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渗沥液产量、规模及调节的工程计算

时间:2009-03-28 15:25来源: 作者:
关键词:生活污水
前言 随着城市的发展和人民生活水平的提高,城市生活垃圾量日益增长,垃圾的处置是一项紧迫的任务。目前比较经济、易管理的处置方式是卫生填埋。城市垃圾卫生填埋场的建设和运行中,渗沥液的控制和处理是一项主要内容。 渗沥液是城市生活垃圾卫生填埋场的主
  

 前言

随着城市的发展和人民生活水平的提高,城市生活垃圾量日益增长,垃圾的处置是一项紧迫的任务。目前比较经济、易管理的处置方式是卫生填埋。城市垃圾卫生填埋场的建设和运行中,渗沥液的控制和处理是一项主要内容。

渗沥液是城市生活垃圾卫生填埋场的主要污染物,渗沥液中因其有机物和氨氮浓度高,处理难度大、投资和处理费用高。因此,渗沥液调节容量和处理规模是卫生填埋场设计的重要设计内容,而在实际中对渗沥液处理规模和调节容量的确定往往是经过比较粗略的估算,相关资料也比较少,难以对设计起到实际的指导作用。本文结合工程设计计算实例,按照方便实用的原则,提出了渗沥液调节容量和处理规模确定的估算方法,希望可以对目前的填埋场的渗沥液处理设计起到一定的借鉴作用。

1 渗沥液产生量的影响因素

渗滤液主要由垃圾填埋场范围的降水渗透、地下水侵入以及垃圾本身所含的水分形成。影响渗滤液产量的因素十分复杂,主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、填埋场顶部的地表径流和水分蒸发等。其中,垃圾渗沥液的主要来源是降水。

2 控制渗沥液产量的主要措施

2.1 合理填埋场

合理地选择集雨面积较小、库容大、地下水位较低的区域作为填埋场场址(同时综合考虑垃圾运距、周围环境、地形地质、交通、覆土来源等因素)。

2.2 设置截水排洪沟

四川省的垃圾卫生填埋场基本上都属于山沟式填埋,通过设置截洪沟并对截洪沟作防渗处理,以截留填埋区外汇水面的地表径流和部分潜水。但是截洪沟的深度有限,部分来自填埋场上游的地下潜水将进入填埋场,会形成一定量的渗滤液,这方面的潜水引流措施有待进一步探讨。

2.3 场区防渗

根据场址的工程地质和水文地质情况,选择适当的方式对填埋场底部进行防渗处理,一方面防止渗滤液渗入地下,污染地下水;另一方面避免地下水侵入填埋场,造成渗沥液水量增大。

2.4 规范填埋作业

严格规范的填埋作业可以有效地控制降水的渗入量。对山沟式填埋场宜采用斜坡作业法,按单元填埋并分层压实覆土,在一定高度设置平台及排水沟以减少渗沥液产量。

3 渗沥液产生量的计算

渗沥液的产生量估算方法主要有水平衡计算法、年平均降水量法、几年概率降水量法等。对于新建城市生活垃圾卫生填埋场,我们对渗沥液的产生量估算采用经验公式法,在设计中采用的计算公式如下:

Q=I×(C1×A1+C2×A2)×10-3

式中:

Q —— 渗沥液的日平均产生量(m3/d);

I —— 采用年平均降雨量转换为日平均降雨量(mm/d);

A1 —— 填埋分区作业区面积(m2);

C1 —— 填埋分区作业区渗出系数;

A2 —— 填埋分区填埋休止或填埋终了区的面积(m2);

C2 —— 填埋休止或填埋终了区的渗出系数。

注:

1.计算日最大渗沥液产生量,则需将上式中的I采用最大月平均降雨量转换为日平均降雨量(mm/d)。

2.渗出系数C1的取值:按照经验公式,其取值范围在0.2-0.8之间,一般当降雨量=蒸发量时取C1=0.5;当降雨量<蒸发量时取C1<0.5;当降雨量>蒸发量时取C1>0.5。C2一般按照C2=0.6C1的原则取值。

在工程设计计算中,给出的年平均降雨量为1058.0mm,最大月降雨量229.7mm,年蒸发量2003.1mm,而填埋场汇水面积41000m2,分为两区,A1区面积21000m2;A2区面积20000m2。由此可以计算出在填埋期间的日平均渗沥液产生量和日最大渗沥液产生量:

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

由于处理规模不但要考虑填埋期的处理量,也须考虑填埋终期以后的渗沥液处理,填埋完后的日平均渗沥液产生量(Q平均1)和日最大渗沥液产生量(Q最大1)作为校核的依据,计算结果如下:

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,可以假定处理规模在40-75m3/d之间。

4 调节容量及处理规模的确定

按照假定的处理规模在40-75m3/d之间,初选确定40m3/d、50m3/d、60m3/d、75m3/d为垃圾渗沥液的处理规模,根据多年逐月平均降雨量和多年平均逐月蒸发量,确定逐月渗出系数,计算月平均渗沥液的产生量和最小调节余量。

月份

月平均降雨量

蒸发量

A1

C1

A2

C2

1

8.20

86.17

21000

0.2

20000

0.12

2

7.50

171.40

21000

0.2

20000

0.12

3

11.50

235.70

21000

0.2

20000

0.12

4

17.70

274.80

21000

0.2

20000

0.12

5

77.50

261.30

21000

0.3

20000

0.18

6

229.70

165.10

21000

0.6

20000

0.36

7

221.80

151.20

21000

0.6

20000

0.36

8

174.90

153.60

21000

0.5

20000

0.30

9

173.20

119.30

21000

0.6

20000

0.36

10

104.90

109.40

21000

0.5

20000

0.30

11

23.40

97.00

21000

0.2

20000

0.12

12

7.70

96.80

21000

0.2

20000

0.12

通过上表计算出不同处理能力情况下的调节余量:

40m3/d    调节余量:9940m3/d;

50m3/d    调节余量:9486m3/d;

60m3/d    调节余量:8055m3/d;

70m3/d    调节余量:6855m3/d;

75m3/d    调节余量:6255m3/d;

经过比较,应在60m3/d和70m3/d之间选取,由于垃圾渗沥液处理的难度较大,投资高,一般选取处理规模小的方案,为此,设计中采用的处理规模为:60m3/d。

为减少调节池的容量,降低工程投资和占地面积,本工程的调节方式采用坝内调节与调节池调节相结合的方式,经过计算,填埋场内部的到堤坝顶高程下1m的垃圾容量约32500m3,垃圾的间隙率约50%,但是可以用于存渗沥液的空隙率约20%,则垃圾内部的渗沥液的调节量为6500m3(此种二坝合一的坝型在坝体设计时尤其重要的是对坝进行稳定性、安全性的校核分析)。调节池最小调节量为1555m3,考虑必要的富裕量,设计调节池的容量为2000m3

5 结论

在工程实践中,由于渗沥液产生的不确定因素较多,如何采用比较简便的方法对渗沥液产生量、调节容量和处理规模进行合理的确定,以指导工程的设计工作。同时,也应更完善地收集工程当地的有关气象水文资料,对本估算方法进行完善和补充,使我们对城市生活垃圾卫生填埋场的设计更科学、完善。