Определение объема фильтрата, удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона. Пример расчета

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 свалочного 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, достижение отходами полной влагоемкости и на поверхностный сток, рис.4.17.

Для определения объема фильтрата, удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона, необходимы элементы водного баланса 50%-ной обеспеченности: осадки и испарение с водной поверхности. Например, для Карельской республики, в соответствии с исходными данными на курсовое проектирование, осадки составляют О=710 мм; испарение с водной поверхности Е₀=404 мм. Таким образом, расчетное значение инфильтрационного питания q_(З/В) за зимне-весенний расчетный период можно определить по следующей зависимости:

q_(З/В)=[aО_(З/В) – Е_(З/В)] ,

где О_(З/В) – осадки за зимне-весенний расчетный период, приведенные к 10%-ной обеспеченности, мм; Е_(З/В) – испарение с поверхности полигона за зимне-весенний расчетный период, мм; Т_(З/В) – продолжительность зимне-весеннего периода, Т_(З/В)=180 дней; a - коэффициент, учитывающий долю осадков, впитывающихся в почву в зимне-весенний период, a = 0,6.

О Е

ПС

q_р q_дв

Н_к=1,2м

D=100мм i = 0,005

h_эк

Рис. 4.17. Расчет притока фильтрата к дрене: O - атмосферные осадки, мм; Е – испарение с поверхности полигона, мм; q_P – расчетное значение инфильтрационного питания мм; q_дв – дефицит влаги, расходуемой на насыщение отходов до достижения ими состояния полевой влагоемкости, мм; ПС- поверхностный сток, мм.

О_(З/В)=Ор₁,

где О – среднемноголетнее значение осадков50% обеспеченности, О=710 мм (по заданию); р₁ – процентное распределение элементов водного баланса для осадков зимне-весеннего периода, р₁=0,37 (37%).

Испарение влаги за зимне-весенний период определяется по формуле:

Е_(З/В) = Е₀р₂,

где Е_(З/В) – испарение с поверхности площадки складирования за зимне-весенний расчетный период, мм; Е₀ – величина испарения влаги с водной поверхности 50%-ной обеспеченности (Е₀ = 404 мм); р₂ – процентное распределение водного баланса для испарения с водной поверхности за зимне-весенний расчетный период, (р₂ = 0,12).

О_(З/В) = 0,71·0,37= 0,263 м.

Е_(З/В) = 0,404·0,12= 0,0485 м.

Итак, q_(З/В) = (0,6·0,263 – 0,0485)/180 = 0,00061 м/сут.

Аналогично рассчитывается инфильтрационное питание за летне-осенний период – q_(Л/О):

q_(Л/О) = [aО_(Л/О) - Е_(Л/О)] _,

где О_(Л/О) – осадки за летне-осенний расчетный период, приведенные к 10%-ной обеспеченности, мм; Е_(Л/О) – испарение с поверхности полигона за летне-осенний расчетный период, мм; Т_(Л/О) – продолжительность летне-осеннего периода, 185 суток; a - коэффициент, учитывающий долю осадков, впитывающихся в почву в летне-осенний период, a = 1.

О_(Л/О) = О×р^*₁ = 0,71×(1 – 0,37) = 0,4473 м,

где р^*₁ - процентное распределение элементов водного баланса для осадков в зимне-весеннем периоде, (р^*₁ =1-0,37 =0,63).

Е_(Л/О) = Е₀×р₂^* = 0,404×(1 – 0,12) = 0,356 м,

где р₂^* - процентное распределение водного баланса для испарения с водной поверхности за зимне-весенний расчетный период, (р₂^* =1-0,12 =0,88).

Т_(Л/О) = 365 – 180 = 185 суток.

Тогда q_(Л/О) = [aО_(Л/О) - Е_(Л/О)] = [1· 0,4473 – 0,356] =0,00049 м/сут._,

Если считать, что отходы на полигон поступают равномерно в течение всего года, то величину объема образующегося фильтрата в течение года можно определить по следующей зависимости:

Q_ф=[ q_(З/В) Т_(З/В)+ q_(Л/О) Т_(Л/О)]Ф_оч-ΔWP_сут[Т_(З/В)+ Т_(Л/О)] ,

где ΔW - дефицит влажности отходов, т.е. влага, расходуемая на насыщение отходов до полной полевой их влагоемкости; - плотность фильтрата, т/м³.

Полная полевая влагоемкость ТБО составляет 30…40 % от объема укладываемых отходов. Вместе с тем, влажность отходов, поступающих на полигоны, в среднем составляет 15…20 % от их объема.

Следовательно, дефицит влажности отходов DW составит 15% от их объема. Тогда Q_ф=[0,00061·180+0,00049·185]14925-0,15·26,81(180+185)1,0=1523,87 м³/год.

Таким образом, годовая величина инфильтрующих осадков по каждой очереди эксплуатации полигона выше величины водонасыщения отходов, поэтому в проекте необходимо предусмотреть системы откачки фильтрата из приемных колодцев в резервуар накопитель.