Расчет полигона для переработки твердых бытовых отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Общие положения

2. Генеральный план и транспорт

3. Технологические решения

4. Организация и условия труда работников

5. Архитектурно-строительная часть

6. Инженерное оборудование

7. Охрана ОС в рамках организации СЗЗ и экологического мониторинга

8. Мероприятия по предотвращению и предупреждению ЧС

9. Организация строительства

Заключение

Список использованных источников

Введение

полигон твердый бытовой отход

Жизнедеятельность человека связана с появлением огромного количества разнообразных отходов. Резкий рост потребления в последние десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования твердых бытовых отходов (ТБО). В настоящее время масса потока ТБО, поступающего ежегодно в биосферу достиг почти геологического масштаба и составляет около 400 млн. тонн в год. Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО) засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт, а также являются источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения поселка, города и области, и целым районам, а также будущим поколениям. То есть, эти ТП и БО нарушают экологическое равновесие. С другой стороны ТП и БО следует рассматривать как техногенные образования, которые нужно значимо характеризовать содержанием в них ряда черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, машиностроении, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве.

Влияние потока ТБО остро сказывается на глобальных геохимических циклах ряда биофильных элементов, в частности органического углерода. Так, масса этого элемента, поступающего в окружающую среду с отходами, составляет примерно 85 млн. тон в год, в то время как общий естественный приток углерода в почвенный покров планеты составляет лишь 41,4 млн. тонн в год.

Сделать производство безотходным невозможно так же, как невозможно сделать безотходными и потребление. В связи с изменением промышленного производства, изменения уровня жизни населения, увеличения услуг рынка значительно изменился качественный и количественный состав отходов. Запасы некоторых малоликвидных отходов, даже при современном спаде производства в России, продолжают накапливаться, ухудшая экологическую ситуацию городов, районов. Введение в 1994 году Временных правил по охране окружающей среды от отходов производства и потребления в Российской Федерации позволило наработать в вопросах образования и утилизации отходов некоторый опыт.

Решение проблемы переработки ТП и БО приобретает за последние годы первостепенное значение. Кроме того, в связи с грядущим постепенным истощением природных источников сырья (нефти, каменного угля, руд для цветных и черных металлов) для всех отраслей народного хозяйства приобретает особую значимость полное использование всех видов промышленных и бытовых отходов. Многие развитые страны практически полностью и успешно решают все эти задачи. Особенно это касается Японии, США, Германии, Франции, Прибалтийских стран и многих других. В условиях рыночной экономики перед исследователями и промышленниками, перед муниципальными властями выдвигается необходимость обеспечить максимально возможную безвредность технологических процессов и полное использование всех отходов производства, то есть приблизиться к созданию безотходных технологий. Сложность решения всех этих проблем утилизации твердых промышленных и бытовых отходов (ТП и БО) объясняется отсутствием их четкой научно-обоснованной классификации, необходимостью применения сложного капиталоемкого оборудования и отсутствием экономической обоснованности каждого конкретного решения. Во всех развитых странах мира потребитель давно "диктует" производителю тот или иной вид упаковок, что позволяет налаживать безотходный оборот их производства. В 2001 году был проведен социологический опрос, который показал, что 64% граждан страны готовы раздельно собирать мусор без всяких условий. Учитывая, что существующие свалки переполнены, необходимо найти новые способы борьбы с ТБО. Эти способы должны сильно отличаться от сжигания, так как мусоросжигательные заводы крайне опасны.

В настоящее время реализованные в мировой практике технологии переработки ТБО обладают рядом недостатков, основным из которых является их неудовлетворительная экологическая проработка, связанная с образованием вторичных отходов, содержащих высокотоксичные органические соединения, и с высокой ценой переработки. Это связывается главным образом с отходами, содержащими хлорорганические вещества, и выделяющими высокотоксичные органические соединения (диоксины и т.п.). Диоксинобразующими компонентами ТБО являются такие материалы, как картон, газеты, пластмассы, изделия из поливинилхлорида и т.д.

1. Общие положения, включающие в себя пояснительную записку с обоснованием выбора участка, площади строительства

Полигоны размещаются за пределами городов и других населенных пунктов. Размер санитарно-защитной зоны от жилой застройки до границ полигона 500 м (СНиП 2.07.01-89*, таб. 12). Полигон является санитарно-экологическим сооружением и предназначен для захоронения и обезвреживания ТБО.

Действующая в настоящее время свалка ТБО не отвечает требованиям санитарно-экологических норм и подлежит закрытию и рекультивации.

Характеристика района строительства. Физико-географические, климатические и геоморфологические условия.

Исследуемый участок находится в 7,5 км к юго-западу от г. Гай, к югу от автомобильной дороги Гай-Орск на расстоянии 4,5 км. В непосредственной близости от городской свалки. До водных объектов расстояние в 1 км, до земель с/х назначения - 3,5 км, до промышленных предприятий - 8,5 км, до ближайшей лесополосы - 4,2 км.

Согласно заключению об отсутствии полезных ископаемых в недрах разведанные месторождения полезных ископаемых с утверждёнными запасами на данном участке отсутствуют.

Согласно справке из Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Оренбургской области следует, что на данном участке, расположенном на землях Гайского района Оренбургской области, рассматриваемом для размещения полигона ТБО, нет территорий, входящих в список особо охраняемых природных территорий Оренбургской области.

Согласно справке Отдела архитектуры и градостроительства администрации Гайского района Оренбургской области следует, что объектов историко-культурного наследия и объектов археологического наследия на данном земельном участке для строительства полигона ТБО - нет.

Рассматриваемая территория находится в умеренном широтном поясе. Основное свойство климата - континентальность, характеризующееся значительными амплитудами суточных и годовых колебаний температур воздуха. Для рассматриваемой территории характерны ветра преимущественно южных, западных и юго-западных румбов. Температурный режим характеризуется умеренно холодной зимой, с устойчивым снежным покровом, умеренно теплым летом и хорошо выраженными переходными сезонами. Средняя температура января ?17 °С, июля +21 °С. Осадков свыше 300 мм в год. Среднегодовая максимальная скорость ветра достигает 15 м/сек.

Геологическое строение, геокриологические и гидрогеологические условия

Отложения каменноугольного возраста представлены на территории всеми ярусами. Это преимущественно песчаники, углисто-глинистые сланцы, известняки, реже вулканогенные породы. Мощность каменноугольных отложений достигает 3500 м.

Осадочные отложения юрской системы - песчаники, пески и глины - заполняют впадины в зоне сочленения платформ. Мощность юрских отложений не превышает 500 м.

Кайнозойские рыхлые отложения развиты на территории повсеместно и в виде чехла покрывают все более древние породы.

Отложения палеогеновой системы - пески, песчаники, глины, бурые угли - имеют ограниченное распространение. Их мощность не превышает 100 м.

Развиты неогеновые глины, пески и суглинки. Отложение четвертичной системы в виде делювия, пролювия и аллювия покрывают маломощным чехлом практически всю территорию области.

Исследуемый участок расположен за пределами водоохранных зон поверхностных водотоков.

Объекты государственной сети мониторинга геологической среды и водных объектов в пределах участка отсутствуют.

2. Генеральный план и транспорт

Территория складирования ТБО по периметру ограждается забором из металлической сетки по металлическим столбам.

По своему функциональному назначению территория разделена на зоны:

- административную;

- производственно-складскую;

Административная зона расположена при въезде на территорию полигона.

В состав зданий и сооружений административной зоны входят:

- административно-бытовой блок - индивидуальный проект;

- закрытая стоянка для механизмов на 3 поста - индивидуальный проект;

- склад масел на 15 бочек - индивидуальный проект;

- дезинфицирующая ванна - индивидуальный проект;

- надворная уборная - ТП 193-216-22;

- 2 пожарных резервуара емкостью воды 50 м3 каждый - индивидуальный проект;

- трансформаторная подстанция;

- площадка для складирования железобетонных плит - индивидуальный проект;

- септик ТП 902-3-73-1.87.

В производственно-складской базе расположены:

- пруд-испаритель - индивидуальный проект;

- колодцы наблюдения фильтрата - ТП 902-09-22.86;

- контрольные скважины (мониторинг грунтовых вод);

- площадка (котлованы - 3 шт) для захоронения ТБО - индивидуальный проект;

- кавальер грунта для изоляции ТБО.

Транспортное обслуживание представлено асфальтобетонным проездом и площадками для стоянки и разворота автотранспорт и механизмов.

Транспортные средства и механизмы.

№ п/п	Основные виды работ	Типы механизмов	Эксплуатационная производительность	Кол-во
1	Сдвигание ТБО на карту и разравнивание. Вытаскивание застрявших мусоровозов. Разрушение крупных фракций ТБО и уплотнение	Бульдозер ДЗ -171-1,05	35-40 м3/час	2
2	Разработка грунта на кавальере и доставка его для изоляции ТБО на карту складирования	Прицеп скрепер с ковшом емк.45 м3 (ДЗ-87-1А)	80 м3/час	1
3	Переносная пожарная мотопомпа	МП - 600 А(ГОСТ 855469А)	600л/мин	1
4	Укладка ж/б плит при устройстве временных дорог	Автомобильный кран КС - 1362 А	По необходимости арендуется	1

Для дезинфекции колес мусоровозов, доставляющих отходы при их выезде с участка полигона предусмотрена дезинфицирующая ванна, заполненная опилками, пропитанными средством «Дезэфект».

В жаркий сухой период времени во избежании возникновения пожаров и для повышения степени уплотнения рекомендуется искусственное увлажнение отходов с помощью пресной пожарной мотопомпы МП - 600 А.

Также предусматривается тушение локальных очагов пожара на полигоне мотопомпой.

На полигоне предусмотрен постоянный (проивопожарный) запас воды, хранящийся в специальных пожарных резервуарах, расположенных на задворе. Кроме того, для тушения пожара ТБО используется вода пруда- испарителя.

3. Технологические решения

Расчёт количественных характеристик проектируемого полигона

В Таблице 2 даны исходные данные для расчёта проектируемой вместимости полигона.

Таблица 2- Исходные данные для расчета проектируемой вместимости полигона.

Номер варианта	Наименование показателя
	Масса бульдозера или катка, т	Расчетный срок эксплуатации, лет	Ожидаемый ежегодный рост населения (Мн), %	Ежегодный рост отходов по объему (Мо), %	Годовое поступление прочих отходов, в том числе промышленных, П, тыс. м3/год
3	5	25	1	3	37

На рисунке 1 показана зависимость высоты полигона от численности обслуживающего населения.

Рисунок 1 - Зависимость высоты полигона от численности обслуживающего населения.

Численность населения г. Гай составляет 36996 человек.

В таблице 3 показаны данные по объёму накопления отходов жилого сектора и различных видов деятельности для заданного населенного пункта.

Таблица 3 - Объём накопления отходов от жилого сектора и различных видов деятельности для заданного населенного пункта.

Объект образования отходов	Расчётная единица	Норма накопления отходов, кг/год	Количество единиц	Всего, кг/год
Жилой сектор
Жилые дома благоустроенного типа	1 чел.	200	0,80 Н	5 919 360
Жилые дома не благоустроенного типа	1 чел	360	0,01 Н	2 959 680
Организации торговли
Организация, оказывающая услуги общественного питания (кафе, ресторан и др.)	м2	210	7 000	1 470 000
Рынки, склады, базы	м2	204	11 000	2 244 000
Палатки, киоски: газетные, сувенирные и т.д.	м2	564	500	282 000
Продовольственные магазины	м2	234	35 000	8 190 000
Промтоварные магазины	м2	88	30 000	2 640 000
Медицинские учреждения
Аптека	м2	76	0,05Н	140 584,8
Больница	1 койка	184	0,5Н	3 403 632
Поликлиника, диспансер	1 посещение	0,84	0,4Н	12 430,656
Санаторий, пансионаты	1 место	131	0,05Н	242 323,8
Организации, оказывающие автотранспортные услуги
Автомастерская, шиномонтаж, автозаправочные станции	м2	56	3 000	168 000
Автостоянка, парковка	1 маш. место	31,5	7 000	220 500
Гараж, паркинг	1 место	49,4	45 000	2 223 000
Образовательные учреждения
Детсады, ясли	1 место	55,5	35 000	1 942 500
Учебные заведения	1 уч.	25,35	65 000	1 647 750
Предприятия службы быта
Гостиницы	1 место	193	0,52 Н	3 712 918,56
Общежития	1 место	313	0,48 Н	5 558 279,04
Культурно-спортивные учреждения
Ж/д вокзалы и автовокзалы, аэропорты, ручные порты	1 пассажир	76,8	1 000	76 800
Клубы, кинотеатры, концертные залы, театры	1 место	27	1 500	40 500
Всего	42852177,379

Расчет необходимой площади отвода участка земли для строительства полигона захоронения

Определение численности населения

1) Численность населения определяется по формуле:

Н₁ = , (1)

где Н* - численность населения отдельных районов, чел.

Н₁ =36 996 человек

Расчет годовой нормы накопления отходов

2) Суточная величина накопления отходов определяется по формуле:

P_сут= , (2)

где Т_год - количество дней в году, дней;

V - суммарный объем накопления отходов, кг.

P_сут= кг

3) Удельная норма накопления отходов по массе (кг/чел•год) определяется по формуле:

У= , (3)

где Н₁ - численность населения, чел.

У=кг/чел•год

4) Удельная годовая норма накопления отходов по объёму У₁определяется по формуле:

У₁, (4)

где g- плотность отходов, кг/м³ (среднее значение плотности отходов: g=210 кг/м³)

У₁м³/год

Расчет проектируемой вместимости полигона

5) Проектируемая площадь полигона (Е_т), м², определяется по формуле:

(5)



где У₁ и У₂ - удельные годовые нормы накопления отходов по объему на 1-й и последние годы эксплуатации, м³/чел в год;

Н₁ и Н₂ - количество обслуживаемого полигоном населения на 1-й и последний годы эксплуатации, чел.;

Е₁- вместимость по приему ТБО, м³;

Е₂- вместимость по приему прочих отходов, м³;

Т - расчетный срок эксплуатации полигона, год;

К₁- коэффициент, учитывающий уплотнение отходов в процессе эксплуатации полигона на весь срок Т;

К₂- коэффициент, учитывающий объем наружных изолирующих слоев грунта (промежуточный и окончательный);

П - среднее годовое поступление слаботоксичных прочих отходов, в том числе промышленных, м³/год.

Определение значений параметров, отсутствующих в исходных данных.

6) Удельная годовая норма накопления отходов по объему на последний год эксплуатации(T) - определяется из условия ежегодного роста ее по объему.

=, (6)

где У₁ - удельная годовая норма накопления отходов по объему на 1-й год эксплуатации, м³/чел в год;

У₂ - удельная годовая норма накопления отходов по объему на последний год эксплуатации, м³/чел в год;

М_о - безразмерный параметр, зависящий от ежегодного роста отходов по объему (среднее значение по РФ 3-5 %) (таблица 6);

Т - срок эксплуатации, лет. Расчетный срок эксплуатации полигона должен быть не менее 15 лет, так как только в этом случае оправдано строительство к нему улучшенной дороги, сберегающей технику, и сооружений обеспечивающих санитарно-гигиенические условия труда эксплуатационного персонала. Расчетный срок эксплуатации разбивают на очередности (по 4-5 лет) (таблица 1).

= м³/чел•год

Коэффициент К₁зависит от плотности отходов в местах их сбора, от вида применяемой на полигоне техники и от проектной высоты складирования отходов. Коэффициент К₁, учитывающий уплотнение отходов в процессе эксплуатации полигона за весь срок (Т) определяется в зависимости от массы бульдозера или катка и высоты полигона по таблице:

Таблица 4 - Коэффициент К₁ в зависимости от массы бульдозера или катка и высоты полигона.

Масса бульдозера Полная проектируемая К1 или катка, т	Высота полигона (Впл), м	К1
3-6	до 10	3
12-14	от 11 до 20	3,7
12-14	от 21 до 50	4
20-22	от 51 и более	4,5

Примечание: Значения К₁ приведены при соблюдении послойного уплотнения отходов, оседания в течение не менее 5 лет и плотности отходов в местах сбора 200 - 220 кг/м³. Масса бульдозера или катка и расчетная высота полигона (на последний год эксплуатации) принимаются в соответствии с данными приведенными в таблице 1 и по рисунку 1.

КоэффициентК₂учитывает объем грунта, используемого для промежуточной (ежесуточной) и окончательной изоляции поверхности полигона. КоэффициентК₂, учитывающий объем изолирующих слоев грунта в зависимости от общей высоты, принимаем по таблице:

Таблица 5 - Определение К₂ в зависимости от общей высоты.

Общая высота полигона, м	5,25	7,5	9,75	12…15	16…49	40…50	Более 50
К2	1,37	1,27	1,25	1,22	1,2	1,18	1,16

Примечание: При обеспечении работ по промежуточной и окончательной изоляции полностью за счет грунта, разрабатываемого в основании полигона, К₂ = 1.

Количество обслуживаемого полигоном населения на 1-й год (Н₁) определяется согласно исходным данным в таблице 1.

7) Количество обслуживаемого полигоном населения на последний год эксплуатации полигона (Н₂) определяется согласно генеральному плану развития района застройки с учетом ожидаемого ежегодного роста населения(М_н):

Н₂ = Н₁(М_н)^Т, (7)

где М_н- ожидаемый ежегодный рост населения принимается в соответствии с данными приведенными в таблице 1.

Н₂ = 36996 (1,01)²⁴ = 49 975,1

Расчет требуемой площади земельного участка полигона. Схема полигона

8) Требуемая площадь полигона (П_п) определяется по формуле:

П_п= К₃ · П_ус + П_доп,(8)

где К₃ -коэффициент, учитывающий полосу вокруг участка складирования (К₃ = 1,1);

П_доп- площадь участка хозяйственной зоны и площадки мойки контейнеров, определяется по формуле:П_доп= 0,1П_ус

П_ус-площадь участка складирования, м²

9) Площадь участка складирования отходов определяется по формуле:

П_ус = , (9)

где П_ус-площадь участка складирования, м²(га)

К - коэффициент, учитывающий заложение внешних откосов,(К=3);

В_пл - высота полигона, м (определяется по рисунку 1).Проектная высота полигона определяется в зависимости от численности населения на последний год его эксплуатации.

П_ус =м²

П_доп=м²

П_п=м²

Элементами полигона являются: подъездная дорога, участок складирования отходов, административно- хозяйственная зона.

Подъездная дорога соединяет существующую транспортную магистраль с полигоном и рассчитывается на двухстороннее движение шириной не менее 6,5 м.

На пересечении дороги с участком полигона размещают пост контроля въезда и выезда мусоровозов и административно- хозяйственную зону.

Участок складирования - основное сооружение полигона. Он занимает около 85-95% площади полигона отходов. Участок складирования обычно разбивают на очереди эксплуатации с учетом обеспечения производства работ по приему отходов в течение 3-5 лет на каждой очереди.

Участки складирования должны быть защищены от вышерасположенных земельных массивов. Для перехвата ливневых и паводковых вод по верхней границе участка проектируют нагорные каналы.

На расстоянии 1…2 м от нагорных каналов по периметру полигона размещают ограждение. На расстоянии 2 м от ограждения полигона размещают посадки деревьев.

На расстоянии 2-3 м от внешнего откоса котлована устраивают кольцевую дорогу с односторонним движением шириной не менее 3,5 м.

Между кольцевой дорогой и лесопосадками располагают кавальеры с плодородным и минеральным грунтом, которые в процессе эксплуатации полигона используют для изоляции отходов.

Полигон размещают на плоском рельефе.

Полигон состоит из котлована чаши захоронения и кургана захоронения.

10) Фактическая отведенная площадь участка определяется по формуле:

П_отв= П_п+Д, (10)

где Д - отвод земли для размещения подъездной дороги от автомагистрали до полигона.

Д = (L_дор · В_дор) (11)

Таблица 6 - Исходные данные для расчета фактической площади полигона.

Параметры подъездной дороги	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Длина (Lдор), м	1500	4000	3000	2000	500	2500	1500	3000	2000	2500
Ширина (Вдор), м	6,5	7,0	6,5	7,0	6,5	7,0	6,5	7,0	6,5	7,0

Д = 3000 * 6,5 = 19 500 м²

П_отв= 3692842,7 + 19500 = 3 712 342,7 м²

Расчет фактической вместимости полигона

11) Длину и ширину участка складирования отходов определяют по формуле:

(12)

где L_ус= B_ус - соответственно, длина и ширина участка складирования, м

1754,2 м

После заполнения полигона отходами до проектных отметок участок складирования будет иметь форму усеченной пирамиды, а в поперечном сечении - трапеции.

12) Определение размеров верхней площадки полигона захоронения отходов:

В_п = L_п = В_ус-2КВ_пл(13)

где Вп и Lп- соответственно ширина и длина верхней площадки участка складирования, м;

К - коэффициент, учитывающий заложение внешних откосов.

В_п = L_п = 1754,2 - 2•3•21 = 1 628,2м

13) Площадь верхней площадки участка складирования:

П_п(в)= В_п², (14)

П_п(в)= (1628,2)² = 2651035,24 м²

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

В_пmin=2R_раз+2·10 (15)

В_пmin= 2•9 + 2•10 = 38 м

15) Минимальная площадь определяется по формуле:

П_{п(в) min}= (В_пmin)², (16)

где R_раз - радиус разворота мусоровозов (R_раз= 9).

П_{п(в) min}=(2R_раз+2·10)² = 1444 м²

Участок складирования разбивают на очереди эксплуатации с учетом приема отходов на каждой очереди в течение 3…5 лет.

Таблица 7 - Ведомость для определения вместимости полигона

Очередь эксплуатации	Год эксплуатации	Н, тыс. чел.	У1, м3/год	Е1, тыс. м3	П, тыс. м3/год	Е2, тыс. м3	Ет, тыс. м3
I	1	36 996	5,52	9101646,41	41	1156250	10257896,41
	2	37 365	5,57	9192662,87	41	1156250	10360475,4
	3	37 738	5,63	9284589,5	41	1156250	10464080,1
	4	38 116	5,69	9377435,4	41	1156250	10568720,9
II	5	38 497	5,74	9471209,75	41	1156250	10674408,1
	6	38 882	5,8	9565921,85	41	1156250	10781152,2
	7	39 270	5,86	9661581,07	41	1156250	10888963,7
	8	39 663	5,91	9758196,88	41	1156250	10997853,4
III	9	40 060	5,98	9855778,85	41	1156250	11107831,9
	10	40 460	6,03	9954336,64	41	1156250	11218910,2
	11	40 865	6,09	10053879,4	41	1156250	11331099,3
	12	41 274	6,15	10154418,2	41	1156250	11444410,3
IV	13	41 686	6,21	10053879,4	41	1156250	11558854,4
	14	42 103	6,27	10154418,2	41	1156250	11674442,98
	15	42 524	6,34	10255962,3	41	1156250	11791187,4

16) Фактическая вместимость полигона (Е_ф) с учетом уплотнения отходов рассчитывается по формуле усеченной пирамиды, м³:

Е_ф= , (17)

где П_ус и П_п(в) - площади нижнего и верхнего оснований участка складирования, м².

Е_ф = (3077368,92 +2651035,24 + ) • 21 = 5 730 797,57 м³

17) Потребность в изолирующем материале (минеральном грунте) (V_г) определяется по формуле:

, (18)

где К₂- коэффициент, учитывающий объем изолирующих слоев грунта в зависимости от общей высоты.

м³

На основании проведенных расчетов установлено, что для изоляции 5 730 797,57 м³ отходов, после их уплотнения потребуется грунта в объеме 974 235,587 м³.

18) Объем уплотняемых отходов (м³), складируемых за все время эксплуатации, составит:

E = Е_ф+V_г, (19)

Е = 5730797,57+974235,587 = 6 705 033,16 м³

С целью получения грунта для послойной и окончательной изоляции отходов, укладываемых в тело полигона, в основании полигона проектируют котлован. Среднюю глубину котлована рассчитывают из условия баланса земляных работ с учетом положения уровня грунтовых вод.

Дно котлована размещают выше уровня грунтовых вод не менее чем на 2 м.

19) Средняя проектная глубина котлована (Н_к) в основании полигона определяется по формуле, м:

, (20)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и схему заполнения котлована

м

Полигон «разбивается» на пять очередей эксплуатации (рисунок 2).

При этом котлован для складирования отходов, разбит на четыре части.

20) Площадь участка складирования каждой из четырех очередей эксплуатации в пределах первого яруса составит:

, (21)

м²

Учитывая послойное заполнение полигона отходами: 1,8…2,0 м - отходы и 0,2 м - минеральный грунт, необходимо рассчитать количество укладываемых слоев с 1 по 4 очереди. Перед производством работ снимают плодородный слой почвы со всей площади участка складирования отходов, который отсыпают во временные кавальеры, размещаемые в стороне от участка складирования. В последствие этот грунт используют для рекультивации полигона. Грунт вынимаемый, из котлована, складируют во внешний кавальер для последующего использования при устройстве промежуточной изоляции.

21) Объем отходов, складируемых в каждой очереди эксплуатации полигона, рассчитывается по формуле:

V_оч= , (22)

V_оч = м³

22) Высота первого яруса (с I-IY очереди) определяется по зависимости:

В _{оч (I-IY)} = , (23)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована.

В _{оч (I-IY)} = м

23) Учитывая послойное заполнение полигона отходами: 1,8…2,0 м - отходы и 0,2 м - минеральный грунт, количество укладываемых слоев с I по IY очереди 1-го яруса определяется:

n_сл(I-IY)=, (24)

n_сл(I-IY)=

24) Объем котлована одной очереди определяется по формуле:

v_г^оч =, (25)

v_г^оч == 243 558,897 м³

Наращивание высоты полигона 2-го яруса с отметки n_сл(I-IY) до проектной, будет производиться заполнением V очереди полигона.

После заполнения 2-го яруса будет выполнено окончательное его перекрытие.

25) Количество слоев V очереди полигона определяется по формуле:

n_слV=, (26)

n_слV=

26) Тогда общее количество слоев ТБО, укладываемых в тело полигона, составит:

N= n_слI-IY+ n_слV, (27)

N= 0,205+10,295 = 10,5

Конструкция противофильтрационных экранов.

Конструкция защитного экрана основания полигона

1 - свалочный грунт, 2 - дренажный слой, 3 - дренажная труба, 4 - минеральный изоляционный слой, 5 - геологический барьер, 6 - планировочная отметка основания карты

Схема конструкции защитного экрана поверхности полигона

1 - рекультивационный слой, 2 - дренажный слой, 3 - минеральный гидроизоляционный слой, 4 - выравнивающий слой, дренаж для биогаза; 5 - свалочный грунт

Продольные и поперечные разрезы участка складирования.

Схематический разрез полигона ТБО

1 - наружная (окончательная) изоляция; 2 - промежуточная изоляция; 3 - ТБО; 4 - водоупорное основание; Н - высота; н - показатель снижения высоты Ш - ширина; УГВ - уровень грунтовых вод.

Закрытие полигона

Закрытие полигона осуществляется после отсыпки его на проектную отметку. Последний слой отходов перед закрытием полигона засыпается слоем грунта с учетом дальнейшей рекультивации.

При планировке изолирующего слоя необходимо обеспечить уклон к краям полигона. Укрепление наружных откосов полигона должно производиться с начала эксплуатации полигона по высотной схеме по мере увеличения высоты складирования.

Рекультивация территории закрытого полигона.

Рекультивация закрытого полигона - комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народно-хозяйственной ценности восстанавливаемой территории, а также на улучшение окружающей среды.

Рекультивация закрытого полигона выполняется на материалах исполнительной съемки по окончании стабилизации закрытого полигона - процесса упрочнения свалочного грунта, достижения им постоянного устойчивого состояния.

Срок процесса стабилизации для будущего использования территории под посев многолетних трав и посадку кустарника - 2 года.

Рекультивация включает технический и биологический этапы.

Технический этап рекультивации состоит из:

- планировка существующих захоронений ТБО с учетом уклона, обеспечивающего водоотвод с территории;

- террасирование откосов с устройством берм;

- создание системы по сбору биогаза;

- выполаживание откосов между террасами с заложением 1:4;

- устройство пандусов-въездов на каждую террасу.

В конце процесса стабилизации производится завоз грунта автомобильным транспортом для засыпки и планировки образовавшихся провалов.

После выполнения планировочных работ создается рекультивационный слой, состоящий из:

- выравнивающего слоя грунта - 0,4 м;

- экрана из полимерного листа ( по аналогии с конструкцией основания);

- защитного слоя грунта - 0,4 м;

-растительный грунт - 0,2 м.

Экран с пленочным покрытием создается во избежание увеличения образовавшегося в толще ТБО фильтрата за счет атмосферных осадков.

По окончании технического этапа на участке проводится биологический этап рекультивации.

В биологический этап входят следующие работы:

- подготовка почвы под газоны;

- подбор ассортимента многолетних трав и кустарников;

- посев и уход за растениями.

Биологический этап, включающий комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направлен на восстановление нарушенных земель.

4. Организация и условия труда работников

Для каждого полигона с учетом указанных выше документов и местных условий должна быть разработана инструкция по охране труда. Инструкция по охране труда должна содержать нормы выдачи спецодежды, производственной одежды, спецжиров, продолжительность отпусков, периодичность прохождения, инструктажа по технике безопасности и т. д.

Каждый полигон должен иметь журнал по охране труда, в который заносятся все рекомендации проверяющих организаций и данные о проведении инструктажей и занятий с персоналом объекта.

Въезд и проезд машин по территории полигона осуществляются по установленным на данный период маршрутам.

Разгрузку мусоровозов, складирование изолирующего материала (грунт, шлак, строительные отходы), работу бульдозера по разравниванию и уплотнению ТБО или устройству изолирующего слоя на полигонах производят только на картах, отведенных на данные сутки. В зоне работы бульдозера запрещаются присутствие людей и производство каких-либо других работ.

Присутствие посторонних на территории полигона запрещается.

Транспортное средство, поставленное на разгрузку, должно быть надежно заторможено.

При размещении мусоровозов на разгрузочной площадке друг за другом расстояние между транспортными средствами (в глубину) должно быть не менее I м, а между стоящими рядом (по фронту) -- не менее 4 м.

Устройство разгрузочных площадок на уплотненных бульдозером ТБО без изолирующего слоя не допускается.

Если мусоровозы устанавливаются для разгрузки вблизи внешнего откоса, то расстояние от этого откоса до мусоровозов должно быть не менее 10 м.

Освещенность разгрузочных площадок в темное время суток должна обеспечивать нормальные условия производства работ.

При перемещении ТБО бульдозером под откос выдвижение ножа за край откоса запрещается, а расстояние от края гусеницы до края насыпи должно быть не менее 1,5 м.

Во избежание воспламенения ТБО от выхлопных газов на выхлопную трубу бульдозера следует надевать искрогаситель. Бульдозер должен быть укомплектован огнетушителем.

Перед тем, как сойти с бульдозера, машинист должен поставить рычаг переключения передачи в нейтральное положение и опустить отвал на землю.

Чтобы не обжечь руки и лицо кипятком и паром, пробку горловины водяного радиатора следует открывать только по истечении некоторого времени после остановки работы двигателя.

Для осмотра, технического обслуживания и ремонта бульдозер необходимо установить на горизонтальной площадке, отвал опустить на землю, выключить двигатель. При необходимости осмотра снизу отвал следует опустить на надежные подкладки.

Находиться под поднятым отвалом бульдозера, удерживаемым штоками гидравлических цилиндров или канатов блочной системы, запрещается.

Запрещается допускать к техническому обслуживанию и устранению неисправностей бульдозера посторонних лиц.

Категорически запрещается до глушения двигателя находиться в пространстве между трактором и рамой бульдозера, между трактором и отвалом или под трактором.

Поднимать тяжелые части бульдозера необходимо только исправными домкратами и талями. Применять ваги и другие средства, не обеспечивающие должной устойчивости, запрещается.

Регулировать механизмы бульдозера должны два человека, из которых один находится у регулируемого механизма, а другой -- на рычагах управления. Особое внимание должно быть уделено безопасности в моменты включения муфты сцепления и рукояток управления.

Кабины, рычаги управления должны быть чистыми и сухими. Запрещается загромождать кабину посторонними предметами.

При работе в ночное время бульдозеры должны быть оборудованы:

лобовым и общим освещением, обеспечивающим достаточную видимость пути, по которому перемещается машина, фронта работ и прилегающих к нему участков;

освещением рабочих органов и механизмов управления;

задним сигнальным светом.

На полигоне должны быть разработаны конкретные меры по пожарной безопасности. Для выполнения повседневных работ, надзора за первичными средствами пожаротушения и организации тушения назначается ответственный за пожарную безопасность на полигоне.

Полигоны должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения из расчета на 500 м2площади два пенных огнетушителя. В период особой пожароопасности целесообразно дежурство поливомоечных машин. Необходим запас песка для целей пожаротушения на территории хозяйственной зоны. При загорании гудрона, используемого для гидроизоляции основания полигона, тушение осуществляется также с помощью песка.

Персонал полигона инструктируется о правилах пожарной безопасности при эксплуатации склада горюче-смазочных материалов и передвижной теплушки.

На видном месте хозяйственной зоны должна быть вывешена инструкция о порядке действия персонала при возникновении пожара, способы оповещения пожарной охраны города.

Медицинское обслуживание персонала полигона включает:

установление по согласованию с санэпидемстанцией периодичности медицинского обследования персонала сооружений;

указания о необходимости осуществления профилактических противостолбнячных прививок;

необходимость подготовки одного из рабочих полигона по программе сандружинников;

- перечень необходимого набора медикаментов в аптечке полигона;

- мероприятия по предотвращению обмораживания зимой;

- перечень плакатов и пособий по оказанию первой помощи пострадавшим; указание, куда доставить пострадавших.

5. Архитектурно-строительная часть

Для строительства полигона выбран участок, который расположен к юго-западу от г.Гай.

По своему функциональному назначению территория разделена на зоны:

-административную;

-производственно-складскую.

В состав зданий и сооружений административной зоны входят:

- административно-бытовой блок (здание из 3-х блок-контейнеров в один этаж);

- закрытая стоянка для механизмов на 3 поста (здание одноэтажное);

- склад масел на 15 бочек (одноэтажное кирпичное здание, примыкающее к закрытой стоянке для механизмов);

- дезинфицирующая ванна (монолитная железобетонная, размером 8,6 х3,6 м), расположенная на выезде с полигона, заполненная опилками и дезинфицирующим средством «Дезэфект»;

- надворная уборная (монолитная бетонная);

- 2 пожарных резервуара емкостью воды 50 м3 каждый (стальные цилиндрические, наземные, обогреваемые, расположенные в горизонтальном положении на опорных плитах, уложенных в песчано-гравийную подушку);

- котельная для подогрева воды в резервуарах (металлическая, размером 2,0 на 2,5 м, высотой 4,9 м);

- трансформаторная подстанция;

- площадка для складирования железобетонных плит;

- септик (днище, стены, горловина из железобетонных элементов. Глубина заложения 2,4 м).

В производственно-складской базе расположены:

- пруд-испаритель;

- колодцы наблюдения фильтрата;

- контрольные скважины;

- площадка (котлованы - 3 шт) для захоронения ТБО;

- кавальер грунта для изоляции ТБО.

Учитывая наличия вечной мерзлоты, глубину сезонного оттаивания до 3 м, устройство оснований и фундамента для зданий и сооружений хоздвора рекомендуется выполнять с применением фундамента из опорных плит, уложенных на подготовленное основание из песчано-гравийной смеси. Производство земляных работ сооружений хоздвора должно выполняться в зимнее время.

Подъездная дорога до полигона существующая. Основной въезд на полигон предусмотрен через хозяйственную зону. Внутриплощадная транспортная сеть решена по кольцевой схеме с отдельными подъездами к зданиям и сооружениям и разворотными площадками.

Внутриплощадочные автомобильные дороги запроектированы в насыпи высотой 1-2,5 м, с шириной проезжей части 4-5 м, с односкатными поперечным профилем для обеспечения водоотвода.

Последовательность выполнения строительных работ следующая:

- выемка грунта и планировочные работы дна до проектной отметки;

-устройство дамбы вокруг котлована;

- устройство подстилающего слоя из песка в основании котлована высотой 0,3 м под водонепроницаемый экран;

- устройство водонепроницаемого экрана в основании котлована на подстилающем слое из полиэтиленового листа;

- устройство укрывающего песчаного слоя высотой 0,5 м.

Водонепроницаемый экран предусмотрен на откосах котлованов, дамбах-перемычках и в основании котлована. Конструкция экрана следующая:

- подготовка подстилающего слоя высотой 0,3 м2;

- полимерный лист с анкерными ребрами толщиной 1,5 мм;

- защитный укрывающий песчаный слой в основании котлована и по дамбам-перемычкам высотой 0,5 м.

Возможность применения полимерного листа в целях защиты окружающей среды от возникновения образующегося в теле полигона фильтрата подтверждена заключением Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Панфилова на использование листов полимерных типа 1Н и 2Н из композиции Д по ТУ 2246-003-39930985-200.

Профильтрационное устройство из полимерных листов укладывается на основание с обязательной планировкой и укаткой ее. Соединение рулонов полимерных листов в полотнища следует производить сваркой с образованием нахлестночного шва. Величина нахлеста при сварке должна составлять 0,2-0,3 м. После проведения сварочных работ производится контроль качества защитного слоя.

Доставка отходов на полигон будет осуществляться в течении 305 дней в году в одну смену. Для вывоза отходов будут использоваться имеющиеся в наличии мусоровозы.

В качестве изолирующего материала могут использоваться инертные отходы.

6. Инженерное оборудование

Заполнение фильтратом основания полигона.

Дождевые стоки и талые воды собирающиеся на участке складирования отходов поступают в тело полигона. Дождевые и талые воды полигона, частично поглотятся самими отходами, частично испарятся, частично будут использованы при протекании биохимических процессов.

До основания полигона в виде фильтрата доходит только 8-10 % осадков, выпадающих на поверхность участка складирования отходов. В основании участка складирования по всей его площади и откосам, в целях защиты подземных вод от загрязнения образующегося в теле полигона фильтратом, устраивается искусственный водонепроницаемый экран из полимерного листа толщиной 1,5 мм.

Фильтрат, образующийся на полигонах ТБО, содержит продукты выщелачивания водорастворимых соединений и продукты разложения отходов. В среднем годовой объем образующегося фильтрата составляет 2-3 тыс. м3/га.

Состав фильтрата зависит от срока эксплуатации полигона (от стадии разложения отходов), характера складируемых отходов и объема поступления поверхностных и грунтовых вод.

Фильтрат из ТБО характеризуется преимущественно по интегральным показателям - биохимической потребности в кислороде (ВПК) и химической потребности в кислороде (ХПК), а также по содержанию тяжелых металлов, аммонийного азота и некоторых других веществ. После короткой аэробной стадии разложения ТБО (продолжительность - несколько недель) можно выделить две анаэробные стадии.

Первая стадия распада органических веществ в анаэробных условиях (включая фазу неустойчивого образования метана) протекает от нескольких месяцев до нескольких лет после депонирования. Фильтрат, образующийся на этой стадии разложения ТБО, характеризуется средним значением рН 6, высоким значением ВПК (13000 мг/л О2), высоким отношением БПК/ХПК (0,6), высоким содержанием аммонийного азота и железа (в среднем по 750 мг/л).

Вторая стадия (активное образование метана), характерная для старых полигонов, может продолжаться в течение нескольких десятилетий. Фильтрат старых полигонов имеет рН 8, характеризуется низким значением ВПК (180 мг/л О2), низким отношением БПК/ХПК (0,06), высоким содержанием аммонийного азота (750 мг/л) и низким содержанием железа (15 мг/л). Содержание меди и свинца в фильтрате незначительно зависит от возраста полигона и колеблется в широких пределах, составляя в среднем около 100 мг/л; среднее содержание кадмия 6 мг/л.

Как следует из состава фильтрата, полигонное захоронение ТБО * может оказать негативное влияние на грунтовые воды, в связи с чем в России регламентируется контроль за состоянием грунтовых вод выше и ниже полигона (на расстоянии 50-100 м). Если содержание загрязняющих веществ превысит ПДК грунтовых вод, должны быть приняты меры по ограничению поступления этих веществ в грунтовые воды (до уровня ПДК).

Для предотвращения утечки фильтрата в окружающую среду основание полигона должно иметь противофильтрационный экран.

В систему сбора фильтрата входят:

- перфорированные дренажные трубы, размещенные под складируемыми отходами на противофильтрационном экране и обкладываемые щебенкой (фильтрат по трубам отводится на участок его обезвреживания);

- насосная станция;

- водосборный накопительный пруд (для снятия пиков потоков).

Все новые европейские полигоны запроектированы с донным дренажем. На старых полигонах фильтрат собирается с помощью окружающих дренажных канав или путем откачки из трубных скважин, которые размещают в теле полигона или вокруг него.

Обезвреживание фильтрата можно производить либо в месте его образования, либо на муниципальных очистных сооружениях. К очистным сооружениям фильтрат транспортируется по герметичному трубопроводу, стоимость которого в ряде случаев может быть сопоставима с затратами на строительство самого полигона.

Практически применяют два метода обезвреживания фильтрата (дренажных сточных вод):

биологическая очистка (в присутствии активных бактериальных культур, которые разрушают и используют органические вещества для синтеза своих клеток, например, в установках с активным илом, в аэрационных прудах и др.);

физико-химическая очистка (чаще всего реагентная - для очистки от тяжелых металлов).

Следует отметить, что количество образующегося фильтрата зависит, при прочих равных условиях, от технологии захоронения - степени уплотнения ТБО и высоты их складирования. Высокий полигон является более предпочтительным с точки зрения защиты окружающей среды (уменьшается удельный объем фильтрата).

В результате анаэробного разложения органической фракции отходов образуется биогаз. Из общего количества метана, ежегодно поступающего в атмосферу, 40-70% образуется в результате антропогенной деятельности, причем более 20% из них приходятся на объекты захоронения ТБО.

Подсчитано, что из одной тонны ТБО образуется 200-300 м3 биогаза.

Основные компоненты биогаза (%): метан 40-75 (обычно 50-60), диоксид углерода 30-40, азот 5-15, кислород 0-2, сероводород и другие токсичные соединения (в небольших количествах).

В зависимости от содержания метана биогаз имеет теплоту сгорания от 15 до 20 МДж/м3, что соответствует 50% теплоты сгорания природного газа.

Биогаз является одной из причин возгорания ТБО на полигонах и свалках. При содержании в воздухе от 5 до 15% метана и 12% кислорода образуется взрывопожарная смесь.

Биогаз оказывает также негативное воздействие на растительный покров, угнетая растительность на примыкающих к полигонам ТБО площадях (механизм влияния связан с насыщением биогазом порового пространства почвы и вытеснением из нее кислорода).

Сбор и утилизация биогаза.

1. Складирование ТБО на полигонах сопровождается выделением биогаза (свалочного газа), количество которого может достигать больших объемов на протяжении десятков лет.

Сбор биогаза и его обработка необходимы:

- для предотвращения пожаро- и взрывоопасной ситуации, которая может возникнуть на полигоне в стадии его эксплуатации или рекультивации;

- для максимально возможного уменьшения попадания его в атмосферу с целью снижения негативного влияния на окружающую среду, угнетающего развития растений вокруг полигона и на его поверхности.

2. Биогаз - это смесь, которая состоит из метана (до 55 %), углекислого газа (до 45 %) и других летучих веществ. На практике содержание метана часто ниже, так как при сборе и выходе газа происходит его разжижение в воздухе. При нормальных условиях работы содержание метана от 35 до 55 объемных процентов. Теплота сгорания такого количества метана составляет около 3,5 - 5,5 кВтчас/м3. Согласно лабораторным исследованиям потенциал свалочного газа для влажного домашнего мусора составляет от 70 до 100 м3 газа/тонну мусора.

3. Система сбора и утилизации биогаза может предусматривать активную и пассивную схемы, а также получение биогаза на эксплуатируемых и закрытых полигонах.

Наиболее полного и эффективного сбора газа можно достичь с помощью активной дегазации. Пассивную дегазацию, при которой биогаз перемешается благодаря собственному давлению, следует применять на старых полигонах и полигонах с незначительным количеством биогаза - полигонах первого класса.

4. Активную дегазацию следует начинать уже на стадии строительства полигона. Установки для дегазации должны быть готовы к эксплуатации не позднее шести месяцев после захоронения ТБО.

5. Для проектирования системы сбора, обработки и утилизации биогаза должно быть рассчитано время и количество выхода биогаза. Необходимые расчеты выполняются на основе математического моделирования и прогнозирования. Параметры моделей должны быть уточнены и конкретизированы на основании проектных данных полигона при использовании результатов полевых наблюдений, проводимых на существующих полигонах-аналогах.

6. Для оптимизации обработки биогаза целесообразно в устройстве дегазации предусматривать разделение на систему защитной дегазации, в которую собирается биогаз с повышенным содержанием воздуха, и систему дегазации полезного действия.

7. При проектировании систем газового дренажа и газосборников следует предусматривать дренажи для отвода воды, т. к. наличие воды в этих системах снижает их эффективность.

8. Конструкции газосборников должны быть надежными и функционировать при незначительных эксплуатационных затратах. Следует стремиться проектировать дренажные системы газа и воды с естественными уклонами, как более надежные и экономичные, чем системы с принудительной откачкой.

9. Системы сбора биогаза не должны наносить ущерб защитным экранам основания и поверхности полигона. Особое внимание следует уделять системам с вертикальными элементами сбора газа, которые вследствие уплотнения ТБО будут передавать дополнительные нагрузки на защитные экраны основания поверхности полигона.

10. Установки для сбора газа должны быть надежно изолированы от проникновения воздуха, так это может привести к образованию взрывоопасной смеси.

11. Материалы, из которых изготавливаются газосборники, должны быть из коррозионно стойкого материала и устойчивы к механическим, физическим, химическим и биологическим воздействиям.

Механические воздействия - это результат нагрузки собственного веса конструкции ТБО с учетом уплотнения ТБО и неравномерности осадок, обусловленной неоднородностью отходов.

Физические воздействия возникают в результате температурного режима в теле полигона, возможна температура до 70 °С.

Химические воздействия - агрессивные воздействия, как снаружи газосборника, так и вызванные химическим составом биогаза и фильтрата.

Биологические воздействия - агрессивное действие микроорганизмов, содержащихся в ТБО.

12. Не допускается использование дренажной системы сбора фильтрата для газового дренажа. Дегазация через систему сбора фильтрата приводит к изменению температурного режима, давления, химического состава, соотношения извести и угольной кислоты в фильтрате, что способствует быстрому зарастанию дренажа солями.

13. Для обеспечения сбора биогаза по системе пассивной дегазации в пластовом газовом дренаже - элемент 4 конструкции защитного экрана поверхности полигона, приведенной на рис. 9.3 - располагается система гофрированных труб диаметром 125 - 150 мм, объединенных в систему промежуточных и магистральных газопроводов, по которым биогаз собирается и за счет самотяги выбрасывается в атмосферу через дегазационную трубу высотой не менее 30 м.

7. Охрана окружающей среды в рамках организации санитарно-защитной зоны и экологического мониторинга