的垃圾。
附近有公路，场址交通方便，运距合理；场址周围有相当数量的粘土石料，用于天然防渗层和覆盖层的粘土等。填埋场5公里有城市污水处理场，紧挨填埋场有水、电源及公路。
1.4 设计规模计算
1.4.1 设计规模
服务人口70万人，现状垃圾产量1.1 Kg/(d·人)，设计服务年限为20年。覆土与垃圾体积之比为20%，垃圾压实密度600kg/m3。回收比取0.3，人口增长率取0.5%，生活水平导致的垃圾增长率取1%。
1.4.2 计算公式
垃圾规模计算公式如下：
年垃圾产量=年人口数*人均垃圾产量
垃圾总产量= n 年垃圾产量之和
经过回收之后的垃圾产量(最终填埋垃圾总重量)=垃圾总产量*（1-回收比）
垃圾体积=最终填埋垃圾总重量/压实密度
（1）未来的人口预测采用下公式
nA = A (1+P)n0
式中An： 第 n年的服务人口数，人；
A0： 初始服务人口数,人。
P： 人口年平均增长率
n: 第n 年
(2)人均垃圾日产生率
结合该市的其他生产特点本市在未来的几年呈连续增长的趋势，垃圾平均增长系数取0.01， 采用下公式预测该市垃圾产生量在未来的变化趋势。
n-1 a = a∙(1 +0.01)n
式中a：初始垃圾人均日产生率， Kg/(d·人)
an : 第n年的垃圾人均日产率， Kg/(d·人)
（3）垃圾日产生量预测 A⨯a Wn=nn 1000
式中: Wn 第n年的垃圾日产生量, t/d;
（4）计算列表
第二章 总体设计
2.1 方案的确定
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，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。
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。我们结合城市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小型垃圾填埋场，选择平原填埋法。
2.2 填埋工艺选择
根据城市垃圾卫生填埋的工艺为充填、推平、压实、覆土和再压实等操作过程。填埋过程中布设排液导气系统，排出垃圾渗沥液，导出垃圾分解产生的气体，并及时进行处理达标排放。填埋工艺流程如下:
2.3 场址选择及论证
场址的选择是卫生填埋场全面设计规划的第一步。影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。这些选择要求相辅相成。主要遵循两条原则：一是从防止环境污染角度考虑的安全原则，二是从经济角度考虑的经济合理原则。安全原则是选址的基本原则。维护场地的安全性，要防止场地对大气的污染，地表水的污染，尤其是要防止渗滤水
的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染是场地选择时考虑的重点。
经济原则对选址也有相当大的影响。场地的经济问题是一个比较复杂的问题，它与场地的规模、容量、征地费用、运输费、操作费等多种因素有关。合理的选址可充分利用场地的天然地形条件，尽可能减少挖掘土方量，降低场地施工造价。另外一个必须考虑到的因素是土地的所有权和租期。选址的一个先决条件是要能确定场地中哪一个最能达到“可能选出的最好场地”所要求的标准。
垃圾填埋场可选在市区的东北角、港截洪坝下游500米处。那里为多年淤积的荒滩泽地，场地宁静深幽，人烟稀少，无农作物，不受主风向的影响，设计使用年限为20年。足够安全接收市区以及周边部分郊县的垃圾。
附近有公路，场址交通方便，运距合理；场址周围有相当数量的粘土石料，用于天然防渗层和覆盖层的粘土等。填埋场5公里有城市污水处理场，紧挨填埋场有水、电源及公路。 场址论证：综上可知，根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）规定，结合当地的实际情况，场址条件利大于弊基本符合“标准”所规定的选址要求，对于不利因素可以通过合理的工艺措施（如采用人工防渗）进行解决，这在技术上是可行的。
2.4 分区组成
根据功能的不同，将场区总平面分为四个区域，即垃圾填埋区、生产生活辅助区、道路工程、覆土备料场。其中垃圾填埋区工程为填埋场主体工程，生产生活辅助区，道路工程，覆土备料场为辅助工程。
2.5 规划布局
第三章 填埋场工程设计
3.1 垃圾坝的设计
3.2 场区防渗系统设计
3.3 渗滤液的收集、导排及处理
3.3.1 渗滤液的来源
垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。主要来源有：
(1) 降水的渗入，降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源；
(2) 外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉；
(3) 地下水的渗入，这与渗滤液数量和性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关；当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；
(4) 垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量；
(5) 覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；
(6) 垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分；
3.3.2 渗滤液的水质特征
垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水和分解产生
的水。垃圾渗滤液的主要污染成分有：有机物、氨氮和重金属等。其种类和浓度与垃圾类型、组分、填埋方式、填埋时间、填埋地点的水文地质条件、不同的季节和气候等密切相关，其水质主要呈现以下特征：
(1)CODCr和BOD5浓度高：在新的垃圾填埋场，大量挥发性酸的存
在可能会产生高的CODCr和BOD5；
(2)BOD5与CODCr比值变化大：BOD5/CODCr值的高低与渗滤液处理工
艺方法的选择密切相关。渗滤液BOD5/CODCr值与垃圾填埋场的使
用年限有关，对“年轻”填埋场而言，其渗滤液多具有良好的生化处理可行性，可采用生物方法加以处理。而对于“年老”填埋场的渗滤液的处理而言，必须考虑其可生化性随时间的变化；
(3)金属含量高：垃圾渗滤液中含有10多种金属（重金属）离子，由于物理、化学、生物等的作用，垃圾中的高价不溶性金属被转化为低价的可溶性金属离子而溶于渗滤液中，在处理过程中必须考虑对它们的去除；
(4)营养元素比例失调，氨氮的含量高：随着填埋场使用年限的增加，当进入产甲烷阶段后，渗滤液中的NH4+浓度不断上升。另外，
渗滤液中还存在溶解性磷酸盐的不足、碱度较高、无机盐含量高的问题。
3.3.3 渗滤液产生量预测
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： Q=I(C1A1+C2A2) 1000
式中：Q――渗滤液年产生量（m3/d）；
I――多年平均日降雨量（mm）；
C1――正在填埋区渗出系数（一般取0.5～0.8）；
A1――正在填埋区汇水面积（m2）；
C2――已填埋区渗入系数（一般取0.1～0.2）；
A2――已填埋区汇水面积（m2）。
由于是新设计的填埋场，因此A2＝0。
Q=I(C1A136.25⨯0.6⨯7144221+C2A2)==10001000
58404m3/d
即每天产生58404m3的渗滤液。
3.3.4 渗滤液产生量预测
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。
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，则：
V=（Qmax-Q）×5=58404×5=292020 m3/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
A=V/H=292020/7=41717㎡
调节池的长度L.取调节池的宽度B为200m,则
L=41717/200=208m
取整得，池的实际尺寸：长×宽×高＝210m×200m×7m
3.3.5 渗滤液的收集和导排设计
垃圾处理场浸出液的收集和排出系统，是垃圾处理场能否正常运行的重要设施。如果浸出液收集和排出系统不能正常工作，将会使浸出液大量蓄积于处理场内，从而导致以下问题：由于浸出液的积蓄，使处理场底部的防渗层上的水压增大，从而使浸出液的渗漏导致地下水及下游水体和土地受到污染。
由于浸出液的积蓄，使填埋的垃圾在水中浸泡，从而使大量污染物浸出，导致浸出液污染物浓度增加。本项目垃圾处理场浸出液的收集导排系统主要由设于底部防渗层上的浸出液导流层、导流盲沟、竖向石笼组成。
导流层实际上是在场地底水平防渗层之上铺设的300mm厚的卵石，粒径为16~50mm。施工时，卵石要求从上至下，粒径逐渐
加大，这样既能截细小颗粒，又能确保排水通畅。导流盲沟布置在库底，盲沟内铺设HDPE花管并填满级配卵石，盲沟内HDPE花管直径为315mm。在整个填埋库区内按40m间距设置竖向导气石笼，石笼由直径1200m的铁丝网填以级配碎石形成，石笼内设置直径200mm的HDPE穿孔花管。
浸出液收集导排系统的工作机理是：各垃圾层的浸出液进入
附近的石笼或流到坡面上，再经石笼或坡面流入导流层进入盲沟，最后经浸出液收集管排入浸出液调节池中。
3.3.5 渗滤液处理工艺选择
垃圾浸出液的处理方法包括物理化学法和生物法，物理化学
法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化与还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法，与生物处理相比，物理处理法不受水质水量变化的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/COD比值较低（0.07-0.20）难以生物处理的垃圾浸出液，有较好的处理效果。其缺点主要是处理成本较高，不适用于大量垃圾浸出液的处理及单独处理，可与生化法相结合来处理。
下表列出了不同填埋年限浸出液特征值的变化及各种处理工艺的适应性。
各处理工艺效果比较表
通过对浸出液处理各种方法和技术的分析，经过综合考虑，
本填埋场污水处理工艺考虑两个方案，对其进行比较，以便进一步优化推荐方案。
1）方案一：厌氧+好氧生物处理工艺
浸出液处理站离填埋库区比较近，好氧及厌氧处理后的剩余
污泥用污泥泵抽送至填埋库区的适当地段填埋，剩余污泥中的水及丰富的微生物深入垃圾堆体后，可以加速垃圾熟化过程，同时
可以减少污泥的处理费用。
2）方案二：厌氧生物处理+物化法
其中厌氧段采用上流式厌氧反应器，物化段采用AMT技术（分子分解污水处理工艺）。
AMT技术原理：此技术从物质微观分子结构出发，通过系列物理化学作用，破坏污染物分子间的化学键，生成大量具有高度反应活性的自由基，并被氧化性极强的羟基氧化为无机物；而参与的污染物通过再次氧化、吸附、离子交换等作用使污染物分子完全矿化，称为CO2、H2O、N2等，从而彻底降解污染物的物理化学方法。在污染物分子进行分解的过程中，AMT水处理技术集约了以下物理化学作用：电子碰撞和紫外线照射、超声波和光化学催化氧化。其工艺流程如下：
从技术可行性方面分析，由于浸出液水质复杂且不稳定，污染物浓度高，目前国内外普遍采用方案一作为处理工艺。方案二所确定的浸出液处理工艺对于填埋初期，即浸出液水质可生化性较强的时期，也许可以达到较好的处理效果，但对于填埋中、后期，随着垃圾堆体中有机物不断降解，碳、氮比不断变化，浸出液水质将不断老龄化，可生化性将不断降低，该处理工艺是否能适应水质的变化，处理后水质（特别是COD）是否能达到排放标准，尚需要接受实践的检验。
从经济方面分析，方案一采用厌氧处理工艺去除大部分COD和BOD,因此维护管理方便，工程投资少，特别是运行费用较低，污泥量少而稳定、两方案详细比较见下表：
用方案一：厌氧+好氧生物处理工艺作为污水处理方案，由于污水处理系统产生的污泥无法直接进行填埋和压实，污泥需进过脱水后再进行填埋。
3.4 填埋气的收集、导排及利用
3.5 终期封场
第四章 感言
城市生活垃圾填埋工程是一项复杂的系统工程为了满足对垃圾及其产生的渗滤液及填埋气综合治理的要求，一个符合卫生标准的填埋场应由防渗系统、覆盖系统、渗滤液收集与处理系统和气体导排系统等组成。为了保证填埋场的安全使用和维护，除了对各组成系统精心设计以外，还需要对影响填埋场功能发挥的各种不利因素进行分析，包括填埋场的沉降、填埋边坡的稳定、渗滤液导排的畅通、防渗层的可靠性等。
目前各地的生活垃圾，从收集到运输再到处理，基本上是混合收集、混合运输、填埋处理。从城市可持续发展的角度来说，这种垃圾管理方式，是与可持续发展的思路、循环经济的发展模式相违背的，对环境的污染和资源的浪费都是很大的。因此，垃圾管理方式应予改变，垃圾管理应该从垃圾分类做起，也就是从源头做起。同时，管理部门应加大宣传教育的力度，从生产到销售到消费，尽量减少过度的包装，减少垃圾、减少浪费。
此次课设资料难找，困难重重。各种资料上出现的公式和方法各有不同且差异很大，可以参考的资料不多，所以我们大多结合参考论文和经验来进行处理。归根到底，是我们的知识学习不够，经验不足，对基础不甚了解。
尽管困难很大，但是正是在这种处理问题、解决问题的过程中，让我学到了很多书本上没有的知识，也同时意识到了解决垃圾问题的重要性。在此我要感谢老师和同学们对我的帮助，大家分组进行，同学们互相帮助，团队的协同合作是我们战胜困难的利器。
参考文献
[1] 王涛.城市垃圾资源化技术研究和亟待解决的问题[J].中国环保产业,2004,8:16-18.
[2] 刘云斌,刘源月.城市生活垃圾卫生填埋场选址综合分析[J].中国测试技术,2004, 30(5):74-76.
[3] 刘如峰,刘艳东.垃圾处理厂垃圾坝体施工及填埋区的防渗处理[J].山西建筑,2008,34(8):152-154.
[4] 赵海,朱莹莹.生活垃圾填埋场填埋气体的收集与利用[J].环境工程,2008,26:272-275.
[5] 席磊,陈旭东.垃圾卫生填埋场的填埋气和渗滤液处理及综合利用[J].中国给水排水,2008,24(14):55-60.
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第一章 绪论 .......................................... 2
1.1 设计背景 ....................................... 2
1.2 城市概况 ....................................... 3
1.3 项目设计的原始资料 ............................. 4
1.4 设计规模计算 ................................... 5
第二章 总体设计 ........................................ 8
2.1 方案的确定 ..................................... 8
2.2 填埋工艺选择 ................................... 9
2.3 场址选择及论证 ................................. 9
2.4 分区组成 ...................................... 10
第三章 填埋场工程设计 ............................... 11
3.1 垃圾坝的设计 .................................. 11
3.2 场区防渗系统设计 .............................. 11
3.3 渗滤液的收集、导排及处理 ...................... 11
3.4 填埋气的收集、导排及利用 ...................... 16
3.5 终期封场 ...................................... 16
第四章 感言 17 参考文献
第一章 绪论
1.1 设计背景
1.1.1 项目背景
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。
1.1.2 设计依据
填埋场的设计应符合《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》和现行的其他相关的标准，设计前应掌握下列资料：
城市用地规划、区域环境规划、场址周围人群活动分布与城区的关系；
城市环境卫生规划及垃圾处理规划；
地形、地貌及相关地形图；
地层结构、岩石及地质构造等工程地质条件；
地下水水位深度、流向等场址水文地质资料及利用情况； 夏季主导风及风速；
降水量、蒸发量等气象背景资料；
周围水系流向及用水状况；
洪泛周期（年）；
待填埋处理的垃圾总量和日填埋量；
垃圾类型、性质、组成成分；
土石料条件，包括取土石料难易、远近和存储总量；
交通条件及供水供电条件。
1.1.3 采用主要标准和规范
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
[2001]101号）
3、《厂矿道路设计规范》（GBJ22）
4、《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 18772
6、《环境空气质量标准》GB3095-96
7、《恶臭污染物排放标准》GB14554-93
8、《城市区域环境噪声标准》GB3096-93
9、《城市环境卫生设施规划规范》GB50337-2003
10、《建筑结构荷载规范》GB19-87
1.2 城市概况
1.2.1 地区概况
江西省，简称赣，地处中国东南偏中部长江中下游南岸，东邻浙江、福建，南连广东，西靠湖南，北毗湖北、安徽而共接长江；上通武汉三镇，下贯南京、上海，南仰梅关、俯岭南而达广州，省会为南昌市。自古以来物产富饶、人文荟萃，素有“物华天宝、人杰地灵”之誉，文物古迹、风景名胜众多，庐山、滕王阁、三清山、婺源、龙虎山、井冈山等闻名海内外。江西总面积16.69万平方公里，人口4456.75万（2010年），由11个地级市组成，省会南昌市。
江西地处于北纬24°7′至29°9′，东经114°02′至118°28′之间。政府驻地于有世界动感都会，文明花园城市之称南昌市。江西省境内除北部较为平坦外，东西南部三面环山，中部丘陵起伏，成为一个整体向鄱阳湖倾斜而往北开口巨大盆地。全境有大小河流2400余条，赣江、抚河、信江、修河和饶河为江西五大河流。江西区位极为优越、交通非常便利。东邻浙江、福建，南嵌广东，西靠湖南，北毗湖北、安徽而共接长江，是中国所有省中毗邻省市最多的省份，为长江三角洲、珠江三角洲和闽南三
角洲经济发达地区的共同腹地，以上海、杭州、宁波、广州、苏州、厦门、南京、武汉、长沙、温州、福州、海口、三亚、香港、澳门、台北等各经济重镇、港口为依托，江西高速公路网络极为发达，2011年9月境内高速公路达到4344公里，在全国排名第4位，主要出省通道全部高速立体化。江西铁路网络发达，区内昌
九、昌赣城际铁路，沪昆、合福客运专线，京九、浙赣线等铁路贯穿江西全境，构成了发达便捷的高铁网络。航空发展迅速、水运交通便捷。
1.2.2 自然气候 江西属于亚热带季风气候，气候春季回暖较早，但天气易变，乍暖乍寒，雨量偏多，直至夏初；盛夏至中秋前晴热干燥；冬季阴冷但霜冻期短，尤其是近年，暖冬气候明显。由于江西地势狭长，南北气候差异较大，但总体来看是春秋季短而夏冬季长。年平均降水量为1635mm。
1.2.3 地形地貌
省境除北部较为平坦外， 东西南部三面环山，中部丘陵起伏，全省成为一个整体向鄱阳湖倾斜而往北开口的巨大盆地。
江西地貌类型较为齐全，分布大致成不规则环状结构，常态地貌类型则以山地和丘陵为主。其中山地 60101 平方公里(包括中山和低山)，占全省总面积的 36%；丘陵 70117 平方公里(包括高丘和低丘)，占 42%; 岗地和平原 20022 平方公里，占 12%，水面16667平方公里，占10%。除常态地貌类型外，还有岩溶、丹霞和冰川等特殊地貌类型。
1.3 项目设计的原始资料
1.3.1 设计任务及目的
设计任务：完成江西省某市生活垃圾卫生填埋处理工艺设计。 设计目的：通过本课程设计，使学生学习并掌握目前城市垃圾主要处理方法，卫生填埋法的相关设计的一般方法，使学生能综合运用所学理论知识、基本技能及专业知识分析问题，解决工程设计问题。培养学生查阅技术文献、资料、手册、进行工程基本计算、图纸绘制及撰写技术文件的能力。
1.3.1 设计规模
服务人口70万人，现状垃圾产量1.1 Kg/(d·人)，设计服务年限为20年。
1.3.1 设计条件
填埋库区场址概况：城市境内地貌类型复杂，地势东部平原坦荡，西部丘陵起伏。有可观的江滩资源，是重要的土地后备资源。丘陵地带的土质为黄棕壤，平原地区多为水稻土。膨润土矿为特大型矿床，储量位于全国第三位。
垃圾填埋场可选在市区的东北角、港截洪坝下游500米处。那里为多年淤积的荒滩泽地，场地宁静深幽，人烟稀少，无农作物，不受主风向的影响，设计使用年限为20年。足够安全接收市区以及周边部分郊县的垃圾。
附近有公路，场址交通方便，运距合理；场址周围有相当数量的粘土石料，用于天然防渗层和覆盖层的粘土等。填埋场5公里有城市污水处理场，紧挨填埋场有水、电源及公路。
1.4 设计规模计算
1.4.1 设计规模
服务人口70万人，现状垃圾产量1.1 Kg/(d·人)，设计服务年限为20年。覆土与垃圾体积之比为20%，垃圾压实密度600kg/m3。回收比取0.3，人口增长率取0.5%，生活水平导致的垃圾增长率取1%。
1.4.2 计算公式
垃圾规模计算公式如下：
年垃圾产量=年人口数*人均垃圾产量
垃圾总产量= n 年垃圾产量之和
经过回收之后的垃圾产量(最终填埋垃圾总重量)=垃圾总产量*（1-回收比）
垃圾体积=最终填埋垃圾总重量/压实密度
（1）未来的人口预测采用下公式
nA = A (1+P)n0
式中An： 第 n年的服务人口数，人；
A0： 初始服务人口数,人。
P： 人口年平均增长率
n: 第n 年
(2)人均垃圾日产生率
结合该市的其他生产特点本市在未来的几年呈连续增长的趋势，垃圾平均增长系数取0.01， 采用下公式预测该市垃圾产生量在未来的变化趋势。
n-1 a = a∙(1 +0.01)n
式中a：初始垃圾人均日产生率， Kg/(d·人)
an : 第n年的垃圾人均日产率， Kg/(d·人)
（3）垃圾日产生量预测 A⨯a Wn=nn 1000
式中: Wn 第n年的垃圾日产生量, t/d;
（4）计算列表
第二章 总体设计
2.1 方案的确定
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，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。
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。我们结合城市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小型垃圾填埋场，选择平原填埋法。
2.2 填埋工艺选择
根据城市垃圾卫生填埋的工艺为充填、推平、压实、覆土和再压实等操作过程。填埋过程中布设排液导气系统，排出垃圾渗沥液，导出垃圾分解产生的气体，并及时进行处理达标排放。填埋工艺流程如下:
2.3 场址选择及论证
场址的选择是卫生填埋场全面设计规划的第一步。影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。这些选择要求相辅相成。主要遵循两条原则：一是从防止环境污染角度考虑的安全原则，二是从经济角度考虑的经济合理原则。安全原则是选址的基本原则。维护场地的安全性，要防止场地对大气的污染，地表水的污染，尤其是要防止渗滤水
的释出对地下水的污染。因此，防止地下水的污染是场地选择时考虑的重点。
经济原则对选址也有相当大的影响。场地的经济问题是一个比较复杂的问题，它与场地的规模、容量、征地费用、运输费、操作费等多种因素有关。合理的选址可充分利用场地的天然地形条件，尽可能减少挖掘土方量，降低场地施工造价。另外一个必须考虑到的因素是土地的所有权和租期。选址的一个先决条件是要能确定场地中哪一个最能达到“可能选出的最好场地”所要求的标准。
垃圾填埋场可选在市区的东北角、港截洪坝下游500米处。那里为多年淤积的荒滩泽地，场地宁静深幽，人烟稀少，无农作物，不受主风向的影响，设计使用年限为20年。足够安全接收市区以及周边部分郊县的垃圾。
附近有公路，场址交通方便，运距合理；场址周围有相当数量的粘土石料，用于天然防渗层和覆盖层的粘土等。填埋场5公里有城市污水处理场，紧挨填埋场有水、电源及公路。 场址论证：综上可知，根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2004）规定，结合当地的实际情况，场址条件利大于弊基本符合“标准”所规定的选址要求，对于不利因素可以通过合理的工艺措施（如采用人工防渗）进行解决，这在技术上是可行的。
2.4 分区组成
根据功能的不同，将场区总平面分为四个区域，即垃圾填埋区、生产生活辅助区、道路工程、覆土备料场。其中垃圾填埋区工程为填埋场主体工程，生产生活辅助区，道路工程，覆土备料场为辅助工程。
2.5 规划布局
第三章 填埋场工程设计
3.1 垃圾坝的设计
3.2 场区防渗系统设计
3.3 渗滤液的收集、导排及处理
3.3.1 渗滤液的来源
垃圾渗滤液是指超过垃圾所覆盖土层饱和蓄水量和表面蒸发潜力的雨水进入填埋场地后，沥经垃圾层和所覆盖土层而产生的污水。渗滤液还包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所产生的水及浸入的地下水。城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。主要来源有：
(1) 降水的渗入，降水包括降雨和降雪，它是渗滤液产生的主要来源；
(2) 外部地表水的渗入，这包括地表径流和地表灌溉；
(3) 地下水的渗入，这与渗滤液数量和性质与地下水同垃圾接触量、时间及流动方向等有关；当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，并没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；
(4) 垃圾本身含有的水分，这包括垃圾本身携带的水分以及从大气和雨水中的吸附量；
(5) 覆盖材料中的水分，与覆盖材料的类型、来源以及季节有关；
(6) 垃圾在降解过程中产生的水分，与垃圾组成、pH值、温度和菌种等有关，垃圾中的有机组分在填埋场内分解时会产生水分；
3.3.2 渗滤液的水质特征
垃圾渗滤液主要来源于降水和垃圾本身的内含水和分解产生
的水。垃圾渗滤液的主要污染成分有：有机物、氨氮和重金属等。其种类和浓度与垃圾类型、组分、填埋方式、填埋时间、填埋地点的水文地质条件、不同的季节和气候等密切相关，其水质主要呈现以下特征：
(1)CODCr和BOD5浓度高：在新的垃圾填埋场，大量挥发性酸的存
在可能会产生高的CODCr和BOD5；
(2)BOD5与CODCr比值变化大：BOD5/CODCr值的高低与渗滤液处理工
艺方法的选择密切相关。渗滤液BOD5/CODCr值与垃圾填埋场的使
用年限有关，对“年轻”填埋场而言，其渗滤液多具有良好的生化处理可行性，可采用生物方法加以处理。而对于“年老”填埋场的渗滤液的处理而言，必须考虑其可生化性随时间的变化；
(3)金属含量高：垃圾渗滤液中含有10多种金属（重金属）离子，由于物理、化学、生物等的作用，垃圾中的高价不溶性金属被转化为低价的可溶性金属离子而溶于渗滤液中，在处理过程中必须考虑对它们的去除；
(4)营养元素比例失调，氨氮的含量高：随着填埋场使用年限的增加，当进入产甲烷阶段后，渗滤液中的NH4+浓度不断上升。另外，
渗滤液中还存在溶解性磷酸盐的不足、碱度较高、无机盐含量高的问题。
3.3.3 渗滤液产生量预测
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： Q=I(C1A1+C2A2) 1000
式中：Q――渗滤液年产生量（m3/d）；
I――多年平均日降雨量（mm）；
C1――正在填埋区渗出系数（一般取0.5～0.8）；
A1――正在填埋区汇水面积（m2）；
C2――已填埋区渗入系数（一般取0.1～0.2）；
A2――已填埋区汇水面积（m2）。
由于是新设计的填埋场，因此A2＝0。
Q=I(C1A136.25⨯0.6⨯7144221+C2A2)==10001000
58404m3/d
即每天产生58404m3的渗滤液。
3.3.4 渗滤液产生量预测
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。
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，则：
V=（Qmax-Q）×5=58404×5=292020 m3/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
A=V/H=292020/7=41717㎡
调节池的长度L.取调节池的宽度B为200m,则
L=41717/200=208m
取整得，池的实际尺寸：长×宽×高＝210m×200m×7m
3.3.5 渗滤液的收集和导排设计
垃圾处理场浸出液的收集和排出系统，是垃圾处理场能否正常运行的重要设施。如果浸出液收集和排出系统不能正常工作，将会使浸出液大量蓄积于处理场内，从而导致以下问题：由于浸出液的积蓄，使处理场底部的防渗层上的水压增大，从而使浸出液的渗漏导致地下水及下游水体和土地受到污染。
由于浸出液的积蓄，使填埋的垃圾在水中浸泡，从而使大量污染物浸出，导致浸出液污染物浓度增加。本项目垃圾处理场浸出液的收集导排系统主要由设于底部防渗层上的浸出液导流层、导流盲沟、竖向石笼组成。
导流层实际上是在场地底水平防渗层之上铺设的300mm厚的卵石，粒径为16~50mm。施工时，卵石要求从上至下，粒径逐渐
加大，这样既能截细小颗粒，又能确保排水通畅。导流盲沟布置在库底，盲沟内铺设HDPE花管并填满级配卵石，盲沟内HDPE花管直径为315mm。在整个填埋库区内按40m间距设置竖向导气石笼，石笼由直径1200m的铁丝网填以级配碎石形成，石笼内设置直径200mm的HDPE穿孔花管。
浸出液收集导排系统的工作机理是：各垃圾层的浸出液进入
附近的石笼或流到坡面上，再经石笼或坡面流入导流层进入盲沟，最后经浸出液收集管排入浸出液调节池中。
3.3.5 渗滤液处理工艺选择
垃圾浸出液的处理方法包括物理化学法和生物法，物理化学
法主要有活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化与还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法，与生物处理相比，物理处理法不受水质水量变化的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/COD比值较低（0.07-0.20）难以生物处理的垃圾浸出液，有较好的处理效果。其缺点主要是处理成本较高，不适用于大量垃圾浸出液的处理及单独处理，可与生化法相结合来处理。
下表列出了不同填埋年限浸出液特征值的变化及各种处理工艺的适应性。
各处理工艺效果比较表
通过对浸出液处理各种方法和技术的分析，经过综合考虑，
本填埋场污水处理工艺考虑两个方案，对其进行比较，以便进一步优化推荐方案。
1）方案一：厌氧+好氧生物处理工艺
浸出液处理站离填埋库区比较近，好氧及厌氧处理后的剩余
污泥用污泥泵抽送至填埋库区的适当地段填埋，剩余污泥中的水及丰富的微生物深入垃圾堆体后，可以加速垃圾熟化过程，同时
可以减少污泥的处理费用。
2）方案二：厌氧生物处理+物化法
其中厌氧段采用上流式厌氧反应器，物化段采用AMT技术（分子分解污水处理工艺）。
AMT技术原理：此技术从物质微观分子结构出发，通过系列物理化学作用，破坏污染物分子间的化学键，生成大量具有高度反应活性的自由基，并被氧化性极强的羟基氧化为无机物；而参与的污染物通过再次氧化、吸附、离子交换等作用使污染物分子完全矿化，称为CO2、H2O、N2等，从而彻底降解污染物的物理化学方法。在污染物分子进行分解的过程中，AMT水处理技术集约了以下物理化学作用：电子碰撞和紫外线照射、超声波和光化学催化氧化。其工艺流程如下：
从技术可行性方面分析，由于浸出液水质复杂且不稳定，污染物浓度高，目前国内外普遍采用方案一作为处理工艺。方案二所确定的浸出液处理工艺对于填埋初期，即浸出液水质可生化性较强的时期，也许可以达到较好的处理效果，但对于填埋中、后期，随着垃圾堆体中有机物不断降解，碳、氮比不断变化，浸出液水质将不断老龄化，可生化性将不断降低，该处理工艺是否能适应水质的变化，处理后水质（特别是COD）是否能达到排放标准，尚需要接受实践的检验。
从经济方面分析，方案一采用厌氧处理工艺去除大部分COD和BOD,因此维护管理方便，工程投资少，特别是运行费用较低，污泥量少而稳定、两方案详细比较见下表：
用方案一：厌氧+好氧生物处理工艺作为污水处理方案，由于污水处理系统产生的污泥无法直接进行填埋和压实，污泥需进过脱水后再进行填埋。
3.4 填埋气的收集、导排及利用
3.5 终期封场
第四章 感言
城市生活垃圾填埋工程是一项复杂的系统工程为了满足对垃圾及其产生的渗滤液及填埋气综合治理的要求，一个符合卫生标准的填埋场应由防渗系统、覆盖系统、渗滤液收集与处理系统和气体导排系统等组成。为了保证填埋场的安全使用和维护，除了对各组成系统精心设计以外，还需要对影响填埋场功能发挥的各种不利因素进行分析，包括填埋场的沉降、填埋边坡的稳定、渗滤液导排的畅通、防渗层的可靠性等。
目前各地的生活垃圾，从收集到运输再到处理，基本上是混合收集、混合运输、填埋处理。从城市可持续发展的角度来说，这种垃圾管理方式，是与可持续发展的思路、循环经济的发展模式相违背的，对环境的污染和资源的浪费都是很大的。因此，垃圾管理方式应予改变，垃圾管理应该从垃圾分类做起，也就是从源头做起。同时，管理部门应加大宣传教育的力度，从生产到销售到消费，尽量减少过度的包装，减少垃圾、减少浪费。
此次课设资料难找，困难重重。各种资料上出现的公式和方法各有不同且差异很大，可以参考的资料不多，所以我们大多结合参考论文和经验来进行处理。归根到底，是我们的知识学习不够，经验不足，对基础不甚了解。
尽管困难很大，但是正是在这种处理问题、解决问题的过程中，让我学到了很多书本上没有的知识，也同时意识到了解决垃圾问题的重要性。在此我要感谢老师和同学们对我的帮助，大家分组进行，同学们互相帮助，团队的协同合作是我们战胜困难的利器。
参考文献
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