Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твердых бытов

участок для размещения полигона. Затем составляется план выбранного участка в масштабе 1:1000 с горизонталями через 1 м (для хозяйственной зоны и внешних коммуникаций допускается съемка в масштабе 1:500 с горизонталями через 0,5 м), план расположения шурфов (скважин), строят геологические (литологические) профили, получают заключение гидрогеолога о пригодности намеченного участка для строительства полигона ТБО [4].

Заключение о пригодности выбранного участка под устройство полигона ТБО выдают органы охраны природы и санитарно-эпидемиологического надзора города (района, области, края).

Разработка проектной документации для строительства полигона ТБО с целью утверждения соответствующими ведомствами и согласования в экспертных органах технико-экономических показателей и величины капитальных вложений в строительство должна осуществляться в соответствии с Постановлением о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию (утв. Постановлением Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. № 87).

Непосредственно для строительства полигона разрабатывается рабочая документация: рабочие чертежи, предназначенные для производства строительных

имонтажных работ; рабочая документация на строительные изделия; эскизные чертежи общих видов нетиповых изделий; спецификация оборудования, изделий

иматериалов; сметная документация по установленным формам.

2.2. Комплексная схема полигона ТБО

Полигон захоронения ТБО – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания ТБО, обеспечивающий защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующий распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов [2].

Основными элементами полигона (рис. 2.5) являются: подъездная дорога, участок складирования ТБО, хозяйственная зона, площадка компостирования, площадка складирования специальных отходов (шины крупногабаритные и т.д.), инженерные сооружения и коммуникации [1].

Подъездная дорога. Подъездная дорога соединяет существующую транспортную магистраль с участком складирования ТБО. Подъездная дорога рассчитывается на двустороннее движение. Категория и основные параметры подъездной автодороги определяются в соответствии с расчетной интенсивностью движения (количество автомобилей в сутки).

Технологическая зона. В технологической зоне размещаются сооружения, предназначенные для осуществления основных технологических и природоохранных функций полигона – размещения отходов и защиты окружающей

91

Рис. 2.5. Схема размещения основных сооружений полигона [1]: а – при соотношении длины и ширины полигона менее 1:2; б – то же, при соотношении более 1:3; 1 – подъездная дорога; 2 – хозяйственная зона; 3 – нагорная канава; 4 – забор; 5 – зеленая зона; 6 – грунт для изолирующих слоев; 7 – площадки складирования отходов

I, II и III очереди эксплуатации

природной среды от вредного влияния их жидких и газообразных загрязняющих продуктов. Сюда входят участок захоронения отходов (рабочая карта) со встроенными системами противофильтрационной защиты и дегазации [15].

Участок складирования. Основное сооружение полигона – участок складирования ТБО. Он занимает основную площадь полигона, в зависимости от объема принимаемых ТБО [1].

Массив отходов полигона ограничен системами инженерных сооружений: верхним окончательным покрытием и противофильтрационным экраном для управления эмиссией полигона – сокращения неблагоприятного воздействия на окружающую среду (рис. 2.6) [25–27].

По дну карты осуществляется укладка гидроизолирующего материала в целях предотвращения попадания загрязняющих веществ в грунтовые воды.

Сверху на гидроизолирующем покрытии устанавливается система дренажных труб для сбора и отвода фильтрата. Для защиты дренажных труб от повреждения и залипания формируется защитный слой, который может быть двойным, состоящим из геосинтетического материала и песчаного слоя, или включать только слой песка. После изоляции основания карты и монтирования дренажной системы осуществляются послойная укладка и уплотнение отходов,

92

Рис. 2.6. Схема участка захоронения ТБО

формирование промежуточных изолирующих слоев, предотвращающих разнос ветром легких фракций ТБО и размножение грызунов. На заполненной карте монтируется система дегазации, осуществляется установка контрольных скважин для отбора проб грунтовых вод и биогаза. Дегазационная система может монтироваться как на эксплуатационном этапе жизненного цикла полигона (наращивание скважины из железобетонных колец по высоте), так и на пострекультивационном этапе (для монтажа скважин применяют бурение).

После исчерпания емкости полигона осуществляется нанесение окончательного изолирующего покрытия.

Инженерные сооружения. К инженерным сооружениям на полигонах ТБО относятся: системы перехвата, сбора, отведения и очистки ливневых, отжимных

ихозяйственно-бытовых сточных вод; системы орошения рабочего тела полигона, пожаротушения и снабжения хозяйственно-питьевой и технической водой; системы сбора и утилизации биогаза, а при их отсутствии – системы дегазации рабочего тела полигона; системы энергоснабжения, освещения; дороги

ипроезды; реперы; ограждения площадки.

93

Системы перехвата, сбора и отведения ливневых вод обычно включают всебя сеть нагорных канав, соединяемых открытыми лотками или закрытыми коллекторами, перепадными колодцами, перепускными трубами, накопительными резервуарами (отстойниками). Система ливневой канализации может выполняться раздельно илисовместносканализациейотжимныхихозяйственно-бытовыхсточныхвод.

Система пожаротушения обычно включает в себя пожарные резервуары (водоемы) с запасом воды, достаточным для расчетного времени пожаротушения, а также разводку труб, используемых для орошения рабочего тела полигона. Для внутреннего и наружного пожаротушения в зданиях и сооружениях полигона предусматривается система хозяйственного противопожарного водопровода с насосной станцией пожаротушения [4].

Площадки компостирования, дробления, хранения специальных видов отхо-

дов. Площадки компостирования ТБО располагаются на специально подготовленных основаниях: спланированном грунте, уплотненной песчано-гравийно- щебеночной подушке, бетонной стяжке, асфальтовом покрытии. Между картами, где находятся бурты, предусмотрены проезды для авто- и спецтранспорта. Имеются дробильные установки для крупных частей деревьев, пней, веток, крупных древесных отходов.

Дробильно-измельчительные комплексы на крупных зарубежных полигонах ТБО обычно оборудованы дробильными и сортировочными установками, позволяющими раздробить строительные и промышленные отходы (железобетонные конструкции, кирпичный и бетонный бой, отходы после сноса строений и т.д.) до заданной крупности и рассортировать их по фракциям с выделением песка, щебня, гравия, металлолома. В составе комплексов имеются открытые площадки для хранения раздробленных материалов по фракциям и необходимое погрузочное оборудование (рис. 2.7). Опасные отходы транспортируются в специальные здания (навесы, модули), где расположены контейнеры для раздельного накопления медикаментов, ртутных элементов, средств бытовой химии и т.д.

Рис. 2.7. Узел для дробления строительных отходов: 1 – приемник твердых отходов; 2 – ленточный транспортер; 3 – приемный узел с дробилкой; 4 – классификатор для распределения отходов по размерам; 5 – циклон; 6 – отвал классифицированного дробленого материала

94

Втех случаях, когда жидкие отходы находятся в таре, предусмотрены специальные установки по ее опорожнению.

Утильные фракции (металлоизделия, лом черных и цветных металлов, стеклотара и стеклобой, бытовые приборы и др.) сортируются в специальных модулях, зданиях и помещениях, оборудованных накопительными емкостями, поддонами, стеллажами и подъемно-транспортными механизмами (автопогрузчиками, автокарами, кран-балками, штабеллерами и т.д) [4].

Инфраструктура. Кроме сооружений, территориально жестко привязанных

копределенным функциональным зонам, на полигоне ТБО, как и на любом крупном объекте, существует ряд систем общего назначения, не ограниченных определенной территорией в какой-либо одной зоне, но объединяющих отдельные здания, сооружения и зоны в единый комплекс. К таким системам относятся внутриплощадочные и внеплощадочные наружные сети и коммуникации: водопровод, канализация, электроснабжение, связь, дороги, т.е. все то, что обозначается общим понятием «инфраструктура» [15].

Силовое энергоснабжение, внутреннее и внешнее электроосвещение обеспечиваютсязасчетавтономныхэлектрогенераторовилиобщейсетиэлектроснабжения.

Должны быть созданы условия для проезда по дорогам полигона в любое время года и суток технологического и служебного транспорта, а также специальной техники, используемой на полигоне.

Наружное освещение полигона обеспечивается системой прожекторов, которые устанавливают на мачтах высотой 16–20 м за пределами рабочих карт с таким расчетом, чтобы получить минимальную освещенность рабочих мест не менее 5 лк. При высоте депонирования ТБО выше 20 м прожектора устанавливают по временной схеме, также стремясь обеспечить указанную минимальную освещенность всех рабочих мест [4].

На крупных полигонах, принимающих свыше 360 тыс. м3/год ТБО, рассчитанных на срок эксплуатации более 15 лет, объект обеспечивается водой через водовод из систем централизованного водоснабжения или из артезианских скважин, проектируемых в составе объекта.

На меньших полигонах, рассчитанных на срок эксплуатации менее 15 лет, водоснабжение обеспечивается привозной водой [1].

Площадка полигона должна быть ограждена, чтобы исключить неконтролируемый въезд и выезд транспортных средств. Обычно ограждение высотой 1,8 м выполняется в виде металлической сетки на бетонных опорах по периметру площадки с воротами (шлагбаумом), вблизи которых располагается кон- трольно-пропускной пункт для транспорта.

Взарубежной практике полигоны ограждаются крайне редко. Чаще всего в качестве ограждения создается полоса из разновысоких кустарников и деревьев, которая предназначается также для улавливания разлетающихся под влиянием ветра легких фракций.

95

Реперное хозяйство обычно представлено сетью реперных столбов, установленных на рабочих картах для контроля высоты отсыпаемых слоев ТБО, их уплотнения [4].

Хозяйственная зона. Хозяйственная зона проектируется на пересечении подъездной дороги с границей полигона, что обеспечивает возможность эксплуатации зоны на любой стадии заполнения полигона ТБО. В хозяйственной зоне размещаются бытовые и производственные сооружения, обеспечивающие функционирование полигона (административно-бытовой корпус, гараж, склад нефтепродуктов, котельная, площадка мойки контейнеров и т.д.). К сооружениям хозяйственно-бытовой зоны также относят контрольно-пропускной пункт (КПП), автовесы, ванну для обмыва колес мусоровозов.

На участках с конфигурацией, близкой к квадрату, зона проектируется у последней очереди складирования ТБО. На участках вытянутой формы зона размещается посередине длиной стороны. Хозяйственная зона занимает, в зависимости от количества принимаемых полигоном ТБО и специальных требований заказчика, площадь, составляющую 5–15 % от всей площади.

Состав основных сооружений полигона:

–участок складирования (захоронения) ТБО;

–регулирующая емкость сточных вод полигона (пруд-регулятор);

–очистные сооружения фильтрата;

–ограждающие сооружения по контуру участка захоронения ТБО;

–хозяйственная зона;

–водоотводные устройства незагрязненного поверхностного стока (нагорный канал и т.п.);

–ограждение полигона (забор);

–подъездная автодорога;

–внутриплощадочные инженерные сети и коммуникации (дороги, проезды, водопровод, канализация, в том числе ливневая, и т.д.).

Индивидуально для каждого полигона решается вопрос о целесообразности размещения на его территории дополнительных (вспомогательных) сооружений, например:

–площадки компостирования растительных и пищевых отходов;

–площадки складирования крупногабаритных и специальных отходов;

–площадки резервов грунтов;

–площадки измельчения строительных отходов с соответствующим оборудованием;

–других сооружений и устройств для реализации раздельного сбора ТБО. Вопросы необходимости и целесообразности строительства внеплощадоч-

ных коммуникаций (электро-, тепло-, водо-, газоснабжение и т.п.) решаются индивидуально по каждому полигону. Как правило, для малых полигонов все инженерные системы (кроме электроснабжения) автономны.

96

Очистка загрязненных стоков полигона (в том числе хозфекальных) решается путем строительства локальных очистных сооружений полигона либо канализования стоков с отводом (или вывозом спецтехникой) их на действующие очистные сооружения ближайшего населенного пункта. Решение в пользу того или иного варианта принимается в каждом конкретном случае с учетом техни- ко-экономических и экологических проработок по вариантам.

Общий принцип взаимного расположения основных сооружений на площадке полигона заключается в обеспечении возможности создания самотечной системы канализования всех загрязненных стоков полигона. Сборная емкость (пруд-регулятор) должна располагаться в наиболее низкой по рельефу части площадки. Хозяйственная зона располагается выше пруда-регулятора, на границе площадки со стороны подъездной дороги, рядом с участком захоронения ТБО. Въезд и выезд мусоровозов с рабочих карт должен осуществляться через контрольно-пропускной пункт и устройства для санобработки машин (ванна для обмыва колес), расположенные в хозяйственной зоне (рис. 2.8, 2.9) [1].

Рис. 2.8. Генеральный план типового полигона

97

Рис. 2.9. Генеральный план полигона в г. Березники Пермской области

2.3. Конструктивные схемы участков захоронения ТБО

Проектирование участка захоронения ТБО является наиболее ответственной задачей, которую приходится решать проектировщикам при разработке проектной и рабочей документации полигона. Это связано с тем, что от принятого технического решения зависит общая устойчивость полигона в целом, как искусственного сооружения, а также сопряжено с обеспечением экологической безопасности для населения и окружающей среды районов будущего строительства [16].

Различают основные типы участков захоронения ТБО: плоские, овражные, на отработанных карьерах (карьерные). На плоских участках, принимающих более 120 тыс. м3 ТБО в год, применяется высотная схема складирования [11].

Участок складирования разбивается на очереди эксплуатации с учетом обеспечения приема отходов в течение 3–5 лет, в составе первой очереди выделяется пусковой комплекс на первые один-два года. В первую, вторую и, если позволяет площадь участка, в третью очередь складирование отходов ведется на высоту в 2–3 яруса (высота яруса принимается равной 2,0–2,5 м).

98

На участке складирования проектируется устройство котлована с целью получения грунта для промежуточной и окончательной изоляции. Средняя глубина котлована, отрываемого в основании полигона, рассчитывается из условия баланса земельных работ и уровня грунтовых вод. Уровень грунтовых вод должен быть на 1 м ниже днища котлована.

Размещение грунта из котлованов первой очереди проектируется в кавальерах по периметру полигона, из котлованов второй очереди грунт подается на изоляцию ТБО на картах первой очереди.

Днище котлована проектируется, как правило, горизонтальным, при этом обеспечивается равномерное распределение фильтрата по всей площади основания полигона. С учетом рельефа местности и очередности складирования твердых бытовых отходов участок разбивается на ряд котлованов. На участках с уклоном более 0,5 % проектируется каскад котлованов (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Высотное размещение котлована в основании полигона: 1 – кавальер грунта для изолирующих слоев; 2 – уровень поверхности участка до разработки котлованов; 3 – горизонтальное основание; 4 – промежуточный вал

Перепад верхнего и следующих промежуточных котлованов, а также разность отметок оснований двух смежных котлованов должны быть не более 1 м (при большей разности требуется расчет на устойчивость валов). При необходимости по верху промежуточных валов проектируется временная дорога для проезда мусоровозов.

Отвод земельного участки под складирование ТБО на территории оврага должен включать его верховья, что гарантирует сбор и удаление талых и дождевых вод более простыми методами [1].

Углубление дна котлована и срезку грунта с откосов (с устройством более пологих откосов) проектируют для обеспечения полигона изолирующим материалом. Дно оврага (основание полигона) разрабатывают уступами с обратным уклоном, обеспечивающим сцепление ТБО с грунтом, препятствующим скольжению ТБО вниз по уклону [11]. На участках, размещаемых в оврагах, каскад

99

котлованов образуется плотинами. Каждая плотина рассчитывается на экстремальные условия с учетом статической устойчивости удерживаемых ТБО, насыщенных водой (рис. 2.11). Перепад высот в пределах одного каскада должен быть не более 10 м.

Добыча полезных ископаемых открытым способом влечет за собой образование большого количества карьеров, нуждающихся в комплексной рекультивации. Проблему рекультивации карьеров можно решить путем организации поли-

Рис. 2.11. Высоконагружаемый полигон для твердых бытовых отходов по многокаскадной схеме [1]: а – схематический план; б – схематические продольный и поперечный разрезы; г – уступы в основании с обратным уклоном; 1 – нагорная канава; 2 – подъездная дорога; 3 – земляная плотина; 4 – самотечная канализация фильтрата; 5 – сборно-разборный распределительный фильтратопровод; 6 – магистральный напорный фильтратопровод; 7 – насосная станция фильтрата; 8 – хозяйственная зона; 9 – противофильтрационный экран; 10 – ограждение; А – первый каскад I очереди складирования твердых бытовых отходов; Б – второй каскад I очереди; В – участок складирования во II очередь; Г – участок складирования отходов на перспективу; 220–250 – условные отметки горизонталей [1]

100