Условия организации работ на полигоне ТБО, которые следует учитывать при проектировании
- При расчетах мощности полигона ТБО следует учитывать, что на полигоны ТБО разрешаетсяпринимать твердые бытовые отходы из жилой застройки, садово-парковый мусор, а также в случае необходимости, по отдельным договорам - строительные отходы, некоторые виды твердых инертных отходови промышленных отходов IV класса токсичности. Перечень таких отходов и условия их приемки наполигон ТБО приведен в приложении Ж.
- На полигоны ТБО запрещено принимать:
- твердые, жидкие, пастообразные отходы радиоактивных веществ;
- отходы промышленных предприятий:
- с влажностью более 85 %;
- содержащие токсичные вещества, тяжелые металлы (І-ІІ классов опасности);
- взрывоопасные и самовозгорающиеся вещества;
- трупы животных, конфискаты боен мясокомбинатов;
- отходы лечебных учреждений (хирургических клиник, родильных домов, инфекционных больниц).
- В проекте должны быть разработаны ежегодные ситуационные планы полигона ТБО, то естьпланы организации работ на картах на весь период эксплуатации полигона ТБО.
- В ситуационном плане показывают изменения в расположении временных дорог для проездамашин по территории полигона ТБО, объемы работ и размещение карт на текущий год по складированиюТБО и укладке изолирующего слоя грунта, состояние работ по системе очистки фильтрата и т.п.
- В составе проекта разрабатывается санитарно-технический паспорт полигона ТБО, содержащийосновные проектные данные полигона ТБО и систему показателей, отображающих его воздействие наокружающую среду.
По материалам проекта собственники и арендаторы должны разработать инструкцию по эксплуатации полигона ТБО, которая должна быть согласована с местными органами санитарного и экологического надзора.
Система сбора и утилизации биогаза полигонов ТБО
3.74При проектировании полигонов ТБО целесообразно предусматривать утилизацию биогаза,образующегося при анаэробном разложении органической составляющей ТБО.
Биогаз может использоваться в качестве топлива для энергетических установок (котлоагрегаты, промышленные печи, стационарные двигатели-генераторы) или для заправки в баллоны. Метод утилизации биогаза определяется при разработке технического задания на проектирование системы сбора и утилизации биогаза для конкретного полигона ТБО.
Примечание. Примерный состав биогаза: метан - 40...60 %, диоксид углерода - 30...45 %, азот, сероводород, кислород, водород и пр. газы - 5...10 %. Теплотворная способность биогаза - 18...25 МДж/м3. Пределы взрывоопасное смеси биогаза с воздухом - 5...15 %.
- Прогнозирование количества выделяющегося биогаза целесообразно проводить с учетом состава и свойств ТБО, емкости и срока эксплуатации полигона ТБО, схемы и максимальной высоты складирования ТБО, гидрогеологических условий участка складирования ТБО, рН водной вытяжки из ТБО.
- Расчет ожидаемого количества биогаза, выделяющегося при анаэробном разложении 1 т ТБО,рекомендуется выполнять по формуле:
Vр.б = РТБО ?? Kл.о ?? (1-Z) Kр , (3.2)
где Vр.б - расчетное количество биогаза, м3;
РТБО - общая маса ТБО, складируемых на полигоне, кг;
Kл.о - содержание легкоразлагаемой органики в 1 т отходов (Kл.о = 0,5...0,7);
Z - зольность органического вещества (Z = 0,2...0,3);
Кр - максимально возможная степень анаэробного разложения органического вещества за расчетный период (Кр = 0,4...0,5).
3.77С учетом непредвиденных обстоятельств удельный объем биогаза, который можно собрать из 1 ттвердых бытовых отходов за весь период эксплуатации системы сбора биогаза, определяется по формуле:
V??p.б = Vp.б Кс ?? К, (3.3)
где V??p.б - объем биогаза, который можно собрать из 1 т ТПВ, м3;
Кс - коэффициент эффективности системы сбора биогаза (Кс = 0,5);
К - коэффициент поправки на непредвиденные обстоятельства (К = 0,65.. .0,70).
При расчетах надлежит принимать такие величины:
- весовое количество биогаза, получаемого при анаэробном разложении, - 1 г биогаза с 1 г разложенного беззольного вещества ТБО;
- объемная масса биогаза - 1 кг/м3,
- теплотворная способность биогаза - 5000 ккал/м3 (~21 МДж/м3).
3.78В проект системы сбора биогаза, как правило, входят:
- скважины;
- газосборные пункты с трубопроводами биогаза от скважин;
- промежуточные и магистральный газопроводы;
- дегазационная установка для извлечения биогаза из скважин (преимущественно - водокольцевыевакуумные насосы);
- узел подготовки биогаза к утилизации (осушка и очистка);
- накопительная емкость биогаза (газгольдер);
- свеча для сжигания биогаза (в аварийных ситуациях или при наличии излишка).
Проект системы сбора биогаза должен выполняться в соответствии с техническим заданием.
- С учетом распланировки территории полигона ТБО на очереди, обеспечивающие прием ТБО втечение 3-5 лет каждая, проводится трассирование газопроводов с определением мест устройства скважин, оптимального расположения газосборных пунктов, общего магистрального газопровода, порядкаподключения групп скважин.
- Гидравлический расчет газопроводов следует выполнять, принимая ламинарный режим движения биогаза и скорость движения по газопроводу в пределах 0,5...1 м/с.
3.81Проектирование и строительство системы сбора биогаза проводят по одному из вариантов:
- одновременно со складированием ТБО;
- после заполнения рабочей карты, по завершению формирования газоносного пласта.
3.82По первому варианту в основе рабочей карты монтируют колодцы из сборных железобетонных колец диаметром 0,7... 1 м. Наращивание колодцев ведут по мере заполнения ТБО рабочей карты.В кольцах производят пропилы или перфорированные отверстия.
Внутри колодцев устанавливают перфорированные трубы (пластмассовые или асбестоцементные) диаметром 100... 120 мм. Пространство между внутренними стенками колодца и перфорированными трубами засыпают щебнем фракций 40...70 мм.
Расстояние между колодцами принимают 30...40 м для свободного маневрирования мусоровозов.
- К колодцам через каждые 2 м по высоте, как правило, подводят 3-4 горизонтальные дрены длинакаждой из которых составляет 10...15 м. Горизонтальные дрены выполняют из перфорированных пластмассовых труб диаметром 50...60 мм, положенных на щебеночную основу (щебень фракции 20.. .40 мм).
- Заполнение рабочей карты проводится слоями, с пересыпкой (грунтом, глиной) через каждые 2 мпо высоте до завершения формирования газоносного слоя общей высотой 8...10 м. После этого верхняячасть ТБО изолируется слоем глины толщиной 1 м.
- По второму варианту для сбора биогаза на полигоне ТБО после заполнения карты до проектнойотметки и устройства кровли, буровым способом сооружают скважины с шагом 30...40 м.
Скважину бурят до основы полигона ТБО. Для бурения используют установки вращательного бурения с диаметром бура 200...300 мм.
3.86Для устройства газовых скважин рекомендуется использовать перфорированные полимерныетрубы диаметром 100...150 мм. Перфорация труб проводится сверлом диаметром 18 мм по кругу через 60°,расстояние между отверстиями 50 мм. Верхняя часть трубы длиной 1,5...2 м должна быть сплошной, безперфорации.
Нижнюю часть скважины высотой до 0,5 м засыпают щебнем фракций 40...70 мм. Пространство между трубой и стенкой скважины засыпают щебнем фракций 20...40 мм.
Верхняя часть буровой скважины заливается бетоном на глубину 0,8...1 м. На поверхность выводится неперфорированная часть трубы высотой 0,7...0,8 м. Оголовки скважины защищают от механических повреждений железобетонными кольцами диаметром 1...1,5 м (рис. 3.5).
3.87Газосборные скважины соединяют горизонтальными полимерными трубопроводами диаметром50...80 мм, по которым биогаз поступает в камеры первичного сбора (газосборные пункты), расположенные на поверхности полигона ТБО, объединяющие по 8-12 скважин. Трубы прокладывают снебольшим уклоном (3 %) к газосборным пунктам для стекания сконденсированной влаги биогаза, внижних точках газопровода устанавливают конденсатосборники.
Трубопроводы от газосборных пунктов объединяют в магистральный трубопровод, по которому биогаз поступает в дегазационную установку, размещенную в хозяйственной зоне полигона ТБО.
- Промежуточные и магистральные газопроводы целесообразно прокладывать на слое ТБО, со времени захоронения которых истекло не менее 6 месяцев. Трубы укладывают на металлические (швеллер№ 14...20) или железобетонные (бордюрный камень) подкладки длиной 40...50 см с шагом 2,5…3 м.
- Прокладывать газопроводы на поверхности полигона ТБО необходимо в футлярах или обсыпкеиз теплоизоляционных материалов.
- Для оснащения газовых скважин и транспортирования биогаза, как правило, применяют трубы изполиэтилена низкого давления с маркировкой "газ", типа "С". Соединение труб выполняются сваркой.Разъемные соединения полиэтиленовых труб со стальными трубами, компенсаторами и запорной арматурой выполняются на переходах под фланец.
- Трубы должны быть испытаны гидравлическим давлением не ниже 0,6 МПа или иметь запись всертификате о гарантированной величине гидравлического давления, соответствующей требованиямстандартов или технических условий на трубы. Соединительные части и детали должны быть заводскогоизготовления и отвечать требованиям госстандарта.
Рисунок 3.5 - Продольный разрез рекомендуемого устройства вертикальной газосборной скважины
1 - железобетонный колодец; 2 - люк, 3 - крышка люка; 4 - отводная труба; 5 - кровля; 6 - сборная труба; 7 - сифон с отверстиями для слива воды; 8 - слой ТБО; 9 - фильтр; 10 - фильтровая колонна
- Для уплотнения фланцевых соединений целесообразно применять прокладки из паронита(марки ПМВ) толщиной 4 мм или резины маслобензостойкой толщиной 3...5 мм.
- В газосборных пунктах устанавливают запорно-регулирующую арматуру и предусматриваютотборные устройства на трубопроводах от скважин для контроля химического состава биогаза. Привыборе запорной арматуры следует учитывать условия ее эксплуатации по давлению и температуре(табл. 3.3).
Таблица 3.3 - Рекомендуемый выбор запорной арматуры
|
Материалы запорной
арматуры
|
Условия применения
|
|
|
Давление газа, МПа (кгс/см2), не более
|
Температура, °С
|
|
Ковкий чугун
|
1,6(16)
|
не ниже минус 35
|
|
Углеродная сталь
|
1,6(16)
|
не ниже минус 40
|
|
Легированная сталь
|
1,6(16)
|
ниже минус 40
|
|
Латунь, бронза
|
1,6(16)
|
не ниже минус 35
|
3.94 Вентили, краны, задвижки поворотные должны быть предназначены для газовой среды. Конструкция регуляторов давления биогаза должна удовлетворять таким требованиям;
- зона пропорциональности не должна превышать 20 % верхнего предела настройки выходногодавления для комбинированных регуляторов;
- зона нечувствительности не должна быть более 2,5 % верхнего предела настройки выходногодавления;
- постоянная времени (время переходного, процесса регулирования при резких изменениях расходагаза или выходного давления) не должна превышать 60 с.
3.95 Для изготовления гнутых и сварных компенсаторов следует использовать трубы, равноценные принятым для соответствующего газопровода. Применение сальниковых компенсаторов на газопроводах не допускается.
- Сброс избыточной воды, образовавшейся в циркуляционной системе водокольцевого вакуум-насоса дегазационной установки, и периодически сменяемой циркуляционной воды дегазационной установки, а также удаление конденсата из конденсатосборников и влагоотделителя должно осуществлятьсяв систему сбора и отвода фильтрата полигона ТБО.
- Для дегазации (очистки от растворенного метана) сбрасываемой жидкости рекомендуется использовать емкость с гидрозатвором и отводом на свечу выделяющегося газа.
- В зависимости от варианта использования биогаз должен подвергаться той или иной степениосушки и очистки. Узел подготовки биогаза в общем случае может включать:
- осадитель капельной влаги (влагоотделитель);
- блок осушителя-очистителя (адсорберы);
- накопительную емкость биогаза (газгольдер).
Для энергетической установки, сжигающей биогаз (котлоагрегаты, промышленные печи), блок осушителя-очистителя биогаза может не предусматриваться.
3.99При использовании биогаза в качестве моторного топлива для стационарных двигатель-генераторов необходима более высокая степень его осушки и очистки.
- В связи с повышенной взрывоопасностью систем сбора и транспортирования биогаза полигонов ТБО к ним предъявляются особые требования.
- Помещения, в которых работают установки сбора и транспортирования биогаза полигонов ТБО,следует относить к категории А (НАПБ Б.07.005).
- Электрооборудование приводов и других элементов данной системы согласно требованиям квзрывобезопасности ДНАОП 0.00-1.32:
класс 1
- колодцы оголовков скважин,- газосборные пункты,
- камеры управления газгольдерами,
-помещение, где установлены дегазационные установки, влагоотделители и газоочистное оборудование,
- газорегуляторные установкикласс 2
- дегазационные установки, размещенные под навесом,
- газгольдеры.
3.103Для обеспечения работы системы сбора и утилизации биогаза следует предусмотреть контрольтаких технологических параметров:
- давления в трубопроводах биогаза;
- температуры биогаза и оборотной воды дегазационной установки;
- расхода биогаза;
- содержания в биогазе метана, диоксида углерода, сероводорода и кислорода.
Кроме того, следует установить в помещениях сигнализаторы довзрывоопасных концентраций метана.
