Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
40
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра «природоохоронної діяльності»
ІНДІВІДУАЛЬНА РОБОТА
з дисципліни "Утилізація та рекуперація відходів"
на тему:"Проектування полігона поховання твердих побутових відходів"
Виконав ст.гр. ЕГС-10
Кайденко О.Ю.
Перевірив: к.т.н., доц. Луньова О.В.
Донецьк- 2013
Введение……………………………………………………………………….
полигона…................................ …………………………………………..
4.Проектирование кавальеров для складирования плодородного и минерального грунта…………………………………………………………
4.1. Определение параметров кавальеров плодородного слоя…………..
4.2. Определение параметров кавальеров минерального грунта………...
5.Определение объема фильтрата,удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона……………………………………………………………..
5.1.Проектирование системы дегазации полигона………………………….
5.2. Проектирование нагорных полигонов…………………………………..
6.Проектирование административно-хозяйственной зоны………………….
7. Санитарно-защитная зона и система мониторинга………………………..
7.1. Санитарно-защитная зона……………………………………………….
7.2. Система мониторинга…………………………………………………..
8.Технологическая схема эксплуатации полигона………………………………..
9.Закрытие полигона и передача участка под дальнейшее использование…….
9.1.Технический этап рекультивации……………………………………………
9.2. Биологический этап рекультивации ……………………………………….
Вывод……………………………………………………………………………..
Список использованной литературы……..……………………………………
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.
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.
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:
Запрещен прием на полигоны следующих видов отходов:
Полигоны ТБО по видам принимаемых отходов подразделяют на два класса:
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.
Предпроектные и проектные работы ведут согласно нормативным документам:
В инвестиционном процессе проектная подготовка строительства с учетом действующего российского законодательства и зарубежной практики, как правило, состоит из трех основных этапов.
Первый этап – определение цели инвестирования, вид и объемы приема отходов на объекте строительства, морфологический состав и свойства отходов, срок эксплуатации, расчетный объем полигона и его требуемая площадь, перспективные участки строительства с учетом экономических и экологических требований. На основе необходимых исследований и проработок об источниках финансирования, условиях и средствах реализации поставленной цели с использованием максимально возможной информационной базы данных заказчиком проводится оценка возможностей инвестирования и достижения технико-экономических показателей.
С учетом принятых на данном этапе решений заказчик представляет, в установленном порядке, ходатайство (декларацию) о намерениях.
После получения положительного решения местного органа исполнительной власти заказчик приступает к разработке обоснований инвестиций в строительство.
Второй этап – разработка обоснований инвестиций в строительство на основании полученной информации, требований государственных органов и заинтересованных организаций в объеме достаточном для принятия заказчиком решения о целесообразности дальнейшего инвестирования, получения от соответствующего органа исполнительной власти предварительного согласования места размещения объекта (акта выбора участка) и разрешения на разработку проектной документации.
Третий этап – разработка, согласование, экспертиза и утверждение проектной документации, получение на ее основе решения об изъятии земельного участка под строительство.
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, устанавливаемой, в соответствии со СанПиН 2.1.7.722-98, 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:
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).
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.
В состав проекта строительства полигона ТБО входят следующие разделы:
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).
3.1. Организация сбора отходов
В соответствии с исходными данными на проектирование полигона для захоронения ТБО предполагается организация сбора образующихся отходов в 4-х населенных пунктах (исходные данные - табл.1 в задании на курсовое проектирование). Участок, предназначенный для размещения полигона, расположен от самого дальнего пункта (пункт №3) на расстоянии 22,5 км и от самого близкого - на расстоянии 11,2 км (рис. 3 – в задании на курсовое проектирование). 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 1.
Таблица 1.
Определение численности населения, обслуживаемого полигоном.
|
Номер населенных пунктов |
Численность населения, тыс. чел. |
|
2 |
Н2=55 |
|
3 |
Н3=52 |
|
4 |
Н4=53 |
|
5 |
Н5=129 |
|
Н = 289 |
3.2. Расчет годовой нормы накопления ТБО населенных
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.
Расчет объемов накопления ТБО приведен в таблице 2.
Таблица 2.
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 |
0,6 289000 =173400 |
34680000 |
|
Жилые дома неблагоустроенного типа |
1 чел. |
400 |
0,4 289000 =115600 |
46240000 |
|
Гостиницы |
1 место |
120 |
0,07 289000 =20230 |
2427600 |
|
Детсады, ясли |
1 место |
95 |
0,05 289000 =14450 |
1372750 |
|
Учебные заведения |
1 ученик |
24 |
0,03 289000 =8670 |
208080 |
|
Театры, кинотеатры |
1 место |
30 |
1000 мест |
30000 |
|
Учреждения, офисы |
1 сотр. |
40 |
0,3 289000 =86700 |
3468000 |
|
Продовольственные магазины |
1 м2 |
200 |
5000 |
1000000 |
|
Промтоварные магазины |
1 м2 |
100 |
5000 |
500000 |
|
Рынок |
1 м2 |
100 |
10000 |
1000000 |
|
Автовокзалы |
1 м2 |
125 |
800 |
100000 |
|
Больница |
1 койка |
230 |
0,05 289000 =14450 |
3323500 |
|
Поликлиники |
1 посещ. |
30 |
0,9 289000 =260100 |
1803000 |
|
Всего: |
Р= 102152930 |
Таким образом, суммарный объем накопления ТБО составляет Р= 102152930 кг/год
Суточная величина накопления ТБО составит:
Рсут=,
где Тгод – количество дней в году, 365 дней.
Рсут = = 277405,288 кг/сут=277,4 т/сут.
Удельную норму накопления ТБО по массе определяют по формуле:
У=.
У==353,5 кг/чел год.
При плотности отходов =210 кг/м3, удельная норма накопления по объёму составит:
У* =
У*==1,7 м3/челгод
3.3. Определение проектной вместимости полигона.
Проектную вместимость полигона (Ет) определяют на расчетный период эксплуатации полигона
,
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. 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 = 1,7 (1,03)19 = 3,1 м3/чел год;
Н* и Н** – соответственно количество обслуживаемого полигоном населения на 1-й и последний годы эксплуатации полигона, чел.;
к1 – коэффициент, учитывающий уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона за срок Т, определятся по табл. 3.
Количество обслуживаемого полигоном населения на 1-й (Н*) определяется согласно исходным данным в таблице 1.Н*=Н. Количество обслуживаемого полигоном населения на последний год эксплуатации полигона (Н**) определяется согласно генеральному плану развития района застройки. Исходя из этого, ожидается ежегодный рост населения на 2%, тогда: Н**=Н*(1,02)Т-1=289000(1,02)19=433500 чел; Проектная высота полигона определяется по графику, рис.1 в задании на проектирование, на последний год его эксплуатации. При численности населения 252600 человек высота полигона составит Нпл=22,0 м.Согласно табл. 4.3 при Нпл=22,0 м → к1= 4;к2 - коэффициент, учитывающий объем изолирующих слоев грунта (промежуточных и окончательного), к2=1,2. Проектная вместимость полигона ЕТ составит:
Еm==3000000 м3.
Таблица 3
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 |
полигона.
Элементами полигона являются: подъездная дорога, участок складирования ТБО, административно- хозяйственная зона.
Подъездная дорога соединяет существующую транспортную магистраль с полигоном и рассчитывается на двухстороннее движение шириной не менее 6,5 м.
На пересечении дороги с участком полигона размещают пост контроля въезда и выезда мусоровозов и административно- хозяйственную зону.
Участок складирования – основное сооружение полигона. Он занимает около 85-95% площади полигона ТБО. Участок складирования обычно разбивают на очереди эксплуатации с учетом обеспечения производства работ по приему ТБО в течение 3-5 лет на каждой очереди.
На расстоянии 2-3 м от внешнего откоса котлована устраивают кольцевую дорогу с односторонним движением шириной не менее 3,5 м.
Требуемая площадь полигона (Ф) определяется по формуле
Ф= кЗхФус + Фдоп,
Где;
к3 – коэффициент, учитывающий полосу вокруг участка складирования, к3=1,1;
Фус - площадь участка складирования, га;
Фдоп – площадь участка административно-хозяйственной зоны.
Площадь участка складирования находят из формулы определения объема пирамиды (рис. 1.):
Фус= = (3к4хЕТ)/Нпл,
где к4 – коэффициент, учитывающий снижение высоты пирамиды до заданной Нпл , к4=0,5.
Тогда Фус=(30,55202000)/28 =278678,6 м2= 27 га.
Принимая размер участка админстративно-хозяйственной зоны
Фдоп=0,1Фус,
Фдоп=0,1х27=2,7
Получим требуемую площадь полигона: Ф=1,127+0,1 27=32,4 га
Δh
Н
Hпл
Рис. 1- Расчетная схема для определения размеров полигона ТБО
Полигон размещают на плоском рельефе. Фактическая отведенная площадь участка составит:
Фотв = Ф+Д,
Где;
Д - отвод земли для размещения подъездной дороги от автомагистрали до полигона, для дороги длиной Lдор=4000 м и шириной Вдор=6,5 м.
Д = (Lдор Вдор) = (4000 6,5)=26000 м2= 2,6 га.
Фотв=32,4 + 2,6=35 га.
3.5.1. Расчет вместимости полигона
Согласно заданию на проектирование, грунт в основании полигона представлен суглинком легким. Грунтовые воды расположены на глубине 4,8 м.
Принимаем решение - полностью удовлетворить потребность в грунте для промежуточной и окончательной изоляции за счет сооружения котлована в основании полигона.
Реальный участок складирования ТБО площадью Фус=278678,6 м2 в плане имеет форму квадрата, со стороной:
Lус= Bус= ==527,9 м,
где Lус= Bус – соответственно, длина и ширина участка складирования, м, рис.2.
Bус
А А
Lус
Рис. 2- Участок складирования ТБО в плане.
После заполнения полигона отходами до проектных отметок участок складирования будет иметь форму усеченной пирамиды, а в поперечном сечении - трапеции (рис.3.).
Вп=Lп
Нпл
Вус=Lус
Рис. 3- Поперечное сечение участка складирования (без котлована). Разрез А-А
Определим размеры верхней площадки полигона захоронения отходов:
Вп = Lп = Вус-2mНпл=527,9-3328=443,9 м,
Где Вп и Lп- соответственно ширина и длина верхней площадки участка складирования, м.
Площадь верхней площадки участка складирования:
Фп=В2п=443,92= 17047,21 м2=19,7 га.
Максимальная допустимая высота полигона Нплmax определяется из условия заложения внешних откосов не менее чем m=3 и необходимости создания верхней площадки размером обеспечивающей безаварийную работу мусоровозов и бульдозера (рис. 4).
Минимальная ширина верхней площадки определяется возможностью разворота мусоровоза (Rраз) и соблюдением условия движения мусоровоза не ближе в=10 м от края откоса.
Тогда Впmin=2Rраз+2в,
минимальная площадь равна:
Фпmin = (Впmin)2 = (2Rраз+2в)2
Фпmin =(29+210)2 = 1444 м2 =0,14 га, что значительно меньше принятой в проекте Фп =10,2 га.
Впmin=Lпmin
Нплmax
Нпл
Bус=Lус
Рис. 4- Схема для определения максимально возможной высоты полигона
Максимально возможную высоту полигона определяют по зависимости:
Нплmах=,
Где;
Вус- ширина участка складирования, м.
Нплmах= = 81,65 м.
С целью получения грунта для послойной и окончательной изоляции ТБО, укладываемых в тело полигона, в основании полигона проектируют котлован. Среднюю глубину котлована рассчитывают из условия баланса земляных работ с учетом положения уровня грунтовых вод. Дно котлована размещают выше уровня грунтовых вод не менее чем на 2 м. Участок складирования разбивают на очереди эксплуатации с учетом приема ТБО на каждой очереди в течение 3…5 лет Фактическую вместимость полигона с учетом уплотнения ТБО рассчитывают по формуле для определения объема усеченной пирамиды:
Еф= ,
Где;
Фус и Фп - площади нижнего и верхнего оснований свалочного тела, м2.
Вместимость котлована в основании полигона не учитывается, так как грунт, вынимаемый из него, расходуется на изоляцию ТБО. В этом случае фактическая вместимость Еф равна объему ТБО в уплотненном состоянии, которая составит:
Еф=[278678,6 +197047,2+(278678,6+197047,2)0,5]= 6657782 м3
Потребность в минеральном грунте (Vг) определяется по формуле
Vг= ,
Где; к2= 1,2.
Для изоляции 6657782 м3 ТБО после их уплотнения потребуется грунт в объеме:Vг=6657782 (1-)= 113182,3 м3,
В рассматриваемом случае весь грунт, вынимаемый из котлована, расходуется на изоляцию ТБО, поэтому потребность в изолирующем материале равна вместимости котлована.
Средняя проектная глубина котлована в основании полигона определяется по формуле:
Нк=,
где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована,
Нк=
Проверяем условие размещения полигона:
Нугв-Нк-Нэк ≥ 2м,
где:
Нугв – глубина залегания грунтовых вод, Нугв=4,8 м;
Нэк – толщина защитного экрана основания полигона .
4,8-2,6-1=3,2 м > 2 м, - принятая глубина котлована удовлетворяет требуемым условиям.
Полигон ТБО разбиваем на пять очередей эксплуатации, (рис. 5.).
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=2,5.
Каждую очередь эксплуатации полигона рассчитывают из условия обеспечения приема ТБО в течение времени Точ = = = 4 года.Площадь участка складирования каждой из четырех очередей эксплуатации в пределах первого яруса составит
фоч==69669 м2.
II
I
Y
Y
IY
I
II
III
Рис. 5- План и разрез высоконагруженного полигона захоронения ТБО: а – план полигона; б – разрез А-А; (I-Y) – очереди строительства и эксплуатации полигона
Объем отходов, складируемых в каждой очереди эксплуатации полигона, составит Vоч =
Vоч == 331556 м3.
Высота первого яруса (с I-IY очереди) определяется по зависимости:
Н оч (I-IY) =
Н оч (I-IY) ==13 м,
где 1,1 – коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована.
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 составит nсл(I-IY)==≈6 слоев. Принимаем – по 6 слоев укладки ТБО в каждую очередь 1-го яруса. Тогда высота 1-го яруса над уровнем поверхности земли составит НI=2,06=12 м.
Объем котлована одной очереди составит
vгоч =
vгоч = = 282955 м3.
Наращивание высоты полигона 2-го яруса с отметки 12 м до проектной – 28 м будет производиться заполнением V очереди полигона.После заполнения 2-го яруса будет выполнено окончательное его перекрытие. Количество слоев V очереди полигона составитnслY=
nслY =≈7 слоев.
Тогда общее количество слоев ТБО, укладываемых в тело полигона, составит: N= nслI-IY+ nслY
N =6+7=13 слоев.
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, (рис. 6.). 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.
2
3
I
II
IV
III
3
1
2
Рис. 6- Схема расположения кавальеров плодородного и минерального грунтов (начало эксплуатации 1 очереди полигона): I-IV – очереди заполнения полигона; 1 - полигон захоронения ТБО; 2 - кавальеры плодородного грунта; 3 - кавальеры минерального грунта.
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАВАЛЬЕРОВ ДЛЯ СКЛАДИРОВАНИЯ ПЛОДОРОДНОГО И МИНЕРАЛЬНОГО ГРУНТА..
4.1.Определение параметров кавальеров плодородного грунта
Плодородный слой снимают со всей площади участка складирования.
Объём растительного грунта определяют:
Vp=Фусhрkp
Vp =278678,60,31,23= 10283м3,
где hр - толщина растительного слоя, м hр=0,3 м; kp – коэффициент разрыхления, kp=1,22…1,24, (принимается по ЕниР).
Длина кавальера:
Lквp=2 Lус
Lквp =2527,9=1055 м, .
Площадь поперечного сечения кавальеров растительного грунта составит:
Fквp= Vp/Lквp
Fквp =10283/1055=9,74 м2.
Принимаем поперечное сечение кавальера в виде трапеции высотой Нpкв до 4 м и коэффициент заложения откосов - m=3 (рис. 4.8.). Используя формулу трапеции
Fpкв = =(Вpкв+bpкв )/2Нpкв,
определяют ширину кавальера по низу, где Fpкв- площадь кавальера растительного грунта, м2; Нpкв- высота кавальера, Нpкв = 3 м; Впгкв - ширина кавальера по низу, м; bpкв - ширина кавальера по верху bpкв= Вpкв-2mНкв,м
Нкв
Вкв
Рис. 7- Поперечное сечение кавальеров плодородного и минерального грунтов.
Из условия баланса грунтовых масс 2Fркв= (Вpкв+ Вpкв-2mНpкв)Нpкв, определяют ширину нижнего основания кавальера плодородного грунта:
Вpкв = [(Fpкв+m(Нp кв)2]/Нpкв
Вpкв =(69,5+332)/4=24,1 м.
Далее рассчитывают ширину верхнего основания кавальера:
bpкв= Вpкв-(2 mНpкв)
bpкв = 24,1-(233)=6,1м.
Размеры кавальеров плодородного грунта позволяют их разместить с дух сторон участка складирования ТБО.
4.2. Определение параметров кавальеров минерального грунта.
Грунт из котлована 1-й очереди используют для изоляции ТБО, укладываемых в период эксплуатации IV и V очередей заполнения полигона. Для этих же целей складируют избыточный минеральный грунт из котлованов II, III и IV очередей строительства полигона.
Объём минерального грунта разрабатываемого в котловане 1 очереди строительства полигона составит:
vгоч =
vгоч = = 28295,5 м3.
Объем грунта, укладываемого во временные кавальеры с учетом его разрыхления, составит:
Vмин 1 оч.= vгочkp= 28295,51,22= 345205 м3.
Тогда длина кавальеров минерального грунта:
Lминкв = Lус/2+Bус/2
Lминкв =527,9/2+527,9/2 = 263+263=526 м.
Площадь поперечного сечения кавальера минерального грунта:
Fминкв= Vмин 1 оч/Lминкв
Fминкв =345205/526=163,6 м2
Принимаем поперечное сечение кавальера в виде трапеции высотой Hминкв = 4 м, с заложением откосов m=3.
Параметры кавальера для минерального грунта определяют по тем же зависимостям, что и для кавальера для плодородного грунта.
Вминкв = [(Fминкв- m(Нминкв )2/Нминкв
Вминкв =(163,6-342)]/4=64,2 м,
bминкв= Вминкв-(2 mНминкв)
bминкв =64,2-(234)=40,2 м.
Размещаем 2 кавальера минимального грунта длиной по 226 м с двух сторон участка складирования ТБО 1-ой очереди эксплуатации полигона.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА ФИЛЬТРАТА, УДАЛЯЕМОГО ИЗ СВАЛОЧНОГО ТЕЛА В ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ
Фильтрат образуется на участке захоронения отходов в течение теплого и холодного времен года. В теплый период – осадки в виде дождя. Образование фильтрата в холодное время года связано с таянием снега на поверхности уложенных отходов за счет тепла, выделяемого при разложении органического вещества в толще свалочного тела, а также захоронением значительной части выпавшего снега совместно с укладываемыми отходами. Количество фильтрата, образующегося на полигонах, определяется разницей между величиной выпавших осадков и объемом влаги, расходуемой на испарение, достижение отходами полной влагоемкости и на поверхностный сток.
Для определения объема фильтрата, удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона, необходимы элементы водного баланса 50%-ной обеспеченности: осадки и испарение с водной поверхности.
Для Закарпатской обл., в соответствии с исходными данными осадки составляют О=770 мм; испарение с водной поверхности Е0=548 мм. Таким образом, расчетное значение инфильтрационного питания q(З/В) за зимне-весенний расчетный период можно определить по следующей зависимости:
q(З/В)=[О(З/В) – Е(З/В)],
где
О(З/В) – осадки за зимне-весенний расчетный период, приведенные к 10%-ной обеспеченности, мм;
Е(З/В) – испарение с поверхности полигона за зимне-весенний расчетный период, мм;
Т(З/В) – продолжительность зимне-весеннего периода, Т(З/В)=180 дней;
- коэффициент, учитывающий долю осадков, впитывающихся в почву в зимне-весенний период, = 0,6.
О(З/В)=Ор1,
где
О – среднемноголетнее значение осадков50% обеспеченности, О=770 мм (по заданию);
р1 – процентное распределение элементов водного баланса для осадков зимне-весеннего периода, р1=0,37 (37%).
Испарение влаги за зимне-весенний период определяется по формуле:
Е(З/В) = Е0р2,
где
Е(З/В) – испарение с поверхности площадки складирования за зимне-весенний расчетный период, мм;
Е0 – величина испарения влаги с водной поверхности 50%-ной обеспеченности (Е0 = 548 мм);
р2 – процентное распределение водного баланса для испарения с водной поверхности за зимне-весенний расчетный период, (р2 = 0,12).
О(З/В) = 0,77·0,37·= 0,284 м.
Е(З/В) = 0,548·0,12·= 0,066 м.
Итак, q(З/В) = (0,6·0,284 – 0,066)/180 = 0,00058 м/сут.
Аналогично рассчитывается инфильтрационное питание за летне-осенний период – q(Л/О):
q(Л/О) = [О(Л/О) - Е(Л/О)],
где О(Л/О) – осадки за летне-осенний расчетный период, приведенные к 10%-ной обеспеченности, мм;
Е(Л/О) – испарение с поверхности полигона за летне-осенний расчетный период, мм;
Т(Л/О) – продолжительность летне-осеннего периода, 185 суток;
- коэффициент, учитывающий долю осадков, впитывающихся в почву в летне-осенний период, = 1.
О(Л/О) = Ор*1 = 0,77(1 – 0,37) = 0,4851 м,
где р*1 - процентное распределение элементов водного баланса для осадков в зимне-весеннем периоде, (р*1 =1-0,37 =0,63).
Е(Л/О) = Е0р2* = 0,548(1 – 0,12) = 0,345 м,
где р2* - процентное распределение водного баланса для испарения с водной поверхности за зимне-весенний расчетный период, (р2* =1-0,12 =0,88).
Т(Л/О) = 365 – 180 = 185 суток.
Тогда q(Л/О) = [О(Л/О) - Е(Л/О)]= [1· 0,4851 – 0,345]=0,00075 м/сут.,
Если считать, что отходы на полигон поступают равномерно в течение всего года, то величину объема образующегося фильтрата в течение года можно определить по следующей зависимости:
Qф=[ q(З/В) Т(З/В)+ q(Л/О) Т(Л/О)]Фоч-ΔWPсут[Т(З/В)+ Т(Л/О)],
где ΔW - дефицит влажности отходов, т.е. влага, расходуемая на насыщение отходов до полной полевой их влагоемкости; - плотность фильтрата, т/м3.
Полная полевая влагоемкость ТБО составляет 30…40 % от объема укладываемых отходов. Вместе с тем, влажность отходов, поступающих на полигоны, в среднем составляет 15…20 % от их объема.
Следовательно, дефицит влажности отходов W составит 15% от их объема. Тогда
Qф=[0,00058·180+0,00075·185]51136-0,15·167,7(180+185)1,0=1561,2 м3/год.
Таким образом, годовая величина инфильтрующих осадков по каждой очереди эксплуатации полигона выше величины водонасыщения отходов, поэтому в проекте необходимо предусмотреть системы откачки фильтрата из приемных колодцев в резервуар накопитель.
В процессе захоронения ТБО на полигонах в атмосферный воздух выделяются загрязняющие вещества, являющиеся продуктом разложения органической составляющей отходов (пищевые и древесно-растительные отходы, макулатура и текстиль). При максимально благоприятных условиях для жизнедеятельности метанообразующих бактерий из каждой тонны ТБО образуется 80…150 м3 сырого биогаза, имеющего теплотворную способность 18900…25100 кДж/м3 (4500…6000 ккал/м3).
В соответствие с морфологическим составом ТБО (применительно к центральному району), процент отходов, содержащих органическое вещество, составит: пищевые отходы - 35…45, бумага и картон - 32…35, древесина и листва - 1…2, текстиль - 3…5%. Ежегодное поступление ТБО на полигон составляет 61214 т/год. Учитывая морфологический состав поступивших отходов, в их составе, то их ежегодная органосодержащая часть составит G=(0,35+0,32+0,01+0,03)61214=43462 т/год. Принимая величину удельного образования биогаза g=80м3/т в результате разложения 1 т органосодержащих отходов, ежегодный объем образования биогаза составит: Qб/г=gG=80·43462=3476960 м3/год.
В процессе эксплуатации полигона часть образующегося в свалочном теле биогаза, по мере его накопления и повышения пластового давления выходит на поверхность полигона. После прекращения эксплуатации полигона и его перекрытия продолжается анаэробное разложения отходов с выделением биогаза. Этот период может составлять около 10 лет. Поэтому необходимо предусмотреть дегазацию полигона. Существует пассивная дегазация (организованный выпуск биогаза в атмосферный воздух) и активная дегазация (путем принудительной его откачки) для последующего использования в энергетических целях.
По этому при выполнении окончательной рекультивации полигона перед созданием верхнего полупроницаемого экрана необходимо предусмотреть устройство дренажной системы для сбора и удаления биогаза в атмосферу через специальные вертикальные выпуски. Дренажная сеть представляет собой газосборные каналы, устраиваемые в верхней толще уложенных отходов последней очереди эксплуатации полигона. Поперечное сечение траншей назначают конструктивно из условия обеспечения скорости движения газа в дренажном газопроводе не выше 0,1 м/с. Учитывая ежегодный объем образования биогаза 3476960 м3/год и допустимую скорость движения биогаза 0,1 м/с, определяем суммарное сечение газосборных траншей:
F==1,1 м.
Принимая сечение газосборной траншеи прямоугольной формы (глубиной - 0,5 м и шириной - 0,4 м), потребуется устройство n==5,5 (6) траншей. Трассировку траншей выполняют в двух взаимно перпендикулярных направлениях: вначале прокладывают две взаимно перпендикулярные траншеи по середине полигона и по две траншеи, отстоящие от средних, на расстоянии
L==80 м.
В местах пересечения газосборных траншей устраивают специальные вертикальные выпуски высотой не менее 5 м.
С целью исключения поступления на территорию полигона поверхностного стока со стороны водосбора устраивают нагорные каналы. Длину нагорных каналов принимают из условия защиты территории полигона с нагорной стороны. Поверхностный сток, собираемый нагорными каналами, отводят в ливневую канализацию.
Поперечное сечение нагорного канала принимают трапециидальной формы. В курсовом проекте ширину канала по дну (вк) можно принимать вк=0,5…1,0 м, в зависимости от ожидаемого расхода воды. Глубину канала (hк) определяют расчетным путем. Заложение откосов канала (m) принимают в зависимости от их устойчивости. При заложении откосов канала m =1,5 и вида грунта их устойчивость обеспечивается.
При m=1,5; вк/hк=0,61. Тогда hк= вк/0,61==0,98 м.
Уклон дна нагорного канала принимают с учетом рельефа местности, но не менее 0,003. В курсовом проекте можно принять i=0,003.
Для равнинных районов при водосборной площади бассейна 0,5 км2 расчетный расход поверхностного стока определяют по формуле:
QСТОКА = 0,56 hF,
где
h – толщина слоя поверхностного стока при продолжительности ливня 30 мин, h = 24 мм;
F – площадь водосборного бассейна, F = 0,2 км2;
- коэффициент расплывания паводка, = 1; - коэффициент неравномерности выпадения осадков,
= 1;
- коэффициент озёрности бассейна, = 0,8.
QCTOKA = 0,56240,2110,8 = 2,15 м3/с.
Скорость течения воды, коэффициент Шези по формуле Манинга =,
где
- скорость течения воды в канале, м/c;
- коэффициент Шези;
R – гидравлический радиус, м; у – показатель степени (у= =0,167).
Гидравлический радиус R определяется по формуле:
R==0,54 м
- площадь живого сечения, м2; - смоченный периметр живого сечения канала, м.
Рассчитав скорость течения воды== 1,06 м/сек, определяем пропускную способность канала Qк==2,03·1,06=2,15 м3/с.
Сравнивая QCTOKA = 2,15 м3/с и Qк = 2,15 м3/с, можно сделать вывод о том, что запроектированное сечение канала обеспечивает отвод расчетного объема поверхностного стока.
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 АХЗ должен быть предусмотрен железобетонный резервуар или пруд емкостью около 50 м3.
По периметру всей территории полигона проектируют ограждение высотой 1,8м.
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.
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.
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.
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.
При разгрузке мусоровозов плотность ТБО уменьшается и достигает значений около 0,210 т/м3. Тогда, суточный объем ТБО принимаемых на полигон, составит:
Vсут=1002 м3/сут.
Высота формируемого яруса (hя) ТБО на рабочей карте 1,8 м. Тогда ширина рабочей (Врк ) при заложении внешнего откоса формируемого яруса m=7 составит:
Врк=hя =1,8=12,7 м.
Площадь поперечного сечения отсыпаемых отходов на рабочей карте () составит:
= Врк·hc=12,7·0,5=6,35 м2.
В результате уплотнения произойдет уменьшение объема уплотняемого слоя с Vсут до Vуп. Учитывая постоянство массы складируемых отходов
Vсут·=Vуп·,
определяют уменьшение толщины слоя уплотняемых отходов:
hс уп==0,15 м.
Уплотненный слой ТБО в процессе формирования яруса в пределах рабочей карты укладки ТБО высотой 1,8 м в конце рабочего дня изолируют слоем минерального грунта h= 0,2 м.
Далее определяют ширину уплотненной полосы отходов, которую перекрывают слоем минерального грунта:
b= hс уп=1,1 м.
Тогда суточная потребность в минеральном грунте составит:
Vг сут=b·h·Lрк=1,1·0,2·125=27,5 м3.
При эксплуатации полигона основными механизмами, выполняющими работы по перемещению, разравниванию, и планированию отходов являются бульдозеры и катки. Для устройства изолирующих слоев используют экскаватор и автосамосвал. Грунт разрабатывают в котлованах или в кавальерах экскаватором с подвозкой к изолируемым рабочим картам. Разравнивание и уплотнение минерального грунта выполняется также бульдозером.
После заполнения полигона до проектной отметки производят его закрытие и выполняют работы его рекультивации. Для этого последний слой отходов перед закрытием полигона засыпают слоем минерального грунта.
На высоконагружаемых полигонах со сроком эксплуатации не менее 5 лет допускается превышение проектной отметки на 10%. На момент закрытия полигон представляет собой насыпной холм с заложением откосов m=3. Рекультивация закрытого полигона направлена на восстановление продуктивности и народно-хозяйственной ценности восстанавливаемой территории, а также на улучшение экологической обстановки вокруг нее. Для этого после стабилизации закрытого полигона выполняют работы по укреплению его наружных откосов. Материалом для укрепления наружных откосов полигона служат минеральные грунты, вынутые при устройстве котлована, а также привозные грунты и материалы согласно принятой конструкции верхнего защитного экрана.
Рекультивацию полигона ведут в два этапа: технический и биологический.
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.
Финальное перекрытие поверхности полигона должно включать систему гидроизоляции и газовентиляции. Конструкция защитного (гидроизоляционного) экрана в системе финального перекрытия поверхности участка складирования отходов, для уменьшения объемов осадков, поступающих в тело полигона, выполняют в виде глиняного замка или гидроизоляционного экрана из геосинтетических материалов.
Финальное перекрытие с устройством глиняного замка выполняют следующим образом. В процессе укладки финишного слоя ТБО поверхности полигона придают уклон от его центра в сторону его краев I=0,01 с целью отвода поверхностного стока
Принципиальная конструктивная схема защитного экрана в системе финального перекрытия поверхности полигона ТБО приведена на рис. 9.1.
Биологический этап рекультивации включает комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий.
Для защиты сформированных грунтовых поверхностей от ветровой и водной эрозии производят их озеленение. По склонам и бермам (террасам) высаживают защитные древесно-кустарниковые насаждения, а по откосам выполняют посев многолетних трав.
Верхнее основание полигона обустраивают в зависимости от целевого последующего использования.
ВЫВОД
В ходе индивидуальной работы были провидены расчеты необходимой площади отвода участка земли для строительства полигона захоронения ТБО, годовой нормы накопления ТБО в населенных пунктах, определение проектной вместимости полигона, вместимости полигона.
Полигоны захоронения ТБО - инженерно-экологические комплексы, предназначенные для централизованного приема ТБО, их обезвреживания и захоронения, предотвращающие распространение загрязняющих веществ в компоненты природной среды.
1.Методичка по курсовому
2.СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке разработки, согласования,
утверждения и составе проектной документации на строительство
предприятий, зданий и сооружений».
3.СНиП 12-03-99 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие
требования».
4.СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства».
5.«Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации
полигонов для твердых бытовых отходов» АКХ им. Памфилова,
М.,1997.
6.«Методические рекомендации по проведению инженерно-экологических
изыскании для целей рекультивации существующих свалок и
проектирования вновь организуемых полигонов захоронения твердых
бытовых отходов на территории Московской области», 1998,
7.«Методические рекомендации по геоэкологической оценке территории при
размещении полигонов твердых бытовых отходов», 1995.
8.Мирный А.Н. Справочник «Санитарная очистка и уборка населенных
мест». М., АКХ: им. Памфилова, 1997.
9.Сметанин В.И. «Защита окружающей среды от отходов производства и
потребления» М., «Колос», 2000.
10.Справочник по гидравлическим расчетам, «Энергия», Москва, 1972