Полігони твердих побутових відходів

Полігони - це природоохоронні спорудження, призначені для складування ТБО і які забезпечують захист від забруднення атмосфери, ґрунтів, підземних і поверхневих вод, що перешкоджають поширенню патогенних мікроорганізмів за межі майданчика складування і які забезпечують знезаражування ТБО біологічним способом. На полігонах можлива утилізація органічної складової ТБО шляхом уловлювання біогазу.

Термін служби полігона повинен бути не менш 15-20 років. Розміщати полігони необхідно з урахуванням вимог санітарних норм, з видаленням від найближчої житлової забудови на відстань не менш 500 м. До полігона повинна бути підведена дорога із твердим покриттям. По всім периметру майданчика, відведеної для полігона, повинна бути влаштована захисна лісосмуга шириною не менш 20 м. Рівень фунтових вод під днищем полігона повинен перебувати на глибині більш 2 м. На майданчику полігона не повинні перебувати виходи джерел. Категорично забороняється використовувати під полігони акваторії рік, озер, стариць і боліт.

Площа ділянки складування полігона розбивається на черзі експлуатації з розрахунку 3-5 років на кожну чергу. У складі першої черги виділяється перший пусковий комплекс із обсягом складування протягом 1-2 років.

Захист від забруднення ґрунтів і ґрунтових вод здійснюється шляхом обладнання спеціального протифільтраційного екрана, покладеного по всьому днищу і бортам полігона, системи перехоплення, відводу і очищення фільтрату, а також системи спостережливих шпар для контролю якості ґрунтових вод.

Захист від забруднення ґрунтів і повітряного басейну здійснюється шляхом щоденного перекриття заповнених робочих карт полігона шарами ґрунту, організації системи збору, відводу і утилізації біогазу, устаткування робочих карт переносними сітками, що перехоплюють розносять вітром легкі фракції (папір, плівки), рекультивації поверхні заповнених ділянок полігона.

Захист поверхневих водних об'єктів від забруднення зливовими і поталими водами, що стікають із території полігона, обмеженою лісосмугою, здійснюється шляхом очищення поверхневого стоку на майданчику "біоплато" і відводу транзитних поверхневих вод.

На першій стадії проектування розробляється форпроект полігона, де розглядаються кілька альтернативних варіантів розміщення майданчика складування ТБО, приводяться їхні техніко-економічні показники, на підставі яких вибирається оптимальний.

Проект полігона визначається його необхідною ємність. Залежно від місця розташування встановлюється тип і конструкція полігона - висотний, яружний, кар'єрний, траншейний (рис. 8.2). Майданчик полігона розбивається на черзі будівництва і пускові комплекси, складається технологічна схема заповнення по сезонах року. У проекті організації робіт приводиться розрахунки потреби в машинах, механізмах і обслуговуючому персоналі, визначається потребу ґрунту для перекриття робочих карт і описується технологія рекультивації полігона. Архітектурно-будівельний розділ проекту включає генеральний план, вертикальне планування, внутрішнквартальні дороги, усі види будинків і приміщень, огородження і інші конструкції. Гідротехнічний розділ проекту включає розрахунки стійкості укосів, гребель і дамб, протифільтраційних екранів, нагірних канав, тальвегів, системи очищення скидних вод типу "біоплато" і відкачки фільтрату. Санітарно-технічний розділ включає зони санітарного розриву, водопровід, каналізацію, установку мийки машин, заходу щодо поливання поверхонь, що порошать, робочих карт, боротьбі з пацюками, очищенню фільтрату, утилізації біогазу і ін. Проектом передбачається електропостачання, висвітлення і засобу зв'язку.

Майданчик під полігон вибирається спочатку на великомасштабній карті з урахуванням рельєфу, розташування доріг, населених пунктів, троянди вітрів і інших факторів, причому намічається кілька можливих варіантів. Перевага віддається ділянкам, де в підставі залягають глини і суглинки, інші водотривкі породи.

Після попередньої оцінки можливих місць розміщення полігона майданчик вибирається на місцевості.

Схема полігона залежить від рельєфу місцевості. На плоских ділянках улаштовуються полігони висотного або траншейного типу. Полігон висотного типу утворюється шляхом обвалування плоскої ділянки. Висота дамби обвалування визначається з умови закладення укосів 1:4 і більш при ширині верхнього майданчика дамби, що забезпечує безпечний проїзд сміттєвозов і роботу ущільнювальної техніки - ковзанок, бульдозерів.

Рис. 8.2. Схема полігона кар'єрного і яружного типів

Ущільнений шар ТБО висотою 2-3 м ізолюють ґрунтом або іншими інертними матеріалами, наприклад, промисловими відходами. Товщина шару проміжної ізоляції - 0,25 м, після ущільнення - 0,15 м. Для забезпечення гідроізоляції дно котловану покривають ущільненим шаром глини. Можливо також у якості гідроізоляції використовувати компостирувані відходи, які пролежали в буртах не менш року.

Полігони траншейного типу створюються на плоских ділянках шляхом прокладки траншів глибиною 3-6 м і шириною поверху 10-12 м. Ґрунт, отриманий від розробки траншеї, використовується для зворотного засипання після їхнього заповнення ТБО. Довжину однієї траншеї проектують із урахуванням приймання ТБО протягом 1-2 місяців, якщо температура вище 0°С, а при більш низьких температурах - на весь період промерзання ґрунтів.

Яружні ділянки заповнюють за схемою вирівнювання. При цьому поглиблення дна яру і зрізку ґрунту з укосів з метою додати їм необхідний нахил проектують із урахуванням забезпечення полігона ізолюючим матеріалом. На дно (ворога (підстава полігона) укладають глинистий ґрунт із пошаровим ущільненням для створення водонепроникного протифільтраційного екрана. Ділянки складування в яру розбивають, починаючи з верхів'я, на черзі, споруджуючи наприкінці кожної ділянки земляні греблі. Місткість полігона, розташованого в яружній ділянці, розраховується у два етапи. На першому етапі визначають місткість при заповненні до брівки яру, на другому - з урахуванням створення дамб обвалування за схемою висотного полігона.

Складування ТБО в кар'єрах здійснюється за схемою вирівнювання (до рівня брівки кар'єру) або за висотною схемою з перевищенням рівня брівки кар'єру за рахунок створення дамб обвалування. Передбачається з'їзд сміттєвозів на дно кар'єру і пошарове укладання відходів. Пошарове укладання досягається насуванням знизу нагору або скиданням з укосу, утвореного ТБО. Ущільнення ТБО проводиться чотириразовим і більш проходом ковзанки або бульдозера. Об'ємна вага ТБО при цьому підвищується до 0,8-0,9 т/м3. Товщина шару, що ущільнюється, не повинна перевищувати 0,5 м.

Після закінчення експлуатації полігонів їх покривають ізолюючим шаром фунта товщиною не менш 1 м відповідно до проекту рекультивації.

Польове компостування є найбільш простим способом знешкодження і переробки ТБО. Якщо на полігонах знешкодження протікає протягом 50-100 років, то при польовім компостуванні цей процес відбувається за 6-18 місяців залежно від кліматичних умов.

Компостування - складний аеробний біологічний процес, що супроводжується інтенсивним виділенням тепла. Легкогниючі органічні речовини розкладають із утвором рухливих форм гумінових кислот, добре засвоюваних рослинами. У результаті компостування синтезується гумус, який є основним компонентом ґрунту. В основі одержання компосту лежить процес амоніфікації під впливом аеробних бактерій. У свою чергу амоніфікація є процесом розкладання органічних сполук ТБО з виділенням аміаку. Тому при компостуванні ТБО втрачають до 20% (по вазі) органічних речовин.

Розкладання органічної речовини ТБО, иніційоване аеробною мікрофлорою, вимагає постійного припливу кисню і відводу газоподібних продуктів окиснення, у тому числі вуглекислого газу. Нагромадження вуглекислого газу, знижуючи окисний потенціал, може гальмувати процес. Тому в ТБО повинне підтримуватися певне співвідношення вуглецю і азоту (З: N = 25-30). У процесі компостування можна виділити дві основні фази: I - одержання біопалива; при цьому зниження змісту органічної речовини становить 5-8% вагу; II - одержання компосту, при якім зниження ваги органічної речовини становить 20% вагу.

Компостування ТБО проводиться на майданчиках, розташованих поруч із полігонами.

Найбільш проста технологія компостування полягає в складуванні в штабелі, розташовані паралельними рядами із проїздом між ними 3 м. Ширина підстави і висота варіюються залежно від кліматичних умов. Для запобігання виплоду мух, усунення заходів і зменшення теплообміну між штабелями і повітряним середовищем їх покривають шаром землі або торфу висотою 15-20 див.

У штабелях весняно-літньої закладки в результаті протікання аеробного компостування протягом перших 15-20 днів відбувається саморозігрів штабеля до 60-70° С; потім протягом 2-4 місяців температура тримається на рівні 40-45° С, а надалі знижується до 30-35° С. Через 10 місяців "горіння" температура встановлюється на рівні 14-18° С и тримається до наступної весни. Рекомендована тривалість компостування ТБО в штабелях - від 12 до 18 місяців. При регулярнім перелопачуванні і зволоженні штабелів строк може бути суттєво зменшений.

У процесі компостування інтенсивно знижується вологість відходів. Для забезпечення активізації процесу поряд з перелопачуванням і примусовою аерацією матеріал слід воложити.

Отриманий компост очищається від баластових фракцій - скла, каменів, металу з використанням установки для механізованого сортування. Установка для механізованого сортування містить магнітний сепаратор, віброгуркіт і транспортери.

Іншим варіантом технології польового компостування є попереднє дроблення ТБО перед укладанням у штабелі, здійснюване за допомогою молоткових дробарок. У цьому випадку вихід компосту збільшується, а кількість відходів знижується.

Більш досконала технологія польового компостування здійснюється на спеціальних секційних майданчиках з водонепроникною підставою (бетонні плити), обладнаних грейферним краном, що здійснюють створення і перелопачування штабелів. На майданчиках є подрібнювально-сортувальне відділення, обладнане прийомним бункером із пластинчастим живильником, магнітним сепаратором для відбору металобрухту, системою стрічкових транспортерів, циліндричним гуркотом, дробаркою для компосту. Для аерації ТБО в штабелях прокладають перфоровані воздуховоди, з'єднані з вентилятором. Майданчика містять також систему поливу і пожежогасіння. Для ліквідації великого відсівання баластових фракцій майданчика можуть містити сміттєспалювальні або пиролізні установки невеликої продуктивності; при їхній відсутності баласт вивозиться на полігон. Для невеликих міст (до 200 тис. жителів) такі майданчики компостування є реальною альтернативою полігонам ТБО.

Компостування в максимальному ступені відповідає природному кругообігу речовин, забезпечуючи знешкодження і утилізацію ТБО.

Санітарне знешкодження ТБО при компостуванні відбувається в результаті їх нагрівання, яке забезпечується життєдіяльністю різних мікроорганізмів. У процесі життєдіяльності мікроорганізмів при компостуванні ТБО на першій стадії відбувається розвиток неспороносних мезофильних мікроорганізмів. Температурний оптимум їх розвитку становить 25-30° С с підвищенням температури за рахунок виділення енергії окиснення органічних кислот і білків під впливом мезофильних мікроорганізмів до 42-50° С. При цьому створюються умови для розвитку теплолюбних спорових мікроорганізмів - термофілів, а мезофіли починають відсвітати. Далі відбувається розвиток термофільних мікроорганізмів. Температурний оптимум їх розвитку - 55-60° С, однак температура компостованого матеріалу продовжує підвищуватися і досягає 65-70° С, що є згубним для патогенних мікроорганізмів. У результаті забезпечується знешкодження біопалива і компосту. Потім відбувається повільний спад температури при скороченні кількості термофілів, які переходять у спороподібний стан; знову розвиваються мезофільні мікроорганізми. Спад температури вказує на те, що рухливі з'єднання органічної маси в основному засвоєні. У цій фазі працюють амоніфікованімікроорганізми. На завершальному етапі процесу компостування розвиваються целюлозорозкладаючі мікроорганізми.

Для успішного плину процесу компостування необхідне дотримання наступних умов: вологість ТБО повинна бути не менш 50-60% вага.; зміст харчових відходів - не менш 25-30% вага.; відношення 3: N у ТБО, рівне порядку 25-30.

Органічна речовина втримується в основному в папері і харчових відходах, причому останні складаються з легко засвоюваних з'єднань. Значне ж зміст паперу (до 70%) не дозволяє в ряді випадків успішно здійснювати компостування ТБО. Тому досить перспективно спільне компостування ТБО і осаду стічних вод (ОСВ). Опади стічних вод є великотоннажним відходом, що утворюються при біологічнім очищенні стічних вод. Утилізація і знешкодження ОСВ є складною екологічною проблемою. Удобрювальні властивості висушених і прокомпостируваних опадів вище, чим компосту із ТБО. З іншого боку, застосування опадів лімітується змістом у них з'єднань важких металів (кадмій, свинець, ртуть і ін.), особливо для ОСВ великих промислових міст. Компости з ОСВ успішно застосовуються в якості добрив. При спільнім компостуванні ТБО і ОСВ вдається поліпшити структуру і товарний вид компосту, підвищити зміст у ньому живильних речовин. Для спільної переробки доцільно використовувати механічно збезводнені опади вологістю 70-80%. Суміш ТБО і ОСВ повинна мати вологість не більш 60%. Враховуючи, що незбезводнені ОСВ мають високу вологість (~97%), доцільно використовувати їх для поливу штабелів ТБО в умовах польового компостування, компенсуючи втрату вологості в поверхневих обсягах матеріалу. Важливою умовою спільного компостування ОСВ і ТБО є правильне дозування ОСВ, контроль змісту з'єднань важких металів у компості відповідно до встановлених нормативів, контроль над правильним дозуванням при внесенні компостів у ґрунт.

Поиск по сайту: