3840

Таблица 1

Фазовые газо-геохимические модификации отходов

Инженерно-экологические изыскания помимо прочего включали в себя газогеохимические исследования объекта в следующем составе:

1.Поверхностная газовая съемка - оценка газогенерации участка работ с

инструментальным измерением газовых составляющих (СН4, СО2, О2, H2S) в поверхностном почвенном воздухе для выявления пространственного распределения газогенерирующих грунтов.

2.Определение эмиссии газов (СН4, СО2, О2, H2S) с поверхности и из толщи свалочных масс.

Характеристики газоанализаторов, использованных для инструментального измерения составляющих газовых потоков, зафиксированы в табл. 2, облик приборного оснащения проиллюстрирован на рис. 2.

Таблица 2

Атрибуты функциональности газоанализаторов

Поверхностная газовая съемка выполнялась способом прямого измерения компонентов биогаза в надпочвенном воздухе на уровне дневной поверхности в пунктах без предварительной подготовки поверхности.

Для оценки эмиссии (выхода) биогаза с поверхности применялся камерностатический метод, основанный на отборе пробы воздуха из накопительной камеры, экспонируемой на поверхности грунта. Для этого поверхность грунта в пункте отбора выравнивалась; далее на подготовленную поверхность путем вдавливания устанавливалась накопительная камера с отверстиями для подключения газоанализатора. После

200

фиксируемого времени экспозиции осуществлялся анализ пробы воздуха из накопительной камеры.

Шпуровая газовая съемка объекта выполнялась путем забуривания шпуров в анаэробную зону тела свалки на глубину более 0,9 м, обсадку их полипропиленовыми перфорированными трубами диаметром 50 мм с заглушенным оголовком и отверстием под газозаборную трубку.

Рис. 2. Вид газоанализаторов, использованных для оценки газогенерации тела свалки

Отбор почвенного воздуха из накопительной камеры, шпура с обсадной трубой осуществлялся через промежуток времени не менее 2-х часов, после установки накопительной камеры (организации шпура), необходимый для стабилизации газовых потоков, с помощью встроенного в газоанализатор побудителя расхода с последующей подачей его в измерительный тракт прибора и фиксацией результата измерения на дисплее.

При проведении изысканий поверхностная газовая съемка была выполнена в 10-ти пунктах, шпуровая – в 5-ти пунктах.

При анализе результатов полученных данных установлено: Поверхностная газовая съемка:

1.Концентрация метана в воздушной смеси поверхностного слоя в 6-ти пунктах из 10ти опробованных соответствовала «потенциально опасной» степени газо-геохимической опасности грунтов, в остальных пунктах - «безопасной» степени газо-геохимической опасности грунтов.

2.Наличие диоксида углерода во всех пунктах соответствовало«безопасной» степени газо-геохимической опасности грунтов.

3.Содержание кислорода в воздушной смеси во всех пунктах находилось на уровне, характерном для стандартного состава атмосферного воздуха.

4.Содержание сероводорода во всех пунктах выявлено не было.

Шпуровая газовая съемка:

1.Концентрация метана в воздушной смеси грунтового слоя (1,0-1,1 м от дневной поверхности) в 5-ти пунктах из 5-ти опробованных соответствовала «потенциально опасной» степени газо-геохимической опасности грунтов.

2.Наличие диоксида углерода во всех пунктах соответствовало «безопасной» степени газо-геохимической опасности грунтов.

3.Содержание кислорода в воздушной смеси во всех пунктах находилось на уровне, характерном для стандартного состава атмосферного воздуха.

4.Содержание сероводорода во всех пунктах выявлено не было.

201

Диагностика мощности эмиссии биогаза из поверхностного пласта полигона выполнена расчетным методом на основании результатов измерения его компонентов камерно-статическим методом.

С употреблением газоуловителя в формате специализированной камеры, именно в ней аккумулируется, выходящий биогаз на секторах полигона, предоставленных для изыскания.

В конечном счете, эмиссия газа (F) в пункте установки бокса определяется с использованием следующей зависимости:

(1)

где: V - объем воздушной камеры бокса [м3];

А - площадь основания камеры бокса, с которой определяется эмиссия [м2];

(2)

где: С - разность концентраций составляющей биогаза в поверхностном слое воздуха участка перед установкой бокса (t0) и в камере бокса по истечении времени накопления (t изм.);

Δt = (tизм. – t0) – время накопления биогаза в камере бокса [ч];

Р – давление, при котором измерена концентрация составляющей биогаза [Па]; V - объем воздушной камеры бокса [м3];

М - молярная масса измеряемой составляющей биогаза [кг/моль]; А - площадь камеры [м2];

Т – температура, при которой измерена концентрация составляющей биогаза [К];

R – постоянная Больцмана [8,3145 Па∙м3∙моль-1∙К-1].

Соотношение (V/A) в формуле 2 представляет собой высоту (h) камеры, что позволяет несколько преобразовать формулу для расчета эмиссии:

(3)

Выводы

1.Газо-геохимическое состояние свалки по содержанию одной из четырех основных составляющих биогаза – метана, можно характеризовать как «потенциально опасное».

2.По содержанию углекислого газа, кислорода и сероводорода степень газогеохимической опасности объекта характеризуется как «безопасная».

3.Оценка газообразования на полигоне твердых бытовых отходов и дальнейший анализ результатов проведены в рамках инженерно-экологических изысканий с использованием поверхностных геофизических исследований и скважинных исследований.

202

Литература

1.Методика расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ

ватмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов /Москва, 2004.

2.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов твердых бытовых отходов / Министерство строительства РФ, Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова. Москва. 1998.

3.Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых отходов / М.: АКХ. НПП

«Экопром».1995.

4.СП 47.13330.2016 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения / Актуализированная редакция СНиП 11-02-96.

5.СП 320.1325800.2017 Полигоны для твердых коммунальных отходов. Проектирование, эксплуатация и рекультивация.

6.СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства.

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики» (Университет ИТМО), Санкт-Петербург, Россия

K.V. Kuzmina

INVESTIGATION OF GAS-GEOCHEMICAL CONDITION OF THE TERRITORY OF THE MUNICIPAL SOLID WASTE LANDFILL AS A PART OF ENGINEERING ENVIRONMENTAL SURVEYS

An assessment of the gas generation of the municipal solid waste landfill and further analysis of the results was carried out as a part of engineering environmental surveys using surface geophysical survey and borehole survey.

Keywords: engineering environmental surveys, gas-geochemical research, solid waste landfill, biogas emission.

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics» (ITMO University), Saint-Petersburg, Russia

203

УДК 66.013.7:628.1

Г.В. Кучерик, Ю.А. Омельчук

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ВОДОПОДГОТОВКЕ ВЫСОКОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ПРИРОДНЫХ ВОД

Посредством электродиализа зафиксирован технический регламент рентабельного очищения H2O, имеющей в своем составе примеси катионов Ca2+, Mg2+.

Детерминирована корреляция режимов электрохимической процедуры очищения H2O, имеющей в своем составе примеси солей NaCl и Na2SO4, таких как плотность тока и время электролиза, на результативность процесса обработки.

На базе изысканий создана и реализована фундаментальная технология очищения H2O, включающей в свой состав ингредиенты: соли Cl- и SO42- анионов критичной кумуляции. Принципиальная схема очищения протекает синхронно с умягчением H2O при электрохимической коагуляции твердых фаз солей Cl- и SO42- анионов.

Ключевые слова: сульфаты, умягчение, хлориды, электродиализ, электролизер.

Источники H2O, относящиеся к природным ресурсам, накапливают в своем составе ингредиенты: анионы SO42-, Cl-, катионы Ca2+, Mg2+, Na+ и возможный спектр разновидных примесей. Водные ресурсы подземного профиля характеризуются специфической особенностью, наличием анионов NO3- и NO2-.Кумуляция анионов SO42- модифицируется от 20–30 мг/дм3 до 800–1000 мг/дм3, а разброс по Cl- анионам масштабнее [1-6].

Возможным способом разрешения задания очищения H2O от анионов SO42-и Cl- пожалуй, реален вариант приложимости электролиза, зафиксировано в табл. 1.

Таблица 1

Особенности очищения H2O от анионов SO42- и Cl-

ОсаждениеCl- анионов изH2O представляет собой насущную тематическую процедуру, но в тоже время достаточно непростой комплексный предмет внимания и, особенно при его реализации. Основныепроцедуры ихарактеристикипроиллюстрированывтабл.2.

Таблица 2

Методы осаждения Cl- анионов из H2O

204

Окончание табл. 2

Конечные итоги реализованных изысканий представлены на рис. 1, 2 и табл. 3.

205

Рис. 1. Корреляция С = ƒ (t) для электролита с NaCl

Рис. 2. Корреляция Ζ = ƒ (t) для электролита с NaCl

206

Таблица 3

Испытательское функционирование в 2-х камерной ячейке и его атрибуты

Итоги освящены в табл. 4 и 5 для сульфатсодержащих солей.

207

Таблица 4

Корреляция Ζж = ƒ (t) для электролита с Na2SO4

Таблица 5

Корреляция Ζж = ƒ (t) для электролита с Na2SO4

208

Окончание табл. 5

Воздействие катионов Ca2+, Mg2+ при протекании электролиза H2O, имеющей в своем составе данные примеси, регламентирующие ее жесткость, по итогам реализованных изысканий сведено в табл. 6 и 7.

Таблица 6

Корреляция Ζ(SO42–), Ж, Щ, К = ƒ (t) для электролита с Na2SO4

209