Расчет количества фильтрата, образуемого на полигоне ТБО и разработка мероприятий по сбору и обезвреживанию фильтрата

На объемы фильтрата, образованного в толще полигонов, существенно влияют осадки и плотность складированных ТБО. Уплотнение отходов на свалке снижает проницаемость свалочного грунта, что уменьшает объем образующегося фильтрата в нем, но не решает всех проблем негативного его воздействия на окружающую среду. Поэтому на ряде зарубежных высоконагружаемых полигонах захоронения ТБО предусматривают строительство внутреннего дренажа.

Собираемый и затем отводимый дренажной системой фильтрат токсичен, поэтому перед сбросом в природную среду его очищают от загрязняющих веществ, которые обезвреживают.

На выбор способа очистки и обезвреживания фильтрата, образующегося в толще полигонов и свалок, влияют его количество состав и свойства.

Фильтраты свалок ТБО отличаются многообразием содержащихся в них загрязняющих компонентов, среди которых тяжелые металлы, галогенпроизводные, биологически окисляемые органические вещества, азот в различных формах, растворители, соли и др.

Специалисты отмечают, что обезвредить фильтраты труднее, чем обработать канализационные стоки: фильтраты могут иметь в 200 раз и более высокую химическую потребность в кислороде (АПК), а их состав и объем изменяются в достаточно широком диапазоне как по годам, так и по сезонам года.

Достаточно часто технологии, разработанные для обработки фильтрата одной свалки, теряют свою эффективность по мере ее старения и не всегда могут быть применены на другой свалке.

Широко применявшийся ранее способ распределения фильтрата по поверхности почвы с целью самоочищения в ходе естественных биологических, физических и физико-химических процессов признан опасным, способствующим полному уничтожению плодородия почвы.

В целом методы обработки фильтрата свалок ТБО объединены в подгруппы:

- канализавание (сброс в канализацию для последующей совместной обработки с бытовыми сточными водами и подача на поверхность свалки по замкнутому циклу);

- биологическая обработка (аэробная и анаэробная);

- химико-физическая обработка (химическое осаждение, химическое окисление, адсорбция с применением активированного угля, обратный осмос и др.).

Перекачка фильтрата со свалок в канализационные сети для дальнейшего обезвреживания его с городскими бытовыми стоками — наиболее распространенный метод. Основные трудности, возникающие при этом, связаны с высокой концентрацией органических и неорганических компонентов, имеющихся в фильтратах как новых, так и старых свалок.

Широко распространена, как из самых дешевых и ускоряющих процесс стабилизации закрытых свалок, технология распределения собранного фильтрата по поверхности складируемого материала.

Установлено, что для стимулирования процесса биологического разложения органического вещества необходимо содержание в нем 50...70 % влаги. В засушливых районах или в жаркое сухое время года фильтрат, подаваемый на поверхность свалки, повышает биологическую активность, в результате снижается концентрация органических загрязняющих веществ и соответственно увеличивается минерализация отходов, повышается эффективность свалки как генератора биогаза.

Необходимо учитывать и тот факт, что такая технология способствует лишь уменьшению объема фильтрата в результате его испарения, но не устраняет его полностью. Причем концентрация загрязняющих веществ в конечном стоке будет более высокой.

В последние годы за рубежом получили достаточно широкое применение способы биологической очистки фильтрата. Их делят на аэробные и анаэробные в зависимости от того, требуется ли поступление кислорода в среду биологической обработки или нет.

Основные преимущества анаэробной очистки фильтрата по сравнению с аэробной следующие:

- не требуется подача кислорода в обрабатываемую среду;

- значительно уменьшаются затраты энергии;

- 85...90 % органического вещества преобразуется в биогаз;

- образуется меньшее количество осадка, что облегчает его утилизацию;

- требуется меньше добавок для питания микрофлоры;

- уменьшаются размеры установки и соответственно площади и капитальные вложения на их строительство;

- быстрее погибают патогенные организмы, особенно в термофильном режиме;

- устраняются неприятные запахи;

- увеличивается минерализация анаэробного осадка при удалении тяжелых металлов, что повышает ценность его как удобрения;

- практически не требуется осаждения анаэробного осадка.

Недостатки анаэробной очистки по сравнению с аэробной:

- необходимость высоких (более 30 °С) температур для достижения эффективной кинетики процесса;

- сложность работы в период пуска и необходимость строго контроля условий процесса;

- меньшая эффективность удаления тяжелых металлов;

- необходимость дополнительной обработки для получения требуемой степени очистки.

Согласно с исходными данными на проектирование слой осадков превышает слой испарения. Региональная норма стока составляет 650 мм/год, общая площадь захоронения отходов по контуру подошвы внутреннего откоса составляет 5,5 га. Фактическая площадь, с которой будут собираться загрязненные стоки значительно меньше благодаря специальным конструктивным мерам: участок разделен на 3 части, внешние откосы полигона с низовой по рельефу стороны рекультивируются с устройством водозащитного покрытия одновременно с укладкой отходов. Влажность ТБО колеблется по сезонам года.

Максимальное суточное количество фильтратов определяется по формуле 4.1:

 

                                      , м³/сут,                            (4.1)

 

где К – коэффициент, который учитывает влагопоглощающую и испаряющую способность бытовых отходов (для полигонов по высотной схеме К = 0,1; по наклонной – К = 0,15);

Q_АГ –суммарное годовое количество атмосферных осадков, которые выпадают на поверхность отходов, м³/год;

Q_ПГ – среднесуточное количество стоков промывки контейнеров, м³/сутки;

 

                                                 м³/год,                                (4.2)

 

где F – площадь участка захоронения, из которого формируется сток, м²;  м²;

   h –региональная норма осадков, м/год; .

Среднесуточное количество стоков промывки контейнеров определяется по формуле 4.3:                                          

 

                                       м³/год                             (4.3)

                         

где 0,06 – расход воды на мойку 1-го контейнера;

 П_с – число контейнеров за сутки;     

 Т_м – число суток в году, когда осуществляется мойка; Т_м = 160 (по нормам)

 суток в течение года.

 

                                  м³/год

 

Вывоз фильтрата из грязевого отстойника площадки мойки контейнеров, осуществляется ассенизационной машиной АСМ – 53 с объемом цистерны 3,4 м³.

Количество хозяйственно-бытовых стоков принимаем 25 л/сутки на 1 человека  [1]. Численность рабочих на полигоне по штату 12 человек, объем хозяйственно-бытовых стоков составляет  , за год –   0,3 · 365 = 109,5 м³/год.

 

Таким образом, среднесуточный объем стоков и фильтрата в колодце-отстойнике с учетом испарения составит .