Проектирование и экологическое обоснование природозащитных объектов: полигон твердых бытовых и промышленных отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема проекта

Проектирование и экологическое обоснование природозащитных объектов: полигон твердых бытовых и промышленных отходов

Содержание

Введение

1. Теоретические основы твердых бытовых и промышленных отходов

1.1 Классификация отходов

1.2 Полигон захоронения твердых бытовых и промышленных отходов

1.3 Влияние отходов на окружающую среду и здоровье человека

2. Изучение состояния полигона твердых бытовых и промышленных отходов

3. Проектирование полигона ТБО

3.1 Выбор участка под строительство полигона

3.2 Расчет необходимой площади отвода участка земли для строительства полигона захоронения ТБО

3.3 Организация сбора отходов

3.4 Расчет годовой нормы накопления ТБО населенных пунктах

3.5 Проектирование полигона ТБО

4. Экологическое обоснование запроектированного полигона

Заключение

Список использованной литературы

Введение

полигон отходы захоронение

Актуальность темы. Одна из современных проблем любого города мира заключается в твёрдых бытовых отходов (отходы хозяйственной деятельности населения - уборки, приготовления пищи, крупногабаритные предметы домашнего обихода, отходы текущего ремонта квартир, упаковку, мусор с дворовых территорий, площадей, улиц, отходы ухода за зелеными насаждениями и др.). С увеличением численности населения, развитием экономики и повышением жизненного уровня увеличивается объем образования отходов производства и потребления. Удаление твердых бытовых отходов обеспечивает санитарную очистку городов и создает необходимые санитарно-экологические условия существования населенного пункта.

Рост численности населения в городах и развитие промышленности сопряжено с увеличением количества образующихся бытовых и промышленных отходов, которые при неправильном сборе, несвоевременном удалении и неудовлетворительном обезвреживании, ухудшают экологическую обстановку и наносят экологический ущерб окружающей среде, вызывая загрязнение атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод. Санитарная очистка городов от отходов производства и потребления является элементом жизнеобеспечения. Известно более 20 методов обезвреживания и утилизации ТБО. По каждому методу известны от 5 до 10 разновидностей приемов их обезвреживания и переработки. Наибольшее распространение получили следующие методы обезвреживания отходов: захоронение отходов на свалках и полигонах, термические и биотермические методы обезвреживания.

Проблема охраны окружающей природной среды от загрязнения бытовыми и промышленными отходами становится все более актуальной для современного общества и заставляет искать пути безопасной их утилизации. От успешного решения этой проблемы во многом зависит оздоровление природной среды урбанизированных территорий.

В современном мире проблема образования и захоронения бытовых отходов становится все более актуальной. В настоящее время, объём твёрдых бытовых отходов ежегодно поступающий в биосферу достиг почти геологического масштаба и составляет около 400 млн. тонн в год. Одним из основных способов удаления ТБО в мире остается захоронение в приповерхностной геологической среде. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биохимическому разложению* с образованием свалочного газа (биогаза).

Эмиссия свалочных газов поступающих в окружающую среду оказывает негативный эффект как локального, так и глобального характера. К основным компонентам биогаза относят не только парниковые газы (метан и диоксид углерода), но и такие токсичные соединения как - оксид углерода, оксиды азота, сероводород, диоксид серы. В процессе термического воздействия и горения отходов выделяются канцерогенные соединения - бензол, бензапирен.

Существует около ста разновидностей технологий обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО). Самым простым и относительно дешевым методом обезвреживания твердых отходов является складирование на санитарных полигонах.

Данный метод является наиболее распространенным, особенно в странах с развивающейся экономикой. В России технология захоронения твердых бытовых отходов на полигонах остается наиболее применяемой.

В процессе эксплуатации полигона твердых отходов, а также в течение продолжительного времени после его рекультивации происходит выброс газовых эмиссий в атмосферный воздух, образуются фильтрационные воды (фильтрат), а также изменение геопоказателей грунтов под телом полигона, что приводит к увеличению фильтрационной способностью грунтов и, как следствие, загрязнение грунтовых вод.

Выбор оптимального метода и технологии обезвреживания и переработки ТБО базируется, прежде всего, на недопущении негативного воздействия отходов на окружающую среду, ухудшения здоровья человека, обострения социальных аспектов развития общества и повышении экономической эффективности процессов обезвреживания отходов и рационального использования земельных ресурсов.

Целью курсовой работы является запроектировать и дать экологическое обоснование полигонов захоронения твердых бытовых и примышленных отходов.

Для достижения данной цели необходимо решить ряд задач:

· Изучить влияние твердых бытовых и промышленных отходов на окружающую среду.

· Изучить состояние полигона твердых бытовых и промышленных отходов.

· Запроектировать полигон ТБО для города Астана.

· Дать экологическое обоснование проектного полигона.

1. Теоретические основы твердых бытовых и промышленных отходов

1.1 Классификация отходов

Одним из основных источников загрязнения урбанизированных территорий являются промышленные, образующиеся в результате производственного процесса, и твердые бытовые отходы (ТБО), возникающие в процессе жизни человека в жилище и амортизации предметов быта. Не меньшее значение как загрязнитель окружающей среды имеют и сточные городские воды, объединяющие производственные, бытовые и дождевые воды.

В крупных городах ежегодно накапливается до 104 кг. и более отходов на одного жителя, в целом же промышленными методами перерабатывается только 3,5% ТБО, остальное вывозится на свалки и полигоны.

Отходы делятся на два основных класса:

1. отходы производства

2. отходы потребления

Отходы потребления включают в себя:

1. твердые бытовые отходы (ТБО)

2. изношенная сложная бытовая техника

3. отходы от ремонта жилого фонда

Все отходы подразделяются на пять классов опасности по воздействию на окружающую природную среду:

I класс опасности - чрезвычайно опасные. Период восстановления отсутствует. (мышьяк, кадмий, ртуть, селен, цинк, свинец, фтор, бензопирен) II класс опасности - высоко опасные. Период восстановления не менее 30 лет. (бор, кобальт, молибден, никель, медь, сурьма, хром)

III класс опасности - умеренно опасные. Период восстановления не менее 10 лет. (барий, вольфрам, ванадий, марганец, стронций, ацетофенон)

IV класс опасности - малоопасные. Период самовосстановления не менее 3-х лет.

V класс опасности - практически неопасные. Воздействие на окружающую природную среду практически не нарушена.

Промышленные отходы - К промышленным отходам относятся продукты, материалы, изделия и вещества, образующиеся в результате производственной деятельности человека, оказывающие негативное влияние на окружающую среду, вторичное использование которых на данном предприятии нерентабельно.

К токсичным промышленным отходам относятся физиологически активные вещества, образующиеся в процессе технологического производственного цикла и обладающие выраженным токсическим действием на теплокровных животных, а также на человека.

Поскольку токсичные отходы представляют значительную опасность для окружающей среды, в том числе и для здоровья человека, то их утилизация и захоронение должны проводиться в строгом соответствии с существующими правилами и стандартами. Например, на полигонах ТБО принимаются токсичные отходы только III и IV классов опасности, причем отдельные группы и виды отходов принимаются на полигоны в ограниченном количестве и складируются с соблюдением особых условий. Перечень промышленных отходов, разрешенных к размещению на полигонах ТБО, регламентируется нормативными документами. К таким отходам, например, относятся: асбоцементный лом, отработанный графит, формовые и стержневые смеси, шлаки (котельных, ТЭЦ, чугунолитейных производств), отходы шлифовальных и абразивных материалов, отходы полимерных, резинотехнических, текстильных, электроизоляционных и других материалов.

Виды токсичных отходов, подлежащих приему на полигон (с учетом химического состава, физических свойств, агрегатного состояния, пожаро взрывоопасности) и не подлежащих приему (радиоактивные отходы принимаются на спецполигон) четко прописываются в инструкции [1].

Для захоронения неутилизируемых промышленных отходов на полигонах каждое министерство, ведомство, предприятие должно проводить паспортизацию неутилизируемых отходов, определять их количество (за сутки, год) по четырем классам опасности, согласовать список с администрацией полигона и с органами санитарно эпидемиологической службы и представить проектным организациям (для проектирования полигона) или полигону, принимающему отходы на захоронение.

Строительные отходы - К ним относятся твердые минеральные отходы (керамзит, керамика, асбоцемент, гипс, отходы бетона), древесина и другие материалы, применяющиеся в строительстве. Эти отходы приравниваются к V классу опасности.

Твердые бытовые отходы - Основная масса ТБО состоит из макулатуры, стеклянного боя, не пригодных к дальнейшему употреблению вещей домашнего обихода, пищевых отходов, квартирного и уличного смета, строительного мусора, оставшегося от текущего ремонта квартир, сломанной бытовой техники. Качественный состав ТБО практически не зависит от географического расположения города. Нормы накопления ТБО в городах в значительной мере зависят от степени благоустроенности жилищного фонда, специфичности объектов общественного назначения. Так, среди жилых домов наибольшее количество ТБО отмечено в неблагоустроенных домах с местным отоплением на твердом топливе и без канализации, а среди объектов общественного назначения, торговых и культурно-бытовых учреждений - на городских рынках [2].

По морфологическому признаку ТБО в настоящее время состоит из следующих компонентов :

1.Биологические отходы:

· Кости

· Пищевые и растительные отходы (помои, отбросы)

2.Синтетические отходы:

2.1.Целюлозной переработки:

· Бумага -- газеты, журналы, упаковочные материалы

· Древесина

2.2.Нефтепродукты:

· Пластмассы

· Текстиль

· Кожа, резина

· Различные металлы (цветные и чёрные)

· Стекло

· Смёт

Фракционный состав ТБО (массовое содержание компонентов, проходящих через сита с ячейками разного размера) сказывается как на сборе и транспортировке отходов, так и на технологии их последующей переработки, сортировки.

Химический состав ТБО необходим для определения качества получаемого при переработке ТБО компоста или биогаза.

Состав ТБО отличается в разных странах, городах. Он зависит от многих факторов, включая благосостояние населения, климат и благоустройство. На состав мусора существенно влияет система сбора в городе стеклотары, макулатуры и т. д. Он может меняться в зависимости от сезона, погодных условий. Так на осень приходится увеличение количества пищевых отходов, что связано с большим употреблением овощей и фруктов в рационе питания. А зимой и весной сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета).С течением времени состав ТБО несколько меняется. Увеличивается доля бумаги и полимерных материалов. А с переходом на централизованное теплоснабжение практически исчезает в ТБО уголь и шлак.

Большую опасность для окружающей среды представляют токсичные отходы, в том числе часть неопасных на стадии их появления отходов, приобретают токсические свойства при сохранении[3]

1.2 Полигон захоронения твердых бытовых и промышленных отходов

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

Полигоны захоронения ТБО - инженерно-экологические комплексы, предназначенные для централизованного приема ТБО, их обезвреживания и захоронения, предотвращающие распространение загрязняющих веществ в компоненты природной среды.

На полигоны захоронения ТБО принимают:

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

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

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

* отходы лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ) в соответствии с «Правилами сбора, хранения и удаления отходов лечебно-профилактических учреждений».

Запрещен прием на полигоны следующих видов отходов:

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

* промышленных 1, 2 и 3 классов опасности;(таблица 1)

* радиоактивных, независимо от уровня их радиации;

* ртутных ламп и продуктов демеркуризации.

Полигоны ТБО по видам принимаемых отходов подразделяют на два класса:

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

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

Организации, эксплуатирующие полигоны, разрабатывают регламент (режим) работы полигона и инструкцию по приему ТБО. В соответствии c разработанной инструкцией, осуществляют учет поступающих отходов, обеспечивают их контроль, распределяют в пределах эксплуатируемой части полигона, выполняют послойную изоляцию отходов, обеспечивают выполнение требований, предъявляемые к безопасности жизнедеятельности предприятий в чрезвычайных ситуациях [4].

1.3 Влияние отходов на окружающую среду и здоровье человека

Серьезность влияния обработки и захоронения отходов на окружающую среду зависит от объема производимых отходов, их состава, количества незаконно захороненных отходов, количества размещенных на свалке отходов и стандартов на заводах по обработке отходов. Будущее влияние процесса управления отходами будет зависеть от того, как изменятся указанные факторы. Окончательная обработка отходов, на сегодняшний день, означает либо их захоронение на свалке, либо сжигание, и два этих вида окончательной обработки оказывают разное, но в обоих случаях негативное, влияние на окружающую среду.

Размещение отходов на свалках ведет к выделению метана - одного из парниковых газов и опасных химических веществ, которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду.

Сжигание отходов ведет к выбросу газов из труб сжигающих их заводов. Эти газы содержат опасные химические вещества, такие как кадмий, ртуть и свинец. Токсичность тяжелых металлов при их изолированном действии на теплокровный организм достаточно изучена. Известно, что при поступлении в организм они могут оказывать влияние на функцию кроветворения, вызывать изменения морфологического состава периферической крови, блокировать сульфгидрильные группы, представлять опасность, способствуя развитию канцерогенного, генетических и других отдаленных биологических эффектов. Помимо этого на природную среду оказывает влияние выделение биогаза - метана, кислорода, углекислого газа, содержание которых может составлять десятки процентов. Эти величины превышают санитарные нормы и могут вызвать удушье человека. Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалки может сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышением температур до 75°С, т.е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материала ТБО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км.

Вредное воздействие на человека - воздействие факторов среды обитания, создающее угрозу жизни и здоровью человека, либо угрозу жизни или здоровью человека будущих поколений [5].

2. Изучение состояния полигона твердых бытовых и промышленных отходов

На территории г. Астаны полигоны токсичных отходов отсутствуют.

В г. Астане функционирует завод по утилизации изношенных шин и резинотехнических изделий ТОО «Kazakhstan RubberRecycling» который на сегодняшний день занимается сбором и утилизацией изношенных шин.

В 1 - полугодие 2011 года заводом принято для дальнейшей утилизации от природопользователей 823,437 тонн изношенных пневматических шин. При этом выпущено продукции резиновой крошки 500,453 тонны, металлического корда 115,423 тонны, текстильного корда 141,513 тонн.

Ресурсосберегающих и экологически чистых технологий нет.

Краткая информация о количестве и состоянии действующих полигонов ТБО:

Название районов и городов - г. Астана

Проектная мощность - 2800000 тыс. тонн

Объем размещенных на полигоне ТБО- 139450,65 м3

Метод размещения - захоронение отходов

Нарушения, выявленные при инспекционных проверках. По итогам плановой проверки установлено размещение твердо- бытовых отходов на старом полигоне без экологического разрешения на эмиссии в окружающую среду. Наложен штраф и предъявлена претензия на сумму 219 млн.164 тыс. 896 тенге., материалы переданы в в судебные органы для принудительного взыскания.

Таблица 1. Морфологический состав ТБО г. Астаны

Вид отходов	Среднее содержание, %
Бумага (оберточные пакеты, картон)	35,0
Пищевые отходы	25,2
Отсев (зола, шлам)	16,0
Древесные отходы	5,0
Отходы текстильные	4,5
Металл	единичные экземпляры
Стекло	2,5

В настоящей таблице указывается морфологический состав полигона,.

Также указываются меры, предпринимаемые для приведения полигонов ТБО в соответствие экологическим и санитарным требованиям. Проводимые мероприятия, направленные на снижение объемов образования отходов. Состояние коммунальных предприятий по вывозу ТБО.

Полигон захоронения твердых бытовых отходов (Полигон ТБО) находится в пределах территории г. Астана, на 6 км автодороги Астана - Павлодар. С северо-восточной и юго-восточной сторон Полигон ТБО окружают пропаханные и засаженные молодые лесополосы. С южной стороны к нему почти вплотную прилегают 2 заполненные водой карты золоотвала Астанинской ТЭЦ - 2 [6].

Рисунок 1. Полигон ТБО г. Астана.

На полигоне для отходов производства и захоронения твердых бытовых отходов выявлено нарушение части технологического процесса обезвреживания и захоронения твердых бытовых отходов, сообщила пресс-служба прокуратуры Астаны. По данным ведомства, покрытие грунтом поверхности слоя отходов проводилось без уплотнения, не выдерживалась толщина засыпки грунтом мусора. Также было установлено, что балансодержатель не в полной мере проводил наращивание защитного экрана, что способствовало засорению близлежащей территории легковесным мусором, негативным образом сказывалось на внешнем облике столицы и могло спровоцировать перенос различного рода инфекций на территорию города. По требованию прокуратуры работниками органов экологического контроля и органов санитарно-эпидемиологического надзора проведены соответствующие проверки, все наблюдения по наличию нарушений экологического законодательства, выразившиеся в разлете легковесного мусора по участкам близлежащей к полигону территории, подтвердились. По ее информации, должностные лица АО "Астана - Горкоммунхоз" понесли административную ответственность с наложением штрафов (порядка 400 тыс. тенге), в том числе за ненадлежащий контроль и неисполнение требований природоохранного законодательства[7].

Таким образом на нынешнем полигоне ТБО г. Астана выявлены следующие нарушения:

1. части технологического процесса обезвреживания и захоронения твердых бытовых отходов;

2. балансодержатель не в полной мере проводил наращивание защитного экрана;

3. размещение твердо- бытовых отходов на старом полигоне без экологического разрешения на эмиссии в окружающую среду.

3. Проектирование полигона ТБО

3.1 Выбор участка под строительство полигона

Выбор перспективных участков для строительства полигонов производят на стадии составления схем районных планировок и генеральных планов городов и их зеленых зон, схем санитарной очистки населенных пунктов от твердых бытовых отходов (ТБО). Число и площадь полигонов зависит от численности жителей населяемых мест, обслуживаемых полигонами, площади и конфигурации населенных пунктов, дальности транспортировки отходов.

Полигоны размещают за пределами населенных пунктов с соблюдением размера санитарно-защитной зоны, не менее 500 м до жилой застройки.

Для выбора участка под строительство заказчик с регламентирующими организациями (архитектурно-планировочным управлением, санитарно-эпидемиологической, гидрогеологической службами и др.) определяют районы, в которых намечается подбор участков. Перспективные участки для размещения полигонов определяют на основании анализа карт специального типологического зонирования анализируемых территорий в масштабе М 1:200000, которые включают фондовые геологические и гидрогеологические условия. При необходимости проводят рекогносцировочные полевые исследования.

При выборе перспективных участков для размещения полигона руководствуются следующими принципами:

а) участки, на которых природные условия исключают размещение полигонов;

б) участки, на которых природные условия не способствуют существенному негативному воздействию полигонов на компоненты природной среды.

Благоприятными земельными участками с точки зрения размещения полигонов считаются:

* открытые, хорошо продуваемые (проветриваемые), незатопляемые и непотопляемые, допускающие проведение природоохранных мероприятий и выполнение инженерных решений, обеспечивающих предотвращение загрязнения окружающей среды;

* расположенные с подветренной стороны относительно нахождения населенных пунктов и рекреационных зон, в соответствии с розой ветров;

* расположенные ниже мест водозаборов хозяйственно-питьевого водоснабжения, рыбоводных хозяйств, мест нереста, массового нагула и зимовальных ям рыбы;

* удаленные от аэропортов на 15 км и более, от сельскохозяйственных угодий и транзитных магистральных дорог на 200 м, от лесных массивов и лесопосадок, не предназначенных для рекреации, на 50 м;

* на которых обеспечивается соблюдение 500 м санитарно-защитной зоны от жилой застройки до границ полигона;

* с преобладающими уклонами в сторону населенных пунктов, промышленных предприятий, сельскохозяйственных угодий и лесных массивов не более 1,5%,

* с залеганием грунтовых вод при наибольшем подъеме их уровня не менее 1 м от нижнего уровня складируемых отходов;

* с преобладанием в геологическом разрезе четвертичных отложении, экранирующих пород (в том числе маренных суглинков), характеризующихся коэффициентом фильтрации 10-7 м/с и менее;

* с развитым региональным водоупорным горизонтом (юрские глины), характеризующимся отсутствием «гидрогеологических окон» и значительных по площади трещиноватых зон;

* с отсутствием опасных геологических процессов (оползневых, карстово-суффозионных, овражно-эрозионных и т.д.) [8].

3.2 Расчет необходимой площади отвода участка земли для строительства полигона захоронения ТБО

Для обоснования требуемой площади для отвода земельного участка под складирование ТБО, в первую очередь, необходимо определить проектируемую вместимость полигона (Ет).

Расчет ведут с учетом удельной обобщенной годовой нормы накопления ТБО на одного жителя, (включая ТБО из учреждений и организаций), количества обслуживаемого полигоном населения, расчетного срока эксплуатации полигона, степени уплотнения ТБО на полигоне.

Требуемую для отвода площадь участка складирования ТБО, определяют делением проектируемой вместимости полигона (м3) на принимаемую в проекте высоту полигона (м) [9].

3.3 Организация сбора отходов

В соответствии с исходными данными на проектирование полигона для захоронения ТБО предполагается организация сбора образующихся отходов в 3-х населенных пунктах. Сбор ТБО в населенных пунктах предполагается вести в устанавливаемые мусоросборные ёмкости (бункеры) вместимостью 0,75 м3. Транспортирование от мест накопления ТБО до полигона предполагается мусоровозами КО-415А с объемом кузова 23 м3. Расчет общей численности населения обслуживаемого полигоном выполнен в форме таблицы 2 [8].

Таблица 2.Определение численности населения, обслуживаемого полигоном.

Номер населенных пунктов	Численность населения, тыс. чел.
1 2 3	365530 109033 321238

3.4 Расчет годовой нормы накопления ТБО населенных пунктах

Расчет накопления ТБО за один год в осуществляют в соответствии с удельными нормами их накопления на одного жителя. Их рассчитывают от двух источников образования: жилого сектора и общественных зданий, учреждений.

ТБО в городах имеют не одинаковый морфологический состав и разную плотность. Поэтому удельное накопление ТБО учитывают как по массе, так и по объему.

Нормы накопления ТБО для различных источников определяют специальными научными организациями (не реже 1 раза в 5 лет). Результаты исследований утверждают администрации населенных пунктов.

В курсовой работе нормы накопления ТБО для заданных населенных пунктов приведены в таблице 3 [10].

Таблица 3. Определение объема накопления ТБО

Объект образования отходов	Расчетная единица	Норма накопления ТБО, кг/год	Количество единиц	Всего, кг/год
1	2	3	4	5
Жилые дома благоустроенного типа	1 чел.	200	0,6Н*	20400000
Жилые дома неблагоустроенного типа	1 чел.	400	0,4Н*	27200000
Гостиницы	1 место	120	0,07 Н*	1428000
Детсады, ясли	1 место	95	0,05Н*	810000
Учебные заведения	1 ученик	24	0,03Н*	120000
Театры, кинотеатры	1 место	30	1000 мест	30000
Учреждения, офисы	1 сотр.	40	0,3Н*	2040000
Продовольственные магазины	1 кв.м	200	5000	1000000
Промтоварные магазины	1 кв.м	100	5000	500000
Рынок	1 кв.м	100	10000	1000000
Автовокзалы	1 кв.м	125	800	100000
Больница	1 койка	230	0,05Н*	1996000
Поликлиники	1 посещ.	30	0,9Н*	4590000

Таким образом рассчитываем суммарный объем накопления ТБО. Рассчитываем суточную величину накопления ТБО по формуле:

, (1)

где Тгод - количество дней в году, 365 дней;Р-общая масса ТБО, кг/год.

Удельную норму накопления ТБО по массе определяют по формуле:

, (2)

гдеР-общая масса ТБО, кг/год; Н- общая численность населения.

Рассчитываем ,при плотности отходов g=210 кг/м3, удельную норму накопления по объёму :

, (3)

где У-удельная норма накопления ТБО по массе; плотность отходов.

Проектную вместимость полигона (Ет) определяют на расчетный период эксплуатации полигон

, (4)

где Т - принимаемый срок эксплуатации полигона (определяется по табл. 1 исходных данных), Т=20 лет; У* и У**- удельные годовые нормы накопления ТБО на 1-й и последний годы эксплуатации полигона, м3/чел х год; У*- удельная норма накопления ТБО по объему на 1-й год эксплуатации полигона определяется как удельная обобщенная годовая норма накопления ТБО на одного жителя, (включая ТБО из учреждений и организаций), табл. 3; Н*- количество обслуживаемого полигоном населения на 1-й определяется согласно исходным данным в таблице 2;Н** - количество обслуживаемого полигоном населения на последний год эксплуатации полигона определяется согласно генеральному плану развития района застройки; к1- Зависимость коэффициента уплотнения, таблица 4; к2 - коэффициент, учитывающий объем изолирующих слоев грунта (промежуточных и окончательного), к2=1,2.

У** - удельная норма накопления ТБО по объему на последний год эксплуатации полигона, определяется из условия ежегодного прироста ее по объему на 3%, У**=У*(1,03)Т-1 ( м3/ч.).Исходя из этого, ожидается ежегодный рост населения на 2%, тогда: Н**=Н*(1,02)Т-1

Таблица 4. Зависимость коэффициента уплотнения ТБО (к1) от высоты полигона (Нпл).

Полная проектная высота полигона (Нпл), м	к1
до 10 от 11 до 20 от 21 до 50 от 51 и более	3 3,7 4 4,5

Расчет требуемой площади земельного участка для размещения полигона.

Требуемая площадь полигона (Ф) определяется по формуле:

Ф= kЗ*Фус + Фдоп , (5)

где k3 - коэффициент, учитывающий полосу вокруг участка складирования, k3=1,1; Фус - площадь участка складирования, га; Фдоп - площадь участка административно-хозяйственной зоны.

Площадь участка складирования находят из формулы:

, (6)

где к4 - коэффициент, учитывающий снижение высоты пирамиды до заданной Нпл ; к4=0,5.

Полигон размещают на плоском рельефе. Фактическая отведенная площадь участка рассчитываем по формуле:

Фотв=Ф+Д , (7)

где Д - отвод земли для размещения подъездной дороги от автомагистрали до полигона, для дороги длиной Lдор=4000 м и шириной Вдор=6,5 м.

Реальный участок складирования ТБО в плане имеет форму квадрата, со стороной:

Lус=Bус=  , (8)

где Lус= Bус - соответственно, длина и ширина участка складирования, м.

Определим размеры верхней площадки полигона захоронения отходов:

Вп = Lп = Вус-2m*Нпл, (9)

Где Вп и Lп- соответственно ширина и длина верхней площадки участка складирования, м. m=3; Нпл- полная проектная высота полигона,м.

Площадь верхней площадки участка складирования:

Фп=Вп*2, (10)

где Вп-размер верхней площадки захоронения отходов.

Минимальная ширина верхней площадки определяется по формуле:

Впmin=2*Rраз+2в, (11)

где в=10 м от края откоса; Rраз- разворот мусоровоза.

Максимально возможную высоту полигона определяют по зависимости:

, (12)

где Вус- ширина участка складирования, м; Впmin - минимальная ширина верхней площадки; m=3.

Фактическую вместимость полигона с учетом уплотнения ТБО рассчитывают по формуле для определения объема усеченной пирамиды:

, (13)

где Фус и Фп - площади нижнего и верхнего оснований свалочного тела, м2; Нпл- полная проектная высота полигона,м.

Потребность в минеральном грунте определяется по формуле:

Vг = ) , (14)

где к2= 1,2, Еф-фактическая вместимость полигона.

Средняя проектная глубина котлована в основании полигона определяется по формуле:

Нк= , (15)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована; Vг- потребность в минеральном грунте; Фус- площадь участка склодирования.

Проверяем условие размещения полигона:

Нугв-Нк-Нэк> 2м, (16)

где: Нугв - глубина залегания грунтовых вод, Нугв=4,8 м; Нэк - толщина защитного экрана основания полигона ; Нк- Средняя проектная глубина котлована в основании полигона,м.

Каждую очередь эксплуатации полигона рассчитывают из условия обеспечения приема ТБО в течение времени:

Точ =  , (17)

где Т- количество лет эксплуатации;

Площадь участка складирования каждой из четырех очередей эксплуатации в пределах первого яруса составит

Фоч= , (18)

где Фус- площадь участка складирования; Точ-время очереди эксплуатации полигона.

Объем отходов, складируемых в каждой очереди эксплуатации полигона, находим по формуле:

Vоч =  , (19)

где Еф-фактическая вместимость полигона.

Высота первого яруса (с I-IY очереди) определяется по зависимости:

Ноч (I-IY) =  , (20)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована; Фус-площадь участка складирования; Vоч-объем отходов.

Учитывая послойное заполнение полигона отходами: 1,8…2,0 м - отходы и 0,2 м - минеральный грунт, количество укладываемых слоев с I по IY очереди 1-го яруса вычисляем по формуле:

nсл(I-IY)= , (21)

где Ноч-высота первого яруса, м; h=2.0м.

Высоту 1-го яруса над уровнем поверхности земли вычисляем по формуле:

НI=h*ncл , (22)

где h=2.0м; ncл- количество слоев.

Объем котлована одной очереди вычисляем по формуле:

, (23)

где Vг-потребность в минеральном грунте; Точ-время очереди эксплуатации полигона.

Количество слоев V очереди полигона вычисляем по формуле:

, (24)

где Нпл- полная проектная высота полигона, м.; НI- высота первого яруса над уровнем поверхности земли, м; h=2.

Тогда общее количество слоев ТБО, укладываемых в тело полигона, рассчитаем по формуле:

N= nсл(I-IV)+ nсл(V ) , (25)

Где nсл(I-IV)-количество укладываемых слоев с I по IY очереди 1-го яруса; nсл(V)-количество слоев V очереди полигона.

Также необходимо спроектировать:

1. Защитные экраны полигона

2. Административно-хозяйственные зоны

3. Санитарно - защитные зоны и систему мониторинга

4. Технические этапы рекультивации

Ознакомились с методикой проектирования ТБО. Узнали что для того чтобы правильно спроектировать полигон ТБО(твердо бытовых отходов), необходимо подобрать место расположения, при этом нужно учесть:розу ветров; участок должен быть открытым, хорошо продуваемым, непотопляемым; удаленность от аэропорта и от жилой застройки; учесть глубину залегания грунтовых вод и т.д. Провести расчеты: по объему выноса отходов; вместимости полигона; объем накопления; требуемой площади отвода земель под строительство полигона и т.д. [11].

3.5 Проектирование полигона ТБО

Оценку гидрогеологической обстановки выполняют при проведении полевых исследований.

Критерии по оценке гидрогеологических условий носят, в основном, рекомендательный характер и их несоблюдение может быть компенсировано использованием технологических решений, получивших положительное заключение Государственной экологической экспертизы.

При размещении полигонов учитывают опыт функционирования объектов-аналогов в подобных условиях размещения, исходя из природных условий (геологических, гидрогеологических, водно-физических свойств горных пород, развития опасных геологических процессов) и технологических особенностей складирования ТБО (площадь полигона, мощность складированных ТБО, схема складирования)(рисунок 2).

Размер участка размещения полигона устанавливают, исходя из условия продолжительности эксплуатации полигона в течение 15…20 лет. По форме в плане наиболее благоприятны земельные участки близкие к квадрату, и позволяющие устраивать полигоны с наибольшей высотой складирования отходов. Необходимую площадь для отвода земельного участка определяют исходя из проектной вместимости полигона и проектной высоты складирования отходов.

Рисунок 2. Изображение полигона на карте.

Определяем численность населения, обслуживаемого полигона. Для этого суммируем численность населения из 3-х населенных пунктов (таблица2):

Определяем суммарный объем накопления ТБО(таблица3):

Рассчитываем суточную величину накопления ТБО по формуле(1):

==167709,5

Удельная норма накопления ТБО (2):

кг/чел. год

Удельная норма накопления по объему(3):

м3/чел. Год

Вместимость полигона (4):

=м3

м3/ч

При численности населения человек 15422623,4 высота полигона составит Нпл=22,0 м.(таблица4). k1=4, k2=1.2.

Требуемая площадь полигона (5):

Ф=1,1*61,4+73,68=141,22

Площадь участка складирования(6):

==61,4га

61,4)+(1,1*61,4)=6,14+67,54=73,68га

Фактическая отведенная площадь участка (7):

Фотв=141,22+0,26=141,48га

Д=4000*6,5=26000=0,26

Реальный участок складирования ТБО с площадью 12282692,3 в плане имеет форму квадрата, со стороной(8):

Lус= Bус=м

Размер верхней площадки(9):

Вп=1108,3-2*3*22=976,3м

Площадь верхней площадки(10):

Фп=976,3*2=1952,6м2

Минимальная ширина верхней площадки(11):

Впmin=2*9+2*10=38м2

Максимальная высота полигона(12):

Нплmax=м

Фактическая вместимость полигона(13):

Еф=12282692,3+1108.3+(12282692.3+1108.3)0.5]=7.3[12283800.6+6141900.3]=134507616.57м3

Потребность в минеральном грунте(14):

Vг=134507616,57(1-22866294,82м3

Средняя проектная глубина котлована(15):

Нк==2,04м

Условие размещения полигона(16):

4,8-2,04-0,5=2,26>2м - принятая глубина котлована удовлетворяет требованием.

Полигон ТБО разбиваем на пять очередей эксплуатации. При этом сам котлован для складирования ТБО, будет разбит на четыре части. Откосы котлована из условий работы бульдозера принимают с коэффициентом заложения не менее m=2,26.

Время очереди эксплуатации полигона(17):

Точ= года

Площадь участка складирования(18):

Фоч=м2

Объем отходов складируемых в каждой очереди(19):

Vоч=м3

Высота первого яруса(20):

Hоч(I-IV)=м

Количество укладываемых слоев(21):

nсл(I-IV)==12 слоев

Принимаем - по 12 слоев укладки ТБО в каждую очередь 1-го яруса. Тогда высота 1-го яруса над уровнем поверхности земли составит(22):

НI=1*12=12 м.

Объем котлована одной очереди(23):

Vгоч=м3

Наращивание высоты полигона 2-го яруса с отметки 12 м до проектной - 22 м будет производиться заполнением V очереди полигона. После заполнения 2-го яруса будет выполнено окончательное его перекрытие.

Количество слоев V очереди (24):

nслV=

Общее количество слоев (25):

N=12+5=17слоев

Перед производством работ снимают плодородный слой почвы со всей площади участка складирования ТБО, который отсыпают во временные кавальеры, размещаемые в стороне от участка складирования. В последствии этот грунт используют для рекультивации полигона. Грунт вынимаемый, из котлована 1 очереди, складируют во внешний кавальер для последующего использования при устройстве промежуточной изоляции при заполнении 4 и 5 очередей формирования полигона [12].

Защита горных пород зоны аэрации, подземных и поверхностных вод от загрязнения в период эксплуатации полигона достигается благодаря наличию естественного геохимического барьера или искусственно создаваемому защитному экрану, устраиваемому в основании полигона с дренажной системой сбора и удаления фильтрата, а также системы выполнения послойной изоляции ТБО связным грунтом. После окончания эксплуатации полигона и его закрытия, охрану горных пород зоны аэрации, грунтовых и поверхностных вод, атмосферного воздуха осуществляют устройством верхнего перекрытия (защитного экрана поверхности полигона) в сочетании с защитным экраном и системой сбора и удаления фильтрата в основании полигона. Защитные экраны основания и поверхности полигона - это конструктивные элементы, обеспечивающие природоохранные функции.

Срок службы защитных экранов определяется как периодом эксплуатации полигона (заполнение полигона до проектной вместимости полигона), что составляет 15-30 лет, так и пассивным периодом, когда полигон закрыт и не принимает отходы. Однако в теле полигона после его закрытия и рекультивации протекают активно аэробные и анаэробные процессы разложения органического вещества, сопровождающиеся образованием биогаза и фильтрата, и, следовательно, веществ, представляющих угрозу окружающей среде. Длительность этого периода определяется морфологическим составом отходов, климатическими условиями и другими факторами, и по оценкам различных авторов этот период составляет от 30 до 100 лет. Таким образом, срок службы защитных экранов полигонов ТБО должен составлять от 45 до 100 лет.

Элементы защитных экранов основания и поверхности полигона находятся в непосредственном контакте с агрессивной средой - фильтратом и биогазом. Поэтому при подборе материалов для выполнения этих конструкций следует оценивать их устойчивость к агрессивным средам.

Для устройства защитных экранов применяют сертифицированные материалы. Противофильтрационный экран в основании полигона совместно с защитным экраном, устраиваемым при перекрытии верха полигона после окончания его эксплуатации, образуют замкнутую систему типа «саркофаг». В роли противофильтрационного экрана могут выступать природные (естественные) гаохимические барьеры и искусственные барьеры, выполняемые в виде глиняного замка или экрана, выполняемого из геосинтетических материалов [13].

Административно-хозяйственная зона проектируется для размещения: административно-бытового корпуса; контрольно-пропускного пункта КПП совместно с пунктом стационарного радиометрического контроля, весовой; гаража и площадки с навесом; мастерских для ремонта машин и механизмов; склада топливно-смазочных материалов; складов для хранения энергоресурсов, строй материалов, спецодежды, хозяйственного инвентаря и др.; объектов линий электроснабжения и других сооружений; пожарного резервуара.

Территория хозяйственной зоны должна иметь твердое покрытие, освещение и въезд со стороны полигона. На крупных полигонах, принимающих более 360 тыс. м3 в год ТБО и рассчитанных на срок эксплуатации более 15 лет, водоснабжение обеспечивается из артезианских скважин, проектируемых в составе объекта.

На выезде из полигона должна быть предусмотрена контрольно-дезинфицирующая яма в виде железобетонной ванны длиной 8, глубиной 0,3 и шириной 3 м для дезинфекции колес мусоровозов. Ванна в теплый период года заполняется 3%-м раствором лизола и опилками.

Расход воды на пожаротушение составляет 10 л/с. Для этой цели на территории должен быть предусмотрен железобетонный резервуар или пруд емкостью около 50 м3.

По периметру всей территории полигона проектируют ограждение высотой 1,8м. В ограде полигона у производственно-бытового здания проектируются ворота или шлагбаум.

Наружное освещение по постоянной схеме предусматривается только в пределах хозяйственной зоны. Суточные карты освещаются по временной схеме. Минимальная освещенность рабочих карт 5 Лк.

Согласно санитарным правилам и нормам «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов твердых бытовых отходов» СанПиН 2.1.7.722-98 санитарная зона принимается - 0,5 км. В санитарно-защитной зоне запрещается размещение жилой застройки, скважин и колодцев для питьевых целей [14].

Для полигонов ТБО разрабатывают экомониторинг для осуществления контроля за качественным и количественным составом поступающих на полигон отходов; техническим состоянием инженерных сооружений; за изменением качества поверхностных, подземных вод и атмосферного воздуха; почвенным и растительным покровом; шумовым загрязнением.

На основании динамики изменения показателей, характеризующих состояние отдельных компонентов природной среды (атмосферного воздуха, почвы и биосферы, и поверхностных и подземных вод), составляется оперативный или среднесрочный прогноз дальнейшего изменения экологической ситуации как на самом полигоне, так на прилегающих к нему территориях. Система мониторинга служит информационной основой при определении эффективности проведенных экологических мероприятий, а также базой данных для разработки технических и технологических решений по совершенствованию эксплуатации полигона.

Технический этап рекультивации полигона включает:

1. Укрепление внешних откосов полигона путем их выполаживания отсыпкой избыточного минерального грунта и почвы.

2. Завоз необходимых строительных материалов для устройства многофункционального перекрытия [15].

4. Экологическое обоснование запроектированного полигона

На новом полигоне предусмотрена система ливневой и дренажной канализации, включающей в себя строительство канав для сбора ливневых сточных вод и организация системы сбора дренажных вод со всего полигона и хоззоны. Все сточные воды будут собираться в резервуары по накоплению сточных вод. Построен 2 резервуара, один для стоков с Полигона, другой для загрязненных вод. На первоначальном этапе вода используется для орошения полигона, на более поздних фазах загрязненная вода (в результате гниения мусора образуются щелочь) поступает на очистные сооружения Полигона для использования технических нужд после очистки, для чего построена модульная станция очистки сточной воды. Загрязненная сточная вода с щелочью с ячейки по перфорированным трубам подается в первый резервуар и оттуда перекачивается на станцию очистки, после очистки вода возвращается в резервуар получистых вод для использование на полив территории и др.

Предусмотрен отвод газа, система сбора и утилизации газа состоит из системы труб для сбора газа в толще Полигона и подведение его к установке по сжиганию газа. Установка состоит из сепаратора и горелки, модульного типа. По мере заполнения ячейки мусором параллельно будут подниматься стаканчики для отвода газа из толщи мусора, собираются по системе, и будут подаваться на газгольдер.

Территория полигона огорожена, установлена ворота с электрическим пультом управления, территория обустроена, на въезде перед КП установлен стационарный радиометрический прибор для контроля мусора, установлены электронные весы «Терминал IТ 8000», состоящий из двух платформ, все автотранспортные средства с мусором проходит через них, где автоматический регистрируется вес машины с мусором и без них, учет производиться в тоннах.

Предусмотрена контрольно-дезинфицирующая установка с устройством бетонной ванны для ходовой части мусоровозов. Загрязненная вода также будет подаваться на очистные сооружения для очистки.

Предусмотрена мастерская для ремонта и для мойки мусоровозов, контейнеров, загрязненная вода на очистку.

Эксплуатация полигона предусмотрена для приема твердых бытовых отходов (ТБО) только спецавтотранспортом, для исключения повреждения геотекстиля и геомембраны.

Сбор и вывоз мусора с территории города предусмотрен мусоровозами (испанская техника «Ивеко» 7м3, 12м3 и 16м3). Для работы этой техники приобретены евроконтейнеры, емкостью 1,1 м3 в количестве 2000 шт.

Первая ячейка размером 300 х 400 м будет заполняться мусором с применением тяжелого уплотнителя 40 тонн «ТАНА», 2,0 м уплотненного слоя пересыпается грунтом 0,2 м, (семь слоев по 2 м) высота нового Полигона будет составлять 15 м. Расчетный срок службы первой ячейки по проекту составляет 15 лет.

На территории г. Астаны осуществляют услуги по вывозу твердо - бытовых отходов на городской полигон следующие предприятия: ТОО «Астана - Тазарту», ТОО «Техсервис - Астана». Данные предприятия имеют собственные производственные базы, а также автопарк мусоровозов.

Количество стихийных свалок. Меры, принимаемые местными исполнительными органами по ликвидации стихийных свалок, по внедрению системы раздельного сбора ТБО. Количество ликвидированных стихийных свалок с указанием объемов отходов и финансовых средств, затраченных на их ликвидацию.

За 1 - полугодие 2011 года на территории г. Астаны ликвидировано 47 несанкционированных свалок. При этом вывезено на городской полигон захоронения отходов 5 175 тонн отходов.

Также на территории г. Астаны функционирует завод по переработке отходов животного происхождения ТОО «Ротор». Данное предприятие осуществляет переработку непищевого животного сырья в сухие корма, то есть в мясокостную муку, включаемую в рацион сельскохозяйственных животных и птиц. За отчетный период предприятием переработано 40 тонн отходов животного происхождения.

В настоящее время в г. Астане осуществляется строительство мусороперерабатывающего завода с мощностью переработки 250 000 тонн твердо - бытовых отходов (комплекс по приему, сортировке и вторичной переработке коммунальных отходов). На начальном этапе на данном заводе будет производится 4 типа продукции это листовые пластины из ПЭТ флексов, теплоизоляционный материал, гранулы из полиэтилена, флексы из ПЭТ бутылок [16].

Заключение

Проведя курсовую работу выяснили что:

1.Полигоны захоронения ТБО - инженерно-экологические комплексы, предназначенные для централизованного приема ТБО, их обезвреживания и захоронения, предотвращающие распространение загрязняющих веществ в компоненты природной среды. Который непосредственно воздействует на окружающую среду. Размещение отходов на свалках ведет к выделению метана - одного из парниковых газов и опасных химических веществ, которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду.

Сжигание отходов ведет к выбросу газов из труб сжигающих их заводов. Эти газы содержат опасные химические вещества, такие как кадмий, ртуть и свинец. Токсичность тяжелых металлов при их изолированном действии на теплокровный организм достаточно изучена. Известно, что при поступлении в организм они могут оказывать влияние на функцию кроветворения, вызывать изменения морфологического состава периферической крови, блокировать сульфгидрильные группы, представлять опасность, способствуя развитию канцерогенного, генетических и других отдаленных биологических эффектов. Помимо этого на природную среду оказывает влияние выделение биогаза - метана, кислорода, углекислого газа, содержание которых может составлять десятки процентов. Эти величины превышают санитарные нормы и могут вызвать удушье человека. Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалки может сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышением температур до 75°С, т.е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материала ТБО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км. Вредное воздействие на человека - воздействие факторов среды обитания, создающее угрозу жизни и здоровью человека, либо угрозу жизни или здоровью человека будущих поколений.

2.Рассмотрев состояние нынешнего действующего полигона ТБО г. Астана выявлены следующие нарущения:

· части технологического процесса обезвреживания и захоронения твердых бытовых отходов;

· балансодержатель не в полной мере проводил наращивание защитного экрана;

· размещение твердо- бытовых отходов на старом полигоне без экологического разрешения на эмиссии в окружающую среду.

3.При проектирований полигона ТБО выяснили, что суточная величина накопления ТБО составило 167709,5кг/год, удельная норма накопления 77кг/чел.год, вместимость полигона 7,045м3/ч, требуемая площадь полигона 141,22 га, площадь участка складирования 61,4га,

Размер верхней площадки 976,3м, площадь верхней площадки 1952,6м2,минимальная ширина 38м2, максимальная высота 178,4м, фактическая вместимость полигона 134507616,57м3, площадь участка склодирования 3070673,06 м2 и т.д.

4.Дали экологическое обоснование проектного полигона. При проектировании полигона было предусмотрено отвод газа, система сбора и утилизации газа , состоящие из системы труб для сбора газа в толще полигона и подведение его к установке по сжиганию газа. По мере заполнения ячейки мусором параллельно будут подниматься стаканчики для отвода газа из толщи мусора, собираются по системе, и будут подаваться на газгольдер. Территория полигона огорожена, установлена ворота с электрическим пультом управления, территория обустроена, на въезде перед КП установлен стационарный радиометрический прибор для контроля мусора, установлены электронные весы «Терминал IТ 8000», состоящий из двух платформ, все автотранспортные средства с мусором проходит через них, где автоматический регистрируется вес машины с мусором и без них, учет производиться в тоннах. Предусмотрена контрольно-дезинфицирующая установка с устройством бетонной ванны для ходовой части мусоровозов. Загрязненная вода также будет подаваться на очистные сооружения для очистки. Предусмотрена мастерская для ремонта и для мойки мусоровозов, контейнеров, загрязненная вода на очистку.

Эксплуатация полигона предусмотрена для приема твердых бытовых отходов (ТБО) только спецавтотранспортом, для исключения повреждения геотекстиля и геомембраны. Сбор и вывоз мусора с территории города предусмотрен мусоровозами (испанская техника «Ивеко» 7м3, 12м3 и 16м3). Для работы этой техники приобретены евроконтейнеры, емкостью 1,1 м3 в количестве 2000 шт. Таким образом новый полигон ТБО соответствует всем требованиям.

...