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; q_р – расчетное значение инфильтрационного питания, мм; q_от– влага, выделяемая из отходов, при их уплотнении, мм; h_экр – 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 С_V (прил. 5, рис. 2).

Расчетный приток к устьевой трубе определяем по зависимости:

Q=4(q_P •ф^оч)+В, л/с,

где Q – расчетный приток к устьевой трубе, м³/сут×; q_P – 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; ф^оч –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(С_V^*) – значение к определяется по таблице 9.2, в зависимости от C_V^* = C_Vוr, где r – поправочный коэффициент, r =1.25 для площадей складирования до 50 га.

Таблица 9.2.

Определение С_V^*

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 W_1, %. =50% (берем наихудший случай).

Количество воды в 1 т ТКО составляет в_тко= 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: b_ост=V₃•W₁/V₁, т. Количество воды, которое выделится из 1 т ТКО при их уплотнении составит: b= в_тко – b_ост,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.