Проектирование полигонов ТБО

Расчет полигона твердых бытовых отходов

1) Постановка задачи:

В данной практической работе рассчитывается высоконагружаемый полигон ТБО для некоторого условного города.

  • 2) Исходные данные:
    • § Вариант 1; полигон отход котлован
    • § Расчетный срок эксплуатации полигон Т, лет: 20;
    • § Численность населения города (населенного пункта) на момент проектирования — N1, чел.: 350000;
    • § Прогнозируемая численность населения города (населенного пункта) через T лет — N2, чел.: 500000;
    • § Ориентировочная высота «холма» ТБО, согласованная с архитектурно-планировочным управлением города Hп1, м: 20;
  • 3) Расчет полигона твердых бытовых отходов:

Первый этап расчета — определение общей вместительности полигон ТБО Ет, м2, на весь срок его эксплуатации.

Для этого необходимы следующие данные:

  • а) Расчетный срок эксплуатации полигон Т, лет: 20;
  • б) Удельная норма образования бытовых отходов на 1 человека в год У1, м3/чел.год;

Будем считать, что величина У1 составляет в среднем для России величину 1,16 м3/чел.год;

в) Скорость ежегодного прироста величины удельной нормы U, %.

Следовательно, через Т лет на 1 человека ежегодно будет образовываться У2 бытовых отходов.

Причем

У2 = У1 * (1 + U/100)т, м3/чел.год;

Для U примем значение 1,8%.

Следовательно,

У2 = У1 * (1 + 1,8/100)т.

У2 = 1,16 * (1 + 1,8/100)20 = 1,16 * 1.43 = 1,66.

  • г) Численность населения города (населенного пункта) на момент проектирования — N1, чел.: 350000;
  • д) Прогнозируемая численность населения города (населенного пункта) через T лет — N2, чел.: 500000;
  • е) Ориентировочная высота «холма» ТБО, согласованная с архитектурно-планировочным управлением города Hп1, м: 20;

Величина Eт рассчитывается так:

Eт = (У1 + У2)/2 * (N1 + N2)/2 * T * K2/K1, м3,

Где К1 — коэффициент, учитывающий уплотнение засыпанных ТБО в процессе эксплуатации полигона за период T >= 15 лет.

Величину К1 определяем по таблице 4, в зависимости от проектной высоты Hп1; (К1 = 4)

К2 — коэффициент, учитывающий объем изолирующих слоев грунта. В зависимости от Hп1 значение К2 принимаем по таблице 5. (К2 = 1,18)

Eт = (У1 + У2)/2 * (N1 + N2)/2 * T * K2/K1 =

= (1,16 + 1,66)/2 * (350000+500000)/2 * 20 * (1,18/4)=

= 1,41 * 425000 *20 * 0,29 = 3475650 м3.

Второй этап — определение площади полигона. Вначале для ориентировочных расчетов принимают, что полигон ТБО имеет форму пирамиды. Как известно, объем пирамиды:

V = 1/3 * s * H,

Где S — площадь основания пирамиды,

H — ее высота,

Следовательно, площадь участка складирования ТБО

Sу.с = 3 * Eт / Hп1,м2.

Sу.с = 3 * 3475650* / 20 = 521347,5 м2

Требуемая площадь полигона Sп должна быть больше:

Sп = 1,1 * Sу.с + Sдоп,

Т.к. необходима площадь для размещения вспомогательной зоны Sдоп, а также для полосы вокруг полигона и для подъездных дорог (это учтено введением коэффициента 1,1 перед Sу.с )

В качестве Sу.с примем величину 0,6 га = 6000 м2

Sп = 1,1 * 521347,5 + 6000 = 579482,25 м2

Третий этап — определение уточненной высоты полигона и расчет котлована. Наиболее экономически целесообразное решение — использовать для изолирующих промежуточных и наружного слоев грунт из котлована под основание полигона.

После определения величины Sу.с можно уточнить значение высоты Hп1. Для этого надо учесть, что на самом деле «холм» ТБО имеет форму усеченной пирамиды, причем размеры верхней площадки должны обеспечивать безопасные развороты мусоровозов. Следовательно, ширина верхней площадки должна быть не менее 40 м.

Объем усеченной пирамиды

V = 1/3 (Sн + Sв + sqrt(Sн * Sв))*H,

Где Sн — площадь нижнего основания,

Sв — площадь верхнего основания,

H — высота пирамиды.

В случае полигона ТБО

Eт = 1/3 (Sу.с + Sв.п. + sqrt(Sу.с * Sв.п))*Hп,

Где Sв.п. — площадь верхней площадки, м2

Принимаем, что размеры верхней площадки минимально допустимые 40 * 40, то есть Sв.п. = 1600 м2.

Hп — уточненная высота полигона, м.

Откуда

Hп = (3* Eт) / ( Sу.с + Sв.п. + sqrt(Sу.с * Sв.п))=

= (3 * 3475650) / ( 521347,5 + 1600 + sqrt (521347,5 * 1600))=

= 10426950 / 551829,26 = 18,89

Потребный объем грунта Vг, м3, рассчитывается по формуле:

Vг = Eт * (1 — 1/К2), м3

Vг = 3475650 * (1 — 1/1,18) = 530183,9 м3

В рассмотренном случае проектируемый котлован ложен полностью обеспечить потребность в грунте, следовательно, его объем должен быть равен Vг. С учетом наличия откосов и картовой схемы полигона можно рассчитать глубину котлована:

Очистка фильтрата полигонов ТБО

Каждый полигон твердых бытовых отходов (ТБО) — биохимический реактор, в ходе эксплуатации которого образуется фильтрат. Речь идет о загрязненных стоках, возникающих в результате инфильтрации атмосферных осадков через тело полигона за счет влажности отходов и биологических процессов деструкции ТБО. Они высокотоксичны и могут привести к ухудшению экологического состояния окружающей флоры и фауны, грунтовых вод, почвы, наземных водоисточников. Именно поэтому вопрос очистки фильтрата актуален и остро стоит перед любым владельцем полигона ТБО.

Что представляет собой фильтрат полигонов ТБО?

Состав фильтрата зависит от срока эксплуатации полигона ТБО. Каждому периоду его жизненного цикла соответствует своя фаза биохимической деструкции отходов, определяющая закономерности формирования количественных характеристик вредных веществ. После короткого этапа аэробного разложения, при котором разлагаются в основном легкобиодеградируемые фракции, наступают две анаэробные стадии:

  • ацетогенеза. Протекает от нескольких месяцев до нескольких лет складирования;
  • метаногенеза. Продолжается несколько десятилетий, характерна для старых площадок.

Как в «молодом», так и в «старом» фильтрате полигона ТБО содержатся следующие токсичные вещества:

  • аммонийный азот;
  • железо, медь, свинец;
  • летучие кислоты жирного ряда, пептиды, аминокислоты, гуминовые кислоты, фульвокислоты;
  • низкомолекулярные альдегиды;
  • фенолы и полифенолы;
  • соли.

Подробный состав и показатели по степени очистки

Точный перечень загрязнений и степень их содержания зависят не только от стадии разложения, но и от фактического состава и состояния отходов, объема поступления грунтовых и поверхностных вод, климата, влажности, инженерной инфраструктуры объекта, предварительной обработки мусора и особенностей его захоронения (степени уплотнения, высоты складирования).

Технология очистки фильтрата полигонов ТБО

Так как фильтрат полигона ТБО имеет сложный химический состав, то для его очистки до требуемых норм применяют многоступенчатую технологию. При этом используют следующие методы:

  • механический,
  • физико-химический,
  • сорбционный,
  • биологический,
  • метод ультрафильтрации.

Сама процедура очистки предполагает сбор фильтрационных вод и их обезвреживание, что происходит либо в месте их образования, либо на муниципальных сооружениях (к ним сточные воды перекачиваются насосной станцией). При этом на финишном этапе потоки фильтрата разделяются: очищенная вода (пермеат) поступает далее на сброс, концентрат направляется на тело полигона ТБО.

В систему сбора входят следующие компоненты:

  • перфорированные дренажные трубы (размещаются под складируемыми отходами на противофильтрационном экране, обкладываются щебнем);
  • водосборный накопительный пруд (служит для снятия пиков потоков);
  • комплекс насосного оборудования.

По итогам очистки происходит удаление большинства химических загрязнений, а также полное устранение микробных, вирусных и паразитарных организмов. В результате снижаются токсичные выбросы и улучшается экологическая ситуация.

Заказать установку очистных сооружений можно в фирме «ТОРОС». Компания предлагает комплексные технологические решения обезвреживания фильтратов с полигонов ТБО, на практике доказавшие свою эффективность.

Очистные сооружения свалочного фильтрата полигона ТБО

Полигон твердых бытовых отходов

Каждый день машинами из городов вывозятся сотни тонн твёрдых бытовых отходов (ТБО). Мусор везут на специальные полигоны. В представлении большинства людей это обычные мусорные кучи, источающие в атмосферу неприятные запаха, кишащие грызунами и насекомыми и отравляющие окружающую среду. Это ошибочное мнение. К обустройству современных полигонов твердых бытовых отходов предъявляются жёсткие требования. Ниже мы рассмотрим, что они собой представляют.

Понятие «полигон ТБО»

Не всякая свалка может быть рассмотрена как полигон. Под последним понимается специально оборудованное место, которое соответствует всем утверждённым законодательством страны нормам.

Мусорный полигон – это комплекс, призванный выполнять ряд задач:

  • приёмка отходов;
  • складирование;
  • обеззараживание;
  • переработка.

В отличие от стихийно организованных свалок полигоны причиняют окружающей среде минимальный вред. Их организация направлена на то, чтобы не усугублять и без того плачевную экологическую обстановку в мире.

Законодательное сопровождение

Есть 2 законодательных акта, на которые должны опираться лица, решившие открыть свалку мусора:

  1. ФЗ №7 «Об охране окружающей среды», датированный 10.01.2002. Документ регламентирует переработку мусора. Главное его требование – переработка должна производиться без вреда природе.
  2. ФЗ №89 «Об отходах…», датированный 24.06.98. документ регламентирует работу полигонов, определяет угрозу, которую они могут представлять (уровни опасности), и ответственность лиц, несоблюдающих требования экологической безопасности.

Чем полезны полигоны?

Соответствующие законодательным нормам свалки снижают негативное воздействие бытовых и промышленных отходов на окружающую среду. Грамотно организованный мусоросборник выполняет такие функции:

  • снижает вероятность возгорания мусора;
  • не даёт распространяться болезнетворным микроорганизмам;
  • препятствует попаданию в атмосферу продуктам горения утиля – токсинов;
  • не даёт распространяться в окружающей среде газам, образуемым гниющими отходами;
  • не позволяет попадать опасным продуктам в почвы и воды;
  • препятствует развитию и распространению инфекций.

Грамотно организованные свалки для размещения отходов располагают вдали от населённых пунктов.

Требования к организации мусорных полигонов

Помимо 2-х законодательных актов, указанных выше, существует множество документов СанПиН и СНиП, регламентирующих устройство и деятельность санкционированных свалок. Основные требования этих документов такие:

  1. На въезде в объекты должны располагаться контрольно-дезинфицирующие зоны, представляющие собой ванны из железобетона, наполненные жидкостью для мытья колёс выезжающих транспортных средств.
  2. На территории объекта должна быть оборудована эффективная система пожаротушения, призванная предотвратить возгорания хранящихся отходов.
  3. Свалка должна быть огорожена ограждением высотой не менее 1,8 м.
  4. Площадь объекта должна быть разделена на отдельные территории. Допускается эксплуатация каждого отдельного участка не более 7 лет.
  5. Грунт размещения мусоросвалки должен состоять или тяжёлых суглинков или плотной глины. Если нет возможности разместить объект в подобном месте, необходимо предварительно произвести отсыпку водонепроницаемой поверхности, чтобы была обеспечена гидроизоляция свалки.
  6. Размещение вдали от жилых застроек и наличие собственной санитарно-защитной зоны. Законодательные акты содержат перечень объектов, вблизи которых категорически запрещено создавать полигоны твёрдых бытовых отходов.
  7. У организации, занимающейся устройством полигонов, должна быть соответствующая лицензия и проект предполагаемого объекта или объектов.

Важно: Правительство утвердило перечень документов, которые обязана предъявить организация, запланировавшая строительство мусоросвалки.

Как следует обустраивать полигон для хранения ТБО?

В нормативных документах есть описание схемы обустройства санкционированной свалки. Обязательно на её территории должны находиться:

  • участок, предназначенный для размещения отходов;
  • хозяйственные объекты;
  • инженерные системы, в которые входят подъездные пути, линии электроснабжения и т. д.

На современных полигонах также размещают лаборатории, занимающиеся анализом поступающего мусора, сортировочные и перерабатывающие линии. Данные объекты не входят в число обязательных. Их наличие делает полигон более безопасным для окружающей среды и прибыльным для его администрации.

Получение лицензии на осуществление деятельности

Лицензирование описываемого вида деятельности обязательно. Желающие открыть мусорный бизнес должны подать документы в Росприроднадзор. Пакет документации включает:

  • удостоверение соискателя – юридического лица;
  • документы, указывающие на то, что заявитель имеет право на участок;
  • свидетельство о том, что было пройдено дознание;
  • план предполагаемых работ;
  • сертификат для работы с отходами;
  • чек об оплате необходимых сборов.

Росприроднадзор в течение 5 дней изучает документы и выносит решение – отказать или одобрить строительство новой свалки.

Приёмка мусора, правила.

На полигоне должен осуществляться контроль привозимого для захоронения мусора. Если это не специализированная свалка, в процессе приёмки должны быть выявлены и возвращены опасные виды мусора:

  • индустриальные материалы;
  • отходы медицинских учреждений;
  • кварцевые лампы и т. п.

Сотрудники полигона примут такие виды отходов:

  • твёрдый индустриальный утиль;
  • отходы строительных площадок;
  • отбросы социальных учреждений;
  • бытовой утиль и т. п.

Важно: Работники свалок не имеют права принимать ртуть, радиоактивные предметы, предметы, имеющие 1-3-ий уровни опасности.

Администрация полигона принимает отходы только у тех организаций, с которыми подписан соответствующий договор. Для каждого типа мусора оформляется талон. Водители мусоровозов подписывают документы о сдаче бытовых, офисных и коммунальных отходов.

Правила складирования

Правила требуют упорядоченного хранения утиля. Мусор не должен располагаться за пределами свалки. Стандартный полигон должен иметь такие размеры:

  • длина от 30 до 150 м;
  • ширина – 5 м;
  • траншейные карты – 12 м.

Утиль сдвигается на карту транспортными средствами. Средняя толщина плсатов – 50 см. Из уплотнённых слоёв формируют отвесную насыпь.

Рекультивация

Под рекультивацией понимают завершение эксплуатации полигона. Эксплуатация каждого из сооружений мусоросвалки ограничена сроком. Когда он подходит к завершению, объект должен быть закрыт.

Процесс рекультивации необходим для того, чтобы сделать возможным использование земли, на которой аккумулировались отходы. Мусор обеззараживают, делая безопасным для среды и живущих в ней существ.

Рекультивация состоит из 2-х этапов:

  1. Технического. Осуществляется регулирование мусора, установка фильтрации и заполнение дыр грунтом.
  2. Биологического. Почвы готовятся к посадке растительных культур.

Если свалка располагается вблизи городской зоны, её рекультивация осуществляется по иной схеме:

  1. Содержимое извлекается.
  2. Мусор вывозят на другие объекты.
  3. Участок очищается.

Соблюдение нормативов позволяет использовать территории, на которых располагались мусоросвалки для различных нужд общества.

Вакуумирование

Процесс не заканчивается рекультивацией, так как органика, находящаяся в числе других отходов, подвержена брожению. В результате этого процесса в воздух выбрасываются пар и свалочный газ. Опасные испарения соединяются и образуют смеси, которые могут провоцировать взрывы и пожары.

Чтобы обезопасить мусор, сооружаются газоотводы, по которым аммиак перемещается в специальные камеры, где происходит его очищение от опасных примесей. Полученный газ сжигают либо используют в качестве топлива. Процедура называется вакуумирование.

Как можно использовать рекультивированные территории?

На сегодняшний день наука не придумала, как можно полностью восстановить землю после рекультивации полигона отходов ТБО. Территории могут быть использованы для следующих целей:

  • строительные;
  • реакционные;
  • лесные;
  • сельскохозяйственные.

На бывших полигонах разрешается разбивать парковые зоны, создавать пастбища, выращивать сельскохозяйственные культуры. Нормы строительства допускают размещение на них объектов общественного и индустриального назначения.

Полигоны для отходов в России

Счётная палата РФ посчитала, что ежегодно в стране производится 90 млрд. отходов. Под утилизацию мусора отведено 4 миллиона Га. Каждый год к этой площади добавляется ещё 0,4 миллиона Га. Каждый следующий год страна производит на 5 млрд. тонн мусора больше. Из общей массы на ТБО приходится только 2%. Всё остальное это энергетические и промышленные отходы.

Не лучше дело обстоит и с переработкой. Всего из ТБО перерабатывают только 5%, из ТПО – 40%. Утилизацией мусора в России занимаются:

  • 40 мусоросжигательных заводов;
  • 253 перерабатывающих предприятия;
  • 53 комплекса, занимающихся сортировкой.

На территории страны функционирует 15 000 санкционированных полигонов и 17 000 несанкционированных свалок. Оборудованных и соответствующих требованиям полигонов всего 1 000.

Описанная выше ситуация говорит о том, что Россия должна немедленно начать решение вопроса. В противном случае страна может превратиться в гигантскую свалку с непригодной для жизни средой.

Открытие полигона требует предоставления документов в государственные органы, составления плана объекта и получения лицензии. На деле, большое количество мусоросвалок функционирует стихийно, загрязняя среду и принося вред здоровью людей. Ситуация неутешительная и требующая срочного решения.

Выполнение курсового проекта по полигонному депонированию твердых отходов

  • Календарный план выполнения курсового проекта

    Систематическая работа — залог успешного и качественного выполнения курсового проекта. На проектирование отводится 10 недель. Рекомендуется работать в соответствии с планом, приведеннымВ в табл. 6.1. Календарный план Таблица 6.1 Неделя Вид работы Относительный объем, % 1 Получение и уточнение…
    (УСТРОЙСТВА ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ)

  • МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА


    (ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ: СБОРКА И МОНТАЖ)

  • Введение ПГ урсовой проект выполняется студентами специальности 151001 как заключительный этап подготовки к дипломному проектированию. Целью курсового проектирования является приобретение студентами практических навыков в разработке технологических процессов сборки машиностроительных изделий….
    (ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И МОНТАЖА)
  • Правила выполнения графической части курсового проекта

    В разд. 2.2 приведена информация, основанная на ЕСКД и других российских стандартах, которой следует руководствоваться при выполнении графической части курсового проекта и контрольных задач. Общие правила оформления чертежей Форматы См. раздел 2.2. Обозначение изделий и конструкторских…
    (Детали машин. Курсовое проектирование)

  • Проектирование системы дегазации полигона.

    В соответствии с морфологическим составом ТБО процент отходов, содержащих органическое вещество, составит: пищевые отходы — 35—45, бумага, картон — 32—35, древесина и листва — 1—2, текстиль — 3—5%. Ежегодное поступление ТБО на полигон составляет 102 152,93 т/год. Учитывая их морфологический состав, их…
    (ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ )

  • Социальное моделирование и проектирование

    Моделирование социальных объектов — процедура исследования социальных объектов с помощью отображения их основных структурных характеристик, функциональных особенностей на специально создаваемых образцах. Проектирование — это конструктивная, комплексная, творческая деятельность, сущность которой заключается…
    (Технология социальной работы)

  • Технологическая карта проектирования

    Социальный проект — это модель предлагаемых изменений в ближайшем социальном окружении в виде: а) словесного описания предполагаемых действий по осуществлению указанных изменений; б) графического изображения (чертежей, схем и т. д.); в) числовых показателей и расчетов, необходимых для осуществления планируемых…
    (Технология социальной работы)

  • Организационное проектирование

    Организационное проектирование — это процесс нахождения соответствия между ключевыми элементами предприятия (структурой, работниками, задачами, системами решений и поощрений, а также неформальной организацией и культурой) и ею стратегия, которые приводят к успеху. Предприятия постепенно изменяются,…
    (Экономика предприятия)

Особенности проектирования и устройства полигонов ТБО

Проектирование полигона ТБО начинается с этапа экологического обоснования проекта полигона ТБО и выбора участка для его размещения с учетом климатических, географические и почвенные особенности, геологические и гидрологические условия местности и соответствующих санитарных обследований, геологических и гидрологических изысканий. Материалы этих изысканий проходят обязательную процедуру оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС ) и государственную экологическую экспертизу (ГЭЭ), положительное заключение по которой разрешает строительство и эксплуатацию полигона ТБО.

На первоначальном этапе проектирования определяется размер участка строительства и вместимость полигона с учетом указанных условий и размера санитарно-защитной зоны (СЗЗ) полигона ТБО, который в соответствии с для усовершенствованных свалок (полигонов ТБО) как объектов 1 класса опасности установлен в размере 1000 м, а для участков компостирования ТБО – 2 класс опасности с размером 500 м соответственно. Границы СЗЗ устанавливаются по изолинии 1 ПДК, а если она выходит из пределов нормативной зоны, то размер СЗЗ может уточняться при расчете газообразных выбросов в атмосферу до уровня 1 ПДК выделяемых загрязняющих веществ.

Рекомендуются следующие участки для строительства полигонов ТБО:

— с залежами глины или тяжелыми суглинками и грунтовыми водами, расположенными на глубине не менее 2 м,

— при наличие в СЗЗ участка полигона ТБО зеленых насаждений и земельных насыпей.

— участки на ровной территории, исключающей возможность смыва атмосферными осадками части отходов и загрязнения ими прилегающих земельных площадей и открытых водоемов, близи расположенных населенных пунктов.

— отработанные карьеры, свободные от ценных пород деревьев,

— участки в лесных массивах,

— участки, близкие по форме к квадрату и допускающие максимальную высоту складирования ТБО (с учетом заложения внешних откосов 1:4).

— овраги и другие территории, начиная с его верховьев, что позволяет обеспечить сбор и удаление талых и ливневых вод путем устройства перехватывающих нагорных каналов для отвода этих вод в открытые водоемы.

Не допускается размещение полигонов ТБО:

— в границах населенных пунктов;

— в водоохранных зонах водоисточников и минеральных источников;

— во всех зонах охраны курортов;

— в местах выхода на поверхность трещиноватых пород;

— в местах выклинивания водоносных горизонтов,

— в местах массового отдыха населения и оздоровительных учреждений.

— на болотах глубиной более 1 м;

— на участках с выходами грунтовых вод в виде ключей,

— на затопляемых паводковыми водами территорий,

— в районах геологических разломов,

— на участках, расположенных ближе 15 км от аэропортов.

Участок для устройства полигона ТБО отводиться в соответствии с утвержденным генеральным планом или проектом планировки и застройки города и его пригородной зоны и наличии санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии гигиеническим требованиям выбранного участка для устройства полигонов ТБО, выданного ТУ ЦГСЭН.

На выбранном под полигон участке выполняются топографическая съемка, геологические и гидрогеологические изыскания и санитарные исследования. Для проектирования полигона необходимо иметь план всего участка в масштабе 1:1000 с горизонталями через 1 м. План участка хозяйственной зоны, инженерных сооружений и внешних коммуникаций составляется в масштабе 1:500 с горизонталями через 0.5 м (проект внешних сетей большой протяженности может выполняться в масштабе 1:1000).

1 — наружная (окончательная) изоляция; 2 — промежуточная изоляция; 3 — ТБО;

4 — водоупорное основание; Н — высота; n — показатель снижения высоты, B — ширина;

УГВ — уровень грунтовых вод

Рисунок 2.1 — Схематический разрез полигона ТБО

Геологические исследования определяют порядок напластования, мощность и состав пород, слагающих основание полигона, коэффициенты фильтрации грунтов всех разностей. Минимальная глубина разведки 10 м. При разнородных грунтах исследования необходимо проводить до водоупорного слоя и углубляться в него на 1 -1.5 м.

Гидрогеологические исследования определяют уровень грунтовых вод (УГВ) и направление их потока. Для расчета водоотводных канав, защищающих полигон от потока поверхностных вод (дождевых и талых), собираются сведения об интенсивности и испаряемости атмосферных осадков и площади их водосбора.

В результате геологических и гидрогеологических изысканий должны быть составлены:

план расположения шурфов (скважин),

геологические (литологические) профили,

заключение гидрогеолога о пригодности намеченного участка под полигон ТБО

рекомендации по инженерной защите окружающей природной среды.

Для полигонов с нагрузкой на основание 10 т/м2 или 100 тыс. т/га проводятся комплексные геологические исследования, включающие более полное изучение гидрогеологических, геофизических, ландшафтно-геофизических и других условий отведения земельного участка с составлением прогноза возможного отрицательного воздействия объекта на природные экосистемы в перспективе (30-50 лет).

Полигон проектируется из двух взаимосвязанных территориальных частей: территории, занятая под складирование ТБО и территории для размещения хозяйственно-бытовых объектов. Основными элементами этих территорий является участок складирования ТБО, хозяйственная зона, инженерные сооружения и коммуникации, подъездная дорога, (рисунок 2.2).

а)

б)

а — при соотношении длины и ширины полигона менее 1:2

б — то же, при соотношении более 1:3

1 — подъездная дорога; 2 — хозяйственная зона; 3 — нагорная канава; 4 — забор;

5 — зеленая зона; 6 — грунт для изолирующих слоев;

7 — площадки складирования отходов I, II и III очереди эксплуатации

Рисунок 2.2 — Схема размещения основных сооружений полигона ТБО

Захоронение ТБО производится двумя основными методами: поверхностной или траншейной засыпкой. Поверхностная засыпка предпочтительнее при наличии лощин, глубоких ущелий, открытых карьеров или других подобных площадок, а траншейная применяется в условиях равнинной или холмистой местности.

Днище котлована проектируется как правило горизонтальным, обеспечивая равномерное распределение фильтрата по всей площади основания полигона. Учитывая рельеф местности и очередность складирования твердых бытовых отходов, участок разбивается на ряд котлованов . На участках с уклоном более 0,5 % проектируется каскад котлованов (рисунок 6.3). Перепад верхнего и следующих промежуточных котлованов, а также разность отметок оснований двух смежных котлованов должны быть не более 1 м (при большей разности требуется расчет на устойчивость валов). Основание котлована должно иметь слой связанного грунта, к которым относятся глины в естественном состоянии с коэффициентом фильтрации не более 10-5 см/с (0,0086 м/сут.) и толщиной не менее 0,5 м.

а — разрез полигона по съезду (пандусу) в карьер; б — план части карьера

1 — кавальер грунта для изолирующих слоев; 2 — уровень поверхности участка до разработки котлованов; 3 — горизонтальное основание; 4 — промежуточный вал

Рисунок 2.3 — Схема высотного размещения котлована в основании полигона

Участок складирования ТБО как основное сооружение должен занимать в зависимости от объема принимаемых ТБО до 95 % площади полигона и разбиваться на очереди эксплуатации с учетом обеспечения приема отходов в течение 3-5 лет, причем 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, защитой от стоков поверхностных вод с вышерасположенных земельных массивов и водоотводная канавой для перехвата дождевых и паводковых вод.

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.

Категория и основные параметры подъездной автодороги определяются в соответствии с расчетной интенсивностью движения (автомобилей/сутки), но обязательно из условия двухстороннего движения от транспортной магистрали до участка складирования ТБО.

Проект организации складирования ТБО в выработанных карьерах (глубоких котлованах) должен обеспечивать съезд и разгрузку мусоровозов на нижней отметке с послойным заполнением карьера по высоте. Если отведенная под полигон часть карьера не имеет существующего съезда, то земельный участок под складирование ТБО в выработанных карьерах (глубоких котлованах) должен включать площадку для устройства съезда (пандус) в выемке, вне котлована с уклоном 5%. Участок должен также предусматривать возможность разработки и получения грунта для изоляции ТБО (рисунок 2.3, поз. 4). Часть пандуса непосредственно в границах карьера проектируется в одном из вариантов: с устройством насыпи из грунта или отходов строительства, и в полунасыпи — полувыемке в откосе котлована.

а)

б)

1 — трасса съезда (пандуса) в выемке; 2 — верхний изолирующий слой высотой 2,25 м и толщиной 1 м (с учетом усадки ТБО); 3 -рабочие слои уплотненных ТБО с промежуточной изоляцией; 4 — участки разработки грунта для обеспечения изоляции; 5 — отрезок трассы съезда в насыпи или в полунасыпи – полувыемке

Рисунок 2.4 — Схема полигона на участке глубоко выработанного карьера

Для защиты грунта, грунтовых и поверхностных вод от проникновения фильтрата, а также атмосферы от выделяющего газа, пыли, запахов и распространения болезнетворных микробов во время эксплуатации полигона предусматривается устройство защитных экранов, которые конструктивно представляют сочетание геологического барьера и основной системы гидроизоляции полигона. В период пассивной фазы, после закрытия полигона и вывода его из эксплуатации охрана грунта, грунтовых и поверхностных вод, воздушного пространства обеспечивается сочетанием системы верхней гидроизоляции (защитный экран поверхности полигона) с защитным экраном основания полигона.

Складирование ТБО в воду на болотистых и заливаемых паводковыми водами участках допускается при условии подсыпки инертных материалов на высоту, превышающую на 1 м максимальный уровень поверхностных или паводковых вод с устройством противофильтрационного экрана с помощью гидроизоляционных материалов, которые предназначены для защиты и гидроизоляции от вредного воздействия омывающей или фильтрующей воды, химически агрессивных жидкостей (растворителей, кислот, щелочей, нефтепродуктов и прочих), обеспечивают надёжную водонепроницаемость строительных конструкций и материалов, что в свою очередь влияет на долговечность сооружений и окружающую человека его экологическую обстановку в целом.

По назначению гидроизоляционные материалы подразделяются на антикоррозионные, герметизирующие и антифильтрационные. Последние наиболее широко применяются в практике гидроизоляции и устройства противофильтрационных экранов полигонов ТБО и ТПО.

Гидроизоляционные материалы по принципу действия принято разделять на три основные группы: мембранные или рулонные материалы, обмазочные материалы на полимерно-битумной цементной, минеральной основе и материалы проникающего действия, а по виду основного материала подразделяются на асфальтовые, минеральные, пластмассовые и металлические.

Мягкие гидроизоляционные материалы подразделяются на мастичные и рулонные. По структурно-функциональным признакам их делят на пять классов: рулонные основные и рулонные безосновные, расплавы, растворы и эмульсии.

Рулонные основные материалы представляют композиционные системы, полученные путем последовательного формирования слоев из расплавов, эмульсий, суспензий и т.п. на движущемся полотне основы (картоне, стеклохолсте, ткани, фольге, нетканой синтетической или другой основе). Формирование слоев протекает при высокой (140-180 °С) температуре и завершается после его охлаждения.

Рулонные безосновные материалы характеризуют композиционные системы, полученные из высоковязких битумно-полимерных или полимерных составов, образующих в процессе производства структурную сетку полимера в объеме формуемого (несущего) слоя.

Расплавы — грубодисперсные суспензии, состоящие из дисперсионной фазы (битума, полимера) и дисперсной фазы — наполнителя, например, тонкомолотых порошков. Применяют мастичные расплавы обычно при 150-180 °С. Покрытие из расплава мастики считается сформированным после его охлаждения до температуры окружающей среды.

Растворы или высокодисперсные коллоидные системы, в которых растворители (толуол, керосин, бензин и др.) являются дисперсионной фазой, битум или полимер представляет дисперсной средой, применяют обычно при температуре окружающей среды или несколько подогретыми. Покрытие из растворов формируют в процессе испарения растворителя с образованием изолирующей пленки и одновременным процессом вулканизации (склеивания) полимеров.

Эмульсии как коллоидные системы, в которых дисперсной средой является битум, и дисперсионной фазой — водный раствор эмульгатора (казеин, суспензии извести, пластичных глин, но чаще полимерная), рекомендуется применять при температуре не ниже 5 °С.

Для грунтов, характеризующихся коэффициентом фильтрации более 10-5 см/с или наличии грунтовых вод на глубине менее 1 м, поверхность изолируют согласно рекомендаций следующими категориями непроницаемых противофильтрационных экранов:

1. глиняным однослойным экраном толщиной не менее 0,5 м с коэффициентом фильтрации ненарушенной структуры глины не выше 0,001 м/сут с укладкой поверх него защитного слоя из местного грунта толщиной 0,2-0,3 м.

2. грунтобитумным экраном с одно- или двухслойным пропиткой битумной эмульсией толщиной 0,2 — 0,4 м (в зависимости от климатических условий).

3. двухслойным латексным экраном, состоящего из планировочного подстилающего слоя грунта толщиной 0,3 м, слоя латекса, промежуточного слоя из песчаного грунта высотой не менее 0,4 м, второго слоя латекса и защитного слоя из мелкозернистого грунта толщиной 0,5 м.

4. двухслойного экрана из полиэтиленовой пленки или геомембран, состоящего из подстилающего глинистого грунта толщиной не менее 0,2 м и двух слоев полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, толщиной 0,2 мм. Между слоями пленки 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 уровне грунтовых вод не менее 6 м от поверхности основания рабочих карт и наличие в основании карт суглинков с коэффициентом фильтрации не более 10-3 см/с мощностью не менее 6 м, а также применение других видов материалов для обустройства противофильтрационного экрана.

Устройство глиняных экранов с определенным коэффициентом фильтрации является наиболее распространенным. Поскольку глина плохо защищает при подвижках почвы, промоинах или при высоком уровне грунтовых вод, наиболее перспективны новые технологии изготовления противофильтрационного экрана на основе геомембран и бентонитовых матов.

Геомембраны представляют рулонный материал из полимерного материала (например, из полиэтилена высокой плотности со специальными стабилизирующими добавками) толщиной в пределах 0,75-6 мм и шириной от 5 до 9,4 м, что позволяет увеличить производить гидроизоляцию со скоростью до 5000 м2/ч и уменьшить количество сварных швов.

Бентонитовые маты представляют композиционный материал в виде иглопробивного каркаса из полипропиленовых волокон, внутри которого помещены порошок натриевого бентонита — одной из разновидностей монтмориллонитовых глин природного происхождения, с размерами матов по ширине 4-5 м и длиной до 40-50 м.

Основными достоинствами гидроизоляционных материалов на основе натриевого бентонита являются:

1. высокая экологическая безопасность и стойкость к различным химическим загрязнениям, в том числе к неполярным жидкостям (нефть, масло, бензин);

2. высокая технологичность и простота укладки по сравнению с другими способами экранирования;

3. высокие противофильтрационные свойства (коэффициент фильтрации 10-10-10-14 м/с в зависимости от типа материала);

4. возможность применения в сложных гидрогеологических условиях, материалы выдерживают гидростатическое давление до 7 атм.;

5. способность «самозалечиваться» ввиду значительного увеличения объема при гидратации (благодаря особенностям строения кристаллической решетки он имеет свойство при полной гидратации разбухать и увеличиваться в объеме в 14-16 раз, что при ограничении пространства для свободного разбухания в присутствии воды в его структуре создается напряженное состояние и значительное снижение водопроницаемости материала);

6. долговечность гидроизоляции, обусловленная неизменностью свойств со временем, материалы стойки к циклам замораживание– оттаивание и гидратация – дегидратация;

7. укладка в любую погоду и время года на подготовительную стяжку внахлест без закрепления и закрываются бетонной стяжкой.

В России материал применен в качестве противофильтрационных экранов при строительстве полигонов захоронения отходов в г. Москве и г. Санкт-Петербурге, в Республике Коми, для защиты от нефтепродуктов при строительстве АЗС и вторичной защиты нефтехранилищ.

В настоящее время все большую популярность при строительстве накопителей жидких и твердых промышленных отходов, полигонов ТБО, локализации несанкционированных свалок и их рекультивации приобретают пленочные полимембранные рулонные гидроизоляционные материалы – геомембраны, которые обладают высокой стойкостью к агрессивным средам, прочностью, высокой эластичностью, долговечностью, простотой в использовании и невысокой ценой, такие, как геомембраны HDPE (Hi Density Polyethylene) на основе полиэтилена высокой плотности (рисунок 2.5, а), LDPE (Low-Density Polyethylene) на основе полиэтилена низкой плотности (рисунок 2.5, б), ПВХ мембрана и изопласт – битумно-полимерный рулонный материал.

а) б) в) г)

Рисунок 2.5 – Геомембраны HDPE (а), LDPE (б), ПВХ (в) и изопласт (г)

Следует отметить, что для полигонов, рассчитанных на десятки лет, рекомендуется использование геомембран HDPE, которые отличаются:

1. большой механической прочностью на растяжение, прокол, продавливание и износ;

2. высокой устойчивостью к УФ- излучению и окислению благодаря наличию в их составе антиоксидантов и стабилизаторов,

3. высокой химической стойкостью к агрессивным средам (рН=0,5-14,0);

4. абсолютной водонепроницаемостью, устойчивостью к гниению, температурному перепаду (от — 60 оС до + 80 оС) и биоповреждениям;

5. долговечностью и нетоксичностью к окружающей среде и человеку.

На проектной отметке основания карты размещения отходов и по откосам бортов котлована (выемки) устраивается защитный экран основания полигона, конструкция которого определяется в зависимости от класса полигона на основе технико-экономического сравнения альтернативных вариантов. Например, для Московской области в соответствии с ТСН 30-308-2002 рекомендуется для защитного экрана основания полигона 1 класса равноценная изоляционная система, при условии, что если применяется изоляционный слой из природных глин или равноценных минеральных материалов, то их минимальный слой укладываемых с уплотнением в два слоя, обеспечивающих коэффициент фильтрации Кf £ 5 10-7 м/сек при градиенте напора i = 30 (рисунок 2.6, а), а для экрана основания полигона 2 класса толщина минерального изоляционного слоя должна быть не менее 0,75 м и состоять минимум из трех слоев глины, уложенных с уплотнением и коэффициентом фильтрации Kf £ 5×10-7 м при градиенте напора i = 30.

Синтетическая гидроизоляция должна быть выполнена из рулонных гидроизоляционных материалов толщиной не менее 2,0 мм. Для защиты синтетической гидроизоляции на ее поверхности располагается слой мелкого песка с частицами не крупнее 0,5 мм и толщиной не менее 0,15 м или иные защитные материалы с аналогичными параметрами, такие как геотекстили с поверхностной плотностью не менее 700 г/м2.

а) б)

Рисунок 2.6 – Защитные экраны основания полигонов ТБО 1 класса (а) и 2 класса (б)

Защитные экраны поверхности полигона, которые устраиваются для минимизации количества фильтрата, сбора и откола поверхностной (чистой) воды, сбора и утилизации свалочного газа, включают в себя технологический экран (возводится на отдельных этапах эксплуатации) и постоянный экран (устраивается после вывода полигона из эксплуатации на этапе рекультивации).

Отдельные элементы экрана поверхности полигона должны отвечать следующим требованиям:

а) для минеральной гидроизоляции в качестве основания укладывается уплотненный выравнивающий слой из однородного, несвязанного материала толщиной не меньше 0,5 метра. При образовании большого количества свалочного газа по выравнивающему слою должен быть предусмотрен дренажный слой из природных минеральных материалов толщиной не менее 30 см (рисунок 6.7, а).

б) для полигонов 1-го класса толщина минерального гидроизоляционного слоя должна быть не менее 0,5 м и состоять минимум из двух слоев уплотненной глины с коэффициент фильтрации не более Kf £ 5×10-6 м.

в) Для полигонов 2-го класса толщина изоляция защитного экрана поверхности полигона должна состоять из минеральной и синтетической гидро- и газоизоляции (рисунок 6.7, б) с Кf < 5×10-6 м/с при градиенте напора i = 30 и толщиной синтетической гидроизоляции не менее 2,0 мм. При соответствующем технико-экономическом обосновании для всех этих полигонов возможно применение альтернативных материалов.

г) После стабилизации осадок поверхности полигона защитный экран должен иметь уклон не менее 5 %.

д) Рекультивационный слой, толщиной не менее 1 м, должен иметь на поверхности слой растительного грунта не менее 10 см для посева трав и кустарников. Толщина рекультивационного слоя зависит от района строительства и должна быть уточнена из условия глубины промерзания, т. к. рекультивационный слой должен обеспечивать морозозащитную функцию для гидроизоляционной системы (особенно минеральный слой) защитного экрана поверхности полигона.

е) Семена трав и тип растений выбираются согласно местным климатическим условиям таким образом, чтобы обеспечить защиту склонов полигона от водной и ветровой эрозии и минимизировать количество осадочных вод, поступающих в дренажную систему.

а) б)

Рисунок 2.7 – Защитные экраны поверхности полигонов ТБО 1 класса (а) и 2 класса (б)

Для полигонов, принимающих менее 120 тыс. м3 ТБО в год, рекомендуется траншейная схема складирования ТБО (рисунок 6.6). Траншеи устраиваются перпендикулярно направлению господствующих ветров, что препятствует разносу ТБО с возможностью использования этого грунта для засыпки после заполнения ТБО.

Траншейная схема складирования ТБО предполагает проектирование на участке складирования траншей глубиной 3-6 м и шириной по верху 6-12 м. Траншеи проектируются перпендикулярно направлению господствующих ветров. Грунт из траншей используется для изоляции ТБО. В климатических зонах, где возможно образование фильтрата, основание траншеи должно быть не менее, чем на 0,5 м заглублено в глинистые грунты.

Основание (днище) траншеи в климатических зонах, где возможно образование фильтрата, должно быть не менее, чем на 0,5 м заглублено в глинистые грунты. Длина одной траншеи должна устраиваться с учетом времени заполнения траншей в период температур выше 0°С в течение 1 — 2 месяцев, а в период температур ниже 0°С — на весь период промерзания грунтов.

Размер участка складирования должен обеспечивать прием ТБО с размещением их в одном ярусе в течение не менее 5 лет. Высотная траншейная схема проектируется с устройством траншей в 2-3 яруса по высоте (рисунок 6.8). Отметка основания траншей 2-го яруса выполняется на 1 м выше отметки основания 1-го яруса. Изолирующим материалом траншей 2-го и 3-го ярусов служит смесь песчаных или супесчаных грунтов и частично минерализованных ТБО.

а) б) в) г) д)

а — поперечный разрез траншеи 1-го яруса для засыпки ТБО; б — то же, полностью, заполненной ТБО; в — то же, изолированной грунтом, г — поперечный разрез второй траншеи 1-го яруса; д — изолированные траншеи 1-го яруса;

1 — грунт, вынутый при рытье траншей; 2 — траншея; 3 — ТБО; 4 — промежуточная изоляция;

5 — направление заполнения; Вертикальные отметки: 0 — основание траншей 1-го яруса;

+0,5 — начало залегания глинистых грунтов;

+l — основание траншей 2-го яруса;

+2 — поверхности участка до рытья траншей

Рисунок 2.8 — Высотная траншейная схема

Хозяйственная зона проектируется для размещения объектов административно-хозяйственного назначения (административно-бытового корпуса, контрольно-пропускного пункта совместно с пунктом стационарного радиометрического контроля; весовой; гаража и площадки с навесами и мастерскими для стоянки и ремонта машин и механизмов; складов ГСМ, энергоресурсов и строительных материалов, хозяйственного инвентаря и др.; объектов и линий электроснабжения и других сооружений).

На крупных полигонах, принимающих свыше 360 тыс. м3/год ТБО, рассчитанных на срок эксплуатации более 15 лет, водоснабжение обеспечивается из артезианских скважин, проектируемых в составе объекта, а при сроке эксплуатации менее 15 лет допускается водоснабжение привозной водой.

Удаление стоков осуществляется: с использованием городской системы канализации (при наличии канализационного коллектора на экономически оправданном расстоянии), контрольно-регулирующего пруда и пруда испарителя; в засушливых районах можно использовать бессточную схему, при которой стоки отстаиваются в грязеотстойниках и подаются для испарения на поверхность рабочих карт полигона.

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 5- 15 % от общей площади.

На выезде из полигона ТБО должна быть устроена контрольно-дезинфицирующая зона с железобетонной ванной длиной 8 м, глубиной 0,3 м и шириной 3 м для дезинфекции колес мусоровозов трехпроцентным раствором лизола и опилками.

По согласованию с гидрогеологической службой и ТУ ЦГСЭН в зеленой зоне полигона устраиваются контрольные скважины из расчета одна контрольная скважина — выше полигона по потоку грунтовых вод (контроль), одна скважины ниже полигона для учета влияния складирования ТБО на грунтовые воды.

Предыдущая12345678

Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 11557;

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *