Управление отходами. Захоронение твёрдых бытовых отходов

ветром. При пожарах нербходима интенсивная подача воды на место пожара и со­ седние участки для избежания его распространения. Для этих целей может исполь­ зоваться очищенный фильтрат.

8.6. Д е га за ц и я р а б о ч е г о т е л а п о л и г о н а

При депонировании ТБО в рабочем теле полигона идут микробиологические процессы, в результате которых отходы разлагаются с образованием газа (биогаза). Эти процессы протекают по типу аэробных до тех пор, пока не будет израсходован весь запас кислорода. На этапе аэробного разложения идут окислительные процес­ сы и выделяется газ, содержащий, в основном, двуокись углерода, азот, лары воды.

После того, когда весь кислород израсходован, начинается этап анаэробного разложения ТБО с выделение газа, содержащего метан, двуокись углерода, водо­

род, пары воды. Динамика этих процессов представлена на рис. 8.12.

мзоеыД

остшш,%

Рис. 8.12. Динамика выделения газов при анаэробном разложении ТБО в рабочем теле полигона: 1-углекислый газ; 2-азот; 3-водород; 4-метан

Биогаз, образующийся в рабочем теле полигона, может оказать неблагопрятное воздействие на окружающую среду и представляет опасность для населения.

Основные направлениянегативного воздействия биогаза следующие: метан (один из основных компонентов биогаза) способствует разрушению озонового слоя; содержащиеся в биогазе загрязняющие компоненты высокотоксичны и пред­ ставляют опасность для здоровья населения; биогаз с воздухом создает взрыво­

ухудшает работу корневой системы, ведет к нарушению роста и полному /прекра­ щению вегетации, растений. В связи с этим нельзя обеспечил» эффективную ре­ культивацию полигонов без их дегазации.

Известно много методов расчета количества образующегося биогаза [5, 27, 31, 34, 44, 47; 48, 50, 58, 60]. Теоретически образование биогаза можно рассчитать по формуле [61]

где а, в, с, d - стехиометрические коэффициенты.

Установлен выход биогаза и его основного компонента - метана - из отдель­ ных субстратов (в л/кг): целлюлоза - 0,082, протеины - 0,098, жиры - 0,143, и выход метана соответственно (в %) 50-0; 51,5; 71,4 (61).

Для оценки газоносного потенциала полигона ТБО можно использовать урав­ нение [69]

где G\—количество образующегося газа по годам (время), м3/т; Ge- общее количество образующегося газа, м3/т отходов;

к - константа разложения, равная In (0,5)/период полураспада ддя органических; отходов;

t -.возраст отходов, г;

t0- начало захоронения отходов, г.

'Скорость разложения существенно отличается для различных типов органи­ ческих веществ. Пищевые отходы состоят из легкоразлагаемых веществ с перио­ дом полураспада около одного года. Бумага, картон, дерево - трудно разлагаемые вещества с периодам полураспада 5 - 1 5 лет. Пластмассы, синтетические углево­ дороды практически разлагаются.

В табл. 8.6 представлены данные о содержании оргакических веществ, выходе биогаза, указаны период коЛураспада и константа разложения для бьгговых (пище­

- температура горения должна быть не менее 1000°С, предпочтительно

12 0 0 °С; - сжигание должно производиться при коэффициенте избытка воздуха (а) бо­

лее 1 , с тем, чтобы все углеводороды могли полностью окислиться до С 02 и Н20; - время пребывания газоэ в высокотемпературной зоне должно быть доста­

точным для полного протекания реакций окисления.

Соблюдение этих требований позволят обеспечить экологически безопасное сжигание биогаза на факеле.

Много внимания уделяется вопросам безопасности в связи с возможностью образования взрывоопасных смесей биогаза с воздухом. В Германии издано специ­ альное руководство [63], в котором детально описаны концепция и стратегии безо­ пасной утилизации биогаза, дегазации полигонов, исключения взрывов.

Защита от взрыва биогаза должна быть организована на каждом полигоне. Персонал должен знать граничные значения концентраций горючих компонентов биогаза, при которых возможен взрыв.

Так, при концентрации метана в биогазе 12,5 % возможен взрыв. В связи с этим все установки, использующие биогаз, отключаются при концентрации метана 25%. Предупредительный сигнал подается при концентрации метана 30%. В Гер­ мании разработан специальный документ "Основные направления по взрывозащи­ те (регистр EX - RL)" Согласно этому документу все мероприятия по защите делят на три группы:

а) предупреждающие или ограничивающие образование опасных, способных взрываться смесей (первичная взрывозащита);

б) препятствующие воспламенению опасных, способных взрываться смесей (вторичная взрывозащита);

в) снижающие последствия взрыва до уровня, не вызывающего опасений (конструктивная взрывозащита).

Основой для определения объема защитных мероприятий служит деление пространства, где существует стабильная опасность возникновения взрыва, на зо­ ны в соответствии с вероятностью и длительностью присутствия взрывоопасных смесей. Пространством, где может возникнуть взрыв, считаются не только поме­ щения, но и вся территория месторасположения системы дегазации свалки. В со­ ответствии с этим выделяются следующие зоны:

н у л е в а я - пространство, где имеется опасная, способная взрываться газовоз­ душная смесь;

п е р в а я - пространство, в котором время от времени может возникнуть опас­ ная, способная взрываться газовоздушная смесь;

в т о р а я - пространство, в котором очень редко и кратковременно может воз­ никнуть опасная, способная взрываться газовоздушная смесь.

По перечисленным признакам для каждой зоны устанавливаются свои требо­ вания взрывобезопасности:

В н у л е в о й з о н е газопроводы изготовляются из труб достаточно высокой прочности (полимерные высокой плотности). Подсосы воздуха сводятся к мини­ муму. Ведется постоянный контроль состава получаемого биогаза по следующим режимам: непрерывный анализ, дискретное проведение замеров (с перерывами от 1 до 60 мин), регулярные замеры (с перерывом 1 - 8 сут). Газовые скважины вы­