Образование за рубежом

PlayPhrase.me - Учи английский

6.11. Полігони твердих побутових відходів

Полігони — це природоохоронні спорудження, призначені для складування ТПВ й які забезпечують захист від забруднення атмосфери, ґрунтів, підземних і поверхневих вод, що перешкоджають поширенню патогенних мікроорганізмів за межі площадки складування й які забезпечують знезаражування ТПВ біологічним способом. На полігонах можлива утилізація органічної складової ТПВ шляхом уловлювання газу.

Термін служби полігона повинний бути не менш 15—20 років. Розміщати полігони необхідно з урахуванням вимог санітарних норм, з видаленням від найближчої житлової забудови на відстань не менш 500 м. До полігона повинна бути підведена дорога з твердим покриттям. По всьому периметрі площадки, відведеної для полігона, повинна бути улаштована захисна лісосмуга шириною не менш 20 м. Рівень ґрунтових вод під днищем полігона повинний знаходитися на глибині більш 2 м. На площадці полігона не повинні знаходитися виходи джерел. Категорично забороняється використовувати під полігони акваторії рік, озер, стариць і боліт.

Площа ділянки складування полігона розбивається на черги експлуатації з розрахунку 3—5 років на кожну чергу. У складі першої черги виділяється перший пусковий комплекс з обсягом складування протягом 1—2 років.

Захист від забруднення ґрунтів і ґрунтових вод здійснюється шляхом пристрою спеціального протифільтраційного екрана, покладеного по всьому днищу і бортам полігона, системи перехоплення, відводу й очищення фільтрату, а також системи спостережних шпар для контролю якості ґрунтових вод.

Захист від забруднення ґрунтів і повітряного басейну здійснюється шляхом щоденного перекриття заповнених робочих карт полігона шарами ґрунту, організації системи збору, відводу й утилізації газу, устаткування робочих карт переносними сітками, що перехоплюють розпорошені вітром легкі фракції (папір, плівки), рекультивації поверхні заповнених ділянок полігона.

Захист поверхневих водних об’єктів від забруднення зливовими і талими водами, що стікають з території полігона, обмеженою лісосмугою, здійснюється шляхом очищення поверхневого стоку на площадці і відводу транзитних поверхневих вод.

У залежності від місця розташування встановлюється тип і конструкція полігона — висотний, яружний, кар’єрний, траншейний.

Характеристика полігонів і технології складування. Теоретична місткість полігона на розрахунковий термін визначається за формулою:

де k1 — коефіцієнт, що враховує ущільнення ТПВ за весь термін служби полігона; k2— коефіцієнт, що враховує обсяг проміжних і зовнішніх ізолюючих шарів ґрунту; Т — термін служби полігона, роки; Н1 і Н2 — чисельність населення на перший і останній роки експлуатації; У1 і В2-питомі річні норми нагромадження на 1 -й (фактичні дані) і останній роки експлуатації, м3/чол. у рік.

Схема полігона залежить від рельєфу місцевості. На плоских ділянках улаштовуються полігони висотного або траншейного типу. Полігон висотного типу утвориться шляхом обвалування плоскої ділянки. Висота дамби обвалування визначається з умови закладення укосів 1:4 і більш при ширині верхньої площадки дамби, що забезпечує безпечний проїзд сміттєзбиральників і роботу ущільнювальної техніки — ковзанок, бульдозерів.

Рис. Схема полігона кар’єрного і яружного типів

Ущільнений шар ТПВ висотою 2—3 м ізолюють ґрунтом або іншими інертними матеріалами, наприклад, промисловими відходами. Товщина шарів проміжної ізоляції — 0,25 м, після ущільнення — 0,15 м. Для забезпечення гідроізоляції дно котловану покривають ущільненим шаром глини. Можливо також як гідроізоляцію використовувати компостирувані відходи, що пролежали в буртах не менш року.

Полігони траншейного типу створюються на плоских ділянках шляхом прокладки траншів глибиною 3—6 м і шириною поверху 10—12 м. Ґрунт, отриманий від розробки траншеї, використовується для зворотного засипання після їхнього заповнення ТПВ. Довжину однієї траншеї проектують з урахуванням прийому ТПВ протягом 1—2 місяців, якщо температура вище 0°С, а при більш низьких температурах — на весь період промерзання ґрунтів.

6.10. Збір, видалення й утилізація ТПВ

Валовий збір. Збір ТПВ без поділу на окремі складові називається валовим збором.

Роздільний збір. Роздільна, або селективна, система збору окремих складових ТПВ забезпечує одержання щодо чистих вторинних ресурсів і зменшення кількості відходів, що вивозяться. Ця система вимагає свідомого підходу до видалення ТПВ, збільшення числа обслуговуючого персоналу, тари, спеціального транспорту для вивозу кожного виду вторинної сировини. Ці додаткові витрати цілком окупаються за рахунок утилізації вторинних ресурсів. В Україні селективний збір ТПВ поки не одержав практичного розвитку.

Збір і видалення великогабаритних відходів. До великогабаритного відносяться відходи, що за габаритами не містяться в стандартні контейнери. У великих містах за рік на кожну людину накопичується до 40 кг великогабаритних ТПВ з питомою масою 0,2 т/м3.

Сміттєзбиральний транспорт. Для збору і транспортування ТПВ застосовуються сміттєзбиральники місткістю від 6 до 60 м3. Для ущільнення відходів, що транспортуються - пристрої зворотно-поступальної дії, що ущільнюють, із системою плит, у виді обертового барабана і шнеків. Ущільненням досягається зниження обсягу ТПВ в 1,5—2 рази.

Вантажні станції сміття (ВВС). На ВСС здійснюється вивантаження ТПВ з малих сміттєзбиральників, їхнє ущільнення і наступне завантаження у великовантажні транспортні засоби.

Утилізація окремих складових ТПВ. Умовно основні методи знешкодження і переробки ТПВ можна розділити на три групи: утилізаційні, ліквідаційні і змішані. По технологічному принципі розрізняють біологічні, термічні, хімічні, механічні і змішані методи. Найбільше поширення в Україні одержали наступні технології знешкодження і переробки ТПВ: складування на полігонах або смітниках (ліквідаційний механічний), спалювання (ліквідаційний термічний), компостування (утилізаційний біологічний). Зазначені технології можна застосовувати в комплексі з різними способами видалення утильних фракцій із ТПВ.

Утилізація окремих складових ТПВ проводиться шляхом роздільного збору утильних компонентів ТПВ або механізованими способами з загальної маси.

Для механізованого витягу окремих складових ТПВ використовують магнітну, пневматичну, електричну і гідро-сепарацію. Як допоміжні операції застосовують дроблення і просівання відходів. В основному застосовуються сухі способи сепарації — пневматичний і магнітний. Витяг чорного металобрухту здійснюється магнітною сепарацією. Існують підвісні і барабанні магнітні сепаратори. При взаємодії магнітного поля з ТПВ, наприклад, при їхньому русі по транспортерній стрічці, чорний метал витягається і потім знімається з магнітів.

Для видалення з ТПВ кольорового металобрухту (~ 90% алюмінію, інше — бронза, латунь) перспективний метод електродинамічної сепарації, заснований на використанні силової взаємодії магнітного поля і вихрових струмів, що виникають в електропровідній речовині. У результаті в кольорових металах виникає електрорушійна сила, що них переміщає в заданому напрямку. Витяг із ТПВ кольорових металів досягає 80%.

Виділення макулатури виробляється за допомогою аеросепарації, при якій ТПВ розділяються на легку і важку фракції. У легку фракцію переходить також полімерна плівка і текстиль. Для виділення в самостійний продукт полімерної плівки використовують електросепарацію, просівання, аеросепарацію, балістичний метод. При цьому використовується розходження в щільності компонентів і їхньої швидкості витання при вільному падінні.

Для відділення текстильних компонентів використовуються пристрої типу барабанних грохотів з елементами, що захоплюють, (гаки, штирі качанового типу).

Для видалення скла використовується балістичний або флотаційний метод.

В Україні методи комплексного сортування ТПВ з метою видалення основних утильних компонентів на практиці поки не реалізовані. З ТПВ витягають в основному чорний металобрухт і частково папір. Інші утильні фракції практично не видаляються. При використанні видалених утильних фракцій проводиться їхня мийка, санітарне знешкодження.

6.9. Склад, властивості й обсяг твердих побутових відходів

Морфологічна сполука. До складу ТПВ входять наступні компоненти: папір, картон 20—30%, харчові відходи 28—45%, дерево 1,5—4%, метал чорний 1,5—4,5%, метал кольоровий 0,2—0,3%, текстиль 4—7%, кістки 0,5—2%, скло 3—8 %, шкіра, гума, взуття 1—4%, камені, фаянс 1—3%, пластмаса 1,5-5%, кошторисів (< 15 мм) 7 – 18%, інше 1 – 3%.

Процентні співвідношення морфологічної сполуки ТПВ досить умовні, тому що на співвідношення складових впливають ступінь благоустрою житлового фонду, сезони року, кліматичні й інші умови. У складі ТПВ постійно збільшується зміст папера, пластмас, фольги, різного роду банок, поліетиленових плівок і інших упакувань. Особливо великі сезонні коливання харчових відходів — з 28% весною до 45% більш влітку і восени.

До складу харчових відходів входять картопляні очистки, відходи овочів, фруктів, хліба і хлібопродуктів, м’ясні і рибні відходи, яєчна шкарлупа й ін. Вони містять крохмаль, жири, білки, вуглеводи, клітковину, вітаміни. Вологість харчових відходів коливається від 60—70% навесні до 80—85% влітку і восени. Вологість харчових відходів ресторанів, столових і інших підприємств харчування досягає 95%. Баластові домішки харчових відходів представлені кістка, боєм скла і фаянсу, металевими кришками і банками.

З метою схоронності і можливості використання харчових відходів їх варто зберігати влітку при t > 6—7° С не більш 10 годин, узимку при тій же температурі до 30 годин.

Ємності для збереження харчових відходів необхідно мити 2% розчином кальцинованої соди або розчином хлорного вапна, що містить 2% активного хлору, і потім полоскати чистою водою.

Фракційна сполука. Основна маса ТПВ представлена фракціями до 150 мм (80—90%) і тільки менш 2% (баластові домішки) представлені фракціями більш 350 мм.

Хімічний склад. Усереднені дані хімічного складу ТПВ по кліматичних зонах наведені в таблиці. Україна відноситься до середньої кліматичної зони, за винятком Південного берега Криму, що відноситься до південної. Як видно з результатів, наведених у цій таблиці, по змісту таких елементів, як азот, фосфор, калій і кальцій, ТПВ можуть бути віднесені до речовин, з яких можна одержувати цінні добрива.

Таблиця Хімічний склад ТПВ в різних кліматичних зонах, % від сухої маси
Показники Кліматичні зони
середня південна
Органічна речовина 56 – 72 56 – 80
Зольність 28 – 44 20 – 44
Загальний азот 0,9 – 1,9 1,2 – 2,7
Кальцій 2 – 3 4 – 5,7
Вуглець 30 – 35 28 - 39
Фосфор 0,5 – 0,8 0,5м0,8
Загальний калій 0,5 – 1 0,5 – 1,1
Вологість (% від загальної маси) 40 – 50 35 – 70

Фізичні властивості ТПВ: щільність, зв’язаність і зчеплення.

Щільність ТПВ міст України складає в середньому 0,19—0,23 т/м3.

Зв’язаність і зчеплення. Папір і картон, текстиль і пластмасові плівки формують структуру ТПВ і додають їм механічну зв’язаність. Липкі і вологі компоненти забезпечують зчеплення.

Абразивні і корозійні властивості (від лат. abrasio — скобління і corrosio — роз’їдання). Скобління тертьових поверхонь відбувається за рахунок баластових фракцій (метал, бій скла, фаянсу, кістки й ін.). У зв’язку з цим ТПВ можуть стирати дотичні з ними поверхні. При контакті з металами ТПВ роблять кородуючий вплив, що пов’язано з їх високою вологістю, наявністю у фільтраті розчинів різних солей і кислим середовищем (рН=5—6,5).

Теплотехнічні властивості. Наявність у ТПВ великої кількості органічних речовин обумовлює їхню теплотворну здатність. Питома теплоємність ТПВ визначається за формулою:

, Дж/кг * град., де W- вологість ТПВ, %.

Питома теплоємність основних компонентів ТПВ (у Дж/кг * град.) наступна: вода — 4190; дерево, картон, папір — 2000—2500; стекло, камені — 800—1000; залізо — 400; алюміній — 860.

Теплотворна здатність ТПВ також залежить від їхньої щільності. Так, при зміні щільності від 0,2 т/м3 до 0,5 т/м3 теплотворна здатність ТПВ знижується з 2000 до 940 ккал/кг.

Санітарно-бактеріологічні властивості. ТПВ містять велику кількість вологих органічних речовин, що, розкладаючись, виділяють гнильні запахи і фільтрат. При висиханні продукти неповного розкладання утворять насичену забруднювачами і мікроорганізмами (від 300 до 15 млрд. на 1 м сухої речовини) пил. У результаті відбувається інтенсивне забруднення повітря, ґрунтів, поверхневих і ґрунтових вод. Рознощиками патогенних мікроорганізмів є мухи, пацюки, птахи, бездомні собаки і кішки.

6.8. Класифікація відходів.

Відходи підрозділяються на:

  • побутові (комунальні) — тверді і рідкі відходи, не утилізовані в побуті, що утворюються в результаті життєдіяльності людей і амортизації предметів побуту;

  • промислові — залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, що утворилися при виробництві продукції або виконанні робіт і втратили цілком або частково вихідні споживчі властивості;

  • сільськогосподарські — відходи, що утворюються в ході сільськогосподарського виробництва;

  • будівельні — відходи, що утворяться в процесі будівництва будинків, споруджень (у тому числі доріг і інших комунікацій) і виробництві будівельних матеріалів;

  • споживання — вироби і машини, що втратили свої споживчі властивості в результаті фізичного або морального зносу;

  • радіоактивні — невикористані прямі і непрямі радіоактивні речовини і матеріали, що утворюються при роботі ядерних реакторів, при виробництві і застосуванні радіоактивних ізотопів.

  • Відходи промислового і сільськогосподарського виробництва називаються також виробничими відходами. Вони можуть бути токсичними і нетоксичними.

  • Токсичні — відходи, здатні викликати отруєння або інше ураження живих істот.

6.7. Побутовi i виробничi вiдходи

Виробнича і побутова діяльність людини неминуче пов’язана з утворенням твердих відходів. Якщо газоподібні і рідкі відходи порівняно швидко поглинаються природним середовищем, то асиміляція твердих відходів триває десятки і сотні років. Місця складування відходів займають величезні території. Щорічно в Україні складується до 1,5 млрд. т твердих відходів. Усього в країні їх зібралося до 30 млрд. т. Смітника відходів займають більш 150 тис. га. У зв’язку з низьким рівнем технологічних процесів обсяг утворення промислових відходів в Україні в 6,5 рази вище, ніж у США, і в 3,2 рази вище, ніж із країнах ЄЕС.

Проблема відходів — це проблема великих міст, і чим більше місто, тим ця проблема гостріше.

Відходи — невикористані для виробництва даної продукції окремі компоненти сировини або виникаючі в ході технологічних процесів речовини й енергія, що не піддаються утилізації в даному виробництві. Відходи одного виробництва можуть служити сировиною для іншого.

Тверді побутові відходи (ТПВ) — непридатні для подальшого використання харчові продукти і предмети побуту, що викидаються людиною.

Утилізація — уживання з користю (від лат. слова utilis — користь).

Реутилізація (рецикл) — одержання з використаної готової продукції шляхом її переробки нової продукції того ж або близького їй типу (наприклад, папера з макулатури, металу з металобрухту й ін.). Використання ТПВ як вихідний продукт для іншого виробництва також є одним з видів реутилізації.

Вторинні матеріальні ресурси (BMP) — сукупність усіх видів відходів, що можуть бути використані в якості основної і допоміжної сировини для випуску нової продукції. Реальні вторинні матеріальні ресурси — це ті, для яких створені ефективні методи і потужності для переробки і забезпечений ринок збуту. Потенційні BMP — усі види вторинних ресурсів, що не ввійшли в групу реальних.

Фільтрат — рідка складова ТПВ, сильно забруднена.