Технологии утилизации и переработки отходов (стр. 8 )

- уплотнение отходов;

- их послойное укрытие;

- меры по предотвращению загрязнения почвы и подземных вод сточными водами;

- сбор биогаза (для крупных долговременных полигонов).

Эффективность работы полигона во многом определяется выбором участка на основе гидрогеологических изысканий, экологических и социально-экономических аспектов. При гидрогеологических исследованиях определяются зоны залегания водоупорных грунтов и уровень грунтовых вод (УГВ), собираются сведения об атмосферных осадках, их испаряемости, площади водосбора ливневых и талых вод для вышерасположенных прилегающих участков. Эти показатели особенно важны для создания полигона в выработанных карьерах (например, кирпичных заводов) или на основе естественных оврагов. Лучшими для основания полигона являются глины и тяжелые суглинки. Водоупорный слой должен быть мощным и залегать на достаточной глубине (для складирования отходов на высоту не менее 10 м - из экологических соображений), выходы подземных вод в виде ключей и родников должны отсутствовать. При отсутствии карьеров или оврагов (либо при очень высоком уровне подземных и грунтовых вод) полигон выполняется в виде усеченной пирамиды (холма) и называется высотным.

Схемы высотного (а) и карьерного (б) полигонов приведены на рис. 2.6. Засыпка и укладка ТБО производится по участкам 1...4 (карты отходов). Основание котлована 5 закрыто пленкой 6 (обычно 2-3 слоя) и присыпано дренирующим слоем песка 7. В отходах 9 установлены дренирующие трубы 8, облегчающие сбор фильтрата. После обработки карты укрываются слоем растительного грунта 10, а в процессе работы - послойно укрываются грунтом или другими изолирующими материалами (нетоксичным обезвоженным илом, измельченными отходами стройматериалов без пластика, асбеста и др.) - 11. Рабочие карты 1...4 выбираются площадью от 0,8 до 1 га и высотой 2 м. После засыпки двухметрового слоя отходов его изолируют слоем толщиной от 0,25 м до 0,15 м. (Для обычного грунта принимают толщину изолирующего слоя в 0,25 м, а после укатки бульдозерами она становится равной 0,15 м).

На рис. 2.6 обозначены основные площади, определяемые при проектировании полигона:

S1 - на уровне земли;

S2 - верхнее основание для высотного полигона (а); (нижнее - для карьерного (б) полигона);

S3 - соответственно нижнее (а) и верхнее (б) основание для высотного и карьерного полигонов (они могут быть равны нулю, если полигоны плоские, т. е. ограничиваются уровнем земли).

Рис. 2.6 Обозначение основных площадей при проектировании полигона

Расчет параметров полигона производится из условий размещения требуемого объема ТБО на все время T эксплуатации Vэ, с учетом уплотнения и объема изолирующих слоев. При этом требуемая емкость полигона Етреб., м3, подсчитывается по формуле:

, (2.1)

где К1 - коэффициент уплотнения отходов за время Т (табл. 2.1);

К2 - коэффициент, учитывающий объем изолирующего материала (табл. 2.2).

При назначении величины K1 по табл. 2.1 следует выбрать марку и параметры бульдозера или катка по справочникам дорожно-строительных машин [10]. Величина начальной плотности ТБО r2 определена в п. 1.3 по формуле (1.5). Высота (глубина) полигона задается в исходных данных. Если она менее 10 м, то проектируется высотный полигон, а если равна или более 10 м - карьерный.

При назначении величины К2 по таблице 2.2 вначале выбирается число изолирующих слоев i, их толщина d, рекомендуемая глубина Нк для высотного (высота Нв - для карьерного) полигонов от уровня земли. В соответствии с этими величинами определяется К2 и подсчитывается требуемая емкость полигона в м3, площадь в м2 и гектарах.

Площади полигона - основная S1 и вспомогательные S2, S3 - определяются по формулам объема для двух усеченных пирамид с основанием S1 - по требуемой емкости полигона Етреб.

, м2. (2.2)

Таблица 2.1

Характеристики уплотнения ТБО

Масса бульдозера или катка-уплотнителя, т	Начальная плотность ТБО, r2 кг/м3,	Уплот. после укатки	К1 - уплот. за время Т
Высота (глубина) Н, м
до 10 м	20 - 30 м	50 и более
3...6	150	3,3	3,6	4,0	4,3
200	2,5	2,7	3,0	3,2
250	2,0	2,2	2,4	2,6
300	1,6	1,8	2,0	2,2
12...14	150	4...5	5,0	5,3	6,0
200	3...3.7	3,7	4,0	4,5
250	2,4...3	3,0	3,2	3,6
300	2...2,5	2,5	2,6	3,0
20...22	150	5,3...5,7	5,3...5,7	5,3...5,7	6,0
200	4...4,3	4...4,3	4...4,3	4,5
250	3,2...3,4	3,2...3,4	3,2...3,4	3,6
300	2,6...2,8	2,6...2,8	2,6...2,8	3,0

Таблица 2.2

Учет объема изолирующих слоев

Показатели	Высота (глубина) полигона Н, м
До 6	6...8	9...10	11...15	16...39	40...50	>50
Число рабочих слоев i толщиной 2 м	2	3	4	5...6	7...17	18...2	>23
Дополнит. высота (глубина) Н, (Нк) при изоляции d 0,25 м/0,15 м
К2 при толщине изолир. слоя d 0,25 м/0,15 м

В первом приближении принимается, что полигон имеет форму прямоугольной призмы только надземной (или только подземной) части, т. е. Нв(к), = 0, а S1 = S2. Тогда

, м2. (2.3)

Принимая, что выделяемый под полигон участок имеет квадратную форму со стороной квадрата «а», м2, получим:

. (2.4)

Реальная площадь S2 для усеченной пирамиды определится по высоте Н и рекомендуемому наклону откоса 1:4. Сторона основания «в», м, и площадь S2, м2, определяется:

, (2.5)

. (2.6)

Реальная площадь S3, м2, и сторона «с», м, этого основания определяется аналогично, но по высотам Нв или Нк:

, (2.7)

. (2.8)

После этого проверяется фактическая емкость полигона Ефакт. по формуле 2.2. Если она отличается от Етреб. больше, чем на 10 %, необходимо скорректировать величину Нв (для высотного полигона) или Нк (для карьерного), не изменяя S3 и с.

По величине S1 и массе размещенных отходов определяются усредненные ориентировочные показатели полигона. Подсчитывается средняя нагрузка ТБО q, т/м2:

. (2.9)

Эта величина должна быть близка к значениям табл. 2.3. По величине q и Н находятся удельные затраты труда А, энергозатраты Э и металлоемкость е (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Усредненные показатели полигона

Показатель	Высота Н, м
10	25	50
Средняя нагрузка ТБО, q, т/м2	3...5	10...15	17...20
Удельная металлоемкость машин и оборудования на 1 т ТБО, е, кг/т	0,3...0,4
Удельные затраты на 1 т ТБО: - труда А, ч/т; - энергозатрат. Э, кВт×ч/т	0,3...0,6 5	0,35...0,7 5,5	0,45...0,7 5,5

2.4 Защита окружающей среды на традиционном полигоне