5.3. Полигоны тбо
Простейшими и наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию ТБО являются полигоны, на которых происходит складирование отходов на грунт с соблюдением условий, обеспечивающих защиту от загрязнения атмосферы, почвы прилегающих территорий, поверхностных и грунтовых вод, а также полную санитарно-эпидемиологическую безопасность для населения города. На полигон происходит длительный процесс разложения органических отходов в аэробных и анаэробных условиях, который в верхних слоях заканчивается через 15...20 лет, а в нижних слоях через 50... 100 лет.
Основные требования к размещению полигонов:
удаление от жилой застройки не менее чем на 500 м - санитарно-защитная зона;
удаление от аэродромов не менее 10 км;
удаление от автомобильных дорог не более 500 м;
грунт основания - глина или тяжелые суглинки;
уровень грунтовых вод - не более 2 м,
высота складирования не менее 10 м;
площадь земельного участка выбирается исходя из условий его эксплуатации не менее 15...20 лет.
Требуемая площадь участков для высоконагруженных полигонов S (га) на стадиях предварительных расчетов может быть определена по формуле:
S
= (
+ 0,1Ч) Т/15,
где
Ч - численность населения города за расчетный срок эксплуатации Т полигона, тыс. чел. Теоретическую вместимость полигона на расчетный срок определяют по формуле:
V = (Н1+ Н2)(Ч1 +Ч2)T k2/4k1
где Н1 и Н2 - норма накопления ТБО по объему на первый и последний годы эксплуатации,
м3/чел. год;
Ч1 и Ч2 - число обслуживаемого полигоном населения в первый и последний годы эксплуатации, чел.;
Т - число лет эксплуатации полигона, лет;
и kj - коэффициенты, учитывающие соответственно уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона за срок Т и объем наружных изолирующих пластов.
Таблица 7.4
Ориентировочная площадь полигона тбо, га
Численность населения, тыс.чел. |
Срок эксплуатац ии, лет |
Высота (глубина) складирования, м |
Удельная площадь М2 / чел |
||||||
12 |
20 |
25 |
35 |
45 |
60
|
||||
25 |
15 |
5 160 |
|
|
|
|
|
2,0 |
|
50 |
15 |
8.5 180 |
6,6 170 |
|
|
|
|
1.3 |
|
] 00 |
15 |
12,5 200 |
8,5 180 |
7,5 175 |
|
|
|
0,75 |
|
500 |
15 |
61 325 |
41 280 |
21 240 |
23 225 |
20 215 |
|
0,4 |
|
1000 |
15 |
121 450 |
81 360 |
61 325 |
45 300 |
35 270 |
3 240 |
0,31 |
|
над чертой - площадь полигона, под чертой - площадь санитарно-защитной зоны, включая полигон |
|||||||||
Основным сооружением полигона является участок складирования ТБО. Различают три основных типа участков полигонов: плоские, овражные и карьерные.
На плоских участках полигонов, принимающих более 120 тыс.м3 ТБО, применяют высотную схему. Высоту полигона над уровнем земли определяют из условия заложения внешних откосов 1:4 и необходимости иметь верхнюю площадку, обеспечивающую безопасную работу мусоровоза и другой техники.
Фактическая вместимость полигона рассчитывается по формуле усеченной пирамиды
Vф = (S1 + S2) / 3 + VS1S2 H + [(S1 + S3) + V S1S3] Hk / 3
S1, S2, S3 - площади полигона на уровне земли, верхней площадки и дна котлована, м2
Конструкция полигона должна исключить миграцию токсичных веществ из ТБО в грунтовые воды и открытые водоемы. Для этого основание должно быть влагонепроницаемым, а по контуру полигона должна быть создана водоупорная стенка, смыкающаяся с основанием.
На полигоне выполняются следующие основные работы:
прием,
складирование,
уплотнение,
изоляция ТБО.
Складируемые отходы сдвигаются бульдозерами, разравниваются тонким слоем 0,3...0,5 м и уплотняются 2-х и 4-х кратными проходами бульдозеров или катками-уплотнителями. Операция повторяется до достижения общей высоты рабочего слоя равной 2 м. Каждый законченный рабочий слой изолируется летом ежесуточно, а зимой через три дня слоями грунта, золы или шлака толщиной 15...25 см с последующим уплотнением, укладка каждого слоя начинается как минимум через год, что необходимо для равномерности уплотнения и выхода газов.
По достижению проектной отметки укладка ТБО заканчивается, полигон закрывается. Участок рекультивируется для последующего использования. Закрытые полигоны могут быть использованы под лесопосадки, зоны отдыха, луга и пашни через год после закрытия, открытые склады топлива и строительных материалов - через 3 года, огороды и фруктовые сады - через 15 лет. Использование закрытых полигонов под капитальное строительство и подземные коммуникации запрещается.
Основным мероприятием по рекультивации закрытых полигонов является создание изолирующего слоя, часть которого может быть выполнена из золы и шлака ТЭЦ и котельных, работающих на угле и торфе. За закрытыми участками полигоном ведется наблюдение, что связано с процессами, происходящими в толще полигона. В уплотненном слое ТБО идут медленно процессы разложения, минерализации и обезвреживания ТБО, сопровождающиеся выделением теплоты и биогаза.
Процесс анаэробного разложения органических веществ при оптимальном увлажнении длится около 100 лет. За этот период вырабатывается 200...400 м3 биогаза с 1 т ТБО, в том числе за первые 10 лет более 50%. Биогаз, как правило, содержит 40...60% метана, 30...45% углекислого газа 0,1...0,3% сероводорода и может иметь теплоту сгорания 3500...6000 ккал/м3. Поэтому в период рекультивирования возможна организация сбора, очистки и использования биогаза в качестве топлива.
Для этого устраивают систему шахт, скважин и коллекторов, с помощью которых собирают биогаз. Полнота сбора биогаза зависит от газопроницаемости верхнего изолирующего слоя, чем она выше, тем меньше можно собрать биогаза.
Период выдержки закрытого участка полигона после его использования должен быть не менее 1 года. Решение по отводу рекультивированного участка под пашню, огороды и сады подлежит согласованию с санитарно-эпидемиологической службой. При этом содержание вредных веществ в пробах почвы сравнивается с ПДК (предельно допустимая концентрация) и средним его содержанием и естественной незагрязненной почве.