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        垃圾填埋場系統土工膜施工方案
        作者:防滲膜|復合土工膜|土工布廠家批發-德州華翔新材料科技有限公司 發布日期:2019-01-20 18:21

        垃圾填埋場


        產品信息


            垃圾填埋場系統施工方案:

            垃圾填埋場簡介

            隨著國民經濟的發展,人民生活水平日益提高,城市人口的不斷增長,城市生活垃圾越來越多,為了防止垃圾對環境造成污染,必須對垃圾進行處理。長期以來生活垃圾處理絕大多數采用簡單填埋,而垃圾的成分十分復雜,填埋后經過缺氧、發酵等反應,產生的滲瀝液是成分復雜難處理的污水。一個未經無害化處理的垃圾場,成為一個長期的污染源,嚴重污染地下水。垃圾產生的有害氣體直接排放,污染空氣,嚴重影響周圍環境。垃圾中產生的沼氣由于未經疏導處理,橫空遷移,當濃度達到5-15%,致使垃圾造成爆炸自焚,這種現象在為數不少的垃圾填埋場都曾發生過。

            近年來,國家重視對環境的保護工作,一些新的垃圾處理工藝被廣泛采用, 現在應用較多,效果較好的處理方式是衛生土地填埋處理。衛生土地填埋除了對填埋場的基礎進行了人工的防滲處理以外,還有一整套的收集垃圾滲瀝液和廢氣的系統,來排放或回收利用垃圾產生的廢液、廢氣。

        垃圾填埋場

            一、 場地的選擇

            場地的選擇是衛生土地填埋場全面設計規劃的第一步,通常要遵循兩條原則:一是場地能滿足防止污染的需要,二是經濟合理。一般要考慮以下諸方面的因素:

            1、垃圾:根據垃圾的來源、種類、性質和數量確定場地的規模;

            2、地形:要便于施工,避開洼地,泄水能力要強,可處置至少二十年填埋的廢物量;

            3、土壤:要容易取得覆蓋土壤,土壤容易壓實,防滲能力強;

            4、水文:地下水位應盡量低,距下層填埋物至少1.5m;

            5、氣候:能蒸發大雨降水,避開高寒區;

            6、噪音:運輸及操作設備噪音不影響附近居民的工作和休息;

            7、交通:要方便,具有能夠在各種氣候下運輸的全天候公路;

            8、距離與方位:運輸距離適宜,位于城市的下風向;

            9、土地征用:要容易征得,比較經濟;

            10、開發:便于開發利用。

            二、 場地設計

            衛生土地填埋場地的設計包括場地的面積和容量確定、地下水的保護措施及降解氣體的控制等。

            場地面積和容量

            填埋場的面積和容量應與城市的人口數量、垃圾的產率、廢物填埋的高度,垃圾量與覆蓋材料量及填埋后的壓實密度有關。通常覆土和填埋垃圾之比為1:4或1:3,填埋后廢物的壓實密度為500-700kg/m3,場地的容量至少使用20年。

            每年填埋的廢物體積可按下式計算:

            V=365×WP/D+C

            式中:V—一年填埋的垃圾體積,m3;

            W—垃圾的產率,kg/(人·d);

            P—城市人口數量,人;

            D—填埋后廢物的壓實密度,kg/m3;

            C—覆土體積,m3;

            如已知填埋高度為H,則每年所須土地面積為:

            A=V/H

            土地填埋場的實際占地面積確定以后,還要考慮場地周圍土地的使用,要注意保留適當的緩沖區,并根據有關標準確定場地的邊界。填埋場地的容量也要根據當地的發展規劃,留有充分的余地。

            三、 地下水的保護系統

            1、浸出液的生成

            填埋場內會產生一定數量的浸出液,其數量及性質與許多因素有關。浸出液的主要來源如下:

            (1)降水:降水包括降水和降雪,它是浸出液產生主要來源。影響浸出液產生數量的降雨特性有降雨量、降雨強度、降雨頻率、降雨持續時間等。降雪和浸出液生成量的關系受雪量、升華量、融雪量等影響。在積雪地帶,還與融雪時期或融雪速度的有關。一般,降雪量的十分之一相當于等量的降雨量。確切數量可根據當地的氣象資料確定。

            (2)地表徑流:地表徑流是指來自場地表面上坡方向的徑流水,對浸出液的產生數量也影響較大。具體數量取決于填埋場地周圍的地勢、覆土材料的種類及滲透性能、場地的植被情況及有無排水設施等。

            (3)地下水:如果填埋場地的底部在地下水位以下,地下水就可能滲入填埋場內,浸出液的數量和性質與地下水同垃圾的接觸量、接觸時間及流動方向有關。如果在設施施工中采取防滲措施,即可避免地下水的滲入。

            (4)垃圾含水:除垃圾自身含水外,垃圾中的有機組分經厭氧分解會產生水分,其產生量與垃圾的組成、PH、溫度和菌種等因素有關。

            此外,浸出液量還與填埋操作方式有關。例如與污泥混合填埋時,不管污泥的種類及保水能力如何,通過一定程度的壓實,污泥中總有相當量的水分變成浸出液而流出。

            2、浸出液的產生量可根據填埋場水的收支平衡關系來確定。下圖為土地填埋場水的平衡示意圖。由圖可以看出,作為輸入的流入水,有降雨、地表徑流流入水、地下涌出水及廢物含水和分解水;作為輸出的流水有地表徑流流出水、蒸發散失水、地下滲出水和浸瀝液。

        填埋場

            浸瀝液的產生量的計算常用的有兩種,一種是經驗公式:

            Q=(1/1000)·C·I·A

            式中:Q—日平均浸出液量,m3/d;

            C—流出系數,%;

            I—平均降雨量,mm/d;

            A—填埋場集水面積,m2。

            流出系數(C)與填埋場表面特性、植被、坡度等因素有關,一般為0.2—0.8。

            另一種是精確計算公式:

            Q=10-3·In·[(d·λ·Ss+ Sa) ·Kr+(1-λ)·Ss/D]·1/N

            式中:Q——日平均浸出液量,m3/d;

            In——幾年概率日平均降雨量,mm/d;

            Ss——場地周圍集水區面積,m2;

            Sa——填埋場地面積,m2;

            λ——表面流出率(0.2—0.8);

            d——場地外地表徑流流入率;

            Kr——流出系數,Kr =10-2(0.002 In2+0.16 In+21);

            D——集水區中心到集水管的平均時間,d;

            1/N——降水頻率。

            四、 填埋場地基應符合下列規定

            1、場底地基應是具有承載能力的自然土層或經過碾壓、夯實的平穩層,且不應因填埋垃圾的沉陷而使場底變形、斷裂。

            2、場底應有縱、橫向坡度;縱橫坡度宜在2%以上,以利于滲瀝液的導流。

            3、粘土表面經碾壓后,方可在其上貼鋪人工襯里。

            4、鋪設人工襯里材料應焊接牢固,達到強度要求,局部不應產生下沉拉斷現象。在大坡度斜面鋪設時,應設錨定平臺。

            五、 填埋場形式

            管道鋪設前要做人工水平防滲處理. 人工水平防滲工藝是采用高密度聚乙烯(HDPE)防滲膜把整個垃圾填埋場鋪設焊接,形成一個水平的防滲系統。

            人工水平防滲示意圖

            1、平原型

            一般指在平地上挖坑或利用原有的廢舊坑,如磚瓦廠等。特點為地形較簡單,場地開闊,由于地下水位高,坑淺,一般不超過幾米深,垃圾主要往上填埋,可高出地面幾十米。如保定市西康莊垃圾衛生填埋場,是典型的北方平原地帶利用廢舊磚瓦廠形成的垃圾衛生填埋場,填埋場場地平坦、邊坡平直,基本成標準的矩形狀。這樣的地形,對HDPE膜的鋪設工作較為有利,對材料的損耗也較少。

            2、溝壑型

            利用自然沖刷而形成的溝壑狀填埋場,其地形復雜,邊坡陡峭,施工難度大。如洛陽市盤龍冢垃圾衛生填埋場,該場大部分的邊坡基本上成垂直陡壁式的邊坡,且邊坡上部沒有足夠空間作為錨固平臺。在鋪設時若按照常規方法顯然不能解決問題,只能把膜面縱向一分為二、減輕其重量,然后把膜片用繩子從坡腳一片片地拉至坡頂,才能達到鋪設目的,焊接時同樣用安全繩把人和機械懸在半空中進行操作,錨固需視地形采取特殊措施。

            3、山谷型

            多在原生的山谷中,或利用廢舊采石場,工程量大,邊坡多分級設平臺,施工復雜。如泉州市室仔前垃圾衛生填埋場,是典型的南方山地溝谷自然形狀的垃圾衛生填埋場,該場一期工程在標高125米以下;二期工程在標高125米至145米之間,地形環境比較復雜、坡面陡、彎曲多變,對人工水平防滲HDPE膜的安裝提出了嚴格的要求。比如HDPE膜的裁剪需要相當高的技術處理,否則,大量的損耗將增加投資。

        填埋場封場

            封場效果圖

            六、 滲出液收集系統

            在防滲層上設滲出液收集系統,主要由HDPE花管構成。在實際的工程中常用的有三種鋪設方式。

            2、滲層上設集液盲溝,HDPE花管鋪設在集液盲溝內。這種方法的收集效果很好,對滲出液的收集比較徹底。但他的施工方式比較煩瑣,工程造價也相對較高,在現在的工程中除了一些投資較大的大型垃圾處理場以外,應用的相對較少。PE管在溝內要做必要的保護措施,防止滲出液中的固體垃圾堵塞花管的孔洞,影響收集效果。一般的處理方案有二:

            (1) 是用礫石由下到上按粒徑由細到粗排列;.p 填充到溝內保護花管。

            (2)用無紡土工布覆蓋在花管的表面,來保護花管。

            2、在沙礫排水層中鋪設HDPE花管。這種方法的收集效果較好,而且施工相對簡單,在進行防滲層施工時就可以進行鋪設。由于花管所處的位置本身就在PE膜的保護層內的,所以對HDPE花管的保護一般采用無紡土工布包裹花管來實現的。

            3、在防滲層的保護層上直接鋪設花管。一般需要做水泥基礎層,來固定花管。這種鋪設方法的收集效果較差,但施工很方便,工程造價較低,一般用于一些小型的垃圾填埋處理場。

            七、 垃圾填埋運作

            填埋場道路應能全天候通行,并應符合現行國家標準《廠礦道路設計規范》(GBJ 22)的規定。填埋作業區道路宜有防民、防陷設施。

            填埋作業應按地形、地質情況采用一種或兩種以上的作業法,包括平面作業法、斜坡作業法、溝填法等。

            填埋應實行單元、分層作業,每一單元及作業平臺的大小應按設計及現場設備、垃圾量、運輸等實際條件而定。填埋作業應定點傾卸、攤鋪、壓實。應以一日為一小單元或每班次為一小單元,宜每日一覆蓋。

            作業單元應采用分層壓實方法,垃圾壓實密度應大于600kg/m3。

            單元每層垃圾厚度依填埋作業設備的壓實性能及垃圾的可壓縮性確定,宜為2~3m,厚不得超過6m。

            每層垃圾壓實后,應采用粘土或人工襯層材料進行覆蓋,粘土覆蓋層厚度應為20~30cm。

            八、 填埋場的排氣系統

            1、垂直排放形式

            (1) 垂直式收集井:是目前通常采用的收集形式.砌筑豎井通常設計為直徑在0.6~1.2m之間,長3m;井內為多孔管,直徑在150~200mm范圍。管材采用耐腐蝕和耐久性的HDPE花管,其頂部用蓋板密封。

            (2) 對一些投資較低的填埋場也可以采用石籠排氣法。石籠是制作一個圓形金屬框架,在石籠中心位置豎PE花管,籠與管之間填充礫石。垂直式收集井的作用半徑為40~50 m,井間距則在80~100 m.收集井的定位要使其影響區域相互交迭,如果豎井建在正六邊形的角上,可以得到100%的交迭,其影響區域則可覆蓋整個填埋場。

            2、自然排氣法應在地平面的水平方向上設置間距不大于50m的垂直導氣管,管口應高出場地表面100cm以上。采用火炬法點燃時,應高空處理。

            3、收集的廢氣如需回收利用,應設匯流中轉器。它能單獨有效地管理和控制該區域內的填埋場氣的收集。每個匯流中轉器控制5個收集井,匯流5個收集井的氣體直接輸送至收集站,從而使整個收集系統更易控制和調節。各匯流中轉器也可以是互相連通的,以便在事故或檢修時互為備用。通常把匯流中轉器設計成8個接差頭,5個作為填埋場氣入口,一個大的作為出口,一個與其它的匯流中轉器相連,一個作為備用。

            4、收集管和輸氣管:為了區別,把收集井到匯流中轉器之間的管道稱為收集管,把匯流中轉器到收集站之間的管道稱為輸氣管.為減少阻力和各管道之間阻力的不平衡的影響,氣流速度采用低值.管徑由流量和流速確定。

            九、 填埋場的封場

        填埋場施工方案

            填埋場封場覆蓋層結構示意圖

            填埋場封場后的土地使用必須符合下列規定:

            填埋場填埋達到設計封場條件要求時,確需關閉的,必須經所在地縣級以上地方人民政府環境保護、環境衛生行政主管部門核準、鑒定。填埋場土地達到安全期后方能使用,在使用前必須做場地鑒定和使用規劃。未經地質、建筑、環境專業技術鑒定之前,填埋場地嚴禁做永久性建(構)筑物用地。封場工作應按設計進行施工,并應在專業人員現場監督指導下進行。填埋場后封場應在填埋物上覆蓋粘土或人工合成材料。粘土的滲透系數應小于 1.0 X 10-7cm/s,厚度為20~30cm;其上再覆蓋20~30crn的自然土,并均勻壓實。填埋場封場后應覆蓋植被。根據種植植物的根系深淺而確定。覆蓋營養土層厚度,不應小于20cm,總覆土應在80cm以上。填埋場封場應充分考慮堆體的穩定性和可操作性。封場坡度直為5%。封場應考慮地表水徑流、排水防滲、覆蓋層滲透性和填埋氣體對覆蓋層的頂托力等因素,使終覆蓋層安全長效。

            十、 填埋場管道性能

            1、耐酸、耐堿、耐腐蝕的特性。發酵的垃圾和垃圾滲瀝液成分十分復雜,有很強的腐蝕性,多是由強酸或強堿組成的,收集系統的管道必須有很強的耐酸堿腐蝕的特性,否則管道被其腐蝕后,影響收集效果。

            2、使用壽命長、抗老化。垃圾場填埋完畢封頂以后,就不再打開了,要求管道必須有很強的抗老化性能,有很長的使用壽命。保證管路系統長時間正常使用。如果管路老化速度快,對管路的維修,更換難度很大,增加工程投資。

            3、有很強的抗外部荷載能力。一個垃圾處理場的垃圾填埋量都是以萬噸計算的,如此多的外部荷載,決定了管道要有較高的抗荷載能力及環剛度,保證管道不被壓斷、變形。

            4、要具有良好的柔韌性,抗沉降性能。在垃圾自身重力的影響下,管路基礎可能會發生不均勻沉降和錯位,要求管道對這種沉降和錯位有很強的適應能力。

            5、管路內壁光滑,不結垢。滲瀝液的成分復雜,并伴有許多固體懸浮顆粒,管路的內壁必須光滑,不結垢,以免污物沉積在管壁上,堵塞管道。

            6、要求具有優良的耐溫性。垃圾場內部時刻發生生化反應,會放出大量的熱量,溫度可達40--50℃,要求管路能夠長時間在這個溫度下工作而不縮短壽命。

            7、要求管路有很強的耐磨性。滲瀝液中有許多的雜質,管道必須有很強的抗摩擦性能。

            參考文獻:

            《固體廢棄物的處理與處置》高等教育出版社,1993年10月;

            《城市生活垃圾衛生填埋技術規范》中華人民共和國建設部,2001年12月1日;

            《垃圾填埋場的水力學設計》浙江大學土木系,趙愛根;

            《垃圾填埋場防滲系統》

          土工膜在垃圾填埋場是如何應用的

          HDPE土工膜選用優質進口原生HDPE(聚乙烯)塑料粒子為主要原料,無毒、無味、無臭,相對密度在0.940~0.960g/cm3,熔點約為130℃,具有優良的耐熱性、耐寒性,穩定性頗好,還具有較高的剛、韌性,機械強度好,介電性能,耐環境應力開裂性亦較好;防滲性高,隨著密度的上升,機械性能和阻隔性能會相對提高,耐熱,和抗拉強度也會更高;可耐強酸、強堿腐蝕,油鹽、有機溶劑等。

        垃圾填埋場

          采取以HDPE土工膜為核心的層狀防滲結構層,在填埋場的底部和周邊形成隔離層,防止滲濾液污染地下水,減少滲濾液產生量,并實現滲濾液和地表水、地下水的分流排放,能有效達到防滲環保目的。目前土工膜已在我國城市生活垃圾填埋場中廣泛運用,土工膜的設計(厚度、強度、滲漏量、邊坡穩定等)、施工技術已逐漸被我國的工程技術人員掌握。土工膜施工保護措施是非常重要的,施工單位需有完善的施工組織設計,確保土工膜不因石、銳器、人為等因素損傷而發生滲漏現象。深圳市下坪固體廢棄物填埋場5年多運行和地下水的監測表明,城市生活垃圾填埋場采用土工膜復合結構防滲系統是科學合理、安全可靠的。


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