Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Расчет и проектирование санитарно-защитной зоны полигона твердых бытовых отходов



1. Анализ физико-географических характеристик селитебной территории в районе расположения промышленного предприятия (объекта)

1.1 Экологическое проектирование санитарно-защитных зон

селитебный загрязняющий промышленный атмосфера

Проектируется и создается санитарно-защитная зона как защитный и эстетический барьер между источником воздействия и человеком, между территорией объекта воздействия и жилой застройкой, между промышленной и селитебной зонами. Санитарно-защитные зоны выполняют функции природного фильтра, обеспечивающего экраниронание, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха, снижения уровня воздействия до принятых гигиенических нормативов.

Санитарно-защитная зона - обязательный элемент экологического проектирования любого объекта, который может быть источником химического, биологического или физического воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Размеры санитарно-защитных зон и гигиенические требования к ним устанавливаются санитарными правилами.

В РФ разработаны классификации производств, в основу которых моложены санитарно-гигиенические нормы с учетом класса опасности веществ, технологий и отходов, присущих тому или иному производству. В зависимости от класса санитарно-гигиенической опасности производства (I-V классы) для них установлены определенные размеры санитарно-защитных зон (СЗЗ), радиус которых варьирует от 1000 до 50 м. Минимальные размеры СЗЗ для предприятий первого класса опасности составляют 1000 м, для второго - 500 м, для третьего - 300 м, для четвертого - 100 м, для пятого - 50 м. Для объектов и технологий, не имеющих аналогов в стране и за рубежом, с выбросами первого и

второго классов опасности размеры СЗЗ устанавливаются по решению Главного государственного санитарного врача РФ.

Размеры СЗЗ должны также подтверждаться расчетами рассеивания выбросов в атмосфере для всей совокупности веществ, распространение шума, вибрации, электромагнитных полей с учетом фонового загрязнения окружающей среды, а также действующих и проектируемых объектов. Для групп промышленных производств или промышленных узлов устанавливается единая СЗЗ с учетом суммации всех воздействий и фонового загрязнения окружающей среды. Размеры СЗЗ увеличивают при установлении измерением превышения допустим: воздействий на внешней границе СЗЗ.

Для современных крупных промышленных комплексов черной цветной металлургии, нефтехимии и нефтепереработки, биосинтезе и лесохимии размеры СЗЗ обосновываются в процессе экологического проектирования и могут достигать десятков и сотен км². Например, для крупных карьеров КМА установлена СЗЗ в радиусе 10-17 км, для металлургических центров черной и цветной металлургии в радиусе 10-25 км. Как правило, для этих производств помимо СЗЗ устанавливаются также зоны санитарного разрыва, достигающие десятков км

В пределах СЗЗ запрещена жилая застройка, размещение садовых и дачных участков, не допускается размещение пищевой промышленности, хранилищ питьевой воды. Эта территория не может бы использована для рекреации, здесь нельзя проектировать парк спортивные, лечебные, оздоровительные, образовательные комплекс

В границах СЗЗ допускается выращивание технических культур, размещение производств меньшего класса опасности, чем основное производство, размещение предприятий инфраструктуры, нежилых помещений, складов, коммуникаций, ЛЭП, электроподстанций, нефте- и газопроводов, канализационных, насосных станций, сооружений оборотного водоснабжения, пожарных депо, бань, прачечных, гаражей и т. л

В проекте санитарно-защитной зоны должны быть проработаны ее территориальная организация, благоустройство и озеленение (40-50% площади), а также определены средства на организацию зоны и переселение за ее пределы жителей.

1.2 Учет физических факторов воздействия на население при установлении санитарно-защитных зон

Санитарно-защитные зоны промышленных, коммунальных, энергетических производств автомобильного, железнодорожного, водного и воздушного транспорта - источников физических воздействий на большие расстояния (шум, инфразвук и др.), должны быть спроектированы (или обоснованы) в каждом конкретном случае расчетным путем с учетом характеристик источников воздействия, места их расположения и режима их эксплуатации и т.д.

Шумовой характеристикой является корректированный уровень туковой мощности LРА в дБА, среднеквадратичные уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 31.5-63-125-250-500-1000-2000-4000-8000 Гц, а также уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА. Допустимые уровни звука и уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях нормируются гигиеническими нормативами «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» (ГН 2.2. 4/2.1.8.562-96). Допустимые уровни, вибрации в жилых домах нормируются гигиеническими нормативами «Допустимые уровни вибрации на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий» (ГН 2.2.4/2.1.8.562.96).

Предельно допустимые уровни воздействия электрического поля определяются «Санитарными правилами и нормами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными пиниями электропередачи (ВЛ) переменного тока промышленной частоты» (СанПиН 2971-84).

В целях защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи (ВЛ), устанавливаются санитарно-защитные зоны вдоль трассы высоковольтной линии, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м. Для вновь проектируемых ВЛ, а также зданий и сооружений устанавливают границы санитарно-защитных зон вдоль трассы ВЛ с горизонтальным расположением проводов и без средств снижения напряженности электрического поля по обе стороны от нее на следующих расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, перпендикулярном к ВЛ:

- 20 м - для ВЛ напряжением 330 кВ;

- 30 м - для ВЛ напряжением 500 кВ;

- 40 м - для ВЛ напряжением 750 кВ;

- 55 м - для ВЛ напряжением 1150 кВ.

Если напряженность электрического поля превышает ПДУ, должны быть приняты меры по ее снижению (удаление от жилой застройки ВЛ; применение экранирующих устройств и др.). В пределах санитарно-защитной зоны запрещается: размещение жилых и общественных зданий и сооружений; площадок для стоянки и остановки всех видов транспорта; предприятий по обслуживанию автомобилей и складов нефти и нефтепродуктов. Ближайшее расстояние от оси проектируемых ВЛ напряжением 750-1150 кВ до границы населенных пунктов, как правило, должно быть не менее:

- 250 м - для ВЛ напряжением 750 кВ;

- 300 м - для ВЛ напряжением 1150 кВ.

Установление величины санитарно-защитных зон в местах размещения передающих радиотехнических объектов осуществляется в соответствии с действующими санитарными правилами и нормами по электромагнитным излучениям радиочастотного диапазона и методика) расчета интенсивности электромагнитного излучения радиочастот.

Для магистральных трубопроводов и систем газоснабжения санитарно-защитные зоны определяются с учетом минимальных расстояний от городов и других населенных пунктов, отдельных объектов, установленных с целью обеспечения их безопасности строительными нормами и правилами. Их величина уточняется и согласовывается органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической службы в каждом конкретном случае.

1.3 Проектирование объектов экологической реабилитации

Среди объектов экологической реабилитации рассмотрим переработку твердых бытовых отходов (полигоны ТБО), обезвреживание и захоронение токсичных промышленных отходов (полигоны промышленных отходов).

Методы и технологии экологической реабилитации. Государственная экологическая политика РФ в области технологий переработку отходов состоит в том, чтобы не допустить превращения России большой полигон по переработке отходов других стран. Большинство проектов новых технологий, разработанных за рубежом, предлагается для внедрения в РФ при условии переработки отходов, поставляемых из этих стран. Чтобы не допустить проникновения в Россию грязных технологий, существует механизм экологической экспертизы техники и технологий. Этой экспертизой был отклонен проект строительства на Дальнем Востоке мусороперерабатывающих заводов, так как предполагалось, что на этих заводах (75% мощности) будет перерабатываться мусор из Калифорнии.

Переработка твердых бытовых отходов (ТБО). Во всем мире вследствие роста населения, повышения уровня жизни и увеличения потребления товаров отмечается резкое возрастание количества твердых бытовых отходов. В разных странах количество ТБО, приходящихся на душу населения, составляет от 150 до 1000 кг в год. В России, по последним данным, состав ТБО представлен органическими веществами - 38% (33% пищевых отходов), бумагой - 23-30%, металлами, пластмассой текстилем, деревом, резиной, кожей, которые - составляют от 2 до 7%, стекло составляет от 5 до 8%. Состав ТБО в разных регионах РФ различен и зависит от социальных и физико-географических условии В Москве ежегодно образуется 2,5 млн т отходов, на одного человек приходится 1 м³ отходов, или 200 кг по массе.

В Московской области в год на полигоны сбрасывают 8 млн т отходов, из них 4 млн - ТБО, 0,5 млн - строительные, 2 млн - промышленные, остальные - иловые осадки или загрязненный грунт. И области 58 санкционированных полигонов (самый крупный - Тимохово занимает 118,8 га и рассчитан на 26 млн 915 тыс. т отходов). В современной практике переработки ТБО используют методы их складирования (захоронения), переработки, утилизации и сжигания.

Складирование ТБО. В мировой практике до настоящего времени подавляющее количество ТБО все еще продолжают вывозить на свалим (полигоны): в СССР на свалки вывозили 97% образующихся ТБО, м США - 73%, в Великобритании - 90%, в ФРГ - 70%, в Швейцарии - 25%, в Японии - около 30%. Экологические последствия складирования ТБО на свалках: большая потребность в земле, сложность организации новых свалок в связи с отсутствием свободных земельных участков, загрязнение окружающей среды, потенциальная опасность распространения инфекций, повышенная пожароопасность, потеря ценных компонентов.

Полигонные свалки (санитарные свалки) должны оборудоваться по специальным технологиям. Дно свалки планируется с небольшим уклоном, выстилается прочной полиэтиленовой пленкой. Отходы уплотняются и засыпаются слоем песка или глины, затем уплотняются, сверху накладывается новый слой пленки и т.д. Свалки имеют сток в сборник жидкостей, фильтрующихся из отходов и грунта, которые по мере наполнения вывозятся на переработку. После заполнения последних слоев проводится планировка рельефа и другие рекультивационные работы, через несколько лет на месте санитарных свалок можно играть в гольф. Существует несколько методов промышленной переработки ТБО:

· термическая обработка (в основном сжигание);

· биотермическое аэробное компостирование (с получением удобрения или биотоплива);

· анаэробная ферментация (с получением биогаза);

· сортировка (с извлечением тех или иных ценных компонентов для последующего вторичного использования).

Сжигание (часто с утилизацией тепла) - в настоящее время технически наиболее отработанный и распространенный метод промышленной обработки ТБО перед их удалением на свалки (в США мусоросжигание рассматривают как один из основных способов продления срока службы свалок). В европейских странах сжиганием перерабатывают 20-25% объема городских отходов, в США - около 15%, в Японии - около 65%. Судя по зарубежным данным, технология прямого сжигания ТБО представляет экологическую опасность последствие токсичных выбросов (тяжелые металлы, дибензодиоксины, дибензофураны и др.) и является самой дорогостоящей среди альтернативных технологий переработки ТБО.

Биотермическое аэробное компостирование ТБО в мировой практике большого распространения не получило (в Европе с получением компоста перерабатывают около 2% ТБО, в Японии и США - до 2%). Полученный из ТБО компост улучшает почвенную структуру, влагосодержание, уменьшает эрозию, однако всегда засорен мелким сто лом, камнями, металлами, пластмассой, текстильными отходами и сильно загрязняет почву.

Промышленную технологию оптимально строить по принципу комбинирования методов переработки ТБО (рис. 39). В основе технологии должна быть сортировка (в том числе на основе селективного отбора). При этом повышается не только доля рецикла ряда компонентов ТБО как прибавки к сырьевому балансу страны, но и во многом решается вопрос удаления опасных бытовых отходов и балластных компонентов. Предварительная сортировка улучшает и ускоряет процесс компостирования органических веществ ТБО, облегчает очистку компоста от примесей, снижает потребную производительность мусоросжигательного оборудования, улучшает состав отходящих газов, существенно повышает уплотняемость свалок неутилизируемых отходов и, как следствие, уменьшает их объем и количество проникающих в почву фильтрационных вод. В США с 1991 г. действует закон о запрещении поставки ТБО без предварительной сортировки на свалки и мусоросжигательные заводы.

Технологии комплексной переработки ТБО предусматривают извлечение тех или иных ценных компонентов и их использование в качестве вторичного сырья, удаление балластных компонентов с термической переработкой (сжигание, пиролиз) лишь неутилизируемой и представляющей значительные трудности для отбора части ТБО. Вторично используются черные и цветные металлы (металлургическое производство), легкая фракция (энергетическое использование), органическая фракция (получение компоста и биогаза), шлаки сжигания (производство материалов для малоэтажного строительства). Комплексная переработка ТБО наиболее соответствует современным экологическим и ресурсным требованиям, обеспечивает извлечение ценных компонентов для вторичного использования и получение новой товарной продукции (компост повышенного качества и топливные брикеты). Выход отходов переработки не превышает 10-15% (по массе).

Технологическая схема переработки ТБО в общем виде должна представлять комбинацию процессов селективного отбора (обязательно - отработанные люминесцентные лампы, возможно - батарейки и стеклобой), механизированной сортировки (извлечение металлов, выделение текстильной и крупногабаритной фракции, частичное удаление стеклобоя и батареек), термической обработки отходов обогащения с утилизацией продуктов сжигания (шлаков и тепла отходящих газов). При этом все вопросы селективного отбора и переработки собранного вторичного сырья должны решаться на стадии проектирования. По-видимому, получать компост из органической фракции ТБО применительно к регионам Севера и Сибири нецелесообразно. Более рационально биотермическое компостирование использовать в южных и средних регионах России.

Переработка промышленных отходов

При переработке промышленных отходов применяют термические, физико-химические технологии и биотехнологии. При выборе технологии переработки отходов помимо технологических параметров оценивается ее экологичность и экологическая безопасность, а также экономическая эффективность, выраженная в себестоимости переработки одной тонны (долл./т). В настоящее время стоимость переработки одной тонны промотходов составляет 0,2-10 тыс. долл.

Термические технологии позволяют обезвреживать любые органические и неорганические соединения. При высоких температурах в окислительном или восстановительном режиме продукты терморазложения подвергаются химическим взаимодействиям с образованием нетоксичных газообразных, жидких и твердых продуктов. Токсичные вещества первого и второго классов опасности, включая отравляющие вещества, диоксиды, пестициды, могут быть обезврежены только плазменным методом.

При плазмохимическом методе высокие температуры (выше 3000°К), регулируемые параметры давления и состава плазмообразующих газов позволяют перерабатывать отходы на 99,999%. Особенно эффективен метод для обезвреживания трудногорючих и негорючих соединений, а также органических, хлор-фтор-фосфор-сероорганических. Плазменная технология энергоемка, для разложения 1 кг вещества необходимо 0,5-3 КВт/ч энергии, но по сравнению с технологией сжигания отходов в смеси с топочными газами и воздухом экологически безопаснее, так как процесс строго регулируется но давлению, температуре и составу газа.

Термические технологии дают твердые отходы и позволяют использовать вторичное тепло. Из термических технологий в России широко применяется огневое окислительное обезвреживание, которое представляет определенную экологическую опасность, так как не разработаны системы очистки отходящих газов. Более перспективен метод безокислительного пиролиза, среди преимуществ метода - получение технологического газа, а в ряде случаев минерального продукта - сорбента, экологическая чистота и безопасность процесса, значительно меньшее количество твердого остатка, снижение в 3-4 рта объема очищенного газа, использование полученного газа для технологических и бытовых целей. Использование мощного СВЧ нагрева для этой технологии снизит ее энергопотребление, и в будущем во I-можно наряду с плазменной технологией ее использование в передвижных комплексах по переработке токсичных отходов.

Физико-химические технологии предназначены для использования отходов как сырья при получении полезного продукта. Физико-химическими методами из отходов извлекаются полезные компоненты, и также промышленные отходы перерабатываются в удобрения, строительные материалы и т.д. Это в основном технологии утилизации отходов и комплексного использования сырья.

Биотехнологии используют микроорганизмы для извлечения полочных компонентов промышленных отходов. Биотехнологическое извлечение тяжелых металлов основано на том, что некоторые бактерии (Thoobacilius ferroxydans) выщелачивают медь, цинк, железо и другие металлы, окисляя их серной кислотой, которая образуется этими бактериями из сульфидов металлов. Микроорганизмы могут извлекать медь и кадмий. Например, из растворов грибами можно извлекать свинец, цинк, никель, кобальт, серебро, ртуть. Разработана биотехнология утилизации сырой нефти. Разработаны методы очистки поверхности морей при разливах нефти методом внесения бактерий с кормовыми вешествами. Бактерии Nocardia Sp. Rhodococeus zhodochrous используются для очистки сточных вод и почв от нефти, при реализации этой технологии осуществляется периодический полив земель водой до полной утилизации нефти бактериями. В целом биотехнологии являются наиболее экологичными технологиями переработки промышленных отходов.

Лицензирование отходной деятельности

Вся деятельность, связанная с размещением, складированием, (ахоронением и уничтожением отходов, лицензируется.

Экологическое обоснование лицензий должно содержать:

· информацию о предприятии: месторазмещение, занимаемая площадь, технологические схемы (способы складирования, размещения, захоронения, утилизации), отходы технологического оборудования, его производственные мощности, мощности очистных сооружений, степень их загрузки, наличие проекта предприятия, утвержденного в установленном порядке;

· сведения об отходах: перечень принимаемых отходов, их количество (объем), ежегодное поступление, физико-химическое состояние, токсичность, опасность;

· обоснование нормативов образования отходов (в соответствии с технологией производства);

· краткую характеристику состояния природной среды в районе размещения предприятия;

· разрешения на выброс загрязняющих веществ в атмосферу, водопользование и сброс сточных вод;

· экологические ограничения по складированию (размещению, захоронению) отходов, исходя из экологического состояния территории и опасности ее загрязнения;

· сведения о фактических сбросах, выбросах и отходах;

· мероприятия по соблюдению экологических ограничений, нормы и правила;

· сведения о действиях в условиях чрезвычайной ситуации; предложения лицензиата по снижению токсичности отходов.

1.4 Экологическое обоснование полигонов ТБО и полигонов промышленных отходов

Полигоны ТБО - специальные сооружения, предназначенные для изоляции, хранения, обезвреживания твердых бытовых отходов. Они создаются для обеспечения санитарно-эпидемиологической безопасности населения для одного или нескольких населенных пунктов. В них складируются твердые бытовые отходы, строительный мусор и нетоксичные твердые промышленные отходы третьего-четвертого классов опасности.

На полигонах обеспечивается статическая устойчивость ТБО с учетом динамики уплотнения, минерализации, газовыделения, максимальной нагрузки на единицу площади, возможности рационального использования территории после закрытия полигона. Чаще всего под полигон ТБО роется котлован, фунт из которого используется для промежуточной и окончательной изоляции уплотненных слоев ТБО. Для складирования менее 120 тыс. м³ ТБО в год используются траншеи, основание которых заглубляется не менее чем на 0,5 м в глинистые грунты. Полигон состоит из двух частей: территории складирования ТБО и хозяйственной зоны, он ограничивается либо оградой, либо осушительной траншеей глубиной более 2 м, либо валом высотой не более 2 м.

Экологические требования формулируются как для стадии проектирования - соблюдение санитарных правил проектирования и эксплуатации полигонов, так и для процесса эксплуатации полигона (соблюдение экологических нормативов устройства полигона, его эксплуатации, отходов, методов захоронения и складирования, показателен санитарной оценки вод и почв, санитарно-гигиенических нормативов)

Экологические требования к размещению полигонов ТБО

Размещение полигонов ТБО должно быть согласовано с генеральным планом или проектом застройки города и его пригородной зоны. Не допускается размещение полигонов ТБО в зонах санитарной охра ны источников водопотребления, в других водоохранных зонах, и местах выхода на поверхность трещиноватых пород, в местах выклинивания водоносных горизонтов, в поймах рек и на болотах, в зонах охраны курортов, в рекреационных зонах.

В результате инженерно-экологических, геологических, гидрологических, гидрогеологических изысканий производится оценка возможности использования территории под полигон ТБО. Перспективны места, где существует экран из глин или тяжелых суглинков с уровнем залегания грунтовых вод более 2 м, без выхода их на поверхность в виде ключей, не рекомендуется размещать полигоны на болотах глубиной более 1 м. В геоморфологическом отношении предпочтение отдается ровным поверхностям с отсутствием возможности смыва фильтрата атмосферными осадками или фунтовыми водами в речные долины и водоемы. Допускается использование оврагов под полигоны ТБО, начиная с верховьев, при этом перехват талых, ливневых вод и фильтрата обеспечивается отводными нагорными канавами.

Возможность образования жидкой фазы-фильтра в толще ТБО прогнозируется с учетом годовых атмосферных осадков, испарительной способности почв, влажности складируемых отходов. Проектируются меры защиты водоносных горизонтов от проникновения в них фильтрата-водоупоры, дренирование полигона, сбор ливневых вод и фильтрата. В зеленой зоне полигона проектируются контрольные гидгеологические скважины, выше и ниже полигона. При проектиронии устанавливается размер санитарно-защитной зоны - 500 м от границ полигона до селитебной территории, размер санитарно-защитной зоны также может устанавливаться по изолинии 1 ПДК по результатам расчетов газообразных выбросов в атмосферу.

Экологические (гигиенические) требования к эксплуатации полигона ТБО. Сжигание ТБО на полигонах запрещается. Складирование отходов происходит по рабочей карте с ежесуточной изоляцией уплотненных слоев в летний период, а при температуре +5°С не позднее трех суток со времени складирования. Изоляция осуществляется фун-1 ом, используются также шлаки, отходы, битый кирпич, известь, мел, бетон и т.д. Закрытие полигона осуществляется после отсыпки его на предусмотренную высоту с изолированием грунтом не менее 0,6-1,5 м. Закрытые полигоны ТБО после биологической рекультивации поверхности используются под лесопарки, рекреацию, складские помещения, не допускается использование бывшею полигона ТБО под капитальное строительство, особенно жилое.

Проект производственного экологического контроля полигона ТБО включает в себя: контроль за состоянием подземных и поверхностных водных объектов, атмосферного воздуха, почв, уровней шума. Программа контроля разрабатывается в проекте самими владельцами полигона с соблюдением санитарно-эпидемиологических требований и согласовывается с территориальным УГСЭН. Грунтовые воды в зависимости от глубины их залегания контролируют в проектируемых шурфах, колодцах или скважинах в зеленой зоне полигона и за пределами санитарно-защитной зоны. Фоновые наблюдения производятся выше полигона, на территориях, где отсутствует влияние фильтрата. Поверхностные воды контролируются выше и ниже полигона, а также в водоотводных канавах. В грунтовых и поверхностных водах определяется содержание аммиака, нитритов, нитратов, гидрокарбонатов, кальция, хлоридов, железа, сульфатов, лития, магния, кадмия, хрома, свинца, ртути, мышьяка, меди, бария, органического углерода, рН, ХПК, ВПК, органического углерода, сухого остатка, пробы также исследуются на гельминтологические и бактериологические показатели. Если в пробах, отобранных ниже по потоку, содержание концентраций веществ значительно превышает фоновые, ю необходима разработка мер по ограничению поступления загрязняющих веществ в грунтовые воды, особенно при превышении ПДК. В проекте производственного экологического контроля, который согласовывается с СЭН, за состоянием атмосферы рекомендуют ежеквартальный отбор атмосферного воздуха над отработанными участками полигона и на границе санитарно-защитных зон на содержание соединений, выделяющихся в процессе биохимического разложения ГБО, определяют метан, сероводород, аммиак, окись углерода, бензол, трихлорметан, углерод, хлорбензол.

В проекте производственного экологического мониторинга предусматривается контроль за состоянием почв в зоне возможного влияния полигона по химическим, микробиологическим и радиологиским параметрам. В числе химических показателей контролируется держание тяжелых металлов, нитратов, нитритов, гидрокарбонатов органического углерода, рН, цианидов, свинца, ртути, мышьяка микробиологических показателей исследуются общее бактериальное число, коли-титр, титр протел, яйца гельминтов.

Экологические требования к рекультивации отработанных кари ров - это прежде всего требования к засыпке и составу ТБО, в которых пищевые отходы не должны превышать 15%. Размер санитарии защитной зоны для рекультивируемого карьера равен размеру сани тарно-защитной для мусороперегрузочных станций ТБО и составляет не менее 100 м от жилой застройки.

Экологические требования к проектированию полигонов по обо вреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов идентичны к полигонам ТБО, однако специфика их обусловлена более высокой токсичностью отхода. Полигоны являются природозащитными объектами и предназначены для сбора, транспортировки, обезвреживп ния и захоронения неутилизированных токсичных промышленных отходов и их обработки с целью уничтожения либо превращения в нерастворимые в воде остатки, которые можно складировать в карты.

Токсичные промышленные отходы разделяются на твердые, пастообразные и жидкие, по токсичности на четыре класса опасности I класс - чрезвычайно опасные, II - высокоопасные, III - умеренно опасные, IV - малоопасные. Класс опасности отходов определяется и зависимости от величины индекса опасности Кi, который рассчитывается на основе ПДК элемента в почве. Технологии переработки промышленных отходов рассмотрены выше. Вся деятельность с промышленными токсичными отходами, начиная с их сбора и временною хранения на промышленном предприятии, транспортировки на по лигой, приемом, обезвреживанием, обработкой и захоронением на полигоне, таит в себе серьезную экологическую опасность, поэтому эта деятельность осуществляется по правилам, предусматривающим защиту природной среды и населения от воздействия токсичных отходов. Особенно серьезные экологические требования предъявляются к проектированию дождевой, хозяйственно-бытовой канализации и дренажа, к конструкциям противофильтрационных экранов, завес и пластового дренажа, к оценке герметичности экранов и т.д. Проектируется и система дистанционного контроля с автоматическими химическими анализаторами, с автоматическими пробоотборниками, с автоматическими задвижками в трубопроводах химически загрязненных вод, коллекторах дождевой канализации и т.д.



2. Дать характеристику по перечню загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу

Код	Наименование вещества	ПДКмр/	Класс опасности	Выброс вещества
		ПДКсс/		СП	П
		ОБУВ		г/с	т/год	г/с	т/год
301	Азота диоксид (Азота IVоксид)	0,2	3	0,34436426	8,0876754	0,344364	8,0876754
303	Аммиак	0,2	4	1,63885094	38,3314124	1,638851	38,331412
304	Азота (II) оксид (Азот оксид)	0,4	3	0,00046	0,016526	0,00046	0,016526
328	Сажа (углерод)	0,15	3	0,025278	0,792289	0,025278	0,792289
330	Сера диоксид (Ангидрид сернистый)	0,5	3	0,23543001	5,03460821	0,23543	5,0346082
333	Сероводород (Дигидросульфид)	0,008	2	0,03997197	2,50198499	0,039972	2,501985
337	Углерод оксид	5	4	0,85684544	20,6664892	0,856845	20,666489
410	Метан	50	-	162,701308	3805,45344	162,7013	3805,4534
616	Ксилол (смесь изомеров о-, м-, п)	0,2	3	1,36212189	31,8589412	1,362122	31,858941
621	Толуол (Метилбензол)	0,6	3	2,22305671	51,9955181	2,223057	51,995518
627	Этилбензол	0,02	3	0,29210289	6,83205286	0,292103	6,8320529
703	Бен(а) пирен	0,000001	1	0,00000449	0,0001407	4,49E-06	0,0001407
1325	Формальдегид	0,035	2	0,0885533	6,90396921	0,088553	6,9039692
2732	Керосин	1,2	-	0,00006	0,000833	0,00006	0,000833
Всего веществ:	14				169,8084	3978,4759
Группы веществ, обладающих эффектом комбинированного вредного воздействия	6
6003	303+333
6004	303+333+1325
6005	303+1325
6009	301+330
6035	333+1325
6043	330+333
6046	337+2908



3. Определить категорию предприятия по воздействию выбросов в атмосферу

3.1 Введение

В толще твердых бытовых и промышленных отходов, складированных на полигонах, под воздействием микрофлоры происходит биотермический анаэробный процесс распада органических составляющих отходов. Конечным продуктом этого процесса является биогаз, основную объемную массу которого составляют метан и диоксид углерода. Наряду с названными компонентами биогаз содержит пары воды, оксид углерода, оксиды азота, аммиак, углеводороды, сероводород, фенол и в незначительных количествах другие примеси, обладающие вредным для здоровья человека и окружающей среды воздействием. Количественный и качественный состав биогаза зависит от многих факторов, в том числе, от климатических и геологических условий места расположения полигона, морфологического и химического состава завозимых отходов, условий складирования (площадь, объем, глубина захоронения), влажности, плотности и т.д., и подлежит уточнению в каждом конкретном случае.

В настоящей методике использованы данные статистической обработки результатов, полученных АКХ им. К.Д. Памфилова и другими организациями, в том числе НПП «Экопром», методами полевых замеров на многих полигонах Московской области и лабораторных исследований. Это дает основание считать, что приведенные в методике величины, уточненные применительно к конкретным условиям, правомочно использовать при разработке проектов нормативов ПДВ для полигонов твердых бытовых и промышленных отходов и свалок Московского региона.



3.2 Общая характеристика полигонов отходов

На большей части полигонов и свалок Московской области основную массу поступающих отходов составляют бытовые (до 90%), остальные 10% являются промышленными отходами, разрешенными для захоронения совместно с бытовыми.

Морфологический состав твердых отходов, складируемых на полигонах и свалках, по усредненным данным исследований АКХ по Москве и Московской области [2] в процентах по массе следующий:

- бумага, картон - 38,0

- пищевые отходы - 30,0

- дерево - 1,5

- текстиль - 5,5

- кожа, резина - 1,3

- полимерные материалы - 5,5

- кости - 0,7

- черный металл - 2,5

- цветной металл - 0,5

- стекло - 4,3

- камни, керамика - 1,4

- отсев менее 16 мм - 8,8

Плотность (насыпная масса) отходов составляет 0,2 - 0,3 т/куб. м, влажность колеблется от 40 до 55%, содержание органического вещества (в процентах на сухую массу) - до 70%.

По общепринятой технологии захоронения отходов предусматривается планировка и уплотнение завозимых отходов, а также регулярная изоляция грунтом рабочих слоев.

В начальный период (около года) процесс разложения отходов носит характер их окисления, происходящего в верхних слоях отходов, за счет кислорода воздуха, содержащегося в пустотах и проникающего из атмосферы. Спустя год со времени закладки по мере естественного и механического уплотнения отходов и изолирования их грунтом усиливаются анаэробные процессы с образованием биогаза, являющегося конечным продуктом биотермического анаэробного распада органических составляющих отходов под воздействием микрофлоры. Биогаз через толщу отходов и изолирующих слоев грунта выделяется в атмосферу, загрязняя ее. Если условия складирования не изменяются, процесс анаэробного разложения стабилизируется с постоянным по удельному объему выделением биогаза практически одного газового состава (при стабильности морфологического состава отходов).

Различают пять фаз процесса распада органической составляющей твердых отходов на полигонах:

1-ая фаза - аэробное разложение;

2-ая фаза - анаэробное разложение без выделения метана (кислое брожение);

3-яя фаза - анаэробное разложение с непостоянным выделением метана (смешанное брожение);

4-ая фаза - анаэробное разложение с постоянным выделением метана;

5-ая фаза - затухание анаэробных процессов.

Первая и вторая фазы имеют место в первые 10 - 15 дней с момента укладки отходов, продолжительность протекания третьей фазы - от 180 до 500 дней. Длительность четвертой фазы - 10 - 30 лет, если условия складирования не изменяются.

Процесс минерализации отходов происходит в течение первого года - на 12 см, второго года - на 21 см, третьего года на 27 см и т.д.

Эмиссия биогаза с поверхности полигона идет равномерно, без аварийных и залповых выбросов.



3.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ с полигонов

Расчет выбросов загрязняющих веществ с полигонов отходов и свалок в данной методике приводится для нормального режима эксплуатации мест захоронения отходов. Возгорания отходов на участках складирования, работа автотранспорта и выбросы котельных (при их наличии) не учитываются и рассчитываются при необходимости по существующим соответствующим методикам.

Рассчитываются выбросы газообразных загрязняющих атмосферу веществ, входящих в состав биогаза.

На количественную характеристику выбросов загрязняющих веществ с полигонов отходов влияет большое количество факторов, среди которых:

- количество завозимых ежегодно отходов;

- влажность отходов;

- мощность слоя складированных отходов;

- климатические условия;

- состав отходов;

- соотношение углерода и общего азота.

На основании результатов многочисленных лабораторных исследований, проведенных на крупных полигонах отходов, составлена математическая модель определения удельного выхода биогаза за период его активной стабилизированной генерации. Эта модель описывается формулой:

, где:

- удельный выход биогаза, куб. м/т. отходов;

G₀ = 1.868С_акт(0,014Т + 0,28);

С_акт - активный органический углерод, г/т. отходов;

Т - температура в теле полигона,°С; температура в теле полигона колеблется от 28 до 32°С;

k - постоянная разложения, равная отношению углерода к общему азоту (C/N), определяется по «Методическим исследованиям свойств твердых отбросов» [3];

t - продолжительность периода стабилизированного выхода биогаза (четвертая фаза), год;

W - естественная влажность отходов, %.

Органические вещества, содержащиеся в отходах, обладают различной интенсивностью разложения. Так, резина, кожа, полимерные материалы и т.п. разлагаются микроорганизмами очень медленно, в то время как органические составляющие отходов, содержащие белковые вещества, крахмал, разлагаются очень быстро. Таким образом, можно считать, что органическая составляющая отходов состоит из «пассивного» (негенерирующего) органического вещества и «активного» (генерирующего) органического вещества. Активный органический углерод, входящий в формулу (1) относится к «активной» органике и определяется по «Методическим исследованиям свойств твердых отбросов» [3].

Для практических расчетов более удобно пользоваться известным уравнением выхода биогаза при метановом брожении:

, где:

- удельный выход биогаза за период активного выхода, кг/кг отходов;

W - средняя влажность отходов, %;

R - содержание органической составляющей в отходах, на сухую массу, %;

Ж - содержание жироподобных веществ в органике отходов, %;

У - содержание углеводоподобных веществ в органике отходов, %;

Б - содержание белковых веществ в органике отходов, %.

W, R, Ж, У и Б - определяются анализами отбираемых проб отходов.

Расчет выбросов биогаза ведется для условий стабилизированного процесса разложения при максимальном выходе биогаза (в период четвертой фазы).

Стабилизация процесса газовыделения наступает спустя в среднем два года после захоронения отходов.

Период активного выхода биогаза составляет в среднем двадцать лет. За это время генерируется около 80% от общего количества биогаза, получаемого с одной тонны отходов.

Для учета мощности слоя залегания отходов вводятся поправочные коэффициенты. При максимальной высоте полигона 4 метра количество выбрасываемого биогаза умножается на коэффициент 0,5, а при высоте от 2 до 4 метров эта величина умножается на коэффициент 0,4.

Количественный выход биогаза за год, отнесенный к одной тонне отходов, можно определить по формулам:

, кг/т.отходов в год, или:

, кг/т.отходов в год, где:

- удельный выход биогаза, куб. м/т.отходов (формула 1);

- удельный выход биогаза, кг/кг отходов (формула 2);

_бг - плотность биогаза, кг/куб. м;

t - период стабилизированного активного выхода биогаза, год.

Общее количество биогаза, выделившегося за период с начала эксплуатации полигона до момента расчета, определяется по формуле:



, кг, где:

- количество отходов, завезенных на полигон за период с начала эксплуатации полигона до момента расчета, минус количество отходов, завезенное за последние два года, т;

t_экспл - время эксплуатации полигона, год.

Состав биогаза и концентрации компонентов в нем определяются анализами проб биогаза, отобранных в нескольких точках по площади полигона на глубине 0,5 - 1 метр.

Плотность биогаза определяется по закону аддитивности как средневзвешенная величина из плотностей всех его компонентов:

, кг/куб. м, где

- содержание i-того компонента в биогазе, весовые%;

_i - плотность i-того компонента биогаза, кг/куб. м;

п - количество компонентов в биогазе.

Средняя плотность биогаза составляет обычно 0,95 - 0,98 плотности воздуха, т.е. при плотности воздуха 1,2928 кг/куб. м средняя плотность биогаза будет:

1,2928*0,965 = 1,24755 кг/куб. м

С другой стороны, связь плотности биогаза, концентраций в нем компонентов и их весового процентного содержания определяются формулой:

, %, где:



C_i - концентрация i-того компонента в биогазе, мг/куб. м.

Решая совместно уравнения (6) и (7), получим формулу для определения плотности биогаза:

, кг/куб. м

В нижеприведенной таблице для справки указаны плотности некоторых наиболее вероятных компонентов биогаза:

№№ п.п.	Наименование вещества	Плотность, кг/куб. м
1.	Метан	0,717
2.	Углерода диоксид	1,977
3.	Толуол	0,867
4.	Аммиак	0,771
5.	Ксилол	0,869
6.	Углерода оксид	1,250
7.	Азота диоксид	1,490
8.	Формальдегид	0,815
9.	Ангидрид сернистый	2,930
10.	Этилбензол	0,867
11.	Бензол	0,869
12.	Сероводород	1,540
13.	Фенол	1,071
14.	Водород цианистый	0,901

Рассчитав удельный годовой выход биогаза по формуле (4) и весовое процентное содержание компонентов в биогазе по формуле (7), можно определить удельные массы компонентов, выбрасываемые в год, по формуле:

, кг/т. отходов в год



Зная количество отходов, завозимое ежегодно на полигон, и удельные массы компонентов биогаза, выбрасываемые в год, можно определить максимальные разовые выбросы загрязняющих веществ с полигона:

, г/с, где:

P_tj - количество отходов, завезенное в j-тый год, т.;

t_экспл - продолжительность эксплуатации полигона со времени открытия до момента расчета («2» в настоящей формуле учитывает отходы, завезенные за последние перед расчетом два года).

В том случае, если период эксплуатации полигона превышает длительность четвертой фазы распада органики отходов, вместо t_экспл в формулу (10) подставляется продолжительность четвертой фазы.

Валовые выбросы вредных веществ определяются с учетом среднего коэффициента неравномерности образования биогаза в теплое и холодное время, равного 1,3:

, т/год



4. Рассчитать объемы сбросов производственных сточных вод и ливневых стоков

4.1 Характеристика водоотведения предприятия

На территории полигона образуются следующие виды стоков:

Поверхностный сток - с территории укрепленного асфальтобетоном покрытия хоззоны. Сбор и очистка осуществляется посредством строительства ливневой канализации и блоком очистных сооружений необходимой производительности.

Хоз-бытовые стоки - образуются в санитарно-бытовых помещениях АБК. Сбор и очистка осуществляется посредством строительства бытовой канализации и блоком очистных сооружений необходимой производительности.

Фильтрат - образуется в теле склада (штабеля) ТБО за счет инфильтрации атмосферных осадков. Сбор осуществляется посредством системы дренажа, устроенной в основании карт складирования. Далее фильтрат отводится в пруд-накопитель, откуда при необходимости перекачивается на тело полигона с целью его орошения (увлажнения).

Хозяйственно-бытовые стоки образуются в количестве 6,0 м³/сут.

Производительность очистных сооружений полной биологической очистки принята на основании расчета по водопотреблению и водоотведению с сооружений полигона ТБО составляет - 6,0 м³/сут.

Режим работы очистных сооружений непрерывный трехсменный, по 8 часов, 365 рабочих дня в году.

В состав проектируемых очистных сооружений предусмотрены следующие основные объекты:



- Распределительный колодец
- Установка очистки сточных вод ЭКО-Р-3, L = 3,0
- Контейнер размещения воздуходувок
- Илоуплотнитель
- Фильтрующая траншея, L = 12,0
- Контактный резервуар

Блок биологической очистки сточных вод «ОСК-6» представляет собой систему из двух заглубленных технологических емкостей ЭКО-Р-3.

Обеззараживание очищенных сточных вод предусматривается раствором хлорагента в контактном резервуаре, который приготовляется из привозного концентрированного раствора гипохлорита натрия.

Способ очистки сточных вод

Сточные воды, которые поступают на очистные сооружения, проходят очистку: механическую, трехступенчатую биологическую с использованием прикрепленной микрофлоры обработки.

1. Механическую очистку сточные воды проходят на решетке в приемном резервуаре насосной станции, где происходит задержание крупных плавающих предметов и взвесей.

2. Биологическую очистку сточные воды проходят в установке очистки сточных вод ЭКО-Р-3 в следующем порядке:

2.1 Сточные воды поступают в денитрификатор, в который эрлифтом подается также иловая смесь из аэротенка, содержащая нитраты. Нитраты образуются при окислении аммонийного азота, присутствующего в сточных водах. В денитрификаторе ил и сточные воды перемешиваются за счет барботажа воздухом, поступающим из открытых нижних концов воздушных стояков. В виду крупности пузырей практически исключается растворение воздуха в воде и поступление в нее кислорода. В условиях дефицита кислорода денитрифицирующие бактерии ила используют кислород нитратов из иловой смеси для окисления органических загрязнений сточных вод, поступающих на очистку. В результате выделяется свободный азот, улетучивающийся в атмосферу.

2.2. После денитрификатора сточные воды поступают в аэротенк, в котором смешиваются с циркуляционным активным илом, который подается эрлифтом из вторичного отстойника. В нижнюю часть аэротенка через загрузку из керамзита дырчатыми аэраторами подается воздух. На загрузке образуется биопленка из микроорганизмов, которая совместно с активным илом сорбируется и окисляет органические загрязнения сточных вод. Аэротенк работает в режиме полного окисления, при котором за счет низкой нагрузки на активный ил происходит его стабилизация непосредственно в аэротенке. Режим полного окисления обеспечивает устойчивость процесса биологической очистки к негативным воздействиям (перебоям в подаче электроэнергии, колебаниям нагрузки, поступлению со сточными водами веществ, угнетающих процесс биологической очистки), уменьшению количества осадка и значительно упрощает обслуживание установки.

2.3. Иловая смесь из аэротенка поступает во вторичный отстойник, в котором происходит ее разделение: циркуляционный ил возвращается в аэротенк, а сточные воды, прошедшие полную биологическую очистку, отводятся в аэробный биореактор.

2.4. В аэробном биореакторе сточные воды дополнительно очищаются биопленкой, образующейся в аэробной среде на насадке (глубокая очистка). Наружный слой биопленки на насадке сорбирует и окисляет органические загрязнения, оставшиеся в сточных водах после биологической очистки. Во внутреннем слое биопленки создается дефицит кислорода, что благоприятствует протеканию процесса глубокой денитрификации.

2.5. После аэробного биореактора сточные воды поступают в третичный отстойник, в котором задерживается отмершая биопленка.

2.6. В процессе биологической очистки сточных вод происходит прирост активного ила с постепенным увеличением дозы ила в аэротенке от 3 до 4 г/л, после необходимо удалить избыточный ил во избежание его выноса в очищенные сточные воды с ухудшением их качества.

Удаление избыточного ила производится насосом, расположенным во вторичном отстойнике. Избыточный ил удаляется в илоуплотнитель для уменьшения объема образовавшегося осадка.

2.7. На дне третичного отстойника накапливается осадок из отмершей биопленки, который также необходимо удалять во избежание выноса в очищенные сточные воды.

Удаление осадка производится насосом, размещенным в третичном отстойнике.

2.8. Полностью очищенные стоки попадают в контактный резервуар, где за счет воздействия активного хлора на микроорганизмы, яйца гельминтов и другие патогенные организмы, содержащиеся в сточных водах происходит их обеззараживание. Обеззараживание очищенных сточных вод предусматривается 3%-ным раствором гипохлорита натрия. Дозирование раствора гипохлорита натрия предусмотрено в контактном резервуаре.

2.9. Воздух для барботажа, для систем аэрации и к эрлифтам подается компрессорами, установленными в контейнере.

Осадок из установки ЭКО-Р-3, образующийся в процессе биологической очистки сточных вод, направляется в илоуплотнитель. Уплотненный осадок осадок, соответствующий требованиям СанПиН 2.1.7.573-96, вывозится в места захоронения. Избыточное количество воды из илоуплотнителя возвращаются в голову установки ЭКО-Р-3.

После очистки вода поступает в самотечный коллектор очищенных сточных вод и далее отводится в дренажный коллектор (для понижения уровня грунтовых вод) со сбросом в безымянный ручей, расположенный в 500 м к западу от участка полигона ТБО.

Ливневые сточные воды

Для перехвата и организованного отвода поверхностных вод с асфальтированной площади хозяйственно-бытовой зоны предусматривается ограждение площади по всему периметру, устройство дождеприемных колодцев и ливневой канализации. Весь объем образующегося поверхностного стока направляется на очистные сооружения.

№	Наименование	Ед. изм.	Количество
1.	Площадь участка водосбора, в том числе:		0,53
	площадь твердых покрытий	га	0,297
	площадь газона	га	0,104
	площадь кровли здания	га	0,13
2.	Производительность очистных сооружений поверхностных вод	л/сек	3

Среднегодовой объем поверхностных сточных вод в период выпадения дождей, таяния снега составляет 2222,09 м³.

В состав проектируемых очистных сооружений предусмотрены следующие основные объекты:

- Накопительный резервуар
- Установка 3 в 1 «ТОР-ОМ-SВ» 3: пескоотделитель, бензомаслоотделитель, сорбционный фильтр

Порядок работы очистных сооружений поверхностных сточных вод

Весь объем поверхностного стока с территории 0,53 га поступает по самотечному трубопроводу через поворотный колодец, в аккумулирующую емкость общим объемом 40 м³, где происходит очистка стока от взвешенных веществ. Из накопителя стоки насосом подаются в установку 3 в 1 «ТОР-ОМ-SВ». Ливневые воды через входной патрубок поступают в первую камеру установки - пескоотделитель «ТОР», в котором оседает большая часть механических примесей и взвешенных веществ. Из камеры пескоотделителя вода переливается во вторую камеру - бензомаслоотделитель «ТОМ», в ней находятся тонкослойные коалесцентные модули, с помощью которых отделяется основная масса нефтепродуктов. Камера бензомаслоотделителя оснащена сигнализатором уровня, который оповещает о необходимости удаления слоя накопившихся нефтепродуктов и масел. Из второй камеры вода поступает в третью - сорбционный фильтр «ТSB» с загрузкой из специального нефтепоглощающего сорбента и активированного угля.