Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твердых бытов

гонов захоронения ТБО, в результате отходы выступают как материал для рекультивации. Использование отработанных карьеров в качестве основы для строительства полигонов сокращает площади земель, отводимых под объект размещения отходов. Однако при организации полигонов на основе отработанных карьеров должен быть рассмотрен целый ряд вопросов, связанных с экологической, технической и экономической сторонами создания объекта размещения отходов. Горные выработки должны быть подвергнуты тщательному отбору в соответствии с критериями выбора площадки под объект захоронения ТБО [17].

Проект организации складирования ТБО в выработанных карьерах (глубоких котлованах) должен обеспечивать съезд и разгрузку мусоровозов на нижней отметке с послойным заполнением карьера по высоте. Если отведенная под полигон часть карьера не имеет существующего съезда, то земельный участок под складирование ТБО в выработанных карьерах (глубоких котлованах) должен включать площадку для устройства съезда (пандус) в выемке, вне котлована (рис. 2.12, поз. 1) с уклоном 5 %. Участок должен также предусматривать возможность разработки и получения грунта для изоляции ТБО (рис. 2.12, поз. 4).

Часть пандуса непосредственно в границах карьера проектируется в одном из вариантов: с устройством насыпи из грунта или отходов строительства, в полунасыпи – полувыемке в откосе котлована.

Рис. 2.12. Схема полигона на участке глубоко выработанного карьера:

а– разрез полигона по съезду (пандусу) в карьер; б – план части карьера;

1– трасса съезда (пандуса) в выемке; 2 – верхний изолирующий слой высотой 2,25 м и толщиной 1 м (с учетом усадки ТБО); 3 – рабочие слои уплотненных ТБО с промежуточной изоляцией; 4 – участки разработки грунта для обеспечения изоляции; 5 – отрезок трассы съезда в насыпи или в полунасыпи-полувыемке

101

Разбивка участка складирования на очереди выполняется с учетом рельефа местности. Эксплуатация последующей очереди заключается в увеличении насыпи ТБО до проектируемой отметки.

Участки складирования должны быть защищены от стоков поверхностных вод с вышерасположенных земельных массивов. Для перехвата дождевых и паводковых вод по границе участка проектируется водоотводная канава.

На расстоянии 1–2 м от водоотводной канавы размещается ограждение вокруг полигона. По периметру на полосе шириной 5–8 м проектируется посадка деревьев, прокладываются инженерные коммуникации (водопровод, канализация), устанавливаются мачты электроосвещения; при отсутствии инженерных сооружении на этой полосе отсыпаются кавальеры грунта для использования его на изоляцию ТБО.

Траншейная схема складирования ТБО предполагает проектирование на участке складирования траншей глубиной 3–6 м и шириной по верху 6–12 м. Траншеи проектируются перпендикулярно направлению господствующих ветров. Грунт из траншей используется для изоляции ТБО. В климатических зонах, где возможно образование фильтрата, основание траншеи должно быть не менее чем на 0,5 м заглублено в глинистые грунты.

Длина одной траншеи должна проектироваться с учетом обеспечения приема ТБО: в период температур свыше 0 °С в течение 1–2 мес, в период температур ниже 0 °С – на весь период промерзания грунтов.

Заложение откосов траншей в грунтах естественной влажности принимается с учетом их устойчивости при динамических нагрузках на бровке применительно к полигонам ТБО приведены в табл. 2.5.

Размер участка складирования должен обеспечивать прием ТБО с размещением их в одном ярусе в течение не менее 5 лет. Высотная траншейная схема проектируется с устройством траншей в 2–3 яруса по высоте. Отметка основания траншей 2-го яруса выполняется на 1 м выше отметки основания 1-го яруса.

102

Изолирующим материалом траншей 2-го и 3-го ярусов служит смесь грунта и частично минерализованных ТБО.

На рис. 2.13 представлена траншейная схема в условиях песчаных и супесчаных грунтов.

Траншейная схема применяется для полигонов, принимающих 120 тыс. м3/год ТБО и менее [1].

По типу заполнения полигоны можно разделить на однокартовые и многокартовые. Многокартовые полигоны подразумевают раздельное заполнение отдельных участков отведенной под полигон площади – карт – с последующим

Рис. 2.13. Высотная траншейная схема [1]: а – поперечный разрез траншеи 1-го яруса для засыпки ТБО; б – то же, полностью заполненной ТБО; в – то же, изолированной грунтом; г – поперечным разрез втором траншеи

1-го яруса; д – изолированные траншеи 1-го яруса; с – изолированные траншеи 2-го яруса; 1 – грунт, вынутый при рытье траншей; 2 – траншея; 3 – ТБО; 4 – промежуточная изоляция; 5 – направление заполнения; вертикальные

отметки: 0 – основание траншей 1-го яруса; +0,5 – начало залегания глинистых грунтов; +l – основание траншей 2-го яруса; +3 – поверхности участка

до рытья траншей

103

Рис. 2.14. Этапы заполнения полигонов при использовании различных способов заполнения; 1, 2, 3 – основные этапы заполнения [18]

выведением всего полигона на общую высотную отметку. По способам заполнения полигоны можно разделить на постоянно заполняемые, дискретно заполняемые и смешанные (рис. 2.14).

2.4. Эксплуатация полигона ТБО

На полигоне выполняются следующие основные виды работ: прием, складирование и изоляция ТБО. Организация работ на полигоне определяется технологической схемой эксплуатации полигона, разрабатываемой в составе проекта.

Основным документом планирования работ является график эксплуатации, составляемый на год, в котором указывается помесячно: количество принимаемых ТБО с указанием номера карты, разработка грунта для изоляции ТБО.

Основные технологические операции при эксплуатации полигонов представлены на рис. 2.15.

Соблюдение этой последовательности обеспечивает выполнение требований охраны окружающей среды.

2.4.1.Подготовка ТБО перед транспортировкой на полигон

Вряде зарубежных стран довольно широко практикуется подготовка ТБО перед их транспортировкой на полигоны [4].

Подготовка ТБО перед захоронением может осуществляться с использованием механических, термических и биологических процессов обработки отходов. Механическая обработка ТБО может включать сортировку, измельчение

ипрессование [19].

104

Рис. 2.15. Основные технологические операции при эксплуатации полигона [4]

Одним из главных условий подготовки к транспортировке является предварительная сортировка ТБО путем сбора в отдельные контейнеры стекла (с сортировкой по цвету), макулатуры, пластмассовых изделий, ртутьсодержащих элементов, неиспользованных медикаментов, металлолома. В США, ФРГ, Дании на площадках, где установлены контейнеры для сбора и накопления ТБО, есть место для сбора крупногабаритных отходов – громоздких бытовых приборов (холодильников, стиральных машин, теле- и видеоаппаратуры, мебели, матрасов, ковров и т.д.), ненужной одежды и обуви, посуды, чемоданов и т.д.

Эти отходы не смешиваются с пищевыми и кухонными отходами, не загрязняются, собираются отдельно и грузятся в специальные транспортные средства – автотягачи со сменными кузовами. При необходимости житель может заказать такой пустой кузов для разовой загрузки большого количества отходов в случаях смены мебели, ремонта и т.д.

105

Сбор утильных фракций осуществляется на МПС. Сбор их непосредственно на полигонах ТБО запрещен. Перед транспортировкой часто производится пакетирование и уплотнение ТБО, а также упаковка их в пластмассовые или двухслойные с пластиковой прослойкой непромокаемые бумажные мешки.

Для брикетирования применяются специальные механизированные комплексы, состоящие из измельчителей (дробилок), уплотнителей – брикетирующих установок и, в отдельных случаях, упаковочных машин.

Измельченные и уплотненные ТБО занимают меньший объем, легче и компактнее помещаются на рабочих картах полигонов, а в отдельных случаях могут складываться и вне санитарных свалок – в каньонах, заброшенных карьерах и т.д. – с соблюдением всех необходимых санитарных правил [9]. В нашей стране этот интересный и перспективный метод до последних лет не применялся.

Испанская фирма Jmabe Jberica разработала и весьма успешно внедряет во многих странах мира собственную технологию уплотнения ТБО с последующим складированием их на полигонах. В основе технологии лежит устройство для автоматизированного прессования ТБО в тюки (брикеты) объемом 2,5 м3. При этом используется пресс, создающий давление, обеспечивающее уменьшение первоначального объема ТБО в 5 раз. В процессе прессования отжимается вода, содержащаяся в ТБО, что в последующем уменьшает объем фильтрата и загрязнение его водорастворимыми компонентами ТБО. Уплотненные ТБО не раздуваются ветром, что придает полигонам более эстетичный вид. При прессовании удаление воды и снижение в результате уплотнения содержания кислорода способствуют более быстрому развитию анаэробных процессов внутри тюков, что минимизирует образование неприятных запахов.

Уплотненные ТБО занимают меньший объем на полигоне, что удлиняет время его эксплуатации. Для транспортировки таких ТБО нужно в 4 раза меньше транспортных средств, на 1/10 меньше требуется земли для пересыпки слоев ТБО, исключается необходимость уплотнения ТБО на полигонах [20].

2.4.2.Транспортировка ТБО на полигон

Взависимости от объема транспортируемых ТБО, расстояний их перевозок, наличия перегрузочных установок и ряда других факторов используются различные транспортные системы.

Для малых населенных пунктов и при небольших расстояниях перевозки ТБО от мест их образования до полигона применяется одноэтапная система транспортировки ТБО – доставка ТБО собирающими мусоровозами. На полигоне возможна перегрузка ТБО из этих мусоровозов в транспортные средства большой грузоподъемности для перевозки на рабочие карты полигона. Но чаще всего собирающие мусоровозы без перегрузки доставляют ТБО непосредствен-

106

но на рабочие карты. При этом обычно из-за ограниченного фронта приемки ТБО на рабочих картах происходит скопление мусоровозов, что является причиной их внутрисменных простоев. Ухудшаются и условия передвижения мусоровозов на рабочих картах, так как они не обладают необходимой проходимостью, часто повреждаются шины из-за проколов острыми предметами, входящими в состав ТБО. При одноэтапной системе транспортировки требуется сооружение временных дорог на полигоне.

Передвижение собирающих мусоровозов по рабочему телу полигона ТБО и заход их на рабочие карты не желательны и по санитарно-гигиеническим соображениям, так как в результате этого возможен вынос загрязнений с колесами мусоровозов.

Этих недостатков лишена двухэтапная система транспортировки ТБО, которая включает в себя следующие технологические процессы: сбор и транспортировку ТБО от мест их накопления собирающими мусоровозами на мусороперегрузочную станцию (МПС); частичную сортировку и подработку ТБО на МПС с извлечением из них утильных элементов; накопление и перегрузку ТБО в большегрузные транспортные мусоровозы; транспортировка ТБО на полигон.

2.4.3. Входной контроль

При приемке учитывается объем и масса поступивших отходов в неуплотненном состоянии. Определяющим показателем является масса поступающих отходов. Объем учитывается по вместимости транспортных средств, доставивших ТБО на полигон, а масса – путем взвешивания на автомобильных весах или ориентировочно по степени заполнения транспортного средства и его грузоподъемности.

На полигоне ТБО приемка начинается с достаточно точного учета количества и качества поступающих ТБО. Для этого создается специальный контрольный пост, оборудованный автомобильными весами, электронным накопителем данных. В функцию контрольного поста (дежурного оператора) входит проверка сопроводительных документов, которые предъявляет для контроля каждый водитель транспортного средства. По информации, содержащейся в этих документах, принимается решение о направлении отходов непосредственно на рабочее тело полигона для депонирования, на дробильные установки для измельчения, на карты компостирования, в штабеля хранения грунта и приравненных к нему материалов для изоляции ТБО (земля для засыпки), о возврате отходов поставщику из-за содержания в недопустимых количествах опасных компонентов.

На полигоне в г. Ганновере (Германия) при обслуживании около 700 000 человек ежедневно через контрольный пост проходит около 1200 автомашин с ТБО, а индивидуальныесдатчикипривозятТБОеженедельноболеечемна2000 автомобилей.

107

На современных полигонах регистрация принимаемых отходов начинается со взвешивания. В зависимости от мощности полигона и финансовых возможностей его владельца применяется одна из четырех возможных систем взвешивания: передвижные весовые платформы для взвешивания различных типов мусоровозов с ручным управлением; стационарные весовые механические платформы с ручным управлением; электронные весовые платформы с компьютерным управлением и системой передачи данных с помощью регистрационных магнитных пластиковых карточек; электронные весовые платформы с компьютерным управлением и автоматической радиопередачей информации.

Рядом с весовой платформой (рис. 2.16) устанавливается стойка со считывающим устройством и системой внешней связи.

Рис. 2.16. План контрольно-пропускного пункта (КПП) [4]:

1 – здание КПП; 2 – тротуар; 3 – весовая платформа; 4 – защитная стойка; 5 – стойка со считывающим устройством и системой внешней связи; 6 – шлагбаум; 7 – направление движения транспорта; 8 – разделительные полосы на дороге

Во время осмотра и регистрации сопроводительных документов транспортное устройство стоит на автомобильных весах, расположенных в полотне дороги, проходящей рядом с КПП, на расстоянии около 1,0 м от ограждающих стен. Здание КПП оборудовано системами отопления, электрического освещения, телефоном. Внутри здания имеется помещение, в котором оборудовано рабочее место оператора с компьютером для регистрации принимаемых ТБО, печатающим устройством и банком данных. Отделка помещений выполнена из обычных гигиенических покрытий и материалов, обеспечивающих возможность влажной уборки полов, стен и потолков. При необходимости оператор может воспользоваться оборудованием для отбора проб ТБО с целью лабораторного исследования.

108

На контрольном посту ведется статистический учет, выборка данных по различным сортам отходов, определяется плата за приемку ТБО.

Обычно для контроля внешнего вида мусоровоза (вид сверху и сбоку) на стойке располагается телекамера или система зеркал. Это исключает необходимость выхода контролера-оператора из здания дляосмотра мусоровоза.

Для защиты стойки со считывающим устройством от повреждения при наезде транспорта перед ней устанавливается защитная стойка (столб). Электронное считывающее устройство имеет отверстие, куда водитель мусоровоза вставляет магнитную пластиковую карточку, содержащую все необходимые данные о мусоровозе (регистрационный номер, тип мусоровоза, чистый вес, тип обычно доставляемых отходов, адрес поставщика отходов, его платежные реквизиты и т.д., которые закодированы в базе данных компьютера, установленного в КПП).

Считывающее устройство передает информацию о мусоровозе с магнитной карточки на компьютер КПП. При отсутствии у водителя магнитной пластиковой карточки вся необходимая информация может передаваться по системе внешней связи и заноситься в компьютер КПП вручную. После регистрации открывается шлагбаум, связанный с компьютером КПП, и мусоровоз отправляется на указанный ему участок полигона (сортировку, дробление, компостирование, захоронение).

В здании КПП установлены: компьютер с техническими средствами, пульт управления для контроля системы и для ручной регистрации информации с мусоровозов, не имеющих магнитные пластиковые карточки, и других данных, предоставляемых водителями мусоровозов; принтер для статистического учета, печатания счетов за принятые ТБО. Кроме того, здание оборудовано системой внешней связи.

Компьютер КПП включен в общую компьютерную сеть полигона, поставщиков отходов, контролирующих и управляющих органов, поэтому оператор может при необходимости запросить или передать требующуюся информацию.

Технические средства включают несколько файлов: для мусоровозов – регистрационный номер, вес нетто, наименование поставщика, вид отходов и т.д.; для поставщиков – платежные реквизиты, адреса, регистрационные номера и т.д.; для категорий отходов – их описание, наименование, отнесение к определенному типу в соответствии с принятой на полигоне номенклатурой, а также файлы для оформления счетов, передачи имеющейся информации о системе оплаты, различных статистических данных.

Через контрольный пост проходят все сторонние сдатчики ТБО, которые имеют договоры с администрацией службы по санитарной очистке города, и собственный транспорт службы по санитарной очистке.

109

Индивидуальные сдатчики могут бесплатно сдать крупногабаритный мусор, рассортированные садовые отходы, стеклобой и стеклопосуду, отработанное масло и вредные вещества (в малых количествах). Для этого недалеко, в пределах видимости от контрольного поста, оборудована контейнерная площадка с твердым покрытием, на которой установлены крупногабаритные накопительные контейнеры для раздельного сбора мебели, древесины, стекла (трех различных цветов – белого, коричневого, зеленого), пластмассы, садовых отходов, опасных отходов (вредных веществ) – медикаментов, ртутных элементов, люминесцентных ламп и т.д., отработанного масла, предметов бытовой химии, черного и цветного металлолома, крупногабаритных отходов – радиаторов отопления, ванн, умывальных раковин, кухонных плит, холодильников, радио-, теле- и видеоаппаратуры, текстильных материалов (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Площадка для доставки малых количеств отходов личным транспортом населения (полигон ТБО г. Ганновера) [4]: 1 – въезд; 2 – выезд; 3 – опасные вещества (отработанные нефтепродукты, краски, растворители, батарейки, аккумуляторы и т.д.); 4 – холодильное оборудование; 5 – старая бумага; 6 – стекло; 7 – старые автопокрышки; 8 – цветные металлы; 9 – строительный мусор; 10 – металлолом; 11 – старое дерево; 12 – крупногабаритный мусор;

13 – растительные отходы (газонная трава, ветви, обрезь деревьев, садовые отходы)

2.4.4. Подготовка ТБО перед захоронением

На большинстве существующих полигонов какой-либо подготовки ТБО к захоронению не ведется. Привозимые на транспортных или собирающих мусоровозах отходы после контрольно-пропускного пункта (КПП), где ведется учет их объема и массы (взвешивание), а также внешний осмотр с целью проверки их соответствия паспорту (сертификату), направляются непосредственно на рабочие карты. На некоторых полигонах, оборудованных сортировочным и дробильным отделениями, после КПП идет регулирование потоков доставленных ТБО.

110