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 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, а также величиной влаги, выделяемой отходами при их уплотнении, рис.3.18.

Для определения объема фильтрата, удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона, используют элементы водного баланса 50%-ной обеспеченности. Например, для Карельской республики, в соответствии с исходными данными на курсовое проектирование, осадки составляют О=710 мм; испарение с водной поверхности Е₀=404 мм; коэффициент вариации С_V=0,35.

О Е

q_р q_от

i=0,002 Н_к=2,6м

D=150мм

5 3 2 1 h_эк

6 4

Рис. 3.18. Расчетная схема притока фильтрата к дренам:

O - атмосферные осадки, мм; Е – испарение с поверхности полигона, мм; q_P – расчетное значение инфильтрационного питания мм; q_от – влага, выделяемая из отходов, при их уплотнении, мм;

1 - противофильтрационный экран; 2 – труба коллектора; 3 - дренирующий и переходный слой; 4 – внутренний дренажный колодец; 5 - устьевая труба; d=200 мм; 6 – наружный водоприемный колодец

Расчетный приток к устьевой трубе определяем по зависимости:

Q=q_P х×ф^оч+В,

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, ф^оч =51136 м²

q_(З/В)=(a х×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)=Охр₁х к, м;

О – среднемноголетнее значение осадков=710 мм=0,71 м;

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^*)=1,61 (значение к определяется по таблице 3.6.)

C_V^* = C_V× х r = 0,35 х 1,25=0,44,

где r - поправочный коэффициент r =1.25 для площадей складирования до 50 га (ф_оч =5,1га)

Таблица 3.6.

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) = Е₀× х р₂× х к₂ – испарение с поверхности за зимне-весенний расчетный период, м.

Е₀ – испарение с водной поверхности 50%-ной обеспеченности; Е₀ = 404 мм =0,404 м.

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%).

О_(З/В) = 0,710 х 0,37 х 1,61 = 0,42 м.

Е_(З/В) = 0,404 х 0,12 х 0,7 = 0,020 м.

Итак, q_(З/В) = (0,6× х 0,42 – 0,034)/180 = 0,002 м/сут.

аналогично рассчитываем инфильтрационное питание за летне-осенний период – q_(Л/О).

р^*₁ - процентное распределение элементов водного баланса для осадков, для зимне-весеннего периода р₁=1-0,37 =0,63 (63%);

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

q_(Л/О) = (a×*О_(Л/О) - Е_(Л/О))/Т_(Л/О).

О_(Л/О) = Охр^*₁х к = 0,71×(1 – 0,37)×1,61 = 0,72 м.

Е_(Л/О) = Е₀×х р₂^*х×к₂ = 0,404×(1 – 0,12)×0,7 = 0,25 м.

Т_(Л/О) = 365 – 180 = 185 суток.

Итак, q_(Л/О) = (1х0,72 – 0,25)/185 = 0,00254 м/сут.

Из двух полученных значений: q_(Л/О) = 0.00254 м и q_(З/В) = 0,002 м выбираем большее значение и, подставив в формулу для расчета Q,

В - выделение влаги при уплотнении ТБО, имеющих исходную влажность ТБО W=60%.=0,6 (берем наихудший случай), первоначальную плотность 0,2 т/м³ и окончательную плотность при уплотненных кулачковыми катками – 0,8 т/м³.

Объем занимаемый 1т ТБО при укладке и уплотнении кулачковыми катками составит V=1/0,8=1,25 м³.

Тогда количество воды, оставшееся в отходах составит: b_от=VхW=(1,25х0,6)/5=0,15 т

Количество воды, которое выделится из 1 т ТБО при их уплотнении составит: b=W- b_от =0,6-0,15 = 0,45 т.

При суточной норме приема ТБО на полигоне Р_сут=167,6 т/сут. количество воды выделяемое из ТБО составит В= Р_сутхb=167,6 х 0,45=75,42 м³/сут.

Q_уст=0,00254х51136+75,42 =205,31м³/сут= 2,38 л/с.

По таблицам для гидравлических расчетов проверяем расчетное сечение дренажной трубы на пропуск расхода Q.

Стальная труба с внутренним диаметром d_вн = 200 мм, при уклоне i = 0,002 пропускает расчетный расход.