Реферат - Структура полигона ТБО
Подождите немного. Документ загружается.
Диоксины признаны наиболее опасными веществами — супертоксикантами.
Борьба с ними объявлена мировым сообществом специальным документом —
Стокгольмской конвенцией, открытой для подписания 23 мая 2001 г. Через год Россия
присоединилась к указанной Конвенции.
3.2 Сортировка, утилизация и реутилизация ТБО городов
В большинстве стран мира, прежде всего развитых, для утилизации существует
унифицированная система, которая позволяет депонировать или переработать каждый
компонент. Указанная система в общем виде состоит из трех взаимодополняющих и
связанных между собой блоков:
1) рециклинг или повторное использование;
2) собственно утилизация, направленная, прежде всего, на сокращение объемов
ТБО;
3) депонирование или складирование. Соотношение между собой блоков этой
системы определяется спецификой страны (площадь, уровень развития техники и
технологии, отношение населения к проблеме) и самой структурой отходов. Так,
наиболее экологически обоснована эта система у относительно маленькой и
технологически развитой Японии, где наибольшее количество твердых отходов
направляется в повторное производство. Напротив, в такой крупной стране, как США, 80
% отходов складируется. То же самое относится и к России, где около 140 млн м
3
ТБО/год складируется на площади около 100 км
2
пригородных земель под полигонами.
Рециклинг (рециклизация). Это повторное использование какого-то ресурса после
его обработки, делающей его пригодным для такого использования. Процесс
использования вторичного сырья превращен в большинстве стран в особого рода
производственную деятельность, сектор бизнеса.
Главное в процессе рециклинга — селективный (избирательный) сбор, сортировка
отходов и подразделение на категории. При разделении отходов по категориям
выделяют:
- отходы, которые могут быть использованы для производства аналогичной
продукции (стекло, бумага, металлы, пластмассы);
- отходы, содержащие опасные или особо ценные компоненты (аккумуляторы,
батарейки, некоторые виды пластмасс)
Сепарация (разделение) определяет в большой степени успешность рециклинга.
Например, на мусороперерабатывающих заводах черные металлы выделяются
11
методом магнитной сепарации, цветные металлы — с помощью переменного
магнитного поля или методом дробления с последующей пневмовибросепарацией.
Внедрение предварительной сортировки позволяет вдвое сократить количество
ТБО, направляемых на сжигание или захоронение. Так, в США извлекается и повторно
используется 60 % металлов, 50 % макулатуры, 40 % стекла, содержащихся в ТБО. Во
Франции в 2005 г. из макулатуры ТБО произведено до 56 % бумаги.
Рециклизация становится все более выгодной в развитых странах, а
потенциальная прибыль данной отрасли привлекает к ней все новые и новые фирмы.
Более того, во многих западных странах фирмы борются за доступ к рынку отходов, к
бизнесу очистки. А государство постоянно поддерживает режим наибольшего
благоприятствования, стимулирующий рециклизацию.
Мусороперерабатывающие заводы: отходы в доходы. Расчеты показывают:
вывозить содержимое мусорных контейнеров на свалку (полигон) нецелесообразно ни в
экологическом, ни в экономическом отношениях. С каждым годом растет ценность ТБО
как комплексного сырья. Это становится понятным, если учесть, что в его составе
содержится около 20—40 % макулатуры, 2—3 % черных и цветных металлов, 25-40 %
пищевых отходов, 1-5 % пластмасс, 4-6 % стекла, 4—6 % текстиля и др. С другой
стороны, на фоне повышения стоимости городских земель, расширения строительства
загородных домов, поселков, дач и т. п. существующие свалки (полигоны) стремительно
заполняются или уже переполнены. Так, существующие полигоны в Подмосковье
заполнены более чем на 90 %.
В этих условиях предпочтительна организация двухступенчатой системы сбора и
переработки, при которой отходы везут не на свалку, а на расположенные в черте
города мусороперерабатывающие заводы (МПЗ). Там отходы сортируют, измельчают,
уплотняют, прессуют, извлекают из них полезные материалы, а остатки направляют на
свалки.
Вторичная переработка (реутилизация). Имеется много способов вторичной
переработки различных типов мусора, причем постоянно предлагаются новые. К
настоящему времени наиболее широко применяемые технологии таковы:
- извлеченную бумагу снова измельчают до состояния пульпы, из которой далее
изготовляют различную бумажную продукцию; ее можно также перемалывать и
продавать как целлюлозную изоляцию, измельчать и компостировать;
- стекло дробят, плавят и делают из него новую тару, дробят и используют вместо
гравия или песка при производстве бетона и асфальта;
- пластмассу переплавляют и изготавливают из нее «синтетическую древесину»,
12
устойчивую к биодеградации и могущую использоваться как материал для различных
ограждений, перил, столбов, настилов и других сооружений, эксплуатирующихся под
открытым небом;
- металлы плавят и перерабатывают в различные детали; получение алюминия из
лома позволяет экономить до 90 % электроэнергии, необходимой для его выплавления
из руды;
- старые покрышки переплавляют с последующим изготовлением новых
резиновых изделий;
- текстиль измельчают и используют для придания прочности макулатурной
бумажной продукции;
- пищевые отходы и садовый мусор компостируют с получением органического
удобрения.
3.3 Компостирование твердых бытовых отходов
На многих МПЗ осуществляется промышленная переработка ТБО в органическое
удобрение — компост. Его получают в результате разложения растительных и животных
остатков микроорганизмами. Для этой цели используют навоз, навозную жижу и помет
птиц в смеси с различными видами торфов, городской мусор, опавшие листья деревьев,
солому и другое. При компостировании в органической массе повышается содержание
питательных веществ (азота, фосфора) в усвояемой растениями форме,
обезвреживается патогенная микрофлора, уменьшается количество целлюлозы и
пектиновых веществ; удобрения становятся сыпучими, что облегчает их внесение в
почву. Разные по составу и способу приготовления компосты применяют под многие
культуры, выращиваемые на различных почвах. Компосты часто используют вместо
остродефицитных органических удобрений (навоз, торф).
3.4 Складирование (депонирование) отходов
Складирование (депонирование) — это наиболее распространенный способ
обращения с твердыми бытовыми отходами городов в большинстве стран.
Складирование осуществляется на специально отведенные полигоны, которые после
использования просто засыпают слоем земли. При этом все отравляющие вещества
попадают в землю и соединенные с ней водные потоки.
13
4 Современное устройство ТБО
4.1 Материалы для строительства полигона ТБО
Современные материалы для строительства полигонов ТБО – это
геосинтетические материалы. По материалам немецкой компании Naue приведем
данные об этих материалах.
Геосинтетическими материалами называются материалы, в которых как
минимум одна из составных частей изготовлена из синтетических или натуральных
полимеров в виде плоских форм, ленточных или трехмерных структур, которые
используются в геотехнике или применяются в других областях строительства в
контакте с грунтом и/или другими строительными материалами.
Геосинтетические материалы подразделяются на водопроницаемые и
водонепроницаемые. Классификация геосинтетических материалов приведена на
следующей схеме:
14
Как следует из схемы, понятие геосинтетические материалы объединяет четыре группы
материалов. Это геотекстили, геотекстильподобные материалы, геосинтетические
глиноматы и геомембраны.
Геотекстили - это плоские водопроницаемые полимерные (синтетические или
натуральные) текстильные материалы, нетканые, тканые или вязанные, применяемые в
геотехнике или других областях строительства в контакте с грунтом и/или другими
строительными материалами.
Нетканый геотекстиль - это водопроницаемый материал, изготовленный из
натуральных или искусственных полимеров путем механического или термического
адгезивного закрепления волокон, нитей или филаментов. Нетканые геотекстили
являются самыми распространенными в своей группе. Наибольшую известность в
отечественной строительной практике получил геосинтетический нетканый материал
марки "Дорнит". Нетканые геотекстили обладают невысокой прочностью и большой
растяжимостью. Удлинение при разрыве этих материалов доходит до 70%. В силу этого
нетканые геотекстили применяются как разделительные слои, препятствующие
перемешиванию грунтов, а также как фильтры в конструкциях дренажей. Нетканые
геотекстили используют и в качестве защиты гидроизоляционных элементов от
механических повре-ждений. Так, нетканые геотекстили используются для защиты
геомембран при устройстве противофильтрационных экранов при строительстве
15
полигонов для захоронения отходов.
Вязаный геотекстиль - это геотекстиль в котором волокна, нити, филаменты или
другие элементы скреплены путем провязывания.
Тканый геотекстиль (геоткань) - это геотекстиль, изготовленный в результате
прямоугольного переплетения двух или большего количества нитей. Геоткани обладают
высокой прочностью, малой деформируемостью и водопроницаемостью. Прочность на
растяжение этих геотекстилей может достигать сотен килоньютонов на 1 метр ширины,
при этом удлинение при разрыве составляет не более 12-18 %. Поэтому эти геотекстили
используются в качестве армирующих элементов для повышения прочности и несущей
способность грунтовых сооружений и оснований. Геоткани так же применяются при
устройстве защитных экранов полигонов для захоронения отходов, усиления оснований,
сложенных техногенными грунтами.
Другую группу геосинтетических материалов образуют так называемые
геотекстильподобные материалы. Геотекстильподобные материалы - это плоские или
трехмерные, водопроницаемые полимерные (синтетические или натуральные)
материалы, которые не классифицируются как геотекстили. К ним относятся геосетки,
георешетки, геоматы.
Геосетками называются регулярные плоские структуры виде прямоугольной сетки, в
которой образующие сетку элементы (высокопрочные нити или пучки нитей) скреплены
узлами, переплетены или спрессованы. При этом открытые ячейки сетки существенно
больше составляющих ее элементов.
Георешетками называются регулярные прямоугольные структуры, изготовленные из
полимерных (натуральных или синтетических) элементов, полученных прессованием,
литьем под давлением или другими способами, которые переплетены или соединены
между собой. При этом размер открытых ячеек георешетки существенно больше
составляющих ее элементов.
Геосетки и георешетки, как и геоткани, характеризуются высокой прочностью и малой
деформируемостью. Это определяет их область использования в качестве армирующих
элементов грунтовых сооружений и оснований. Геосетки и георешетки применяются так
же в случаях обеспечения местной устойчивости откосов.
Геоматами называются трехмерные водопроницаемые структуры из полимерных
материалов и/или других синтетических или природных элементов, соединенных между
собой термическим, механическим или другим способом, которые используются для
закрепления грунтовых частей, корней трав или небольших растений, а так же
применяются в геотехнике или других областях строительства. Геоматы
16
изготавливаются в виде регулярных или хаотичных волоконных трехмерных структур,
либо в виде сотовых, либо других конструкций из полос геотекстиля или пластмасс.
Геоматы применяются для создания устойчивого растительного покрова на берегах рек,
прудов, склонов и откосов с целью предотвращения эрозионных процессов поверхности.
Геоматы в виде пространственных сотовых структур используются в сочетании с
геотекстилями для усиления оснований и повышения несущей способности.
Геоячейки это трехмерные водопроницаемые сотовые или решетчатые структуры,
изготовленные из полос геотекстилей или геомембран, используемые, например, для
закрепления частей грунта, корней растений или небольших растений в геотехнике и
других видах строительства.
Геосинтетические глиноматы и геомембраны относятся к водонепроницаемым
материалам и применяются как изоляционные материалы.
Геосинтетические глиноматы - это материалы заводского изготовления, состоящие из
природных глин (например, бентонита), обладающих низким коэффициентом
фильтрации, и геотекстиля. Поэтому часто глиноматы называют бентонитовыми
матами. Эти материалы применяются для создания прудов, противофильтрационных
завес, часто они служат альтернативным решением глиняным экранам при
строительстве полигонов для захоронения отходов.
Геомембранами называются рулонные материалы, характеризующиеся очень низкой
водопроницаемостью, изготавливающиеся из синтетических полимеров или битумов.
Геомембраны применяются для гидроизоляции, пароизоляции и газоизоляции
подземных строительных конструкций, противофильтрационных экранов, устройства
прудов, отстойников, испарителей.
Развитие геосинтетических материалов привело к тому, что возникла группа
геокомпозиционных материалов.
Геокомпозиционными материалами называются геосинтетические материалы,
которые объединяют свойства нескольких материалов. К таким материалам могут быть
отнесены дренажные маты, состоящие из дренирующего ядра, фильтра и
пароизолирующей мембраны.
4.2 Применение геосинтетических материалов
Геосинтетические материалы успешно применяются при строительстве
различных сооружений, при этом объёмы их использования и области применения
постоянно растут.
На сегодняшний день диапазон применения геосинтетических материалов в
17
строительстве крайне широк. Так, геосинтетические материалы активно применяются в
дорожном и жилищном строительстве, в строительстве туннелей, газо- и
нефтепроводов, гидротехнических сооружений, накопителей и полигонов по
захоронению бытовых и промышленных отходов и многих других областях
строительства.
Использование в строительстве геосинтетических материалов имеет множество
преимуществ.
Основной эффект от применения геосинтетических материалов связан со значительным
повышением надёжности и долговечности строительных конструкций. Геосинтетические
материалы сочетают в себе высокие физико-механические характеристики (высокая
прочность при динамических нагрузках, эластичность) и отличные гидравлические и
химические свойства. Так, например, использование геосинтетических армирующих
материалов в дорожном строительстве в США и странах Европы позволило увеличить
срок службы дорожного покрытия как минимум на 4-5 лет. Подобный опыт чрезвычайно
актуален для нашей страны, учитывая то обстоятельство, что, по данным РосдорНИИ,
средний срок службы асфальтобетонных покрытий на федеральных дорогах России
составляет примерно 5 лет. Таким образом армирование дорожных покрытий
геосинтетическими материалами в перспективе могло бы повысить срок их службы
почти в 2 раза
Применение в строительстве геосинтетических материалов дает также значительный
экономический эффект. Это достигается за счет уменьшения стоимости строительства и
увеличения срока службы сооружений, снижения затрат на техническое обслуживание и
ремонт объектов. Снижение стоимости строительства обусловлено тем, что новые
технологии позволяют уменьшать (в дорожном строительстве - до 50%) расходы на
традиционные строительные материалы: песок, щебень, гравий, а также расходы,
связанные с их транспортировкой и укладкой.
Важным преимуществом геосинтетических материалов является их экологичность.
Геосинтетики чрезвычайно стойки к воздействию агрессивных химикатов (кислоты,
щелочи), органических субстанций (грибок, плесень, микроорганизмы), экстремальным
климатическим условиям (мороз, жара, высокая влажность), а также
ультрафиолетовому излучению. При этом геосинтетические материалы не образуют
никаких побочных продуктов, т.е. являются абсолютно экологически чистыми
материалами.
18
4.3 Обустройство полигонов для захоронения отходов
Промышленные и бытовые отходы размещают на специальных полигонах,
представляющих собой многослойную конструкцию в виде котлована площадью до 500
тыс. м2 и объемом до 30 млн. м3, из которых недопустима утечка вредных веществ и
заражение ими грунтовых вод. В конструкции гидроизолирующих экранов применяют
геомембраны, которые представляют собой специальные полимерные пленочные
экраны (Carbofol). В состав нижнего защитного экрана входит также дренажный слой из
геосинтетических материалов для сбора ядовитого фильтрата (Secutex). По мере
заполнения хранилища отходами над ним устраивают верхний защитный экран,
состоящий из слоя для газового дренажа (Secudran), гидроизолирующего слоя (Carbofol,
Bentofix), верхнего дренирующего слоя (Secudran), также изготавливаемых из
геосинтетиков. Поверхность заполненного хранилища покрывают геосинтетическими
матами и озеленяют (Secumat).
Благодаря своим уникальным свойствам геосинтетические материалы
(геотекстиль и геомембраны) идеально подходят для строительства отстойников, свалок
и накопителей для различных отходов.
Геомембрана (Carbofol) - это высокотехнологичное полимерное покрытие,
сочетающее в себе высокие антикоррозийные и гидроизоляционные свойства, гибкость,
безусадочность, трещиностойкость, а также высокие механические характеристики в
сочетании с инертностью к кислотам и щелочам. На свойства материала не оказывает
влияния колебания температур и ультрафиолетовое облучение, так как мембраны не
содержат добавок или наполнителей, которые могут способствовать процессу старения
и снижению его физико-механических характеристик.
В результате применения геосинтетических материалов при строительстве
мусорохранилищ получается герметично закрытый «полимерный мешок», который
надолго предотвратит выбросы вредных газов в атмосферу и проникновение ядовитых
веществ в почву. А верхняя почвенная отсыпка сделает его незаметным на фоне любого
ландшафта.
Геомембраны подходят и для строительства накопителей жидких отходов. Они
полностью герметизируют накопители жидких отходов от заражения почвы и грунтовых
вод. Полимерные мембраны обладают достаточной прочностью и эластичностью,
превосходно противодействуют температурным воздействиям и ультрафиолетовому
облучению, что позволяет сформировать искусственную емкость практически любой
площади и конфигурации.
19
5 ТБО – новая отрасль Омской индустрии
Группа предприятий «Чистый город» направила в Департамент городской
экономической политики Администрации г. Омска производственную программу. Если
она будет одобрена мэрией, то мусоросортировочный завод на Ленинской свалке
начнёт работу в феврале 2010 года. Он позволит в 10 раз (!) сократить количество
захороненныхp на полигоне отходов. Отметим, что в Омске ежегодно образуется до 1
миллиона 700 тысяч кубометров мусора. Это самый высокий показатель среди
сибирских городов.
В общественном сознании весьма распространено мнение: бытовой мусор по
сравнению с выбросами предприятий, транспорта практически не опасен для
окружающей среды. Однако, по мнению большинства экспертов, именно на твёрдые
бытовые отходы (ТБО)p приходится значительнаяp - до 60 процентов, доля в общем
объёме загрязнений. Дело в том, что контроль, к примеру, за теми же опасными
производствами, достаточно эффективен, к мусору же отношение не столь трепетное.
Согласно исследованиям, проведённым по заказу Федеральной антимонопольной
службы России, Омск является лидером среди всех городов Сибирского федерального
округа по количеству образующегося мусора. Мы обогнали даже Новосибирск, хотя
жителей там почти в полтора раза больше, чем в Омске.p У нас ежегодно образуется
порядка 1 миллиона 700 тысяч кубометров мусора, из которых до 400 тысяч (примерно
четвёртая часть) остаётся в городе, захламляя его территорию, или попадает на
стихийно возникающие свалки. Что касается самих полигонов – Кировского и
Ленинского, где утилизируется мусор, то их ни технологически, ни юридически
полигонами назвать нельзя. Они, по сути, являются санкционированными свалками. По
словам Виталия Путинцева, директора Группы предприятий «Чистый город», такие
свалки опасны для экологии нашего города. «Я бы даже сказал, что Омск находится в
состоянии перманентной экологической катастрофы. Другое дело, что она не даёт ярких
вспышек и проявлений. Эффект химического воздействия твёрдых бытовых отходов до
конца не знает никто, поскольку необходимо изучать морфологию мусора. Известно о
негативном влиянии метана и углекислого газа. Говорить о том, какое воздействие могут
оказать другие элементы, образованные в результате реакций распада, можно только
после исследований конкретных свалок. Отмечу также, что такие свалки часто являются
очагами природных инфекций», - прокомментировал ситуацию господин Путинцев.
Отвечая на вопрос «Что делать в сложившейся ситуации?», Виталий Путинцев
предлагает рассматривать не только экологический аспект проблемы – в нашем городе
20