Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твердых бытов

Таблица 4 .24

Расчет возможных циклов освоения площадки захоронения ТБО по варианту II

231

Окончание табл. 4.24

Таблица 4 .25

Расчет возможных циклов освоения площадки захоронения ТБО по варианту III

233

4.5. Технология рекуперации площадки захоронения ТБО

Технология рекуперации площадки захоронения ТБО состоит из трех этапов: подготовительного, этапа ликвидации старого массива захоронения и этапа повторной эксплуатации (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Организационная диаграмма освоения площадки при ее рекуперации

Подготовительный этап. Целями анализа текущего состояния являются: а) выявление видов возможного воздействия при проведении работ для предотвращения дополнительного влияния как на окружающую среду (главным образом, предотвращение образования стоков), так для обеспечения безопасности проведения работ (необходим анализ загазованности грунта и определения

газоносной способности свалочного грунта); б) оценка видов и объемов получения вторичных материальных ресурсов

и определение необходимого технологического оборудования, а также размеры площадок временного складирования;

в) разбивка площади массива на очереди освоения.

Под созданием защитных сооружений имеется в виду возведение ограждающих сооружений (например дамбы), которые препятствовали бы возможному растеканию фильтратных вод.

Оценка видов и объемов получения вторичных материальных ресурсов подразумевает и перспективную оценку газоносной способности всех последующих массивов захоронения ТБО при рекуперации. Как показал анализ мирового опыта коммерческого использования биогаза полигонов ТБО, максималь-

234

ное выделение газа с оптимальным соотношением метана и углекислого газа может продолжаться от 5 до 50 лет. По опыту развитых стран эффективность использования биогаза на энергетические нужды непосредственно на полигоне зависит от газового потенциала: при общем потенциале газа <100 млн нм3 – оценка низкая; при >100 млн нм3 – оценка высокая при сроке эксплуатации полигона как источника энергии не менее 30 лет [45].

Анализ литературных данных [46, 56–58] показывает, что эффективность использования полигонов в качестве альтернативных источников энергии по сроку эксплуатации оценивается как низкая– при сроке эксплуатации менее 10 лет; средняя– 10–20 лет; высокая– более 20 лет. По наличию потребителей полигон имеет низкую оценку, если поблизости нет потребителей, и высокую, если поблизости находится много потребителей газа. Проведенный анализ опыта развитых стран в области утилизации биогаза показал, что положительное решение об использовании полигона в качестве источника энергии принимается, если выполняются следующие условия: полезный потенциал газа составляет не менее 90 млн м3; период использования– не менее 15–20 лет; мощность полигона– 300–500 тыс. м3; содержание метанавбиогазе– неменее45–50 %; имеютсяпотребителиэнергии.

Величина метанового потенциала полигона является первостепенным критерием выбора рационального хозяйственного использования полигона и основных методов обеспечения безопасности и снижения экологических рисков. Системы утилизации газа для производства тепловой и электрической энергии требуют минимальной скорости выделения газа не менее 60 м3/ч. Минимальная скорость должна поддерживаться не менее 20 лет [58–59]. Такая скорость эмиссии возможна только при соответствующей мощности полигона, высоком содержании органического углерода в отходах, а также при условии, что время, прошедшее с момента закрытия полигона, не привело к существенному снижению метанообразования. Таким образом, поток метана 60 м3/ч является граничным значением, ниже которого целесообразно использование принудительной дегазации с сжиганием биогаза или рассеиванием в атмосфере.

Ликвидация старого массиваосуществляетсяпосредствомпоследовательного осуществления следующих операций: аэробной стабилизации, экскавации, разделениясвалочногогрунтаивременногоскладированиявыделенныхсоставляющих.

Аэробная стабилизация. Выемка и переработка недостаточно разложившихся отходов чреваты риском неприятных и опасных воздействий на здоровье и безопасность людей, поэтому экскавация и вывоз свалочного грунта осуществляются после устранения запаха и процессов метаногенеза. Это позволит стабилизировать органические отходы. Анализ литературы показал, что ускорение процессов разложения отходов и стабилизация захороненных отходов достигаются активацией окислительных процессов (аэрацией) в свалочном теле. Активация окислительных процессов осуществляется путем подачи воздуха в тело полигона (аэробная стабилизация), может использоваться как на эксплуатируемых, так и на старых полиго-

235

нах [60–62]. Исследования свалочного тела в северной Германии, подвергнутого аэробной стабилизации, включающей продувку полигона воздухом со скоростью 100 м3/ч, сбор отходящих газов и подачу их на биофильтры, показали ускорение процессов разложения и положительное влияние на состояние подстилающего грунта. Аэробная среда способствует быстрому росту микроорганизмов, потребляющих клетчатку, повышению температуры внутри полигона, вызывая тем самым увеличение скорости окисления твердых органических отходов, процесс разложения при этом ускоряется [63]. Активация окислительных процессов в верхних слоях отходов путем продувки воздухом в сочетании с экскавацией старых разложившихся отходов может являться эффективным способом ускорения процессов разложения в период эксплуатации полигона, на котором складируются ТБО, неподвергаемые сортировке икакой-либо предварительной обработке.

Эффективным методом аэрации и активации окислительных процессов

втеле полигона является метод BIO-PUSTER, который успешно применяется

вряде стран ЕС (Германии, Австрии и др.) для ускорения завершения процессов трансформации неконсервативных компонентов захороненных отходов. В частности, можно привести пример его успешного применения в Австрии на старом полигоне Фелдбах (Feldbach), территорию которого впоследствии использовали

вкачестве основания под здание [45]. Он также может использоваться перед экскавацией свалочного грунта для предотвращения выхода ядовитых газов и одорантов. Установка состоит из компрессора и пневматических устройств – пусте-

ров. Воздух обогащается кислородом до 20 % в смешивающем устройстве и в сжатом виде (2–10 бар) по трубам попадает в свалочное тело. Процесс аэрации протекает в сотые доли секунды с образованием сильной «взрывной» волны, которая способствует проникновению кислорода в глубоко залегающие слои. Выделяемый свалочный газ проходит по трубам через вакуумные насосы, используемые в целях безопасности, в биофильтр, где происходит его биодеградация. Благодаря такой технологии достигается полное удаление потенциально токсичных и практически всех взрывоопасных газов из тела свалки.

Экскавация свалочного тела позволит освободить площадку складирования. Полная экскавация с вывозом свалочного грунта – способ быстрого начала нового хозяйственного использования территории.

Разделение свалочного грунта на составляющие, сортировка и сепарация, свыделением вторичного сырья (черный и цветной металл), ресурсных материалов (технический грунт, полимеры, смесь инертных материалов (камни, кирпич, мелких фракциистеклаипр.) инеутилизируемогоостатка(трудноразлагаемыеотходы).

Выделенные материалы временно складируются на отдельных площадках, металлический лом направляется потребителю.

Повторная эксплуатация начинается с создания на освободившейся площади оснований новых карт захоронения для складирования вновь поступающих ТБО инеутилизируемогоостатка, соответствующихнормативнымтребованиямвремени.

236

Поскольку полученные технический грунт и инертные материалы позволяют надежно изолировать слои ТБО от контакта с насекомыми, препятствуют доступу птиц и грызунов к отходам, к тому же технический грунт способен сорбировать образующиеся при разложении отходов газы и тем самым препятствовать появлению запахов, то возможно его использование в качестве материала для пересыпки отходов.

Основные операции и их последовательность выполнения при рекуперации площадок захоронения ТБО показаны рис. 4.14.

Рис. 4.14. Алгоритм действий при освоении площадки массива захоронения ТБО

237

Таким образом, предлагаемый способ рекуперации площадок захоронения ТБО позволит: максимально использовать ресурсный потенциал рабочего тела полигона; продлить время эксплуатации отведенных для захоронения ТБО территорий; избежать загрязнения и нарушения (разработку карьеров для добычи грунта) новых территорий; санировать старые свалки, не отвечающие нормативным требованиям; сократить затраты на стадии инвестиций, капитальные и эксплуатационные затраты.

238

Список литературы

1.Wilson I.M., Garlick C. Management and statistical analysis of landfill monitoring data: Environmental impact, aftercare and remediation of landfills. – Sardinia: SIWMLS, 1999. – P. 315–330.

2.Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов: сокр. пер. с англ. – М.: Стройиздат, 1996. – С. 288.

3.Очистка фильтрата полигонов твердых бытовых отходов / Л.С. Скворцов, В.Я. Варшавский [и др.] // Чистый город. – М., 1998. – № 2. – С. 2–7.

4.Чертес К.Л., Быков Д.Е. Рекультивация карьеров отходами. – Самара: Изд-во СамГТУ, 2005. – 292 с.

5.Рекомендация по сбору, очистке и отведению сточных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов. – М., 2003.

6.Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Петров В.Ю. Управление отходами. Захоронение твердых бытовых отходов: учеб. пособие / Перм. гос. техн. ун-т. –

Пермь, 2001.

7.Управление метаногенезом на полигонах твердых бытовых отходов: монография / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2003. – 232 с.

8.Экологические требования к выбору площадок, проектированию, сооружению, эксплуатации и рекультивации полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) для населенных пунктов Пермской области численностью до 50 тыс. жителей / сост. Я.И. Вайсман [и др.] (Введ. в дей-

ствие с 01.01.2000 г.) / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 1999. – С. 88.

9.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов. – М., 1998.

10.Проектирование и эксплуатация полигонов для захоронения твердых бытовых отходов в странах с переходной экономикой. Рабочие материалы: доклад EPA на II Конгрессе по управлению отходами. – М.: Вэйсттэк, 2001. – 207 с.

11.Lassini P., Sala G., Sartori F. Reclamation of old and new landfills and their integration with the invironment // Environmental impact, aftercare and remediation of landfills: 7th International waste management and landfill symposium. – Sardinia, 1999. – P. 230–242.

12.Overman L.K., Lo Y., Broadgate G.S. Waste treatment facility managementrestoration of landfills in urban/sub-urban environments. – Vol. IV. – P. 461–468.

13.Stearns R.P., Wright T.D. Landfill gas recovery and utilization at Industry Hills // Waste management & Research. – 1984. – № 2. – P. 153–161.

14.Castelao M., Rodrigues L. M., Zungalia E., Rocha J. Beirolas sanitary landfill closure and post-closure use as a park. – Vol. VI. – P. 469–476.

239

15.Miller J.J. Vogt W.G. Case study: Large scale commercial development above a closed landfill Westport Office Park // Environmental impact, aftercare and remediation of landfills: 7th International waste management and landfill symposium. – Sardinia, 1999. – P. 455–460.

16.Труфманов Е.П., Галицкая И.В. Геоэкологическая оценка территории бывших свалок (два аспекта) // Геоэкология. Инженерная геоэкология.

Гидрогеология. – 1999. – № 5. – С. 480–485.

17.СНиП «Основания зданий и сооружений» утв. постановлением Госстроя

СССР от 5 декабря 1983 г. № 311.

18.Санитарная очистка и уборка населенных мест: справочник / А.Н. Мирный [и др.]; под ред. А.Н. Мирного. – М.: Изд-во АКХ, 1997. – С. 320.

19.СП 11-105–97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. – М.: ФГУП «ПНИИИС» Госстроя России, 2004. – С. 53.

20.ГОСТ 25100–95. Грунты. Классификация. – М.: ГУП ЦПП; Госстрой РФ, 1997. – С. 35.

21.СП 11-102–97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. – М.: ПНИИИС Госсторя России, 1997. – С. 39.

22.Инвентаризация мест размещения отходов на территории Пермской области: отчет о НИР / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. – С. 32.

23.Состояние окружающей среды и здоровья населения г. Перми в 2000 г.: справочно-информационные матер / Муниципальное управление по экологии и природопользованию. – Пермь, 2001. – С. 96.

24.Ham R.R., Barlaz M.A. Measurement and prediction of landfill gas quality and quantity // ISWA International sanitary landfill symposium. – Italy: Cagliari, 1987. – P. VIII-1–VIII-23.

25.Большой практикум / под общ. ред. проф. Селибера Г.Д. – М.: Высшая школа, 1962. – С. 464.

26.Армишева Г.Т., Коротаев В.Н. Оценка ресурсного потенциала закрытых полигонов на примере старых карт захоронения полигона «Софроны» // Актуальные проблемы дорожно-транспортного комплекса. Охрана окружающей среды: сб. науч. тр. – Пермь: Изд-во ПГТУ, 2007. – С. 22–37.

27.Армишева Г.Т., Вайсман Я.И., Коротаев В.Н. Ресурсосберегающий подход к эксплуатации полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) // 5-й междунар. конгресс по управлению отходами и природоохранным технологиям «ВэйстТэк-2007»: сб докл. – М., 2007. – С. 259–260.

28.Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Армишева Г.Т. Повторное использование площадей полигонов // Научно-практический журнал «ТБО – твердые быто-

вые отходы». – 2007. – № 3. – С. 4–9.

29.Армишева Г.Т. Технология рециркуляции площадок захоронения ТБО // Экология и промышленность России. – М., 2007. – № 8. – С. 14–16.

240