ON TECHNOLOGY OF PASSIVE DEGASSING OF SOLID MUNICIPAL WASTE LANDFILL FACILITIES

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

The paper describes the technology of passive degassing of solid municipal waste landfill facilities. When landfill gas penetrates into the environment it causes negative effects. The described method is used to prevent uncontrolled emission of landfill gas into atmosphere. Passive degassing of solid municipal waste landfill is carried out with the help of a chain of gas draining boreholes. The technique for calculating the chain of gas draining boreholes and their structural design has been given.

Full Text

В России и, в частности, в Самарской области накоплен значительный объем твердых бытовых отходов (ТБО). Одним из основных способов утилизации остается их размещение на полигонах (захоронение в существующей геологической среде). Доля органических фракций в таких складируемых отходах составляет до 60-80 %. Отходы на полигонах подвержены естественному биохимическому разложению, происходящему за счет работы аэробных и анаэробных микроорганизмов [1]. Действие анаэробных микроорганизмов вызывает образование свалочного газа (биогаза). Основными компонентами свалочного газа являются метан (до 55-60 %), углекислый газ (до 40-50 %), а также в незначительном количестве другие газы - кислород, азот и т.д. Проникновение свалочного газа в окружающую среду вызывает отрицательное воздействие на нее (метан и углекислый газ обладают парниковым эффектом [2, 3]). Эмиссия метана к тому же вызывает повышенную пожароопасность на полигонах - пожары, газовые вспышки и т.п. Для предотвращения этого применяются различные методики [4-8]. В результате возникает необходимость в осуществлении специальных мероприятий по уменьшению эмиссии свалочного газа в атмосферу. Для этого используются различные методы активной и пассивной дегазации. Метан, содержащийся в свалочном газе, может использоваться в качестве источника энергии. Эти факторы привели к необходимости создания технологий добычи и утилизации свалочного газа. Способ утилизации свалочного газа (использование в виде источника энергии, удаление в атмосферу) требует взвешенного, экономически обоснованного подхода, так как сроки генерации газа незначительны (в среднем 10-50 лет), удельный выход газа составляет 120-200 м³ на тонну ТБО. Государственной программой Самарской области «Охрана окружающей среды Самарской области на 2014-2020 годы», утвержденной постановлением Правительства Самарской области от 27.11.2013 г. № 668, предусмотрены конкретные мероприятия по снижению отрицательного воздействия полигонов ТБО на окружающую среду. Одним из объектов, для которых разрабатывается комплекс природоохранных мероприятий, является полигон твердых бытовых отходов, расположенный в правом безымянном овражке в верховьях оврага Волосяной севернее села Узюково Ставропольского района Самарской области. 101 Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура | 2015 | № 4 (21) Д.В. Зеленцов, А.А. Савельев, К.Л. Чертес Для предотвращения неконтролируемой эмиссии свалочного газа от размещенных ТБО в окружающую среду в целях экологической безопасности, обеспечения пожаро- и взрывобезопасности полигона, проектом предусмотрена организация дегазации свалочного тела. В связи с относительно низким газообразованием по сравнению с периодом активной работы полигона [9], незначительным содержанием в выделяющемся свалочном газе метана [10] в проекте предусмотрен пассивный метод дегазации. Рис. 1. Конструкция газодренажной скважины Пассивная дегазация свалочного тела осуществляется путем устройства сети газодренажных скважин. Скважины устраиваются по завершению планировки слоя ТБО и устройства над ним слоя технической рекультивации. Диаметр скважины составляет 600 мм, скважина проходит сквозь слой технической рекультивации и заглубляется на 2 м в толщу слоя ТБО. В скважину устанавливается полиэтиленовая труба ПНД диаметром Dn=200 мм, SDR 21 (ГОСТ Р 50838-2009), нижняя часть трубы имеет перфорацию. Между стенками трубы и скважины на глубину пробуренного слоя ТБО и слоя технической рекультивации производится отсыпка гравием фракцией 20-40 мм, которая перекрывается бетонным оголовком. В качестве отсыпки могут быть использованы дробленые отходы демонтажа. Труба выступает над слоем технической рекультивации на 3 м, из которых 1,4 м составляют дренажный слой и окончательный рекультивационный слой плодородной земли, над которыми труба выступает еще на 1,6 м. Конструкция и подробный состав слоев представлены на рис. 1. Согласно требованиям [9], пассивные системы дегазации рекомендуется применять для свалок объемом до 40000 м3, а количество дегазационных скважин назначается из расчета одна скважина на 7500 м3 отходов. Однако данное количество дегазационных скважин рассчитано исходя из газопродуктивности проектируемых или действующих полигонов. Существующий полигон является не действующим, и его газовая активность находится в конечной стадии, снизившись с момента проведения газогеохимического обследования [11] с 2500 до 556 м3/ч, и в дальнейшем будет еще снижаться. Таким образом, газопродуктивность снизилась в 4,5 раза от начальной. Вследствие этого объем полигона был разбит на площадки объемом не 40000 м3, а 180000 м3. Количество площадок дегазации N определяется по формуле N=V/vп , (1) где V - объем свалочного тела, м3; vп - объем одной площадки дегазации, м3. Количество дегазационных скважин с учетом снижения газопродуктивности было назначено из расчета одна скважина на 33750 м3 отходов и определяется соответственно на одну площадку по формуле n=vп/vс , (2) где vс - объем отходов на одну скважину. В биологический этап рекультивации включен комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на восстановление нарушенных земель. В период производства работ биологического этапа рекультивации проводят подбор трав, подготовку почвы, посев и уход за посевами. Травосмесь для проведения рекультивационных работ на территории полигона ТБО состоит из трех компонентов (донник однолетний, донник двулетний, кострец безостый). Подобранный набор травосмеси обеспечивает хорошее задернение территории объекта рекультивации, создавая оптимальные условия для последующего проведения рекультивационных работ лесохозяйственного направления. Выводы. Принятые решения, на основании которых была разработана система пассивной дегазации свалочного тела, входящая в комплекс природоохранных мероприятий, направленных на рекультивацию и восстановление нарушенных земель, использованы в проектной документации, являются перспективными и могут быть использованы при Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура | 2015 | № 4 (21) 102 Экологическая безопасность строительства проектировании и проведении данных работ на других объектах аналогичного назначения [12-15].
×

About the authors

Danila Vladimirovich ZELENTSOV

Samara State University of Architecture and Civil Engineering

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Aleksey Aleksandrovich SAVELYEV

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Konstantin L'vovich CHERTES

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

  1. Чертес К.Л., Зеленцов Д.В., Сафонова Н.А., Пыстин В.Н., Бикунова М.В., Малиновский А.С. Обработка осадков сточных вод нефтяного комплекса // Региональная архитектура и строительство. 2012. №2 (13). С. 159-167.
  2. Стрелков А.К., Чистяков Н.Е., Занина Ж.В. Использование фильтратов полигонов ТБО // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре [Электронный ресурс]: Материалы 71-й Всероссийской научно-технической конференции / Под ред. М.И. Бальзанникова, Н.Г. Чумаченко; СГАСУ. Самара, 2014. С. 747-748.
  3. Стрелков А.К., Теплых С.Ю. Охрана окружающей среды и экология гидросферы: Учебник / СГАСУ. Самара, 2013. 488 с. (2-е изд., перераб. и доп.).
  4. Чертес К.Л., Быков Д.Е., Слашук И.А. Комплекс-ное размещение отходов промышленного мегаполиса // Экология и промышленность России. 2003. №2. С. 4-8.
  5. Чертес К.Л., Штеренберг A.M., Назаров М.В., Тупицына О.В., Михайлов Е.В., Быков Д.Е. Размещение осадков сточных вод в толще полигона ТБО // Экология и промышленность России. 2009. №1. С. 39-41.
  6. Галицкова Ю.М. Совершенствование методов защиты городских территорий от негативного воздействия необустроенных свалок строительных отходов // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2011. № 1. С. 106-110.
  7. Губанов Л.Н., Зверева А.Ю., Зверева В.И. Рециклирование материалов из твердых бытовых отходов и осадков сточных вод // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2013. № 2(10). С. 61-64.
  8. Быков Д.Е., Тупицына О.В., Гладышев Н.Г., Зеленцов Д.В., Гвоздева Н.В., Самарина О.А., Цимбалюк А.Е., Чертес К.Л. Комплекс биодеструкции нефтеотходов // Экология и промышленность России. 2011. № 3. С. 33-34.
  9. Рекомендации по расчету образования биогаза и выбору систем дегазации на полигонах захоронения твердых бытовых отходов / Госстрой РФ. М., 2003.
  10. Протокол №204 от 28.07.2014 г. ФБУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Приволжскому федеральному округу».
  11. Газогеохимическое обследование полигона ТБО «Узюково» г. Тольятти Самарской области / Фирма Геополис. М., 2000. 26 с.
  12. Степанов С.В., Стрелков А.К., Дубман И.С., Беляков А.В. Опыт проектирования сооружений биологической очистки сточных вод НПЗ по биомембранной технологии // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: Материалы 70-й Всерос. научно-технической конференции / СГАСУ. Самара, 2013. С. 186-189.
  13. Степанов С.В., Стрелков А.К., Сташок Ю.Е., Блинкова Л.А. Модульные мембранные биореакторы // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 8. С. 51-55.
  14. Стрелков С.В., Стрелков А.К., Сташок Ю.Е., Баумгартен С., Шерень Й., Харькина О.В. Очистка сточных вод Сызранского НПЗ в мембранном биореакторе // Водоснабжение и санитарная техника. 2012. № 3. С. 66-72.
  15. Степанов С.В., Стрелков А.К. Определение кинетических констант для процессов биохимической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 2. С. 46-51.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 ZELENTSOV D.V., SAVELYEV A.A., CHERTES K.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies