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生活垃圾填埋场污水处理站扩容配套工程可行性研究报告
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1概述
1.1项目名称
生活垃圾填埋场污水处理站扩容配套工程
1.2项目建设内容
生活垃圾填埋场污水处理站现有调节池进行防渗处理，增加HDPE膜浮动盖，以及污水处理站外电工程建设等内容。
1.3项目建设单位
gz市市容环境卫生局
1.4项目性质
市政环保公益性项目
1.5编制依据
1.5.1设计依据
（1）原lk生活垃圾填埋场建场工程设计图纸与部分扩容工程资料，gz市环境卫生研究所；
（2）《lk垃圾场工程地质报告（坝内部分）》，gz市水电勘测设计室，1991年4月；
（3）lk垃圾填埋场污水处理站调节池地形测量图（比例：
1：
500），gz地质勘察基础工程公司，2006年5月；
（4）关于gz市lk生活垃圾填埋场污水处理站扩容工程环境影响报告书的函（sui环管影[2005]456号）；
（5）《gz市lk生活垃圾填埋场污水处理站扩容工程可行性研究报告》，gd省环境保护工程研究设计院，2006年4月；
（6）关于gz市lk生活垃圾填埋场污水处理站扩容工程可行性研究报告的复函（sui发改城[2006]65号）；
（7）lk垃圾渗滤液处理扩容工程初步设计说明书及图纸，gd省建筑设计研究院、gz怡地环保实业总公司，2007年02月；
（8）《关于lk垃圾渗滤液处理扩容工程初步设计评审工作的报告》（sui建科办[2007]90号）；
（9）《gz市lk生活垃圾填埋场污水处理站扩容工程配套工程项目建议书》，gd省建筑设计研究院，2007年8月；
（10）《关于lk生活垃圾填埋场污水处理站扩容配套工程的复函》，sui发改城[2007]72号；
（11）可研报告委托编制合同。
1.5.2采用的主要规范及标准
（1）《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
（2）《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ17-2004
（3）《生活垃圾填埋污染控制标准》GB16889-1997
（4）《生活垃圾填埋场无害化评价标准》CJJ/T107-2005
（5）《室外排水设计规范》GB50014-2006
（6）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89
（7）《环境空气质量标准》GB3095-96
（8）《恶臭污染物排放标准》GB14554-93
（9）《地面水环境质量标准》GHZB1-1999
（10）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
（11）《建筑结构设计统一标准》GB5003-2001
（12）《砌体结构设计规范》GB50003-2001
（13）《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002
（14）《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002
（15）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
（16）《建筑地基基础设计规范》（gd省标准）DBJ15-31-2003
（17）《建筑基础处理技术规范》JGJ79-2002
（18）《建筑基础处理技术规范》（gd省标准）DBJ15-38-2005
（19）《地下工程防水技术规范》DB50108-2001
（20）《供配电系统设计规范》GB50052-95
（21）《10kv及以下变电所设计规范》GB50053-94
（22）《低压配电设计规范》GB50054-95
（23）《电力工程电缆设计规范》GB50217-94
1.6主要技术经济指标
本配套工程的主要技术经济指标如表1-1所示。
表1-1配套工程主要技术经济指标
序号
主要指标
单位
数值
备注
1
项目规模
m3
800
污水处理量
3
主要工程
3.1
调节池
m2
m3
6000
12000
占地面积
调节容积
3.2
高压外电工程
kv
10
双回路,一用一备
4
项目总投资
万元
2196.59
4.1
建设投资
万元
1578.37
4.2
建设期利息
万元
0
未计
4.3
铺底流动资金
万元
0
5
单位工程建设投资成本
万元
2.75
按污水处理量
2项目概况
2.1项目地理位置
2.2与本项目有关的设施情况
根据lk污水处理站扩容工程可行性研究报告和初步设计（简称污水扩容可研和污水扩容初步设计）有关资料，与本项目有关的环卫处理设施基本情况如下：
1.lk生活垃圾填埋场
1992年2月建成投入使用，2004年3月底正式封场。
目前该场已完成封场和生态恢复工程的建设，只有少部分堆体因边坡稳定问题，尚未做复绿工程。
但垃圾堆体内仍有较多的渗滤液产生，预计渗滤液产生量约为100m3/d。
垃圾经过长时间的厌氧分解，使得封场后的渗滤液的有机污染物浓度逐渐降低，可生化性越来越差，BOD/COD值降至0.1以下；氨氮浓度较高，封场后较长时间内基本保持在1500～2500mg/l左右；SO42-/Cl-的比值越来越低，重金属含量逐渐降低。
预计封场后5年内，渗滤液各指标的浓度将逐渐下降，见表2-1。
封场后5～10年后，无论水质和水量，垃圾场的渗滤液还将会大幅度下降。
表2-1lk填埋场封场5年内渗滤液各指标浓度预计表
指标
pH值
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
氨氮
（mg/L）
SS
（mg/L）
渗滤液
8.4～9.0
1000～2000
300～600
1100～2500
100～300
2.lk生活垃圾焚烧发电厂
自2005年10月投入运营，采用机械滚动式炉排焚烧炉和凝气式气轮发电机系统处理gz市城区生活垃圾并供电上网。
设计处理规模900吨/日（热值7500kJ/kg），最大处理规模为1035吨/日（热值6500kJ/kg），全年平均处理量28.08万吨。
污水产量约为100m3/d。
经过现场实际排水和水质检测，高浓度的污水主要有垃圾贮存坑渗出水、炉渣贮存坑排出的炉渣水和卸料平台冲洗水，此外化验室废水存在较大的不确定性，且可能含有较多的重金属，因此焚烧发电厂产生的污水成分复杂且浓度高。
焚烧厂现场实测高浓度污水水质检测数据见表2-2：
表2-2lk生活垃圾焚烧发电厂废水水质情况
指标
pH值
CODcr（mg/L）
BOD5（mg/L）
氨氮（mg/L）
SS
（mg/L）
电导率
（ms/cm）
高浓度渗滤液
5.12～5.63
38000～60600
8580～32200
788～1436
1200
8.33～28.5
3.lk生活垃圾焚烧二厂
预计于2008年投产，将采用逆推式炉排焚烧炉和中温中压锅炉——汽轮发电机组处理gz市城区生活垃圾，设计处理规模为2000吨/日，年处理量73.00万吨。
污水产量预计约为210m3/d。
其污水来源和水质情况与lk生活垃圾焚烧发电厂基本一致。
4.lk生活垃圾综合处理厂
预计于2009年投产，主要采用先进的垃圾分拣设备与堆肥技术，日可分拣城市生活垃圾1000吨。
利用生物工程的专利技术将分拣后的筛下可降解有机物厌氧发酵制取沼气发电，厌氧硝化残留物进行熟化堆肥；回收lk垃圾填埋场产生的沼气，以沼气为原料，通过内燃发电机来发电，预计产生高浓度污水量为320m3/d。
由于垃圾综合处理厂目前尚未建设，其处理过程中产生的污水只能参考同类工程，同时结合gz市生活垃圾特性，预测渗滤液及厌氧发酵残留物脱水后的废水主要污染物浓度见表2-3：
表2-3综合处理厂高浓度废水水质情况
指标
pH值
CODcr（mg/L）
BOD5（mg/L）
氨氮（mg/L）
SS
（mg/L）
高浓度渗滤液
5.0～7.0
10000～23000
5000～10000
800～1500
1000
5.lk生活垃圾填埋场污水处理站
现有的污水处理站：
主要处理来自lk垃圾填埋场封场后的渗滤液和lk生活垃圾焚烧厂产生的高浓度渗滤液，污水处理量约为200m3/d，经处理后的垃圾渗滤液基本能达到国家渗滤液二级标准。
由于污水站工艺流程比较复杂，原系统各构筑物容积偏低，处理能力有限，仍有部分渗滤液需要外运其他污水厂处理。
新建扩容后的lk污水处理站：
（1）根据污水扩容可研和初步设计，目前使用中的lk焚烧发电厂、新计划建设的lk焚烧发电二厂、lk生活垃圾综合处理厂均不单独设置污水处理系统，其产生的高浓度有机污水送入lk填埋场污水处理站处理，加上已封场的lk生活垃圾填埋场产生的渗滤液，合计水量约800m3/d。
其各期废水产生量见表2-4。
表2-4lk生活垃圾处理设施各期废水产生量一览表
时间
不同水质分类统计水量（m3/d）
高浓度有机废水
填埋场
焚烧厂
焚烧二厂
综合处理厂
合计
2005年
300
100
400
2006年
200
100
300
2007年
200
100
300
2008年
200
100
210
550
2009年
100
100
210
320
730
2010年
100
100
210
320
730
2011年
100
100
210
320
730
2012年
50
100
210
320
680
2013年
50
100
210
320
680
（2）污水处理站设计规模为800m3/d，处理工艺采用UASB+MBR+DTRO工艺，处理站出水达到《城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002），在各处理厂及封场区回用。
其进水设计指标最大值如下表2-5。
表2-5lk污水处理厂扩容工程设计进水水质最大值
项目
处理规模（m3/d）
pH值
CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
氨氮
（mg/L）
SS
（mg/L）
电导率
（ms/cm）
数值
800
6～9
38000
20000
2000
1000
16
（3）由于本设计来水水源不同，其水质相差比较大，目前没有可靠的来水调蓄设施，因此，必须设置一个调节池进行水质水量调节，调节水量为15d，调节池库容为12000m3，而目前坝外现有调节库未做防渗处理，只能作为事故状态时储存，需增加并尽快实施调节池的防渗及加盖工程。
（4）污水处理站设备安装容量为1353KW，计算容量为1277KW，采用两台变压器供电，一台1250KVA，负荷率67.2％，另一台630KVA，负荷率74.1％。
2.3本项目工程现状
现有的调节池是在lk垃圾场填埋作业期间，填埋区北侧垃圾挡坝内侧特意不填垃圾，自然形成一个调节池。
用于调节渗滤液全年水量，最大容积达5万m3。
经过长时间积累，调节池南侧逐步形成一个较大的垃圾堆体陡坡，局部坡度超过1:
1以上，目前暂时用HDPE膜进行覆盖，垃圾堆体自然沉降已经相对稳定。
其现状见图2-2和图2-3。
图2-2调节池及周边环境现状图1
图2-3调节池及周边环境现状图2
2.4项目建设条件
2.4.1工程地质和水文地质条件
本项目调节池的工程用地原为lk山塘水库坝脚处库内地带，地面标高为48～50米，底部较为平坦，地形基本呈缓坡状。
lk填埋场原建设期间场地勘察资料表明，该处地层由第四纪堆积物和燕山期酸性侵入岩组成。
主要地层由坝体老填土、第四纪破残积层、燕山期酸性岩浆组成。
按风化状态分为全风化岩、强风化岩和中风化岩。
调节池位于坝体内坡附近为50年代人工填筑的亚粘土，属微透水层，但土层的分布面积和厚度有限，防渗效果不大。
库内连续分布的残坡积层是原水库的天然铺盖，由亚粘土、淤泥质土、砂石砾石等层状互层状交错沉积形成，属典型的山区洪坡积物的特征。
本层的砂石层属易透水层，是向坝下渗漏的主要含水层。
库区全风化土层属微透水层，可视为库区相对隔水层，但它发育“天窗”，使库水垂直向下渗透，补给透水性较好的强风化石英斑岩，再以水平渗漏的方式排出坝下游。
为此，建场时在坝内库区做了帷幕灌浆处理，以减少库水向坝外的渗漏量，基本上达到防渗要求。
2.4.2气候条件
根据gz市气象站提供的观测统计资料，该区域为亚热带季风气候，具体气象条件如下：
气温：
全年平均气温：
21.8℃
极端最高气温：
39.1℃
极端最低气温：
-0.3℃
7月份平均气温：
28.1℃
1月份平均气温：
13.3℃
降雨量：
该地区雨量充沛，年降雨量为1689.3~1876.5毫米，雨季（4月～9月）降水量占全年的85％左右。
年降雨量：
1784mm
月最大降雨量：
548mm
多年平均24小时最大降雨量：
151mm
多年平均72小时最大降雨量：
338.8mm
多年平均蒸发量：
1461mm
湿度：
平均相对湿度77％
相对湿度变化范围：
55～95％
年平均日照时间：
1875～1959小时
风向：
全年主导风以北风为主，春季以东南风、北风为主，夏季以东南风为主，秋冬季以北风为主，全年北风和东南偏南风的频率很高，分别为9.4％和9.5％，但静风频率最高，为29％。
2.4.3交通运输及施工条件
调节池东北面为原填埋场进场道路，西面可从焚烧发电厂道路经现污水处理站到达调节池位置，交通条件良好。
沿调节池北面和东北面的池边设置有lk沼气收集管，沼气燃烧火炬正位于调节池北面池边靠道路位置。
调节池南面为垃圾堆体，因堆体坡度较大，尚未进行泥土覆盖和生态恢复，在堆体坡脚设置有排水渠，顺坝边外排。
只有调节池西面，即现垃圾挡坝位置无其他建筑物，可开展施工，但坝面面积有限，且坝顶有排水渠通过，难于展开大面积机械施工。
2.4.4供配电条件
本项目外电工程采用10千伏中压配电。
现场具有良好的供配电条件，但污水处理站现安装有400KVA专用变压器，只能满足装机容量在400KW以下的用电设备的需求。
对lk污水处理站现有线路进行改造可满足项目用电需求，但由于用电设备的增加，需要考虑负荷增容。
3项目建设必要性
从表2-1至表2-5的可以发现，进入lk污水处理站的各垃圾处理设施产生的水质差异较大，其中CODcr最大变化幅度可达到34倍，BOD最大变化范围可达72倍。
如此大范围变化的水质已超出lk污水处理站设计处理工艺可承受范围，严重影响了污水处理工艺的稳定性及出水水质，因此必须设置一个调节池，对不同来源的渗滤液进行水质调节，减小待处理渗滤液水质的变化范围。
同时，由于lk污水处理站设计规模达到800m3/d，处理站内用地面积有限，难于考虑设置满足要求的水量调节构筑物，现场利用原有污水池改造的调节池最大容积也仅1200m3，根本无法满足设备检修以及停电停产时的水量调节，此外雨季时现有垃圾填埋场会产生大量的渗滤液，远远超出污水处理设施的调节及处理能力，会造成渗滤液外泄污染下游水体。
现有的渗滤液调节池建设标准低，池体未做有效的防渗系统，且调节池内多年来淤积严重，有效容积仅有几千立方米，无论是防止污染措施还是容量都难以满足本项目的环保要求和水量调节要求。
渗滤液调节池是渗滤液收集后的暂存设施，对渗滤液的处理起到水量调节和水质均化作用。
由于垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度污水、其污染物含量较高，极易对地下水造成污染，对周边居民生活及生产造成影响；同时，由于渗滤液在调节池中储存时间一般较长，一些高浓度的有机污染物经厌氧后产生大量的甲烷、硫化氢等恶臭气体，因此需对调节池进行防渗及加盖措施。
根据以上原因，必须对现有的调节池进行改造，按环保要求建设一个满足水质、水量调节要求的大型调节库，以维持lk污水处理站处理工艺的正常运行，并确保出水达标排放。
新建的lk污水处理站采用新的工艺和设备，处理能力达到800m3/d，设备安装容量达到1353KW，需要1000KVA以上的专用变压器才能满足配电需求。
原有的400KVA专用变压器已无法满足新的要求，应进行变压器增容安装。
同时，原有电缆也不能满足新的配电要求，需要重新进行敷设。
4工程应用方案分析
4.1调节池防渗技术
根据上述对该项目的分析可知，调节池的使用容积要有12000m3，在调节池的应用设计中，可采用刚性和柔性的。
从技术来看：
刚性的调节池多数采用钢筋混凝土结构，在这一方面技术在国内的水池应用中是较为广泛的，技术非常成熟；而柔性的调节池多数采用人工防渗结构，这一技术是近几年较为流行的一种，也是国内多数垃圾填埋场内所采用的一种方式，该技术也较为成熟。
图4-1和4-2是典型的采用柔性防渗调节池。
从经济造价来看：
钢筋混凝土结构的造价要比人工防渗结构高。
从施工角度来看：
钢混结构施工工期长，施工难度比人工防渗要大。
从外形角度来看：
钢混结构的调节池可完全隐蔽，池顶可作为绿化等其他使用场地，这样与北向封场后的垃圾填埋场形成一个园林绿化景观，而柔性的调节池则表露在外面，柔性可移动的调节池盖顶不可承重，表露在外面的调节池影响lk垃圾填埋场封场后的整体景观。
结合lk垃圾填埋场的实际情况以及业主的要求，在本次项目中渗滤液调节池的结构采用柔性防渗技术。
表4-1刚性与柔性防渗方案对比表
防渗方式
技术应用
经济造价
施工难度
外形景观
备注
刚性
应用广泛，技术成熟，多为规则水池。
较高
地基处理等施工要求高，工期长
占地面积较小，外形规则，与外界景观易保持一致，可完全隐蔽
多用于污水厂处理水池
柔性
应用广，技术较为成熟，水池形状无限制
高
地基处理要求高，但施工简单，工期较短
占地面积较大，外形多为不规则，与外界景观不易协调，隐蔽难
多用于填埋场调节池
图4-1gz大田山填埋场调节池
图4-2gz兴丰填埋场调节池
4.2调节池加盖技术
现有的垃圾渗滤液调节池基本上是敞开式的，高浓度渗滤液散发出来的恶臭气味会给周边环境带来大气污染，严重影响环境，调节池也就成为周边环境最大的污染源。
同时，雨季时调节池敞露的池面汇集的雨水全部成为渗滤液，违背了清污分流的原则，而国内绝大部分填埋场调节池设计中却往往忽略了这个问题，在运营过程中苦不堪言。
因此，采取工程措施有效阻止恶臭气味向四周扩散和减少渗滤液量，并对池内产生的气体收集、处理就显得尤为重要。
目前，对污水池加盖现行的方法主要有以下几种，见表4-2。
表4-2污水池加盖方法对比表
序号
加盖方式
技术应用
经济造价
施工难度
外形景观
备注
1
普通碳钢骨架＋阳光板
应用早，技术简单成熟，但跨度小，钢结构易腐蚀，寿命短，一般在3～5年
成本较低
简单，适合跨度小水池
外形规则，面积小
多用于污水厂处理水池
2
不锈钢骨架＋玻璃钢板
技术成熟，防腐性能好，跨度越大成本提高越大
成本高
简单，适合跨度小水池，一般不超过8米
外形规则，面积小
多用于污水厂处理水池
3
普通碳钢（反吊）＋膜（氟碳纤膜）
欧美应用广，国内推广中，防腐和密封性能较好，跨度有所提高，可有效臭气收集和控制
成本较高，
施工要求高，膜需进口
外形可多样化，造型美观
多用于污水厂处理水池
4
HDPE膜+漂浮覆盖
近几年应用多，技术成熟，防腐性和密封能好，跨度应用广，可有效对臭气收集和控制
成本较高
焊接等施工要求高，适合不规则、跨度大水池
占地面积较大，外形多为不规则，与外界景观不易协调，隐蔽难
多用于填埋场调节池
本调节池占地面积大，跨度大，池顶加盖要求可对臭气有效收集控制，并有较好的防腐能力。
综合比较以上4种方案，结合调节池的防渗方案，本项目调节池将采用HDPE膜+漂浮覆盖的加盖方案，两者比较能够有机结合。
采用HDPE膜在调节池上加盖，即“浮盖膜”技术，是国内外近年来对填埋场调节池污水产生的臭气进行有效控制的一种较为合理的方法。
所谓“浮盖膜”即在调节池顶面覆盖一个闭合的腔壳体，四周锚固，封闭体内产生的废气通过池周边的集气管集中排放、处理，浮盖膜可以在安全水位内随着污水水位的涨跌自由起落。
调节池浮盖系统主要包括：
液面浮盖系统、气体收集排放系统、重力压管以及周边锚固等。
杭州市第二垃圾场调节池的浮盖工程已竣工将近一年,能有效地控制臭气向大气环境的自由挥发,该场最大的臭气散发源已经被控制住。
图4-3和4-4是杭州市第二垃圾场调节池加盖工程图。
现今,国内有许多大型的垃圾填埋场都运用浮盖技术来为调节池进行加盖,包括深圳下坪垃圾场、上海老港废弃物处置场等,这些填埋场均表明采用HDPE膜对调节池加盖后对臭气控制的效果较好。
图4-3杭州市第二垃圾填埋场工程调节池加盖工程-全图
图4-4杭州市第二垃圾填埋场工程调节池加盖工程-膜上重力管
5工程建设内容
5.1调节池防渗改造
调节池改造应与污水处理站主体工程同时进行施工，以保证污水处理站功能的完善。
新建的调节池池底占地面积为4200m2，池顶占地面积为6000m2，设计深度为3m，设计容积为15000m3，有效容积为12000m3。
调节池平面示意图见图5-1。
图5-1调节池平面示意图
5.1.1土方工程
调节库原有渗滤液预计有5000m3，采用槽罐车运送至大田山污水处理厂或市政污水处理厂进行处理。
调节库底部淤泥可清运到兴丰垃圾填埋场，厚度约3米，体积约1.5万立方米。
然后采用粘性土回填，500毫米一层，分层压实，压实度0.9，回填到绝对标高57米后，新建污水调节库位置不用继续整体回填，以外范围应回填到绝对标高60米，但新建调节库边界位置回填宽度需富余1米，以保证修坡后的边坡压实质量。
5.1.2防渗工程
调节池形状按照现有的地形进行土方构建，尽量规则，以减少施工难度。
土方构建后，采用1.5毫米HDPE双光面膜+400g长丝无纺土工布形成防水库体。
防渗膜性能参数见表5-4，其防渗系统构造大样图见图5-2。
图5-2调解库防渗系统构造大样图
5.2调节池加盖工程
5.2.1覆盖材料选择
考虑到本调节池面积大，浮盖膜长期处于受拉应力状态，且长时间与外界腐蚀性空气接触，受强阳光紫外线辐射以及不同季节温差的循环考验，对浮盖膜的抗拉应力和抗老化性能要求特别高。
故本工程建议采用进口平板挤出工艺生产的高性能2.0mm厚双光面HDPE膜，通过焊接成为浮盖膜整体。
其性能参数见表5-1。
表5-1HDPE光面防渗膜性能参数
序号
项目
单位
指标
测试方法
1
厚度
mm
2.00
ASTMD5199
2
密度
g/cm3
≥0.94
ASTMD1505
3
拉伸屈服强度
N/mm
30
ASTMD638
4
抗拉断裂强度
N/mm
57
ASTMD638
5
断裂伸长率
%
≥700
ASTMD638
6
屈服伸长率
%
≥13
ASTMD638
7
抗撕裂强度
N/mm
≥145
ASTMD1004
8
抗穿刺力
N
800
ASTMD4833
9
碳黑含量
%
2~3
ASTMD1603
10
碳黑分散度
级
A1
ASTMD5596
11
200℃氧化诱导时间
min
≥100
升级会员 