1.2 Транспортировка тбо

Мусоровозный транспорт. Для сбора и транспортировки ТБО применяются мусоровозы вместимостью от 6 до 60 . Для уплотнения транспортируемых отходов — уплотняющие устройства возвратно-поступательного действия с системой плит, в виде вращающегося барабана и шнековые. Уплотнением достигается снижение объема ТБО в 1,5—2 раза.

В труднодоступных местах применяются небольшие мусоровозы вместимостью от 1 до 6 . Они устраиваются:

• на самоходных шасси или мотороллерах с самосвальным кузовом открытого или закрытого типа;

• с ячейками для малых мусоросборников (контейнерные мусоровозы);

• в виде контейнеров на колесиках, буксируемых тягачами.

Выпускаются также малые электромусоровозы, которые могут работать без подзарядки в течение смены. С малых мусоровозов отходы перегружаются в большегрузный транспорт для вывоза к местам обезвреживания.

С ростом городов места обезвреживания ТБО все более отдаляются. Уве­личивается стоимость транспортировки отходов.

Для перевозки на дальние расстояния применяют в основном автомо­бильный транспорт, реже — железнодорожный и водный (например, в Нью-Йорке). Весьма перспективным является использование сети городского электротранспорта с вывозом ТБО в ночное время.

Большегрузные мусоровозы с уплотнительными устройствами, использу­емые в ряде стран, имеют полезный объем 20—50 и более и могут вмещать 100—200 неуплотненных ТБО. Применяют также автопоезда, состоящие из грузового автомобиля и автофургона.

При расположении сооружений для обезвреживания твердых бытовых отходов на расстоянии от места сбора более 25 км следует предусматривать и экономически обосновывать возможность применения двухэтапного метода удаления отходов с использованием мусороперегрузочных станций.

На МПС осуществляется выгрузка ТБО из малых мусоровозов, их уплотнение и последующая загрузка в большегрузные транспортные средства.

Конструкция МПС зависит от производительности и типа используемых транспортных средств. Стационарные МПС производительностью более 100 тыс. м³/год включают эстакаду, на которую въезжает собирающий мусоровоз, и мощные уплотняющие устройства (рисунок 1). Мусоровозы разгружаются в бункер-накопитель, из которого отходы поступают в уплотняющие устройства. Уплотняющая плита совершает возвратно-поступательное движение и запрессовывает ТБО в большегрузные транспортные средства для дальнейшей перевозки.

Рис. 1. Схема мусороперегрузочной станции

МПС оборудуются дробильными установками, устройствами для прессования ТБО в тюки или пакеты с последующим транспортированием в специальных контейнерах. Для уплотнения ТБО применяются тракторы и специальные трамбовщики.

1.3 Анализ факторов, определяющих методы обезвреживания и переработки тбо

Накопление твердых бытовых отходов (ТБО) в регионах Украины достигло огромных объемов. Основная задача, стоящая перед системами переработки ТБО, — наиболее полно обезвредить и утилизировать отходы. При выборе метода и технологии обезвреживания ТБО необходимо учитывать экономические, экологические, организационно-правовые и социальные факторы, а также местные условия и особенности. К социальным факторам следует отнести низкую экологическую культуру населения, что не позволяет в настоящее время эффективно внедрить систему селективного сбора ТБО в местах их образования.

Условно основные методы обез­вреживания и переработки ТБО можно разделить на три группы: утилизационные, решающие экономические задачи (использование вторичных ресурсов); ликвидационные, решающие, в основном, санитарно-гигиенические задачи, и смешанные. По технологическому принципу раз­личают биологические, термические, химические, механические и смешанные методы.

В Украине наибольшее распространение получили следующие технологии обезвреживания и переработки ТБО: складирование на полигонах или свалках, сжигание, компостирование. Указанные технологии можно применять в комплексе, с различными способами извлечения утильных фракций из ТБО.

Основное распространение в Украине получил метод захоронения на организованных и неорганизованных полигонах-свалках. В настоящее время большинство свалок перегружены. Меры предосторожности относительно загрязнения подземных вод, почвы и воздушного бассейна не соблюдаются. Свалки пожароопасны, требуют отчуждения значительных территорий. При захоронении теряются ценные вторичные ресурсы.

НА ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ:

Полигоны — это природоохранные сооружения, предназначенные для складирования ТБО и обеспечивающие защиту от загрязнения атмосферы, почв, подземных и поверхностных вод, препятствующие распространению патогенных микроорганизмов за пределы площадки складирования и обеспечиваю­щие обеззараживание ТБО биологическим способом. На полигонах возможна утилизация органической составляющей ТБО путем улавливания биогаза.

Срок службы полигона должен быть не менее 15—20 лет. Размещать по­лигоны необходимо с учетом требований санитарных норм, с удалением от ближайшей жилой застройки на расстояние не менее 500 м. К полигону должна быть подведена дорога с твердым покрытием. По всему периметру площадки, отведенной для полигона, должна быть устроена защитная лесополоса шири­ной не менее 20 м.

Площадка под полигон выбирается сначала с учетом рельефа, расположения дорог, населенных пунктов, розы ветров и других факторов. Предпочтение отдается участкам, где в основании залегают глины и суглинки, другие водоупорные породы.

Участки, отводимые для полигонов ТБО должны отвечать следующим требованиям:

а) территория участка должна быть доступна воздействию солнечных лучей и ветра;

б) уровень грунтовых вод под днищем полигона должен находиться на глубине более 2 м;

в) на участках, где выявлены глины и тяжелые суглинки с грунтовыми водами на глубине более 2 метров, необходима гидроизоляция для защиты подземных вод от загрязнения;

г) участки для полигона не должны располагаться на берегах открытых водоёмов и в местах, затопляемых паводковыми водами; На площадке полигона не должны нахо­диться выходы родников. Категорически запрещается использовать под полигоны акватории рек, озер, стариц и болот;

д) территория полигона ТБО должна быть защищена от талых и ливневых вод путём устройства водоотводных и водосборных гидротехнических сооружений.

Площадь участка складирования полигона разбивается на очереди эксплуатации из расчета 3—5 лет на каждую очередь. В составе первой очереди выделяется первый пусковой комплекс с объемом складирования в те­чение 1—2 лет.

Защита от загрязнения почв и грунтовых вод осуществляется путем устройства специального противофильтрационного экрана, уложенного по всему днищу и бортам полигона, системы перехвата, отвода и очистки фильтрата, а также системы наблюдательных скважин для контроля качества грунтовых вод.

Защита от загрязнения почв и воздушного бассейна осуществляется путем ежедневного перекрытия заполненных рабочих карт полигона слоями грунта, организации системы сбора, отвода и утилизации биогаза, оборудования рабочих карт переносными сетками, перехватывающими разносимые ветром легкие фракции (бумага, пленки), рекультивации поверхности заполненных участков полигона.

Защита поверхностных водных объектов от загрязнения ливневыми и та­лыми водами, стекающими с территории полигона, ограниченной лесополосой, осуществляется путем очистки поверхностного стока на площадке "биоплато" и отвода транзитных поверхностных вод.

Рис. 2 Схема полигона карьерного и овражного типов

Схема полигона зависит от рельефа местности. На плоских участках устраиваются полигоны высотного или траншейного типа. Полигон высотного типа образуется путем обвалования плоского участка. Уплотненный слой ТБО высотой 2—3 м изолируют грунтом или другими инертными материалами, например, промышленными отходами. Толщина слоя промежуточной изоляции — 0,25 м, после уплотнения — 0,15 м. Для обеспечения гидроизоляции дно котлована покрывают уплотненным слоем глины.

Полигоны траншейного типа создаются на плоских участках путем про­кладки траншей глубиной 3—6 м и шириной 0—12м. Грунт, полу­ченный от разработки траншеи, используется для обратной засыпки после их заполнения ТБО.

Овражные участки заполняют по схеме выравнивания. При этом углубле­ние дна оврага и срезку грунта с откосов с целью придать им необходимый наклон проектируют с учетом обеспечения полигона изолирующим материалом. На дно оврага (основание полигона) укладывают глинистый грунт с послойным уплотнением для создания водонепроницаемого противофильтрационного экрана. Участки складирования в овраге разбивают, начиная с верховья, на очереди, сооружая в конце каждого участка земляные плотины. Вместимость полигона, расположенного в овражном участке, рассчитывается в два этапа.

Складирование ТБО в карьерах осуществляется по схеме выравнивания (до уровня бровки карьера) или по высотной схеме с превышением уровня бровки карьера за счет создания дамб обвалования. Предусматривается съезд мусоровозов на дно карьера и послойная укладка отходов. Уплотнение ТБО производится четырехкратным и более проходом катка или бульдозера.

После окончания эксплуатации полигонов их покрывают изолирующим слоем грунта толщиной не менее 1 м в соответствии с проектом рекультивации.

По окончании срока эксплуатации полигонов в генеральной схеме очистки необходимо предусматривать мероприятия по их закрытию и последующей рекультивации нарушенных территорий.

В толще твердых бытовых и промышленных отходов, захороненных на полигонах, под воздействием микрофлоры происходит биотермический анаэробный процесс распада органической составляющей отходов.

Конечным продуктом этого процесса является биогаз, основную объемную массу которого составляют метан и диоксид углерода. Наряду с названными компонентами биогаз содержит пары воды, оксид углерода, оксиды азота, аммиак, углеводороды, сероводород, фенол и в незначительных количествах другие примеси, обладающие вредным для здоровья человека и окружающей среды воздействием.

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;

- влажность отходов;

- содержание органической составляющей в отходах;

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

- технология захоронения отходов.

Состав биогаза и концентрации компонентов в нем определяются (через 2 года после начала эксплуатации) анализами проб биогаза, отобранных в ряде точек по площади полигона на глубине 1,0-1,5 метра (количество и расположение точек отбора зависит от активной площади полигона и числа разнородных участков) путем отсоса биогаза и дальнейших его химических анализов по существующим утвержденным методикам.

На большей части полигонов Украины складируются как бытовые, так и промышленные отходы, разрешенные в установленном порядке для захоронения совместно с бытовыми.

Морфологический состав твердых бытовых отходов (ТБО), складируемых на полигонах, по усредненным данным исследований в процентах по массе следующий:

бумага, картон	38,0 %
пищевые отходы	30,0
дерево	1,5 %
текстиль	5,5 %
кожа, резина	1,3 %
полимерные материалы	5,5 %
кости	0,7 %
черный металл	2,5 %
цветной металл	0,5 %
стекло	4,3 %
камни, керамика	1,4 %
отсев менее 16 мм	8,8 %

Морфологический состав ТБО для различных полигонов примерно одинаков и мало отличается от состава ТБО, полученного по усредненным данным исследований.

Плотность (насыпная масса) отходов составляет 0,2-0,3 т/куб. м, влажность колеблется от 40% до 55%, содержание органического вещества (в процентах на сухую массу) может достигать 70%.

Что же касается промышленных отходов (ПО), то их состав зависит от профиля промышленных предприятий того или иного региона и подлежит уточнению в каждом конкретном случае при обследовании полигона, но не ранее двух лет с начала его эксплуатации.

Обследование полигона ТБО и ПО рекомендуется проводить не ранее двух лет с начала его эксплуатации.

По общепринятой технологии захоронения отходов предусматривается планировка и уплотнение завозимых отходов, а также регулярная изоляция грунтом рабочих слоев отходов.

В начальный период (около года) процесс разложения отходов носит характер их окисления, происходящего в верхних слоях отходов, за счет кислорода воздуха, содержащегося в пустотах и проникающего из атмосферы. Затем по мере естественного и механического уплотнения отходов и изолирования их грунтом усиливаются анаэробные процессы с образованием биогаза, являющегося конечным продуктом биотермического анаэробного распада органической составляющей отходов под воздействием микрофлоры. Биогаз через толщу отходов и изолирующих слоев грунта выделяется в атмосферу, загрязняя ее. Если условия складирования не изменяются, процесс анаэробного разложения стабилизируется с постоянным по удельному объему выделением биогаза практически одного газового состава (при стабильности морфологического состава отходов).

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 общего количества биогаза. Остальные 20% приходятся на первые три и конечную фазы, в периоды которых в образовании продуктов разложения принимают участие только часть находящихся на полигоне отходов (верхние слои отходов и медленно разлагаемая микроорганизмами часть органики). Количественный и качественный состав выбросов, приходящихся на эти фазы, зависит от состава отходов, определяемого при обследовании того или иного конкретного полигона.

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. На эту фазу приходится 80% выделяемого биогаза. А остальные 20% выбросов учитываются концентрациями компонентов биогаза, определяемыми анализами (при анализах отобранных проб биогаза не представляется возможным дифференцировать, какая часть из общей определяемой концентрации того или иного компонента создается при смешанном брожении, а какая - при анаэробном разложении с постоянным выделением метана).

Процесс минерализации отходов происходит в течение 1-го года - на 12 см, 2-го года - на 21 см, 3-го года - на 27 см и т.д.

Поступление биогаза с поверхности полигона в атмосферный воздух идет равномерно, без заметных колебаний его количественных и качественных характеристик.