В процессе разложения ТБО образуются фильтрат и биогаз. Фильтрат при недостаточной изоляции полигона попадает в окружающую среду, а именно в почву, а оттуда - в подземные воды или поверхностный сток. Это приводит к загрязнению природной среды такими веществами, как соли тяжелых металлов, различные углеводороды и др.

Большинство полигонов для захоронения ТБО располагается достаточно близко от крупных населенных пунктов (для минимизации транспортных расходов). При этом вопрос защиты окружающей среды становится определяющим, что, в свою очередь, тесно связано с конструкцией полигона, качеством используемых материалов, их монтажом и т.д.

В начале 1970-х гг. в Германии вышел закон «Об ответственности региональных и местных властей за управление отходами», определяющий начало перехода от «диких» свалок к централизованным полигонам по захоронению отходов. Административные предписания к Закону по обращению с отходами (ТАА) и Технические руководства по переработке и захоронению отходов (TASi) на сегодняшний день в Германии предусматривают жесткие требования к системе строительства полигонов.

Обычно при строительстве полигона в основном используются природные материалы, такие как глина и галька. В то же время разработаны так называемые геосинтетические материалы, обеспечивающие высокоэффективную изоляцию свалочного тела полигона от окружающей среды.

Сравнительная характеристика природных (система I) и геосинтегических (система II) материалов приведена в табл. 17.1 и на рис. 17.1.

Сравнительные характеристики природных и геосинтетических материалов

Бентофикс - это универсальный изолирующий материал на минеральной основе. Синтетическое покрытие на минеральной основе из армированного волокна представляет собой самоизолирующуюся защитную мембрану с комбинированной структурой. Бентофикс состоит из трех слоев:

• несущая геоткань;
• бентонитовый порошок (изоляционный элемент) толщиной примерно 1 см;
• покрывающий штапельно-волокнистый геотекстиль иглопробивного уплотнения.

Рис. 1/.1. Принципиальные схемы устройства полигонов, выполненных в соответствии с Директивами ЕС система I (а) и с применением геосинтетических материалов - система II (б)

Прочный и износостойкий нетканый геотекстильный материал герметизирует и защищает слой чистого бентонита, обеспечивая его длительную эксплуатацию. Бентофикс содержит натуральный натриевый бентонит самого высокого качества, обладающий высокой степенью водопоглощения. Это означает, что бентонит абсорбирует воду внутрь кристаллов и влагонасыщается (до 90%), благодаря чему и закрываются остаточные пространства пор минерала, после чего коэффициент фильтрации составляет 10 9 м/с. Процесс эффективного водопоглощения бентонитом длится примерно сутки. После гидратирования бентофикс становится эффективной преградой для жидкостей, паров и газов.

Карбофол - это изолирующее покрытие, которое изготавливается из полиэтилена высокой плотности низкого давления (IIDPE). Он может производиться различной толщины (от 1 до 3 мм) с гладкой или структурированной поверхностью шириной 5,1 и 9,4 м. Карбофол в качестве геомембраны обеспечивает полную изоляцию от различных жидкостей, в том числе токсичных. Его применение в качестве составной части гидроизоляции основания защищает грунтовые воды от загрязнения.

Секутекс представляет собой иглопробивной штапельноволокнистый нетканый геотекстильный материал, используемый в качестве разделительного, фильтрующего, защитного и дренажного слоев. Он изготавливается из 100%-ного синтетического волокна, обеспечивающего его долговечность. Секутекс применяется в качестве защитного слоя, защищающего геомембрану от механических повреждений. Этот материал применяется во многих областях гражданского строительства, включая гидротехническое, дорожное, строительство полигонов и тоннелей. Использование секутекса в качестве разделительного слоя предотвращает взаимное смешивание слоев разнородных материалов. Благодаря этому верхний заполняемый слой и подстилающий слой сохраняют свою целостность на значительно более долгий период времени, чем это было бы возможно каким-либо другим способом.

Секудрен представляет собой трехмерную дренажную систему, состоящую из дренажной сердцевины и как минимум одного фильтровального слоя из нетканого текстильного материала. Фильтровальный слой защищает дренажную сердцевину от проникновения частиц почвы (заиливания), в то же время он не препятствует циркуляции газов и воды. Все слои прочно скрепляются между собой. Секудрен нашел широкое применение в решении проблем, связанных с дренажем воды и газов, возникающих при строительстве дорог и полигонов. Если при строительстве полигонов располагать секудрен непосредственно поверх геомембраны, то он сможет одновременно выполнять три функции: фильтрование, защиту, дренаж. В зависимости от необходимой пропускной способности и планируемого использования фильтровальному геотекстильному материалу и дренажной сердцевине могут быть приданы оптимальные размеры. Материалы, из которых изготавливаются дренажный стержень и геотекстиль- ное полотно, могут подбираться в зависимости от агрессивности среды применения.

Основным способом переработки твердых бытовых отходов на сегодняшний день является их захоронение на специализированных полигонах. Для избегания отрицательного воздействия на окружение при сооружении таких конструкций используются специальные защитные экраны, которые могут быть установлены как на основании, так и на бортах полигонов.

Кроме того есть вероятность создания разных комбинаций при проектировании защитных экранов, что напрямую зависит от степени вредного влияния находящихся на свалках отходов. Необходимо отметить также и тот факт, что существуют определенные разработанные для каждого региона территориальные строительные нормы, соблюдение которых позволяет сконструировать экраны, имеющие наиболее высокую степень защиты.

Используемые материалы

1. Первый слой состоит из поверхностного грунта и служит для размещения корневой системы растительного покрова, который в свою очередь дополнительно выполняет функцию защиты от ветрового либо водного разрушения.
2. Вторым слоем верхнего изолирующего покрытия полигона для твердых бытовых отходов настилается шар из натуральных (песок, гравий, их смесь) либо синтетических материалов. Дренажный шар служит для предотвращения попадания корней растительности в систему защитного экрана, а также для отвода поверхностных вод и сглаживания просадочных явлений.
3. Следующими пластами укладываются материалы, отводящие биологические газообразования и препятствующие загрязнению воды.

При обустройстве полигонов для ТБО защитными экранами допускается для гидроизоляции укладывать минеральные материалы, но не менее чем два ряда сырья толщиной в четверть метра каждый. При этом необходимо помнить, что для свалок, предполагающих содержание более сильных загрязняющих веществ, требуется укладка большего количества слоев, в том числе и синтетических, так как не всякая минеральная гидроизоляция способна защитить полигон от образования отверстий от выходящего биогаза, приводящего к проседанию. Поверхность синтетического шара защищается от механических повреждений нанесением на нее неотканного геотекстиля. Под слоями изоляции находится дренаж, содержащий систему сбора и устранения биологических газообразований.

При выборе геомембраны необходимо обращать внимание на ее физические свойства, такие как степень стойкости к пробоям, величина термического расширения, разряд сопротивления разрушениям, устойчивость к воздействию бактерий и грибов и прочее. Оборудованный по всем правилам полигон сможет долгое время защищать окружающую среду от негативного воздействия содержащихся на нем отходов.

Группа изобретений относится к области охраны окружающей среды и может быть применена при многократном использовании площадок захоронения твердых бытовых отходов (ТБО). Изолирующая смесь для полигонов твердых бытовых отходов - ТБО - содержит золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки термообработки твердых бытовых отходов, грунт в массовом отношении, равном предпочтительно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5. Смесь имеет предпочтительно влажность 30-60 мас.%. Способ ее получения заключается в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы. Из полученной массы формируют два вала высотой от 50 см до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра. Проводят подачу в вышеуказанный зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки ТБО с влажностью не более 30 мас.%. Далее заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы с влажностью 30-60 мас.%. На всех этапах приготовления производят контроль влажности образуемых масс. Получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в вышеуказанном массовом отношении. Способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО включает послойное размещение отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси. При этом используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в вышеуказанном массовом отношении. Технический результат: получение изолирующей смеси, обладающей характеристиками, позволяющими повысить эффективность ее применения, снижение времени проведения процесса получения смеси, уменьшение вредного воздействия на окружающую среду при проведении способа захоронения твердых бытовых отходов. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Рисунки к патенту РФ 2396131

Настоящая группа изобретений относится к области охраны окружающей среды, а именно к изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов, способу ее получения, а также к способу захоронения твердых отходов, в частности бытовых, промышленных, на полигонах ТБО с использованием указанной смеси и может быть применена при многократном использовании площадок захоронения твердых бытовых отходов (ТБО).

Известны изолирующие смеси для полигонов твердых бытовых отходов и способы их получения (RU 2059034 , 1996, RU 2184095 , 2002, RU 2162068 , 2001, RU 2006130 451, 2006, RU 227882, 2006). Известны также способы захоронения (обезвреживания) твердых бытовых отходов на полигонах (RU 2006109 899, 2007, RU 1792350, 1991, RU 2247610 , 2005, RU 2014164 , 1994).

При этом данным смесям свойственны многокомпонентность и, как следствие, сложность их получения. Описываемые способы обезвреживания твердых бытовых отходов на полигонах характеризуются сложностью технологии.

Более близкой к предложенной изолирующей смеси является изолирующая смесь, представляющая собой грунт и использующаяся в способе обезвреживания твердых бытовых отходов на полигонах (ТБО) с использованием послойного размещения отходов с изолирующими слоями ( RU 2330733 , 2008).

Однако с течением времени происходит усадка указанной смеси. Последнее приводит к такому последствию, как возгорание твердых бытовых отходов. Кроме того, низкая эффективность использования грунта связана с тем, что последний имеет высокий коэффициент фильтрации, что приводит, в частности, к загрязнению подземных вод.

Задача изобретения заключается в создании изолирующей смеси, обеспечивающей повышение надежности изоляции и обезвреживания отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам.

Поставленная задача решается созданием изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов - ТБО, содержащей грунт и дополнительно содержащей золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

Предпочтительно изолирующая смесь содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

Технический результат заключается в том, что описываемая изолирующая смесь не склонна к усадке, а также обеспечивает предотвращение возгорания и инициирования взрыва твердых бытовых отходов на полигоне.

Более близким к способу получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов является способ по патенту RU 2271882 , 2006.

Указанная изолирующая смесь содержит глину, отработанный известковый материал и нефтяной шлам при следующем содержании компонентов, мас.%: глина 10-60, отработанный известковый материал 15-40, нефтяной шлам 25-40.

Известный способ получения изолирующей смеси проводят следующим образом.

Нефтяные шламы бульдозером смешивают с глиной в различных пропорциях, складируют и оставляют на 30-40 дней для адсорбции нефтяной части нефтешламов в порах глин. По истечении 30-40 дней полученную смесь (глина + нефтешлам) дополнительно смешивают с отработанным известковым материалом (шлам химоводоочистки или осадок гашеной извести).

Недостаток способа заключается в недостаточно высокой эффективности, обусловленной, в том числе, значительной продолжительностью процесса адсорбции нефтяной части нефтешламов в порах глин, составляющей не менее 30 дней.

Задача изобретения в части способа получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов заключается в сокращении затрат времени на процесс формирования смеси, обеспечивающей повышенную надежность изоляции и обезвреживание отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам.

Поставленная задача достигается описываемым способом получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов - ТБО, заключающимся в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы, затем из полученной массы формируют два вала высотой от 50 см до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга, после чего проводят подачу в зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.%, после заполнения зазора заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы изолирующей смеси влажностью 30-60 мас.%, при этом на всех этапах приготовления проводят контроль влажности образуемых масс для поддержания ее значений в вышеуказанном интервале.

При этом желательно валы размещают с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра.

Предпочтительно получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5.

Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении затрат времени на создание эффективной смеси.

Более близким к описываемому способу захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО является способ согласно патенту RU 2330733 , 2008.

Данный способ включает подготовку основания полигона, устройство ограждающих сооружений, сооружение противофильтрационного экрана, дренажной системы для сбора и очистки фильтрата, а также газосборной системы, послойное размещение отходов с грунтовыми изолирующими слоями, обустройство изолирующего покрытия поверхности сформированного полигона.

Территорию полигона разбивают на рабочие секции в количестве не менее трех. Каждую секцию полигона формируют независимой от остальных. Заполнение отходами каждой последующей секции начинают по окончании заполнения предыдущей.

Извлечение и переработку отходов с площади первой заполненной секции и подготовку ее к повторному заполнению выполняют в период заполнения отходами последней секции, затем на подготовленной площади первой секции производят повторное размещение отходов, одновременно выполняя извлечение и переработку отходов второй секции с подготовкой ее к повторному заполнению, после чего цикл повторяют в последовательности первоначального заполнения секций. Соотношение между средней продолжительностью заполнения одной секции и количеством секций находят по математической зависимости.

Недостатки способа заключаются в его многостадийности и низкой степени изоляции за счет использования в качестве изолирующих слоев грунта, обладающего, как известно, низкими эксплуатационными характеристиками.

Задача изобретения в части способа захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО заключается в создании способа захоронения, обеспечивающего повышение надежности изоляции и обезвреживания отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам при его упрощении.

Поставленная задача достигается описываемым способом захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси, содержащей грунт, в котором согласно изобретению в качестве изолирующей смеси используют смесь, содержащую дополнительно золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

Предпочтительно используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

Сущность описываемой группы изобретений поясняется фиг.1-5, на которых схематически представлено производство изолирующей смеси для полигонов ТБО, и нижеприведенным примером, иллюстрирующим, но не ограничивающим изобретения.

Исходным сырьем для приготовления изолирующей смеси являются золошлаковые отходы от термической обработки ТБО и отходы газоочистки от термической обработки ТБО. В качестве дополнительного разбавляющего материала используют грунт (почву), в том числе отвальный.

Используемые при получении смеси золошлаковые отходы термообработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки термообработки твердых бытовых отходов получают следующим образом.

Твердые бытовые отходы подвергают сжиганию в топочных камерах котлоагрегатов. Золошлаковые отходы термообработки твердых бытовых отходов представляют собой смесь шлака, образующегося в топочной камере, и котельной золы, которая уносится с дымовыми газами и отделяется от последних в конвективной зоне котла.

Отходы газоочистки представляют собой отходы очистки дымовых газов, образующихся при сжигании твердых бытовых отходов. При этом дымовые газы подвергают полусухой очистке на установке, состоящей из абсорбера и рукавного фильтра.

Используемые при получении смеси золошлаковые отходы и отходы газоочистки имеют следующие характеристики: влажность - не более 30 мас.%, фракционный состав предпочтительно не более 100 мм, радиационный фон, не превышающий естественный.

Используемый грунт (почва) имеет следующие характеристики: радиационный фон не превышающий естественный, по санитарно-эпидемиологическим показателям соответствует требованиям, предъявляемым к качеству почв территории населенных мест, влажность - не более 60 мас.%, фракционный состав предпочтительно не более 250 мм.

Процесс приготовления изолирующей смеси основан на смешивании золошлаковых отходов и отходов газоочистки от термической обработки ТБО с грунтом (почвой), в том числе отвальным, осуществляется по нижеописываемой технологии.

В данном примере используют массовое отношение золошлаковые отходы:отходы газоочистки:грунт, равное, соответственно, 2,0:5,0:10,0.

Процесс проводят на специально выделенной площадке.

Получение смеси состоит из двух этапов.

На 1-м этапе на производственную площадку привозят и выгружают поочередно грунт (почву) и «Золошлаковые отходы от термической обработки ТБО» (фиг.1). Далее при помощи тракторной техники проводят перемешивание до получения однородной массы. За счет влажности «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО» и сухости грунта происходит равномерное смешивание компонентов.

После перемешивания трактором формируют два вала высотой от 50 см до 100 см из смешанных компонентов с небольшим пространством, т.е. зазором между ними. Валы предпочтительно сориентированы по отношению к преобладающему ветру так, чтобы направление движения ветра было перпендикулярно направлению валов (фиг.2).

На 2-м этапе «Отходы газоочистки от термической обработки ТБО» подают из полуприцеп-цистерны по рукавному шлангу диаметром 100 мм на предельно низком давлении в пространство (зазор) между двумя валами (фиг.3). Использование низкого давления препятствует образованию облака из пыли.

В производственном процессе проводят увлажнение водой «Отходов газоочистки от термической обработки ТБО» для предотвращения пыления. При увлажнении производят замеры влажности смеси для исключения ее переувлажнения.

Влажность смеси грунта и «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО» способствует налипанию пыли на «Золошлаковые отходы от термической обработки ТБО». Происходит поглощение «Отходами газоочистки от термической обработки ТБО» влаги из «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО».

По мере заполнения пространства рукавный шланг отодвигают в незаполненную сторону и трактором заравнивают оба вала и «Отходы газоочистки от термической обработки ТБО» (фиг.4). Далее проводят смешивание трактором всех компонентов до однородной массы. На всем этапе проводят оперативный контроль влажности смеси.

Готовую изолирующую смесь собирают трактором для удобства загрузки (фиг.5).

Для контроля качества получаемой изолирующей смеси осуществляют отбор и транспортировку проб в соответствии с СП 2.1.7.1386-03 «Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления» раздел 3.

Произведенную изолирующую смесь для полигонов ТБО загружают погрузчиком в самосвалы и доставляют потребителю на участок складирования ТБО. Производство смеси занимает около двух часов.

Полученная изолирующая смесь имеет следующие характеристики:

класс опасности для окружающей природной среды - 5;

класс опасности для здоровья человека - 4;

влажность - от 30 до 60 мас.%;

цвет - серо-коричневый, с темно-коричневатым оттенком; прессуется хорошо, не взрывоопасна.

Описываемый способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО осуществляют путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев.

Определяют участок рабочей карты, не покрытый изолирующей смесью. Свежий пласт отходов ТБО утрамбовывают полигонной техникой до толщины слоя предпочтительно 2 м. Далее самосвалами изолирующую смесь доставляют на утрамбованный участок. Смесь равномерно разравнивают тракторной техникой по выбранному участку. После разравнивания изолирующий слой утрамбовывают полигонной техникой до толщины предпочтительно 25 см. Поверх утрамбованного изолирующего слоя полигонной техникой доставляют новые отходы. По мере накопления отходы разравнивают по площади рабочей карты и вновь утрамбовывают до толщины слоя предпочтительно 2 м. Далее самосвалами изолирующую смесь доставляют на утрамбованный участок и цикл повторяют. При обеспечении уплотнения ТБО в 3,5 раза и более допускается понижение толщины изолирующего слоя до 15 см. «Изолирующая смесь для полигонов ТБО» применяется в качестве изолирующего материала для полигонов ТБО в качестве промежуточного изолирующего слоя на полигоне ТБО в соответствии с СП 2.1.7.1038-01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов» и «Инструкцией по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов», утвержденной Минстроем России 02.11.96, согласованной с Госкомсанэпиднадзором России 10.06.96 № 01-8/1711.

Влияние производства изолирующей смеси для полигонов ТБО по описываемому способу на окружающую среду сводится к минимуму, в частности, по следующим причинам:

Производство размещается на полигоне, на изолированной площадке;

Исключается необходимость использования тары;

Исключается необходимость использования складов размещения сырья (компонентов) изолирующей смеси;

Обеспечивается защита от сдувания ветром сырья (компонентов смеси) за счет естественной влажности смеси, создания барьеров (валов при производстве) и увлажнения сырья во время производственного процесса.

Таким образом, описываемая группа изобретений позволяет создать эффективную изолирующую смесь для захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО, сократить время проведения процесса получения изолирующей смеси, по меньшей мере, до двух часов, уменьшить вредное воздействие на окружающую среду при проведении способа захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО с использованием вышеуказанной изолирующей смеси.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Изолирующая смесь для полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), содержащая грунт, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

2. Изолирующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

3. Способ получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), заключающийся в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы, затем из полученной массы формируют два вала высотой от 50 до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга, после чего проводят подачу в зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.%, после заполнения зазора заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы изолирующей смеси влажностью 30-60 мас.%, при этом на всех этапах приготовления проводят контроль влажности образуемых масс для поддержания ее значений в вышеуказанном интервале.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что валы размещают с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5.

6. Способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси, содержащей грунт, отличающийся тем, что в качестве изолирующей смеси используют смесь, содержащую дополнительно золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

Необходимое количество изолирующего материала рассчитываем с учетом увеличения коэффициента грунта изоляции (k), который равняется 1,25 по схеме усеченной призмы .

Необходимость в изолирующем материале определяется (по формуле 2.8):

где: k - коэффициент увеличения грунта изоляции;

Таким образом реальный объем ТБО определяется из соотношения (формула 2.9):

Общая площадь участка складирования составляет 34 га и разбивается на две очереди эксплуатации и площадью каждой очереди 17 га

Необходимо 2 дороги шириной по 3м. В каждой очереди укладывается по 7 рабочих слоев ТБО и грунта (2 м ТБО и 0,25 м грунта). Общая высота уложения отходов составляет 15*2+14*0,25=33,5(м).

Для рекультивации полигона выполняется наращивание высоты кургана захоронения на дополнительные 1,5 м. Таким образом, общая высота кургана с учетом изолирующего слоя купола полигона, укладки почвенно-растительного слоя и посадки деревьев, составляет: 33,5 + 1,5 = 35 м.

Выбор рабочих карт складирования отходов

Проектирование участка депонирования отходов является наиболее ответственной задачей, которую приходится решать проектировщику при разработке рабочей документации полигона. Это связано с тем, что от принятого технического решения зависит общая устойчивость полигона в целом как искусственного сооружения, соответствующего определенному классу ответственности, а также сопряжено с гарантированным обеспечением экологической безопасности для населения и окружающей среды района будущего строительства.

Захоронение отходов осуществляется раздельно в специальные карты (чаши), расположенные на участке депонирования. Чаши депонирования являются наиболее ответственным сооружением полигона и представляют собой котлован с изолирующим экраном для надежной защиты окружающей среды от складируемых отходов. Размеры чаш и их количество не нормируются и зависят от количества поступающих отходов и расчетного срока эксплуатации полигона. Рекомендуется устраивать карты вытянутой формой с целью сокращения открытой поверхности отходов при захоронении. Захоронение в одной карте разноименных отходов допускается, если при совместном захоронении они не образуют более токсичных, взрывопожароопасных веществ и если при этом не происходит газообразование . Размеры карт для захоронения отходов не регламентируются.

Днище котлованов должно быть горизонтальным и иметь незначительный уклон для отвода фильтрата, образующегося в чашах от складируемых отходов и атмосферных осадков, за пределы полигона на очистные сооружения.

В чашах захоронения отходы складируются послойно с общей высотой рабочего слоя 2 м и систематически разравниваются слоями толщиной 0,25-0,5 м и уплотняются 2-4-кратными проходами катка-уплотнителя до общей высоты рабочего слоя 2 м.

Каждый рабочий слой отходов покрывается промежуточным изолирующим слоем высотой 0,25 м. Для изолирующих слоев можно использовать глинистые грунты с влажностью до 30-50%, строительный мусор, шлак, промышленные отходы (отходы производства извести, мела, соды, гипса, графита, асбестоцемента, шифера и т.д.).

Грунт, получаемый в результате разработки чаш, в дальнейшем применяют для изоляции слоев отходов. Поэтому на площадках складирования отходов необходимо предусмотреть участки для резерва грунта.

Дневная норма приема ТБО согласно с условием составляет = 500 м 3 /сут. ТБО доставляются контейнеровозами с объемом 12 м 3 . Каждому контейнеровозу необходима площадка в 50 м 2 для разгрузки, . Полигон работает в одну смену. Объем ТБО, который разгружается на протяжении одного часа, при односменной работе составит:

т/час (2.10)

Определим необходимое количество контейнеровозов по формуле 2.11.

Исходные данные. Расчетный срок эксплуатации T = 20 лет. Годовая удельная норма накопления ТБО с учетом жилых зданий и непромышленных объектов на год проектирования Y 1 =1,1 м 3 /чел/год. Количество обслуживаемого населения на год проектирования H 1 =250 тыс. чел, прогнозируется через 20 лет с учетом близко расположенных населенных пунктов H 2 = 350 тыс. чел. Высота складирования ТБО, предварительно согласованная с архитектурно-планировочным управлением, H п = 40 м.

1. Расчет проектируемой вместимости полигона ТБО.

Вместимость полигона Е т на расчетный срок определяется по формуле:

где Y 1 и Y 2 - удельные годовые нормы накопления ТБО по объему на 1-й и последний годы эксплуатации, м 3 /чел/год;

H 1 и H 2 - количество обслуживаемого полигоном населения на 1-й и последний годы эксплуатации, чел.;

T - расчетный срок эксплуатации полигона, год;

K 1 - коэффициент, учитывающий уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона на весь срок T;

K 2 - коэффициент, учитывающий объем наружных изолирующих слоев грунтов (промежуточный и окончательный).

Определим значение параметров, отсутствующих в исходных данных. Удельная годовая норма накопления ТБО по объему на 2-й год эксплуатации определяется из условия ежегодного роста ее по объему на 3% (среднее значение по РФ 3-5%).

м 3 /чел.год.

Коэффициент K 1 , учитывающий уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона за весь срок T (если T = 15 лет), принимаем по табл.6 с учетом применения для уплотнения бульдозера массой 14 т: K 1 = 4.

Коэффициент K 2 , учитывающий объем изолирующих слоев грунта в зависимости от общей высоты, принимаем по табл.9 K 2 =1,18.

Проектируемая вместимость полигона Е т составит:

Е т = (1,1+1,99)(250000+350000)х20х1,18(4,4)=2734650 м 3

2. Расчет требуемой площади земельного участка полигона.

Площадь участка складирования ТБО будет:

Фу.с. = 3х2734650: 40 = 205099 м 2 = 20,5 га,

3 - коэффициент, учитывающий заложение внешних откосов 1; 4;

40 - высота Нп.

Таблица 8*

* Нумерация таблиц соответствует оригиналу.

Примечание. Значение К 1 приведены при соблюдении послойного уплотнения ТБО, оседания в течение не менее 5 лет и плотности ТБО в местах сбора р 1 =200 кг/м 3 .

Таблица 9

Примечание: 1. При обеспечении работ по промежуточной и окончательной изоляции полностью за счет грунта, разрабатываемого в основании полигона, К 2 = 1.

2. В табл.9 слой промежуточной изоляции принят 0,25 м. При применении катков Км-305 допускается слой промежуточной изоляции 0,15 м.

Требуемая площадь полигона составит:

, (2)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий полосу вокруг участка складирования;

Ф доп - площадь участка хозяйственной зоны и площадки мойки контейнеров

Ф = 1,1х20,5+1,0 = 23,6 га.

3. Расчет фактической вместимости полигона.

Полигон проектируется на плоском рельефе. Фактически отведенная площадь участка составила 22,3 га, в том числе собственно под полигон 21,7 и 0,6 га под подъездную дорогу от автомагистрали длиной 0,5 км. Грунт в основании полигона на 2 м глубины состоит из легких суглинков, далее тяжелые суглинки, грунтовые воды на глубине 3,5 м.

Принимается решение полностью обеспечить потребности в грунте для промежуточной и окончательной наружной изоляции за счет рытья котлована в основании полигона.

Реальный участок складирования ТБО в проекте имеет прямоугольную форму длиной 440 м, шириной 400 м (рис.18). Все размеры на рис.18 указаны в м.

Рис.18. План и разрез высоконагружаемого полигона на плоском рельефе

а - план; б - разрез по А-А; I-V - очереди строительства и эксплуатации полигона;

1 - кавальер грунта; 2 - граница полигона; 3 - граница участка складирования ТБО;

4 - временная дорога на участке складирования; 5 - граница очередей эксплуатации;

6 - существующая автомагистраль; 7 - подъездная автодорога; 8 - хозяйственная зона;

9 - верхний изолирующий слой; 10 - котлован в основании полигона

Высота полигона Н определяется из условия заложения внешних откосов 1:4 и необходимости иметь размеры верхней площадки, обеспечивающие надежную работу мусоровозов и бульдозеров:

Н = Ш: 8-н, (3)

где Ш - ширина участка складирования, м;

8 - двойное заложение откосов (4х2);

н - показатель снижения высоты полигона, обеспечивающий оптимальные размеры плоской верхней площадки, м.

Минимальная ширина верхней площадки определяется удвоенным радиусом разворота мусоровозов с соблюдением правила размещения мусоровозов не ближе 10 м от откоса:

Ш в = 9х2 + 10х2=38 м.

Для удобства работ на верхней площадке принимаем ее ширину равной 80 м.

Показатель снижения высоты будет:

н = 80:8 = 10 м.

Высота полигона составит:

Н = 400:8 - 10 = 40 м.

Фактическая вместимость полигона с учетом уплотнения рассчитывается по формуле усеченной пирамиды:

, (4)

где C 1 и C 2 - площади основания и верхней площадки, м 2 .

Примечание: Вместимость котлована в основании полигона не учитывается, так как весь грунт из него идет на изоляцию ТБО. В этих условиях Е ф равно Б у - объему уплотненных ТБО.

Длина верхней плоской площадки составляет:

440 - 40х8 = 120 м.

Ширина верхней площадки будет:

400 - 40х8 = 80 м.

По формуле (4) рассчитываем фактическую вместимость:

Еф = (440х400+120х80+400х440х120х80)х40 = (176000+9600+41160)х40 = 3023467 м 3 .

Потребность в изолирующем материале определяется по формуле:

В = В у (1-1/К 2). (5)

Для изоляции 3023467 м 3 уплотненных ТБО потребуется грунт в объеме:

Вг = 3023467(1-1/К 2) = 3023467 (1-1/1,18) = 45320 м 2 .

В рассматриваемых условиях Вг - емкость котлована.

Средняя проектируемая глубина котлована в основании полигона определяется по формуле:

Нк = 1,1 х Вг:С 1 ,

где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему котлована;

Нк = 1,1х453520:176000,0 = 2,83 м.

Площадь участка складирования разбивается на четыре очереди эксплуатации с габаритами 300х220 м и площадью 44000 м 2 - 4,4 га.

Каждая из этих очередей эксплуатируется с учетом укладки пяти рабочих слоев ТБО (2 м ТБО и 0,25 м грунта). Общая высота составит:

2х5 + 0,25х5 + 11,25 м.

В том числе над поверхностью земли (черных отметок) высота насыпи за каждую очередь составит:

11,25 - 2,83 = 8,42 м.

Объем котлована одной очереди будет:

452520:4 = 113380 м 3 .

Наращивание высоты с отметки 9 до 39 м и окончательная изоляция слоем 1 м составит 5-ю очередь эксплуатации. Срок эксплуатации каждой очереди в среднем 4 года.

Грунт из котлована 1-й очереди складируется в кавальер для использования при окончательной изоляции полигона. Кавальер размещается по внешней границе I, III и IV очередей. Длина кавальер составляет: 410+475=885 м. Площадь поперечного сечения кавальер будет:

113380:885 = 128,1 м 2 .

Принимает кавальер в форме трапеции с шириной основания 24, шириной по верху 4,5 и высотой 9 м. Площадь поперечного сечения составляет: (4,5+24) х 9:2 = 128,25 м 2 .

Площадь, занимаемая кавальером грунта, составляет:

885х24 = 21240 м 2 = 2,1 га.

Планировка хозяйственной зоны с примыкающими к ней сооружениями приведена на рис.19.

Рис.19. План хозяйственной зоны и примыкающих сооружений

1 - подъездная дорога; 2 - ограждение полигона; 3 - площадка для складирования сборно-разборных элементов временных дорог; 4 - трансформаторная подстанция; 5 - административно-бытовое здание; 5’’ - окно конторского помещения; 6 - транспортный поток прибывающих машин; 6’’ - то же убывающих машин; 7 - ворота полигона; 8 - грязеотстойник; 9 - площадка для дезинфекции; 10 - противопожарный резервуар; 11 - навес (помещение) для машин и механизмов; 12 и 13 - ворота и ограждение хозяйственной зоны; 14 - склад ГСМ

Планировка производственно-бытового здания представлена на рис.20. Здание состоит из двух блоков, разделенных стенкой, имеющей газопароизоляцию. Основной вход в здание запроектирован с территории зоны, что ограничивает посещение его водителями мусоровозов и грузчиками. Второй выход является запасным на случай пожара.

По другую сторону подъездной дороги, напротив производственного бытового здания, размещается площадка дезинфекции мусоровозов. Взаимное размещение зоны и дезинфекционной площадки обеспечивает выезд машин на площадку и выезд после дезинфекции с территории полигона без пересечения транспортного потока прибывающих на полигон мусоровозов.

В засушливых районах для сбора и обезвреживания фильтрата, как исключение, может применяться бессточная схема. По этой схеме осветленный в грязеотстойнике фильтрат самотеком подается в насосную станцию. С целью удешевления системы в насосной станции монтируется один песковый насос, резервный насос (второй) предусматривается сметой, но хранится на складе.

Насосной станцией в летний период стоки перекачиваются в сборно-разборную систему трубопроводов. Из перфорированных труб обеспечивается дождевание или разлив фильтрата по поверхности покрытых промежуточной изоляцией рабочих карт полигона. Распределение фильтрата принимается из расчета до 30 м 3 в сутки воды на участок площадью 1 га в течение 6 мес. в году. Схема сооружений дана на рис.21.

Примечание. Для полигонов, организуемых на срок менее 6 лет, и полигонов, принимающих менее 120 тыс. м 3 ТБО в год, функции производственно-бытового здания выполняют изготавливаемые промышленностью типовые передвижные вагоны. Их характеристика приведена в табл.10. Планировка хозяйственной зоны этих полигонов представлена на рис.22.

Для полигонов, находящихся на значительном расстоянии от существующей магистральной дороги, самостоятельная часть подъездной дороги выделяется в отдельный объект, строящийся при долевом участии заинтересованных организаций, размещающихся вдоль этой дороги.

Таблица 10