滲瀝液產(chǎn)量、規(guī)模及調(diào)節(jié)的工程計(jì)算
摘 要:滲瀝液調(diào)節(jié)容量和處理規(guī)模是衛(wèi)生填埋場設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容,而在實(shí)際中對滲瀝液處理規(guī)模和調(diào)節(jié)容量的確定往往是經(jīng)過比較粗略的估算,相關(guān)資料也比較少,難以對設(shè)計(jì)起到實(shí)際的指導(dǎo)作用。
前言
隨著城市的發(fā)展和人民生活水平的提高,城市生活垃圾量日益增長,垃圾的處置是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。目前比較經(jīng)濟(jì)、易管理的處置方式是衛(wèi)生填埋。城市垃圾衛(wèi)生填埋場的建設(shè)和運(yùn)行中,滲瀝液的控制和處理是一項(xiàng)主要內(nèi)容。
滲瀝液是城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場的主要污染物,滲瀝液中因其有機(jī)物和氨氮濃度高,處理難度大、投資和處理費(fèi)用高。因此,滲瀝液調(diào)節(jié)容量和處理規(guī)模是衛(wèi)生填埋場設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容,而在實(shí)際中對滲瀝液處理規(guī)模和調(diào)節(jié)容量的確定往往是經(jīng)過比較粗略的估算,相關(guān)資料也比較少,難以對設(shè)計(jì)起到實(shí)際的指導(dǎo)作用。本文結(jié)合工程設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例,按照方便實(shí)用的原則,提出了滲瀝液調(diào)節(jié)容量和處理規(guī)模確定的估算方法,希望可以對目前的填埋場的滲瀝液處理設(shè)計(jì)起到一定的借鑒作用。
1 滲瀝液產(chǎn)生量的影響因素
滲濾液主要由垃圾填埋場范圍的降水滲透、地下水侵入以及垃圾本身所含的水分形成。影響滲濾液產(chǎn)量的因素十分復(fù)雜,主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、填埋場頂部的地表徑流和水分蒸發(fā)等。其中,垃圾滲瀝液的主要來源是降水。
2 控制滲瀝液產(chǎn)量的主要措施
2.1 合理填埋場
合理地選擇集雨面積較小、庫容大、地下水位較低的區(qū)域作為填埋場場址(同時(shí)綜合考慮垃圾運(yùn)距、周圍環(huán)境、地形地質(zhì)、交通、覆土來源等因素)。
2.2 設(shè)置截水排洪溝
四川省的垃圾衛(wèi)生填埋場基本上都屬于山溝式填埋,通過設(shè)置截洪溝并對截洪溝作防滲處理,以截留填埋區(qū)外匯水面的地表徑流和部分潛水。但是截洪溝的深度有限,部分來自填埋場上游的地下潛水將進(jìn)入填埋場,會形成一定量的滲濾液,這方面的潛水引流措施有待進(jìn)一步探討。
2.3 場區(qū)防滲
根據(jù)場址的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況,選擇適當(dāng)?shù)姆绞綄μ盥駡龅撞窟M(jìn)行防滲處理,一方面防止?jié)B濾液滲入地下,污染地下水;另一方面避免地下水侵入填埋場,造成滲瀝液水量增大。
2.4 規(guī)范填埋作業(yè)
嚴(yán)格規(guī)范的填埋作業(yè)可以有效地控制降水的滲入量。對山溝式填埋場宜采用斜坡作業(yè)法,按單元填埋并分層壓實(shí)覆土,在一定高度設(shè)置平臺及排水溝以減少滲瀝液產(chǎn)量。
3 滲瀝液產(chǎn)生量的計(jì)算
滲瀝液的產(chǎn)生量估算方法主要有水平衡計(jì)算法、年平均降水量法、幾年概率降水量法等。對于新建城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場,我們對滲瀝液的產(chǎn)生量估算采用經(jīng)驗(yàn)公式法,在設(shè)計(jì)中采用的計(jì)算公式如下:
Q=I×(C1×A1+C2×A2)×10-3
式中:
Q —— 滲瀝液的日平均產(chǎn)生量(m3/d);
I —— 采用年平均降雨量轉(zhuǎn)換為日平均降雨量(mm/d);
A1 —— 填埋分區(qū)作業(yè)區(qū)面積(m2);
C1 —— 填埋分區(qū)作業(yè)區(qū)滲出系數(shù);
A2 —— 填埋分區(qū)填埋休止或填埋終了區(qū)的面積(m2);
C2 —— 填埋休止或填埋終了區(qū)的滲出系數(shù)。
注:
1.計(jì)算日最大滲瀝液產(chǎn)生量,則需將上式中的I采用最大月平均降雨量轉(zhuǎn)換為日平均降雨量(mm/d)。
2.滲出系數(shù)C1的取值:按照經(jīng)驗(yàn)公式,其取值范圍在0.2-0.8之間,一般當(dāng)降雨量=蒸發(fā)量時(shí)取C1=0.5;當(dāng)降雨量<蒸發(fā)量時(shí)取C1<0.5;當(dāng)降雨量>蒸發(fā)量時(shí)取C1>0.5。C2一般按照C2=0.6C1的原則取值。
在工程設(shè)計(jì)計(jì)算中,給出的年平均降雨量為1058.0mm,最大月降雨量229.7mm,年蒸發(fā)量2003.1mm,而填埋場匯水面積41000m2,分為兩區(qū),A1區(qū)面積21000m2;A2區(qū)面積20000m2。由此可以計(jì)算出在填埋期間的日平均滲瀝液產(chǎn)生量和日最大滲瀝液產(chǎn)生量:
Q平均= 2.90×(0.4×21000+0.24×20000)×10-3=38.28m3/d
Q最大= 7.66×(0.4×21000+0.24×20000)×10-3=101.11m3/d
由于處理規(guī)模不但要考慮填埋期的處理量,也須考慮填埋終期以后的滲瀝液處理,填埋完后的日平均滲瀝液產(chǎn)生量(Q平均1)和日最大滲瀝液產(chǎn)生量(Q最大1)作為校核的依據(jù),計(jì)算結(jié)果如下:
Q平均1= 2.90×0.24×41000×10-3=28.54m3/d
Q最大1= 7.66×0.24×41000×10-3=75.37m3/d
由此,可以假定處理規(guī)模在40-75m3/d之間。
4 調(diào)節(jié)容量及處理規(guī)模的確定
按照假定的處理規(guī)模在40-75m3/d之間,初選確定40m3/d、50m3/d、60m3/d、75m3/d為垃圾滲瀝液的處理規(guī)模,根據(jù)多年逐月平均降雨量和多年平均逐月蒸發(fā)量,確定逐月滲出系數(shù),計(jì)算月平均滲瀝液的產(chǎn)生量和最小調(diào)節(jié)余量。
通過上表計(jì)算出不同處理能力情況下的調(diào)節(jié)余量:
40m3/d調(diào)節(jié)余量:9940m3/d;
50m3/d調(diào)節(jié)余量:9486m3/d;
60m3/d調(diào)節(jié)余量:8055m3/d;
70m3/d調(diào)節(jié)余量:6855m3/d;
75m3/d調(diào)節(jié)余量:6255m3/d;
經(jīng)過比較,應(yīng)在60m3/d和70m3/d之間選取,由于垃圾滲瀝液處理的難度較大,投資高,一般選取處理規(guī)模小的方案,為此,設(shè)計(jì)中采用的處理規(guī)模為:60m3/d。
為減少調(diào)節(jié)池的容量,降低工程投資和占地面積,本工程的調(diào)節(jié)方式采用壩內(nèi)調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式,經(jīng)過計(jì)算,填埋場內(nèi)部的到堤壩頂高程下1m的垃圾容量約32500m3,垃圾的間隙率約50%,但是可以用于存滲瀝液的空隙率約20%,則垃圾內(nèi)部的滲瀝液的調(diào)節(jié)量為6500m3(此種二壩合一的壩型在壩體設(shè)計(jì)時(shí)尤其重要的是對壩進(jìn)行穩(wěn)定性、安全性的校核分析)。調(diào)節(jié)池最小調(diào)節(jié)量為1555m3,考慮必要的富裕量,設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池的容量為2000m3。
5 結(jié)論
在工程實(shí)踐中,由于滲瀝液產(chǎn)生的不確定因素較多,如何采用比較簡便的方法對滲瀝液產(chǎn)生量、調(diào)節(jié)容量和處理規(guī)模進(jìn)行合理的確定,以指導(dǎo)工程的設(shè)計(jì)工作。同時(shí),也應(yīng)更完善地收集工程當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)氣象水文資料,對本估算方法進(jìn)行完善和補(bǔ)充,使我們對城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場的設(shè)計(jì)更科學(xué)、完善。
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