Разработка проекта полигона твердых бытовых отходов вместимостью 4637500 м3

         Тогда S_П.С.К. будет равна:

S_П.С.К.=(Ш_В.К. + Ш_О.К.)  Н_К  : 2,                                         (18)

S_П.С.К =(4+17) ·  8 :2 = 84 м²

Площадь, занимаемая кавальером грунта, будет равна:

Sк = L_к·  Шо.к. ,                                                          (19)

Sк=2912 – 17 = 49504 м²

2.6. Организация рабочей карты (траншеи)

Для одной из очередей складирования (только 1 -го яруса ТБО) произвести расчет числа карт или траншей с учетом площади карты Sр.к. или площадь траншеи S_Р.Т (м²). Расчеты основаны на расположении карт и траншей перпендикулярно преобладающему направлению ветра, которое указано по заданию, для исключения разноса ТБО по всей территории полигона.

Вычислим объем ТБО (м³/сут), принимаемых у рабочей карты (траншеи), за рабочий день:

О _Р.Д. = У₁ ·  Н₁ : 365,                                                               (20)

О _Р.Д.= 1,9 ·  210000: 365= 1093 м³/сут

где Н₁ - средняя численность населения на период эксплуатации полигона, чел.; 365 - количество дней в году. Плотность поступающих на полигон ТБО Р¹¹ = 200 кг/м³ плотность после уплотнения бульдозерами Р¹ = 670 кг/м³, высота уплотненного ТБО Н_у.с. на карте 2 м, в траншее 3-6 м.

Расчет потребной площади  рабочей карты (траншеи) осуществляется по формуле:

Sр.к.= О _Р.Д. ·  Р¹¹ /Н_У.С ·  Р¹ ,                               (21)

Sр.к.= 1093 ·  200/2 ·  670=163м²

В дальнейшем должны быть установлены: ширина рабочей карты  Шр.к. - постоянная величина, равная 5,0 м; длина рабочей карты Д_Р._К, которая может варьировать в пределах 20-150 м; ширина оабочей траншеи Ш_Р._т. - 6-12 м, длина траншеи Д_Р._Т зависит от времени года (в летние месяцы составляет 40-60 м, в зимние - 80-100 м) [3].

2.7. Организация  разгрузки ТБО

ТБО доставляется мусоровозами, вмещающими 24 м³, каждому мусоровозу для разгрузки требуется площадка 50 м².

Объем ТБО, поступающих  на полигон одновременно при разгрузке (м³/сут), определяется по формуле:

О_с=0,125 ·  О_р.д.,                                               (22)

О_с=0,125 ·  1093=137 м³

где 0,125 - коэффициент, определяющий минимальную площадь площадки разгрузки мусоровозов.

Количество мусоровозов (N_м), которые будут одновременно разгружаться на участке площадки, рассчитывается по формуле:

N_м = О_с: 24 ,                                                   (23)

N_м = 137: 24 = 6

где 24 - объем ТБО в мусоровозе, м³

Площадь участка разгрузки (м²) составит

S_Р = 50 ·  N_М,                                           (24)

S_Р = 50 ·  6=300 м²

где 50 - необходимая площадь  для разгрузки мусоровоза, м².

Общая площадь участка (м²) перед рабочей картой, где осуществляется разгрузка, будет равна

S_Р.О. = S_Р ·  2,                                               (25)

S_Р.О. = 300 ·  2= 600 м²

где 2 - коэффициент, учитывающий  временную дорогу и подвоз ТБО.

Длина участка перед  рабочей картой принимается той же длины, что и рабочая карта, т.е. равна Др.к- Ширина составит соответственно:

Шр.о = Sр,о : Др.к ,                                             (26)

Шр.о = 600: 32,6= 18м

Дня полигонов с траншейным типом складирования длина участка  разгрузки перед траншеей равна ее длине (Др.к),а ширину Ш_Р.₀ рассчитать как частное от деления общей площади участка разгрузки S_Р.₀ на Др.т.

 

2.8. Расчет потребности  в бульдозерах

Разгруженные мусоровозами ТБО сдвигают на рабочую карту  бульдозеры. Перемещение ТБО осуществляется на расстояние Ш_Р.К. + Шр.о С учетом дополнительных маневров и откоса у рабочей карты принимаем расстояние перемещения с дополнением до 8-10 м. Согласно нормативным документам, норма времени на сдвигание до 100 м³ ТБО будет равна 1,45 ч.

Производительность бульдозера составит

100:1,45= 69м³/ч

На сдвигание доставляемых за сутки ТБО потребуется рабочее время, ч, в количестве

С=О_Р._Д.:69 ,                                                 (27)

С= 1093: 69= 16

При фактическом времени  работы за сутки потребность в  бульдозерах составит          Б_С = С:Т_С ,                                                 (28)

Б_С =  16 :12=1                                         

где Т_с - фактическое время работы за сутки, ч

На технологической  операции по уплотнению ТБО на рабочей  карте работает бульдозер массой 14 т с эксплуатационной скоростью  С - 3000 м/ч и с шириной гусениц 0,5 м. Уплотнение осуществляется 4-кратным проездом:

У_с = (0,5 + 0,5) : 4 = 0,25 м.

Потребность в бульдозерах  на технологической операции уплотнения определяется по формуле:

Б_у  = ,                                    (29)

где Д - длина карты  или траншеи, м; Ш - ширина рабочей карты или траншеи, м; Ш₀- ширина откоса, равная 4 м; Р¹ - плотность до уплотнения бульдозерами, равная 670 кг/м²; Р^// - плотность после уплотнения бульдозерами, равная 200 кг/м³; С - эксплуатационная скорость бульдозера, равная 3000 м/ч;, 0,65 - коэффициент, учитывающий потери рабочего времени за смену; У_с - высота уплотненного слоя, м; а - толщина слоя, формируемого до уплотнения, равного 0,25 м; Т_с - фактическая продолжительность работы бульдозеров на уплотнении, ч.

Б_у = 32,4(5+4)670 ·  2/3000 ·  065 ·  0,25 ·  200 ·  0,25 ·  12=13

Общее количество бульдозеров  принимаем как сумму б_с + Б_у (шт.), учитывая также работы на технологической операции по промежуточной изоляции рабочей карты грунтом слоем 0,25 м; полученное число округляем в большую сторону [3].

Б _общ = 13+4 = 17

2.9. Потребности  в воде для увлажнения ТБО

Влажность ТБО (W, %) указана в задании, необходимая влажность - 38%. Пример расчета: влажность принимаемых на полигоне ТБО - 33%, их необходимо увлажнить до 38%, т.е. на 5 %. На 1 т, или 1000 кг, ТБО необходимо подать воды 1000 • 0,05 = 50 л

Необходимое количество дополнительной воды на 1 м³ ТБО плотностью Р = 200 кг/м³ составит:  = 50 ·  200/1000 =  10л

Общий расход воды на увлажнение ТБО (л/сут) составит

V =О_р.д·  ,                                                 (30)

V = 1093 ·  10= 10930 л/сут

где Ор.д - количество поступающих  отходов, м³/сут

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10.Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов ТБО

Различают пять фаз процесса распада органической составляющей твердых отходов на полигонах:

1-я фаза – аэробное разложение;

2-я фаза – анаэробное разложение без выделения метана (кислое брожение);

3-я фаза – анаэробное разложение с непостоянным выделением метана (смешанное брожение);

4 я фаза – анаэробное разложение с постоянным выделением метана;

5-я фаза – затухание анаэробных процессов.

Первая и вторая фазы имеют место  в первые 20–40 дней с момента укладки отходов, продолжительность протекания третьей фазы – до 700 дней. Длительность четвертой фазы – определяется местными климатическими условиями и для различных регионов РФ колеблется в интервале от 10 (на юге) до 50 лет (на севере), если условия складирования не изменяются. За период анаэробного разложения отходов с постоянным выделением метана и максимальным выходом биогаза (четвертая фаза) генерируется около 80% от его общего количества. Поэтому расчет выбросов биогаза целесообразно проводить для условий стабилизированного процесса разложения отходов при максимальном выходе биогаза (четвертая фаза) с учетом того, что стабилизация процесса газовыделения наступает в среднем через два года после захоронения отходов. Поступление биогаза с поверхности полигона в атмосферный воздух идет равномерно, без заметных колебаний его количественных и качественных характеристик. На количественную характеристику выбросов загрязняющих веществ с полигонов отходов влияет большое количество факторов, среди которых:

- климатические условия;

- рабочая (активная) площадь  полигона;

- сроки эксплуатации  полигона;

- количество захороненных  отходов;

- мощность слоя складированных  отходов;

- соотношение количеств  завезенных бытовых и промышленных отходов;

- морфологический состав завезенных отходов и их влажность;

- содержание органической  составляющей в отходах;

- содержание жироподобных, углеводоподобных и белковых  веществ в органике отходов;

- технология захоронения  отходов.

1. Удельный выход биогаза  (Qw, кг/кг отходов) за период его активной стабилизированной генерации при метановом брожении определяется по уравнению:

Qw = 10^-6R ·  (100 – W) ·  (0,92Ж + 0,62У + 0,34Б),                 (31)      

где R – содержание органической составляющей в отходах, 55%; Ж –содержание жироподобных веществ в органике отходов, 2%; У – содержание углеводоподобных веществ в органике отходов, 83%; Б – содержание белковых веществ в органике отходов, 15%; W – фактическая влажность отходов, 47%.

Qw = 10^-6 ∙ 55 ∙ (100 – 47) ∙ (0,92 ∙ 2 + 0,62 ∙ 83 + 0,34∙15) =  0,170236 кг/кг

2. Период полного сбраживания  органической части отходов, в  годах, определяемый по приближенной эмпирической формуле (t_c6p, годы):

                                                  (32)

                        

где: t_cp.тепл – средняя из среднемесячных температура воздуха в районе полигона ТБО и ПО за теплый период года (t_ср.мес. >0), в °С; Т_тепл – продолжительность теплого периода года в районе полигона ТБО и ПО, в днях; 10248 и 0,301966 – удельные коэффициенты, учитывающие биотермическое разложение органики.

3. Количественный выход  биогаза за год (Р_уд, кг/т отходов в год), отнесенный к одной тонне отходов, определяется по формуле:

                                                                                                  (33)

4. Количество  активных стабильно выделяющих биогаз отходов, т:

 

Σ D = (T_экс. – 2) · M,                                               (34)

Σ D= (20-2) ·380000=6840000

где   Т_экс. – срок функционирования полигона, годы; M – масса завозимых отходов, т в год(М = Н₁ · У_1,  М= 20 000 • 1,9= 380000 т)

5. Определение весового процентного содержания компонентов в биогазе. Средняя плотность биогаза составляет обычно 0,95–0,98 плотности воздуха, т.е. при плотности воздуха 1,2928 кг/м³ средняя плотность биогаза (ρ_бг) будет равна: 1,2928 ∙ 0,965 = 1,24755 кг/м³.

Используя полученные анализами  концентрации компонентов в биогазе (табл. 1) и рассчитанную его плотность, определяется весовое процентное содержание этих компонентов в биогазе (С_вес.i, %):

                                                 (35)

где С_i – концентрации компонентов в биогазе, мг/м³; ρ_бг – плотность биогаза, кг/м³.

При использовании расчетного метода инвентаризации выбросов действующего полигона и при проектировании нового или расширении существующего полигона ТБО принимается среднестатистический состав биогаза, рекомендуемый при проектировании (табл. 8):

Таблица 8

Концентрации  компонентов и их весовое процентное содержание в биогазе (по результатам анализов проб)

Компонент	Сi,  мг/м3	Свес.i, %	Мi г/сек	Gi
Метан	660908	52,915	148739	33937720
Углерода диоксид	558958	–	-	-
Толуол	9029	0,723	1795	463705
Аммиак	6659	0,533	1323	341846
Ксилол	5530	0,443	1099	284123
Углерода оксид	3148	0,252	626	161623
Азота диоксид	1392	0,111	276	71191
Формальдегид	1204	0,096	238	61570
Этилбензол	1191	0,095	235	60929
Ангидрид сернистый	878	0,070	173	44895
Сероводород	326	0,026	65	16675