Проектирование полигона твердых бытовых отходов

В процессе биологической очистки сточных вод происходит прирост активного ила с постепенным увеличением дозы ила в аэротенке от 3 до 4 г/л,

после необходимо удалить избыточный ил во избежание его выноса в очищенные сточные воды с ухудшением их качества.

Удаление избыточного ила производится насосом, расположенным во вторичном отстойнике. Избыточный ил удаляется в илоуплотнитель для уменьшения объема образовавшегося осадка

На дне третичного отстойника накапливается осадок из отмершей биопленки, который также необходимо удалять во избежание выноса в очищенные сточные воды.

Удаление осадка производится насосом, размещенным в третичном отстойнике.

Полностью очищенные стоки попадают в контактный резервуар, где за счет воздействия активного хлора на микроорганизмы, яйца гельминтов и другие патогенные организмы, содержащиеся в сточных водах происходит их обеззараживание. Обеззараживание очищенных сточных вод предусматривается 3 %-ным раствором гипохлорита натрия. Дозирование раствора гипохлорита натрия предусмотрено в контактном резервуаре.

Воздух для барботажа, для систем аэрации и к эрлифтам подается компрессорами, установленными в контейнере.

Осадок из установки ЭКО-Р-3, образующийся в процессе биологической очистки сточных вод, направляется в илоуплотнитель. Уплотненный осадок осадок, соответствующий требованиям СанПиН 2.1.7.573-96, вывозится в места захоронения. Избыточное количество воды из илоуплотнителя возвращаются в голову установки ЭКО-Р-3.

После очистки вода поступает в самотечный коллектор очищенных сточных вод и далее отводится в дренажный коллектор (для понижения уровня грунтовых вод) со сбросом в безымянный ручей, расположенный в 500 м к западу от участка полигона ТБО.

Для уменьшения загрязнения поверхностных вод и грунтов вследствие эксплуатации, а также для предотвращения аварийных проливов и прочих аварийных ситуаций, ведущих к загрязнению поверхностных вод и грунтов, проектом приняты следующие мероприятия:

проезды покрыты водонепроницаемым покрытием - асфальтобетоном;

предусмотрены герметичные водонесущие коммуникации инженерного обеспечения, исключающие протечки и загрязнения почвы;

сброс хозяйственно-бытовых стоков будет осуществляться в проектируемые сети канализации с отводом их на очистные сооружения;

отведение дождевых, талых и поливомоечных вод организованно с подключением в ливневую сеть канализации с отводом их на очистные сооружения;

строительство системы дренажа, что исключит попадание в тело свалки подземных вод и, соответственно, образование фильтрата;

строительство дренажа для отвода фильтрата, просачивающегося через тело свалки;

основание котлована в целях снижения экологической нагрузки на окружающую природную среду, прежде всего на водные ресурсы тщательно уплотняется до достижения г_ск =1,6-1.75 г/см³ с устройством искусственного основания из гидроизоляционного материала (водонепроницаемый экран), что исключает проникновение фильтрата с территории полигона в грунтовые воды;

уплотнение отходов, являющееся характерной особенностью правильно эксплуатируемых полигонов, снижает коэффициент фильтрации до 1,5Ч10^-3 м/с и менее в зависимости от вида уплотняющего оборудования, уменьшая таким образом количество образующегося фильтрата.

проведение мониторинга объема и загрязнений фильтрата и его расхода, внесение корректив в планы работ по его результатам;

производственный контроль за работой очистных сооружений и технологическим оборудованием;

лабораторный контроль за работой очистных сооружений, качеством используемой воды, сточных вод проводится на договорных отношениях с аккредитованной лабораторией.

Лабораторный контроль включает в себя санитарно- химический анализ сточных вод на каждом этапе очистки по следующим показателям:

- интенсивность запаха и окраски, содержание взвешенных веществ, ХПК и коли-индекс, - 1 раз в неделю;

- БПК₅ - один раз в месяц;

- содержание специфических ингредиентов - не менее одного раза в неделю.

Организация мониторинга за качеством стоков позволит значительно снизить риск загрязнения поверхностных и подземных вод в зоне влияния свалки, а в случае выявления негативных воздействий - принять необходимые оперативные меры по улучшению экологической ситуации.

Образование биогаза.

Площадка складирования (полигон), заполненная твердыми бытовыми отходами, представляет собой биохимический реактор, в котором при анаэробном разложении органических компонентов образуется биогаз.

При разложении ТБО химический состав биогаза следующий:

1)Метан-60%

2)Углекислый газ-36%

3)Водород-0.7%

4)Сероводород-1-2%

5)Азот-1.5%

6)Ароматические углеводороды-0.5%

7)Галогено-ароматические углеводороды-0.2%

Одним из главных инструментов минимизации эмиссий биогаза на полигонах ТБО является дегазация. Пассивные и активные методы дегазации позволяют уменьшить эмиссию метана и органических соединений; предотвратить газовые вспышки, взрывы и пожары, управлять миграцией биогаза. Выбор метода дегазации зависит от таких факторов, как конструкция и возраст свалки; тип отходов (содержание органических веществ); объем и глубина складирования; локальное состояние (геология, местоположение, использование прилегающей территории и демография). Но наиболее важным фактором является количество образующего биогаза. Развитие теоретических методов прогноза образования биогаза при разложении ТБО становится, необходимым условием дальнейшего прогресса в области обезвреживания отходов в целом, и технологии захоронения в особенности.

В биогазе выделяют две группы составляющих: макрокомпоненты и микрокомпоненты, или следовые газы. К макрокомпонентам относятся метан и диоксид углерода, азот, водород. Составы биогаза различных полигонов существенно отличаются в зависимости от объема и качества депонированных отходов, географических условий района расположения полигона, конструкции основания и покрытия полигона, возможности доступа кислорода воздуха к отходам, высоты складирования отходов, условий их уплотнения, интенсивности процессов разложения. Биогаз, содержит компоненты, вредно действующие на здоровье человека, которые могут значительно превышать установленные для них в атмосферном воздухе ПДК (раз): Присутствующие в биогазе аммиак и сероводород, оксид углерода и гексан, циклогексан и бензол, этилен, пропилен и бутилен обладают эффектом суммированного воздействия.

При отсутствии на полигонах ТБО газосборочной системы образующийся при разложении отходов биогаз попадает в окружающую среду, заражая ее вредными для человека, животных и растений веществами. При концентрации биогаза в воздухе свыше 15%, он может самовозгореться и взорваться. Последствия взрывов самые разные, но все они вызывают необходимость восстановительных работ. Для предотвращения этих явлений, и для получения нетрадиционного возобновляемого источника энергии предлагается биогаз извлекать из полигона ТБО и утилизировать его в качестве моторного топлива в двигателях-генераторах, а также использовать его в котельных для получения тепла для нужд хоздвора полигона ТБО.

7. Рекультивация полигона ТБО

Каждый полигон ТБО рано или поздно закрывается, когда на нем накапливается предельно допустимое количество отходов. И вполне логично, что земли, занятые полигоном, необходимо снова ввести в хозяйственное использование, или рекультивировать. Причем, расходы на данное мероприятие должны закладываться в стоимость еще на том этапе, когда осуществляется проектирование полигонов ТБО.

Таким образом, рекультивация полигонов ТБО представляет собой комплекс работ, которые направлены на восстановление народнохозяйственной ценности и продуктивности восстанавливаемых территорий. Кроме того, данные работы также направлены на улучшение экологических условий окружающей среды.

Процесс рекультивации полигонов ТБО начинается непосредственно после окончания складирования на нем мусора. Данная процедура выполняется в два раздельных этапа: технический и биологический.

На техническом этапе осуществляется разработка технологических и строительных мероприятий, конструкционных решений по устройству защитных экранов для основания и поверхности полигона, сбора, очистки и утилизации биогаза, сбора и обработки фильтрата и поверхностных сточных вод. Таким образом, к техническому этапу рекультивации полигона ТБО относятся следующие мероприятия:

Стабилизация тела полигона (завоз грунта для засыпки провалов и трещин, его планировка и создание откосов с необходимым углом наклона и т.д.).

Сооружение системы дегазации для сбора свалочного газа.

Создание системы сбора и удаления фильтрата и поверхностного стока.

Создание многофункционального рекультивационного защитного экрана.

Биологический этап рекультивации предусматривает комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на восстановление нарушенных земель. Данный этап осуществляется после инженерно-технического этапа рекультивации. К данному этапу рекультивации полигона ТБО относятся следующие мероприятия:

Подготовка почвы.

Подбор посадочного материала.

Посев растений.

В каждом конкретном случае выбор проектных решений по рекультивации закрытого полигона проводится на основании предварительно выполненных инженерных изысканий.

Исследования являются актуальными, так как помогают решить вышеперечисленные проблемы за счет разработки материала, позволяющего рекультивировать полигоны ТБО и карьеры, с минимальным использованием природных материалов при упрощении технологии, сокращении времени его получения и расширении сырьевых ресурсов.

Проблема рекультивации на данный момент является одной из актуальных экологических проблем в мире. При закрытии полигонов ТБО неизбежно возникновение потребности в рекультивации, для возвращения земель в пригодное для эксплуатации состояние. Особенно эта проблема беспокоит страны, имеющие сравнительно небольшие площади.

Рекультивация полигонов и карьеров предназначена для возвращения нагруженных территорий в нормативное состояние, чтобы впоследствии использовать данные территории повторно без ущерба для окружающей среды. Рекультивация является завершающим этапом жизненного цикла полигона и осуществляется по окончанию эксплуатации полигона и при достижении им устойчивого состояния. Методы рекультивации можно условно разделить на три группы:

? извлечение, удаление и захоронение;

? уничтожение на месте;

? фиксация загрязнителей.

Выбор метода рекультивации зависит от типа почв и направления повторного использования территорий. Основные направления повторного использования данных территорий - сельскохозяйственное, строительное, рекреационное. Для рекультивации полигонов чаще всего применяются методы фиксации загрязнителей на месте.

Рекультивация полигонов ТБО методом фиксации загрязнителей на месте выполняется в два этапа: технический и биологический. Технический этап заключается в разработке технологических и строительных мероприятий, решений и конструкций по устройству защитных экранов основания и поверхности полигона, сбору и утилизации биогаза, фильтрата и поверхностных сточных вод .

8.Программа мониторинга

Программа мониторинга включает следующие наблюдения за:

- химическим составом и количеством образующегося в свалочном теле фильтрата;

- изменением качества грунтовых вод за пределами полигона;

- загрязнением атмосферного воздуха, как в рабочей зоне на территории полигона, так и за ее пределами;

- соответствием отходов, поступающих на полигон, заявленной степени опасности.

Мониторинг химического состава фильтрата должен проводится как на выходе из каждой очереди полигона для определения времени наступления метановой фазы, так и на выходе со всего полигона для определения его влияния на очистные сооружения и систему очистки. Периодичность измерений - один или два раза в год. С резким изменением качественного и количественного составов фильтрата периодичность наблюдений увеличивают.

Качество грунтовых вод контролируют периодически через наблюдательные скважины, пробуренные за пределами полигона, позволяющие обнаруживать изменения химического состава подземных вод.

Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием воздушной среды. В этих целях ежеквартально производят анализы проб воздуха, отбираемого в приземном слое в зоне перекрытого участка свалки и на границе с санитарно-защитной зоной, на содержание в нем соединений, характеризующих процесс биохимического разложения ТБО представляющих наибольшую опасность.

Определение количества и состава газов в атмосферном воздухе производится систематически с привлечением специализированной организации.

В атмосферном воздухе определяют в обязательном порядке: содержание пыли, микробную обсемененность, аммиак. В отдельных случаях этот порядок может быть расширен за счет поступления в атмосферный воздух фенола, формальдегида, серы и сероводорода, диоксида азота, метана, диоксида углерода и других соединений.

В случае установления степени загрязнения атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны выше ПДК должны быть приняты соответствующие меры, направленные на снижение уровня загрязнения.

Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием почвы в зоне возможного влияния свалки. С этой целью контролируют качество почвы и растений на содержание экзогенных химических веществ (ЭХВ), которые не должны превышать ПДК в почве и, соответственно, остаточные количества вредных ЭХВ в растительной товарной массе не должны быть выше допустимых пределов. Контроль содержания загрязняющих веществ в растениях и почве проводят не реже одного раза в год (июль-август).

В почве определяют содержание тяжелых металлов и мышьяка, углеводородов (суммарное содержание), нефтепродуктов, бензапирена, коли-титры, наличие патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов.

В программу мониторинга не включен анализ поверхностных вод, т.к. предполагается, что полигон не будет оказывать влияние на этот тип вод из-за достаточно большого удаления полигона от поверхностных водных объектов.

Ввиду того, что полигон находится на довольно значительном отдалении от населенных пунктов, а при его строительстве и эксплуатации используют общестроительные машины и механизмы, определение уровней шумовых воздействий на окружающую среду в курсовом проекте не проводится.

Химические и токсичные отходы, недопустимые для захоронения на полигоне, контролируются визуально при их поступлении на полигон. Визуальный осмотр проводится на участке приема отходов, а также на участке их захоронения машинистами бульдозеров и катков.

Если отходы не соответствуют заявленным требованиям, то такие отходы к захоронению на данном полигоне не принимаются.

Мониторинг фильтрата и подземных вод. Цель мониторинга фильтрата - получение информации о степени его токсичности для назначения метода его очистки.

Наблюдения рекомендуется проводить 3…4 раза в год, и один раз в год фильтрат подвергают полному химическому анализу.

Задача программы мониторинга подземных вод заключается в получении информации об изменении их состава, вызванного возможным просачиванием фильтрата через защитный экран.

Параметры, характеризующие качество подземных вод: прозрачность; рН; количество взвешенного вещества; химическая потребность в кислороде (ХПК); биохимическая потребность в кислороде (БПК_полн.); коли-фаги; общие колиформные бактерии; яйца гельминтов.

К этому перечню добавляются вещества, повышенное содержание которых обусловлено их присутствием в свалочных грунтах: нефтепродукты, толуол, этилбензол, фенол, крезолы, хлорбензол, дихлорбензол, тяжелые металлы, мышьяк и др.

Для создания системы слежения за изменением качества подземных вод наблюдательные скважины бурят в санитарно защитной зоне полигона в количестве не менее 5 штук. Две скважины располагают выше полигона относительно притока подземных вод, (которые будут характеризовать их исходное состояние) и три - располагают ниже полигона относительно оттока подземных вод на расстоянии 50…100 м от полигона (которые будут характеризовать степень влияния полигона на изменение качества подземных вод).

Для того чтобы иметь достоверную информацию о качестве грунтовых вод, скважины должны быть пробурены в процессе строительных работ. Периодичность отбора проб воды должна быть не реже 2 раз в год.

В процессе заполнения полигона отходами должны обеспечиваться проходимость мусоровозов и строительной техники, а также общая устойчивость возводимого сооружения из свалочных грунтов.

Для этого в курсовом проекте рассматривается поэтапный ввод мощностей без остановки приема отходов на полигон. Технологическая схема эксплуатации включает пять очередей. Первая очередь представляет собой пусковой комплекс. В пусковой комплекс входят состав сооружений и виды работ, необходимые для обеспечения производственной деятельности предприятия. Состав работ пускового комплекса включает следующие работы: строительство автодороги до полигона; ограждение территории полигона и установка ворот; возведение хозяйственно-административной зоны с полным набором сооружений; разработка грунта в котловане 1-й очереди и складирование его во временные кавальеры; строительство кольцевой автодороги от хозяйственной зоны до полигона; строительство нагорного канала и пожарного пруда; прокладка сети электроснабжения.

Далее ведут подготовку котлована 1-й очереди под эксплуатацию. Состав работ подготовки котлована 1-й очереди включает: планировку основания до проектных отметок с разуклонкой под дренажную сеть; устройство противофильтрационного экрана по дну и откосам котлована; укладку дренажных труб с устройством устьевого колодца.

После этого производят заполнение котлована 1-й очереди до уровня дневной поверхности земли. В процессе заполнения полигона отходами ведут прием отходов, их складирование и перекрытие уплотненных отходов минеральным грунтом. Для обеспечения общей устойчивости полигона как насыпного сооружения после заполнения котлована 1-й очереди по его периметру осыпают дамбы обвалования из минерального грунта и ведут заполнение 1-й очереди отходами по высотной схеме до верхней проектной отметки 1-го яруса. Аналогично ведутся работы по заполнению 2-й, 3-й и 4-й очередей эксплуатации полигона. Проезд к участкам захоронения отходов осуществляется по кольцевой автодороге. Для съезда в котлованы предусматривается устройство пандусов-съездов, при заполнении полигона по высотной схеме - пандусов-въездов. После заполнения 1,2,3 и 4 очередей полигона до проектной отметки 1-го яруса верхнее основание выравнивают минеральным грунтом под единый уровень и по высотной схеме приступают к заполнению 5-й очереди эксплуатации полигона (2-го яруса).

Заполнение полигона отходами ведут картовым методом. Прибывающие на полигон мусоровозы разгружаются возле рабочих карт. Для этих целей вблизи каждой рабочей карты организуют площадку разгрузки, которую условно разбивают на две части: на одной разгружаются мусоровозы, на другой работают бульдозеры. Выгруженные из мусоровозов отходы накапливают на площадке и затем бульдозерами перемещают в рабочие. Заполнение рабочих карт ведут по методу «надвиг» при работе на нижних отметках, либо по методу «сталкивание» - на верхних отметках.

При работе по методу «надвиг» отходы перемещают с площадок разгрузки бульдозерами в пределы рабочей карты, расположенной в основании формируемого яруса, создавая на ней вал с пологим откосом (m=7) и толщиной укладываемого слоя отходов до 0,5 м.

Складирование ТБО методом «сталкивания» выполняют сверху вниз. При методе «сталкивания» мусоровозы разгружаются также на площадках разгрузки, устраиваемых возле рабочей карты, но расположенных на верхней заизолированной поверхности заполняемого яруса, сформированного в предыдущие дни.

Мусороперерабатывающий комплекс.

Комплексный подход в обращении с отходами находит всё более широкое применение в промышленно-развитых странах. Комплексное управление, сочетающее сортировку ТБО с извлечением вторсырья и сжигания остатков обеспечивает максимальную экономическую и экологическую эффективность.

Технология МПК представляет идею взвешенного взаимодействия с природой при утилизации отходов и разработке полезных ископаемых, а также способ объединения нескольких производств в высокоэффективную технологическую линию в полностью безотходном цикле, в соответствии с самыми строгими требованиями природоохранного законодательства - Локальный энергетический комплекс (ЛЭК).

На всех типах установок предусмотрена практически полная механизация производственного процесса. Режим работы автоматизирован.

Применяемые уникальные технические решения позволили создать технологическую линию с нулевым выбросом, перерабатывающую широкий перечень материалов. Автономные, модульные, мобильные, в габаритах 6 и 12-ти метрового морского контейнера - установки не требуют подключения к инженерным сетям, сложных подготовительных строительных работ и пуско-наладки.

Отличие Мусороперерабатывающих комплексов от установок аналогичного назначения в том, что комплексы являются полностью конструкторской, а не проектной разработкой. Конструкторские решения позволили существенно уменьшить габариты, массу, и, соответственно понизить стоимость серийной установки.

Мусороперерабатывающие комплексы изготавливаются по принципу «полной технологии» как заводское изделие, проходят испытания в цехах производителя, имеют паспорт и инструкцию по эксплуатации и подлежат упрощенному порядку согласования в органах технического надзора.

Конструкция ЛЭК предусматривает трехкратную гарантию бесперебойности работы Комплекса: суточным запасом топлива, дублированием основных агрегатов с возможностью попеременного отключения для профилактики и оборудованием газгольдера или расходным ресивером для хранения резервного топлива опционально.

9. Описание технологического процесса

На рисунках приведены схемы компоновки Базового модуля ЛЭК-3000 мощностью 3,0 МВтэ и 5,0 МВтт, в габаритах девяти 12-ти метровых контейнеров, перерабатывающий 3,7 тонны несортированных отходов в час или 30 000 тонн в год. Узел измельчения, бункер подготовленного сырья и узел газификации являются двухъярусными (на рисунке второй ярус не показан). При работе Мусороперерабатывающего оборудования на предварительно сортированных ТБО, линия сортировки не предусматривается и комплекс размещается в восьми контейнерах. По желанию Заказчика, дополнительно предусматривается модуль приема и переработки крупно-габаритного мусора, автомобильных покрышек или медицинских отходов.

Самосвал-мусоровоз заезжает на весовую платформу (1), расположенную перед приемным люком. Система автоматически производит взвешивание. Муниципальные отходы с самосвала-мусоровоза выгружаются в приемный бункер отходов (2). Вид приемного бункера приведен на разрезе А-А. Высота приемного бункера регулируется оператором Комплекса в зависимости от марки автомашины. После загрузки сырья бункер закрывается герметично, подавая сырье на пластинчатый конвейер (3). Конвейер оборудован системами разрывания пакетов и ворошения мусора. Из приемного бункера сырье через герметичную перегородку поступает на полуавтоматическую линию сортировки (4). Линия сортировки оборудована пятью постами ручной сортировки и магнитным сепаратором (5). При сортировке отбираются негорючие материалы: камень, керамика, стекло, цветные черные металлы. Согласно усредненному морфологическому и гранулометрическому составу твердых бытовых отходов содержание негорючих компонентов в исходных ТБО составляет порядка 13 %, из них: черные металлы - 4%; цветные металлы - 0,7%; стекло - 7%; камни, керамика - 1,5%.

По расчетным данным выход негорючей фракции составляет 15% (560 кг/час) от исходных ТБО, соответственно на дальнейшую переработку поступает 3,15 тонн отходов в час.

Отсортированные материалы через стенку модуля поступают в накопительные бункеры, прессуются и направляются на продажу. Конструкцией линии сортировки предусмотрены все требования по обеспечению безопасности труда и выполнения санитарных норм.

Отсортированные отходы поступают в шредер (6) для измельчения по классу -10±0 мм, после чего подаются на устройство электромагнитной активации (12), где отходы доизмельчаются, обеззараживаются и активируются. Далее, отходы попадают в бункер хранения готового сырья (7), состоящий из двух контейнеров, объемом 120 м3, который является суточным запасом сырья. В бункере (7) отходы пододвигаются к шнековому каналу (8), по которому измельченная масса поступает к реакторам термохимической конверсии (9) для выработки горючего газа. В бункерах и на линии сортировки создается разряжение воздуха для препятствия распространению запахов.

Из реакторов паро-газовая смесь поступает в аппарат вихревой газоочистки (10), где очищается от примесей пара, частиц золы и масел. Отобранные из газа примеси автоматически собираются и возвращаются в бункер готового сырья на дожиг. Очищенный газ поступает на теплообменный аппарат, где охлаждается со 140оС до 40оС. Далее охлажденный и очищенный газ поступает в дизель-генераторы (11) для производства электроэнергии. Выхлопные газы дизель-генератора с температурой 600оС собираются и частично направляются в реакторы (9), и частично на теплообменный аппарат.

Зола, образующаяся в процессе конверсии извлекается из реактора (9) автоматически при температуре 100-120оС и поступает в устройство электромагнитной активации (12) для выделения из состава золы примесей металлов. Разделенные зола и металлы поступают в накопительные бункеры объемом 1м3. В модулях предусмотрена звукоизоляция и вентиляция.



Конструкция мусороперерабатывающего завода предусматривает полностью герметичную линию приема и подготовки сырья с момента поступления мусора на переработку, что исключает распространение неприятных запахов.

В состав линии не включены брикет-пресс для металлолома и дробилка для минералов и стекла.

Узел приема и подготовки сырья

Узел приема подготовки сырья размещается в первых двух контейнерах и включает:

1. приемный люк выгрузки ТБО;

2. линия сортировки на 5 постов;

3. транспортер подачи сырья в шредер;

4. шредер;

5. бункер хранения готового сырья.

Конструкцией предусматривается полностью герметичная линия приема и подготовки сырья с момента поступления мусора на переработку, что исключает распространение неприятных запахов.

В состав линии не включены брикет-пресс для металлолома и дробилка для минералов и стекла.

Требования к сырью

Технология позволяет проводить минимальную сортировку ТБО и отказаться от идеи раздельного сбора мусора. Особенности конструкции реактора позволяют подавать на газификацию частицы сырья толщиной до 10 мм и длинной до 200 мм.

Реакторы конструкции позволяют перерабатывать одновременно несколько видов углеродсодержащего сырья в смеси, что положительно сказывается на энергетическом балансе установки.

Реактор высокотемпературной конверсии

Технология термохимической конверсии углеродсодержащего сырья занимает лидирующие позиции в сфере переработки отходов и получения энергоносителей по цене оборудования, выходу товарных энергоносителей, экологичности и компактности.

Основой технологической линии является реактор высокоскоростной высокотемпературной конверсии сырья с воздушным дутьем и обращенным отбором газа.

Основные конструктивные элементы реактора:

1. Гидравлический пресс подачи сырья;

2. Съемная крышка реактора;

3. Дутьевые фурмы;

4. Гидравлический пресс отбора золы;

5. Корпус реактора;

6. Проточный вентилятор;

7. Аэродинамический преобразователь;

8. Рама.

Основные преимущества при использовании реакторов:

* Реактор перерабатывает 500 кг сырья в час при влажности до 65%. При снижении влажности сырья производительность реактора может достигать 750 кг сырья в час.

* Модуль комплекса включает шесть реакторов общей производительностью 3150 кг сырья в час, вырабатывающий 6300 м3 горючего газа в час с тепловым эквивалентом 9450 кВт.

* Синтез-газ, производимый реакторами пригоден для сжигания в дизель-генераторе, модифицированном для работы на газе или для сжигания в паровом или водогрейном котле.

Состав синтез-газа:

Высокий КПД конверсии углерода - до 99%, позволяющий перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих (с зольностью до 40%) или с высокой влажностью (до 65%);

* Высокий энергетический КПД;

* Благодаря низкой температуре отбираемого газа и обращенному процессу газификации образование окислов азота, серы, хлора или фтора идет не активно, и содержание вредных веществ находится в пределах ПДК;

* Сера присутствует в газе в восстановленных нелетучих формах (H2S, COS), которые проще поглотить, чем SO2;

* При конверсии происходит частичное разложение азотсодержащих органических соединений в безкислородной среде, что дает меньшее количество окислов азота в дымовых газах;

* Зола, выгружаемая из реактора, имеет низкую температуру, не более 300 0С, и практически не содержит остатков углерода.

Реактор полностью герметичен. Подача сырья происходит в верхней части через пневмо-пресс, что позволяет исключить утечку газов из рабочей зоны реактора. Сырье проходит зоны подсушки и газификации.

Для подвода тепла в реактор используется воздушное дутьё. Теплоноситель в рабочую зону подводится радиальным вентилятором через ряды фурм, поддерживая автотермическую реакцию конверсии сырья при ограниченном количестве кислорода. На поддержание реакции расходуется не более 10% сырья.

Перед поступлением в реактор воздух проходит теплообменник и нагревается до температуры 400оС, что увеличивает скорость реакции и уменьшает образование диоксинов. Далее, воздух проходит через аэродинамический преобразователь, активирующий ионы воздуха, и поступает в реактор, способствуя качественной активизации параметров процессов.

Основная рабочая зона реактора имеет рабочую температуру 1300 - 1400оС, что позволяет полностью выделять углерод с эффективностью 98-99% и перерабатывать некоторые виды опасных отходов.

Характеристики газовых выбросов подтвердили высокую экологическую чистоту процесса при сжигании ТБО: концентрация диоксинов в дымовых газах даже без их очистки не превышает 0,1 нг/м3.

Система воздухоподготовки и подачи воздуха

Реактор потребляет 1500 м3 воздуха в час. Подача воздуха осуществляется проточно радиальным вентилятором. Перед поступлением в реактор воздух проходит через теплообменный аппарат, нагревается до температуры 400оС и через аэродинамический преобразователь. Подготовленная воздушная смесь поступает в рабочую зону реактора через ряды фурм.

Узел кондиционирования синтез-газа

Требования к очистке синтез-газа различаются в зависимости от состава исходного сырья. Перед подачей синтез-газа в дизель-генератор, газ охлаждается с 150оС до 40оС. Для очистки газа используется вихревой скруббер, который отбирает пары, масла и сажу и массообменный аппарат, который очищает газ от кислотных соединений. Полученная водо-золо-масленная эмульсия возвращается в реактор на конверсию.

Технологией предусмотрено отведение сгоревших газов обратно в реактор, где горячие газы способствуют поддержанию рабочей температуры в зоне газификации и экономии сырья на собственное обеспечение.

Наиболее опасные подвижные формы тяжелых металлов, содержащиеся в отходах, при термохимической переработке топлива в реакторе превращаются в неопасные неподвижные окислы металлов, переходящие в золу.

При замене природного газа, мазута или дизельного топлива в тепловых котельных на синтез-газ очистка не применяется. Газ, используемый в водогрейном или паровом котле сгорает полностью, не оставляя следов загрязняющих веществ.

Проведенные исследования на наличие супертоксикантов (диоксинов, дибензофуранов, бенз(а)пирена) в газах показали, что при газификации и дальнейшем сжигании получаемого генераторного газа в горелке или ДВС, содержание этих супертоксикантов в дымовых газах на порядок меньше допустимых величин, принятых в Европе.

Узел генерации энергии

При выработке электроэнергии применяются дизель-генераторы и паровые машины. Их выбор или сочетание целиком зависит от потребностей заказчика в энергоресурсах.

Модуль ЛЭК-3000 имеет в составе восемь силовых агрегатов по 450 кВт каждый.

В когенерационном цикле ЛЭК комплектуются дизель-генераторами отечественного производства или импортными машинами, модифицированными для работы на газе. При переводе дизель-генераторов на синтез-газ показано уменьшение мощности двигателя на 10-15% и увеличение ресурса работы агрегата на 30-40%. Выбор генерирующего оборудования влияет на ресурс агрегата, цену и зависит от пожеланий заказчика.

Система управления и автоматика

Все основные производственные процессы Мусороперерабатывающих заводов автоматизированы и оснащены узлами учета и контроля входящего сырья - по весу, влажности и выходящей продукции по объему и температуре. Установка оборудуется системой GPS, четырьмя вэб-камерами и GSM-контроллером. Все данные передаются в режиме реального времени на центральный пульт управления диспетчерской службы, что позволяет контролировать основные производственные процессы и управлять работой установки. Через GSM-контроллер, в случае необходимости, данные передаются владельцу комплекса и операторам.

Все отфильтрованные фракции поступают в реактор конверсии на дожиг. Химический состав зольного остатка, образующегося в процессе конверсии, зависит от состава сырья.

Заключение

В данной дипломной работе было рассмотрено проектирование полигона твердых бытовых отходов. Рассмотрены все правила и нормы, позволяющие ввести данный проект в эксплуатацию. Приведены основные характеристики:

размещение полигона, СЗЗ, дренажный слой, противофильтрационные экраны, мониторинг и рекультивация полигона, а также мусороперерабатывающий комплекс, технология которого является лидером рынка в части производства технологических линий, работающих в безотходном цикле и не наносящих вреда окружающей среде. Замеры выбросов, произведенных на действующих установках, показывают выбросы значительно ниже ПДК и самых строгих европейских норм. Муниципальные, твердые бытовые отходы - самый сложный вид сырья, т.к. в мусоре встречаются ртутные лампы, батарейки и другие предметы, содержащие тяжелые металлы. В процессе исследования золы установлено, что летучие соединения, представляющие опасность для здоровья человека при конверсии образуют связанные формы солей. Также, установлено, что стекло, содержащееся в мусоре, способствует остекловыванию тяжелых металлов и их консервации.

Проведены расчеты вместимости полигона ТБО, которая напрямую зависит от срока эксплуатации количества населения, расчет требуемой площади земельного участка полигона, расчет фактической вместимости, организация разгрузки ТБО и организация рабочей карты.

Полигон относится к природоохранным мероприятиям, позволяющим снизить нагрузку на ОС. Однако при этом теряются те отходы, которые могут быть использованы повторно.

Поэтому необходимо совмещать захоронение с повторной переработкой отходов.

Размещено на Allbest.ru

...