Определение объема фильтрата, удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона
Фильтрат образуется на участке захоронения отходов в течение теплого и холодного времен года. В теплый период – осадки в виде дождя. Образование фильтрата в холодное время года связано с таянием снега на поверхности уложенных отходов за счет тепла, выделяемого при разложении органического вещества в толще свалочные тела, а также захоронением значительной части выпавшего снега совместно с укладываемыми отходами.
Количество фильтрата, образующегося на полигонах, определяется разницей между величиной выпавших осадков и объемом влаги, расходуемой на испарение, а также величиной влаги, выделяемой отходами при их уплотнении, рисунок 9.16.
Рисунок 9.16. Расчетная схема притока фильтрата к дренам:
O – атмосферные осадки, мм; Е – испарение с поверхности полигона, мм; qр – расчетное значение инфильтрационного питания, мм; qот– влага, выделяемая из отходов, при их уплотнении, мм; hэкр – толщина противофильтрационного экрана;
1 – противофильтрационный экран; 2 – труба коллектора, D=150 мм; 3 – дренирующий и переходный слой; 4 – внутренний дренажный колодец; 5 – устьевая труба, D=200 мм; 6 – наружный водоприемный колодец
Для определения объема фильтрата [17], удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона, используют элементы водного баланса 50%–ной обеспеченности: осадки О, мм (табл. 2.1); испарение с водной поверхности Е0, мм (прил. 5, рис. 1); коэффициент вариации СV (прил. 5, рис. 2).
Расчетный приток к устьевой трубе определяем по зависимости:
Q=4(qP •фоч)+В, л/с,
где Q – расчетный приток к устьевой трубе, м3/сут×; qP – расчетное значение инфильтрационного питания, принимаемое как максимальное из q(З/В) и q(Л/О) – расчетных значений инфильтрационного питания, соответственно, за зимне–весенний и летне–осенний период, м/сут; фоч –площадь одной очереди складирования,
q(З/В)=(a •×О(З/В) - Е(З/В)/Т(З/В);
где Т(З/В) – продолжительность зимне-весеннего периода, Т(З/В)=180 дней; О(З/В) – осадки за зимне-весенний расчетный период, приведенное к 10%-ной обеспеченности, О(З/В)=О•р1• к, м;
где О – среднемноголетнее значение осадков за год; р1 – процентное распределение элементов водного баланса для осадков, для зимне–весеннего периода р1=0,37 (37%); к – коэффициент, учитывающий изменение количества осадков при переходе к другой процентной обеспеченности, к=f(СV*) – значение к определяется по таблице 9.2, в зависимости от CV* = CVוr, где r – поправочный коэффициент, r =1.25 для площадей складирования до 50 га.
Таблица 9.2.
Определение СV*
| СV* | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 |
| к | 1,26 | 1,4 | 1,54 | 1,67 | 1,8 | 1,94 |
a – коэффициент, учитывающий долю осадков, впитывающихся в почву в зимне–весенний период, a = 0,6; Е(З/В) – испарение с поверхности за зимне-весенний расчетный период, м, Е(З/В) = Е0וр2•к2,
где Е0 – испарение с водной поверхности 50%–ной обеспеченности; к2 – коэффициент приведения испарения с водной поверхности к испарению с полигона, к2 = 0,7; р2 – процентное распределение водного баланса для испарения с водной поверхности за зимне–весенний расчетный период; р2 = 0,12 (12%).
Аналогично рассчитываем инфильтрационное питание за летне-осенний период – q(Л/О):
q(Л/О) = (aוО(Л/О) – Е(Л/О))/Т(Л/О), м/сут,
где О(Л/О) = О•р*1• к, м; Е(Л/О) = Е0ו р2*•к2, м; р*1 – процентное распределение элементов водного баланса для осадков, для зимне-весеннего периода, р*1=1–0,37 =0,63 (63%); р2* – процентное распределение водного баланса для испарения с водной поверхности за зимне-весенний расчетный период, р*2 =1–0,12 =0,88 (88%); Т (Л/О) – продолжительность летне-осеннего периода Т(Л/О) = 365 – 180 = 185 суток.
Из двух полученных значений: q(Л/О) и q(З/В) выбираем большее значение и, подставив в формулу для расчета Q,
В – выделение влаги при уплотнении ТКО, имеющих исходную весовую влажность ТКО W1, %. =50% (берем наихудший случай).
Количество воды в 1 т ТКО составляет втко= W1=0,5 т. Первоначальная плотность ТКО – γ1=0,19–0,22, т/м3, окончательная плотность ТКО при уплотненных кулачковыми катками – γ3=0,6–0,8, т/м3, принимаются в соответствии с заданием. Объем занимаемый 1т ТКО при их поступлении на полигон составит V1=1/ γ1, м3. Объем, занимаемый 1т ТКО при укладке и уплотнении кулачковыми катками составит V3=1/γ3, м3. Тогда количество воды, оставшееся в отходах составит: bост=V3•W1/V1, т. Количество воды, которое выделится из 1 т ТКО при их уплотнении составит: b= втко – bост,т.
При суточной норме приема ТКО на полигоне p**сут, т/сут (табл. 3.5) количество воды, выделяемое из ТКО составит В= p**сут•b, м3/сут.
Определяем расчетный приток к устьевой трубе – Q.
По таблицам для гидравлических расчетов [18] проверяем принятое сечение дренажной трубы (на пропуск расчетного расхода Q).
Собранный фильтрат накапливается в водоприемном колодце, откуда направляется для переработки на специальные установки. Емкость хранилищ рассчитывается для количества фильтрата, образующегося в течение 1 –3 суток в пиковый период.