滲瀝液產量、規模及調節的工程計算
摘 要：滲瀝液調節容量和處理規模是衛生填埋場設計的重要設計內容，而在實際中對滲瀝液處理規模和調節容量的確定往往是經過比較粗略的估算，相關資料也比較少，難以對設計起到實際的指導作用。
前言
隨著城市的發展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾量日益增長，垃圾的處置是一項緊迫的任務。目前比較經濟、易管理的處置方式是衛生填埋。城市垃圾衛生填埋場的建設和運行中，滲瀝液的控制和處理是一項主要內容。
滲瀝液是城市生活垃圾衛生填埋場的主要污染物，滲瀝液中因其有機物和氨氮濃度高，處理難度大、投資和處理費用高。因此，滲瀝液調節容量和處理規模是衛生填埋場設計的重要設計內容，而在實際中對滲瀝液處理規模和調節容量的確定往往是經過比較粗略的估算，相關資料也比較少，難以對設計起到實際的指導作用。本文結合工程設計計算實例，按照方便實用的原則，提出了滲瀝液調節容量和處理規模確定的估算方法，希望可以對目前的填埋場的滲瀝液處理設計起到一定的借鑒作用。
1 滲瀝液產生量的影響因素
滲濾液主要由垃圾填埋場范圍的降水滲透、地下水侵入以及垃圾本身所含的水分形成。影響滲濾液產量的因素十分復雜，主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、填埋場頂部的地表徑流和水分蒸發等。其中，垃圾滲瀝液的主要來源是降水。
2 控制滲瀝液產量的主要措施
2.1 合理填埋場
合理地選擇集雨面積較小、庫容大、地下水位較低的區域作為填埋場場址（同時綜合考慮垃圾運距、周圍環境、地形地質、交通、覆土來源等因素）。
2.2 設置截水排洪溝
四川省的垃圾衛生填埋場基本上都屬于山溝式填埋，通過設置截洪溝并對截洪溝作防滲處理，以截留填埋區外匯水面的地表徑流和部分潛水。但是截洪溝的深度有限，部分來自填埋場上游的地下潛水將進入填埋場，會形成一定量的滲濾液，這方面的潛水引流措施有待進一步探討。
2.3 場區防滲
根據場址的工程地質和水文地質情況，選擇適當的方式對填埋場底部進行防滲處理，一方面防止滲濾液滲入地下，污染地下水；另一方面避免地下水侵入填埋場，造成滲瀝液水量增大。
2.4 規范填埋作業
嚴格規范的填埋作業可以有效地控制降水的滲入量。對山溝式填埋場宜采用斜坡作業法，按單元填埋并分層壓實覆土，在一定高度設置平臺及排水溝以減少滲瀝液產量。
3 滲瀝液產生量的計算
滲瀝液的產生量估算方法主要有水平衡計算法、年平均降水量法、幾年概率降水量法等。對于新建城市生活垃圾衛生填埋場，我們對滲瀝液的產生量估算采用經驗公式法，在設計中采用的計算公式如下：
Q=I×（C1×A1+C2×A2）×10-3
式中：
Q —— 滲瀝液的日平均產生量（m3/d）；
I —— 采用年平均降雨量轉換為日平均降雨量（mm/d）；
A1 —— 填埋分區作業區面積（m2）；
C1 —— 填埋分區作業區滲出系數；
A2 —— 填埋分區填埋休止或填埋終了區的面積（m2）；
C2 —— 填埋休止或填埋終了區的滲出系數。
注：
1.計算日最大滲瀝液產生量，則需將上式中的I采用最大月平均降雨量轉換為日平均降雨量（mm/d）。
2.滲出系數C1的取值：按照經驗公式,其取值范圍在0.2-0.8之間,一般當降雨量=蒸發量時取C1=0.5；當降雨量<蒸發量時取C1<0.5；當降雨量>蒸發量時取C1>0.5。C2一般按照C2=0.6C1的原則取值。
在工程設計計算中，給出的年平均降雨量為1058.0mm，最大月降雨量229.7mm，年蒸發量2003.1mm，而填埋場匯水面積41000m2，分為兩區，A1區面積21000m2；A2區面積20000m2。由此可以計算出在填埋期間的日平均滲瀝液產生量和日最大滲瀝液產生量：
Q平均= 2.90×（0.4×21000+0.24×20000）×10-3=38.28m3/d
Q最大= 7.66×（0.4×21000+0.24×20000）×10-3=101.11m3/d
由于處理規模不但要考慮填埋期的處理量，也須考慮填埋終期以后的滲瀝液處理，填埋完后的日平均滲瀝液產生量（Q平均1）和日最大滲瀝液產生量（Q最大1）作為校核的依據，計算結果如下：
Q平均1= 2.90×0.24×41000×10-3=28.54m3/d
Q最大1= 7.66×0.24×41000×10-3=75.37m3/d
由此，可以假定處理規模在40-75m3/d之間。
4 調節容量及處理規模的確定
按照假定的處理規模在40-75m3/d之間，初選確定40m3/d、50m3/d、60m3/d、75m3/d為垃圾滲瀝液的處理規模，根據多年逐月平均降雨量和多年平均逐月蒸發量，確定逐月滲出系數，計算月平均滲瀝液的產生量和最小調節余量。
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通過上表計算出不同處理能力情況下的調節余量：
40m3/d調節余量：9940m3/d；
50m3/d調節余量：9486m3/d；
60m3/d調節余量：8055m3/d；
70m3/d調節余量：6855m3/d；
75m3/d調節余量：6255m3/d；
經過比較，應在60m3/d和70m3/d之間選取，由于垃圾滲瀝液處理的難度較大，投資高，一般選取處理規模小的方案，為此，設計中采用的處理規模為：60m3/d。
為減少調節池的容量，降低工程投資和占地面積，本工程的調節方式采用壩內調節與調節池調節相結合的方式，經過計算，填埋場內部的到堤壩頂高程下1m的垃圾容量約32500m3，垃圾的間隙率約50%，但是可以用于存滲瀝液的空隙率約20%，則垃圾內部的滲瀝液的調節量為6500m3（此種二壩合一的壩型在壩體設計時尤其重要的是對壩進行穩定性、安全性的校核分析）。調節池最小調節量為1555m3，考慮必要的富裕量，設計調節池的容量為2000m3。
5 結論
在工程實踐中，由于滲瀝液產生的不確定因素較多，如何采用比較簡便的方法對滲瀝液產生量、調節容量和處理規模進行合理的確定，以指導工程的設計工作。同時，也應更完善地收集工程當地的有關氣象水文資料，對本估算方法進行完善和補充，使我們對城市生活垃圾衛生填埋場的設計更科學、完善。
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