Расчет и проектирование санитарно – защитной зоны полигона твердых бытовых отходов

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

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

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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Определить  категорию предприятия по воздействию  выбросов в атмосферу

 

3.1. ВВЕДЕНИЕ

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

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

 

 

3.2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛИГОНОВ ОТХОДОВ

 

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

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

- бумага, картон - 38,0

- пищевые  отходы - 30,0

- дерево - 1,5

- текстиль - 5,5

- кожа, резина - 1,3

- полимерные  материалы - 5,5

- кости - 0,7

- черный  металл - 2,5

- цветной  металл - 0,5

- стекло - 4,3

- камни, керамика - 1,4

- отсев  менее 16 мм - 8,8

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

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

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

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

1-ая фаза - аэробное разложение;

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

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

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

5-ая фаза - затухание анаэробных процессов.

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

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

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

 

3.3. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С ПОЛИГОНОВ

 

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

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

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

- количество  завозимых ежегодно отходов;

- влажность  отходов;

- мощность  слоя складированных отходов;

- климатические  условия;

- состав  отходов;

- соотношение  углерода и общего азота.

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

, где: (1)

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

G0 = 1.868Сакт(0,014Т + 0,28);

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

Т - температура в теле полигона, °С;

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

k - постоянная разложения, равная отношению углерода к общему азоту (C/N),

определяется по "Методическим исследованиям свойств твердых отбросов" [3];

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

W - естественная влажность отходов, %.

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

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

, где: (2)

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

W - средняя влажность отходов, %;

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

Ж - содержание жироподобных веществ в органике отходов, %;

У - содержание углеводоподобных веществ в органике отходов, %;

Б - содержание белковых веществ в органике отходов, %.

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

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