Дегазация и рекультивация земель, нарушенных свалками и полигонами твердых бытовых отходов
В зоне влияния свалок, полигонов существует три вида загрязненийхимическое, микробиологическое, тепловое. Первое обусловлено поступлением со свалки в окружающую среду химических соединений. Микробиологическое загрязнение связано с поступлением патогенной микрофлоры из твердых бытовых отходов в почву, грунтовые воды. Тепловое загрязнение обусловлено изменением геологической среды в результате… Читать ещё >
Содержание
- 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМИССИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В МЕСТАХ ЗАХОРОНЕНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
- 1. 1. Существующее положение в системе переработки и обезвреживания твердых бытовых отходов
- 1. 2. Теоретические особенности эмиссии загрязняющих веществ при складировании ТБО на свалках и полигонах
- 1. 2. 1. Загрязнение подземных вод
- 1. 2. 2. 3. агрязнение атмосферы
- 1. 2. 3. Разложение органического вещества в свалочных грунтах
- 1. 2. 1. Загрязнение подземных вод
- 1. 3. Существующая теоретическая оценка потенциальных запасов биогаза
- 1. 4. Существующие методы рекультивации полигонов, свалок
- 1. 5. Экологическая оценка складирования твердых бытовых отходов на полигонах Московской области
- ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
- 2. ТЕ0РЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБРАЗОВАНИЯ БИОГАЗА НА ПОЛИГОНАХ ТБО
- 3. МЕТОДИК, А ПРОВЕДЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 3. 1. Выбор направления исследований в лабораторных условиях
- 3. 2. Методика газохимического исследования в лабораторных условиях
- 3. 2. 1. Методика определения физико-химических свойств ТБО
- 3. 2. 2. Методика определения газового состава биогаза
- 3. 2. 3. Определение интенсивности разложения
- 3. 2. 4. 0. пределение зависимости выхода биогаза от влажностного и температурного режимов
- 4. ПОЛЕВЫЕ ГАЗОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 4. 1. Методика полевых газохимических исследований
- 4. 2. Анализ газового поля полигона
- 4. 2. 1. Анализ метанового поля
- 4. 2. 2. Анализ поля диоксида углерода
- 4. 2. 3. Анализ поля оксида углерода
- 4. 2. 4. Анализ поля молекулярного водорода
- 4. 2. 5. Анализ полей индивидуальных газовых компонентов
- 4. 2. 6. Анализ взрывопожароопасности на территории полигона
- 4. 2. 7. Токсикологические характеристики компонентов биогаза
- 4. 2. 8. Морфология свалочного грунта
- 5. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ УДЕЛЬНОГО ВЫХОДА БИОГАЗА. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ С ПОВЕРХНОСТИ СВАЛОК И ПОЛИГОНОВ
Дегазация и рекультивация земель, нарушенных свалками и полигонами твердых бытовых отходов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Актуальность работы. Накопление твердых бытовых отходов (ТБО) в РФ в 2000 году составило около 30 млн. т. С учетом увеличения удельных норм накопления ТБО прогнозируется их рост к 2010 году до 35 млн. т. в год. Около 98% этих отходов вывозятся из городов и поселков городского типа на свалки и полигоны, занимающие в стране свыше 40 тыс. га нарушенных земель. Кроме того, около 50 тыс. га нарушенных земель составляет площадь закрытых свалок и полигонов. Ежегодно для размещения новых полигонов отчуждают около 1 тыс. га полезных земель включая и сельскохозяйственные. В соответствии с федеральным законом РФ от 24.06.1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления», под объектом размещения отходов подразумевается специально оборудованное сооружение, предназначенное для размещения отходов (полигон, хвостохранилище и др.).
Однако из всего количества действующих в настоящее время полигонов только около 8% отвечают санитарным требованиям, остальныепредставляют собой значительную эпидемиологическую опасность, нарушают ландшафт и являются источниками распространения загрязняющих веществ.
В зоне влияния свалок, полигонов существует три вида загрязненийхимическое, микробиологическое, тепловое. Первое обусловлено поступлением со свалки в окружающую среду химических соединений. Микробиологическое загрязнение связано с поступлением патогенной микрофлоры из твердых бытовых отходов в почву, грунтовые воды. Тепловое загрязнение обусловлено изменением геологической среды в результате биотермического разложения органической составляющей твердых бытовых отходов, а также при их возгорании.
Наиболее важным аспектом негативного воздействия свалок и полигонов захоронения твердых бытовых отходов, на окружающую среду является биогаз.
Не управляемый процесс распространения биогаза в окружающую среду вызывает ряд негативных эффектов как локального, так и глобального характера. Например, при накоплении в определенных концентрациях биогаз создает взрыво — пожароопасные ситуации как непосредственно на свалках и полигонах, так и в зданиях и сооружениях расположенных в непосредственной близости от мест захоронения ТБО. Кроме того биогаз накапливаясь в приземном слое атмосферы в значительных концентрациях, вызывает эффект отравления у эксплуатационного персонала, а при насыщении биогазом порового пространства почвы, наблюдается угнетение растений на прилегающих к свалкам и полигонам землях. Биогаз относят к числу так называемым «парниковым газам», вызывающим глобальные изменения климата на Земле.
В материалах конференции ООН по окружающей среде и развитию современного общества (Рио-де-Жанейро, июнь 1992 года) указывается на углубление понимания всей совокупности процессов (физических, химических, геологических, биологических и др.), воздействующих на атмосферный воздух земли. Поэтому решения по дегазации «старых» свалок, закрытых и эксплуатируемых полигонов захоронения твердых бытовых отходов с применением организованных методов управления выходом биогаза за период его активной стабилизированной генерации актуальны, своевременны и имеют большое практическое значение, как в местном, региональном и глобальном масштабах.
Цель и задачи исследований. Целью работы является обоснование и разработка методов дегазации свалок и полигонов захоронения ТБО, обеспечивающих экологическую и взрывопожарную их безопасность. L.
Достижение поставленной цели связанно с решением целого ряда новых задач, включающих:
1. Анализ воздействия свалок и полигонов захоронения твердых бытовых отходов на окружающую среду с выявлением приоритетного компонента;
2. Исследование процесса образования биогаза и его эмиссии из толщи свалочного тела в лабораторных и полевых условиях;
3. Разработку математической модели оценки удельного выхода биогаза за период его активной генерации;
4. Разработка методики расчета эмиссии биогаза с поверхности свалок и полигонов захоронения твердых бытовых отходов.
Научная новизна. В результате выполненных многолетних исследований в рамках сформулированной цели и решения задач:
— определенны временные периоды фазового образования биогаза в свалочном теле и его эмиссии с поверхности свалок и полигонов ТБО;
— выявлены закономерности и установлена зависимость выхода биогаза от влажностного, температурного режимов и содержания в свалочном материале ер1анических составляющих;
— разработана математическая модель расчета удельного выхода биогаза за пеэиод его активной генерации с учетом физико-химических процессов расп: ща органического вещества ТБО;
— разработана и экспериментально обоснованна методика расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в составе биогаза в атмосферный воздух в местах размещения свалок и полигонов ТБО;
— предложены методы обоснования решений по дегазации свалок и полигонов ТБО.
Методика исследований. Исследования проводились на основе анализа ранее опубликованных работ выполненных другими авторами, проведения теоретических, лабораторных и полевых опытов с использованием аппарата математической статистики при обработке результатов опытов. При проведении лабораторных работ и полевых опытов использовались стандартные методики и теория планирования эксперимента. Объектом исследования являлись свалки и полигоны захоронения ТБО.
На защиту выносятся следующие положения диссертации:
1. Математическая модель оценки удельного выхода биогаза из толщи отходов за период его активной генерации и результаты экспериментальных исследований, обосновывающие эту модель;
2. Методика расчета количественных характеристик выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух с поверхности свалок и полигонов ТБО;
3. Инженерно-технические и технологические методы дегазации и рекультивации свалок и полигонов.
Практическая значимость и использование полученных результатов.
Главные положения выработанного научно-методического подхода к решению вопросов дегазации свалок и полигонов захоронения ТБО использованы при:
— разработке нормативных документов «Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых отходов. (Утверждены комитетом Мособлкомприрода, № 9/ 583 от 28.08.1996 г.) и «Правила по организации складирования тюков прессованных отходов на высоконагружаемых полигонах (Утверждены центром Госсанэпиднадзора Московской области. № 1879−5 от 01.12.1998 г.);
— разработке рабочих проектов «Рекультивация свалки № 3 г. Тольятти» (Проект утвержден 18.01.1998г) и «Рекультивация полигона ТБО «Щербинка» (Проект утвержден 29.03.95 г.).
Апробация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены на пленуме Межведомственного научного совета по экологии и гигиене человека и охране окружающей среды Российской Федерации «Методические проблемы гигиенической оценки опасности отходов и продуктов их утилизации» (Москва 5.03.1997г.), втором Международном конгрессе по управлению отходами (Москва 5−8 июня 2001 г.). По теме диссертационной работы опубликованы 6 печатных работ.
5. Основные результаты выполненных исследований были использованы при осуществлении рекультивации полигона ТБО «Щербинка» методом «пассивной» дегазации.
6. Разработаны инженерно-технические методы дегазации свалок и полигонов ТБО, выполненных по «пассивной» и «активной» технологиям и реализованные в конкретных проектах.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:
1. Абрамов Н. Ф., Кудинов В. Н., Проскуряков В. Н. Технологический регламент получения биогаза с полигонов твердых бытовых отходов. М:. ОНТИ Академия коммунального хозяйства им. Панфилова (АКХ), 1995 г.
2. Абрамов Н. Ф., Кудинов В. Н., Санников Э. С. Терловский П.М. Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых отходов. М. ОНТИ АКХ 1999 г.
3. Абрамов Н. Ф., Кудинов В. Н. Правила по организации складирования тюков прессованных отходов на высоконагружаемых полигонах ТБО. М.: ОНТИ АКХ, 1999 г.
4. Абрамов Н. Ф., Кудинов В. Н. Сметанин В.И., Соколов А. Д., Соломина О. И. Переработка и утилизация отходов зеленых насаждений городов./ «Чистый город» № 14. М.2001г., с. 13. 19.
5. Кудинов В. Н. Технология рекультивации закрытых свалок с переработкой свалочного грунта. Тез. Докладов 2-го Международного конгресса по управлению отходами. М.: ЗАО фирма «СИБИКО Интернэшнл» 2001 г., с. 153. 34.
6. Кудинов В. Н. Математическая модель оценки удельного выхода биогаза за период его активной генерации. «Мелиорация и водное хозяйство», (в печати).
Список литературы
- Абрамов Н.Ф., Кудинов В. Н., Санников Э. С., Терловский П. М. Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых отходов. МЛ 999 г.
- Абрамов Н.Ф., Кудинов В. Н. Правила по организации складирования тюков прессованных отходов на высоконагружаемых полигонах ТБО. М. 1999 г.
- Абрамов Н. Ф. Кудинов В.Н., Проскуряков В. Н. Технологический регламент получения биогаза с полигонов твердых бытовых отходов. М. 1995 г.
- Абрамов Н.Ф., Разнощик В. В., Защита грунтовых вод на полигонах для твердых бытовых отходов. Научные труды АКХ., М&bdquo- 1993 г.
- Адлер Ю.П., Марков Е. В., Грановский Ю. В. Планирования эксперимента при проекте оптимальных условий". М., «Наука», 1976 г.
- Александровская З.И., Букреев Е. М., Медведев Я. В., Юскевич Н. Н. Благоустройство городов. М., Стройиздат, 1988 г.
- Базовые нормативы платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещение отходов. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы. М., Мин. Природа России., 1993 г.
- Дейнер Н., Смит Г. Прикладной регрессивный анализ. Москва, «Финансы и статистика», 1986 г.
- Букреев Е.М., Левин Б. И., Прохоров А. Н. Современные методы сбора, удаления и утилизации твердых бытовых отходов в США. М. ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР, 1985 г.
- Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бьгговых отходов. М. Стройиздат, 1996 г.
- Инструкция по проектированию и строительству противофильтрационных устройств искусственных водоемов из полиэтиленовой пленки. Госстрой ССР. М. Стройиздат., 1993 г.
- Инструкция по методике и планированию использования отходов жилищно-коммунального хозяйства. М. ОНТИ АКХ, 1990 г.
- З.Ковалев А. А. Биогазные установки России. «Чистый город». № 2, 2002 г. 39−41 с.
- Кудинов В.Н. Технология рекультивации закрытых свалок с переработкой свалочного грунта. Тез. Доклада 2-го Международного конгресса по управлению отходами, Москва. 2001 г. стр. 153−154.
- Левин Б.И. Использование твердых бытовых отходов в системах энергоснабжения. М. Энергоиздат. 1992 г.
- Методика исследования свойств твердых отбросов. М. Стройиздат, 1990 г.
- Мирный А.Н. Прессование твердых бытовых отходов. М. ГОСИНТИ, 1988 г.
- Мирный А. Н. Критерии выбора технологии обезвреживания и переработки ТБО. «„истый город“» № 1, 1998 г., с. 8−15
- Мирный А. Н. Современные методы обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов. ЖКХ. № 4, 1994 г., с. 24−26.
- Мирный А.Н., Абрамов Н. Ф., Никогосов Х. Н. санитарная очистка и уборка населенных мест. Справочник М. АКХ. 1997 г.
- Мирный А.Н., скворцов J1.C. Концепции обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации. Экология и промышленность России, № 4, 1997 г., 41−45 с.
- Обезвреживание и переработка городских отходов. Науч. Труды АКХ. М, 1989 г.
- Обезвреживание, переработка и использование твердых бытовых отходов. Науч. Труды АКХ. М. 1985 г.
- Оуэн О.С. Охрана природных ресурсов. Пер. с анг. М. Колос. 1987 г.
- Охрана окружающей среды. Под редакцией Белова С. В. М. «Высшая школа». 1991 г.
- Патент США. № 3 774 555. Кл. 110−8. 1973 г.
- Правила санитарного содержания территорий населенных мест. М. Стройиздат. 1980 г.
- Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Справ. Пособие. J1. Химия. 1985 г.
- Промышленные и полевые методы обезвреживания и переработки городских отходов. Науч. Труды АКХ. М. 1990 г.
- Пособие по проектированию полигонов по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов (КСНиП 2.01.28−85), Москва, 1990 г.
- Разнощик В.В. Проектирование и эксплуатация полигонов для твердых бытовых отходов. М. Стройиздат, 1991 г.
- Разнощик В.В. Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов в больших городах. МГЦНТИ. 1985 г.
- Рекомендации по определению норм накопления твердых бытовых отходов для городов РСФСР. М. ОНТИ АКХ. 1992 г.
- Рекомендации по условиям приема слаботоксичных промышленных отходов на полигоны (усовершенствованные свалки) твердых бытовых отходов. М. ОНТИ АКХ. 1987 г.
- Рекомендации по использованию компоста под древесно-кустарниковые растения. М. ОНТИ АКХ. 1987 г.
- Руководство по организации строительного производства в условиях северной зоны. М. Стройиздат, 1998 г.
- Русаков В.Н., Абрамов Н. Ф. Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов. СаНП и Н 2.1.7.722−98. М. 1999 г.
- Санитарная очистка городов от твердых бытовых отходов. Под ред. З. И. Александровской. М.Стройиздат. 1987 г.
- Санитарная очистка городов и охрана окружающей среды. Науч. Труды АКХ. М. 1998 г.
- Сбор и удаление твердых бытовых отходов. Науч. труды АКХ. МЛ 992 г.
- Справочник. Санитарная очистка и уборка населенных мест. Под ред. А. Н. Мирного. АКХ.М. 1997 г.
- Систер В.Г., Мирный А. Н., Скворцов JI.C., Абрамов Н. Ф., Никогосов Х. Н. Твердые бытовые отходы. АКХ. М.2001 г.
- Справочник проектировщика. Промышленный транспорт. Т 2/под ред. А. С. Гельмана 2-е изд. С. Стройиздат, 1982г
- Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. Под ред. Ю. Я. Велли и др. JI. Стройиздат, 1987 г.
- Телеченко В.И., Щербина Е. В., Абрамов Н. Ф. Методические рекомендации «Проектирование, строительство, рекультивация полигонов хранения ТБО. МГС9.2001г.
- Технические условия на компост, вырабатываемый на мусороперерабатывающих заводах, и на его применение. М. ОНТИ АКХ. 1996 г.
- Утилизация твердых отходов. Пер. с англ. В 2т/под ред. Д. Вильсона. СМ. Стройиздат. 1995 г.
- Улицкий В. А. Абрамов Н.Ф. Терминологический словарь по отходам. Природа. М. 2000 г.
- Proc. 14-th, World Energy Eng. Congr. And Environ. Eng. Congr., Atlanta, Ga, Oct. 23−25, 1991-Atlanta (Ga), 1992, c. 317−32 160. „GWF. Gas/Erdsas“, 1987, 128, № 11−12, c. 573−57 861. „Chemical Engineering“, 1984, 91, № 26, с/ 22−23,25
- Ж. „Природа“, Москва, 1995, № 6, с.23−24
- Патент № 2 068 812, Россия, МКИ6, С 02 F11102
- Techo ambiente, 1995, № 47, с. 43−44
- ISWA Yearbook 95/96, c/108
- Заявка Германии, № 19 506 804, МКИ6 F 23 G 7/08
- I-sza Miedzynar, konf. „Paliwa odpadow 97“, Ustron. 15−17 pazdz., 1997, Warczawf, 1997, с/ 9
- Baust. Recycl. + Deponitechn, 1996, № 12, 12, с/ 62−6386. „Ziegelindustrie International“, 1986, Bd. 39, № 2, с/ 73−7587. „Landfilling“, Depart. Of Water Resources Engineering, Lund inst. Of technology/Lund University, 1994, с/ 93−11
- Erste umweltgerechte Deponue Leipzig/ BW: Bauwirtschaft. 1993/47, № 11, S.34
- Erstman in Deutschland: Hochleistugs biologie und Aktivkohle reinigen gjjbtechnisch Deponie Sickewasser/VB Kraftwerkstechn. 1994. 74, № 2. S. 160−170
- Fuchsberger M. Henogl O. Schonsterin K. Sanitrung einer kommunales miilideponie / Entsorg. Prax. 1993. № 12. S. 20,22,24
- Gould J.P., Pohland F.G., Gross W.H. Mobilization and retention of merairy and lead from particulates codisposed with municipal solid wastes / Particul. Sci. And Technjl. 1988.6, № 4 P. 381−392
- Greunig H. Sickerwasseraufbereitung durch UVOxidation mit Ozon/ Abfallwir. J. 1994.6, № 3.P.103−104
- Hendeerson J.P., Atwatter J. W, High ammonia landfill leachate treatment using anaerobic filter and rotating biological contactor / Can. J.Civ. Eng. 1995/22, № 5. P.992−1000.
- Hening A. Verfahren skombinationen/ Entsorg. Prax. 1989. Spez. № 9. P. 19−22
- Hovelmann A., Bidinger S. Entsorgung von UmkehrosmoseKonzentratenStand der Technik bei der Behandlung von Deponiesicrerwasser/ AbfallwirtJ. 1993.5, № 4. S. 309−316
- Kiefer M. Restsoffbehandlung. Weitergehende Verfazensschritte zur Entsorgung von Produkten aus der Sikerwasseraufbereitung/ Korrespond. Abwasser. 1993.40. № 3.S.356−358,360,362−363
- Landfill technigues. The technical brief. The World Resource Foundation. 1995.8p.
- Loizidou M., Vithoulkas N., Kapetanios E. Phisicflchemicfl treftment of leachate from landfill/ J. Enverion. Sci. And Health. A. 1992.27, № 4. P. 1059−1073
- Myburg C., Britz T. Influence of higher organic loading on efficiency of an anaerobic digester while treating landfill leachate/ Water S/ Afr. 1993.19., № 4. P. 3199−324
- Neno D. Under Cover/ Civ. Eng. (USA).1964.64 № 2.P. 70−71
- Opatken Edward J., Howard Hinton K» Bond James J. Biological treatment of leachate from a superfund site/ Environ. Prog. 1989.8., № 1 P. 12−18
- Rainer S. Anaerobe Sickerwasserbehandlung/ Entsorg. Prax. 1989. Spez. № 9. P.24−26,28−29
- Reporting on Municipal Solid Waste, A Local Issue. US. IPE, EPA 530K93002, September, 1993, 82 p.
- Research and Development. US. JPE, EPA600/R94140, December, 1994, 136 p.
- Sickennberger B. Die Deponie des 21 Jahrhunderts/ Entsorg/ Prax. 1993. № 5. P. 198−299
- Toth S. SOILCRETE Dichtnand als vosorgliche sicheruny zur Verhinderung der Ausbreitung von Kontaminationen/ Geotechnik. 1989. 12. № 1.S.14