Проблема утилизации твердых бытовых отходов в городе Костанае и пути ее решения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова

Кафедра экологии и земледелия

Специальность 010940 - Экология и природопользование

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Проблема утилизации твердых бытовых отходов в городе Костанае и пути ее решения

Айтекенова Дильнара Алтаевна

Научные руководители:

Г. Нурмухамбетова, к.б.н., доцент

С. Кожевников, ст. преподаватель

Костанай, 2007



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Проектирование, эксплуатация и рекультивация полигонов для ТБО

1.1 Основные понятия

1.2 Проектирование полигонов

1.3 Эксплуатация полигонов

1.4 Рекультивация территорий закрытых полигонов

1.5 Охрана труда, техника безопасности и противопожарные мероприятия

2. «Мировая практика решения проблемы размещения и утилизации отходов»

2.1 Тяжелые металлы на полигонах ТБО

2.2 Обезвреживание полигонного фильтрата

2.3 Концепция экологически устойчивой свалки

2.4 Об опыте разработки систем обращения с отходами для городов и муниципальных образований

2.5 Недостатки работы мусоросжигательных заводов

2.6 Предложения по утилизации отходов

3. Изучение деятельности ГКП «Тазалык-2000»

3.1 Краткие сведения о ГКП «Тазалык-2000»

3.2 Характеристика отходов

3.3 Характеристика хранилищ отходов

3.4 Оценка факторов, определяющих состояние экосистемы. Мониторинг компонентов ОС

3.5 Оценка уровня загрязнения компонентов ОС

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ

ПРИЛОЖЕНИЯ



ВВЕДЕНИЕ

С момента возникновения цивилизованного общества перед ним все время стояла проблема охраны окружающей среды. Из-за промышленной, сельскохозяйственной и бытовой деятельности человека постоянно происходили изменения физических, химических и биологических свойств окружающей среды, причем многие из этих изменений были весьма неблагоприятны.

Выбор темы моей дипломной работы не случаен. Загрязнение окружающей среды отходами жизнедеятельности человека - главная проблема человечества и экологии как науки.

Тысячелетиями отходы деятельности человека перерабатывались естественным путем, при участии соответствующих микроорганизмов. На данный момент объемы отходов так велики, что без соответствующей помощи природа не справляется.

Деятельность человека, осуществляемая без учета интересов охраны природы, приводит к загрязнению окружающей среды (ОС). Это глобальная проблема человечества. В результате загрязнения почв возникают очаги «индустриальной пустыни», где почва загрязнена промышленными отбросами, отходами строительства, золой тепловых электростанций, породой, выброшенной на поверхность в процессе добычи полезных ископаемых и строительных материалов, залита нефтепродуктами и т.д.

Загрязнения пресных вод в наши стало столь значительным, что вызывает тревогу во многих странах мира. Причина загрязнения рек и озер - интенсивное развитие промышленного производства и рост населения. Как следствие этого, значительно увеличился объем промышленных и бытовых сточных вод.

В связи с бурным развитием промышленности и гигантскими размерами сжигания топлива темпы расходования запасов свободного кислорода и накопление углекислого газа в атмосфере резко увеличились.

В городах немалая часть загрязнений приходится на твердые бытовые отходы (ТБО). С каждым годом инфраструктура города Костаная расширяется, что не может не радовать, но в тоже время именно это является причиной загрязнения городских улиц. Проблема уничтожения и утилизации ТБО является одной из основных в борьбе за охрану ОС.

За основу своей работы я взяла изучение деятельности ГКП «Тазалык - 2000» и влияние бытовых отходов на окружающую среду.

Государственное коммунальное предприятие Акимата города Костаная «Тазалык-2000» осуществляет хозяйственную деятельность в области коммунального хозяйства и других систем жизнеобеспечения местной инфраструктуры, оказывает коммунальные услуги населению и предприятиям города г. Костаная. Исходя из цели были поставлены следующие задачи:

1. Охарактеризовать деятельность данного предприятия;

2. Проанализировать фондовые данные с начала работы предприятия.

3. Изучить мониторинг объектов пользования предприятия и интерпретировать информацию анализов компонентов ОС: почвенного покрова, атмосферного воздуха и подземных вод.

4. Проследить изменения ОС на протяжении 4 лет работы ГКП «Тазалык - 2000».

5. Оценить уровень загрязнения (ОУЗ) среды.

Главными целями проведения ОУЗ среды отходами предприятий являются:

- определение степени деградации компонентов ОС под влиянием техногенной нагрузки, обусловленной размещением на изучаемой территории отходов производства (ОП);

- получение достоверных данных, необходимых для расчета лимитов на размещение ОП, совершенствования технологических процессов и разработки инженерно-экологических мероприятий по обеспечению заданного качества окружающей среды;

- выбор такой нагрузки на экосистему, при которой будет обеспечено в течение заданного промежутка времени сохранения требуемого состояния компонентов ОС.

Поставленные цели достигаются путем:

определения номенклатуры факторов отрицательного воздействия накопителя на компоненты ОС;

изучение процесса воздействия факторов и определения их интенсивности, а также характера распределения нагрузки от накопителя на ОС;

оценки количественного и качественного уровня воздействия каждого из выявленных источников на компоненты ОС и составление прогноза развития отрицательного влияния накопителя отходов на природную среду;

разработки методов нейтрализации отрицательного влияния накопителей отходов на ОС, вплоть до изменения технологии складирования ОП, или практически надежной консервации накопителя отходов.

В данной дипломной работе рассмотрены также основные мировые тенденции по решению проблемы утилизации отходов, а также системы управления обращения с отходами.



1. «Проектирование, эксплуатация и рекультивация полигонов для твердых бытовых отходов»

1.1 Основные понятия

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

Удаление твердых бытовых отходов обеспечивает санитарную очистку городов и создает необходимые санитарно-экологические условия существования населенного пункта.

В настоящее время, наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию удаляемых из населенных пунктов ТБО, являются полигоны.

Полигоны - комплексы природоохранительных сооружений, предназначенные для складирования, изоляции и обезвреживания ТБО, обеспечивающие защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующие распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

Все работы по складированию, уплотнению и изоляции ТБО на полигонах выполняются механизировано.

1.2 Проектирование полигонов

Выбор участка под полигон и изыскательские работы

Полигоны размещаются за пределами городов и других населенных пунктов. Размер санитарно-защитной зоны от жилой застройки до границ полигона 1000 м. Кроме того, размер санитарно-защитной зоны уточняется при расчете газообразных выбросов в атмосферу. Границы зоны устанавливаются по изолинии 1 ПДК, если она выходит из пределов нормативной зоны. Уменьшение зоны менее 500 м не допускается.

Перед проектированием заказчик с заинтересованными организациями (архитектурно-планировочным управлением, отделом по делам строительства и архитектуры, органами экологии и санэпиднадзора и гидрогеологической службой) определяет район, в котором осуществляется подбор участка для размещения полигона.

По гидрогеологическим условиям лучшими являются участки с глинами или тяжелыми суглинками и грунтовыми водами, расположенными на глубине более 2 м.

Исключается использование под полигон болот глубиной более 1 м и участков с выходами грунтовых вод в виде ключей, затопляемых паводковыми водами территорий, районов геологических разломов, а также земельных участков, расположенных ближе 15 км от аэропорта. Под полигоны отводятся отработанные карьеры, свободные от ценных пород деревьев, участки в лесных массивах, овраги и другие территории.

При отводе участка выдается задание на дальнейшее использование его после закрытия полигона (создание лесопаркового комплекса, устройство открытых складов, строительных материалов и тары не пищевого применения и т.п.).

Возможность капитального строительства на участках складирования твердых бытовых отходов (ТБО) определяется в каждом конкретном случае дополнительными исследованиями.

Площадь участка, отводимого под полигон, выбирается, как правило, из условия срока его эксплуатации не менее 15-20 лет.



Таблица 1

Ориентировочная площадь участка складирования полигона на расчетный срок эксплуатации 15 лет.

Средняя численность обслуживаемого населения тыс. чел.	Высота складирования ТБО, м
	12	20	25	35	45	60
50	6,5	4,5*-5,5	-	-	-	-
100	12,5	8,5	6,5* -7,5	-	-	-
250	31,0	21,0	16,0	11,5*-13,5	-	-
500	61,0	41,0	31,0	23,0	16,5*-20	-
750	91,0	61,0	46,0	34,0	26,0	-
1000	121,0	81,0	61,0	45,0	35,0	27*-31,0
* указана площадь участков в га, по форме близких к квадрату.

Наиболее экономичны земельные участки, близкие по форме к квадрату и допускающие максимальную высоту складирования ТБО (с учетом заложения внешних откосов 1:4). В отдельных случаях при благоприятных горно-геологических условиях, заложение откосов может быть увеличено при условии разработки специального проекта и прохождения технической экспертизы в организации - разработчике инструкции. Схематический разрез полигона представлен на рис.1.

Рисунок 1 - Схематический разрез полигона ТБО

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

На выбранном под полигон участке выполняется топографическая съемка, геологические, 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).

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 необходимо проводить исследования 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 и рекомендации по инженерной защите окружающей природной среды.

Для полигонов с нагрузкой на основание 10 т. м.-2 или 100 тыс. т. га-1 проводятся комплексные геологические исследования, включающие более полное изучение гидрогеологических, геофизических, ландшафтно-геофизических и других условий отведений земельного участка с составлением прогноза возможного отрицательного воздействия объекта на природные экосистемы в перспективе (30-50 лет).

С учетом этих материалов заключение о пригодности выбранного участка под устройство полигона ТБО выдают органы охраны природы и санитарно-эпидемиологического надзора города (района, области, края).

Расчет вместимости полигона

Проектируемая вместимость полигона рассчитывается для обоснования требуемой площади участка складирования ТБО. Расчет ведется с учетом удельной обобщенной годовой нормы накопления ТБО на одного жителя (включающей ТБО из учреждений и организаций), количества обслуживаемого полигоном населения, расчетного срока эксплуатации полигона, степени уплотнения ТБО на полигоне.

С учетом производительности применяемых на полигонах машин и механизмов устанавливается следующая классификация сооружений по годовому объему принимаемых ТБО в тыс. м³/год: 10, 20, 30, 60, 120, 240, 360, 800, 1000, 1500, 2000 и 3000.

Требуемая для отвода площадь участка складирования ТБО определяется делением проектируемой вместимости полигона в м³ на среднюю высоту складирования отходов в метрах с учетом их уплотнения.

Полигоны ТБО, имеющие общую высоту (для полигонов в котлованах и оврагах - глубину) более 20 м и нагрузку на используемую площадь более 100000 Па (10 т/м², или 100 тыс. т/га), относятся к категории высоконагружаемых полигонов.

Проектирование полигона ведется на основе плана отведенного земельного участка. Фактическая вместимость полигонов определяется на основе технологических планов и разрезов.

Схема полигона

Основными элементами полигона (рис. 2) являются: подъездная дорога, участок складирования ТБО, хозяйственная зона, инженерные сооружения и коммуникации.

Подъездная дорога соединяет существующую транспортную магистраль с участком складирования ТБО. Подъездная дорога рассчитывается на двустороннее движение. Категория и основные параметры подъездной автодороги определяются в соответствии с расчетной интенсивностью движения, автомобиль/сутки.

Основное сооружение полигона - участок складирования ТБО. Он занимает основную (до 95%) площадь полигона, в зависимости от объема принимаемых ТБО. Участок складирования разбивается на очереди эксплуатации с учетом обеспечения приема отходов в течение 3-5 лет, 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).

Рисунок 2 - Схема размещения основных сооружений полигона

Условные обозначения: 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

Последующая очередь эксплуатации заключается в увеличении насыпи ТБО до проектируемой отметки. Разбивка участка складирования на очереди выполняется с учетом рельефа местности.

Участки складирования должны быть защищены от стоков поверхностных вод с вышерасположенных земельных массивов. Для перехвата дождевых и паводковых вод по границе участка проектируется водоотводная канава.

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.

Хозяйственная зона проектируется на пересечении подъездной дороги с границей полигона, что обеспечивает возможность эксплуатации зоны на любой стадии заполнения полигона ТБО. В хозяйственной зоне размещаются бытовые и производственные сооружения. 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, площадь - 5-15% от всей площади.

Проектирование участка складирования

На участке складирования проектируется устройство котлована с целью получения грунта для промежуточной и окончательной изоляции. Средняя глубина котлована, отрываемого в основании полигона, рассчитывается из условия баланса земельных работ и уровня грунтовых вод. Уровень грунтовых вод должен быть на 1 м ниже днища котлована.

Размещение грунта из котлованов первой очереди проектируется в кавальерах по периметру полигона, из котлованов второй очереди грунт подается на изоляции ТБО и ОГСВ на картах первой очереди.

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 (рис. 3).

Рисунок 3 - Высотное размещение котлована в основании полигона

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

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). При необходимости по верху промежуточных валов проектируется временная дорога для проезда мусоровозов. На участках, размещаемых в оврагах, каскад котлованов образуется плотинами. Основание котлована должно иметь слой связанного грунта, к таким относятся глины в естественном состоянии с коэффициентом фильтрации воды не более 10-5 см/с (0,0086 м/сут.) и толщиной не менее 0,5 м.

Для грунтов, характеризующихся коэффициентом фильтрации более 10-5 см/с, необходимо предусматривать устройство искусственных непроницаемых экранов:

1. Глиняный экран однослойный, толщиной не менее 0,5 м. Исходная глина ненарушенной структуры должна иметь коэффициент фильтрации не ниже 0,001 м/сут. Поверх экрана укладывается защитный слой из местного грунта толщиной 0,2-0,3 м.

2. Грунтобитумный экран, обработанный органическими вяжущими веществами или отходами нефтеперерабатывающей промышленности, толщиной от 0,2 м до 0,4 м, с одной стороны или двойной пропиткой битума, в зависимости от состава отходов и климатических условий.

3. Экран двухслойный из латекса. Экран состоит из планировочного подстилающего слоя толщиной 0,3 м, слоя латекса, промежуточного слоя из песчаного грунта 0,4 м, второго слоя латекса и защитного слоя из мелкозернистого грунта толщиной 0,5 м.

4. Экран из полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, двухслойный. Двухслойный экран состоит из подстилающего слоя - песчаного грунта толщиной 0,2 м, двух слоев полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей, толщиной 0,2 мм. Между слоями пленок 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 благоприятных гидрогеологических условиях участка складирования: уровень грунтовых вод не менее 6 м от поверхности основания рабочих карт; наличие в основании карт суглинков с коэффициентом фильтрации не более 10-3 см/с и мощностью не менее 6 м.

Дренажный слой предусматривается для аварийных ситуаций и контроля выхода фильтрата. При экономическом обосновании возможно создание искусственного противофильтрационного экрана из слоя глины с коэффициентом фильтрации 10-8...10-7 см/с толщиной 0,3-0,4 м. Отвод земельного участка под складирование ТБО на территории оврага должен включать его верховья, что гарантирует сбор и удаление талых и дождевых вод более простыми методами. Участок оврага по длине разбивается, начиная с верховья, на этапах строительства. Каждая очередь строительства с пониженной стороны защищается от оползней земляной плотиной. На рис.4 дан пример многокаскадной схемы складирования ТБО в овраг. Каждая плотина рассчитывается на экстремальные условия с учетом статической устойчивости удерживаемых ТБО, насыщенных водой.

Рисунок 4 - Высоконагружаемый полигон для твердых бытовых отходов по многокаскадной схеме.

Условные обозначения: а - схематический план; б - схематические продольный и поперечный разрезы; г - уступы в основании с обратным уклоном; 1 - нагорная канава; 2 - подъездная дорога; 3 - земляная плотина; 4 - самотечная канализация фильтрата; 5 - сборно-разборный распределительный фильтратопровод; 6 - магистральный напорный фильтратопровод; 7 - насосная станция фильтрата; 8 - хозяйственная зона; 9 - противофильтрационный экран; 10 - ограждение; А - первый каскад I-й очереди складирования твердых бытовых отходов; Б - второй каскад I-й очереди; В - участок складирования во II-ю очередь; Г - участок складирования отходов на перспективу; 220-250 - условные отметки горизонталей



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 (пандуса) в выемке, вне котлована (рис. 5, поз. 1) с уклоном 5%. Участок должен также предусматривать возможность разработки получения грунта для изоляции (см. рис. 5, поз. 4).

Часть пандуса непосредственно в границах карьера проектируется в одном варианте: с устройством насыпи из грунта или отходов строительства, в полунасыпи - полувыемке в откосе котлована.

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.

Длина одной траншеи должна проектироваться с учетом обеспечения приема ТБО: в период температур свыше 0°С в течение 1-2 мес., в период температур ниже 0°С - на весь период промерзания грунтов.

Рисунок 5 - Схема полигона на участке глубоко выработанного карьера

Условные обозначения: а - разрез полигона по съезду (пандусу) в карьер; б - план части карьера; 1 - трасса съезда (пандуса) в выемке; 2 - верхний изолирующий слой толщиной 1 м (с учетом усадки ТБО); 3 - рабочие слои уплотненных ТБО с промежуточной изоляцией высотой 2,25 м; 4 - участки разработки грунта для обеспечения изоляции; 5 - отрезок трассы съезда в насыпи или в полунасыпи-полувыемке

Заложение откосов траншей в грунтах естественной влажности принимается с учетом их устойчивости при динамических нагрузках на бровке в соответствии с табл.2 “Техника безопасности в строительстве”, данные которых приведены применительно к полигонам ТБО.

Размер участка складирования должен обеспечивать прием ТБО с размещением их в одном ярусе в течение не менее 5 лет.

Таблица 2

Техника безопасности в строительстве

Грунт	При выемке, м
	до 3	до 6
	Угол между направлением откоса и горизонталью, град.	Отношение высоты откоса к заложению	Угол между направлением откоса и горизонталью, град.	Отношение высоты откоса к заложению
Песчаный	45	1:1	45	1:1
Супесь	56	1:0,67	50	1:0,85
Суглинок	63	1:0,5	53	1:0,75
Глина	76	1:0,25	63	1:0,5

Траншейная высотная схема проектируется с устройством траншей в 2-3 яруса по высоте (рис.6). 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 грунта и частично минерализированных ТБО.

На рисунке 6 представлена траншейная схема в условиях песчаных и супесчаных грунтов.

Вертикальные отметки: 0 - основание траншей 1-го яруса; +0,5 - начало залегания глинистых грунтов; +1 - основание траншей 2-го яруса; +3 -поверхности участка до рытья траншей.

Траншейная схема применяется для полигонов, принимающих 120 тыс. м³/год ТБО и менее.

Непосредственное складирование ТБО в воду на болотистых и заливаемых паводковыми водами участках не допускается.

Использованию болотистых и заливаемых паводковыми водами участков должна предшествовать организация подсыпки инертными материалами на высоту, превышающую на 1 м максимальный уровень поверхностных и паводковых вод. На подсыпке устраивается водоупорный экран.

Рисунок 6 - Траншейная высотная схема

Условные обозначения: 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; е - изолированные траншеи 2-го яруса; 1 - грунт, вынутый при рытье траншей; 2 - траншея; 3 - ТБО; 4 - промежуточная изоляция;

Хозяйственная зона и инженерные сооружения

Хозяйственная зона проектируется для размещения: 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; склада горюче-смазочных материалов; складов для хранения энергоресурсов, строительных материалов, спецодежды, хозяйственного инвентаря и др.; объектов и линий электроснабжения и других сооружений. Территория хозяйственной зоны должна иметь твердое покрытие, освещение и въезд со стороны полигона. На крупных полигонах, принимающих свыше 360 тыс. м³/год ТБО и ОГСВ, рассчитанных на срок эксплуатации более 15 лет, водоснабжение обеспечивается из артезианских скважин, проектируемых в составе объекта. На меньших полигонах, рассчитанных на срок эксплуатации менее 15 лет, по согласованию с органами санэпиднадзора и местными коммунальными органами водоснабжения обеспечивается 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. Площадь пруда-испарителя определяется из расчетного стока ливневых вод с площади полигона. На выезде из полигона должна быть контрольно-дезинфицирующая зона с устройством железобетонной ванны длиной 8 м, глубиной 0,3 м и шириной 3 м для дезинфекции колес мусоровозов. Ванна заполняется трехпроцентным раствором лизола и опилками. Расход воды на наружное пожаротушение составляет 10 л/с. Сборный железобетонный резервуар или пруд для пожаротушения проектируется емкостью не менее 50 м³ и определяется местными условиями.

По периметру всей территории полигона ТБО проектируется ограждение. Ограждение могут заменять: осушительная траншея глубиной более 2 м, вал высотой более 3 м. В ограде полигона у производственно-бытового здания проектируются ворота или шлагбаум. Водоотводные канавы рассчитываются на отвод стока с участков, расположенных выше полигона. Расчетный расход ливневых и паводковых вод и параметры водоотводных канав определяются по нормативным и методическим документам. Наружное освещение по постоянной схеме предусматривается только хозяйственной зоны, суточные карты освещаются по временной схеме. Минимальная освещенность рабочих (суточных) карт принимается 5 лк. Картовое складирование предполагает устройство временной дороги к группе карт. Материалом для устройства улучшенного покрытия временных дорог служат: железобетонные плиты, некондиционные строительные изделия, отходы строительства, щебень и другие инертные материалы. Временную дорогу следует устраивать на 2-2,5 м выше уровня эксплуатируемых карт для обеспечения обслуживания при складировании ТБО по высоте в двух ярусах. Нижний ярус образуется методом "сталкивания" ТБО под откос высотой 2 м, верхний ярус - методом “надвига" рабочего слоя 2 м снизу вверх. Основание под дорогу выполняется из уплотненных бытовых или строительных отходов. С временной дороги на карту предусматривается съезд.

Caнитарно-защитная зона и система мониторинга

В санитарно-защитной зоне полигона запрещается размещение жилой застройки, скважин и колодцев для питьевых целей. При отсутствии в санитарно-защитной зоне зеленых насаждений или земляных насыпей по периметру полигона устраиваются кавальеры грунта, необходимого для изоляции при его закрытии. Режим санитарно-защитной зоны определяется действующими нормами.

Для полигона ТБО разрабатывается специальный проект мониторинга, включающий разделы: контроль состояния подземных и поверхностных водных объектов, атмосферного воздуха, почв и растений, шумового загрязнения в зоне возможного неблагоприятного влияния полигона; система управления технологическими процессами на полигоне, обеспечивающая предотвращение загрязнения подземных и поверхностных водных объектов, атмосферного воздуха, почв и растений, шумового загрязнения выше допустимых пределов в случаях обнаружения загрязняющего влияния полигонов.

Проект мониторинга полигона ТБО разрабатывается по техническому заданию владельца полигона и согласовывается с контролирующими органами. Система мониторинга должна включать устройства и сооружения по контролю состояния подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха, почвы и растений и шумового загрязнения в зоне возможного влияния полигона. По согласованию с гидрогеологической службой, местными органами санэпиднадзора и охраны природы для контроля за состоянием грунтовых вод, в зависимости от глубины их залегания, проектируются контрольные шурфы, колодцы или скважины в зеленой зоне полигона.

Одно контрольное сооружение закладывается выше полигона по потоку грунтовых вод с целью отбора проб воды, на которую отсутствует влияние фильтрата с полигона. Пробы вод из контрольных шурфов, колодцев, скважин, заложенных выше полигона по течению грунтовых вод, характеризуют их исходное состояние. Ниже полигона по течению грунтовых вод (на расстоянии 50-100 м, если нет опасности загрязнения грунтовых вод за счет других источников) закладывают 1-2 колодца (шурфа, скважины) для отбора проб воды, учитывающих влияние полигона. Колодцы глубиной 2-6 м выполняют из железобетонных труб диаметром 700-900 мм до отметки на 0,2 м ниже уровня грунтовых вод (УГВ). Фильтрующее днище состоит из слоя щебня толщиной 200 мм (3). В колодец спускаются по стационарной лестнице. При более глубоком залегании грунтовых вод их контроль осуществляется с помощью скважин. Конструкция сооружений должна обеспечивать защиту грунтовых вод от попаданий в них случайных загрязнений, возможности водоотлива и откачки, а также удобство взятия проб воды. Объем определяемых показателей, и периодичность отбора проб обосновываются в проекте мониторинга полигонов.

В отобранных пробах обычно определяется содержание аммиака, нитритов, нитратов, гидрокарбонатов, кальция, хлоридов, железа, сульфатов, лития, ХПК, БПК, органического углерода, рН, магния, кадмия, хрома, цианидов, свинца, ртути, мышьяка, меди, кадмия, бария, сухого остатка и др.

Если в пробах, отобранных ниже по потоку, устанавливается значительное увеличение концентраций определяемых веществ по сравнению с контрольным, необходимо, по согласованию с контролирующими органами, расширить объем определяемых показателей, а в случаях, если содержание определяемых веществ превысит ПДК, необходимо принять меры по ограничению поступления загрязняющих веществ в грунтовые воды до уровня ПДК.

Выше полигона на поверхностных водоисточниках и ниже полигона на водоотводных канавах также проектируются места отбора проб поверхностных вод. Отобранные пробы исследуются на гельминтологические, бактериологические, санитарно-химические показатели. Если в пробах воды, отобранных ниже по потоку поверхностных вод, устанавливается значительное увеличение концентраций определяемых показателей по сравнению с контролем, необходимо по согласованию с контролирующими органами расширить объем определяемых показателей, а в случаях, если содержание определяемых веществ превышает ПДК, необходимо принять меры по предотвращению поступления загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты до уровня ПДК. К сооружениям по контролю грунтовых и поверхностных вод проектируются подъезды для автотранспорта и предусматривается возможность водоотлива или откачки воды перед взятием проб.

В смете на строительство полигона предусматриваются пробоотборники для взятия проб воды, применяемые в системе водопроводно-канализационного хозяйства. Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием воздушной среды. В этих целях ежеквартально необходимо производить анализы проб атмосферного воздуха над отработанными участками полигона и на границе санитарно-защитной зоны на содержание соединений, характеризующих процесс биохимического разложения ТБО и представляющих наибольшую опасность. Объем определяемых показателей и периодичность отбора проб обосновываются в проекте мониторинга полигонов и согласовываются с контролирующими органами. Обычно при анализе проб атмосферного воздуха определяют метан, сероводород, аммиак, окись углерода, бензол, трихлорметан, четыреххлористый углерод, хлорбензол.

В случае установления загрязнения атмосферы выше ПДК на границе санитарно-защитной зоны и выше ПДК_р.з. На рабочем месте полигона должны быть приняты соответствующие меры, учитывающие характер и уровень загрязнения. Система мониторинга должна включать постоянно наблюдение за состоянием почвы в зоне возможного влияния полигона. С этой целью контролируется качество почвы и растений на содержание экзогенных химических веществ (ЭХВ), которые не должны превышать ПДК в почве и, соответственно, не превышать остаточные количества вредных ЭХВ в растительной товарной массе выше допустимых пределов. Объем определяемых ЭХВ, периодичность контроля определяется в проекте мониторинга полигона и согласовывается с контролирующими органами.

1.3 Эксплуатация полигонов

Организация работ

На полигоне выполняются следующие основные виды работ: прием, складирование и изоляция ТБО. Учет принимаемых ТБО ведется по объему в неуплотненном состоянии. Отметка о принятом количестве ТБО делается в "Журнале приема твердых бытовых отходов". Категорически запрещается вывоз на полигоны отходов, пригодных к использованию в народном хозяйстве в качестве вторичных ресурсов, а также токсичных, радиоактивных и биологически опасных отходов. Организация работ на полигоне определяется технологической схемой эксплуатации полигона, разрабатываемой в составе проекта. Технологическая схема представляет собой генплан полигона, определяющий с учетом сезонов года последовательность выполнения работ, размещения площадей для складирования ТБО и разработки изолирующего грунта. Основным документом планирования работ является график эксплуатации, составляемый на год. Планируется помесячно: количество принимаемых ТБО с указанием № карт, на которые складируются отходы, разработка грунта для изоляции ТБО. Организация работ на полигоне должна обеспечивать охрану окружающей среды, максимальную производительность средств механизации и технику безопасности.

Разгрузка машин, доставляющих ТБО

На полигоне организуется бесперебойная разгрузка мусоровозов. Прибывающие на полигон мусоровозы разгружаются у рабочей карты. Площадка разгрузки мусоровозов перед рабочей картой разбивается на два участка (рис. 7). На одном участке разгружаются мусоровозы, на другом работают бульдозеры или катки-уплотнители.

Размещение мусоровозов на площадке разгрузки должно обеспечивать беспрепятственный выезд каждой разгрузившейся машины. Продолжительность приема мусоровозов под разгрузку на одном участке площадки принимается равной 1-2 ч. Минимальная площадь перед рабочей картой с учетом разбивки ее на две части должна обеспечивать одновременно не менее 12% разгрузки мусоровозов, прибывающих в течение рабочего дня.



Рисунок 7 - Схема разгрузки мусоровозов на полигоне ТБО

Условные обозначения: а - первая и третья разгрузки ТБО (8-10, 12-14 ч); б - вторая и четвертая разгрузки ТБО (10-12, 14-16 ч); 1 - площадка разгрузки мусоровозов (в соответствии со сменностью); 2 - мусоровозы; 3 - рабочая карта (или траншея складирования); 4 - площадка разгруженных ТБО; 5 - ТБО; 6 - направление работы бульдозеров по сдвиганию ТБ к рабочей карете (траншее); 7 - направление выезда мусоровозов с площадки после разгрузки

Складирование отходов на рабочей карте

Выгруженные из машин ТБО складируются на рабочей карте. Не допускается беспорядочное складирование ТБО по всей площади полигона, за пределами площадки, отведенной на данные сутки (рабочие карты). Устанавливаются следующие размеры рабочей карты: ширина 5 м (для траншейных карт - 12 м), длина 30-150 м. Бульдозеры сдвигают ТБО на рабочую карту, создавая слои высотой до 0,5 м. За счет 12-20 уплотненных слоев создается вал с пологим откосом высотой 2 м над уровнем площадки разгрузки мусоровозов. Вал следующей рабочей карты "надвигают" к предыдущему (складированием по методу "надвиг"). При этом методе отходы укладывают снизу вверх (рис.8). Уплотненный слой ТБО высотой 2 м изолируется слоем грунта 0,25 м (при обеспечении уплотнения в 3,5 раза и более допускается изолирующий слой толщиной 0,15). Разгрузка мусоровозов перед рабочей картой должна осуществляться на слое ТБО, со времени укладки и изоляции которого прошло более 3 мес. (по мере заполнения карт фронт работ отступает от ТБО, уложенных в предыдущие сутки).

Рисунок 8 - Укладка отходов методом “надвига” (снизу вверх)

Условные обозначения: 1 - скрепер, доставляющий грунт; 2 - изолирующий слой; 3 - грунт для изоляции; 4 - бульдозер, уплотняющий ТБО; 5 - бульдозер, транспортирующий ТБО от места выгрузки мусоровоза к рабочей карте; 6 - мусоровоз на месте выгрузки; 7 - укладка наклонных слоев; 8 - укладка тонких горизонтальных слоев; 9 - выгруженные ТБО.

Складирование ТБО методом "сталкивания” осуществляется сверху вниз. Высота откоса должна быть не более 2,3 м. При методе "сталкивания" в отличие от метода "надвига" мусоровозный транспорт разгружается на верхней изолированной поверхности рабочей карты, образованной в предыдущий день (рис.9). По мере заполнения карт фронт работ движется вперед по уложенным в предыдущие сутки ТБО (рис.10).

Сдвигание разгруженных мусоровозами ТБО на рабочую карту осуществляется бульдозерами всех типов. Для повышения производительности бульдозеров (на 30-40%) необходимо применять отвалы, имеющие большую ширину и высоту.

Рисунок 9 - Укладка отходов методом “сталкивания” (сверху вниз)

Условные обозначения: 1 - мусоровоз на месте разгрузки; 2 - изоляция, нанесенная в предыдущий день; 3 - уплотнение отходов на рабочей карте; 4 - изоляция, нанесенная 0,5-1 год назад.

Уплотнение уложенных на рабочей карте ТБО слоями до 0,5 м осуществляется тяжелыми бульдозерами массой 14 т и на базе тракторов мощностью 75-100 кВт (100-130 л.с.) или катками-уплотнителями КМ-305 и др. Уплотнение слоями более 0,5 м не допускается. Уплотнение осуществляется 2-4 кратным проходом бульдозера (катка) по одному месту. Бульдозеры (катки), уплотняющие ТБО, должны двигаться вдоль длинной стороны карты. При 2-кратном проходе бульдозера уплотнение ТБ составляет 570-670 кг/м³, при 4-кратном проходе - 670-800 кг/м³. Каток КМ-305 за четыре прохода уплотняет слой ТБО 0,5 м до 850 кг/м³.

Для обеспечения равномерной просадки тела полигона необходимо два раза в год делать контрольное определение степени уплотняемости ТБО.

Увлажнение ТБО летом необходимо осуществлять в пожароопасные периоды. Расход воды на полив принимается 10 л на 1 м³ ТБО.

Промежуточная и окончательная изоляция уплотненного слоя ТБО осуществляется грунтом. При складировании ТБО на открытых, незаглубленных картах промежуточная изоляция в теплое время года осуществляется ежесуточно, в холодное время года - с интервалом не более трех суток.

Рисунок 10 - Схема уплотнения мусора на полигоне ТБО

Условные обозначения: 1-13 - нумерация карт с учетом очередности заполнения их ТБО; 14 - временная дорога для выезда разгрузившихся мусоровозов; 15 - временная дорога для прибывающих мусоровозов с ТБО; 16 - хозяйственная зона; 17 - постоянная подъездная дорога к полигону; 18 - поперечная полоса карты с условным показом следа от двух гусениц и направления движения уплотняющего бульдозера

Разработка грунта и доставка его на рабочую карту производится скреперами. Схема организации работ показана на рис. 11.

Рисунок 11 - Схема подачи грунта для изоляции ТБО на рабочих картах с помощью скрепера

Условные обозначения: а - при разработке котлованов на второй очереди полигона; б - при разработке кавальеров или холмов; 1 - изолированные карты; 2 - изолируемая карта; 3 - трасса скрепера с грунтом; 4 - временная дорога для мусоровозов; 5 - котлован второй очереди полигона; 6 - скрепер; 7 - карта, заполняемая ТБО; 8 - трасса движения мусоровозов; 9 - кавальер или холм грунта.

В зимний период в качестве изолирующего материала разрешается использовать строительные отходы, отходы производства (отходы извести, мела, соды, гипса, графита и т.д.). В виде исключения в зимний период допускается применять для изоляции снег, подаваемый бульдозерами с ближайших участков. В весенний период, с установлением температуры свыше 5°С, площадки, где была применена изоляция снегом, покрываются слоем грунта. Укладка следующего яруса ТБО на изолирующий слой из снега недопустима.

Сдвигание, уплотнение и изоляция ТБО при траншейной схеме

Загрузка ТБО в траншеи осуществляется с послойным уплотнением бульдозерами или катками-уплотнителями, перемещающимися вдоль траншеи. Участок складирования заполняется с превышением над отметкой участка на 1/3 глубины траншеи из-за последующего уплотнения отходов. В траншеях ТБО изолированы в процессе складирования по всему периметру. Изоляцию ТБО сверху для полигонов этого типа допускается производить один раз в 5 суток. По истечении 5 лет (как исключение 3 года) необходимо устройство траншей 2-го яруса по траншейной высотной схеме при условии получения разрешения службами санэпиднадзора, что материал в траншее не привлекает мух и грызунов, а также в подразделениях пожарной охраны о его пожарной безопасности. Для получения указанных разрешений в 2-3 местах делается пробное разрытие. Переносные сетчатые ограждения устанавливаются как можно ближе к месту разгрузки и складирования ТБО, перпендикулярно направлению господствующих ветров для задержания легких фракций отходов. Высота ограждений 4-4,5 м. Рама щитов выполняется из легких металлических профилей, обтягивается сеткой с размерами ячеек 40-50 мм. Ширина щитов принимается 1-1,5 м.

Регулярно, не реже одного раза в смену, щиты очищаются от частиц отходов. Размеры участка, защищаемого переносным сетчатым ограждением, должны обеспечивать работу без перестановки щитов не менее недели. Мерный столб (репер) устанавливается на карте для контроля высоты отсыпаемого 2-метрового слоя ТБО. Соблюдение заданной высоты слоя отсыпки обеспечивает равномерность осадки толщи полигона. С помощью репера контролируется степень уплотнения твердых бытовых отходов. Реперы выполняются в виде деревянного столба или отрезка металлической трубы, швеллера, двутавра. Деления наносятся яркой краской через каждые 0,25 м. На высоте 2 м на бульдозере делается белая черта, являющаяся подвижным репером.

Контроль соблюдения требований охраны окружающей среды

Основные операции по эксплуатации полигонов показаны на рис.12. Соблюдение этой последовательности обеспечивает выполнение требований охраны окружающей среды.

Схема 1 - Основные технологические операции при эксплуатации полигонов

Контроль за загрязнением грунтовых вод осуществляется с помощью взятия проб из контрольных колодцев, скважин или шурфов, заложенных по периметру полигона. Перед взятием пробы необходимо произвести откачку или водоотлив (вода в контрольных колодцах, скважинах и шурфах застаивается). Необходимо следить, чтобы при этой операции в воду вместе со шлангом или другими материалами не было внесено загрязнение.

При повышении окисляемости грунтовых вод система орошения (рециркуляции) переносится на следующие карты. Регулярной очистке подлежат водоотводные канавы, загрязнения из которых могут попасть в поверхностные воды. На участках, где в граничных водоотводных сооружениях постоянно имеется сток, из канав также берут пробы воды на анализы. Мастер полигона не реже одного раза в декаду проводит осмотр санитарно-защитной зоны и принимает меры по устранению выявленных нарушений (ликвидация несанкционированных свалок, очистка территории и т.д.). Спецавтохозяйство один раз в квартал контролирует правильность заложения внешнего откоса полигона, который, как правило, должен быть 1:4.

В период сухой, жаркой погоды полигоны должны быть обеспечены средствами для увлажнения ТБО. На территории полигона категорически запрещается сжигание ТБО и сбор утиля. С целью исключения несанкционированного складирования отходов, содержащих радионуклиды, при поступлении на полигон отходы проходят радиационный дозиметрический контроль. Для этих целей используются геологоразведочные поисковые приборы. Промышленные отходы, допускаемые для совместного складирования с ТБО, должны отвечать следующим требованиям: иметь влажность не более 85%, не быть взрывоопасными, самовоспламеняющимися, самовозгорающимися. Основным санитарным условием является требование, что бы токсичность смеси промышленных отходов с бытовыми не превышала токсичности бытовых отходов по данным анализа водной вытяжки.

Промышленные отходы IV класса опасности, принимаемые без ограничений в количественном отношении, и используемые в качестве изолирующего материала, характеризуются содержанием в водной вытяжке (1 л воды на 1 кг отходов) токсичных веществ на уровне фильтрата из твердых бытовых отходов, а по интегральным показателям - биохимической потребности в кислороде (БПК20) и химической потребности в кислороде (XПK) - не выше 300 мг/м, иметь однородную структуру с размером фракций менее 250 мм. Промышленные отходы IV и III класса опасности, принимаемые в ограниченном количестве (не более 30% от массы ТБО) и складируемые совместно с бытовыми, характеризуются содержанием в водной вытяжке токсичных веществ на уровне фильтрата из ТБО и значениями БПК20 и ХПК 3400-5000 мг О2/л.

Закрытие полигона и передача участка под дальнейшее использование

...