Разработка проекта полигона твердых бытовых отходов вместимостью 4637500 м3

и складируемых с соблюдением особых условий

№ п/п	Вид отхода	Предельное количество отходов, т/1000 м3, ТБО	Предельное количество отходов, т/4637500 м3, ТБО	Особые условия складирования на полигоне или подготовки на промышленных предприятиях
1	Активированный уголь  производства витамина В-6	3	13912,5	Укладка слоем не более 0,2 м
2	Отходы ацетобутилатцеллюлозы	3	13912,5	Прессование в кипы размером не более 0,3х0,3 м в увлажненном состоянии
3	Древесные и опилочно-стружечные отходы	10	46375	Не должны содержать опилки, идущие на посыпание полов в производственных помещениях
4	Лоскут хромовый	3	13912,5	Укладка слоем не более 0,2 м
5	Невозвратная деревянная и бумажная тара	10	46375	Не должны включать промасленную бумагу
6	Обрезь кожезаменителей	3	13912,5	Укладка слоем не более 0,2 м
7	Отбельная земля	3	13912,5	Затаривание в мешки в увлажненном состоянии

 

Промышленные отходы IV класса опасности, принимаемые без ограничений в количественном отношении и используемые в качестве изолирующего материала, характеризуются содержанием в водной вытяжке (1 л воды на 1 кг отходов) токсичных веществ на уровне фильтрата из твердых бытовых отходов, а по интегрирующим показателям – биохимической потребностью в кислороде (БПК_полн) и химической потребностью в кислороде (ХПК) не выше 300 мг/л, имеют однородную структуру с размером фракций менее 250 мм [6].

Промышленные отходы III – IV класса опасности, принимаемые в ограниченном количестве (не более 30 % от массы твердых бытовых отходов) и складируемые совместно с бытовыми, характеризуются содержанием в водной вытяжке токсичных веществ на уровне фильтрата из ТБО и значениями БПК₂₀ и ХПК 3400–5000 мг О₂/л [6].

 

 

Таблица 5

Перечень промышленных отходов III и IV классов опасности,

принимаемых на полигоны твердых бытовых отходов

в ограниченном количестве и складируемых совместно

(нормативы  на 1000 м³ твердых бытовых отходов)

 

№ п/п	Вид отхода	Предельное количество промышленных отходов, т/1000 м3, ТБО	Предельное количество промышленных отходов, т/4637500 м3, ТБО
1	Кубовые остатки производства уксусного ангидрида	3	13912,5
2	Резита отходы (отвержденная формальдегидная смола)	3	13912,5
3	Твердые отходы производства вспенивающихся полистирольных пластиков	10	46375
Отходы при  производстве электроизоляционных  материалов
4	Гетипакс электротехнический листовой Ш-8.0	10	46375
5	Липкая лента ЛСНПЛ-0,17	3	13912,5
6	Полиэтиленовая трубка ПНП	10	46375
7	Стеклолакоткань ЛСЭ-0,15	3	13912,5
8	Стеклянная ткань Э2-62	3	13912,5
9	Текстолит электротехнический листовой Б-16,0	3	13912,5
10	Фенопласт 03-010-02	10	46375
Твердые отходы суспензионного, эмульсионного производства
11	Сополимеров стирола  с акрилонитрилом или метилметакрилатом	3	13912,5
12	Полистирольных пластиков	3	13912,5
13	Акрилонитрилбутадиенстирольных  пластиков	10	46375
14	Полистиролов	3	13912,5

Вопрос о количестве указанных отходов, принимаемых на полигон твердых бытовых отходов, решается организацией, эксплуатирующей полигон, по согласованию с территориальным ЦГСЭН и утверждается в установленном порядке. Санитарно-эпидемиологическое заключение о совместном хранении и захоронении промышленных отходов и ТБО выдается территориальным ЦГСЭН на основе анализов лабораторий, аккредитованных (аттестованных) в установленном порядке .

 

 

 

 

1.5. Сбор и обезвреживание фильтрата

Фильтрат, образующийся на полигонах  ТБО, содержит продукты выщелачивания водорастворимых соединений и продукты разложения отходов. В среднем годовой объем образующегося фильтрата составляет 2-3 тыс. м³/га.

Состав фильтрата зависит от срока эксплуатации полигона (от стадии разложения отходов), характера складируемых отходов и объема поступления поверхностных и грунтовых вод.

Фильтрат из ТБО характеризуется  преимущественно по интегральным показателям - биохимической потребности в кислороде (ВПК) и химической потребности в кислороде (ХПК), а также по содержанию тяжелых металлов, аммонийного азота и некоторых других веществ. После короткой аэробной стадии разложения ТБО (продолжительность - несколько недель) можно выделить две анаэробные стадии.

Первая стадия распада органических веществ в анаэробных условиях (включая фазу неустойчивого образования метана) протекает от нескольких месяцев до нескольких лет после депонирования. Фильтрат, образующийся на этой стадии разложения ТБО, характеризуется средним значением рН 6, высоким значением ВПК (13000 мг/л О₂), высоким отношением БПК/ХПК (0,6), высоким содержанием аммонийного азота и железа (в среднем по 750 мг/л).

Вторая стадия (активное образование  метана), характерная для старых полигонов, может продолжаться в течение нескольких десятилетий. Фильтрат старых полигонов имеет рН 8, характеризуется низким значением ВПК (180 мг/л О₂), низким отношением БПК/ХПК (0,06), высоким содержанием аммонийного азота (750 мг/л) и низким содержанием железа (15 мг/л). Содержание меди и свинца в фильтрате незначительно зависит от возраста полигона и колеблется в широких пределах, составляя в среднем около 100 мг/л; среднее содержание кадмия 6 мг/л.

Как следует из состава фильтрата, полигонное захоронение ТБО * может оказать негативное влияние на грунтовые воды, в связи с чем в России регламентируется контроль за состоянием грунтовых вод выше и ниже полигона (на расстоянии 50-100 м). Если содержание загрязняющих веществ превысит ПДК грунтовых вод, должны быть приняты меры по ограничению поступления этих веществ в грунтовые воды (до уровня ПДК).

Для предотвращения утечки фильтрата в окружающую среду основание полигона должно иметь противофильтрационный экран (с коэффициентом фильтрации, по европейским нормам, не более 10^-9 м/сек), а для облегчения его сбора поверхность полигона должна быть спланирована с уклоном (по европейским нормам, уклон должен быть не менее 2%).

В систему сбора фильтрата входят:

-  перфорированные дренажные  трубы, размещенные под складируемыми  отходами на противофильтрационном экране и обкладываемые щебенкой (фильтрат по трубам отводится на участок его обезвреживания);

- насосная станция;

- водосборный накопительный пруд (для снятия пиков потоков).

Все новые европейские полигоны запроектированы с донным дренажем. На старых полигонах фильтрат собирается с помощью окружающих дренажных канав или путем откачки из трубных скважин, которые размещают в теле полигона или вокруг него.

Обезвреживание фильтрата можно  производить либо в месте его образования, либо на муниципальных очистных сооружениях. К очистным сооружениям фильтрат транспортируется по герметичному трубопроводу, стоимость которого в ряде случаев может быть сопоставима с затратами на строительство самого полигона.

Практически применяют два метода обезвреживания фильтрата (дренажных сточных вод):

-  биологическая очистка (в  присутствии активных бактериальных культур, которые разрушают и используют органические вещества для синтеза своих клеток, например, в установках с активным илом, в аэрационных прудах и др.);

- физико-химическая очистка  (чаще всего реагентная - для очистки от тяжелых металлов) [2].

Следует отметить, что количество образующегося фильтрата зависит, при прочих равных условиях, от технологии захоронения - степени уплотнения ТБО и высоты их складирования. Высокий полигон является более предпочтительным с точки зрения защиты окружающей среды (уменьшается удельный объем фильтрата). В соответствии с европейской практикой, полигоны высотой менее 10 м проектируют редко.

 

1.6. Добыча и утилизация богаза

В результате анаэробного  разложения органической фракции отходов образуется биогаз. Из общего количества метана, ежегодно поступающего в атмосферу, 40-70% образуется в результате антропогенной деятельности, причем более 20% из них приходятся на объекты захоронения ТБО.

Подсчитано, что из одной тонны ТБО образуется 200-300 м³ биогаза.

Основные компоненты биогаза (%): метан 40—75 (обычно 50-60), диоксид  углерода 30-40, азот 5-15, кислород 0-2, сероводород и другие токсичные соединения (в небольших количествах).

В зависимости от содержания метана биогаз имеет теплоту сгорания от 15 до 20 МДж/м³, что соответствует 50% теплоты сгорания природного газа.

Биогаз является одной  из причин возгорания ТБО на полигонах и свалках. При содержании в воздухе от 5 до 15% метана и 12% кислорода образуется взрывопожарная смесь [1].

Биогаз оказывает также  негативное воздействие на растительный покров, угнетая растительность на примыкающих к полигонам ТБО площадях (механизм влияния связан с насыщением биогазом порового пространства почвы и вытеснением из нее кислорода).

В связи с этим за рубежом  в последнее десятилетие получили широкое распространение технологии добычи и утилизации биогаза. В Германии, например, к началу нового тысячелетия добыча биогаза на полигонах ТБО составила около 35 млн. м³/год, что позволяет получать ежегодно 140 млн. кВт-ч электроэнергии и экономить 14 тыс. т/год нефти.

На российских полигонах и свалках биогаз практически не собирается.

Для сбора  биогаза используют вертикальные скважины, газопроводы и компрессорные станции, обеспечивающие подачу газа к мотор-генераторам (при использовании биогаза для производства электроэнергии). Компрессор создает необходимое разрежение для сбора биогаза и его транспортировки по газопроводам.

добыча  и утилизация биогаза

Скважины→ Трубопрововоды→ Компрессорное оборудование → Мотор генератор → К потребителю электроэнергии

В российских условиях, как показала практика, наиболее целесообразно шнековое бурение скважин диаметром 250-300 мм. По европейским данным, выход биогаза из пробуренной скважины глубиной 10 м обычно составляет 10-20 м/час. Устойчивая работа скважины обеспечивается, если ее лемит не превышает объема вновь образующегося биогаза. Подсчитано, что для обеспечения мощности 1 МВт требуется 15-20 пробуренных газовых скважин в теле полигона. Регулирование выхода биогаза с полигона осуществляется путем регулирования числа оборотов компрессора.

Расстояние  между газовыми скважинами на участке  сбора биогаза обычно составляет 50-60 м. Если число газовых скважин на полигоне оптимально, а откосы полигона уплотнены, извлечение биогаза составляет до 80% от его образующегося объема. Если биогаз собирается на так называемых биокартах с однородными отходами (европейские условия), извлечение биогаза повышается до 90% [1].

На рис. 2 показан общий вид скважины для добычи биогаза на подмосковных полигонах.

Рис. 2. Общий вид скважины для добычи биогаза

Температура образующегося  биогаза соответствует температуре тела полигона, которая при анаэробном разложении органической фракции ТБО повышается до 25-40°С. Поскольку для отходов характерна высокая влажность, биогаз насыщается парами воды. При снижении температуры биогаза до 10°С в системе газопроводов образуется до 20 г/м³ конденсата. На установке мощностью 1 МВт ежесуточно образуется 100 л конденсата. Этот конденсат необходимо удалять из системы сбора биогаза и направлять на обезвреживание, так как по химическому составу он во многом аналогичен фильтрату. Уклон газопроводных труб в пределах полигона должен обеспечивать сбор конденсата (в соответствии с европейской практикой, уклон труб - не менее 20%). Для удаления влаги из системы устанавливают конденсатоотводчики (стальные резервуары с гидрозатворами).