Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН"

Кафедра ИНЭБ

Курсовой проект на тему:

"Рекультивация территорий закрытых полигонов ТБО"

Выполнил:

студент группы ТЭ-9-6 Митина А. А.

Проверил:

д-р хим. наук, проф. Букейханов Н. Р.



Содержание

• Введение
• Глава 1. Полигоны ТБО. Рекультивация территорий закрытых полигонов ТБО
• 1.1 Понятие и назначение полигонов ТБО. Виды полигонов ТБО
• 1.2 Расчет емкости и площади полигона
• 1.2.1 Расчет проектной вместимости полигона ТБО
• 1.2.2 Расчет требуемой площади земельного участка полигона
• 1.2.3 Расчет фактической вместимости полигона
• 1.3 Закрытие полигона ТБО
• 1.4 Понятие рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО
• 1.5 Направления рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО
• 1.6 Этапы рекультивации полигона
• 1.7 Организация работ и технология рекультивации
• 1.7.1 Организация работ
• 1.7.2 Технологический этап рекультивации
• 1.7.3 Биологический этап рекультивации
• Глава 2. Рекультивация территорий закрытых полигонов ТБО с целью повторного складирования отходов
• 2.1 Аргументация выбора направления
• 2.2 Рассмотрение известных способов и выявление их недостатков
• 2.3 Предлагаемый способ рекуперации площадок захоронения ТБО
• Заключение
• Список использованной литературы


Введение

Актуальность. Москва является крупнейшим индустриальным гигантом России, до предела насыщенным промышленными предприятиями. Площадь города с присоединенными территориями составляет 99,3 тыс. га. В этом мегаполисе проживает более 10 миллионов человек, что составляет 6% населения страны. Ежегодно в Москве образуется более 3,5 млн. тонн твердых бытовых отходов (ТБО) и около 6,1 млн. тонн промышленных отходов. В то же время переработке подвергается лишь 10% ТБО и около 59% промышленных отходов. В Подмосковье сейчас минимум 210 полигонов сохранения отходов и свалок, 69 из которых - действующие, общая их площадь - 678 га. Дальнейшую эксплуатацию ряда свалок местные органы власти или администрация Московской области, запретили; следовало бы закрыть в Подмосковье еще 19 свалок, срочно нуждающихся в рекультивации. Из полигонов, принимающих московские ТБО, на сегодняшний день действуют только три: "Тимохово" (Ногинский район), "Хметьево" (Солнечногорский район) и "Икша" (Дмитровский район). Их общая площадь - 140 га. Экологическая обстановка на полигонах и вокруг них оценивается как очень неудовлетворительная (деятельность полигона "Икша", например, приостановлена).

Цели. Выбор наиболее эффективного и целесообразного направления рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО.

Задачи. Аналитический обзор рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО. Выбор наиболее эффективного и целесообразного направления рекультивации.



Глава 1. Полигоны ТБО. Рекультивация территорий закрытых полигонов ТБО

1.1 Понятие и назначение полигонов ТБО. Виды полигонов ТБО

К твердым бытовым относятся отходы хозяйственной деятельности населения (приготовления пищи, уборки и текущего ремонта квартир и др.), включая отходы отопительных устройств местного отопления, крупногабаритные предметы домашнего обихода, упаковку, смет с дворовых территорий, улиц, площадей, отходы ухода за зелеными насаждениями и другие.

Удаление твердых бытовых отходов обеспечивает санитарную очистку городов и создает необходимые санитарно-экологические условия существования населенного пункта. Наиболее распространенными в настоящее время сооружениями по обезвреживанию удаляемых из города ТБО являются полигоны.

Полигоны - комплекс природоохранительных сооружений, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания ТБО, обеспечивающий защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующий распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов. Все работы по складированию, уплотнению и изоляции ТБО на полигонах выполняются механизировано.

На полигоны захоронения ТБО принимают:

· бытовые отходы и отходы потребления из жилых зданий, учреждений и предприятий общественного назначения, объектов оптово-розничной торговли промышленными и продовольственными товарами;

· строительные отходы, образованные при сносе, ремонте, реконструкции, новом строительстве зданий и сооружений, отходы стройиндустрии, промышленные отходы, приравненные к ТБО, древесно-растительные отходы от планового ухода за зелеными насаждениями городов;

· твердые промышленные отходы IV класса опасности по согласованию с органами природных ресурсов и охраны окружающей среды, санитарно-эпидемиологическими службами и учреждениями коммунальной сферы, в количестве, не превышающем 30% от массы принимаемых ТБО;

· отходы лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ) в соответствии с "Правилами сбора, хранения и удаления отходов лечебно-профилактических учреждений".

Запрещен прием на полигоны следующих видов отходов:

· строительных, содержащих асбестовый шифер в виде боя, шлаки, золы, отработанный асбест, отходов мягкой кровли, имеющих 4-й класс опасности;

· промышленных 1, 2 и 3 классов опасности;

· радиоактивных, независимо от уровня их радиации;

· ртутных ламп и продуктов демеркуризации.

Полигоны ТБО по видам принимаемых отходов подразделяют на два класса:

1. полигоны ТБО 1-го класса - полигоны, на которых разрешено размещать отходы, содержащие ?25% органические примеси, при разложении которых образуются вредные вещества в количествах, не превышающих значения ПДК;

2. полигоны ТБО 2-го класса - полигоны, на которых размещают отходы, содержащие >25% органические примеси, а также другие виды отходов, при разложении которых образуются вредные вещества в количествах превышающих значения ПДК.

Организации, эксплуатирующие полигоны, разрабатывают регламент (режим) работы полигона и инструкцию по приему ТБО. В соответствии c разработанной инструкцией, осуществляют учет поступающих отходов, обеспечивают их контроль, распределяют в пределах эксплуатируемой части полигона, выполняют послойную изоляцию отходов, обеспечивают выполнение требований, предъявляемые к безопасности жизнедеятельности предприятий в чрезвычайных ситуациях.

1.2 Расчет емкости и площади полигона

Исходные данные: Расчетный срок эксплуатации Т = 20 лет. Годовая удельная норма накопления ТБО с учетом жилых зданий и непромышленных объектов на год проектирования У1 = 1,1 м3/чел/год. Количество обслуживаемого населения на год проектирования Н1 = 250 тыс. чел, прогнозируется через 20 лет с учетом близко расположенных населенных пунктов Н2 = 350 тыс. чел. Высота складирования ТБО, предварительно согласованная с архитектурно-планировочным управлением, Нп = 40 м.

1.2.1 Расчет проектной вместимости полигона ТБО

Вместимость полигона Ет на расчетный срок определяется по формуле:

(1)

где У1 и У2 - удельные годовые нормы накопления ТБО по объему на 1-ый и последний годы эксплуатации, м3/чел.год;

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

Т - расчетный срок эксплуатации полигона, лет;

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

К2 - коэффициент, учитывающий объем наружных изолирующих слоев грунтов (промежуточный и окончательный).

Определим значение параметров, отсутствующих в исходных данных. Удельная годовая норма накопления ТБО по объему на 2-ой год эксплуатации определяется из условия ее ежегодного роста по объему на 3% (среднее значение по РФ 3-5%).

У2 = 1,1 * (1,03) * 20 = 1,1 * 1,805 = 1,99 м3/чел.год

Коэффициент К1 учитывающий уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона за весь срок Т (если Т = 15 лет), принимаем по таблице 1, с учетом применения для уплотнения бульдозера массой 14т - К1 = 4.

Коэффициент К2, учитывающий объем изолирующих слоев грунта в зависимости от общей высоты, принимаем по таблице 2 К2 = 1,18.

Проектируемая вместимость полигона Ет составит:

Ет = (1,1 + 1,99) * (250000 + 350000) * 20 * 1,18 (4,4) = 2734650 м3

Таблица 1 Значение коэффициента К1, учитывающего уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона

Масса бульдозера или катка, т	Полная проектируемая высота полигона, м	К1
3-6	20…30	3
12-14	менее 10	3,7
12-14	20…30	4
20-22	50 и более	4,5

Примечание: Значения К1 приведены при соблюдении послойного уплотнения ТБО, оседания в течение не менее 5 лет и плотности ТБО в местах сбора р1 = 200 кг/м3.



Таблица 2 Значение коэффициента К2, учитывающего объем изолирующих слоев

Общая высота, 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. В табл. 2 слой промежуточной изоляции принят 0,25 м. При применении катков Км-305 допускается слой промежуточной изоляции 0,15 м.

1.2.2 Расчет требуемой площади земельного участка полигона

Площадь участка складирования ТБО определяется по формуле:

Фу.с = 3Е : Нп,

где 3 - коэффициент, учитывающий заложение внешних откосов 1:4;

Нп - высота полигона, равна 40 м.

Площадь земельного участка полигона составляет:

Фу.с = 3 * 2734650 : 40 = 205099м2 = 2 0,5 га

Требуемая площадь полигона составит:

Ф = 1,1 * Фу.с + Фдоп., (2)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий полосу вокруг участка складирования;

Фдоп. - площадь участка хозяйственной зоны и площадки мойки контейнеров.



Ф = 1,1 * 20,5 + 1,0 = 23,6 га

1.2.3 Расчет фактической вместимости полигона

Полигон проектируется на плоском рельефе. Фактически отведенная площадь участка составила 22,3 га, в том числе собственно под полигон 21,7 га и 0,6 га под подъездную дорогу от автомагистрали длиной 0,5 км. Грунт в основании полигона на 2 м глубины состоит из легких суглинков, далее идут тяжелые суглинки и грунтовые воды на глубине 3,5 м.

Принимается решение полностью обеспечить потребности в грунте для промежуточной и окончательной изоляции за счет рытья котлована в основании полигона.

Реальный участок складирования ТБО в проекте имеет прямоугольную форму длиной 440 м, шириной 400 м.

Высота полигона Н определяется из условия заложения внешних откосов 1:4 и необходимости иметь размеры верхней площадки, обеспечивающие надежную работу мусоровозов и бульдозеров:

Н = Ш : 8 - н, (3)

где Ш - ширина участка складирования, м;

8 - двойное заложение откосов (4х2);

н - показатель снижения высоты полигона, обеспечивающий оптимальные размеры плоской верхней площадки, м.

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

Шв = 9 * 2 + 10 * 2 = 38 м



Для удобства работ на верхней площадке принимаем ее ширину равной 80 м.

Показатель снижения высоты будет:

н = 80 : 8 = 10 м

Высота полигона составит:

Н = 400 : 8 - 10 = 40 м

Фактическая вместимость полигона с учетом уплотнения рассчитывается по формуле усеченной пирамиды:

(4)

где С1 и С2 - площади основания и верхней площадки, м2

Примечание: вместимость котлована в основании полигона не учитывается, так как весь грунт из него идет на изоляцию ТБО. В этих условиях Еф равно Бу - объему уплотненных ТБО.

Для верхней плоской площадки составляет:

440 - 40 * 8 = 120 м

Ширина верхней площадки будет:

400 - 40 * 8 = 80 м



По формуле 4 рассчитываем фактическую вместимость:

Еф = (440 * 400 + 120 * 80 + 400 * 440 * 120 * 80) * 40 = (176000 + 9600 + 41160) х 40

Еф = 3023467 м3

Потребность в изолирующем материале определяется по формуле:

В = Ву (1 - 1 / К2) (5)

Для изоляции 3023467 м3 уплотненных ТБО потребуется грунт в объеме:

Вг = 33023467 (1 - 1 / К2) = 3023467 (1 - 1 / 1,18) = 453520 м3

В рассматриваемых условиях Вг - емкость котлована. Средняя проектируемая глубина котлована в основании полигона определяется по формуле:

полигон бытовой отход рекуперация

Нк = 1,1 * Вг : С1,

где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему котлована;

Нк = 1,1 * 453520 : 176000,0 = 2,83 м

Площадь участка складирования разбивается на четыре очереди эксплуатации с габаритами 200 м на 220 м и площадью 44000 м2 - 4,4 га.



Каждая из этих очередей эксплуатируется с учетом укладки пяти рабочих слоев ТБО (2 м ТБО и 0,25 м грунта). Общая высота составит:

2 * 5 + 0,25 * 5 = 11,25м

В том числе над поверхностью земли (черных отметок) высота насыпи за каждую очередь составит:

11,25 - 2,83 = 8,42 м.

Объем котлована одной очереди будет:

153520 : 4 = 113380м3

Наращивание высоты с отметки 9 м до 39 м и окончательную изоляцию слоем 1 м условно можно считать пятой очередью эксплуатации. Срок эксплуатации каждой очереди в среднем 4 года.

Грунт из котлована I очереди складируется в кавальер для его использования при окончательной изоляции полигона. Кавальер размещается по внешней границе I, III и IV очередей. Длина кавальера составляет:

410 + 475 = 885 м.

Площадь поперечного сечения кавальера будет:

113380 : 885 = 128,1 м2

Кавальер имеет форму трапеции с шириной основания 24 м, шириной по верху 4,5 м и высотой 9 м. Площадь поперечного сечения составляет:



(4,5 + 24) * 9 : 2 = 128,25 м2

Площадь, занимаемая кавальером грунта, составляет:

885 * 24 = 21240 м2 = 2,1 га

1.3 Закрытие полигона ТБО

Закрытие полигона для приема ТБО осуществляется после отсыпки его на проектную отметку, установленную заданием, на высоконагружаемых полигонах со сроком эксплуатации не менее 5 лет допускается превышение проектной отметки на 10%.

Последний слой отходов перед закрытием полигона засыпается слоем грунта с учетом дальнейшей рекультивации. При планировке изолирующего слоя необходимо обеспечивать уклон к краям полигона.

Устройство изолирующего слоя полигона определяется заданием по его рекультивации.

Укрепление наружных откосов полигона должно проводиться с начала эксплуатации полигона по мере увеличения высоты складирования. Материалом для засыпки наружных откосов полигона служит предварительно снятый при его строительстве растительный грунт.

Для защиты от выветривания или смыва грунта с откосов полигона необходимо производить их озеленение непосредственно после укладки изолирующего слоя. По склонам высаживаются защитные насаждения и устраиваются террасы. Выбор видов деревьев и кустарников определяется местными условиями и приводится в разделе 3 "Рекультивация территорий закрытых полигонов".

На участках, используемых, в последующем под открытые склады тары непищевого назначения, толщина верхнего изолирующего слоя должна составлять не менее 1,5 м. При использовании рекультивированной территории полигона под выращивание сельскохозяйственной продукции, садово-ягодных растений и лесопосадок толщина верхнего изолирующего слоя может быть изменена в зависимости от вида выращиваемых культур растений. Верхний слой отходов до их укрытия изоляцией должен быть тщательно уплотнен до плотности не менее 750 кг/м3.

1.4 Понятие рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО

Рекультивация закрытых полигонов - комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности восстанавливаемых территорий, а также на улучшение окружающей среды.

Кроме полигонов, на практике встречается большой количество несанкционированных свалок, которые устраивались и эксплуатировались без выполнения каких-либо требований органов санэпиднадзора и охраны природы.

Рекультивация таких свалок требует выполнения большого объема подготовительных работ, а именно:

· проведения комплекса экологических исследований (гидрогеологических, геологических, почвенных, исследования атмосферы, проверки отходов на радиоактивность и т.п.);

· решения вопросов по утилизации отходов, консервации фильтрата, использования биогаза, устройства экранов и т.д.

Рекультивация проводится по окончании стабилизации закрытых полигонов - процесса упрочнения свалочного грунта, достижения им постоянного устойчивого состояния. Сроки процесса стабилизации приведены в табл. 3.

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



Таблица 3 Сроки стабилизации закрытых полигонов для различных климатических зон

Вид рекультивации	Сроки стабилизации закрытых полигонов для различных климатических зон, год
	Южная	Средняя	Северная
Посев многолетних трав, создание пашни, сенокосов, газонов	1	2	3
Посадка кустарников, сеянцев	2	2	3
Посадка деревьев	2	2	3
Создание огородов, садов	10	10	15

1.5 Направления рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО

Полного восстановления продуктивности и хозяйственной ценности территории закрытого полигона рациональными в технико-экономическом отношении средствами добиться невозможно и здесь необходимо говорить о направлениях рекультивации. Направление рекультивации определяет дальнейшее целевое использование рекультивируемых территорий. Направления рекультивации, наиболее приемлемые для закрытых полигонов:

· сельскохозяйственное;

· лесохозяйственное;

· рекреационное (например, устройство горнолыжного спуска);

· строительное.

Сельскохозяйственное направление рекультивации закрытых полигонов осуществляется в случае расположения полигона в зоне землепользования того или иного сельскохозяйственного предприятия. Оно имеет целью создание, на нарушенных в процессе заполнения полигона землях, пахотных и сенокосно-пастбищных угодий, площадей для поливного высокопродуктивного овощеводства, коллективного садоводства. При осуществлении сельскохозяйственного направления рекультивации выращивание овощей и фруктов, а также коллективное садоводство допускается через 10-15 лет, создание сено косно-пастбищных угодий - через 1-3 года после закрытия полигона.

Лесохозяйственное направление рекультивации - создание на нарушенных полигонами землях лесных насаждений различного типа. Лесоразведение предусматривает создание и выращивание лесных культур мелиоративного, противоэрозионного, полезащитного, ландшафтно-озеленительного назначения.

Строительное направление рекультивации закрытых полигонов - приведение территории закрытого полигона в состояние, пригодное для промышленного и гражданского строительства. Строительное направление осуществляется двумя способами: строительство объектов на территории закрытого полигона без вывоза свалочного грунта и с вывозом свалочного грунта. Вопрос о капитальном строительстве на закрытых полигонах без вывоза свалочного грунта решается после проведения соответствующих исследований. Гражданское строительство с подвальными помещениями (жилые здания, детские и лечебно-профилактические учреждения) на территории закрытого полигона без вывоза свалочного грунта не допускается. При вывозе свалочного грунта жилищное строительство может быть разрешено только после проведения соответствующих санитарно-бактериологических исследований.

1.6 Этапы рекультивации полигона

Рекультивация полигона выполняется в два этапа:

1. Технический

2. Биологический

Технический этап рекультивации включает исследования состояния свалочного тела и его воздействия на окружающую природную среду, подготовку территории полигона (свалки) к последующему целевому использованию. К нему относятся: получение исчерпывающих данных о геологических, гидрогеологических, геофизических, ландшафтно-геохимических, газохимических и других условий участка размещения полигона (свалки), создание рекультивационного многофункционального покрытия, планировка, формирование откосов, разработка, транспортировка и нанесение технологических слоев и потенциально-плодородных почв, строительство дорог, гидротехнических и других сооружений.

Для выработки решений по исключению влияния газохимического загрязнения атмосферы определяют состав и свойства образующегося биогаза, содержания органики, влажность и др. данные. С учетом полученных данных и анализа климатических и геологических условий расположения полигона составляется прогноз образования биогаза и выбирается метод дегазации и конструкция рекультивационного покрытия полигона.

Биологический этап рекультивации включает мероприятия по восстановлению территории закрытых полигонов для их дальнейшего целевого использования в народном хозяйстве. К нему относится комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на восстановление нарушенных земель. Биологический этап осуществляется вслед за техническим этапом рекультивации.

Работы по рекультивации закрытых полигонов составляют систему мероприятий, осуществляемых как в период эксплуатации, так и в процессе самого производства работ. Для определения объемов работ, выбора технологии и оборудования в период подготовки к проведению рекультивации производится паспортизация полигона по отчетным данным спецавтохозяйства, комбинатов благоустройства и т.д. по подчиненности, за весь период эксплуатации закрытого полигона.



1.7 Организация работ и технология рекультивации

1.7.1 Организация работ

Рекультивацию территории закрытого полигона проводит организация, эксплуатирующая полигон, после получения предварительного разрешения на проведение работ в органах санитарно-эпидемиологического надзора и Минприроды (района, города, области, края) с участием предприятия, выполняющего дальнейшее целевое использование земель.

В обязанность спецавтохозяйства и других предприятий по санитарной очистке города входит своевременное проведение рекультивации и передача участка для его дальнейшего целевого использования. Технический этап рекультивации проводится самим предприятием. Биологический этап целесообразно проводить специализированными предприятиями коммунального, сельскохозяйственного или лесохозяйственного профиля за счет средств предприятия, проводящего рекультивацию.

Для проведения рекультивации разрабатывается проектно-сметная документация. Обязательной документацией проекта являются:

- исходный план полигона на начало рекультивации;

- генплан полигона после рекультивации;

- схема перемещения свалочного грунта;

- технология проведения рекультивации;

- пояснительная записка, в которой отражается характеристика:

· свалочного грунта на всю глубину;

· почв и пород, завозимых для рекультивации;

· материалов и технических изделий, применяемых в системе дегазации;

- качественный и количественный подбор ассортимента растений и удобрений;

- сметы на проведение работ.

Основными исходными данными для проведения рекультивации являются:

- год открытия полигона;

- год закрытия полигона;

- вид вывозимых отходов (бытовые, промышленные, строительные);

- расстояние от полигона до ближайших градостроительных объектов, в км;

- общая площадь отчуждения, га;

- общий объем накопления отходов, тыс. м3;

- объем поступления отходов по годам эксплуатации, тыс. м3;

- высота слоя отходов, м;

- в т.ч. над уровнем земли, м;

- верхний слой изолирующего материала (грунт, шлак, строительные отходы и т.д.)

- толщина верхнего слоя изоляции, м;

- местность, на которой расположен полигон (лес, болото, поле, овраг, карьер, селитебная зона, район новостройки и т.д..);

- ведомственная принадлежность прилежащих земель;

- предполагаемое использование данной территории в дальнейшем;

- расстояние от места погрузки растительного грунта до закрытого полигона, км;

- самозарастание полигона, %;

- вид растений;

- вид кустарников;

- вид деревьев;

- густота травостоя, %;

- возраст деревьев, лет.



1.7.2 Технологический этап рекультивации

Технологическая схема рекультивации закрытых свалок без переработки свалочного грунта приведена на рис. 1. По данной схеме производится выполаживание откосов (1) бульдозером (2), погрузка и доставка автотранспортом растительного грунта и потенциально плодородных земель (4), которые разравниваются бульдозером (5) по поверхности полигона (6), чем создается рекультивационный слой (7) и закачивается технический этап. В дальнейшем проводится биологический этап (8) и осуществляется одно из выбранных направлений рекультивации (9).

Рис.1 Технологическая схема рекультивации закрытых свалок без переработки свалочного грунта

1 - выположенный откос свалки; 2, 5 - бульдозер; 3 - автотранспорт; 4 - насыпная почва; 6 - закрытая свалка; 7 - рекулътивационный слой закрытой свалки; 8 - биологический этап рекультивации; 9 - рекреационное, сельскохозяйственное, лесохозяйственное направление рекультивации.

К процессам технического этапа рекультивации относятся стабилизация тела полигона, выполаживание и террасирование, сооружение системы дегазации, создание рекультивационного многофункционального покрытия, передача участка для проведения биологического этапа рекультивации. Технический этап рекультивации закрытых полигонов включает следующие операции:

- завоз грунта для засыпки трещин и провалов, его планировка;

- создание откосов с нормативным утлом наклона. Операции производятся сверху вниз при высоте полигона над уровнем земли более 1,5 м;

- строительство дренажных (газотранспортных) систем дегазации;

- погрузка и транспортировка материалов для устройства многофункционального покрытия;

- планировка поверхности;

- укладка и планировка плодородного слоя.

Материалы и технические изделия, предусматриваемые для сооружения систем дегазации, должны соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий.

Конструкции и применяемые материалы газовых скважин должны обеспечить их надежную эксплуатацию без капитальных ремонтов и замены основных узлов в течение 15 лет.

Для промежуточных и магистрального газопроводов должны применяться трубы из полиэтилена низкого давления с маркировкой "ГАЗ", изготовленные в соответствии с ТУ 6-19-051-538-85 типа "Т".

Соединительные детали (втулки под фланцы, переходы, отводы, тройники и др.) для полиэтиленовых труб предусматриваются по ТУ-6-19-051-539-85.

При выборе запорной арматуры следует учитывать условия ее эксплуатации по давлению газа и температуре.

При отсутствии полиэтиленовых труб могут быть применены стальные трубы. Стальные трубы должны быть прямошовные, спиральношовные или бесшовные, изготовленные из хорошо сваривающейся стали, содержащей не более 0,25% углерода, 0,056% серы и 0,046% фосфора.

Защиту труб от коррозии необходимо предусматривать в соответствии с требованиями ГОСТ 9.015-74.

В случае, если полигон выступает над уровнем земли выше 1,5 м, производится его выполаживание и при необходимости (для высотных полигонов) террасирование.

Выполаживание производится бульдозером сверху вниз перемещением свалочного грунта с верхней бровки полигона на нижнюю путем последовательных заходок. Технологическая схема выполаживания откоса свалок показана на рис. 2.

Рис.2 Технологическая схема выполаживания откоса свалок

lpn - приращение горизонтальной проекции линии откоса; a - угол естественного откоса отходов; a1 - угол откоса после выполаживания; В - берма безопасности; b - ширина горизонтальном поверхности свалки; Н - высота свалки отходов.

При рекультивации высотных полигонов производится совместное террасирование и выполаживание поверхности полигонов (рис. 3). Террасирование производится через 10-12 м высоты полигона. Ширина террасы 5-7 м.



Рис.3 Технологическая схема террассирования и выполаживания закрытой свалки

lbn - приращение горизонтальной проекции линии откоса; a - угол естественного откоса отходов; a1 - угол откоса после выполаживания; bтр - ширина горизонтальной поверхности террасы; h1, h2, - высота яруса; Н - высота свалки отходов.

Нормативный угол откоса устанавливается в зависимости от целевого использования и имеет следующие уклоны:

- для возделывания сельскохозяйственных культур, в т.ч. в полеводстве не более 2-3;

- для лугов и пастбищ не более 5-7,

- для садов не более 11;

- для посадки леса (кустарников и деревьев) не более 18;

- для организации зон отдыха, лыжных горок и т.д. не более 25-30.

Верхний рекультивационный слой закрытых полигонов состоит из слоя подстилающего грунта и насыпного слоя плодородной почвы.

В качестве искусственного подстилающего слоя (слабопроницаемое покрытие) применяются: плотные суглинки и глины толщиной слоя не менее 200 мм и с коэффициентом фильтрации не более 10-3см /с; песчаное основание толщиной не менее 150 мм, связанное битумом III-IV категории; другие нетоксичные материалы, имеющие коэффициент фильтрации 10-3см/с.



1.7.3 Биологический этап рекультивации

По окончании технического этапа участок передается для проведения биологического этапа рекультивации закрытых полигонов. Биологический этап рекультивации продолжается 4 года и включает следующие работы: подбор ассортимента многолетних трав, подготовку почвы, посев и уход за посевами. Ассортимент многолетних трав дан в таблице 5.

В первый год проведения биологического этапа производится подготовка почвы, включающая в себя дискование на глубину до 10 см, внесение основного удобрения в соответствии с нормой, приведенной в таблице 6, с последующим боронованием в 2 следа и предпосевное прикатывание.

Таблица 5 Ассортимент многолетних трав для биологического этапа рекультивации закрытых полигонов

Южная Средняя Северная

Донник белый Ежасборная Волоснец сибирский

Костер безостный

Клевер белый Клеверкрасный Клеверкрасный

Люцерна желтая Мятликлуговой Мятликлуговой

Люцерна синегибридная Мятликобыкновенный Мятлик обыкновенный

Овсяница бороздчатая Овсяницакрасная Овсяница луговая

Овсяница луговая Полевицабелая

Рейграс пастбищный Пырейбескорневищный

Эспарцет песчаный Тимофеевкалуговая Тимофеевка луговая



Таблица 6 Нормы внесения удобрений при рекультивации

Минеральные удобрения	Нормы внесения действующего вещества, кг/га
	Основное допосевное внесение	Подкормка
Азотные	-	40-60
Фосфорные	60-90	60-80
Калийные	60-80	40-60
Древесная зола	400-800	-

Затем производится раздельно-рядовой посев подготовленной травосмеси. Травосмесь состоит из двух, трех и более компонентов. Подбор трав для травосмеси должен обеспечивать хорошее задернение территории рекультивируемого полигона, морозо- и засухоустойчивость, долговечность и быстрое отрастание после скашивания.

В таблице 7 приведены нормы высева семян трав. При посеве травосмеси из двух компонентов норма высева снижается на 35%, а при посеве трехкомпонентной травосмеси - на 50% от нормы высева по видам трав. Указанные нормы высева трав для северной зоны увеличивают в 2 раза.

Глубина заделки семян 1 -1 ,25 см, а крупных семян - 3-4 см. Расстояние между одноименными рядками 45 см, а между общими рядками 22,5 см.

Таблица 7. Нормы высева семян многолетних трав

Наименование видов трав Норма высева, кг/га

Клевер белый 10-12

Клевер красный 19-20

Костер безостный 35-38

Донник 30-31

Люцерна желтая 15-18

Эспарцет песчаный 75

Волоснец сибирский 23-25

Житник гребенчатый 23-25

Регнерия волокнистая 44

Пырей бескорневищный 38

Пырей сизый 25

Овсяница красная 28-31

Овсяница луговая 29-31

Рейграс пастбищный 31-35

Тимофеевка луговая 15-18

Мятлик луговой 19-25

Полевица белая 14-19

Ежа сборная 18-19

Уход за посевами включает в себя полив из расчета обеспечения 35-40% влажности почвы, повторность полива зависит от местных климатических условий, скашивание на высоте 10-15 см и подкормку минеральными удобрениями в соответствии с нормой подкормки с последующим боронованием на глубину 3-5 см (см. табл 5)

В последующем на 2, 3 и 4 годы выращивания многолетних трав производится их подкормка азотными удобрениями в весенний период, бронирование на глубину 3-5 см, скашивание на высоту 5-6 см и подкормка полным минеральным удобрением из расчета 140-200 кг/га с последующим боронованием на глубину 3-5 см и поливом из расчета 200 куб. м/га при одноразовом поливе.



Глава 2. Рекультивация территорий закрытых полигонов ТБО с целью повторного складирования отходов

2.1 Аргументация выбора направления

Рекультивация территорий закрытых полигонов по привычным направлениям позволяет частично восстановить плодородность почв и со временем использовать эти территории в других целях. Но какие бы новейшие технологии в рекультивации мы не применяли полного оздоровления окружающей среды достичь невозможно, а значит использование этих территорий во многих целях опасно для здоровья людей. Также проблема образования большого количества отходов и необходимость их складирования остается по-прежнему актуальной.

Поэтому я предлагаю другое направление рекультивации - рекультивацию территорий закрытых полигонов ТБО с целью повторного складирования отходов, то есть способ многократного использования площадок захоронения ТБО. Такой вид рекультивации позволяет решить проблему отведения новых территорий под полигоны ТБО.

2.2 Рассмотрение известных способов и выявление их недостатков

1. Известен способ (общепринятый) захоронения ТБО, который заключается в создании гидроизолирующего экрана в основании площадки, послойном складировании ТБО с 4-кратным уплотнением и пересыпкой почвогрунтом, завозимым извне, устройстве водозащитного покрытия и рекультивации поверхности площадки (Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник/ А.Н.Мирный и др. М.: Стройиздат, 1997, с.253-254.).

Признаки известного способа, совпадающие с признаками заявляемого, - создание гидроизолирующего экрана в основании площадки, послойное складирование ТБО с уплотнением и пересыпкой грунтом, устройство водозащитного покрытия на поверхности заскладированных отходов.

Известный способ имеет ряд недостатков:

- постоянная потребность в новых площадках;

- площади земельных участков, отводимых под площадки для захоронения ТБО, эксплуатируются в течение 15-20 лет и затем, после рекультивации, надолго (50-100 лет) выбывают из активного землепользования;

- закрытые площадки ТБО очень скоро перестают соответствовать современным экологическим требованиям в связи с тем, что экологические требования законодательных актов постоянно возрастают;

- для изоляции ТБО требуются почвогрунты, завозимые извне; для этого, как правило, дополнительно требуется разработка карьера грунта, что приводит к нарушению земель, а следовательно, требуется проведение дополнительных работ по рекультивации разрабатываемых карьеров;

- ни один из видов почвогрунтов в полной мере не отвечает всем требованиям, предъявляемым к материалам, используемым для пересыпки ТБО (надежно изолировать ТБО от контакта с насекомыми, препятствовать доступу птиц и грызунов к отходам, быть неудобным для устройства лазеек и нор, быть проницаемым для образующихся при разложении отходов газов, препятствовать появлению запахов от разложения отходов и т.п.);

- теряются ценные вторичные материальные ресурсы (BMP), так как при сложившейся в Российской Федерации системе обезвреживания ТБО, как правило, на захоронение направляются все образующиеся ТБО без извлечения BMP;

- большие непроизводительные затраты на постэксплуатационное обслуживание площадок.

2. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является способ использования места хранения городского мусора, при котором бурением извлекают городской мусор (свалочный грунт) на месте его хранения и сортируют его по фракциям: на фракции, подвергшиеся разложению и брожению (собственно грунт), и на не разлагаемые фракции. Каждый вид фракций используют или обрабатывают соответствующим образом. Освободившееся на площадке место используют для захоронения нового городского мусора (К.К.Эбаре от 16.11.89 г. "Способ использования места хранения городского мусора").

Признаки известного способа, совпадающие с признаками заявляемого, - извлечение мусора на месте хранения, сортировка его по фракциям и использование освободившихся площадей для захоронения вновь поступающих ТБО.

Недостатками способа являются:

- длительные сроки повторного освоения площадок захоронения мусора, связанные с тем, что свалочный грунт добывают бурением, т.е. осваивают площадки захоронения мусора точечно, скважинами - процесс, растянутый во времени, приводящий к снижению кратности освоения площадки захоронения мусора;

- несоответствие площадок хранения мусора современным экологическим требованиям, поскольку добыча бурением не позволяет полностью освободить основание площадки и тем самым создать (или реконструировать) гидроизолирующий экран основания и систему отвода фильтрата;

- деление добытого грунта только на две фракции: из неразлагаемой фракции грунта не извлекают вторичное сырье (ВС) - стекло, металл, синтетические материалы и др. (т.е. теряются природные ресурсы).

2.3 Предлагаемый способ рекуперации площадок захоронения ТБО

Задача изобретения - увеличение сроков эксплуатации существующих площадок захоронения ТБО, обеспечение соответствия площадок современным экологическим требованиям, сбережение природных ресурсов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - увеличение кратности освоения площадок захоронения ТБО, повышение защитных свойств и надежности гидроизолирующего экрана основания и системы отвода фильтрата; многократное использование свалочного грунта и получение вторичного сырья.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Площадку захоронения ТБО разбивают на участки в зависимости от условий ее расположения, геометрии, удобства освоения и пр. Освоение начинают с нижнего по рельефу участка. На выбранном участке экскавацией извлекают свалочный грунт. Выбранный грунт подвергают сортировке и сепарации. Для этого используют известное оборудование, применяемое на мусороперерабатывающих заводах. Свалочный грунт сортируют с выделением вторичного сырья (ВС), балластных фракций и собственно грунта. ВС направляют на переработку, остальные части - на вспомогательную площадку для временного хранения. При сортировке и сепарации извлекают стекло, черный и цветной металл, синтетические материалы (полиэтилен, пластмассу и пр.). После сортировки остается часть свалочного грунта, которая состоит из биосубстрата (до 90%) и балластных фракций ТБО. Этот грунт имеет плотность 1,4-1,6 т/м3 , воздухопроницаем, хорошо уплотняется. Биосубстрат, входящий в состав свалочного грунта, представляет собой гумифицированный продукт, обладающий сорбционными свойствами. Балластные фракции - инертные материалы: камни, кирпич, мелкие фракции стекла, которые также можно использовать (например, для создания эксплуатационных дорог). В основании освободившегося после экскавации участка площадки захоронения ТБО создают (либо реконструируют) гидроизолирующий экран и систему отвода фильтрата в соответствии с действующими нормативными требованиями. На сегодняшний день коэффициент фильтрации гидроизолирующего экрана должен быть 10-7 м/с. После создания гидроизолирующего экрана на этом участке площадки складируют с 4-кратным уплотнением вновь завозимые ТБО и пересыпают их полученным в процессе сортировки грунтом. В соответствии с действующими на сегодняшний день нормативными требованиями минимальная толщина слоя свалочного грунта при пересыпке составляет 0,25 м. Этого слоя свалочного грунта достаточно для того, чтобы он сорбировал выделяющиеся при разложении дурнопахнущие вещества. По достижении проектных отметок данного участка на поверхности вновь заскладированных ТБО создают водозащитное покрытие из отсортированного грунта и начинают освоение следующего участка. Возвращение к первоначально осваиваемому участку площадки ТБО целесообразно через 20 лет.

Предлагаемый способ позволит:

- санировать старые свалки и обеспечить выполнение действующих нормативных требований к объектам захоронения ТБО (например, устройство или реконструкция гидроизолирующего экрана в основании и системы сбора фильтрата, строительство биологических очистных сооружений);

- многократно использовать отведенные территории для захоронения ТБО;

- экономить природные ресурсы за счет использования ВС (стекло, металлы, пластики) и рециркуляции полученного в процесс сортировки свалочного грунта для пересыпки ТБО и рекультивации; исключить разработку карьеров грунта;

- сократить затраты на стадии инвестиций, капитальные и постэксплуатационные затраты.



Заключение

Проведен аналитический обзор.

Рассмотрен пример инженерного расчета емкости и площади полигона.

На основе проведенного аналитического обзора и патентных данных можно сделать вывод о том, что самым целесообразным и эффективным направлением рекультивации территорий закрытых полигонов ТБО является направление повторного использования территорий для складирования отходов.

Такой вид рекультивации позволяет:

· решить проблему отведения новых территорий под полигоны ТБО;

· многократно использовать отведенные территории для захоронения ТБО;

· экономить природные ресурсы за счет использования вторичного сырья;

· сократить затраты на стадии инвестиций, капитальные и постэксплуатационные затраты.

Список использованной литературы

1. "Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов" АКХ им. Памфилова, М., 1998.

2. Закон РФ "Об отходах производства и потребления" от 24 июня 1998 г. № 89 -ФЗ.

3. Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник / А.Н.Мирный и др.; Под ред. А.Н.Мирного М.: АКХ, 1997.

4. Багдасаров Р.С., Нечистяк Т.А. Проблемы и реальность управления Московскими ТБО // Чистый город. - 2002 - N 2(18).

5. Бедретдинов Н.А. Об эксплуатации полигонов для захоронения отходов на территории Московской области // Экол. вестн. Подмосковья. - 1993. - N 4.

6. Лапочкин Б.К. К вопросу оценки экологической опасности городских свалок бытовых отходов. // Экология промышленного производства. 2002.

7. Проектирование полигонов ТБО. Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Тагилов М.А. //Экология и промышленность России. - 2001.

8. Пат. РФ № 2243040, 2003. Способ рекуперации площадок захоронения твердых бытовых отходов. Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Рудакова Л.В., Максимова С.В., Армишева Г.Т.

9. Пат. РФ № 2448785, 2010. Способ биологической рекультивации свалок твердых бытовых отходов. Мамась Н. Н., Перебора Е. А., Мельник О. А.

Размещено на Allbest.ru