毕业设计开题报告.docx
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毕业设计开题报告.docx
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毕业设计开题报告
XX大学
毕业设计(论文)开题报告
学生姓名:
学号:
专业:
环境工程
设计(论文)题目:
北京市某区垃圾卫生填埋场及渗滤液处理工程设计
指导教师:
年月日
开题报告填写要求
1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成;
2.开题报告完成后应及时交给指导教师签署意见;
3.“文献综述”直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇。
毕业设计(论文)开题报告
1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写
2000字左右的文献综述:
文献综述
本设计的主要任务
1、垃圾填埋场填埋工艺设计,含部分工艺施工图设计
2、场底防渗系统设计,含部分工艺施工图设计
3、渗滤液收集与气体导出工艺设计,含部分工艺施工图设计
4、终场覆盖系统的设计,含部分单位构筑物的工艺施工图
5、渗滤液处理系统的设计,含部分单位构筑物的工艺施工图
一
工程设计的主要内容
城市生活垃圾卫生填埋场处理工程设计的主要内容包括:
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,封场工程,辅助工程(如绿化、道路等),设备选型等等。
二.总图布置
1.选址
填埋场的选址经过从工程学、经济学、环境学、政策法规等方面的综合的缜密的考虑而选取。
1)从经济学上看,此填埋场满足一定的库容量,能容纳2600--55000t/d的垃圾处理量;附近应有一大道,场址交通方便,运距合理;场址周围有相当数量的土石料,用于天然防渗层和覆盖层的粘土等。
2)从工程学,环境学方面看,此地基岩层地址状况较稳定,地壳上下升降变化较小,常年地表水较少,地下水主要为埋藏于砾沙层种的空袭潜水,主要受大气降水补给,呈季节性变化,抗震烈度为5度,东,南,西三面环山。
3)从政策法规上看,此填埋场的建立符合城市发展规划,符合北京市环境卫生事业发展规划要求。
2.厂址概况
填埋场气候为亚热带季风气候,常年主导西风,夏季为西南风,年降雨在1000毫升以上。
场地为腐殖土,粉土,砾土,粘土,角砾类型,含水层埋藏较浅,富水性一般,以粘性土为主,且粘土厚度较为稳定,天然条件下松散层粉和基岩风华壳风化含水层的防渗、防污性能均良好。
3.总图布置
该填埋场处理工程主要生活区、填埋区、渗滤液处理区三部分组成。
整个厂区的布置按照国家现行的各种要求,根据场址的实际地形地貌、水文地质、风向、以及填埋工艺需要而综合考虑设计。
由于该城市常年夏季处于西南季风盛行风向,常年风向为西风向,故综合该地形和风向季节性变换而将填埋区设在东部位置,同时在填埋区的周围设置绿化带。
这样可避免风向季节性变换而把填埋区填埋垃圾时产生一些臭气污染影响当地居民。
生活区包括行政办公楼、机修车间、喷泉广场、食堂,门卫室带等等。
渗滤液处理区包括水泵房、浓缩池、调节池等,当然其周围也配合一系列的绿化装饰点缀。
渗滤液处理区与沼气发电区都尽量设置在填埋区附近,便于流体输送。
三.填埋作业工艺
卫生填埋通常是每天把运到填埋场,经性质和计量判定后进入填埋场内。
垃圾按指定的单元作业点卸下,卸车后用推土机推铺,再用压实机碾压。
分层压实到需要高度后,再在上面覆盖粘土和聚乙烯膜料,并重复上述的卸料、推铺、压实和覆盖的过程。
以一日一层作业单元,每日进行覆盖。
垃圾的压实密度大于0.8t/m3。
每层垃圾厚度为2.5~3.0m,每层覆土矿工为15~30cm。
通常四层厚度组成一个大单元,上面覆盖土在45~50cm。
填埋时先从右到至左推进,然后从前向后推进。
左、中、右之间的联线之间呈圆弧形,使覆盖面上排水畅通地流向两侧进入排水沟或边沟等,以减少雨水渗入垃圾体内(减少渗滤液产生量),前后上部的连线呈一定坡度。
外坡为1:
4,顶坡不小于2%。
单元厚度达到设计厚度后,可进行临时封场,在其上面覆盖45~50cm厚的粘土。
并均匀压实,再加上15cm厚的营养土,种植浅根植物。
最终封场覆土厚度大于1m。
填埋场的作业方式实行分区分单元填埋,以分区分单元填埋为前提,然后再来考虑分层的填埋作业。
为最大限度防止污染扩散,填埋作业过程中,正在进行填埋作业的子填埋区是裸露的,日覆盖采用膜覆盖,其他的区域均为中间覆盖或临时封区。
首先进行的作业的是整平后的一区填埋库区底部,在实际进行填埋作业的过程中,要考虑是和填埋作业库区临时作业道路结合起来实施。
第一次到达的填埋作业高度为距离整平询问绝对标高2m而后开始第二层填埋作业单元的设置。
随着填埋作业高度的增加,可利用的填埋作业有效面积也在增加,这时为气体利用提供方便,已经经过临时封场的填埋单元可以通过导气石笼中间的垂直气井,将导气管和周围的移动式集气站连接起来,就可以对气体进行再利用了。
整个填埋区的作业顺序是:
先一区、二区、再三区,然后开始二期工程。
填埋二期工程作业时,和填埋一区形成新的水平面积,继续向上填埋,形成堆体后临时封场,填埋三期作业。
四.防渗工程与渗滤液处理设计
1.防渗工程
1.1防渗材料
目前,从国内外的实践实用看来,用于垃圾卫生填埋场应用最广泛最成功的的是高密度聚乙烯(HDPE)膜,与其它防渗材料,它具有最好的耐久性。
从防渗性能和经济实用角度考虑,此工程采用2.0mm厚度的高密度聚乙烯(HDPE)膜较为适当。
其磨擦性能的考虑,比安全性的角度出发,在坡面上采用毛面HDPE膜较好,但设计中由于有足够的粘土层,所以此工程防渗主体结构全部采用2.0mm厚的光面HDPE膜。
1.2防渗结构
在垃圾填埋区场底、侧坡和调节池内都安装严密的防渗系统,使其密不透水,以防止污染地下水。
核心部分是双层高密度聚乙烯(HDPE)膜。
此外还设置的收集层。
场底结构从上到下依次为:
过滤层、主滤液收集层、保护层、主防渗层、主防渗层、次要滤液防渗层、次防渗层、保护层、构建底面。
其相应的防渗材料设置依次为:
轻型工布土、厚度为600mm碎石导流层、500g/m2无纺土工布层、1.5mm光面高密度(HDPE)膜、500g/m2的无纺土工布层、1.5mm光面高密度(HDPE)膜、500g/m2的无无纺土工布层、地基土。
填土垃圾层
过滤层
轻型工布土
主滤液收集层
厚度为600mm碎石导流层
保护层
500g/m2无纺土工布层
主防渗层
2.0mm光面高密度(HDPE)膜
次要滤液防渗层
500g/m2的无纺土工布层
次防渗层
2.0mm光面高密度(HDPE)膜
保护层
500g/m2的无纺土工布层
构建底面
地基土
边坡和调节池的防渗结构与场底的都相同,这是从最安全的角度来出发考虑的,不能有一点大意。
2.渗滤液收集导排系统
2.1渗滤液导流层
渗滤液主收集层:
在无纺土工布保护层上铺设600mm的碎石层,粒径要求20~40mm,按上粗下细进行铺设,防止填埋的垃圾堵塞砾石缝从而影响渗滤液导流的效果。
渗滤液次收集层:
直接安装于主防渗层之下,目的是监测主防渗层是否渗漏,若有渗漏,则可在次盲沟中发现并收集起来。
2.2渗滤液导渗盲沟
渗滤液导渗盲沟负责渗滤液的最终排放,将其从场区内排往渗滤液沉淀池和调节池进行处理。
为了便于渗滤液的收集排放,在各区分别设置纵向盲沟,其中主收集层铺设直径为DN250mm的穿孔花管,由导流层形成盲沟断面,并用150g/m2织质土工布包裹。
次盲沟由透水和受垃圾沉降影响小的透水软管组成。
当次盲沟铺好之后再开始进行中间覆盖。
3.地下水导排系统
填埋场的工艺设计必须考虑对填埋库区底部可能存在的地下水进行导排。
地下水导排沟位于渗滤液主导排沟下约2m处。
先在沟内铺设反滤150g/m2土工布,然后再铺设DN200mm的HDPE穿孔花管,最后回填级配碎石到地下水导排沟沟顶。
4.渗滤液处理工程
4.1垃圾渗滤液
垃圾渗滤液呈淡茶色或暗褐色,色度在2000~4000之间。
有浓烈的腐化臭味,成分复杂,毒性强烈,有机物含量较多,被列入我国优先污染控制物“黑名单”的就有5种以上;氯氮浓度高,BOD5和COD浓度也远超一般的污水。
垃圾渗滤液来源于三个方面:
一是垃圾本身所带的水分;二是垃圾中有机物经分解后所产生的水;三是以各种途径进入垃圾填埋场的大气降水和地下水。
其中进入场区的大气降水和地下水是决定渗滤液产生量的关键因素。
4.2垃圾渗滤液处理工艺方案
从国内外渗滤液水质监测将资料分析,渗滤液中BOD5/COD=0.2~0.8。
开始时填埋场的渗滤液生化性较好,但随着时间的推移,其生化性将逐渐降低。
城市生活垃圾卫生填埋场渗滤液属于含氮量高、有机物浓度高的污水,其流量和负荷在不断变化。
故此工程先将渗滤液进行氨吹脱预处理。
再采用生物处理(准好氧处理)与反渗透法相结合的方法,使其扬长避短,互相补充,相辅相成,将处理效果发挥到最大限度。
4.3工艺设计
渗滤液
调节池
氨吹脱
SBR
反渗透
清水池
排放
由于渗滤液处理工艺比较复杂,具体工艺步骤在计算说明书中具体详细的讨论。
五.填埋气体收集与利用设计
1.填埋气体的主要组成
填埋气体(LFG)中主要气体包括甲烷、二氧化碳、氨、一氧化碳、氢、硫化氢、氮和氧等。
其中最主要的是甲烷和二氧化碳气体。
它的典型特征为:
温度达43~49℃,相对密度约1.02~1.06,为水蒸气所饱和,高位热值在15630~19537kJ/m3。
那当然填埋场产生的微量气体虽然很少,但其成分复杂,毒性较大,不能对其忽视。
2.填埋气体收集方式
本工程采用LFG主动控制系统,即在填埋场内铺设一些垂直的导气井或水平的盲沟,用管道将这些导气井和盲沟连接至抽气设备,利用抽气设备对导气井和盲沟抽气,将LFG抽出来。
由于本垃圾填埋场面积大,填埋量大,采用水平收集盲沟易使空气进入抽气系统,故此工程采用垂直抽气井抽气。
考虑到填埋厚度和填埋规模等因素,选择采用垃圾单元封闭后钻井下管统一收集填气体。
填埋气体主动控制系统主要由抽气井、集气管、冷凝水收集井、和泵站、真空源、气体处理站以及气体监测设备等组成。
通常,填埋气体主动控制系统又分为内部填埋气体收集系统和边缘填埋气体收集系统两类。
内部填埋气体收集系统:
该系统常用来回收填埋气体、控制臭味和地表排放,边缘填埋气体主动收集系统:
此系统主要是回收并控制填埋气体的横向地表迁移。
采用周边抽气井抽气。
3.冷凝液收集和排放
填埋气体在输送过程中,会逐渐变凉而产生含有多种有机和无机化学物质及具有腐蚀性的冷凝液。
这些冷凝液能起管道振动,限制气流,增加压力差,阻碍系统运行。
为此要设置冷凝液收集系统,一般冷凝液收集井安装在气体收集管道的最低处,避免增大压差和产生振动。
4.气体输送系统
收集的气体最终汇集到总干管,其输送管道材料采用PE。
5.填埋气体的利用
因填埋场工程较大,处理的垃圾量也较大,产生的沼气数量可观,持续的时间长。
但是目前国内外还没有成熟的气体收集经验与方法,而且用来发电或者做燃气还要有相应的辅助设施,况且燃气如果直接燃烧的话,可能引起爆炸,会对填埋场造成毁灭性破坏。
不能确定利大于弊。
所以本工程把填埋气体直接排放。
六.辅助工程
填埋场的辅助工程包括土建工程、道路工程、给水与排水工程、消防工程、供配电设计、自控仪表设计、垃圾计量、通讯、节能、绿化等等。
1)土建工程:
生活区以综合楼为主体建筑,它由办公楼和职工食堂、值班人员宿舍组成。
综合楼的建筑造型与中心广场融合为一个完整的厂前区空间,具有强烈的动感,起到引导视线的作用。
2)道路工程:
道路设计当当圆曲线小于150米时,在曲线半径施作5%~6%的超高,并设置路基加宽缓和段。
其附属工程主要包括道路排水边沟与涵洞、边坡的防护、挡土墩、标志牌等。
3)给水与排水工程:
其用水量设计包括道路喷洒、绿化用水、生活用水、消防用水、汽车冲洗用水、未预见用水等等用水量之和。
4)消防工程:
工程消防设计包括生活区和填埋作业区。
可燃气检测、报警仪,平时注意仪器的校准和维护。
5)供配电设计:
本工程全厂设备装机容量453.97KW,所有电设备均为380/220V低压设备。
6)自控仪表设计:
包括统计汇总、状态监控、环保在线监测、办公自动化等等。
7)垃圾计量:
因本工程处理量为2600~55000t/d,每日大约有(200~400)辆垃圾车进场,即平均约30辆/小时进入场区,即每2分钟约1辆车进入厂区并过磅计量。
故设置两台地磅进行计算。
8)通讯:
架设电话通讯线一条,小型电话交换机一台,整个场区配备四部直播电话,分别设在总经理室、副经理室、总调度室和管理科,另配备一部传真电话,设在办公室。
9)节能:
选用能耗低的车辆进行填埋作业;选用效率高的渗滤液输送泵等等
10)绿化:
而绿化带则采用点、线、面相结合,包括广场、湖、喷泉和花架等。
在填埋区和生活区之间用10~15米宽的绿化带分隔,采集不同的树种相互融合,布置出一个不同颜色、不同高度、不同形式的有层次的绿化景观。
七.封场工程
填埋场最终覆盖系统主要组成有:
表土层、保护层、排水层、屏障层和基础层/气体收集层等5层。
采用的终场覆盖材料压实粘土、土工膜、土工合成粘土层三者。
这三种联合使用以达到最好的经济效益和环境效益。
本填埋场的最终覆盖系统从上到下分别为:
15cm带有会浅根植被的表土层,60cm保护层,HDPE土工膜,土工网排水层,45cm压实粘土层。
1)15cm带有会浅根植被的表土层:
其作用于促进植物生长并保护屏障层,提供一定的持水能力。
2)70cm保护层:
其作用为将渗入覆盖层的水分贮存起来直到通过植物的蒸腾作用散失;将垃圾和掘地动物以及植物根系隔离开来;使人和垃圾接触的可能性减少;保护覆盖系统中下面各层免受过度干湿交替和冰冻的影响而导致覆盖材料破裂损坏;侧向排水。
3)HDPE土工膜:
采用与基础衬垫系统的防渗材料一致的1.5mm光面高密度(HDPE)膜,使其与上下方的粘土层结合形成复合防渗结构。
4)土工网排水层:
采用有土工布滤层的土工网,其作用为降低其下面屏障层的水头,从而使渗过覆盖系统的水分最小化;降低覆盖材料中孔隙水的压力,提高边坡的稳定性。
5)45cm压实粘土层:
压实粘土的还是具有一定的防渗作用,与HDPE土工膜结合使用,既经济又方便。
封场后还必须对其进行维护,包括场地维护和污染治理的继续运行和监测。
具体为:
渗滤液处理系统运行和监测、渗滤液调节池臭气处理系统运行和监测、填埋气体导排与利用系统运行和监测、地下水监测、地表水监测、地面沉降监测、场地维护等等。
毕业设计(论文)开题报告
2.本课题要研究或解决的问题和采用的研究手段(途径):
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。
渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物,主要来源于降水和垃圾本身的内含水。
由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质,包括物理因素、化学因素以及生物因素等,所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。
一般来说,其pH值在4~9之间,COD在2000~62000mg/L的范围内,BOD5从60~45000mg/L,重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。
城市垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,若不加处理而直接排入环境,会造成严重的环境污染。
以保护环境为目的,对渗滤液进行处理是必不可少的。
参照国内外的最新研究成果和污水处理厂的运行实践,在进行多方案比较的基础上,选择了此种方案进行比较。
处理流程为:
渗滤液→调节池→氨吹脱→SBR→反渗透→清水池→排放
此种方法相对而言比较传统,有一定的生产实践和技术参考。
其特点有:
1)SBR工艺无需初沉和二沉池,通过对运行方式的控制可以达到不同的处理目的,自动化程度高。
对高浓度有机物的降解程度高,对于NH4+-N也有很好的处理效果。
且由于垃圾渗滤液在填埋场中经过了垃圾的重重过滤,其中并无大块的固体污染物因而无需格栅。
2)通过氨吹脱工艺可以减少大部分氨氮,有效去除色度。
3)反渗透工艺使渗滤液出水完全达到一级,减小对环境的污染。
4)污泥由于可以在填埋场内就近填埋,因而对性能的要求不是很高,可以不经消化,浓缩后直接脱水运入填埋场。
参考资料:
【1】李颖.城市生活垃圾卫生填埋场设计指南.中国环境科学出版社.2005
【2】李湘宁,周无祥.EGSB反应器实验装置及启动实验设计研究.环境保护科学.2006,32
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【3】王长坤,刘振江,褚一威.国产CMF系统在污水浓度处理的应用.中国给水排水.2005,21(12):
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【4】李国建,赵爱华,张益。
城市垃圾处理工程。
科学出版社。
2003
【5】王宝贞,王琳。
城市固体废物渗滤液处理与处置。
化学工业出版社。
2005
毕业设计(论文)开题报告
指导教师意见:
1.对“文献综述”的评语:
2.对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:
指导教师:
年月日
所在专业审查意见:
负责人:
年月日
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