Лекція 5-6 Полігони твердих побутових відходів

Складування на полігоні – найбільш дешеве і просте обладнання, встановлюється там, де основою можуть служити глини, важкі суглинки. Там, де це не можливо, приходиться встановлювати спеціальну водонепропускну основу, що приводить до значних затрат, але карлинально не вирішує проблему ТПВ. Вилучаються значні цінні площі. З екологічної точки зору потрібно відмітити, що полігон поряд із фільтратом, забруднює питні джерела, викидає в атмосферу метан і ін токсичні гази. Але з урахуванням невисоких експлуатаційних затрат полігон самий розповсюджений метод видалення ТПВ. На сьогодні в розвинутих країнах заборонено будівництво).Полігони ТПВ — це споруди, призначені для складування відходів (ТПВ) і які забезпечують захист від забруднення атмосфери, ґрунтів, підземних і поверхневих вод, перешкоджають поширенню патогенних мікроорганізмів за межі площадки складування та які забезпечують знешкодження відходів біологічним способом. На полігонах можлива утилізація органічної складової ТПВ шляхом виділення биогазу.

Термін служби полігона повинний бути не менше 15—20 років. Розміри полігону визначаються по розрахунковому обсягу утвореного сміття протягом певного періоду (визначається необхідний об’єм полігону – ємність, а потім підбираються розміри). Площадка під полігон вибирається спочатку на великомасштабній карті з урахуванням рельєфу, розташування доріг, населених пунктів, рози вітрів і інших факторів, причому намічається кілька можливих варіантів. Перевага віддається ділянкам, де залягають глини і суглинки, інші водотривкі породи.

Розміщувати полігони необхідно з урахуванням вимог санітарних норм, з віддаленням від найближчої житлової забудови на відстань не менш 500 м (СЗЗ). До полігону повинна бути підведена дорога з твердим покриттям. По всьому периметрі площадки, відведеної для полігону, повинна бути улаштована захисна лісосмуга шириною не менше 20 м. Рівень ґрунтових вод під днищем полігона повинний знаходитися на глибині більш 2 м. На площадці полігона не повинні знаходитися виходи джерел. Категорично забороняється використовувати під полігони акваторії рік, озер, боліт.

Площа ділянки складування полігона розбивається на карти, які по черзі заповнюються.

Захист від забруднення ґрунтів і ґрунтових вод здійснюється шляхом створення спеціального протифільтраційного екрана, покладеного по всьому днищу і бортам полігона, системи дренажу для відводу й очищення фільтрату, а також системи спостережливих свердловин для контролю якості ґрунтових вод.

Захист від забруднення ґрунтів і повітряного басейну здійснюється шляхом щоденного перекриття заповнених робочих карт полігона шарами ґрунту, організації системи збору, відводу й утилізації біогазу, устаткування робочих карт переносними сітками, що перехоплюють легкі фракції (папір, плівки), які здуваються вітром, рекультивації поверхні заповнених ділянок полігона.

Захист поверхневих водних об'єктів від забруднення ливневими водами, що стікають з території полігона, обмеженою лісосмугою, здійснюється шляхом очищення поверхневого стоку на площадці.

У залежності від місця розташування встановлюється тип і конструкція полігона — висотний (насип), кар'єрний (у існуючих котлованах), траншейний (вириваються котловани).

У проекті необхідно провести розрахунок потреби в машинах, механізмах і обслуговуючому персоналі, визначається потреба грунта для перекриття робочих карт і описується технологія рекультивації полігона. Архітектурно-будівельний розділ проекту включає генеральний план, вертикальне планування, внутріквартальні дороги, усі види будинків і приміщень, огородження й інші конструкції. Гідротехнічний розділ проекту включає розрахунок стійкості укосів, гребель і дамб, протифільтраційних екранів, нагірних канав, системи очищення ливневих вод і відкачки фільтрату. Санітарно-технічний розділ включає зони санітарного розриву, водопровід, каналізацію, установку мийки машин, заходи щодо поливання поверхонь робочих карт, боротьбі з пацюками, очищенню фільтрату, утилізації біогазу й ін. Проектом передбачається електропостачання, висвітлення і засоби зв'язку.

Характеристика полігонів і технології складування.

На плоских ділянках улаштовуються полігони висотного або траншейного типу. Полігон висотного тину утвориться шляхом обвалування плоскої ділянки. Висота дамби обвалування визначається з умови закладення укосів 1:4 і більше при ширині верхньої площадки дамби, що забезпечує безпечний проїзд сміттєвозів. Ущільнений шар ТПВ висотою 2—3 м ізолюють ґрунтом або іншими інертними матеріалами.

Полігони траншейного типу створюються на плоских ділянках шляхом прокладки траншів глибиною 3—6 м і шириною поверху 10—12 м. Ґрунт, отриманий від розробки траншеї, використовується для зворотного засипання після їхнього заповнення ТБО.

Складування ТПВ в кар'єрах здійснюється за схемою вирівнювання (до рівня дна кар'єру). Передбачається в'їзд сміттєвозів на дно кар'єру і пошарове укладання відходів. Пошарове укладання досягається насуванням знизу нагору або скидання з укосу, утвореного ТПВ. Ущільнення ТПВ здуйснюється чотириразовим і більше проходом ковзанки або бульдозера.

Після закінчення експлуатації полігонів їх покривають ізолюючим шаром ґрунту товщиною не менш 1 м відповідно до проекту рекультивації.

Схема полігона кар'єрного типу

Недоліками захоронення на полігонах є: 1) тривалий період знешкодження ТПВ – у верхньому шарі глибиною до 3 м розкладання відходів закінчується через 15-20 років після закриття звалища, у глибших шарах воно триває 50-100 років) вилучення земель з обороту, поверхневе забруднення ділянки полігону; 3) відсутність утилізації вторинної сировини; 4) необхідність контролю за розповсюдниками хвороб – комахами, гризунами, птахами; 5) забруднення повітря газоподібними продуктами розкладу ТПВ: так званим біогазом; 6) небезпека самозагоряння відходів; 7) небезпека забруднення ґрунтових вод фільтратом.Основну екологічну небезпеку захоронення ТПВ становлять утворення біогазу та фільтрату.

Біогаз утворюється у результаті анаеробного розкладу ТПВ у тілі полігону. З 1 тонни твердих відходів виділяється 150-200 м³ газу [77, с. 148]. Склад газу змінюється залежно від віку полігону. Спочатку виділяється переважно вуглекислий газ (70-90 % за об'ємом). Далі зростає частка метану і через 1,5-2 роки експлуатації виділяється газ, що складається майже у рівних кількостях з вуглекислого газу і метану [119, с. 57]. Метан є вибухонебезпечним; його накопичення на певних висотах в атмосфері призводить до вираженого парникового ефекту. Звалища також виділяють отруйні гази: бензен, хлористий метилен, тетрахлоретилен, трихлоретилен, трихлоретан та вінілхлорид [45, с. 138].

Фільтратом називають розчин, що утворюється при захопленні розчинених і суспендованих твердих речовин і продуктів біологічного розкладу ґрунтовими і поверхневими водами, що потрапляють на територію звалища. Він містить хлориди, сульфати, органічні речовини, сполуки важких металів і бактерії. Фільтрат надзвичайно небезпечний у санітарному відношенні: загальна кількість бактерій у ньому становить 1,5 млн./см³, тобто у 2-3 рази більше, ніж у стічних водах міської каналізації [8, с. 211]. Фільтрат є джерелом забруднення ґрунту і ґрунтових вод. Простежується взаємозв'язок між розташуванням звалищ і якістю підземних та поверхневих вод. У поверхневих водах навколо звалищ та в осадових відкладах струмків, що їх дренують, вміст міді у 2-12 разів вищий, ніж фоновий, цинку – у 2-14 разів, свинцю – у 4-36, вісмуту – у 180 разів, ртуті – майже у 950 разів [37, с. 38].

Цинк, свинець і ртуть впливають на проникність клітинних мембран, змінюють структуру білків, утворюють комплекси з фосфоліпідами. Мідь викликає пневмонію і гепатити, а в результаті дії свинцю відбувається ушкодження центральної нервової системи, печінки, нирок, мозку, статевих органів [45, с. 139].

У світі проведено значну кількість досліджень, що підтвердили зв'язок появи конкретних хвороб з впливом звалищ. Так, збільшення частоти випадків лейкемії знайдено у жителів, що проживають поблизу звалищ у Північній Рейн-Вестфалії (Німеччина). Дослідження 1986 року, що стосу­валося дітей з лейкемією у Вобурні (штат Масачусетс, США), виявило статистично достовірний зв'язок хвороби з якістю питної води, що була забруднена через звалище. У Монреалі у 1995 році отримано відомості про збільшення кількості випадків раку у чоловіків (рак шлунку, печінки, простати та легенів) і жінок (рак шлунку та шийки матки), що проживали поблизу звалища ТПВ [45, с. 139].

Департаментом охорони здоров'я (штат Нью-Йорк) було визначено, що близькість до звалища зумовлює такі дефекти новонароджених, як ураження нервової системи (імовірні на 29 %), опорно-рухової системи (16 %) та шкіри (32 %) [45, с. 139].У зв'язку із зазначеним вище слід передбачати влаштування в основі полігону протифільтраційного покриття (екрану), системи дренажу, збирання і знешкодження фільтрату. Крім того, після закінчення приймання відходів необхідний тривалий контроль за утворенням та виділенням газів, за системою дренажу, збирання та знешкодження фільтрату, а також за статичною стійкістю споруди (боротьба з тривалими зсувами, порушенням екрану і відтоком фільтрату [8, с. 210]). Все це вимагає значних витрат, що мають бути враховані при проектуванні полігону ТПВ