Полигоны твердых бытовых отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" Институт сельского хозяйства и природопользования

Кафедра экологии и природопользования

РЕФЕРАТ

по дисциплине

Технологические процессы экологической безопасности

ТЕМА: «Полигоны твердых бытовых отходов»

ВЫПОЛНИЛА студентка гр. 2301

Евдокимова Л.Е.

ПРОВЕРИЛ д.т.н. Гель В.И.

Великий Новгород 2015

Введение

Отходы производства и потребления - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства. Отходы производства и потребления поступают в окружающую среду в больших количествах, в частности только в Москве ежегодно образуется 20 млн.мі так называемых твердых бытовых отходов и около 5 млн.т промышленных нетоксичных отходов. В общей сложности в Российской Федерации накоплено около 7 млрд.т. отходов, из которых 1 млрд.т. - опасные отходы. В среднем на каждого жителя РФ вырабатывается (накапливается) до 15 т. различных твердых бытовых отходов в год. Отходы в значительных количествах образуются во всех базовых отраслях промышленности (сельское хозяйство, энергетика, металлургия, строительство, транспорт, горнодобывающее производство), а также в быту.

Отходы представляют собой неоднородные по химическому составу, сложные многокомпонентные смеси веществ, обладающих разнообразными физико-химическими и физико-механическими свойствами. Общая направленность химического и вещественного состава отходов обусловлена взаимодействием компонентов, биологическим разложением и ассимиляцией веществ.

Законодательство в сфере обращения с отходами производства и потребления

Основу нормативно-правовой базы обращения с отходами на федеральном уровне в России составляют:

- Федеральный закон РФ № 7-ФЗ от 10.01.2003 г. «Об охране окружающей среды»;

- Федеральный закон РФ № 89-ФЗ от 24.06.1998 г. «Об отходах производства и потребления» (с изменениями от 29.12.2000 г.);

- Правила разработки и утверждения нормативов образования отходов и лимитов на их размещение. Утверждены Постановлением Правительства РФ от 16.06.2000 г. № 461;

- Блок межгосударственных (СНГ) стандартов, объединенных рубрикой «Ресурсосбережение. Обращение с отходами»;

- Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации. Утверждена Постановлением коллегии Госстроя РФ от 22.12.1999 г. № 17.

Твердые бытовые отходы (ТБО)

Твердые бытовые отходы (ТБО) являются отходами сферы потребления, образующимися в результате бытовой деятельности населения. Они состоят из изделий и материалов, непригодных для дальнейшего использования в быту.

Это отходы, которые накапливаются в жилом фонде, учреждениях, предприятиях общественного назначения (школах, зрелищных и детских учреждениях, гостиницах, столовых и т.п.).

К твердым бытовым отходам, учитываемым нормой накопления, относятся отходы, образующиеся в жилых зданиях, включая отходы от текущего ремонта квартир, отходов продуктов сгорания в устройствах местного отопления, смет, опавшие листья, собираемые с дворовых территорий и крупногабаритные предметы домашнего обихода.

Норма накопления ТБО изменяется, отражая состояние снабжения населения товарами и в тоже время она в значительной мере зависит от местных условий.

Состав и объем бытовых отходов чрезвычайно разнообразны и зависят не только от страны и местности, но и от времени года и от многих других факторов. Объемы бытовых отходов для некоторых стран приведены в таблице. Бумага и картон составляют наиболее значительную часть ТБО (до 40% в развитых странах). Вторая по величине категория в России - это так называемые органические, в т.ч. пищевые, отходы; металл, стекло и пластик составляют по 7-9% от общего количества отходов. Примерно по 4% приходится на дерево, текстиль, резину и т.д. Количество муниципальных отходов в России увеличивается, а их состав, особенно в крупных городах приближается к составу ТБО в западных странах с относительно большой долей бумажных отходов и пластика.

На общее накопление ТБО влияют следующие факторы:

· степень благоустройства зданий /наличие мусоропроводов, системы отопления, тепловой энергии для приготовления пищи, водопровода и канализации);

· развитие сети общественного питания и бытовых услуг;

· уровень производства товаров массового спроса и культура торговли;

· уровень охвата коммунальной очисткой культурно-бытовых и общественных организаций;

· климатические условия.

По последним данным, производство ТБО колеблется между 0,5 и 1,2 килограмма на человека в день. Данные показатели имеют тенденцию к постоянному увеличению, что вызвано экономическим ростом стран. Существуют также периоды, когда производство ТБО значительно возрастает. В этой связи мы полагаем, что показатель производства ТБО на человека в день равняется 1 кг.

В настоящий момент наиболее распространенный способ уничтожения ТБО - это полигоны. Однако, этот простой способ сопровождают следующие проблемы:

- Чрезмерно быстрое переполнение существующих полигонов из-за большого объема и малой плотности размещаемых отходов. Без предварительного уплотнения средняя плотность ТБО составляет 200-220 кг/м3, которая достигает всего лишь 450-500 кг/м3 после уплотнения с использованием мусоровозов.

- Отрицательные факторы для окружающей среды: заражение подземных вод выщелачеваемыми продуктами, выделение неприятного запаха, разброс отходов ветром, самопроизвольное возгорание полигонов, бесконтрольное образование метана и неэстетичный вид являются только частью проблем, беспокоящих экологов и вызывающих серьезные возражения со стороны местных властей.

- Отсутствие площадей, пригодных для размещения полигонов на удобном расстоянии от крупных городов. Расширение городов вытесняет полигоны на все более дальнее расстояние. Данный фактор в сочетании с ростом цен на землю увеличивает стоимость транспортировки ТБО.

Принципы Комплексного Управления Отходами

1. ТБО состоят из различных компонент, к которым должны применяться различные подходы.

2. Комбинация технологий и мероприятий, включая сокращение количества отходов, вторичную переработку и компостирование, захоронение на полигонах и мусоросжигание, - должна использоваться для утилизации тех или иных специфических компонент ТБО. Все технологии и мероприятия разрабатываются в комплексе, дополняя друг друга.

3. Муниципальная система утилизации ТБО должна разрабатываться с учетом конкретных местных проблем и базироваться на местных ресурсах. Местный опыт в утилизации ТБО должен постепенно приобретаться посредством разработки и осуществления небольших программ.

4. Комплексный подход к переработке отходов базируется на стратегическом долговременном планировании, обеспечивает гибкость, необходимую, для того, чтобы быть способным адаптироваться к будущим изменениям в составе и количестве ТБО и доступности технологий утилизации. Мониторинг и оценка результатов мероприятий должны непрерывно сопровождать разработку и осуществление программ утилизации ТБО.

5. Участие городских властей, а также всех групп населения (то есть тех, кто собственно "производит" мусор) - необходимый элемент любой программы по решению проблемы ТБО.

КУО предполагает, что в дополнение к традиционным способам (мусоросжиганию и захоронению) неотъемлемой частью утилизации отходов должны стать мероприятия по сокращению количества отходов, вторичная переработка отходов и компостирование (аэробное сбраживание органической части отходов). Только комбинация нескольких взаимодополняющих программ и мероприятий, а не одна технология, пусть даже самая современная может способствовать эффективному решению проблемы ТБО.

Для каждого конкретного населенного пункта необходим выбор определенной комбинации подходов, учитывающий местный опыт и местные ресурсы. План мероприятий по комплексному управлению отходами основывается на изучении потоков отходов, оценке имеющихся вариантов и включает осуществление небольших «экспериментальных» проектов, позволяющих собрать информацию и приобрести опыт.

Обустройство полигонов для захоронения отходов

Промышленные и бытовые отходы размещают на специальных полигонах, представляющих собой многослойную конструкцию в виде котлована площадью до 500 тыс. м2 и объемом до 30 млн. м3, из которых недопустима утечка вредных веществ и заражение ими грунтовых вод. В конструкции гидроизолирующих экранов применяют геомембраны, которые представляют собой специальные полимерные пленочные экраны. В состав нижнего защитного экрана входит также дренажный слой из геосинтетических материалов для сбора ядовитого фильтрата. По мере заполнения хранилища отходами над ним устраивают верхний защитный экран, состоящий из слоя для газового дренажа, гидроизолирующего слоя, верхнего дренирующего слоя, также изготавливаемых из геосинтетиков. Поверхность заполненного хранилища покрывают геосинтетическими матами и озеленяют.

Благодаря своим уникальным свойствам геосинтетические материалы (геотекстиль и геомембраны) идеально подходят для строительства отстойников, свалок и накопителей для различных отходов.

Геомембрана - это высокотехнологичное полимерное покрытие, сочетающее в себе высокие антикоррозийные и гидроизоляционные свойства, гибкость, безусадочность, трещиностойкость, а также высокие механические характеристики в сочетании с инертностью к кислотам и щелочам. На свойства материала не оказывает влияния колебания температур и ультрафиолетовое облучение, так как мембраны не содержат добавок или наполнителей, которые могут способствовать процессу старения и снижению его физико-механических характеристик.

В результате применения геосинтетических материалов при строительстве мусорохранилищ получается герметично закрытый «полимерный мешок», который надолго предотвратит выбросы вредных газов в атмосферу и проникновение ядовитых веществ в почву. А верхняя почвенная отсыпка сделает его незаметным на фоне любого ландшафта.

Геомембраны подходят и для строительства накопителей жидких отходов. Они полностью герметизируют накопители жидких отходов от заражения почвы и грунтовых вод. Полимерные мембраны обладают достаточной прочностью и эластичностью, превосходно противодействуют температурным воздействиям и ультрафиолетовому облучению, что позволяет сформировать искусственную емкость практически любой площади и конфигурации.

Полигоны ТБО размещают:

- на землях несельскохозяйственного назначения, непригодных для сельского хозяйства, ухудшенного качества, не занятых зелеными насаждениями;

- на участках, где есть возможность осуществления мероприятий и внедрения инженерных решений, исключающих загрязнение окружающей природной среды, развитие опасных геологических процессов или других негативных процессов и явлений;

- на участках, прилегающих к городским территориям, если они не включены в жилую застройку в соответствии с генеральным планом развития города на ближайшие 25 лет, а также под перспективную застройку;

- на участках, характеризующихся природной защищенностью подземных вод от загрязнения;

- за границами зон возможного влияния на водозаборы, поверхностные воды, заповедники, курорты и т.д.;

- с учетом розы ветров относительно жилой застройки, зон отдыха и других мест массового пребывания населения за границами санитарно-защитной зоны;

- за границами городов;

-на расстоянии, не менее:

15 км от аэропортов;

3 км от границы курортного города, открытых водоемов хозяйственного назначения, объектов, используемых в культурно-оздоровительных целях, заповедников, мест отдыха перелетных птиц, морского побережья;

1 км от границы городов;

0,5 км от жилой и общественной застройки (санитарно-защитная зона);

0,2 км от сельскохозяйственных угодий, автомобильных и железнодорожных путей общей сети;

0,05 км от границы леса и лесопосадок, не предназначенных для использования в рекреационных целях.

Предпочтительным для размещения полигона является участок, сложенный глинами или тяжелыми суглинками (при глубине грунтовых вод не менее 2 м). Запрещается использование под полигон болот глубиной более 1 м, а также участков, затопляемых паводковыми водами.

Проектируемый срок эксплуатации полигона - не менее 15-20 лет. Необходимая при этом площадь земельного участка для складирования ТБО зависит от численности обслуживаемого населения и высоты складирования ТБО.

Основными элементами полигона являются: подъездная дорога, участок складирования ТБО, хозяйственная зона, инженерные сооружения и коммуникации.

Подъездная дорога соединяет существующую транспортную магистраль с участком складирования ТБО. Подъездная дорога рассчитывается на двустороннее движение. Категория и основные параметры подъездной автодороги определяются в соответствии с расчетной интенсивностью движения, автомобиль/сутки.

Основное сооружение полигона - участок складирования ТБО. Он занимает основную (до 95%) площадь полигона, в зависимости от объема принимаемых ТБО. Участок складирования разбивается на очереди эксплуатации с учетом обеспечения приема отходов в течение 3-5 лет, в составе первой очереди выделяется пусковой комплекс на первые 1-2 года. В первую, вторую и если позволяет площадь участка, в третью очередь складирования отходов ведется на высоту в 2-3 яруса (высота яруса принимается равной 2,0-2,5 м).

Последующая очередь эксплуатации заключается в увеличении насыпи ТБО до проектируемой отметки. Разбивка участка складирования на очереди выполняется с учетом рельефа местности.

Участки складирования должны быть защищены от стоков поверхностных вод с вышерасположенных земельных массивов. Для перехвата дождевых и паводковых вод по границе участка проектируется водоотводная канава.

На расстоянии 1-2 м от водоотводной канавы размещается ограждение вокруг полигона. По периметру на полосе шириной 5-8 м проектируется посадка деревьев, прокладываются инженерные коммуникации (водопровод, канализация), устанавливаются мачты электроосвещения; при отсутствии инженерных сооружений на этой полосе отсыпаются кавальеры грунта для использования его на изоляцию ТБО.

Хозяйственная зона проектируется на пересечении подъездной дороги с границей полигона, что обеспечивает возможность эксплуатации зоны на любой стадии заполнения полигона ТБО. В хозяйственной зоне размещаются бытовые и производственные сооружения. На участках с конфигурацией, близкой к квадрату, зона проектируется у последней очереди складирования ТБО. На участках вытянутой формы зона размещается посередине длинной стороны. Хозяйственная зона занимает, в зависимости от количества принимаемых полигоном ТБО и специальных требований заказчика, площадь - 5-15% от всей площади.

На участке складирования предусматривается создание котлована или траншеи. Глубина котлована, который роют в основании полигона ТБО, зависит от уровня грунтовых вод. Основание днища котлована должно быть на 2 м выше прогнозируемого уровня грунтовых вод.

Грунт, извлекаемый при строительстве из котлована, используется для промежуточной и окончательной изоляции ТБО.

Размещение грунта из котлованов первой очереди проектируется в кавальерах по периметру полигона ТБО, из котлованов второй очереди грунт поступает на изоляцию ТБО на картах первой очереди.

Днище котлована проектируется, как правило, горизонтальным, что обеспечивает распределение фильтрата по всей площади основания полигона ТБО, однако при необходимости оно может быть с небольшим уклоном для стока фильтрата к месту его сбора. В зависимости от рельефа местности и очередности складирования ТБО участок разбивается на несколько котлованов. На участках с уклоном свыше 0,5% проектируется каскад котлованов.

Основание котлована должно иметь слой связанного грунта, к таким относятся глины в естественном состоянии с коэффициентом фильтрации воды не более 10-5 см/с (0,0086 м/сут.) и толщиной не менее 0,5 м.

Для грунтов, характеризующихся коэффициентом фильтрации более 10-5 см/с, необходимо предусматривать устройство искусственных непроницаемых экранов:

Глиняный экран однослойный, толщиной не менее 0,5 м. Исходная глина ненарушенной структуры должна иметь коэффициент фильтрации не ниже 0,001 м/сут. Поверх экрана укладывается защитный слой из местного грунта толщиной 0,2-0,3 м.

Грунтобитумный экран, обработанный органическими вяжущими веществами или отходами нефтеперерабатывающей промышленности, толщиной от 0,2 м до 0,4 м, с одной стороны или двойной пропиткой битума, в зависимости от состава отходов и климатических условий.

Экран двухслойный из латекса. Экран состоит из планировочного подстилающего слоя толщиной 0,3 м, слоя латекса, промежуточного слоя из песчаного грунта 0,4 м, второго слоя латекса и защитного слоя из мелкозернистого грунта толщиной 0,5 м.

Экран из полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, двухслойный. Двухслойный экран состоит из подстилающего слоя - песчаного грунта толщиной 0,2 м, двух слоев полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, толщиной 0,2 мм. Между слоями пленок устраивается дренажный слой из крупнозернистого песка, толщиной 0,4 м. На верхний слой пленки укладывается защитный слой (h = 0,5 м) песчаного грунта с частицами максимальной крупности до 5 мм. Допускается применение однослойных искусственных экранов без дренажа фильтрата при благоприятных гидрогеологических условиях участка складирования: уровень грунтовых вод не менее 6 м от поверхности основания рабочих карт; наличие в основании карт суглинков с коэффициентом фильтрации не более 10-3 см/с и мощностью не менее 6 м.

Дренажный слой предусматривается для аварийных ситуаций и контроля выхода фильтрата.

Складируемые на полигоне ТБО подвергаются уплотнению и изоляции.

Складируют ТБО на рабочей карте, отведенной на данные сутки. Размеры рабочей карты, длина 30-150 м, ширина 5 м. Мусоровозы разгружают ТБО у рабочей карты. Бульдозеры сдвигают ТБО на рабочую карту, создавая слой высотой 0,3-0,5 м.

Уплотнение в 3-4 раза достигается четырехкратным проходом бульдозера (катка) по одному месту. Уплотненный слой ТБО высотой 2 м (12-20 слоев) изолируют грунтом, инертными материалами (отходы строительства, шлаки), вместо грунта возможно использование полученного. из ТБО компоста. Слой промежуточной изоляции 0,15-0,25 м.

На европейских полигонах практикуется ежедневное изоляционное покрытие складируемых ТБО. Для покрытия используют слой грунта толщиной не менее 0,15 м, либо используют химическую пену или полимерные пленки.

Существует две основные технологические схемы складирования ТБО на полигонах: складирование по схеме выравнивания и траншейная. Все другие схемы являются их модификацией.

Отходы по схеме выравнивания слоевой укладкой складируют на ровных участках с уклоном, оврагах и др. Послойная укладка достигается надвигом снизу вверх или сталкиванием с откоса, образованного ТБО.

Наиболее распространенной является технология разравнивания и уплотнения складируемых отходов на полигонах снизу вверх методом «надвига».

Технологическая последовательность операций методом «надвига» по временной подъездной дороге, которая прокладывается у основания уплотненных слоев отходов, следующая.

Мусоровозы разгружаются на суточной карте складирования отходов. После этого бульдозером отходы надвигают снизу вверх до ранее уложенных, далее по карте их разравнивают с дальнейшим уплотнением бульдозером (3-4 прохода). Перемещение отходов надвигом повторяют до заданной ранее отметки. Объемный вес ТБО при этом повышается до 0,8-0,9 т/м3. Толщина уплотняемого слоя не должна превышать 0,5 м.

Общая высота рабочего слоя отходов (независимо от их количества), которые разгружаются ежедневно на суточную карту, должна быть не менее 2 м. Высота слоя, который складируется на ранее уплотненный, должна быть такой же.

Широко применяется технология складирования отходов методом «сталкивания». При котором по временной подъездной дороге, проложенной по верху ранее уложенного яруса уплотненных отходов, мусоровозы разгружаются на суточную карту складирования отходов, после чего их разравнивают в направлении склона с дальнейшим уплотнением бульдозером. Операцию повторяют до выхода высоты рабочего слоя на запланированную отметку. Недостаток этого метода заключается в небезопасной работе бульдозера вблизи склона и в невозможности засыпки изолирующим материалом склона по причине его крутизны.

Траншейная схема применяется в районах с горизонтальным или незначительным уклоном рельефа местности. Преимущество такой системы заключается в том, что всегда есть грунт для укрытия отходов.

Существует несколько способов складирования и обезвреживания отходов по траншейной схеме:

грунт из траншеи ссыпают вдоль ее края, а траншею заполняют отходами и уплотняют, потом засыпают землей с ее краев;

выкапывают траншею параллельно той, в которой складируют отходы, и используют грунт из этой траншеи для засыпки отходов;

траншею выкапывают по частям - по мере заполнения ее продолжают, а грунт используют для засыпки отходов.

отходы твердый бытовой захоронение

Список литературы

1) Сметании В И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. М.: Колос, 2000. 232 с.

2) Гриценко А.В., Горох Н.П., Внукова Н.В., Коринько И.В., Туренко Л.Н., Шубов Л.Я. Технологические основы промышленной переработки отходов мегаполиса: Учебное пособие. Харьков: ХНАДУ, 2005. 340 с.

3) Краснянский М.Е. Утилизация и рекуперация отходов: учебное пособие / М.Е. Краснянский. - 2-е изд., испр. и доп. Харьков: Бурун и К ; Киев: КНТ, 2007. 288 с.

4) Гринин А.С, Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка. М.: Фаир-Пресс, 2002. 336 с.

5) Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов, утв. Минстроем России 02.11.96, согласована с Госкомсанэпиднадзором России 10.06.96 № 01 ? 8/1711.

6) СанПиН 2.1.7.722-98 Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов.

Размещено на Allbest.ru