环境工程毕业设计

来源：爱问旅游网

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摘要

随着经济发展、人民生活水平的提高和城市人口的急剧增长，城市垃圾问题日益成为困扰世界各国城市发展的重要问题。其中卫生填埋作为一种有效的消纳城市垃圾的处理方式，是世界各国垃圾处理的首选。鉴于此,本设计为城市生活垃圾卫生填埋场的初步设计。

垃圾填埋场会对周围的土壤、地下水、大气造成现实的影响和潜在的危害。不合理的填埋场址其后期对周围的环境影响将是灾难性的，所以，选址工作在垃圾填埋场的整个建设中的地位显得尤为重要。这里选用层次分析法来选址。

该设计从实际出发,应用经验公式计算出数值,得出既符合实际又经济的设计。垃圾填埋场由垃圾堆体、终场覆盖、雨水收集与导排、填埋气的导排与处理、渗滤液收集与处理、安全与环境检测等系统组成。结合具体情况,优化设计,最大限度减少垃圾填埋场污染环境,节省投资。

关键词: 垃圾；卫生填埋场；选址；层次分析法；设计；

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Abstract

With development of economy、improvement of people’living standard and rapid increment of population in cities.theproblem of municipal waste becames more and more important to the issue of cities’sustaineble development for every country . As an effective mean to treat municipalwaste.Landfill is the primary method all over the word。In view of this, the design of city life for preliminary design of the landfill.

Around landfill site soil,groundwater and air will be set in a potentially dangerous status.An unreasonablelandfill site selection will be catastrophic to environment in future .Therefore,site selection is of more importance to the whole construction of landfill .Here I use Analytic Hierarchy Process to selecte the site.

This design from reality, application experience formula calculates that accords with practical values, and economic design by rubbish landfill. Cover and final rainwater collection, and guide line, and the breath of landfill leachate treatment, collecting and processing, safety and environmental testing system. Combined with a specific situation, optimization design, minimize landfill environmental pollution, save investment.

Keywords:sanitary landfill; Rubbish; site selection; Analytic Hierarchy Proces; Design;

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摘要 ..................................................................... I ABSTRACT ................................................................ II 1. 文献综述 .............................................................. 1

1.1垃圾处理处置概况 .................................................. 1 1.2目前国内的研究现状 ................................................ 2 1.3国外生活垃圾处理现状 .............................................. 3 1.4垃圾处置场选址方法介绍 ............................................ 4 1.5 措施分析 .......................................................... 6 2. 选址分析与研究 ........................................................ 8

2.1选址原则 .......................................................... 8 2.2选址要求 .......................................................... 8 2.3选址方法—层次分析法 .............................................. 9 2.3.1层次分析法概念及建模 ........................................... 10 2.3.2 层次分析法在垃圾填埋场选址中的应用 ............................. 14 3. 设计计算 ............................................................. 19

3.1垃圾产生量 ....................................................... 19 3.1.1城市人口确定 ................................................... 19 3.1.2垃圾量的确定 ................................................... 19 3.2填埋场库容 ....................................................... 21 3.2.1填埋场的面积和库容计算 ......................................... 21 3.2.2垃圾坝的选择和设计 ............................................. 21 3.3总图布置 ......................................................... 22 3.4防渗系统 ......................................................... 22 3.4.1关于防渗系统设计所参照的规范是： ............................... 22 3.4.2防渗方式选择 ................................................... 23 3.5渗滤液收集导排系统与填埋坑地下水的排出与收集 ..................... 24 3.5.1 渗滤液收集导排系统设计 ......................................... 24 3.5.2 填埋坑地下水的收集与排出 ....................................... 25 3.6渗滤液处理系统 ................................................... 26

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3.6.1 渗滤液产生量 ................................................... 24 3.6.2 调节池容积 ..................................................... 26 3.6.3 调节池设计 ..................................................... 26 3.6.4渗滤液的处理 ................................................... 27 3.7填埋场气体导排、处理系统 ......................................... 28 3.7.1产气量的确定： ................................................. 28 3.7.2 填埋气导排 ..................................................... 29 3.8防洪系统设计 ..................................................... 30 3.9填埋工艺 ......................................................... 30 3.9.1 填埋作业 ....................................................... 30 3.9.2 终期封场 ....................................................... 31 3.9.3 覆盖材料 ....................................................... 32 3.9.4 填埋坑内雨水的引流 ............................................. 32 3.10环境保护与环境监测 .............................................. 32 总结 .................................................................... 34 致谢 .................................................................... 35 参考文献 ................................................................ 36

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1. 文献综述

1.1垃圾处理处置概况

随着社会经济发展城市化进程的加快,我国城市面临着日益严重的环境问题,尤其是生活垃圾污染问题。垃圾是人类生产和生活中必然产生的遗留废物。随着自然资源不断开发利用，文明不断发展，特别人口的增长和高度向城市集中，以及城市化的迅速发展，各国垃圾均以快于其经济增长近3倍的速度增长。城市生活垃圾不仅影响了城市环境,还危害到居民的身心健康,成为当今社会最严重的公害之一。处理不好影响社会的发展,当前如何有效地解决城市生活垃圾污染问题,再现一个清洁、健康的城市生存环境,已是摆在我们面前的一个重要课题。

据统计，目前全国生活垃圾的年产生量约为3.7亿t，城市生活垃圾产生量约1.7亿t，清运量1.4亿t，处理率为60.3%；农村生活垃圾产生量约1.9亿t，清运量与处理量甚微[2-4]。然而，多数城市的垃圾处理能力并没有跟上垃圾的增速，迄今为止，我国绝大多数城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋为主，不仅占用了宝贵的土地资源，而且对环境造成了严重的二次污染。能否妥善解决垃圾问题，是关系到国计民生的一件大事。无论是发达国家或是发展中国家都不可避免地受到垃圾成灾的严重威胁，并因此发出了高昂的代价。

表1-1 各个国家垃圾产量及年增长率

国名中国美国英国日本法国荷兰意大利垃圾总量/(104t/a) 年增长率/% 15000 160000 200 11365 1200 520 2100 10 3.5 3.2 5.0 2.9 3.0 3.0 单位产量/[kg/(人×d)] 1.16 2.39 0.87 2.46 0.75 0.57 0.59 根据统计数据，全世界城市生活垃圾年平均增长速度高达8.45%，年生产总量约120亿吨。我国的城市生活垃圾产量更大增长更快。2000年全国城市生活垃圾达到1.5亿吨,

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并还以每年10%以上的速度递增，大大超过世界平均增长速度。由此可见，对垃圾的处置已刻不容缓。

1.2目前国内的研究现状

总体上，我国目前在该领域的研究水平相当于国外第二或第三阶段的研究水平!但某些研究成果已达到国外第四阶段的研究水平[5]。

同时，自1991年9月建设部和科委正式把卫生填埋处置技术确定为我国近期推广的首选技术后，我国各大中城市陆续兴建了一些大、中型城市垃圾卫生填埋场[6]，如深圳下坪生活垃圾填埋场、北京阿苏卫生生活垃圾填埋场、杭州天子岭垃圾填埋场、苏州七子山生活垃圾填埋场、四川绵阳市房楼村生活垃圾填埋场等。并且，建设部在2001年颁布了《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》和《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》，这必将促进垃圾卫生填埋在我国的大发展。

解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理。城市生活垃圾的处理方式目前主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧。其中卫生填埋是目前世界上最常用的垃圾处理技术。它是从简易的垃圾堆放和填地处理发展起来的一种垃圾处理技术，是根据生活垃圾自然降解机理和对生态环境的影响特性，采取有效的工程措施和严格的管理手段，控制垃圾不对周围环境造成污染的综合性科学工程技术方法。所以对垃圾的处理方式也变得非常重要，我国对现行的生活垃圾处理主要从以下几方面着手。

卫生填埋：填埋技术作为生活垃圾的传统和最终处理方法，目前仍然是我国大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法，约占处理总量的95%左右。根据环保措施（主要有场底防渗、分层压实、每天覆盖、填埋气导排、渗沥水处理、虫害防治等）是否齐全、环保标准能否满足来判断，针对经济欠发达地区以及干旱少雨、土地利用价值低、丘陵山区等地区的生活垃圾处理，我们的解决方案也是以填埋处理为主。

垃圾堆肥：针对生活垃圾中可腐有机物含量高以及待处理生活垃圾产品的消纳能力强的地区，我们以作为生活垃圾的解决方案。仓式堆肥工艺。

垃圾焚烧：针对土地资源非常宝贵，垃圾热值较高的上海、北京、广州等大城市，我们的解决方案是通过垃圾的焚烧发电达到较高程度的减量化与无害化，焚烧法是一种高温热处理技术，固体废物在高温下氧化热解被破坏，是一种可同时实现无害化，减量化，资源化的处理技术。对分拣出来的物质，如废塑料、木材、竹片、棉麻织物，则通过焚烧系统进行焚烧处置，一般说来，原生垃圾热值是很低的，燃烧时需要加入大量的

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阻燃剂，但在经过前处理后，通过机械和人工将塑料、木材、竹片尽可能多地分选出来，而分选出来的物质如废塑料、木材、竹片其热值很高，适合于焚烧处置，能实现垃圾处理的减量化要求，并能达到余热利用[7]。见下表目前国内各个城市处理方法，以及各种方法特性。

表1-2 城市生活垃圾处理方法优缺点比较

处理方法焚烧堆肥填埋减量化最大(~95%) 其次(~95%) 最低无害化资源化投资最高较高较高占地最少其次最大适应的垃圾热值3600KJ/KG以上的垃圾有机垃圾含量45%以上一般垃圾及焚烧炉渣最彻底发电供热（~98%）堆肥产品（~80%）较好有机肥沼气但就目前的各种垃圾处理技术而言，没有一种能完全实现垃圾的资源化，无论采用什么方法，总有一部分垃圾需采用卫生填埋法进行最终处置，因此任何城市都不可能因采用其他处理技术而取消卫生填埋场的建设。但不合理的卫生填埋使城市垃圾造成了严重的环境破坏，如区域水环境的破坏、土壤的污染，甚至附近人群的健康收到严重的影响。解决这些问题的方法：一方面是工程技术问题，另一重要方面就是选择合适的垃圾填埋场。垃圾填埋场选址的合理选择和布局直接关系到场地四周的环境质量，因此，做好场址选择的研究工作有助于防止和减少填埋场对地质环境的破坏，有助于防止和减少填埋场对周围环境的危害。

1.3国外生活垃圾处理现状

[7]

（1）前期阶段（20世纪40~50年代）：垃圾以简单的露天堆放为主!场址选择以交通方便为准则，较少考虑环境保护。

（2）初始阶段（20世纪60~70年代）：开始重视垃圾对环境的影响!主要表现在对场地的定性分析和评价上。

（3）地质环境影响的机理研究阶段（20世纪70年代后期~80年代中期）：其主要特点是着重对单个污染组分与地下水或地层中矿物组分相互作用机理的研究。

（4）全面系统化研究阶段（20世纪80年代后期开始至今）：对地质处置场研究更加全面、深入和系统，具体表现在：

①处置场设计更加系统和完善；

②场地地质环境效应研究综合化和系统化；

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③地质处置场阻隔材料性能的研究日趋活跃； ④计算机人工智能系统引入该领域。

垃圾处置方法常用的有简单堆放法、堆肥发酵法、卫生填埋法、焚烧发电法和回收综合利用资源化等[8]。其中，标准的卫生填埋法具有成本相对低廉、处理能力大、适用范围广、无二次污染、环保效果显著和处置彻底等优点，因此，得到世界各国的普遍采用[9-10]。我国科委和建设部也将此法定为垃圾处理的首选推广方法（见表1-3）

表1-3 部分发达国家垃圾处置的方法的比例（%）

国家挪威德国美国英国澳大利亚意大利比利时荷兰法国奥地利新西兰丹麦日本瑞典瑞士卫生处置填埋 79.0 67.6 95.0 79.4 65.0 68.0 64.0 50.0 50.0 43.0 64.0 36.0 32.3 20.0 20.0 焚烧处置 14.0 30.0 5.0 3.0 24.0 24.0 29.0 30.0 30.0 22.0 30.0 63.0 65.3 41.0 70.0 堆肥处置 7.0 2.4 1.0 11.0 9.0 20.0 20.0 21.0 6.0 1.0 2.4 24.0 10.0 其他方法 16.6 8.0 14.0 15.0 1.4垃圾处置场选址方法介绍

城市垃圾填埋场选址问题，国外已经有了较多这方面的研究。位址的选择问题自古有之，从古老中国的看风水，到现今的每一个建筑和设施的施工都要涉及到地址的选择问题。就目前现状而言，单一传统的垃圾场选址工作是采用资料研究和实地踏勘的方式，由于各种因素的复杂不确定性，以及人烦主观性影响，很难考虑周全，以至于会造成人力、物力的浪费。合理选址，可以有效节省费用，大幅度的降低运营成本，符合规划要

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求，与环境相协调，真正达到垃圾处理目标，利于国民经济的发展。

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。这些选址要求相辅相成。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[11]。

在了解了垃圾卫生填埋场址选择的基本原则后,如何把这些“原则”逐项的量化,最终选出一个合适的场地,就需要选择合适的方法,这也是填埋场的建设过程中非常重要的步骤之一。应该说,用于场地的选择方法是相当多的,比如有图解法、地理信息系统(GIS)、层次分析法、模糊综合评判法、专家系统法和灰色聚类法等[12]。现就其中几种方法给予介绍。

（1）图解法

选择的第一步,要设定最终处置场的选地范围从中排除那些受到土地利用法规定限制的地段,缩小可征用土地的选择区域。具体操作时,根据选择范围,要准备一套1/200000~1/50000的地形图,将第一步作为排除条件列出的各种法规限制的区域一并标记出来。第一步将选地范围缩小以后,第二步要从该区域中提出可以用来建设用的场所。第三步是要对第二步提出的建设可能地区进行现场调查。在现场调查之前,最好先准备一张高精度的地形图(例如建设用地在山谷之间,可采用1/5000的地形图),如讨论填埋面积,填埋容量,流域面积等情况在现场确认会变得更容易。第四步,是根据现场调查对已缩减的候选地进行评价,对候选地进行优先使用次序的排位,最后决定用地。

（2）地理信息系统(GIS)[13]

GIS(地理信息系统)在现代科学技术中的应用十分广泛,同样在固体废物安全填埋场选址和场地基础勘察中,也可应用这项具有各种空间功能和高效率的先进的计算机科学技术手段。GIS在选址中的应用,主要是利用GIS的制图功能,把选址中的那些限制性因素绘制成各种图形,然后将所绘制的各种图形进行对比和叠加,选择出不受限制性因素制约的空间位置(例如场地受百年一遇洪水位标高的限制,在洪水位标高以下的区域则不能选择场址,受该因素制约,场地只能在其标高以上的区域选择),然后再在这些有效的空间位置中进行对比,确定场址。

（3）层次分析法[14]

层次分析法(analytic hierarchy process,简称AHP)的基本思路是:先根据当地的城市规划、交通运输条件、环境保护、环境地质条件等,拟定若干的可选场地(段),再将这些

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场地(段)的适宜性影响因素与上述选择原则结合起来,构造一个层次分析图,再把各层次的各因素进行一一的量化处理,得出每一层各因素的相对权重,直至计算出方案层各个方案的相对权重,根据这些权重进行评判。

（4）模糊综合评判法[15]

将模糊综合评判方法引入到城市生活垃圾填埋场的选址研究当中，是一个全新的探讨，旨在为填埋场选址提供一个新思路和一种便捷高效的新方法，希望能为填埋场选址问题提供一定的参考价值和借鉴意义。对于填埋场选址,某些需要考虑的因素含有不确定性(即模糊性)，糊数学的产生为描述这类边界不清的事物提供了一套有效的方法，即通过建立隶属函数，使这一类模糊因素得到了量化，从而能够在模糊环境中解决问题,做出正确决策。同时结合层次分析法(AHP)计算出各评价指标的权重值,使决策结果更具有科学性及合理性。

（5）专家系统法

专家系统预测法是对数据库里的数据进行分析，提取有关规则，按照一定的规则进行预测。专家系统法，是对人类的不可量化的经验进行转化的一种较好的方法。此法的优点是：①能汇集多个专家的知识和经验，最大限度地利用专家的能力；②占有的资料、信息多，考虑的因素也比较全面，有利于得出较为正确的结论。缺点是：①不具有自学习能力，受数据库里存放的知识总量的限制；②对突发性事件和不断变化的条件适应性差。

（6）灰色聚类评价

灰色聚类评价是环境质量等级研究的一种简单易行的方法。在环境质量评价中，通常是针对评价目的，选择若干评价参数，计算污染指数，然后建立数学模式，得到综合指数，最后确定拟评价环境所属的等级。这种评价方法避免了建立数学模式和计算综合指数等中间环节，从分级标准直接确定环境质量所属的等级，物理意义十分明确

1.5 措施分析

从生态环境的角度而言，城市垃圾是一种污染源；从资源的角度而言，城市垃圾则是地球唯一在增长的一种资源。及时有效地做好城市垃圾的处理，对促进人和自然和谐相处和社会经济的持续发展具有十分重要的意义。以保障人民健康和环境安全为目的，统筹规划，合理布局，政策引导，因地制宜，加大投入、完善政策、技术示范、深化改革、健全法规、加强监管，加快城市生活垃圾处理设施建设，不断提高城市生活垃圾减

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量化、资源化和无害化水平，促进经济社会可持续发展。

垃圾处理的方法上面介绍了很多，固体废物处置是指最终处置或安全处置，是固体废物污染控制的末端环节，是解决固体废物的归宿问题。一些固体废物经过处理和利用，总还会有部分残渣存在，而且很难再加以利用，这些残渣可能又富集了大量有毒有害成分；还有些固体废物，目前尚无法利用，它们都将长期地保留在环境中，是一种潜在的污染源。为了控制其对环境的污染，必须进行最终处置，使之最大限度地与生物圈隔离

[16]

。

一个合适的场址，可以减少环境的污染，降低设计要求，降低处置成本，有利于填

埋场的安全管理。因此，填埋场址的合理选择是垃圾卫生填埋场全面设计规划的第一步，也是处置场建立过程中最重要、最关键的一步。应该说，我国垃圾填埋场为保护我们的生存环境发挥着重大作用，但是，由于卫生填埋工程起步较晚，目前还存在不少问题，如，填埋场的选址、设计建设、运行管理、环境监测等。因此，应加强各方面的技术和经验交流，促进我国垃圾填埋场这项造福于民的环保事业健康发展。

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2. 选址分析与研究

垃圾的卫生填埋处置须获得经济效益、环境效益和社会效益，并达到这三个效益的最佳配置。一个合适的场址，可以减少环境的污染，降低设计要求，降低处置成本，有利于填埋场的安全管理。因此，填埋场址的合理选择，是垃圾卫生填埋处置的第一步，也是处置场建立过程中最重要、最关键的一步。但卫生填埋场场址的选择，涉及到当地的经济、交通等的发达情况，地理地形条件，气候情况，环境地质条件，地表水文条件及水文地质工程地质条件等，是一项十分复杂的工作。如何才能选出一个合适的场址，采用什么方法才能把上述因素综合考虑进去，从而在众多的候选场段中选择到一个最优秀的场地，这是当前急需解决的问题。

2.1选址原则

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。这些选址要求相辅相成。主要遵循以下几条原则：

①.环境保护原则是选址的基本原则。应确保场址周边土壤环境、水环境、大气环境以及人类生存环境等的安全，尤其是防止垃圾渗滤液的释出对地下水、地表水的污染，是填埋场选址是考虑的重点。

②.经济原则。科学、合理地选择填埋场地，能够降低工程造价、提高资金的利用效率。选址经济问题比较复杂，它涉及场地的规模、征地费、运距、地形、地貌、水文地质条件等多种因素。

③.法律及社会支持原则。场址的选择，不能破坏和改变周围居民的生产、生活基本条件，要得到公众的支持。

④.工程学及安全生产原则。必须综合考虑场址的地形、地貌、水文与工程地质条件、场址抗震防灾要求等安全生产要素，以及交通运输、覆盖土土源、文物保护、国防设施保护等因素。

2.2选址要求

根据以上原则，生活垃圾卫生填埋场选址满足表中的基本要求

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表2-1 垃圾填埋场选址的基本要求

项目基本要求 1、填埋场有足够的库容，使用年限宜10年以上，特殊情况下不应低于8年 2、运距合理，交通方便，满足全天候运输作业的要求工程方面 3、较适宜的水文地质条件 4、防渗处理较易 5、有较丰富的土源 6、尽可能利用天然地形条件，减少土方工程量 1、填埋场防洪标准应符合：大型填埋场（库容大于500万m3）按50年一遇设计，100年一遇校核；其余按20年一遇设计，50年一遇校核环境方面 2、离居民住房区500m以外 3、不应设在国家自然保护区、风景区、文物古迹区、国防设施用地区 4、水源保护区下游,夏季主导风向下风向 1、尽量利用荒地、山谷 2、尽量提高单位面积上的垃圾填埋量，即填埋场空间利用系数E 经济方面 3、尽量减少工程量 4、运行管理经济合理 5、封场后综合开发利用 1、必须符合城市用地规划、区域环境规划，城市总体规划以及环境法律和公众方面卫生专项规划 2、符合国家及当地的有关法律、法规 3、注意公众舆论和社会影响 4、尽量符合城市给 2.3选址方法—层次分析法

在了解了垃圾卫生填埋场址选择的基本原则和程序后,如何把这些“原则”逐项的量化,最终选出一个合适的场地,就需要选择合适的方法,这也是填埋场的建设过程中非

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常重要的步骤之一。应该说,用于场地的选择方法是相当多的,比如有图解法、地理信息系统(GIS)、层次分析法、模糊综合评判法、专家系统法和灰色聚类法等。现就采用层次分析法。

2.3.1层次分析法概念及建模

层次分析法是美国运筹学家塞提于20世纪70年代提出的一种定性与定量结合的多目标决策分析方法。分析中将决策者的经验判断给予量化，也是一种优化技术,经过多年发展已成为一种较为成熟的方法,近年来在许多领域发展迅速。

层次分析法是将要评判系统的有关替代方案的各种要素按照上一层次为准则，对该层次元素进行逐次比较，依照规定的标度量化后写成矩阵形式，即构成判断矩阵。根据两两比较算出各因素的权重，根据综合权重按最大权重原则确定最优方案。而运用层次分析法作系统规划，大致经过6个步骤：明确问题；建立阶梯层次结构；构造比较判断矩阵；层次单排序；层次总排序；一致性检验。

运用层次分析法建模，大体上可按下面四个步骤进行：（1）建立递阶层次结构模型；（2）构造出各层次中的所有判断矩阵；（3）层次单排序及一致性检验；（4）层次总排序及一致性检验。下面分别说明这四个步骤的实现过程：

（1）建立层次结构模型

应用AHP分析决策问题时，首先要把问题条理化、层次化，构造出一个有层次的结构模型。在这个模型下，复杂问题被分解为元素的组成部分。这些元素又按其属性及关系形成若干层次。上一层次的元素作为准则对下一层次有关元素起支配作用。这些层次可以分为三类：

（i）最高层：这一层次中只有一个元素，一般它是分析问题的预定目标或理想结果，因此也称为目标层。

（ii）中间层：这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节，它可以由若干个层次组成，包括所需考虑的准则、子准则，因此也称为准则层。

（iii）最底层：这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等，因此也称为措施层或方案层。

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递阶层次结构中的层次数与问题的复杂程度及需要分析的详尽程度有关，一般地层次数不受限制。每一层次中各元素所支配的元素一般不要超过9个。这是因为支配的元素过多会给两两比较判断带来困难。

最简单的层次结构可分为三层，最上面为目标层，中间是准则层或指标层，最下面为方案层，见下图2-1。

A 目标层

C1 C2 --------------- Cm 准则层 P1 P2 ---------------- Pn-1 Pn 方案层图2-1 层次图（2）构造判断矩阵

判断矩阵表示针对上一层次某个元素本层次有关元素的相对重要性，假定C层中元素Ck与下一层次中元素P1，P2，…，Pn有联系，则有以下判断矩阵：

表2-2 判断矩阵表 Ck P1 P2 … Pn 则得到判断矩阵

P1 P2 … Pn a11 a12 … a1n a21 a22 … a2n … … … … an1 an2 … ann A(aij)nn。aij表示对于Ck来说，Pi对Pj的相对重要性。aij一

般取为1，2，3，…，9及它们的倒数。并且判断矩阵应满足：

（i）aii1，（ii）

aji1aij（i,j1,2,,n）

层次结构反映了因素之间的关系，但准则层中的各准则在目标衡量中所占的比重并不一定相同，在决策者的心目中，它们各占有一定的比例。

关于如何确定

aij的值，Saaty等建议引用数字1~9及其倒数作为标度。下表2-3列

出了1~9标度的含义：

表2-3 标度含义表

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标度 1 3 5 7 9 2，4，6，8 倒数含义表示两个因素相比，具有相同重要性。或优劣相等。表示两个因素相比，前者比后者稍重要。或稍优于。表示两个因素相比，前者比后者明显重要。或优于。表示两个因素相比，前者比后者强烈重要。或甚优于。表示两个因素相比，前者比后者极端重要。或极优于。表示上述相邻判断的中间值 a若因素i与因素j的重要性之比为ij，那么因素j与因素i重要性之比aji为1aij。（3）对判断矩阵的一致性检验的步骤如下：（i）计算一致性指标CI

CImaxnn1

（ii）查找相应的平均随机一致性指标RI。对n1,,9，Saaty给出了RI的值，如下表2-4所示：

表2-4 RI值表

n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 RI RI 的值是这样得到的，用随机方法构造500个样本矩阵：随机地从1~9及其倒数中抽取数字构造正互反矩阵，求得最大特征根的平均值'max，并定义

RI'maxnn1。

（ⅲ）计算一致性比例CR

CIRI

当CR0.10时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当CR修正，使其满足CR0.10。

（4）层次总排序及一致性检验

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上面我们得到的是一组元素对其上一层中某元素的权重向量。我们最终要得到各元素，特别是最低层中各方案对于目标的排序权重，从而进行方案选择。总排序权重要自上而下地将单准则下的权重进行合成。

设上一层次（C层）包含C1,C2,…,Cm共m个因素，它们的层次总排序权重分别为

a1,,am。又设其后的下一层次（P层）包含P1,P2,…,Pn共n个因素，它们关于Cj的层次单排序权重分别为

b1j,,bnj（当Pi与Cj无关联时，

bij0）。现求P层中各因素关

于总目标的权重，即求P层各因素的层次总排序权重b1,,bn，计算按下表2-5所示方

式进行，即

bibijajj1m，i1,,n。

表2-5 层次总排序表

层C 层P P1 P2 Pn C1 a1 C2 a2 … … Cm am P层次总排序 mb11 b21 b1n b12 b22 b2n … … … b1m b2m bnm abj1mj1j abj1mj2j abj1jnj 对层次总排序也需作一致性检验，检验仍象层次总排序那样由高层到低层逐层进行。这是因为虽然各层次均已经过层次单排序的一致性检验，各成对比较判断矩阵都已具有较为满意的一致性。但当综合考察时，各层次的非一致性仍有可能积累起来，引起最终分析结果较严重的非一致性。

设P层中与Cj相关的因素的成对比较判断矩阵在单排序中经一致性检验，求得单排序一致性指标为CI(j)，（j1,,m），相应的平均随机一致性指标为RI(j)（CI(j)、RI(j)已在层次单排序时求得），则B层总排序随机一致性比例为

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CI(j)aCRmjRI(j)aj1j1mj

当CR0.10时，认为层次总排序结果具有较满意的一致性并接受该分析结果。

2.3.2 层次分析法在垃圾填埋场选址中的应用

在垃圾填埋场选址中，为了更加精确的确定所选场地的适宜性，必须对选址过程的影响因素进行综合评判。并根据具体情况和条件，确定各影响因素的重要程度，最后确定场地的适宜性等级。

这里先根据当地的城市规划；交通运输条件；环境保护；环境地质条件等，拟订3个可选场地（见CAD图），再将这些地段的适宜性影响因素与上述选择原则结合起来，构造层次分析图，再把各层次的各因素进行逐一量化处理，得出每一层各因素的相对权重，直至计算出方案层各个方案的相对权重，根据这些权重进行判别。

（1）建立层次模型

影响选址的因素很多，主要应从工程学、环境学、经济学以及社会和法律等方面来考虑。这几个因素是相互影响、相互联系、相互制约的。将垃圾填埋场综合适宜性作为层次分析的目标层（A），将填埋场选址的制约因素作为层次分析的准则层（B），将被选的三个场址作为方案层（C），建立层次分析模型。因此，建立的层次结构模型如下图：

目标层A 垃圾填埋场综合适宜性

经工环政济程境策准则层C 学学学法方方方规面面面方面

方案层P 场址1 场址2 场址3

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图 1-2 垃圾填埋场选址层次图

（2）构造判断矩阵并求最大特征根和特征向量

当建立了分析层次后，就可逐层逐项进行两两比较，利用评分法比较其优劣。从上层次结构图中C1、C2、C3 、C4准则以垃圾场综合适宜性这一目标进行两两评比，假定选择者在方案得选择上要求见下表：

表2-6 A-C判断矩阵表

A C1 C2 C3 C4 通过计算，得

λmax＝4.187，W＝（0.067，0.546，0.262,0.124）T

CIC1 1 5 4 3 C2 1/5 1 1/3 1/5 C3 1/4 3 1 1/3 C4 1/3 5 3 1 maxnn1RI＝0.90，

=0.062，

CRCI＝0.069< 0.10 RI根据三个备选方案特点，经过讨论确定各判断矩阵如下：

(a)对准则C1（经济学方面）来说，则判断矩阵为：

表2-7 C1-P判断矩阵表

C1 P1 P2 P3 P1 1 1/3 1/5 P2 3 1 1/2 P3 5 2 1 其 n 次方根: WinMinaij 则 W1= 3135=2.47 ； W2=311112 =0.87 ； W3=31 =0.46； 352n对向量 W=（W1,W2, …, Wn) 正规化,即Wi = Wi/Wi,亦即所计算的相对权重系数，

i1得到 W1 = 0.71；W2 = 0.229；W3 =0.121

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计算判断矩阵的最大特征根 λmax =((AW)i/(nWi))

i1n31AW=1/3 1

1/51/250.7120.22910.1212.002=

0.7080.378则λmax =2.002/(3×0.71)+0.708/(3×0.229)+0.378(3×0.121)=3.01 一致性指标CImaxnn13.0130.005 31因为n=3所以RI0.58

CI0.005==0.009< 0.10 RI0.58(b)对准则C2（工程学方面）来说，则判断矩阵为：

则一致性比例CR表2-8 C2-P判断矩阵表

C2 P1 P2 P3 P1 1 1/2 3 P2 2 1 5 P3 1/3 1/5 1 其 n 次方根: WinMinaij

111则 W1= 312=0.87 ； W2=31 =0.46 ； W3=3351 =2.47；

325对向量 W=（W1,W2, …, Wn) 正规化,即Wi = Wi/Wi,亦即所计算的相对权重系数，

i1n得到 W1 = 0.229；W2 =0.121；W3 =0.71

计算判断矩阵的最大特征根 λmax =((AW)i/(nWi))

i1n12130.2290.708= 1/215AW= 10.1210.3783510.712.002则λmax =0.708/(3×0.229)+ 0.378(3×0.121) +2.002/(3×0.71) =3.01

一致性指标CImaxnn13.0130.005 31 16

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因为n=3所以RI0.58

CI0.005==0.009< 0.10 RI0.58(c)对准则C3（环境学方面）来说，则判断矩阵为：

则一致性比例CR表2-9 C3-P判断矩阵表

C3 P1 P2 P3 P1 1 1/3 2 P2 3 1 4 P3 1/2 1/4 1 其 n 次方根: WinMinaij 则 W1= 313111=1.145 ； W2=31 =0.437 ； W3=3241 =2； 234n对向量 W=（W1,W2, …, Wn) 正规化,即Wi = Wi/Wi,亦即所计算的相对权重系数，

i1得到 W1 = 0.320；W2 =0.122；W3 =0.558

计算判断矩阵的最大特征根 λmax =((AW)i/(nWi))

i1n13120.3200.965= 1/314AW= 10.1220.3682410.5581.686则λmax =0.965/(3×0.320)+ 0.368(3×0.122) +1.686/(3×0.558) =3.017

一致性指标CImaxnn13.01730.0085

31CI0.0085==0.015< 0.10 RI0.58(d)对准则C4（政策法规方面）来说，则判断矩阵为：

因为n=3所以RI0.58, 则一致性比例CR表2-10 C4-P判断矩阵表

C4 P1 P2 P3 P1 1 1/2 2 P2 2 1 3 P3 1/2 1/3 1 17

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其 n 次方根: WinMinaij 则 W1= 312111=1 ； W2=31 =0.55 ； W3=3231 =1.82； 223n对向量 W=（W1,W2, …, Wn) 正规化,即Wi = Wi/Wi,亦即所计算的相对权重系数，

i1得到 W1 = 0.297；W2 =0.163；W3 =0.54

计算判断矩阵的最大特征根 λmax =((AW)i/(nWi))

i1n12120.2970.893= 1/213AW= 10.1630.4922310.541.623则λmax =0.893/(3×0.297)+ 0.492(3×0.163) +1.623/(3×0.54) =3.01

一致性指标CImaxnn13.0130.005 31CI0.005==0.009< 0.10 RI0.58因为n=3所以RI0.58, 则一致性比例CR（4）层次总排序及一致性检验

表2-10 层次总排序表

层C 层P P1 P2 P3 总排序一致检验

CI ＝CI(j)aj＝0.067×0.005＋0.546×0.005＋0.262×0.0085＋0.124×0.005＝0.006

j1mmC1 0.067 0.71 0.229 0.121 C2 0.546 0.229 0.121 0.71 C3 0.262 0.320 0.122 0.558 C4 0.124 0.297 0.163 0.54 P层次总排序 0.293 0.134 0.609 RI ＝RI(j)aj＝0.067×0.58＋0.546×0.58＋0.262×0.58＋0.124×0.58＝0.579

j1CRCI＝0.010< 0.10即具有完全一致性。 RI因为P的权值等于0.609为最大，故该填埋场应选在P3处。

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3. 设计计算

填埋场的设计是填埋投入卫生填埋运行并实施有效管理的一个重要环节。卫生填埋作为一种较理想的大规模垃圾处理方法，其实质就是利用自然界的代谢功能并通过工程手段，采取一系列的工程措施和环保措施，使废弃物不仅得到适当的贮存使其稳定化、无害化和资源化，并以最大限度地利用自然条件、最少的经济投入使填埋场对周围环境的污染降到最低限度。

填埋场的设计内容：垃圾产生量；填埋场库容及服务年限；渗滤液产生量；气体产生量。

3.1垃圾产生量

3.1.1城市人口确定

通过对该城市人口增长状况分析，

该城市一区总面积为3.7688 km2，该区人口密度为3.14万人/km2，所以总人口为3.7688×3.14=11.834万人

二区总面积为3.0017km2，该区人口密度为2.29万人/km2，所以总人口为3.0017×2.29=6.874万人

三区总面积为7.5874km2，该区人口密度为1.15万人/km2，所以总人口为7.5874×1.15=8.7255万人

该城市现（2005年）总人口为11.834+6.874+8.7255=27.434万人

3.1.2垃圾量的确定

该城市处于发展中，所以设此城市现今的每人每日垃圾量为0.8kg/人•天，5年后即2011年每人每日垃圾量为0.9kg/人•天，到2016年每人每日垃圾量达1.0kg/人•天。

表3-1 各区各年垃圾产生量预测表

年份 2006 2007

人口数量（万人） 27.434×1.051=28.816 27.434×1.052=30.246 人均排放垃圾量（kg/人·d） 0.8 0.8 19

垃圾总量（t/y） 84142.72 88349.856 扬州大学本科生毕业设计（论文）

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 27.434×1.053=31.758 27.434×1.054=33.346 27.434×1.055=35.013 27.434×1.056=36.764 27.434×1.057=38.602 27.434×1.058=40.532 27.434×1.059=42.559 1027.434×1.05=44.687 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 92767.349 97405.716 102276 120813.525 126854.2 133196.91 139856.757 146849.595 171324.527 179890.754 188885.291 198329.556 208246.034 1127.434×1.05=46.921 1227.434×1.05=49.267 1327.434×1.05=51.730 1427.434×1.05=54.317 1527.434×1.05=57.032 表中 QP104ik103 其中 Q——垃圾量（吨）

P——人口数量 i——人口增长率

k——人均排放量 (kg/人•d)

所以15年垃圾总量为Q2079189 T

因为该市已经有一个生活垃圾卫生填埋场，处理能力50t/d，2015年服务期满。所以新建一个垃圾填埋场所需要的处理垃圾总量为1896689T。

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3.2填埋场库容

3.2.1填埋场的面积和库容计算

表3-2 垃圾压实密度表

垃圾压实密度可燃垃圾主体（60%以上）不可燃垃圾主体（60%以上）混合垃圾范围（t/m3） 0.74～1.00 0.42～1.59 0.41～1.28 平均（t/m3） 0.83 0.86 0.71 由上表我们取城市垃圾压实密度为其平均值0.86 t/m3

通过上述计算知道15年的垃圾总产量为1896689吨，总的垃圾填埋量还要考虑覆土的量：

V＝[365×WP/ρ+C]×(1-f)

＝[1896689/0.86+1896689/0.86/4]×(1-0.15) ＝2343293.1 m3

式中：W—垃圾产率, kg/(人.d)；

P—城市人口数，人； C—覆土体积，m3；

ρ—填埋后废物的压实密度，t/m3； f—体积减少率，一般取0.15～0.25。

填埋场的深度按11m设计，取地下3米，地上8米，则所需面积为

SV2343293.1213026.65M2 1111式中 S——垃圾填埋场面积 m2

V——垃圾填埋场体积 m3

因为填埋场面积设为213027m2，所以设长宽为600m×355m。

3.2.2垃圾坝的选择和设计

垃圾坝的型式有土石坝、堆石坝、砼重力坝，经对本工程地质条件分析，设计中必须考虑坝体防渗，考虑渗流的作用。而填埋场中土石坝主要用来挡垃圾 (固体废弃物 )，

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一般不考虑水的渗流作用。本垃圾填埋场垃圾坝选用浆砌石坝。本垃圾填埋场分为2个填埋区，垃圾堆体高度为11米，根据坝体高度的设计标准,我把坝体高度确定为4米，坝底宽度根据坡度确定为12米，坝顶宽度为4米。垃圾坝紧挨垃圾一侧根据实际情况设计得比较陡，而背向垃圾一面则比较舒缓。在坝面上的防渗材料一般选用HDPE膜。为增强防渗膜的抗滑稳定 ,可选用单毛面的，而且毛面贴着坝体。坝面防渗材料的稳定可以通过简单的物理力学分析计算。如不满足，则需要在马道和坝顶设置锚固沟或采取其他的锚固设施。

3.3总图布置

根据场区的自然地形，结合工艺要求，并使场区形成较好的生产、生活和管理环境，将场区按功能特点划分为两个区，即管理区和填埋场场区。管理区布置在场区的东侧，建有污水处理区、综合用房、堆土区、地磅区、职工宿舍和食堂、浴室、道路、绿化等，是全场的行政管理中心和职工生活基地。

由于垃圾填埋场总面积不可能全部用来填埋垃圾，还有一部分要用来修建道路和围堤。查得单车道宽度是3.5m，双车道宽度是7m。如平面图示，此填埋场分为两个区填埋，临时道路都设为单车道，主干道设为7m，中间主干道路设为单车道。卫生填埋区的面积为213000㎡，道路广场面积为52623㎡，绿化面积为71795㎡总的建筑面积为390799㎡。

3.4防渗系统

3.4.1关于防渗系统设计所参照的规范是：

中华人民共和国行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ 17－2004）其中涉及到防渗排渗系统的条例如下：

（1）填埋场必须进行防渗处理，防止对地下水和地表水的污染，同时还应防止地下水进入填埋区。

（2）天然粘土类衬里及改性粘土类衬里的渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s，且场底及四壁衬里厚度不应小于2m。

（3）在填埋库区底部及四壁铺设高密度聚乙烯（HDPE）土工膜作为防渗衬里时，膜厚度不应小于1.5mm，并应符合填埋场防渗的材料性能和现行国家相关标准的要求。

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（4）人工防渗材料施工应满足以下要求：

1、铺设HDPE土工膜应焊接牢固，达到强度和防渗漏要求，局部不应产生下沉拉断现象。土工膜的焊（粘）接处应通过试验、检验。

2、在垂直高差较大的边坡铺设土工膜时，应设锚固平台，平台高差应结合实际地形确定，不宜大于10m。边坡坡度宜小于1∶2。

3、人工防渗材料的基础处理应符合下列规定： 1）平整度：应达到每平方米粘土层误差不得大于2cm；

2）洁净度：不采用膜下土工布保护层时，垂直深度2.5cm内粘土层不应含有粒径大于5mm的尖锐物料；

3）压实度：位于库区底部的粘土层不得小于93%；位于库区边坡的粘土层不得小于90%。

（5）填埋库区地基应是具有承载填埋体负荷的自然土层或经过地基处理的平稳层，且不应因填埋垃圾的沉降而使基层失稳。填埋库区底部应有纵、横向坡度，纵、横向坡度均宜不小于2%。

3.4.2防渗方式选择

（1）基坑基础处理

基坑按设计要求进行爆破开挖，需回填土时，要求回填密度不小于95%。坑底开挖后按设计坡度进行平整、压实，并去除有可能损伤HDPE膜的杂物，如树根、石块、碎玻璃、砖等。（2）场底水平防渗

场底防渗系统是防止填埋气体污染和渗滤液污染环境，并防止地下水和地表水进入填埋区域的重要设施。场底防渗系统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种类型。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水层或弱透水层，将垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。

填埋场场区地下水位较高，地下水埋深4~5米，土壤冰冻深度为0.8米。土质一般为砂质粘土，承载能力较好。基岩埋深为35米，地震烈度为4度。此填埋场没有独立的水文地质单元（分为第四系松散沉积盖层和基底两个单元）又属于渗透性场地，故不

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宜采用垂直防渗系统，而采用水平防渗系统。

由于度量粘土衬层渗透性的主要指标是渗透系数，根据《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》可知道，天然粘土类衬里的渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s并且要2米厚的粘土。从原始资料所给的渗透系数来看大多数都是大于10-7cm/s，故排除了用天然材料作衬垫层的方案，而选择了人工合成防渗膜。在人工合成防渗膜中选用了性能较优，国外使用经验较多的高密度聚乙烯（HDPE）防渗膜。

此填埋场不属于危险废物安全填埋场，并且场区工程地质条件良好，无不良地质现象，不需要采用双层衬层和双复合衬层防渗系统，而单复合衬层防渗系统完全能满足本设计对防渗系统的要求，故选择单复合衬层防渗系统。填埋坑基础处理好后，铺设300mm厚的中粗砂作为地下孔隙水导水层，在导水层上铺设一层土工布作为膜的保护层，在土工布上铺2.0mm厚的HDPE膜，在膜上再铺设一层土工布，然后铺300mm厚的粘土作为保护层，最后在保护层上铺设300mm厚的砾石层作为渗滤液的导水层。在粘土层与砾石层中间再铺设一层无纺布，避免渗滤液对粘土的冲刷而造成粘土堵塞卵石孔隙，影响渗滤液的导流排出。（3）边坡防渗

边坡也采用HDPE膜作为防渗层。边坡的设计坡度为1∶1.5～1∶3，自然地形坡度>1∶1.5进行削坡处理，将植物、草根及浮土清理干净，待边坡处理好后铺设一层袋装土作为支持层，在袋装土上铺设一层土工布，作为膜的支持层，土工布上铺HDPE膜，在膜上铺一层土工布作为保护层，最后在土工布上再铺一层袋装土保护HDPE膜。（4）垃圾坝防渗

在坝内侧铺设一层土工布作为保护层，在土工布上铺设HDPE膜，在膜上铺设一层土工布作为保护层在坝顶处设锚固沟对防渗层进行锚固。

3.5渗滤液收集导排系统与填埋坑地下水的排出与收集

3.5.1 渗滤液产生量

本工程渗滤液的产生量以大气降雨公式计算。根据国内外垃圾渗滤液产生量计算方面的经验，我们用以下简式：

Q=CIA/1000

式中：Q——日平均浸出液的量，m3/d;

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C——流出系数，%，与填埋场表面特性、植被、坡度有度，一般取0.2~0.8；这里取0.25

I——日平均降雨量，mm/d，这里取1020 mm/年 A——填埋场集水面积，m2。垃圾填埋场的面积为213027m2，C取0.25，

则渗滤液的产生量Q=CIA/1000=0.25×1020×213027/1000=54321.885m3/年=148.83 m3/d

3.5.2 渗滤液收集导排系统设计

垃圾卫生填埋场渗滤液的收集排出系统主要由设置在底部防渗层上的渗滤液导水层、集水盲沟和竖向石笼组成。

渗滤液导水层是在防渗层上铺设300mm厚的砾石层。由西向东，导水层坡度为6.2%。砾石从上至下，直径为φ16～φ50mm，粒径逐渐加大，起到既能截细小颗粒，又能确保排水通畅的作用。

集水盲沟布置成纵横交错的支状，在填埋区中间沿东西向布置一条主盲沟，南北向布置几条支盲沟，盲沟内布置渗滤液收集花管，管外填充砾石作为滤水层（粒径从管道外壁向外依次减小）。主盲沟内铺设φ400HDPE穿孔管；支盲沟内铺设φ200HDPE穿孔管

在整个填埋区域内按50m左右间距设置竖向导气集水石笼。石笼由直径1200mm的金属网填以级配碎石形成，石笼内设置φ200HDPE穿孔管。

为保证填埋堆体的渗滤液与填埋气体导排顺畅，在堆体标高145米处设中间层渗滤液与填埋气导排盲沟，导排盲沟呈纵横交错布置，与各个导气石笼相通。

渗滤液收集导排系统的工作机理：各垃圾层的渗滤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支盲沟或主盲沟，最后经φ400的渗滤液收集管穿过垃圾坝排入调节池。穿垃圾坝管为2根φ400的HDPE管，且在出口处设阀门。

3.5.3 填埋坑地下水的收集与排出

填埋坑坑底由西向东坡度为6.2%，待填埋坑基础处理好后，在坑底铺设300mm厚的中粗砂作为地下孔隙水导水层。在填埋区坑底中间布置一条孔隙水导流盲沟，该盲沟位于渗滤液收集主盲沟下面。在盲沟内铺设φ315HDPE穿孔管，在管外填充砾石作为导

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流层，孔隙水通过φ315HDPE实管穿过垃圾坝排至下游冲沟内。

3.6渗滤液处理系统

在选择渗滤液的处理方案时，我们将污水处理系统分为调节池和污水处理厂两部分。

3.6.1 调节池容积

调节池的作用是储存和调节渗滤液。根据多年逐月平均降雨量计算出每个月的渗滤液产生量，扣除当月的处理量后计算出最大累积余量，该最大累积余量即为调节池最低调节容量。最后由实际情况，算出3-4个月的渗滤液量，确定确定调节池的容量为17860m3。由此，取调节池的有效水深为2m，池宽为89.3m，池长为100m。

3.6.2 调节池设计

渗滤液的来源中，降雨量与蒸发量的查值、垃圾的含水量是两个最重要的影响因素，二者在一年四季的变化很大，因此渗滤液的水质水量也随之由较大的变化。对于我们的这个渗滤液处理系统，用填埋场排出的渗滤液首先在填埋场内的预处理设施进行必要的处理，以除去渗滤液中的重金属离子、氨氮、色度以及SS等污染物质或通过厌氧处理以改善其可生化性，降低污染负荷，为合并处理设施的正常运行创造良好的条件。因此，渗滤液处理厂要求渗滤液的水质水量尽可能的稳定，因此在渗滤液处理设施的前端，设置水质水量调节池显得极为重要。常规的污水处理调节池一般是调节均化一天的水量，因而水力停留时间均小于24h。而处理渗滤液的调节池是把春、夏季产生的多余渗滤液量储存起来，以弥补秋、冬季渗滤液处理厂正常运转时渗滤液量的不足，所以其停留时间均大于24h。

我们在设计渗滤液调节池的时候，考虑了两方面的因素：1.设计成厌氧塘的形式，让渗滤液调节池在调节池内进行酸化和厌氧消化，渗滤液在秋、冬两季（温度低）停留时间长，恰好满足了低温时厌氧塘去除有机物浓度的控制条件。2.渗滤液调节池应由足够的容积，以确保渗滤液调节池也不外溢。

国内垃圾卫生填埋场渗滤液调节池结构形式有钢筋混凝土式和防渗膜式。经技术、经济性能比较，结合填埋场地形，用自然放坡加防渗膜方式。调节池四壁与底层采用防

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渗膜，膜下有垫层，膜表面有防护层。

3.6.3渗滤液的处理

垃圾填埋场渗滤液的水质随垃圾组分、当地气候、水文地质、填埋时间和填埋方式等因素的影响而显著变化。由于影响因素多，造成不同填埋场、不同填埋时期的渗滤液水质和水量的变化幅度很大。总体来说，渗滤液具有以下的特征：1.有机污染物浓度高2.氨氮含量较高3.磷含量偏低4.金属离子含量较高5.总溶解性固体含量较高6.色度较高7.水质随填埋时间的变化较大。

填埋时间在5年以下的渗滤液pH值较低，BOD5及CODcr浓度较高，且BOD5/CODcr的比值较高，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。

渗滤液处理方案主要有场内循环喷洒处理，直接与城市污水处理厂合并处理，，场内预处理和城市污水厂合并处理相结合等形式。填埋场渗滤液水量相对于生活污水量规模较小的特点，确定渗滤液处理采用在场内建设完全的独立处理工艺的方案。通过DN200的排水管靠重力流输送到集水井再抽送到调节池再进行处理。渗滤液输送管选用价格适中的耐腐蚀、高强度、抗冲击球墨铸铁管。

用填埋场排出的渗滤液首先在填埋场内的预处理设施进行必要的处理，以除去渗滤液中的重金属离子、氨氮、色度以及SS等污染物质或通过厌氧处理以改善其可生化性，降低污染负荷，为合并处理设施的正常运行创造良好的条件。

对于城市生活垃圾填埋场，其渗滤液的具体方案选择要考虑排放标准的要求。生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-1997）规定了渗滤液的允许排放标准。排入设置城市二级污水处理厂的生活垃圾渗滤液，其排放限制值必须达到GB16889-1997中的二级标准，其中悬浮物小于等于200mg/l、BOD小于等于60 mg/l、COD小于等于300mg/l。

我国现有城市垃圾填埋场的渗滤液处理工艺，多数选用厌氧加耗氧的生物处理方法。由于渗滤液是一种高浓度的有机废水，尽管采用厌氧与好氧组合工艺对COD、BOD有较高的去除率，但是吃力后的水质仍然难达到生活垃圾污染控制标准（GB16889-1997）的要求。据调查，已建成的渗滤液污水处理场普遍存在运行效果差的现象。因此渗滤液的处理技术应该是物化及生化等多种处理方式有机结合的工艺。

目前常用的渗滤液处理工艺组合有：生物处理－混凝沉淀，生物处理－化学氧化－

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（生物后处理），生物处理－活性炭吸附，生物处理－反渗透－浓缩液的蒸发/干化。作为完整的处理工艺，渗滤液应该经过预处理，前处理，主体处理设施，后处理四个步骤后排放，其中预处理是以隔栅，调节池为主，主要作用是截除粗大的悬浮物，并对水质水量进行必要的调节均化，有利于后处理设施的运行；前处理是采用氨吹脱或其他处理方法，削减渗滤液中高浓度的氨氮，消除对微生物的抑制作用，改善微生物的生长环境，提高后续生物处理的运行稳定性；主体处理设施都是以低运行费用为特点的生物处理工艺，渗滤液中的大部分有机物在此阶段将于以去除，同时使氨氮的浓度达到排放标准。除传统的生物处理技术外，高效生物脱氮技术将是今后的发展趋势。经过上述处理过程后，重金属及不可生化的有机物可能仍然不能得到有效的去除，尤其是随着填埋时间的延长，渗滤液的可生化性逐渐下降，必要的有处理是不可省略的；后处理的工艺有多种选择，例如混凝沉淀气浮工艺，反渗透，超滤以及氧化吸附等工艺。填埋场采用处理流程如图所示：调节池吹脱塔曝气池混凝反应池沉淀池消毒池排至城市污水管网

图3-1 渗滤液处理流程图

3.7填埋场气体导排、处理系统

3.7.1产气量的确定：

填埋气体理论产生量可按下式计算：

V=W(1-η)η有机物CCODVCODβ有机物ε有机物式中：V——填埋废物的理论产气量，m3；

W——废物质量，kg；

η——垃圾的含水率（质量分数），%； η有机物——垃圾中有机物含量（质量分数），%；

CCOD——单位质量废物的COD，kg/kg,厨余含量高的垃圾可取1.2kg/kg; VCOD——单位COD相当的填埋场产气量，m3/kg；

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β有机物——有机废物中可生物降解部分所占比例；

ε有机物——在填埋场内因随渗滤液等而损失的可溶性有机物所占比例。已知参数如下：

垃圾的含水率为40%，容重为0.45t/m3。 V=W(1-η)η有机物CCODVCODβ有机物ε有机物

=1896689×（1-40%）×（0.7+55.1+1.4+22.6）%×1.2×0.7×72%×100% =549239m3

3.7.2 填埋气导排

填埋场必须设置有效的填埋气体导排设施，严防填埋气体自然聚集、迁移引起的火灾和爆炸。填埋场不具备填埋气体利用条件时，应主动导出并采用火炬法集中燃烧处理。未达到安全稳定的旧填埋场应设置有效的填埋气体导排和处理设施。

在选择填埋场气体控制方式时，应立足于填埋场的实际情况，进行综合考虑，确定最佳方案。就我国的情况而言，在现有的较为简单的城市垃圾填埋场、堆放场中，气体大多无组织释放，存在爆炸隐患，并造成环境危害，建议采用被动控制的方式进行导排燃烧。在一些容量较大、堆体较深、垃圾有机物含量高且操作管理水平较高的填埋场，可以考虑采用主动方式回收利用填埋场气体。对于新建填埋场，可以在垃圾填埋初期通过被动方式控制气体释放，当产气量提高到具有回收利用价值之后，开始对气体进行主动回收利用。由于此填埋场属于小型的并且填埋高度只有11米，因此本设计采用被动导排系统。

设计的时候我们采取被动气体收集装置。它是允许在气体没有鼓风机，气泵之类的机械装置下排放，这种系统可用于填埋场厂内部或者是外部。填埋场周边的空气排气沟和管路系统可以作为截断土中气体侧向流动的被动系统，如果地下水水位较浅，可以在填埋物中挖沟，其深度达到地下水位，然后用透性的砾石和排气管回填，作为被动气体的隔离层。为了促进排气沟的被动排气，根据填埋场的土体类型，可在教远的排气沟周围布置一些低透性材料。

本工程采用竖向导气石笼及导气管做为填埋气体的导出通道。导气石笼直径为φ1200mm，金属网围成，在导气石笼内填充级配滤料构成，中间导气管为φ200mmHDPE穿孔管。导气石笼间距50m左右。导气石笼底部与渗滤液收集盲沟相连，导气管除导气外，还兼有排水的作用。导气石笼的铺设随着填埋作业面逐步升高而逐段加高。LFG经

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导气石笼收集后，通过导气管输导，最终排放到大气中。在每个竖向石笼顶部（接近最终覆盖层处）设置一根DN200的气体排放管，排放口高于最终覆盖层1.8m。

3.8防洪系统设计

填埋场内设置截洪沟、排水沟和临时截洪沟，达到雨、污分流的目的，以减少渗滤液的产生量和污水处理费用。

永久性截洪沟沿填埋场的道路外侧设置，拦截场内外的洪水，保护填埋场的安全。截洪沟采用浆砌块石铺砌，其过水能力按50年一遇洪水计算，100年一遇的洪水校核。

由于短时间内垃圾不可能填到永久截洪沟之上，为减少渗滤液的产生量，达到雨、污分流的目的，在填埋坑边坡上每隔10m高差做一条临时截洪沟，本设计用膜的锚固沟兼做临时截洪沟，在锚固沟内填充砾石起导水作用。当垃圾填埋到临时截洪沟时，临时截洪沟作废。

在垃圾堆体表面，堆体标高每升高10m处设置排水沟，用以拦截堆体表面的径流水，采用浆砌块石铺砌。堆体表面的雨水经排水沟收集后排到下游的冲沟内。

根据《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》第二十二条规定该填埋场雨水导排系统的防洪标准按25年重现期设计，50年校核。

沿填埋区四周设一圈排水明渠收集填埋区的雨水，其长度为861m，断面为梯形，尺寸为：B上×B下×H=1.2×0.5×1.0（m）。收集后的雨水排到场外的排水沟。

在道路内侧设置排水沟，用以拦截堆体表面的径流水，其断面为矩形，尺寸为0.4m×0.4m，采用钢筋混凝土预制。堆体表面排水沟与填埋区周围的排水明渠连接，然后排出场外。

3.9填埋工艺

垃圾填埋采用分区、分层、分单元填埋作业方式，并严格按照《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》（CJJ17-2001）的规定执行。

3.9.1 填埋作业

本填埋场每日填埋垃圾约350吨左右，填埋作业定点倾卸、摊铺厚度30～50cm，然后压实。分层压实后，垃圾压实密度达0.85t/m左右。每日单元厚度1米左右，用塑

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料膜做适时覆盖。厚度累积到3m时，进行喷药,再进行覆土，覆盖土厚度0.2m。

3.9.2 终期封场

本垃圾填埋场设计使用年限为十五年，到期后将进行封场。

按“单元式”填埋作业方式依次重复操作至设计填埋高程时，需进行最终覆盖，其目的在于减少雨水的渗入，进行填埋场生态恢复。最终覆盖层由下至上有三部分组成：下层为粘土层（渗透系数≤10－7cm/s），压实厚度为0.3m；中间层为自然土，压实厚度为0.3m，其主要功能为防止植物根系穿透防渗层而导致渗水；最上层为营养土层，压实厚度0.2m，以种植草皮或浅根植物。封场后顶面坡度为5%，以利于降雨的自然排出。

此填埋场的覆盖系统参照国外的模式分为四层：营养层厚50cm，由有机质含量大于5%的土壤组成，用于栽种植被。排水层30cm，由渗透系数大于10-2厘米/秒的砂岩物质组成。防渗层采用复合防渗层：0.5mm的HDPE敷设在200mm的压实粘土上。缓冲层30cm，由土壤、坚硬垃圾和建筑垃圾等组成。

表3-3 封场系统各结构层特性

名称主要功能防止植物根系侵入以及动物挖洞对于排水层或阻隔营养层层的破坏，保护防渗层不受干燥收缩、冻结解冻等作用的破坏导排渗入的地表水，降低入渗水对阻隔层的压力砂、砾石、土工网当通过营养层入渗的水格、土工合成材料量较多，对阻隔层产生和土工布压实黏土、柔性膜、人工改性防渗材料常采用复合防渗结构和复合材料等土壤、砂砾、建筑厚度可根据终场覆盖的垃圾等厚度和材料作相应调整较大的压力时采用天然土等有时营养层与植被层可以合并，采用同一种材料常用材料备注排水层防渗层防止降水渗入垃圾体中，控制填埋气体的迁移扩散缓冲层支撑、稳定整个封场系统 31

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3.9.3 覆盖材料

垃圾填埋过程中所需要的覆盖土包括：单元覆盖贫瘠土、终期覆盖粘土、终期覆盖自然土和终期覆盖营养土。

3.9.4 填埋坑内雨水的引流

填埋坑内的雨水通过引流管将径流雨水及时引流排出填埋，达到雨、污分流。

3.10环境保护与环境监测

1. 填埋气体：设置导排气系统有序引导，采用甲烷报警器及燃烧装置来监测废气中甲烷的浓度，当甲烷浓度超过5%时通过电子点火燃烧排气。

2. 污水：清水（主要为场区径流和作业坡面径流）和废水（垃圾渗滤液、生产废水、生活污水、垃圾运输车清洗用水等）各自形成独自的排水系统，分别进行控制。清水排至场外，废水进渗滤水池，然后用于回喷或运至污水处理厂。

3. 粉尘：堆肥区、填埋区、进场公路和场区通道等区域表面定期洒水，以防止粉尘对周围环境的影响。干燥机装设纤维布袋除尘器，使排出的烟尘符合《工业窟炉大气污染物排放标准》（GB9078－199）二级标准要求。

4. 臭气：填埋垃圾应及时覆盖以控制臭气外溢，防护网外设置防护林带，以美化环境，净化空气。

5. 噪声：所有的设备全部选用符合环保要求的低噪声设备，并采取适当的隔音措施，使噪声在85分贝以下。若有必要，工人可戴防噪音耳塞。

6. 致病害虫：对蚊、蝇、鼠类等带菌体，一方面组织人员按时喷药灭杀，另一方面加强填埋场作业管理，消除低洼地带的积滞污水，及时清扫散落的垃圾，及时进行填埋覆土，避免垃圾外露。

7. 环境绿化：绿化带不仅能美化环境、吸收粉尘臭气以净化空气，还能吸收噪音，并防止水土流失。故除在场区周边设置绿化带外，在管理区、道路两侧也应进行绿化。对已封场的部分要及时做好绿化。

环境监测是填埋场管理的重要组成部分，是确保填埋场正常运行和进行环境评价的重要手段,环境监测内容见表3—4。

表3-4 环境监测内容表

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内容项目甲烷监测大气监测地表水监测地下水监测渗滤液监测蝇类监测

监测点布置监测项目监测频率每天监测一次每月监测一次每年枯丰平水期各采样一次每月一次，运行两年后每年雨期两次每月进行一次全分析每年6-10月，每月2-3次场区内布置3点，CH4 管理区布置1点场区上风向、下风总悬浮物颗粒、SO2、氮氧化物、CO、H2S向各布2点、NH3、臭气 PH、BOD、COD、SS、NH-N、TKN、TP、TK、氯化物、细菌总数、总大肠菌填埋场下游群填埋场上游一处，PH、COC、BOD、SS、DO、NH-N、悬两侧和下游各两浮物、TKN、TP、TK、氯化物、细菌总处数、总大肠菌群、硬度、硫酸盐 PH、COD、BOD、SS、DO、NH-N、悬渗滤液调节池浮物、TKN、TP、TK、氯化物、细菌总数、总大肠菌群作业区蚊蝇类孳生密度 33

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总结

时间匆匆，转眼几个月的时间过去了，毕业设计到此也算告一段落了，现在对毕业设计完成的经过进行一些总结。

毕业设计是在教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计总结，能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的训练。对于毕业设计这一环节我有几点体会：（1）毕业设计起到了强化专业知识的目的；（2）毕业设计贯彻了理论联系实际的原则；（3）毕业设计有助于提高学生适应未来岗位的能力。

垃圾的卫生填埋场处置，须同时获得经济效益、环境效益和社会效益，并达到其最佳配置。其中场址的合理选择与布局直接关系到场地四周的环境质量，因此，做好场址的研究工作有助于防止和减少填埋场对地质环境的破坏，有助于防止和减少填埋场对周围环境的危害。

毕业设计是学生在学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对学生的学习能力和独立工作能力也是一个培养，同时毕业设计的水平也反映了本科教育的综合水平，因此学校十分重视毕业设计这一环节，加强了对毕业设计工作的指导和动员教育。在学期初进行了毕业设计动员，强调了毕业设计的重要性。

以上是我的一点点见解，通过这次毕业设计使我掌握了做科学研究的基本方法和思路，为今后的工作打下了基础，现将感受总结如下：

总之，这次毕业设计不是简简单单的完成了一个课题，而是使我初步的掌握了科学研究的步骤与方法，巩固了我的专业知识，练习了我的实际操作能力，锻炼了我分析解决问题的能力，为今后的科研工作打下了坚实的基础。

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致谢

经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的导师陆建兵老师。陆老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是陆老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩陆老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢我的同学对我无私的帮助，正因为如此我才能顺利的完成设计，我要感谢我的母校——扬州大学广陵学院，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！

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