Разработка проекта полигона твердых бытовых отходов вместимостью 4637500 м3

                       Министерство образования Российской Федерации

Белгородский государственный  технологический университет

им. В.Г.Шухова

 

 

Кафедра промышленной экологии

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

по дисциплине: «Промышленная экология»

на тему: «Разработка  проекта полигона твердых бытовых отходов вместимостью 4637500 м³»

 

 

 

 

 

 

                                                                                

                                                     Выполнила :

 

 

                                                   Проверила:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Белгород 2011г

Содержание

Ведение……………………………………………………………………….…...3

1. Проблема образования и утилизации твердых бытовых отходов………….….5
1. Динамика удельного роста и морфологического состава ТБОю………......5
2. Методы утилизации ТБО………………………………………………..……7
3. Устройство полигона и складирование ТБО…………………………….…12
4. Гигиенические требования к условиям приема промышленных отходов на полигоны…………………………………………………………………..…15
5. Сбор и обезвреживание фильтрата………………………………………....19
6. Добыча и утилизация биогаза………………………………………….…...21

2. Расчет проектируемого полигона твердых бытовых отходов……………..…24

2.1.Расчет проектируемая  вместимость полигона ТБО……………....................24

2.2. Расчет требуемой  площади земельного участка полигона…………………26

2.3.Расчет длины и  ширины полигона и участка  складирования твердых бытовых отходов……………………………………………...……………….…………....27

2.4. Расчет фактической  вместимости полигона…………………………….......27

2.5. Потребность в изолирующем  материале………………………….………...30

2.6. Организация рабочей карты (траншеи)…………… ……………….………30

2.7. Организация разгрузки  ТБО……………………………………….…………31

2.8. Расчет потребности  в бульдозерах………………………...............................32

2.9. Потребности в воде  для увлажнения ТБО…………………………….…….33

2.10.Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов ТБО……………………………………………………………………………………...34

2.11. Индивидуальные задания для расчета выбросов загрязняющих веществ……………………………………………………………………………….…..38

Библиографическое описание………………………………………………….…40

 

 

Введение

Вся продукция, производимая человеком для удовлетворения своих  потребностей и обеспечения жизнедеятельности, в конечном итоге переходит в категорию отходов. При этом часть продуктов, на производство которых затрачено много энергии и человеческого труда, попадает в категорию отходов уже после разового использования (например, луженая консервная тара, алюминиевая тара, упаковка различных видов, макулатура и пр.).

Учитывая, что отходы являются, с  одной стороны, главными загрязнителями окружающей среды, а с другой, зачастую представляют собой ценные продукты, потенциально пригодные для переработки и вторичного использования, во всем мире одной из наиболее актуальных является проблема рационального управления отходами [2].

Управление отходами включает в себя организацию их сбора, удаления (транспортировки), переработки и захоронения, а также реализацию мероприятий по уменьшению количества отходов, направляемых на переработку и захоронение.

Стратегия управления отходами базируется на решении следующих основных задач:

- минимизация количества образующихся  отходов;

- изыскание экологически безопасных  методов переработки отходов с наименьшими экономическими затратами;

- максимально возможное  вовлечение отходов в хозяйственный оборот и их материально-энергетическая утилизация как техногенного сырья.

На производителей любой  продукции возлагается большая ответственность за последствия своей деятельности. Помимо того, что товары и изделия не должны содержать веществ, опасных для окружающей среды, они должны быть «технологичными» для последующей переработки, когда перейдут в категорию отходов.

Образуется весьма большая группа отходов непроизводственной деятельности человека, одним из видов которой являются отходы потребления и в частности, много тоннажные твердые бытовые отходы (ТБО). Проблема ТБО характерна для каждого города, но особенно острой она является для такого крупного мегаполиса как Московский регион, где ежегодно образуется около 5 млн.т ТБО.

Первой задачей в  решении проблемы ТБО является разработка оптимальных систем их сбора и удаления (транспортировки). Промедление с удалением ТБО из мест образования недопустимо, так как может привести к серьезному загрязнению городов. Удаляют ТБО либо на полигоны захоронения, либо на специальные заводы для переработки и обезвреживания. В СНГ полигонному захоронению подвергают 97-98% образующихся ТБО.

Удаление ТБО на свалки (полигоны), имеющее глубокие исторические корни, следует рассматривать как вынужденное, в какой-то степени сиюминутное решение проблемы, в принципе противоречащее экологическим и ресурсным требованиям.

Поскольку свалки все  дальше удаляются от городов, а бесконечно плечо вывоза ТБО увеличиваться не может, становится весьма актуальной промышленная переработка ТБО. Именно промышленная переработка, решающая в совокупности вопросы обезвреживания, ликвидации и утилизации ТБО представляет собой кардинальный путь решения этой проблемы. Не случайно в европейских странах запланирован к 2010 г. отказ от полигонного захоронения ТБО [2] .

Цель курсового проекта – изучение и закрепление теоретических основ проектирования полигонов твердых бытовых отходов.

Для достижения цели необходимо решить комплекс задач:

- ознакомление и использование  соответствующей нормативной литературы;

- на основе требований к проектированию и эксплуатации полигонов выполнение необходимых расчетов;

- выполнение чертежа  полигона с основными сооружениями;

- выполнение схематического разреза высотной траншейной;

 

 

 

1.  Проблема образования и   утилизации  твердых бытовых отходов

1.1. Динамика удельного роста и морфологического состава ТБО

Антропогенное воздействие  человека на объекты окружающей среды связано с образованием огромного количества отходов, которые образуются на стадии создания материального продукта за счет остатков сырья, полуфабрикатов и т.д. Кроме образования твердых отходов в атмосферный воздух и водоемы поступают загрязняющие вещества с технологическими выбросами и сточными водами (газообразные и жидкие отходы). В процессе эксплуатации изделий возникают отходы потребления (тара, расходуемые материалы, запасные части) .Изделия, утратившие свои потребительские свойства, превращаются в мусор или твердые бытовые отходы [4].

Подсчитано, что каждый год в стране скапливается только твердых бытовых отходов 140 млн. кубометров. Уже сейчас норма отходов на душу населения составляет в России 225-250 килограммов в год, а в развитых европейских странах, таких как Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Италия, Швеция, Нидерланды. Швейцария, Япония, этот показатель уже в 1995-1996 годах достиг 340-440 килограммов, а в США превысил 720 килограммов на одного человека в год.

Ежегодно в России образуются около 4,5 млрд. т отходов, в том числе 1,6 млрд т отходов токсичных промышленных (ТПО). Всего на территории России накоплено около 50 млрд т всех видов отходов.

Общегосударственной инвентаризации отходов ни в СССР, ни в России ни разу не проводилось, поэтому по приблизительным оценкам на территории бывшего Советского Союза расположено несколько миллионов свалок, большинство из которых несанкционированные, являющиеся источниками повышенной экономической и санитарно-эпидемиологической опасности . С каждым годом проблема отходов обостряется.

В большинстве случаев  санитарное состояние свалок неудовлетворительное, отмечаются серьезные нарушения действующих нормативных документов по безопасному размещению отходов, что наносит непоправимый ущерб окружающей среде [1].

Обезвреживание отходов - комплекс дорогостоящих мероприятий. Поэтому в последнее десятилетие, особенно после ужесточения экологических норм в развитых промышленных странах, бурно расцвёл бизнес, основанный на экспорте токсичных отходов. Между тем проблема утилизации собственных отходов в России стоит очень остро.

В крупных городах, где  хозяйственная деятельность наиболее сконцентрирована и где на ограниченной территории сосредоточена значительная численность населения, происходит наиболее интенсивное накопление твердых бытовых отходов (ТБО), которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании представляют угрозу окружающей природной среде .

При выборе эффективных  систем сбора, удаления, обезвреживания и использования ТБО исследуются состав и свойства ТБО по методикам . При исследовании ТБО устанавливают морфологический и фракционный состав, плотность, влажность, химический состав. Эти характеристики зависят от типа объекта образования отходов, вида используемого топлива, климата, местных социальных, национально-этнических условий и других факторов, индивидуальных для каждого города.

При работе с ТБО необходимо учитывать такие их свойства, как  способность к слеживанию, механическую вязкость, коррозионную активность. Слеживаемость проявляется при длительной неподвижности ТБО, когда они теряют сыпучесть, самоуплотняются и способны выделять фильтрат (отжимную жидкость) без всякого внешнего воздействия. Механическая связанность определяется наличием волокнистых (текстиль) и армирующих (проволока, линейные куски древесины и др.) фракций .

Ориентировочные нормы  накопления ТБО в зависимости от источников их образования определены СНиП 11-60-75 (на 1 чел/год).Для крупных городов нормы накопления ТБО составляют 260 – 280 кг/год на человека при средней плотности этих отходов 190-200 кг/м³ .

Состав ТБО за последние  десятилетия существенно изменился. Если в начале столетия мусорные свалки состояли в основном из остатков продовольствия и тяжелой фракции канализационных стоков, то сейчас на первом месте находятся такие компоненты, как бумага, стекло, полимеры, металлы. Показателен в этом отношении анализ, проведенный Европейской ассоциацией утилизации ТБО в 1993-1995гг. Установлено, что объём сухих отходов (бумага, стекло, пластмасса, металл, текстиль) ныне уже в два раза превышает объём органических отходов (остатки продовольствия, тяжёлые фракции канализации).

Динамика изменения  морфологического состава отходов в разных странах показывает значительное увеличение процентного содержания полимеров в ТБО в большинстве стран. В промышленно развитых странах, таких как Япония и государства Европейского Союза, доля полимерных материалов наибольшая — 10-15%, в России в г. Москве — 6%, что практически в 10 раз превышает показатель 1950 года. Это связано с большим применением в последние десятилетия полимерной упаковки [4].

1.2. Методы утилизации ТБО

В настоящее время  существует ряд способов хранения и  переработки твердых бытовых  отходов, а именно: предварительная  сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз.

1.Предварительная сортировка

Этот технологический  процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции  на мусороперерабатывающих заводах  вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку сортировка ТБО — одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.

2. Санитарная земляная засыпка

Такой технологический  подход к обезвреживанию твердых  бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза. Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создаст предпосылки для активного развития микробиологических процессов. Толщу свалки условно можно разделить на несколько зон (аэробную, переходную и анаэробную), различающихся характером микробиологических процессов. В самом верхнем слое, аэробном (до 1—1,5 м), бытовой мусор благодаря микробному окислению постепенно минерализуется до двуокиси углерода, воды, нитратов, сульфатов и ряда других простых соединений. В переходной зоне происходит восстановление нитратов и нитритов до газообразного азота и его оксидов, т. е. процесс денитрификации. Наибольший объем занимает нижняя анаэробная зона, в которой интенсивные микробиологические процессы протекают при малом (ниже 2%) содержании кислорода. В этих условиях образуются самые различные газы и летучие органические вещества. Таким образом, свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных. Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным. Однако возможно и существенное сокращение мусорных свалок за счет максимально возможного вторичного использования бытовых отходов путем селективного сбора составляющих его компонентов - макулатуры, стекла, металлов .