垃圾填埋场渗沥液调节池的设计思路

垃圾填埋场渗沥液调节池的设计思路

摘要：以粤西地区某生活垃圾填理场渗沥液调节池的设计为例，探讨了渗沥液调节池规模计算的新思路，旨在提出适合于珠三角大降雨量地区生活垃圾卫生填埋场渗沥液调节容量及处理规模的估算方法。

关键词：渗沥液；大降雨量；调节池规模；设计

渗沥液是城市生活垃圾卫生填埋场的主要污染物，渗沥液中有机物和氨氮浓度高，处理难度大，投资和处理费用高，因此，调节渗沥液容量和处理规模是卫生填埋场的重要设计参数。而在大降雨量地区（如珠三角地区），由于年平均降雨强度很大，各季度降雨量分布很不均匀，如果只是根据理论公式进行粗略估算，容易产生较大偏差，将直接影响后续的渗沥液处理工艺和处理成本。

以粤西地区某生活垃圾卫生填埋场为例，按照合理实用的原则，提出了渗沥液调节池规模的确定方法。

1渗沥液产生量的影响因素

渗沥液主要由垃圾填埋场降水渗透、地下水侵入以及垃圾本身所含水分形成。影响渗沥液产生量的因素主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、地表径流和水分蒸发等。其中，降水是垃圾渗沥液的主要来源。

2基本情况

粤西地区是广东省暴雨中心地带之一，雨量季节分布不均，一般5-8月为雨季，占全年降雨量的80%以上。年平均降雨量为2253mm，年蒸发量1802.8mm，历史最大年降雨量3030mm，最大月降雨量268.4mm。该地区某生活垃圾卫生填埋场日处理规模为400t/d，填埋库容为113万m3，填埋区集雨面积为63000m2；初步设计分为两区：一期作业区面积32000m2，二期填埋区面积31000m2。

3渗沥液产生量的计算

为了保证渗沥液调节池能够满足雨季的容量要求，需要分别计算日平均渗沥液产生量和日最大产生量，然后再选择合适的处理规模。渗沥液的产生量估算方法主要有水量平衡计算法、经验模型法等。

与水量平衡计算法相比，经验模型由于在实际填埋场设计和施工中得到大量验证而常被采用，其数学表达式为：

式中：Q--渗沥液的日平均（最大）产生量，m3/d；

I--日平均降雨量，mm/d，计算日平均产生量时将年平均降雨量换算成日平均降雨量，计算日最大产生量将最大月平均降雨量换算成日平均降雨量；

A1--填埋作业区面积，m2；

C1--填埋作业区浸出系数，其取值0.2～0.8，一般当降雨量等于蒸发量时取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；

A2--填埋完成后及时覆盖区域的面积，m2；

C2--浸出系数，根据经验，C2＝0.6C1。

根据已知数据，可以算出填埋期间的日平均渗沥液产生量和日最大渗沥液产生量：

日平均渗沥液产生量Q均＝2253/365×（0.6×32000＋0.36×31000）／1000＝187.4（m3／d）；

日最大渗沥液产生量Q最大＝268.4/30×（0.6×32000＋0.36×31000）／1000＝271.6（m3／d）。

由于处理规模不但要考虑填埋期的处理量，也须考虑填埋场封场后渗沥液的处理，以封场后的日平均渗沥液产生量（Q’平均）和日最大渗沥液产生量（Q’最大）作为校核依据，计算结果如下：

Q’平均＝6.17×0.36×63000/1000=139.9（m3/d）；

Q’最大＝8.95×0.36×63000/1000=203.0（m3／d）。

由此，可以假定污水处理厂的处理规模在188～203m3/d，取200m3/d。

4渗沥液调节池规模的确定

由于该地区年内各季的雨量分配不均匀，渗沥液调节池的作用主要是对不同季节所产生的渗沥液量不均匀进行调节，调节池的容量按满足容纳1周的渗沥液量设计，以减小渗沥液处理设施的规模，保证正常稳定运转。

设计以历史最大年降雨量3030mm为计算参考时段，该年雨季5-8月的降雨量占全年降雨量的84%，为2545.2mm，若考虑在这4个月的2周时间内各出现2次日最大降雨量（405mm/d），则4个月其余日平均降雨量为14.7mm。

用经验模型分别算出填埋期间和封场后的日渗沥液产生量，然后减去污水处理厂处理能力200m3/d，可得1周内平均每天最大累积余量，该最大累积余量即为调节池最低调节容量，见表1。

表1渗沥液1周调节量

填埋场的服务年限较长，考虑一定的安全系数，调节池的容积确定为14000m3。

为减少调节池的容量，降低工程投资和占地面积，本工程采用坝内调节与调节池调节相结合的方式，经过计算，填埋场内部堤坝顶高程下1m的垃圾容量约38757.6m3，垃圾

的间隙率约50%，可以用于储存渗沥液的空隙率约20%，则垃圾内部的渗沥液的调节量为7752m3（此种二坝合一的坝型在坝体设计时应对坝的稳定性、安全性进行校核分析）。调节池最小调节量为6248m3，考虑必要的余量，调节池的设计容量为7000m3。

5结论

降雨强度和降雨周期是渗沥液调节容量和处理规模设计中需要考虑的重要因素，因此在设计过程中应完整收集当地的有关气象水文资料，而在大降雨量地区（如珠三角地区），由于降雨强度变化很大，需要综合考虑，设计时采用最大年降雨量所在年份的雨季中1周最大累积余量进行估算，可以比较简便地确定渗沥液产生量、调节容量和处理规模。同时，坝内调节与调节池调节相结合的方法，可以降低工程投资，对大降雨量地区渗沥液调节池规模的设计也具有一定的借鉴作用，但需对坝的稳定性进行校核分析。