Расчет необходимой площади отвода участка земли для строительства полигона захоронения ТБО

- недопущение  попадания излишнего количества  влаги в тело полигона;

- защита  грунтовых вод посредством правильного гидрогеологического обоснования выбора места для размещения полигона, устройство водонепроницаемого  основания полигона, сбор и очистка удаляемых дренажных вод.

     Под первым подходом имеется в виду: перехват поверхностного стока со стороны  водосбора с помощью строительства нагорных каналов; понижение грунтовых вод с применением ловчих каналов; перекрытие заполненных участков или очередей полигона водонепроницаемым слоем.

     Второй  подход подразумевает создание условий  для исключения проникновения дренажных вод (фильтрата) в грунтовые воды подразумевает: создание противофильтрационного экрана в основании полигона; устройство дренажной системы для отвода фильтра из толщи свалочного тела; создание системы очистки фильтрата на локальных очистных сооружениях или вывоз его на ценрализованные очистные сооружения.

     Газ, образующийся в толще свалочного тела при складировании ТБО на полигонах, в своем составе содержит множество загрязнений. На 98% он состоит  из метана и диоксида углерода. Биогаз обладает выраженным токсичным действием и неприятным раздражающим запахом.

     Для минимизации отрицательного воздействия  его на окружающую среду и на здоровье человека проводят дегазацию свалочного тела полигона. Чаще дегазацию полигонов  осуществляют методом откачки биогаза  через систему горизонтально проложенных перфорированных труб в теле полигона, соединенных с вертикальными колодцами (коллекторами). Газ, собранный системой таких колодцев, сжигают через факел.

     На  полигонах возникают стихийно пожары из-за саморазогрева мусорной массы в результате процессов биохимического разложения органического вещества, причем горят как сам мусор, так и выделяющийся из отходов полигона биогаз.

     Для тушения пожаров на полигонах  используют огнетушители и другие предусмотренные  нормативами средства противопожарной безопасности.

Для предотвращения выноса легких фракций складируемого  мусора (бумага,  полимерная пленка и др.) за пределы участка складирования  его территорию огораживают защитной сеткой из тонкой проволоки. Раз в  неделю работники полигона собирают мусор, вынесенный сильными порывами ветра через заграждение.

     Для борьбы с крысами на территории полигона устанавливают "кормушки" в виде отрезка трубы, в которые закладывают  приманку, отравленную ядом замедленного действия. Отравляющий эффект воздействует на крыс в течение нескольких суток с целью исключения возможности передачи информации отравившимися особями другим, чем именно они отравились. В результате такой операции наблюдается практически полное истребление крыс на территории полигонов.

     Для предотвращения размножения болезнетворных микробов и простейших микроорганизмов  в массе захороненных отходов  на полигонах запрещено производить  захоронение больничных, ветеринарных и биологических отходов - для  них предусматривается термические  методы их обезвреживания.

1.4. Защитные экраны полигонов

1.4.1. Общие положения

 

     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) газохимические барьеры и искусственные барьеры, выполняемые в виде глиняного замка или экрана, выполняемого из геосинтетических материалов.

1.4.2. Природные геохимические барьеры

 

     Природными  геохимическими барьерами называют естественное грунтовое основание, которое обладает достаточными противофильтрационными свойствами, мощность слоя которого обеспечивает нераспространение загрязняющих веществ в горные породы зоны аэрации и грунтовые воды. Подобными свойствами обладают глины с  коэффициентом фильтрации k_ф<10^-7 м/с. Минимальная мощность природного  геохимического барьера должна быть не менее 1…3 м.

     В случае отсутствия подобных пород в  основании проектируемого полигона то устраивают глиняный замок или  противофильтрационный экран.

1.4.3. Противофильтрационные экраны в основании полигона, выполняемые в виде глиняного замка

     Основное  функциональное назначение противофильтрационной  защиты основания полигона - создание искусственного барьера, препятствующего  проникновению фильтрата в породы зоны аэрации и грунтовые воды. В целях обеспечения экологической безопасности барьер должен включать противофильтрационные и дренажные элементы, позволяющие собрать и отвести фильтрат. На рис. 1.10 приведена конструкция глиняного замка, устраиваемого в основании полигона.

     Для устройства глиняного замка используют глины с коэффициент фильтрации k_ф≤1х10^-9 м/с при градиенте напора I = 30.

Глиняный  замок (экран) должен быть построен с  уклоном, обеспечивающим отвод фильтрата  в систему дрен, расположенных  по верху глиняного экрана.

 Коэффициент  фильтрации определяется на основе лабораторных испытаний проб взятых непосредственно из конструкции защитного экрана.

Для предохранения  глиняного экрана от растрескивания или размягчения, его возводят небольшими участками, которые надежно защищают дренажным слоем. Дренажный слой должен быть уложен сразу по окончании строительства части экрана.

     Назначение  дренажной системы – отвод  фильтрата с поверхности глиняного  экрана, что должно сводить к минимуму возможность просачивания фильтрата  через глиняный замок. 

      Дренажная система для сбора и отвода фильтрата состоит из следующих элементов:

• дренирующий слой по верху глиняного экрана;
• система дрен для отвода фильтрата.

Для дренирующего слоя применяют гравий (гальку) изверженных  горных пород с размером фракций 16…32 мм, обеспечивающих коэффициент фильтрации k_ф ≥ 10^-3 м/с.

Система дрен для сбора и отвода фильтрата  выполняется в виде системы первичных  и пластовых дрен.

   

                                                                                                            

                                                                                     

 

                              а                                                                б

Рис. 1.10. Конструкция глиняного замка, устраиваемого в основании полигона: а – первого класса; б – второго; 1 – горные породы основания полигона; 2 - глиняный замок (два или три слоя уплотненной глины по 0,25 м каждый с k_ф ≤1х10^-9 м/с); 3 - дренажная труба Ø 0,1 м; 4 -  дренирующий слой из гальки, 0,3 м; 5 переходный слой, выполняемый отсыпкой минерального несвязного грунта 0,2 м; 6 - первый слой ТБО.  

1.4.4. Противофильтрационные экраны в основания полигона, выполняемые с использованием  геосинтетических материалов 

     Конструкция противофильтрационного экрана, устраиваемого по основанию и внутренним откосам котлована, выполняется из геосинтетических материалов и конструктивно выглядит следующим образом: спланированное основание дна и внутренних откосов котлована; слой бентофикса, 7 мм; слой карбофола, 2,5 мм; cлой секутекса. По их верху отсыпают укрывающий слой из крупнозернистого песка, 0,30 м, рис. 1.11.

     Бентофикс - универсальный изолирующий материал, выполненный на минеральной основе (бентонит). Геосинтетическое покрытие на минеральной основе из армированного волокна представляет собой самоизолирующую защитную мембрану с комбинированной структурой. Натуральный натриевый бентонит абсорбирует воду внутри кристаллов и влагонасыщается, благодаря чему закрываются остаточные пространства пор минерала, после чего коэффициент фильтрации составляет 10 ^-9 м/сек.

Карбофол - изолирующее полимерное покрытие, изготовленное из полиэтилена высокой плотности низкого давления. Геомембраны из карбофола обеспечивают полную изоляцию от просачивания различных жидкостей, в т.ч. токсичных.

     Секутекс - иглопробивной штапельно-волокнистый нетканый геотекстильный материал, используемый в качестве защитного слоя.

     Укрывающий  слой из крупнозернистого песка с  максимальным диаметром частиц не более 0,5 мм одновременно выполняет функцию дренажного слоя. В слое крупнозернистого песка в последствии устраивается дренажная система для удаления фильтрата, состоящая из дренажных труб, обсыпанных гравийной смесью.

По верху  дренажного слоя отсыпают переходный слой из песка толщиной не менее 0,15 м.

       

 

 

 
 
 
 
 

Рис. 1.11. Конструкция противофильтрационного защитного экрана, выполняемого из геосинтетического материала в основании полигона: 1 - слой ТБО; переходный слой из песчаного грунта, 0,2 м; 3 – укрывающий слой из крупнозернистого песка, 0,30 м; 4 - дренажная труба Ø 0,1 м; 5 – геосинтетики (бентофикс, карбофол, секутекс); 6 – выравнивающий слой песка, 0,15 м; 7 – грунты основания полигона