- •Москва 2009
- •Введение
- •Общие положения
- •Выбор участка под строительство полигона
- •Разработка проектных решений по строительству полигона размещения тбо
- •3.1. Расчет необходимой площади отвода участка земли для строительства полигона размещения тбо
- •3.1.1. Организация сбора отходов
- •Численность населенных пунктов, обслуживаемых полигоном
- •3.1.2. Расчет годовой нормы накопления тбо в населенных пунктах
- •Определение объема накопления тбо
- •3.1.3. Определение проектной вместимости полигона
- •3.1.4. Расчет требуемой площади земельного участка для размещения полигона
- •3.2. Проектирование участка складирования
- •3.2.1. Расчет вместимости полигона
- •3.2.2. Проектирование кавальеров для складирования плодородного и минерального грунта
- •3.3. Прогноз техногенного влияния полигона тбо на компоненты природной среды. Инженерные решения защиты окружающей среды
- •3.4. Защитные экраны полигонов
- •3.4.1. Общие положения
- •3.4.2. Природные геохимические барьеры
- •3.4.3. Противофильтрационные экраны в основании полигона, выполняемые в виде глиняного замка
- •3.4.4. Противофильтрационные экраны в основания полигона, выполняемые с использованием геосинтетических материалов
- •3.5. Проектирование котлованов
- •3.6. Проектирование противофильтрационных экранов в основании полигона тбо
- •3.6.1. Устройство нижнего глиняного противофильтрационного экрана
- •3.6.2. Устройство нижнего противофильтрационного экрана из рулонных геосинтетических материалов
- •3.7. Внутренний дренаж и система удаления фильтрата
- •3.7.1. Общие положения проектирования дренажа
- •Спецификация железобетонных изделий колодцев
- •3.7.2. Определение объема фильтрата, удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона.
- •3.8. Проектирование нагорных каналов
- •3.9. Проектирование системы удаления биогаза (дегазация полигонов). Пример расчета.
- •4. Проектирование административно-хозяйственной зоны
- •Рекомендованный перечень основных объектов, расположенных в административно-хозяйственной зоне полигона
- •5. Санитарно-защитная зона и система мониторинга
- •5.1. Санитарно-защитная зона
- •5.2. Система мониторинга
- •5.2.1. Программа мониторинга.
- •1500 Отмостка
- •6. Технология эксплуатации полигона
- •Р ис. 6.2. Схема работ по разгрузке отходов.
- •6.1. Организация разгрузки тбо.
- •6.2. Организация рабочей карты.
- •6.3. Расчет потребности в бульдозерах.
- •6.4. Расчет потребности в катках.
- •Последовательность работ при устройстве полигона.
- •8. Закрытие полигона и передача участка под дальнейшее использование
- •8.1. Технический этап рекультивации
- •8.2. Биологический этап рекультивации
- •9. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций
- •Литература
- •Исходные данные к выполнению курсового проекта «Полигон захоронения твердых бытовых отходов (тбо)»
3.8. Проектирование нагорных каналов
С целью уменьшения поступления на территорию полигона поверхностного стока со стороны водосбора устраивают нагорные каналы. Длину нагорных каналов принимают из условия защиты территории полигона с нагорной стороны, рис.3.1. Поверхностный сток, собираемый нагорными каналами, отводят в сторону от полигона. В случае благоприятных гидрогеологический условий на территории полигона (неглубокое залегание водопроницаемых горных пород и низкое залегание грунтовых вод) при незначительном загрязнении поверхностного стока, применяют сброс собираемых поверхностных вод нагорным каналом в водопоглощающие колодцы, размещающие в хвостовой части нагорных каналов.
Поперечное сечение нагорного канала принимают трапецеидальной формы (рис. 3.19).
Рис. 3.19. Поперечное сечение нагорного канала
В курсовом проекте ширину канала по дну (вк) можно принимать равной ширине рабочего органа экскаватора вк=0,5…1,0 м, и в зависимости от ожидаемого расхода воды. Глубину канала (hк) определяют расчетным путем. Заложение откосов канала (m) принимают в зависимости от их устойчивости.
При заложении незакрепленных откосов канала m=1,5 отношение =0,61.
Тогда hк= = =0,98 м.
Уклон дна нагорного канала принимают с учетом рельефа местности, но не менее 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.
Qстока = 0,56240,2110,8 = 2,15 м3/с.
Далее определяют скорость течения воды ( ) в канале и пропускную его способность (Qк) запроектированного сечения канала (вк=0,6м, hк=0,98м и m=1,5), его продольном уклоне i=0,003 и коэффициенте шероховатости n=0,025.
Скорость течения воды , = ,
где - скорость течения воды в канале, м/c; - коэффициент Шези; R – гидравлический радиус, м; у – показатель русла (у= =0,167).
Гидравлический радиус R определяется по формуле:
R= =0.66 м
- площадь живого сечения, м2; - смоченный периметр живого сечения канала, м.
= = 1,66 м/сек
Тогда пропускная способность канала Qк= =2,029·1,66=3,43 м3/с.
Qстока = 2,15 м3/с Qк=3,43 м3/с. Таким образом канал с запроектированным сечением способен отвести расчетный расход стока, равный 2,15 м3/с.
3.9. Проектирование системы удаления биогаза (дегазация полигонов). Пример расчета.
Газ, образующийся на полигоне (свалочный газ), входит в одну из ключевых групп продуктов, являющихся результатом биологического разложения органической фракции отходов, складируемых на полигоне. В течение жизненного цикла определенного объема отходов на полигоне (т.е. контролируемого объема с технической точки зрения), происходящие в его теле процессы разложения переходят от аэробной к анаэробной стадии. Переходу от аэробного к анаэробному разложению, сопровождающемуся образованием свалочного газа. Характерной чертой свалочного газа, образующегося на полигонах в промышленно развитых странах, является соотношение СН4 к СО2 от 40:60 до 60:40. 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 разложение 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.
Для последующего использования биогаза в энергетических целях требуется наличие достаточного количества и стабильного давления. Обычно образование биогаза на полигонах характеризуется непостоянством объема и низким давлением (30…40 мм вод ст). Кроме того, при активной дегазации происходит подсос воздуха, что чревато реальной опасностью взрыва газовоздушной смеси.
Скорость и объем образования газа зависят от характеристик складируемых отходов, а также от специфических условий, преобладающих на полигоне. К ним относятся температура, рН, влагоемкость и размер частиц отходов. Условия в теле полигона могут варьировать с течением времени в зависимости от проектного решения и условий эксплуатации полигона, а также от возраста складируемых отходов. Учитывая, что характеристики отходов и условия полигона существенно варьируют в различных регионах, скорость выделения свалочного газа также колеблется в широком диапазоне. Так по имеющимся оценкам (согласно расчетам или измерениям) общий объем образующегося свалочного газа варьирует от 64 до 440 м3/т складируемых отходов. Годовой объем суммарных газов (СН4 и СО2;) оценивается от 1,19 до 6,8 м3 газ/кг в год складируемых отходов.
В большинстве случаях управление свалочным газом, образующимся на полигонах, включает:
Предотвращение миграции газа на прилегающие участки земельных угодий и сооружения, находящиеся на территории полигона;
Пассивная вентиляция газа через систему изоляции полигона;
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. Для предотвращения произвольной миграции газа создаются зоны высокой проницаемости в теле полигона, которые самостоятельно заполняются газом. Это обычно обеспечивается путем устройства проницаемого слоя для вентиляции газа и системы сбора газа в окончательном (верхнем) покрытии (рис.3.20.).
Рис 3.20. Вентиляционный слой и вертикальные вытяжные трубы.
Для пассивного выпуска газа в атмосферу вентиляционный слой имеет вытяжные отверстия с трубами, проникающими сквозь верхнее покрытие.
Как правило, одна поверхностная вентиляционная труба устанавливается на площади 4000 м2 при предположительно свободном движении газа и высокой проницаемости слоев, на площади 1000 м2 при затрудненном продвижении газа к коллекторам.
Окончательный выбор числа газовых скважин и их размещение определяется рядом факторов, наиболее важными из которых являются:
- вид, состав и объем отходов;
- метод депонирования, уплотнения;
- высота (глубина) участка;
- геометрия участка;
- покрытие участка.
Радиус утилизации между газовыми скважинами определяется по зависимости:
R = (Еф-Vг)/πxγхНхq)0,5 , где
Еф – фактическая вместимость полигона, м3;
Vг- объем минерального грунта, м3;
γ – объемный вес свалочного грунта;
Н – высота складирования ТБО, м;
q – общий объем образования биогаза на полигоне, q=64-440 м3/т
Для нашего случая: Еф=3297193 м3 Vг=527551 м3 γ=0,8 т/м3 Нпл=24,6 м qср=100 м3/т
Определим радиус утилизации газовой скважины:
R= [(3297193-527551)/(3,140,824,6100)]0,5= 21,2 м
Расстояние между газовыми скважинами (с учетом перекрытия) принимаем 40 м.
Схема размещения газовых скважин по площади полигона приведена на рис. 3.21
Рис. 3.21. Схема размещения газовых скважин по площади полигона