生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲瀝液調(diào)節(jié)池容積計算方法探討-

1、生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲瀝液調(diào)節(jié)池容積計算方法探討摘要:本文從滲瀝液產(chǎn)量計算公式入手,簡要分析了滲瀝液處理規(guī)模的確定和滲瀝液調(diào)節(jié)池容積的計算方法,并以甘肅省某縣生活垃圾填理場工程滲瀝液調(diào)節(jié)池的設(shè)計為例,對生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范(GB50869-2013附錄C中調(diào)節(jié)池的計算方法的適用性進行探討。關(guān)鍵詞:滲瀝液產(chǎn)量;處理規(guī)模;調(diào)節(jié)池設(shè)計;適用性探討0.引言垃圾滲瀝液是生活垃圾衛(wèi)生填埋場的主要污染物。滲瀝液中有機物和氨氮濃度高,處理難度大,投資和處理費用高,妥善收集和處理滲瀝液是生活垃圾填埋場達到環(huán)保要求的關(guān)鍵因素之一,也是控制填埋場二次污染的重要工程措施。1.滲瀝液產(chǎn)生量計算公式滲瀝液的產(chǎn)生量受

2、多種因素影響,從對填埋場工程設(shè)計和運行管理來看,滲瀝液產(chǎn)生量對滲瀝液處理系統(tǒng)的規(guī)模的確定、處理工藝的選擇和填埋場環(huán)境影響評價都是至關(guān)重要的。滲瀝液的產(chǎn)生量計算比較復(fù)雜,目前主要有水量平衡法、經(jīng)驗?zāi)Ｐ头?浸出系數(shù)法等。水量平衡法綜合考慮產(chǎn)生滲瀝液的各種影響因素,以水量平衡和損益原理而建立,該法準確但需要較多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),而我國現(xiàn)階段相關(guān)資料不完整的情況限制了該法的應(yīng)用;經(jīng)驗?zāi)Ｐ头ǖ南嚓P(guān)參數(shù)易于確定,計算結(jié)果較為準確,在實際填埋場設(shè)計和施工中得到大量驗證,因而常被采用。其數(shù)學(xué)表達式為: Q=I(C1A1+C2A2+C3A3+C4A410-3(m3/d(1式中:Q為滲瀝液產(chǎn)生量,m3/d;I為降雨量,

3、mm;A1為正在填埋作業(yè)區(qū)匯水面積,m2;C1為正在填埋作業(yè)區(qū)浸出系數(shù),宜取0.4-1.0;A2為已中間覆蓋區(qū)匯水面積,m2;C2為已中間覆蓋區(qū)浸出系數(shù);A3為已終場覆蓋區(qū)匯水面積,m2;C3為已終場覆蓋區(qū)浸出系數(shù),宜取0.1-0.2;A4為調(diào)節(jié)池匯水面積,m2;C4為調(diào)節(jié)池浸出系數(shù),取0或1.0(若調(diào)節(jié)池設(shè)置有覆蓋系統(tǒng)取0;否則取1.0。公式(1中,A4、C4一般為定值,A1、A2、A3隨不同的填埋時期取不同值,滲瀝液產(chǎn)生量的設(shè)計值應(yīng)在最不利情況下計算,即在A1、A2、A3的取值使得Q最大的時候進行計算。但對于某個特定的生活垃圾衛(wèi)生填埋場,在一定時期內(nèi),由于填埋作業(yè)水平和運行管理水平變化不大

4、,A1A3都可以看作是相對固定的值,與之相對應(yīng)的C1C3也就可以看作是相對固定值,因此(C1A1+C2A2+C3A3+C4A4就可視為一個常數(shù)K,即:Q=K I10-3(m3/d?？梢?在一定時期內(nèi)滲瀝液產(chǎn)生量只與降雨量I有關(guān),并與之成線性關(guān)系。2.滲瀝液處理規(guī)模的確定對于特定的生活垃圾衛(wèi)生填埋場,由于填埋場所在地每天的降雨量不同,因此填埋場每天的滲瀝液產(chǎn)生量也不同。一方面根據(jù)水量平衡原理,滲瀝液處理設(shè)施應(yīng)能將產(chǎn)生的滲瀝液全部處理,但問題是滲瀝液處理設(shè)施需要用多長時間才能將產(chǎn)生的滲瀝液全部處理完;另一方面由于垃圾滲瀝液的水質(zhì)水量變化較大、很不穩(wěn)定,且濃度高,屬于處理難度較大的污水,要使?jié)B瀝液處

5、理達標后排放,單位投資大,處理成本較高。因此滲瀝液處理設(shè)施規(guī)模的確定不僅要保證一定的處理量,還要兼顧工程投資的經(jīng)濟性。筆者認為在降雨量較少的地區(qū)(如西北地區(qū),生活垃圾填埋場滲瀝液處理規(guī)模宜按垃圾填埋場平均日滲瀝液產(chǎn)生量計算,并考慮一定的系數(shù)P(P=365/年實際運行天數(shù),即:Q=KPI ave-d10-3 (m3/d;而在大降雨量地區(qū)(如珠三角地區(qū),由于年平均降雨強度很大,各季度降雨量分布很不均勻,為了保證滲瀝液調(diào)節(jié)池能夠滿足雨季的容量要求,需要分別計算日平均滲瀝液產(chǎn)生量和日最大產(chǎn)生量,然后再選擇合適的處理規(guī)模。3.滲瀝液調(diào)節(jié)池容積計算由于滲瀝液的產(chǎn)生量總是滯后于水分的輸入,必須設(shè)置一座調(diào)節(jié)池

6、容納不能及時處理的滲瀝液,減輕沖擊負荷對后續(xù)處理設(shè)施的影響,因此滲瀝液調(diào)節(jié)池的作用主要是調(diào)節(jié)滲瀝液水量和水質(zhì),以保證后續(xù)滲瀝液處理設(shè)施的穩(wěn)定運行。目前比較常用的滲瀝液調(diào)節(jié)池容量計算步驟如下:首先根據(jù)項目所在地多年(通常為20年逐月平均降雨量I計算出每個月的滲瀝液產(chǎn)生量Q;然后扣除當月的滲瀝液處理量M;最后計算出滲瀝液最大累積余量,該最大累積余量即為調(diào)節(jié)池的最小調(diào)節(jié)容量。具體計算方法詳見表1:表1 滲瀝液調(diào)節(jié)池容量計算表月份多年平均逐月降雨量/mm逐月滲瀝液產(chǎn)生量/m3逐月滲瀝液處理量/m3逐月滲瀝液余量/m31 I1Q1M1C1=Q1-M12 I2Q2M2C2=Q2-M211 I11Q11M1

7、1C11=Q11-M1112 I12Q12M12C12=Q12-M12注:表1中將1-12月中C0的逐月滲瀝液余量累積相加,即為需要調(diào)節(jié)的總?cè)萘俊?.工程實例甘肅省某縣生活垃圾衛(wèi)生填埋場是筆者按生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范(GB50869-2013設(shè)計的一座生活垃圾衛(wèi)生填埋場,場址位于某縣城區(qū)北部約7km的李家溝。該工程日處理生活垃圾100噸,垃圾填埋場總庫容為64104m3,填埋場設(shè)計使用年限12年,工程總占地面積75780m2。4.1滲瀝液產(chǎn)量計算本工程填埋庫區(qū)采取了嚴格的雨污分流措施,填埋作業(yè)期間,東側(cè)邊坡第一道錨固平臺以上(東側(cè)邊坡共設(shè)置三道錨固平臺的降雨匯水將由設(shè)置在錨固平臺上的臨時

8、排水溝導(dǎo)排至場外,填埋作業(yè)期間域匯水面積僅考慮東側(cè)邊坡第一道錨固平臺以下邊坡和西側(cè)邊坡,總匯水面積約34170 m2。設(shè)計正在填埋作業(yè)區(qū)匯水面積A1=3417m2,浸出系數(shù)C1=0.50;已中間覆蓋區(qū)匯水面積A2=20502m2,浸出系數(shù)C2=0.20;已終場覆蓋區(qū)匯水面積A3=10251m2,浸出系數(shù)C3=0.15;調(diào)節(jié)池匯水面積A4=400m2,浸出系數(shù)C4=1.0(調(diào)節(jié)池無蓋。岷縣地區(qū)多年平均降雨量為538.2mm,按公式(1計算該填埋場滲瀝液的日均產(chǎn)量為Q=(538.2/365(34170.50+205020.20+102510.15+4001.010-3=11.46(m3/d,取整并

9、考慮一定的系數(shù)(滲瀝液處理設(shè)施停產(chǎn)檢修時間75天,確定滲瀝液處理規(guī)模為15m3/d。4.2調(diào)節(jié)池容積確定根據(jù)生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范(GB50869-2013附錄C中調(diào)節(jié)池的計算方法計算調(diào)節(jié)池容積,計算結(jié)果如表2所示:表2 滲瀝液調(diào)節(jié)池容量計算表月份多年平均逐月降雨量/mm逐月滲瀝液產(chǎn)生量/m3逐月滲瀝液處理量/m3逐月滲瀝液余量/m3滲瀝液累計余量/m31 2.9 22 465 -4432 4.6 36 420 -3843 17.9 139 465 -3264 44.4 344 450 -1065 33.4 259 465 -206671.2 552 450 102 1027110.1

10、853 465 388 489 8107.0 829 465 364 853 991.7 710 450 260 111410 46.4 359 465 -10611 7.0 54 450 -39612 1.6 12 465 -453經(jīng)計算,滲瀝液最低累積余量為1114m,考慮到填埋場露天操作的不可預(yù)見性,取安全系數(shù)1.15,調(diào)節(jié)容量確定為1281m3,同時調(diào)節(jié)池考慮預(yù)留0.5m超高,最終確定滲瀝液調(diào)節(jié)池容積為1500m3。5.一點思考生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范(GB50869-2013附錄C中調(diào)節(jié)池的計算方法將1-12月中C0的逐月滲瀝液余量累積相加,即為需要調(diào)節(jié)的總?cè)萘?。實際設(shè)計中會出現(xiàn)

11、兩種情況:一種情況就如本工程,擬建場地位于西北地區(qū),降雨相對集中在每年的6-9月,降雨量占全年60%以上。這時通過計算可知,表1中的C1-C5均小于0,C6-C9均大于0,C10-C12均小于0。C0的月份是連續(xù)存在的,此時將C0的逐月滲瀝液余量累積相加,即為需要調(diào)節(jié)的總?cè)萘俊５诙N情況,比如擬建場址所在地的降雨分布相對均勻,通過計算得到C0的月份是不是連續(xù)存在的,兩個C0的月份中間有C0的逐月滲瀝液余量累積相加,即為需要調(diào)節(jié)的總?cè)萘康脑?顯然調(diào)節(jié)池的容積會比實際所需的大。因為在兩個C0的月份之間存在的C0的月份開始,連續(xù)累加滲瀝液余量(無論C0還是C0的月份開始,將逐月滲瀝液余量(無論C0還