Расчёт образования фильтрата

Тема очень узкоспецифическая. Профессионально она интересна разве что паре сотен проектировщиков полигонов отходов производства и потребления. Да ещё студентам, пишушим рефераты (это я так поисковые слова в текст вставил :)

В данном случае фильтрат - это жидкость, загрязнённая органическими и неорганическими веществами, собирающаяся на дне чаши размещения отходов полигона твёрдых бытовых отходов.

Согласно требования пп. 4.20 СанПиН 2.1.7.1322-03, для отвода фильтрата на полигоне предусматривается дренажная система. Предусматривается сбор и обезвреживание фильтрата и "Инструкцией по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов ТБО". Наконец, фильтрат действительно образуется, сам видел, в северной климатической зоне. И по содержанию токсичных компонентов это гадость похуже канализационных стоков. Так что собирать и обезвреживать его нужно.

Системы сбора и обезвреживания фильтрата - сами по себе являются большой темой, требующей отдельного рассмотрения. Для начала их проектирования требуется относительно точно определить объём образования фильтрата. С методикой по определению его объёма вышла неприятность, в отечественной нормативно-технической документации по проектированию полигонов ТБО такой методики не приводится вовсе.

Чуть лучше украинским коллегам-проектировщикам. Государственные строительные нормы Украины ДБН В.2.4-2-2005 "Полигоны твёрдых бытовых отходов. Основные положения проектирования." в разделе "Система сбора и обеззараживания фильтрата" содержат пп. 3.109
Количество фильтрата, образующегося на полигоне ТБО, зависит от многих факторов и может быть определено из уравнения водного баланса полигона ТБО.
Для предварительных расчетов среднегодовой объем фильтрата \(W_ф\) можно определить по формуле:

$$W_ф^г=(W_о^г + W_{пс}^г)-(W_{ви}^г + W_{ип}^г + W_{вд}^г + W_{вф}^г),\,(3.4)$$

где Wог - среднегодовой объем атмосферных осадков;
Wпсг - среднегодовой объем поверхностных стоков;
Wвиг - среднегодовой объем влаги, испаряющейся с поверхности ТБО;
Wипг - среднегодовой объем влаги, испаряющейся с поверхности контрольно-регулирующих прудов, прудов-испарителей;
Wвдг - среднегодовой объем влаги, используемой для дополнительного увлажнения отходов;
Wвфг - среднегодовой объем влаги, фильтрующейся сквозь защитный экран основания полигона ТБО.

Формула хорошая, но малоприменимая. Во-первых нет смысла ссылаться в своём проекте на украинский нормативный документ, трюк не пройдёт по формальным причинам. Во-вторых, всё портит Wвиг. Остальные параметры ещё поддаются оценке, но чтобы вычислить испарение влаги с развитой поверхности ТБО потребуются данные натурных исследований а их нет. Обычный проектировщик подставит количество влаги, испаряющейся с единицы поверхности в данном регионе помноженную на площадь поверхности и будет не прав. Испарение с развитой поверхности зависит от огромного количества факторов и может быть оценено только в результате изысканий. Впрочем, уже само наличие формулы облегчает жизнь проектировщика. Я же продолжил поиск, чтобы найти что-нибудь более соответствующее росийской действительности.

В одном из старых проектов я нашёл следующую методику, приведённую без ссылки на источник.

Объём фильтрата определяем по формуле:

$$B=\frac{К_р \cdot К_ф \cdot Л \cdot Ф \cdot Т_1}{С_н}$$

где: Кр - коэффициент, учитывающий влагопоглощающую и испарительную способность ТБО;
Кф - коэффициент, учитывающий фильтрационные свойства водоупорного слоя основания полигона с учётом его кольматации;
Л - годовое количество выпадающих атмосферных осадков, М3/М2 в год;
Ф - площадь складирования отходов;
Т1 - расчётный срок эксплуатации;
Сн - коэффициент, учитывающий пористость ТБО в основании полигона.
Очевидно, что эта методика ещё хуже предыдущей. Во-первых, формула не лишена физического смысла, проведём расчёт размерностей. l3 = l/t * l2 * t, но непонятно, зачем рассчитывать объём образоваия фильтрата за весь период эксплуатации полигона. Во-вторых, коэффициент испарения влаги брать по-прежнему неоткуда. Да ещё и появляется коэффициент учитывающий пористость ТБО в основании полигона, который тоже взять негде. Наконец, неизвестно, откуда взята эта методика, расчёт в проекте, где я подсмотрел этот метод не выдерживает критики. За 20 лет эксплуатации полигона насчитано образование 198 м3 фильтрата, цифра занижена на порядки.

Наиболее реалистичный расчёт образования фильтрата приведён в книге "Санитарная очистка и уборка населённых мест". К сожалению, я не владею исходником, метод найден в книге "Основы проектирования и строительства хранилищ отходов". Буду благодарен любому, кто предоставит мне скан хотя-бы той страницы, где методика приведена. Его можно послать на электропочту mihail.kiselev@gmail.com.

Максимальное суточное количество фильтрата с полигона предлагается определять по формуле:

qср.сут. = K * (Qа.г. + Qп.г.)/365

где K - коэффициент, учитывающий влагопоглощающую и испарительную способность бытовых отхоодв (для полигонов по высотной схеме K=0,1, по наклонной K=0,15);
Qа.г. - суммарное годовое количество атмосферных осадков, выпадающих на поверхность отходов, м3/год;
Qп.г. - суммарное годовое количество прочих вод, распределяемых по поверхности отходов (стоки от мойки мусоровозов и контейнеров, собственно фильтрат из складируемых ТБО), м3/год.

В данной формуле приведены значения коэффициента учитывающего испарение и поглощение влаги, что снимает большую часть вопросов к проектировщику. К сожалению, методика приведена не в нормативно-техническом документе и ссылка на неё может быть не принята экспертом, однако это, скорее, из области маловероятных возможностей.

  • bogdan
  • admin