Технологии утилизации и переработки отходов (стр. 9 )

Защита среды обязательна на всех этапах создания и работы полигона: при выборе площадки, при проектировании, эксплуатации и рекультивации. Далее рассмотрены вопросы выбора площадки, изоляции слоев ТБО и защиты от возможных сточных вод. Ранее считалось, что защита от возможного образования жидкой фазы - фильтрата (водоупорная пленка на дне) необходима только в зонах, где влажность ТБО превышает 52 % и количество атмосферных осадков более, чем на 100 мм превышает количество испаряющейся влаги с поверхности полигона. Сейчас считается обязательной не только защита днища полигона, но и изоляция по периметру. Кроме того, рекомендуется создание внутренней дренажной системы с дренажными лотками, заполненными щебнем и насосами для откачки фильтрата.

Изоляция по контуру полигона чаще всего производится отрытием траншеи шириной не менее 1 м и такой глубины, чтобы она на 0,3...0,5 м входила в водоупорный слой грунта. Траншея заполняется глиной. Более прогрессивным является решение, принятое на полигоне ТПрО «Красный бор» (Санкт-Петербург). Схема разреза полигона приведена на рис. 2.7. Водонепроницаемая диафрагма (а не глина) здесь доходит до 10 - 12 м - в слой водоупора. Над ней сделана ограждающая дамба до 1,5 м. С внешней стороны полигона отрыт канал глубиной около 1 м (ниже уровня грунтовых вод - УГВ), что создает подпор внешних вод и препятствует дренажу фильтрата в почву.

Рис. 2.7 Схема разреза полигона

Для контроля состояния фунтовых вод и оценки влияния полигона выше и ниже его по направлению течения грунтовых вод отрываются скважины до отметки, ниже УГВ на 0,2 м, в которые устанавливаются железобетонные трубы (кольца) диаметром 700...900 мм. На дно засыпается слой щебня толщиной 200 мм.

При разложении отходов образуются газы, причем в первые дни - при свободном доступе воздуха (процесс аэробный) - выделяется СО2, повышается температура отходов. После того, как свободный кислород будет израсходован, в результате аэробного разложения образуются метан, двуокись и окись углерода. В отходах с сульфитами может выделяться сероводород. На отработанных участках (картах) крупных полигонов экономически и экологически оправдано применение системы газосбора только при вместимости не менее 1 млн т ТБО, где максимальная часовая выработка газа на второй и третий год после изоляции составит около 1000 м3/ч.

Система получения биогаза состоит из скважин, дренажа, промежуточных и магистральных трубопроводов с арматурой, из устройств по очистке и сушке биогаза, вентиляторной и энергетической установок.

Полигон разбивают на очереди эксплуатации из расчета приема ТБО каждой очередью в течение 3 - 5 лет. Каждую очередь делят на рабочие карты площадью 8000 - 10000 м2 и высотой слоя 2 м, а по вертикали разбивают на газоносные зоны высотой 8 - 10 м. На основании рабочей карты монтируют скважины, которые выполняются из железобетонных колец диаметром 0,7 - 1,0 м, с пропилами или перфорационными отверстиями. Внутри колец устанавливают перфорированные асбестоцементные трубы диаметром 100 - 120 мм. Пространство между внутренними стенками колец и перфорированными трубами засыпают щебнем крупных фракций. К скважине через каждые 2 м по высоте (толщина рабочего слоя) подводят 3 - 4 дренажные сети, каждая длиной 10 - 15 м. Дренажную сеть устраивают из перфорированных асбестоцементных труб диаметром 50 - 60 мм и щебня фракции 30 - 60 мм. Сверху дренажную сеть засыпают отходами. На устье газовой скважины монтируют специальное оборудование, обеспечивающее герметизацию обсадной трубы и откачивание биогаза из скважины в промежуточный газопровод, а затем - в магистральный. Из магистрального газопровода биогаз подают вентилятором в энергетическую установку. Для очистки биогаза от балласта и вредных примесей (H2S), а также его осушки на байпасе устанавливают аппарат по очистке и осушке биогаза.

Прокладку промежуточных и магистральных газопроводов осуществляют не ранее, чем через 6 месяцев после укладки и изоляции отходов. Для этих целей используют трубы из полиэтилена высокой плотности. Для получения биогаза на закрытом полигоне бурят скважины минимальным диаметром 150 мм на всю глубину слоя складирования отходов. Обсадные трубы скважины могут быть асбестоцементными, полиэтиленовыми или полихлорвиниловыми, диаметром 100 мм с перфорационными отверстиями и сделанными по аналогии с перфорированными трубами, применяемыми для действующих полигонов. Пространство между скважиной и обсадной трубой засыпают крупнозернистым щебнем и заливают бетоном на глубину 0,5 м. Площадь вокруг скважины на расстоянии 1,5 - 2,0 м изолируют слоем глины или цементного раствора толщиной 30 - 40 см. Это обеспечивает надежное крепление скважины и сбор биогаза, предохраняет от проникновения внутрь скважины поверхностных вод.

После закрытия полигона участок рекультивируют для последующего использования. Методы и объем работ по рекультивации закрытых полигонов зависят от способа (вида) последующего использования участка и климатических условий. Дальнейшее использование земельного участка ведется с учетом процессов, происходящих в толще полигона: в уплотненном слое ТБО идут медленные процессы разложения, минерализация органических веществ и обезвреживание; в первый год температура ТБО за счет биотермических процессов может подниматься выше 30 °С, наблюдается интенсивное выделение газов, в том числе метана из нижнего слоя ТБО. Период выдержки закрытого участка полигона перед его дальнейшим использованием должен быть не менее года; разлагающиеся ТБО в течение 3...5 лет интенсивно забирают влагу из изолирующего слоя. В засушливые периоды года на рекультивированных полигонах надо поливать посадки. В течение 15 - 20 лет в слое ТБО толщиной 1...2 м (под изоляцией) органические вещества приобретают свойства культурного слоя. Не подвержены разложению за этот период органические компоненты типа промасленных бумаг и текстиля, отходов пластмассы и резины; газ метан отсутствует. На глубине более 2 м для полного разложения пищевых отходов и бумаги недостаточно 40 лет. Выделяются вредные газы, в том числе метан.

Участки закрытых полигонов рекомендуется использовать под лесопосадки, зоны отдыха, стадионы и спортивные площадки, луга и пашни, огороды, фруктовые сады, открытые склады топлива и различных материалов, автостоянки. Использование участка закрытого полигона под капитальное строительство, в том числе под прокладку подземных коммуникаций запрещается. Санитарно-защитная зона от закрытого полигона до жилой застройки должна быть не менее 100 м.

Основными мероприятиями при рекультивации участков закрытых полигонов является создание изолирующего слоя грунта. Часть его (до 50 %, нижний слой) может быть выполнена из золы и шлака ТЭЦ и котельных, работающих на угле, торфе, сланцах или ТБО. За закрытыми участками полигонов должно быть организовано наблюдение. Места просадок подсыпают грунтом.

Решение по отводу рекультивированного участка закрытого полигона под пашню, огороды, фруктовые сады подлежит согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы. При этом для южной зоны сроки начала работ колеблются от 3-х лет (создание пашни) до 15 лет (создание садов и огородов). Прокладка подземных коммуникаций и капитальное строительство не разрешаются.

2.5 Разработка правил эксплуатации и элементов

традиционного полигона

На полигоне выполняются следующие основные работы: прием, складирование, уплотнение, изоляция ТБО. Прием производится в неуплотненном (как правило) или в слабо уплотненном состоянии.

Мусоровозы разгружаются у рабочей карты, площадка перед которой разбивается на две части: на одной разгружаются мусоровозы, на другой работают бульдозеры, освобождая ее от ТБО. Затем они меняются местами. Уплотнение слоев толщиной 0,3...0,5 м производится четырехкратным проходом катка-уплотнителя или тяжелого бульдозера.

Изоляция уплотненного слоя ТБО толщиной 2 м грунтом или другим инертным материалом производится, как правило, ежесуточно (в холодное время допускается не реже 1 раза в 3 суток).

На территории полигона категорически запрещается открытое сжигание ТБО и сбор утиля. Территория полигона, как правило, ограждается и освещается прожекторами, устанавливаемыми по периметру.

На современных полигонах имеется весовая, входящая в хозяйственную зону. Взвешивание мусоровозов производится дважды - при въезде и выезде. Хозяйственная зона показана на схеме - рис. 2.8. Она включает: подъездную дорогу (1), забор полигона (2), площадку временного складирования оборудования (3), трансформатор (4), производственно-бытовое здание (5), окно контролера и весовщика (5¢); дорогу для прибывающих (6) и убывающих (6¢) машин; ванну обмыва колес (7); ворота полигона (8), грязеотстойник (9), площадку мойки контейнеров (10), навес для машин (11), ворота зоны (12), ограду зоны (13), склад ГСМ (14), противопожарный резервуар (15), весовую (16).

Рис. 2.8 Схема хозяйственной зоны

Назначение и устройство основных элементов следует уточнять по справочникам [5]. Необходимо отметить, что на некоторых отечественных полигонах вес ТБО не определяется (не говоря о замерах радиации ТБО), а объем подсчитывается по количеству принятых мусоровозов. Не везде имеются склады ГСМ, ограждения зоны и полигона, площадка мойки контейнеров не всегда снабжается отстойниками или очистными сооружениями. Все эти недостатки недопустимы при проектировании современных полигонов.

2.6 Требования к оформлению пояснительной записки и чертежей

Пояснительная записка к курсовому проекту выполняется в соответствии с ГОСТом ЕСКД 2.105 - 87 на текстовые технические документы и содержит титульный лист, задание, реферат, содержание, введение, основную часть, выводы и литературу. В основной части в соответствии с заданием (прил. 1) излагаются обоснования и расчеты, необходимые описания и пояснения.

При расчетах записываются формулы, подставляются численные значения величин и приводится результат (с точностью до 3-4 значащих цифр), указывается размерность.

Выводы должны содержать краткие результаты проекта и перечень мер, принятых при проектировании для защиты окружающей среды.