Технология захоронения ТБО
waste-nn.ru
1. Состав полигона
Полигон захоронения ТБО - это комплекс природоохранных сооружений, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания твердых бытовых отходов, обеспечивающий защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующий распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.
Полигон для твердых бытовых отходов в общем случае состоит из следующих частей:
- подъездная дорога, по которой осуществляются подвоз ТБО и обратное движение порожних мусоровозов;
- хозяйственная зона, предназначенная для организации эксплуатации полигона;
- участок складирования ТБО, где размещаются и захораниваются отходы; участок складирования соединяется с хозяйственной зоной временной внутриплощадочной дорогой;
- линия электроснабжения от внешних электрических сетей.
Массив отходов полигона ограничен системами инженерных сооружений: верхним окончательным покрытием и противофильтрационным экраном для управления эмиссией полигона - сокращения неблагоприятного воздействия на окружающую среду.
2. Требования к месту размещения полигона
Выбор участка для полигона ТБО осуществляется на основании функционального зонирования территории и градостроительных решений; последние выполняются в соответствии со СНиП. Полигоны размещаются за пределами жилой зоны и на обособленных территориях с обеспечением размеров санитарно-защитной зоны.
Размещение полигонов не допускается:
- на территории I, II и III поясов зон санитарной охраны водоисточников и минеральных источников;
- во всех поясах зоны санитарной охраны курортов;
- в зонах массового загородного отдыха населения и на территории лечебно-оздоровительных учреждений;
- в рекреационных зонах;
- в местах выклинивания водоносных горизонтов;
- в границах установленных водоохранных зон открытых водоемов.
Не допускается размещение полигонов на заболачиваемых и подтопляемых территориях. Перспективными для размещения полигонов являются участки, где в основании выявлены глины или тяжелые суглинки, а грунтовые воды залегают на глубине не менее 2 м. При этом грунты основания должны иметь коэффициент фильтрации не более 10 см/с (0,0086 м/сут.).
Выбранный участок для устройства полигона должен иметь санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии его санитарным правилам.
3. Защита основания участка складирования ТБО
При грунтах основания с коэффициентом фильтрации более 10 см/с необходимо предусматривать следующие противофильтрационные экраны:
1) глиняный экран однослойный толщиной не менее 0,5 м. Исходная глина ненарушенной структуры должна иметь коэффициент фильтрации не выше 0,001 м/сут. Поверх экрана укладывается защитный слой из местного грунта толщиной 0,2... 0,3 м;
2) грунтобитумный экран, обработанный органическими вяжущими веществами или отходами нефтеперерабатывающей промышленности толщиной от 0,2 до 0,4 м с одной стороны или двойной пропиткой битумной эмульсией в зависимости от состава отходов и климатических условий;
3) экран двухслойный из латекса. Экран состоит из планировочного подстилающего слоя толщиной 0,3 м, слоя латекса, промежуточного слоя из песчаного грунта высотой 0,4 м, второго слоя латекса и защитного слоя из мелкозернистого грунта толщиной 0,5 м;
4) экран из полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, двухслойный. Двухслойный экран состоит из подстилающего слоя – глинистого грунта толщиной не менее 0,2 м, двух слоев полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, толщиной 0,2 мм. Между слоями пленки устраивается дренажный слой из крупнозернистого песка толщиной 0,4 м. На верхний слой пленки укладывается защитный слой (толщиной 0,5 м) песчаного грунта с частицами максимальной крупности до 5 мм. Допускается применение однослойных искусственных экранов без дренажа фильтрата при благоприятных гидрогеологических условиях участка складирования: уровень грунтовых вод не менее 6 м от поверхности основания рабочих карт; наличие в основании карт суглинков с коэффициентом фильтрации не более 10 см/с и мощностью не менее 6 м.
Дренажный слой предусматривается для аварийных ситуаций и контроля выхода фильтрата.
5) экран из бентомата марки SS100. Грунт, на который укладывается материал, должен быть утрамбован с коэффициентом уплотнения не менее 0,9. В основании не должно быть корней растений, камней и других предметов, которые могут механически повредить материал. Все неровности в основании размером более 12 мм должны быть выровнены. Количество материала, укладываемое на объекте ежедневно, должно быть таким, которое можно закрыть в день укладки защитным слоем грунта. В виде исключения допускается движение колесной машины по уложенным матам, избегая механических воздействий на материал при резких остановках. Бентомат защищен слоем мелкозернистого грунта толщиной слоя 300 мм. Полотнища бентомата шириной 5 и длиной 40 м укладываются внахлест на величину не менее 150 мм. Для обеспечения дополнительной надежности между уложенными внахлест кромками засыпают гранулы бентонита в количестве 0,4 кг/погонный метр.
4. Дренажная система
Дренажная система предназначается для сбора и отвода фильтрата. Одна из конструкций дренажной системы представляет собой следующее. На слой нетканого текстиля над полимерным полотном наносится материал с небольшим содержанием извести размером частиц 16... 32 мм и коэффициентом фильтрации более 10 м/с, выполняющий роль обратного фильтра. Толщина слоя составляет не менее 50 см.
В зоне расположения труб для отвода фильтрата толщина слоя увеличивается до 105 см (три диаметра трубы для отвода фильтрата). Этим гарантируется достаточная защита трубы.
Обратный фильтр насыпается у начала и с помощью легкого оборудования распределяется по защитному полотну. Трубы прокладываются прямолинейно с упорным углом в 120°.
Для обеспечения отвода фильтрата со всей площади обратный фильтр имеет уклон более 3% в направлении труб для сбора фильтрата. Максимальная длина стекания фильтрата с поверхностного фильтра составляет 15 м. Из этого следует, что максимальное расстояние между сборниками фильтрата составляет 30 м.
Сбор фильтрата происходит в самой низкой точке полигона с помощью PEHD труб (по российской классификации - из полиэтиленовых труб ПЭ 80 SDR технических по ГОСТ 18599-2001).
Дренажные трубы выполняются с перфорацией (прорезями) поперек оси трубы на 2/3 периметра трубы. Площадь прорезей должна составлять минимум 5% внешней поверхности дренажных труб. Ширина прорези составляет 12 мм, длина прорези 60 мм, что защищает их от забивания при использовании обратного фильтра с размером частиц 16... 32 мм. Концы труб при прохождении труб через ограждающую насыпь не перфорируются.
В направлении течения фильтрата дренажные трубы проходят через ограждающую насыпь полигона и защитный слой на откосе и входят в канализационные колодцы, расположенные вне поля полигона.
На противоположном откосе дренажные трубы выводятся по полимерному слою вверх из участка складирования для контроля и мойки. На краю откоса дренажные трубы заканчиваются. Они закрываются воздухонепроницаемым колпаком, демонтируемым для проведения технической ревизии. С помощью такой конструкции возможен проход к сборникам фильтрата с двух сторон, а также имеется возможность промывки и использования мобильной камеры.
В районе прокладки дренажных труб через ограждающую насыпь должны быть использованы контролируемые трубы (система труба-в-трубе). Опора трубы в месте прохождения через насыпь должна быть выполнена таким образом, чтобы в этом месте не возникал натек воды.
После выведения дренажных труб с участка складирования в канализационных колодцах они объединяются в общую (канализационную) трубу с отводом в сборник фильтрата.
При необходимости (по высотным условиям местности) может быть устроена насосная станция, в которую собирается фильтрат. Из насосной станции фильтрат закачивается в сборник.
Собранный канализационной системой фильтрат может быть удален с помощью насосной станции на районные очистные сооружения. Часть фильтрата с помощью насосной станции может быть подана на участок складирования для увлажнения ТБО в пожароопасный период.
5. Хозяйственная зона
5.1. Состав сооружений
На территории хоззоны размещаются:
- административно-бытовой корпус (АБК);
- контрольно-пропускной пункт (КПП) совместно с пунктом стационарного радиометрического контроля;
- весовая;
- гараж и площадки с навесами и мастерскими для стоянки и ремонта машин и механизмов;
- склад горюче-смазочных материалов;
- склады для хранения энергоресурсов, строительных материалов, спецодежды, хозяйственного инвентаря и др.;
- объекты электроснабжения;
- мойка мусоровозов;
- противопожарные емкости;
- дезинфицирующие ванны;
- очистные сооружения мойки мусоровозов;
- канализационная насосная станция.
В здании АБК находятся социальные помещения для работников (раздевалки, туалеты, душевые), комната отдыха, столовая, комната охраны.
Территория хозяйственной зоны должна иметь твердое покрытие, освещение и въезд со стороны полигона.
На крупных полигонах, принимающих свыше 360 тыс. куб. м/год ТБО и рассчитанных на срок эксплуатации более 15 лет, техническое водоснабжение обеспечивается из артезианских скважин, размещаемых на территории хоззоны. Питьевая вода должна быть привозной.
На меньших полигонах, рассчитанных на срок эксплуатации менее 15 лет, по согласованию с органами Роспотребнадзора и местными коммунальными органами техническое водоснабжение обеспечивается привозной водой.
Удаление стоков осуществляется с использованием:
- городской системы канализации (при наличии канализационного коллектора на экономически оправданном расстоянии);
- контрольно-регулирующего пруда;
- пруда-испарителя.
Площадь пруда-испарителя определяется из расчетного стока ливневых вод с площади полигона.
Вблизи хозяйственной зоны устраивается площадка для стоянки легковых машин работников полигона.
Число машино-мест на 100 работающих в 2 смежных сменах составляет 7... 10. Это число должно корректироваться в соответствии с уровнем автомобилизации.
Территория хозяйственной зоны снабжается ливневой канализацией со сбросом стоков в общую канализационную сеть.
Канализация АБК проектируется со сбором стоков в септиках, из которых организуется вывоз на городские (районные) очистные сооружения.
Рекомендуется создание резервной системы электроснабжения на случай выхода из строя основной системы. Резервная система может быть выполнена на основе дизель-генератора с запасом топлива.
5.2. Основные параметры сооружений.
На выезде с полигона должна быть контрольно-дезинфицирующая зона с устройством железобетонной ванны длиной 8 м, глубиной 0,3 м и шириной 3 м для дезинфекции колес мусоровозов. Ванна заполняется трехпроцентным раствором лизола и опилками.
Расход воды на наружное пожаротушение составляет 10 л/с. Сборный железобетонный резервуар или пруд для пожаротушения проектируется емкостью не менее 50 куб. м и определяется местными условиями.
По периметру всей территории полигона ТБО проектируется ограждение. Ограждение могут заменять: осушительная траншея глубиной более 2 м, вал высотой более 3 м. В ограде полигона у здания АБК проектируются ворота или шлагбаум.
Водоотводные (нагорные) канавы рассчитываются на отвод стока с участков, расположенных выше полигона.
Наружное освещение по постоянной схеме предусматривается только для хозяйственной зоны, суточные карты освещаются по временной схеме.
Минимальная освещенность рабочих (суточных) карт принимается 5 лк.
6. Эксплуатация полигона
6.1. Основные технологические операции.
На полигоне выполняются следующие основные виды работ: прием, складирование и изоляция ТБО.
Учет принимаемых ТБО ведется по объему в неуплотненном состоянии. Отметка о принятом количестве ТБО делается в журнале регистрации ТБО.
Категорически запрещается вывоз на полигоны отходов, пригодных к использованию в народном хозяйстве в качестве вторичных ресурсов, а также токсичных, радиоактивных и биологически опасных отходов.
Организация работ на полигоне определяется технологической схемой эксплуатации полигона, разрабатываемой в составе проекта. Основным документом планирования работ является график эксплуатации, составляемый на год. Планируется помесячно: количество принимаемых ТБО с указанием N карт, на которые складируются отходы, разработка грунта для изоляции ТБО.
Организация работ на полигоне должна обеспечивать охрану окружающей среды, максимальную производительность средств механизации и технику безопасности.
6.2. Контроль доставленных ТБО.
Эксплуатация полигона, утилизация отходов, а также отказ от приемки отходов должны регулироваться регламентом по приему разрешенных видов отходов. Для того чтобы обеспечить складирование только разрешенных отходов, необходимы контрольные мероприятия со стороны персонала полигона.
Контроль доставленных отходов включает в себя следующее:
- проверка сопроводительных документов перевозчика;
- определение объема и веса отходов;
- проведение визуального контроля;
- выполнение радиометрического контроля.
Проверка сопроводительных документов и замер веса производятся при въезде. Визуальный контроль, при котором привезенные отходы контролируются по виду, консистенции, цвету и запаху, производится при взвешивании и при разгрузке машин. При сомнении необходим отбор проб привезенного материала. Привезенные неразрешенные для складирования отходы на полигон не принимаются.
6.3. Разгрузка транспорта.
На полигоне организуется бесперебойная разгрузка мусоровозов. Прибывающие на полигон мусоровозы разгружаются у рабочей карты.
Площадка разгрузки мусоровозов перед рабочей картой разбивается на два участка: на одном участке разгружаются мусоровозы, на другом работают бульдозеры или катки-уплотнители.
Размещение мусоровозов на площадке разгрузки должно обеспечивать беспрепятственный выезд каждой разгрузившейся машины.
Продолжительность приема мусоровозов под разгрузку на одном участке площадки принимается равной 1...2 ч. Минимальная площадь перед рабочей картой с учетом разбивки ее на две части должна обеспечивать одновременно не менее 12% разгрузки мусоровозов, прибывающих в течение рабочего дня.
Путь от весов до места разгрузки оснащается указателями. Все машины двигаются по указателям кратчайшим путем от весов к участку складирования. Водителям указывается место разгрузки. Машины должны сохранять безопасное расстояние до неукрепленного края откоса - минимально 10 м. После разгрузки и повторного контроля партии машина сразу же покидает место разгрузки.
6.4. Размещение отходов.
ТБО, выгруженные из машин, складируются на рабочей карте.
Не допускается беспорядочное складирование ТБО по всей площади полигона, за пределами площадки, отведенной на данные сутки (рабочие карты). Устанавливаются следующие размеры рабочей карты: ширина 5 м, длина 30 - 150 м.
Бульдозеры сдвигают ТБО на рабочую карту, создавая слои высотой до 0,5 м. За счет 5... 10 уплотненных слоев создается вал с пологим откосом высотой 2 м над уровнем площадки разгрузки мусоровозов. Вал следующей рабочей карты "надвигают" к предыдущему (складированием по методу "надвига"). При этом методе отходы укладывают снизу вверх.
Уплотненный слой ТБО высотой 2 м изолируется слоем грунта 0,25 м (при обеспечении уплотнения в 3,5 раза и более допускается изолирующий слой толщиной 0,15 м). Разгрузка мусоровозов перед рабочей картой должна осуществляться на слое ТБО, со времени укладки и изоляции которого прошло более 3 мес. (по мере заполнения карт фронт работ отступает от ТБО, уложенных в предыдущие сутки).
Складирование ТБО методом "сталкивания" осуществляется сверху вниз. Высота откоса должна быть не более 2,5 м. При методе "сталкивания", в отличие от метода "надвига", мусоровозный транспорт разгружается на верхней изолированной поверхности рабочей карты, образованной в предыдущий день. По мере заполнения карт фронт работ движется вперед по уложенным в предыдущие сутки ТБО.
Сдвигание разгруженных мусоровозами ТБО на рабочую карту осуществляется бульдозерами всех типов. Для повышения производительности бульдозеров (на 30 - 40%) необходимо применять отвалы, имеющие большую ширину и высоту.
Уплотнение уложенных на рабочей карте ТБО слоями по 0,5 м осуществляется тяжелыми бульдозерами массой 14 т и на базе тракторов мощностью 75... 100 кВт (100... 130 л. с.). Уплотнение слоями более 0,5 м не допускается. Уплотнение осуществляется 2... 4-кратным проходом бульдозера по одному месту. Бульдозеры, уплотняющие ТБО, должны двигаться вдоль длинной стороны карты. При 2-кратном проходе бульдозера уплотнение ТБО составляет 570... 670 кг/куб. м, при 4-кратном проходе - 670... 800 кг/куб. м.
Для обеспечения равномерной просадки тела полигона необходимо (два раза в год) делать контрольное определение степени уплотняемости ТБО.
Увлажнение ТБО летом необходимо осуществлять в пожароопасные периоды. Расход воды на полив принимается 10 л на 1 куб. м ТБО.
Промежуточная и окончательная изоляция уплотненного слоя ТБО осуществляется грунтом. При складировании ТБО на открытых, незаглубленных картах промежуточная изоляция в теплое время года осуществляется ежесуточно, в холодное время года - с интервалом не более трех суток. Слой промежуточной изоляции составляет 0,25 м, при уплотнении ТБО катками КМ-305 - 0,75 м.
Разработка грунта и доставка его на рабочую карту производится скреперами.
В зимний период в качестве изолирующего материала разрешается использовать строительные отходы, отходы производства (отходы извести, мела, соды, гипса, графита и т.д.). В виде исключения в зимний период допускается применять для изоляции снег, подаваемый бульдозерами с ближайших участков. В весенний период с установлением температуры свыше 5 °C площадки, где была применена изоляция снегом, покрываются слоем грунта. Укладка следующего яруса ТБО на изолирующий слой из снега недопустима.
6.5. Санитарно-защитная зона.
Санитарно-защитная зона (СЗЗ) отделяет территорию площадки полигона от жилой застройки, ландшафтно-рекреационной зоны, зоны отдыха, курорта с обязательным обозначением границ специальными информационными знаками.
Санитарно-защитная зона является обязательным элементом полигона ТБО. Использование площадей СЗЗ осуществляется с учетом ограничений, установленных действующим законодательством, нормами и правилами. Санитарно-защитная зона утверждается в установленном порядке в соответствии с законодательством Российской Федерации при наличии санитарно-эпидемиологического заключения о соответствии санитарным нормам и правилам.
Ширина санитарно-защитной зоны устанавливается согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Ширина ССЗ полигона ТБО принимается как для предприятия 2-го класса равной 500 м.
Территория санитарно-защитной зоны предназначена для:
- обеспечения снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по всем факторам воздействия за ее пределами;
- создания санитарно-защитного барьера между территорией полигона и территорией жилой застройки;
- организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха и повышение комфортности микроклимата.
Санитарно-защитная зона должна иметь последовательную проработку ее территориальной организации, озеленения и благоустройства на всех этапах разработки проектов строительства, реконструкции и эксплуатации полигона.
Для действующего полигона проект организации санитарно-защитной зоны должен быть обязательным документом.
В составе проекта организации, озеленения и благоустройства санитарно-защитных зон представляется документация в объеме, позволяющем дать оценку проектных решений о соответствии их санитарным нормам и правилам.
В предпроектной, проектной документации на строительство новых, реконструкцию или техническое перевооружение действующих полигонов должны быть предусмотрены мероприятия и средства на организацию и благоустройство санитарно-защитных зон, включая переселение жителей в случае необходимости. Проект организации, благоустройства и озеленения представляется одновременно с проектом на строительство (реконструкцию, техническое перевооружение).
6.6. Система мониторинга.
Система мониторинга должна содержать:
- организационную структуру;
- общую модель системы;
- комплекс технических средств;
- модели ситуации;
- методы наблюдений, обработки данных, анализа ситуаций и прогнозирования;
- информационную систему.
Для полигона ТБО разрабатывается специальный проект мониторинга, включающий разделы: контроль состояния подземных и поверхностных водных объектов, атмосферного воздуха, почв и растений, шумового загрязнения в зоне возможного неблагоприятного влияния полигона; система управления технологическими процессами на полигоне, обеспечивающая предотвращение загрязнения подземных и поверхностных водных объектов, атмосферного воздуха, почв и растений, шумового загрязнения выше допустимых пределов в случаях обнаружения загрязняющего влияния полигонов.
Проект мониторинга полигона ТБО разрабатывается по техническому заданию владельца полигона и согласовывается с уполномоченными на это органами.
Система мониторинга должна включать устройства и сооружения по контролю состояния подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха, почвы и растений, а также шумового загрязнения в зоне возможного влияния полигона.
По согласованию с гидрогеологической службой, местными органами Роспотребнадзора и охраны окружающей среды для контроля за состоянием грунтовых вод в зависимости от глубины их залегания проектируются контрольные шурфы, колодцы или скважины в зеленой зоне полигона.
Одно контрольное сооружение закладывается выше полигона по потоку грунтовых вод с целью отбора проб воды, на которую не оказывает влияние фильтрат с полигона. Пробы вод из контрольных шурфов, колодцев и скважин, заложенных выше полигона по течению грунтовых вод, характеризуют их исходное состояние.
Ниже полигона по течению грунтовых вод (на расстоянии 50... 100 м, если нет опасности загрязнения грунтовых вод за счет других источников) закладывают 1 - 2 колодца (шурфа, скважины) для отбора проб воды с целью выявления влияния на нее стоков полигона.
Колодцы глубиной 2... 6 м выполняют из железобетонных труб диаметром 700... 900 мм до отметки на 0,2 м ниже уровня грунтовых вод (УГВ). Фильтрующее днище состоит из слоя щебня толщиной 200 мм. В колодец спускаются по стационарной лестнице.
При более глубоком залегании грунтовых вод их контроль осуществляется с помощью скважин. Конструкция сооружений должна обеспечивать защиту грунтовых вод от попаданий в них случайных загрязнений, возможность водоотлива и откачки, а также удобство взятия проб воды. Объем определяемых показателей и периодичность отбора проб обосновываются в проекте мониторинга полигонов.
В отобранных пробах обычно определяется содержание аммиака, нитритов, нитратов, гидрокарбонатов, кальция, хлоридов, железа, сульфатов, лития, ХПК, БПК, органического углерода, рН, магния, кадмия, хрома, цианидов, свинца, ртути, мышьяка, меди, бария, сухого остатка и др.
Если в пробах, отобранных ниже по потоку, устанавливается значительное увеличение концентраций определяемых веществ по сравнению с контрольным, необходимо по согласованию с контролирующими органами расширить объем определяемых показателей, а в случаях, если содержание определяемых веществ превысит ПДК, необходимо принять меры по ограничению поступления загрязняющих веществ в грунтовые воды до уровня ПДК.
Выше полигона на поверхностных водоисточниках и ниже полигона на водоотводных канавах также проектируются места отбора проб поверхностных вод. Отобранные пробы исследуются на гельминтологические, бактериологические и санитарно-химические показатели.
Если в пробах воды, отобранных ниже по потоку поверхностных вод, устанавливается значительное увеличение концентраций определяемых показателей по сравнению с контролем, необходимо по согласованию с контролирующими органами расширить объем определяемых показателей, а в случаях, если содержание определяемых веществ превышает ПДК, необходимо принять меры по предотвращению поступления загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты до уровня ПДК. К сооружениям по контролю грунтовых и поверхностных вод проектируются подъезды для автотранспорта и предусматривается возможность водоотлива или откачки воды перед взятием проб.
В смете на строительство полигона предусматриваются затраты на устройство пробоотборников для взятия проб воды, применяемых в системе водопроводно-канализационного хозяйства.
Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием воздушной среды. В этих целях необходимо ежеквартально производить анализы проб атмосферного воздуха над отработанными участками полигона и на границе санитарно-защитной зоны на содержание соединений, характеризующих процесс биохимического разложения ТБО и представляющих большую опасность.
Объем определяемых показателей и периодичность отбора проб обосновываются в проекте мониторинга полигонов и согласовываются с уполномоченными на это органами. Обычно при анализе проб атмосферного воздуха определяют содержание метана, сероводорода, аммиака, окиси углерода, бензола, трихлорметана, четыреххлористого углерода, хлорбензола.
В случае установления загрязнения атмосферы выше ПДК на границе санитарно-защитной зоны и выше ПДКр.з. на рабочем месте полигона должны быть приняты соответствующие меры, учитывающие характер и уровень загрязнения.
Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием почвы в зоне возможного влияния полигона. С этой целью контролируется качество почвы и растений на содержание экзогенных химических веществ (ЭХВ), которые не должны превышать ПДК в почве и, соответственно, не превышать остаточные количества вредных ЭХВ в растительной товарной массе выше допустимых пределов. Объем определяемых ЭХВ и периодичность контроля определяются в проекте мониторинга полигона и согласовываются со специально уполномоченными органами по охране окружающей среды.
7. Сбор свалочного газа и его обработка
7.1. Общая информация по свалочному газу, газовому конденсату, количеству и качеству.
Свалочный газ образуется вследствие брожения органических составляющих в отходах в теле полигона в ходе биохимических процессов разложения. Наряду с газообразными продуктами разложения образуются также газообразные составляющие отложений (например, парниковые газы) и водяной пар (в насыщенном состоянии).
Возникающие газы и пары образуют влажную газовую смесь переменного состава. Основными составляющими этой смеси являются метан СН, диоксид углерода СО.
Из-за своих основных составляющих, а также наличия других опасных компонентов эмиссия свалочного газа может оказывать вредное влияние на окружающую среду в виде:
- опасности взрыва, горения, задымления;
- помехи рекультивации полигона;
- распространения соответствующего запаха;
- выделения токсичных или опасных для здоровья составляющих;
- вредного влияния на климат.
Исходя из этого газы должны быть собраны и утилизированы (обработаны).
Возникновение свалочного газа происходит в пяти фазах, сокращение образования - в четырех (табл. 1).
Таблица 1
Фазы образования свалочного газа
| Фаза | Название | Процесс |
| I | Оксидирование (аэробная фаза) |
Образование свалочного газа |
| II | Кислое брожение | |
| III | Нестабильное брожение метана |
|
| IV | Стабильная метановая фаза |
|
| V | Метаногенная долгосрочная фаза |
|
| VI | Фаза поступления воздуха |
Уменьшение образование |
| VII | Фаза оксидирования метана |
|
| VIII | Фаза двуокиси углерода | |
| IX | Воздушная фаза |
В связи с длительностью процесса утилизации мусора происходит местное наложение различных фаз. Влияние на образование газа оказывает также наличие и состояние системы поверхностного покрытия, т.к. биохимическое разложение органических веществ и образование газа происходит с затратами воды; тело ТБО при сокращенном поступлении воды медленно высыхает.
До строительства системы сбора и обработки свалочного газа необходимо провести тщательные и комплексные исследования, включающие полный анализ состава свалочного газа.
7.2. Исследования для определения состава свалочного газа.
Для оценки вероятного загрязнения окружающей среды и опасности в ходе эмиссии свалочного газа, а также его возможного энергетического потенциала, как правило, проводятся комплексные газотехнические исследования. Полученные результаты являются основой для разработки или выбора систем по сбору и обработке свалочного газа.
В качестве первичных исследований могут использоваться газотехнические замеры, состоящие из FID (пламенной ионизации), и замеры у поверхности почвы. С учетом полученных при замерах показателей происходит планирование многомесячного опыта по вытяжке газа, при котором на показательном участке полигона активно происходит откачка газа.
Поскольку газотехнические исследования показывают моментальное состояние происхождения газа, они дополняются разработанным количественным прогнозом получения газа (для определения временной зависимости графика образования газа). Если проведенные испытания по откачке газа дают возможность предположить происхождение газа в бурте полигона и значительный эмиссионный потенциал, необходимо планирование и строительство активной системы сбора свалочного газа и его обработки.
7.3. Ожидаемый выход газа.
При достаточном количестве (т.е. по всей поверхности) газовых колодцев реальные объемы откачиваемого газа за единицу времени зависят большей частью от строения и степени покрытия полигона, связанной с этими условиями влажности в теле и от используемой системы колодцев.
7.4. Компонентный состав свалочного газа.
Компонентный состав газа устанавливается на основании результатов исследования проб (вытяжек) свалочного газа. Количество основных составляющих компонентов для полигонов с типичным образованием свалочного газа находится в следующих границах (табл. 2).
Таблица 2
Составляющие свалочного газа
| Компоненты | Объем - %-часть |
| Метан (CH4) | 40... 60 об. - % |
| Диоксид углерода (CO2) | 30... 40 об. - % |
| Азот (H2) | 5... 25 об. - % |
| Кислород (O2) | <1 об. - % |
Свалочный газ может содержать и другие компоненты.
7.5. Количество водяного конденсата и его состав.
Получаемый свалочный газ поступает в систему в насыщенном водяным паром состоянии, а при большой нагрузке откачки газа из скважины (колодца) может содержать капли воды (аэрозоль). Вследствие охлаждения газа в системе трубопроводов происходит выделение из него водяного конденсата.
Высвобожденный конденсат свободно течет по подножью газовой трубы к следующей низкой точке, в которой происходит удаление конденсата из газовой системы.
Поскольку откачивающая сторона газовой системы находится всегда под разрежением, сепаратор должен быть герметичным (вакуумонепроницаемым).
На напорной стороне газовой системы, где давление выше атмосферного, возникновение конденсата маловероятно. Небольшое количество водяного конденсата может образоваться при температурном охлаждении трубопровода в ходе остановок для технического обслуживания подключенных газопотребителей (высокотемпературный факел).
Водяной конденсат, выделяемый из свалочного газа, состоит (согласно механизмам образования) из воды (основная составляющая часть), пароводистиллируемых составляющих (аммоний), конденсируемых прочих веществ и фильтрата со свалки (при возникновении разрывов при откачке). Расчет ожидаемого количества конденсата производится на базе результатов опытных отборов свалочного газа из буровых скважин.
7.6. Технологическая схема сбора и утилизации свалочного газа.
Установка для активного отвода свалочного газа выполняет в первую очередь задачу по сокращению эмиссии, а после строительства - защиту верхнего покрытия бурта ТБО против повреждения поднимающимся свалочным газом. Установка состоит из указанных боковых сборников (буровые скважины, газовые колодцы, газопроводы, система регулирования), а также из факельного блока и системы конденсатопроводов. Если количество и качество свалочного газа позволяет его экономичное использование для производства электроэнергии, необходимо строительство блочной теплоэлектростанции с возможным использованием тепловых ВЭР. Пункты сбора свалочного газа в связи с идущим процессом утилизации мусора должны быть разработаны таким образом, чтобы процесс мог продолжаться дальше, а поверхность захоронения отходов лишь в дальнейшем по частям подвергалась конечной герметизации. Это значит, что строительство устройств для сбора свалочного газа должно вестись по ступеням, корреспондируя с утилизацией отходов и частичной герметизацией бурта ТБО. Существует возможность выбора устройства для сбора свалочного газа по низким или высоким точкам, а также смешанным образом. Преимуществом сбора по низким точкам является обратный отток конденсата в газовый колодец. Этим создается преграда идущему высыханию и тем самым влиянию на образование свалочного газа.
Отвод газа с полигона в первую очередь должен вестись за счет откачки из вертикальных скважин (колодцев), что дает возможность отвода газа с больших площадей различных участков полигона. В связи с проседанием и оседанием тела полигона вследствие уплотнения и массового уменьшения объема в ходе биологических процессов разложения функциональная работа горизонтального дренажа подвергается большому риску, и такой дренаж следует использовать в исключительных случаях. Каждый вертикальный колодец с помощью задвижки регулируется отдельно и связан откачивающей трубой с собирающей траверсой регулирующей газовой станции. Газ из скважин поступает в собирающий газопровод, а из него в виде смешанного газа подается к факельному блоку или на блочную ТЭС.
Сборные коллекторы располагают согласно требованиям производственной безопасности в закрытых регулирующих газовых станциях (в первую очередь, защита от мороза в зимнее время). Откачка и утилизация свалочного газа происходит через станцию откачки с помощью интегрированного высокотемпературного факела.
Доступ к установке сбора свалочного газа должен быть обеспечен через главный въезд на полигон или по внутренним производственным путям. Станция регулирования, а также блок откачки газа и факельный блок должны размещаться на территории, не подверженной усадке, для обеспечения надежной работы. Вход к ним происходит через запираемую дверь. Станция откачки состоит из машинного и коммутационного помещений. Предпочтительно обеспечить доступ в коммутационное помещение через одностворчатую, в машинное - через двухстворчатую двери. Факел может быть интегрирован в здании откачки или установлен свободно. Порядок расположения отдельных частей установки должен учитывать необходимые по противопожарной безопасности правила и расстояния.
7.7. Общие положения безопасности в системе сбора и утилизации свалочного газа.
В упрощенной форме свалочный газ (биогаз) можно рассматривать как бинарную газовую смесь с компонентами метан и двуокись углерода. При определенной концентрации смеси метана и кислорода возникает взрывоопасная смесь. Взрывной диапазон газовоздушной смеси чистого метана с атмосферным воздухом находится в пределах от 5 до 15% по объему.
За счет инертных газов, какими являются двуокись углерода и азот, этот диапазон значительно ограничивается. С увеличением количества CO2 или N 2 наступает сужение взрывного диапазона с нижней границы до момента, когда количество воздуха достигает 58% и верхняя и нижняя взрывные границы совпадают.
В ходе мероприятий по откачиванию газа в газопроводах со стороны откачки возникает опасность затягивания атмосферного воздуха. Втягивание воздуха в области низкого давления может возникнуть в ходе, например, разгерметизации газопровода (образования утечки в газопроводе).
На напорной стороне вентилятора может возникнуть утечка свалочного газа в атмосферу из-за разгерметизации трубопроводов. В случае возгорания взрывоопасной смеси из метана и воздуха в закрытой системе, в зависимости от состава смеси, может возникнуть значительное взрывное давление, поэтому технические системы для замера, отвода и безвредной утилизации свалочного газа должны оборудоваться, работать и находиться под наблюдением для выполнения условий по технике безопасности. Кроме функции аварийного отключения, приводимой в действие установленными критическими показателями количества CO2 и CH4, а также превышением температуры в заслонке пламени перед агрегатом производится не только аварийное отключение частей системы, но и соответствующее оповещение. Эта функция активируется также при повышении концентрации газа в помещении.
8. Закрытие полигона
Закрытие полигона для приема ТБО осуществляется после отсыпки его на проектную отметку. Последний слой отходов перед закрытием полигона засыпается слоем грунта с учетом дальнейшей рекультивации. При планировке изолирующего слоя необходимо обеспечивать уклон к краям полигона.
Устройство изолирующего слоя полигона определяется заданием по его рекультивации. Укрепление наружных откосов полигона должно проводиться с начала эксплуатации полигона по мере увеличения высоты складирования. Материалом для покрытия наружных откосов полигона служит предварительно снятый при его строительстве растительный грунт.
Для защиты от выветривания или смыва грунта с откосов полигона необходимо производить их озеленение непосредственно после укладки изолирующего слоя. По склонам высаживаются защитные насаждения и устраиваются террасы. Выбор видов деревьев и кустарников определяется местными условиями.
На участках, используемых в последующем под открытые склады тары непищевого назначения, толщина верхнего изолирующего слоя должна составлять не менее 1,5 м. При использовании рекультивированной территории полигона под выращивание сельскохозяйственной продукции, садово-ягодных растений и лесопосадок толщина верхнего изолирующего слоя может быть изменена в зависимости от вида выращиваемых культур растений. Верхний слой отходов до их укрытия изоляцией должен быть тщательно уплотнен до плотности не менее 750 кг/куб. м.
По правилам ЕС после заполнения отдельных участков или всего полигона и стабилизации осадки ТБО необходимо нанесение поверхностной системы герметизации.
Система герметизации поверхности по существующим правилам ЕС должна содержать следующие компоненты (сверху вниз):
- искусственный непроницаемый слой (полимерное полотно);
- непроницаемый минеральный слой;
- дренажный слой толщиной более 0,5 м;
- верхнее поверхностное покрытие толщиной более 1 м.
Для избежания потери функций дренажного слоя необходима укладка между дренажным слоем и верхним поверхностным покрытием инертного материала (песок) или фильтростабильного геотекстиля.
Вконтакте 
Телеграм 
YouTube 
Whatsapp