книги / Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твёрдых бытовых отходов. Рекультивация и постэксплуатационное обслуживание полигона

шему укоренению растений, сохранению влаги, лучшему воздушному режиму. В качестве материала культурного слоя используется плодородная почва, содержащая глины и суглинки, которые препятствуют развеванию слоя ветром, размыванию водой и предохраняют его от высыхания.

Рекультивация верхней и боковых поверхностей полигона выполняется различными способами в зависимости от местных климатогеографических условий, экономических возможностей [4].

Конструкция окончательного покрытия должна обеспечить физический барьер между захораниваемыми отходами и объектами окружающей среды, регулировать эмиссию биогаза из тела полигона, обеспечивать прочное основание для возможного инженерного освоения территории, препятствовать фильтрации атмосферных вод в тело полигона, препятствовать эрозии, в результате которой могут быть обнажены складированные отходы [10].

В развитых в промышленном отношении странах существуют нормативные требования к обязательному перекрытию рабочего тела полигона после закрытия его для приема ТБО специальными слабофильтрующими материалами, препятствующими проникновению в тело полигона осадков (дождя, снега) сверху и неорганизованному выходу биогаза снизу [4].

Конструкция перекрытия схематически может быть представлена в следующем виде (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Состав окончательного покрытия:

1 – плодородныйслой; 2 – гравий, щебеньдлядренажа воды; 3 – минеральный слабофильтрующий слой (глины, суглинки); 4 – слой для дренажа биогаза

141

Внаружном изоляционном слое должна быть предусмотрена система вентиляции и выпуска газов, образующихся в теле полигона после сооружения покрытия. Механизм вентиляции газа предусматривает устройство пористого слоя

спроницаемостью 10–2 см/с, толщиной не менее 30 см, расположенного как можно ближе к отходам [10].

ВРоссии материалы и технические изделия, предусматриваемые для сооружения систем дегазации, должны соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий.

Конструкции и применяемые материалы газовых скважин должны обеспечить их надежную эксплуатацию без капитальных ремонтов и замены основных узлов в течение 15 лет.

Для промежуточных и магистрального газопроводов должны применяться трубы из полиэтилена низкого давления с маркировкой «ГАЗ», изготовленные в соответствии с ТУ 6-19-051-538–85 типа «Т».

Соединительные детали (втулки под фланцы, переходы, отводы, тройники и др.) для полиэтиленовых труб предусматриваются по ТУ-6-19-051-539–85.

При выборе запорной арматуры следует учитывать условия ее эксплуатации по давлению газа и температуре.

При отсутствии полиэтиленовых труб могут быть применены стальные трубы, которые должны быть прямошовные, спиральношовные или бесшовные, изготовленные из хорошо сваривающейся стали, содержащей не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора.

Защиту труб от коррозии необходимо предусматривать в соответствии

стребованиями ГОСТ 9.015–74 [3].

Втех случаях, когда необходимо полностью исключить инфильтрацию осадков в тело полигона и неорганизованный выход снизу, в конструкцию перекрытия вносится дополнительный элемент – искусственная водопроницаемая пленка толщиной 2,5 мм(полиэтилен высокого давления, стабилизированный сажей).

Комплексное перекрытие может состоять из 8 различных слоев, каждый из которых выполняет определенные функции (рис. 3.7).

Окончательное покрытие также выполняет функцию регулирования водного баланса полигона ТБО. Исследование влияния окончательного покрытия на водный баланс полигона было проведено на полигоне ТБО «Софроны» в г. Перми [11]. Было рассмотрено два проектных параметра свалки: 1 – исходное состояние свалки после окончания приема отходов (сформированный массив отходов покрыт слоем грунтовой изоляции толщиной 0,2 м) и 2 – нормативное состояние рекультивированной свалки (сформированный массив отходов покрыт окончательным покрытием, состоящим из слоя глины 0,5 м и слоя почвеннорастительного грунта 0,3 м). Среднемноголетнее годовое образование фильтрата составило соответственно 242 и 85,3 мм. Проведенный анализ влияния влагоем-

142

Рис. 3.7. Устройство окончательного покрытия с гидравлическим барьером [10]: 1 – плодородный слой почвы; 2 – фильтрующий (верхний) слой; 3 – биотический барьер; 4 – дренажный слой; 5 – гидравлический барьер; 6 – фундаментный слой (буфер); 7 – фильтрующий нижний слой; 8 – слой для вентиляции газа

кости окончательного покрытия на образование фильтрата на полигоне ТБО «Софроны» показал, что при максимально возможной влагоемкости окончательного покрытия (на уровне 400 мм) образование фильтрата может быть практически предотвращено при расчетном значении коэффициента поверхностного стока 0,22, характерном для данных условий. В целях снижения образования фильтрата до нормативного уровня (15 мм/год) в исследовании [11] предложено использование грунтовых материалов влагоемкостью не менее 300 мм при наличии глубокоразвитой (не менее 1,5–2 м) корневой системы высших растений.

По окончании технического этапа участок передается для проведения биологического этапа рекультивации.

3.2.2. Биологический этап рекультивации

Биологический этап рекультивации продолжается 4 года и включает следующие работы: подбор ассортимента многолетних трав, подготовку почвы, посев и уход за посевами [3].

После нанесения рекультивационного слоя при необходимости проводятся мелиоративные мероприятия.

143

На кислых почвах предварительно проводят известкование. Дозы извести устанавливаются по справочным и нормативным документам, действующим в конкретной почвенно-климатической зоне [1].

Кислые отходы (отработанные аккумуляторные кислоты, кислые шламы травления, гальваношламы и т.д.) могут быть нейтрализованы за счет применения таких рекультивационных материалов, как золошлаки ТЭЦ, шламы химводоочистки, известьсодержащие отходы) [5].

В первый год проведения биологического этапа производится подготовка почвы, включающая в себя дискование на глубину до 10 см, внесение основного удобрения в соответствии с нормой (табл. 3.6) с последующим боронованием в два следа и предпосевное прикатывание.

Затем производится раздельно-рядовой посев подготовленной травосмеси. Травосмесь состоит из двух, трех и более компонентов. Подбор трав для равносмеси должен обеспечивать хорошее задернение территории рекультивируемого полигона, морозо- и засухостойчивость, долговечность и быстрое отрастание после скашивания (табл. 3.7) [3].

Таблица 3.7

Ассортимент многолетних трав для биологического этапа рекультивации закрытых полигонов

Виды трав посева и их возможное сочетание должны соответствовать рекомендуемым зональной системой земледелия субъектов Российской Федера-

144

ции. Травы местного происхождения более приспособлены к местным почвен- но-климатическим условиям, поэтому более устойчивы к неблагоприятным воздействиям.

Возделывание культур в смеси значительно ускоряет почвообразовательный процесс. Наряду с известью перед посевом вносят минеральные удобрения, а при возможности и органические [12].

Для внесения удобрений и посева семян используется машино-тракторная техника в комбинации со специальными устройствами.

Перечень основного технологического оборудования, применяемого для проведения биологического этапа рекультивации, приведен в табл. 3.8.

Таблица 3. 8

Основное технологической оборудование, применяемое при биологическом этапе рекультивации

Кроме того, на сегодняшний день разработаны устройства, сочетающие процесспосева семян с внесением удобрений.

Универсальные сеялки прямого посева (рис. 3.8) позволяют выполнять следующие операции:

–рыхление почвы на глубину посева;

–посев двух рядков семян со стартовым удобрением;

145

–внесение основного удобрения в междурядье ниже уровня посева в виде рядка или вертикально размещенной ленты;

–уплотнение почвы над семенами.

Рис. 3.8. Сеялка прямого посева

Использование универсальных сеялок позволяет совместить операции по рыхлению почвы на глубину посева семян, внесение удобрений и семян, уплотнение почвы. Это позволяет сократить применение минеральных удобрений на 25–30 % за счет их локального внесения.

Сеялки зернотукотравяные (рис. 3.9) предназначены для рядового посева семян сыпучих и несыпучих семян трав с одновременным внесением в засеваемые рядки гранулированных минеральных удобрений.

Рис. 3.9. Сеялка зернотукотравяная

146

Из травяного бункера через наральниковые сошники высеваются мелкие семена трав:

–сыпучие (люцерна, клевер, тимофеевка, рапс);

–среднесыпучие (эспарцет, житняк, овсяница);

–несыпучие (костер, райграс и др.).

Сеялки зернотукотравяные оснащены отдельными пробоотборниками, для настройки травяных высевающих аппаратов на необходимую норму высева.

При посеве трав на откосах полигона в связи со сложностью применения тракторной техники может быть использована технология гидропосева

(рис. 3.10).

Рис. 3.10. Гидросеялка

Озеленение территорий осуществляется следующим образом. В специальном оборудовании создается смесь, состоящая: из воды, семян, склеивающих удобрений и мульчи (более 10 видов компонентов). Простота конструкции позволяет довести стоимость технического обслуживания до минимума. С помощью технологии гидропосева достигается 99 % приживаемости семян.

Гидропосев является одним из самых эффективных и экономичных способов озеленения территорий.

Ниже приведены нормы высева семян трав. При посеве травосмеси из двух компонентов норма высева снижается на 35 %, а при посеве трехкомпонентной травосмеси – на 50 % от нормы высева по видам трав. Указанные нормы высева трав для северной зоны увеличивать в два раза. Глубина заделки се-

147

мян 1–1,25 см, а крупных семян – 3–4 см. Расстояние между одноименными рядками 45 см, а между общими рядками 22,5 см.

Уход за посевами включает в себя полив из расчета обеспечения 35–40 % влажности почвы, повторность полива зависит от местных климатических условий, скашивание на высоте 10–15 см и подкормку минеральными удобрениями в соответствии с нормой подкормки с последующим боронованием на глубину 3–5 см.

Нормы высева семян многолетних трав

В последующем, на 2, 3 и 4-м годах выращивания многолетних трав, производятся подкормка азотными удобрениями в весенний период, боронование на глубину 3–5 см, скашивание на высоту 5–6 см и подкормка полным минеральным удобрением 140–200 кг/га действующего начала с последующим боронованием на глубину 3–5 см и поливом из расчета 200 м3/га при одноразовом поливе.

Через 4 года после посева трав территория рекультивируемого полигона передается соответствующему ведомству для осуществления сельскохозяйственного, лесохозяйственного или рекреационного направлений работ для последующего целевого использования земель [3].

Таким образом, технологическая схема рекультивации закрытых полигонов без переработки свалочного грунта включает: выполаживание откосов бульдозером, погрузку и доставку бульдозером растительного грунта и потенциально плодородных земель, которые разравниваются бульдозером по поверх-

148

Рис. 3.11. Технологическая схема рекультивации закрытых свалок без переработки свалочного грунта: 1 – выположенный откос свалки; 2, 5 – бульдозер; 3 – автотранспорт; 4 – насыпная почва; 6 – закрытая свалка; 7 – рекультивационный слой закрытой свалки; 8 – биологический этап рекультивации; 9 – рекреационное, сельскохозяйственное, лесохозяйственное направления рекультивации

ности полигона, чем создается рекультивационный слой и заканчивается технический этап. В дальнейшем проводится биологический этап и осуществляется одно из выбранных направлений рекультивации (рис. 3.11).

3.3. Примеры организации рекультивационных работ на полигонах ТБО

3.3.1. Полигон ТБО «Софроны» в г. Перми

Рекультивируемая свалка «Софроны» в г. Перми, эксплуатируемая с 1978 года, на данный момент является единственным действующим объектом централизованного сбораизахоронения ТБО города.

Отведенная площадь рекультивируемой свалки составляет 56 га. Территория, непосредственно используемая под складирование ТБО, составляет около 33 га, она огорожена дамбой обвалования, сложенной из суглинистых грунтов, высотой до 6 м, шириной в основании до 12 м. Средняя толщина массива заскладированных отходов (техногенных грунтов) по данным изысканий составляет 10–15 м [14, 15]. На территории свалки в наиболее пониженной части (се- веро-восточная часть) между массивом заскладированных отходов и дамбой имеется ряд озер глубиной до 1,5 м, образовавшихся в результате стока поверхностных вод и фильтрации загрязненных вод из массива заскладированных отходов. Из озера, расположенного с юго-восточной части рекультивируемой свалки, непосредственно у дамбы обвалования, через промоины в дамбы вытекает ручей, который питает р. Бродовая.

149

Необходимо отметить, что массив складируемых отходов свалки из-за хаотичной ее эксплуатации имеет неправильные формы и крутые откосы (уклон 1:2), что вкупе с низким начальным уплотнением ТБО является причиной, способствующей возникновению возгорания ТБО и постоянных пожаров [16].

Было принято решение совместить и объединить рекультивируемую свалку с картами перспективного складирования в один объект. Объединение участка захоронения отходов нового полигона и существующей свалки планируется провести на высотной отметке 205 м.

В рекультивационных работах согласно [1, 3] выделяют технический и биологический этапы. В соответствии с принятыми решениями этап технической рекультивации состоит из подготовительного и эксплуатационного этапов.

1.Вподготовительныйэтапрекультивациивходятследующиемероприятия:

–организация основных инженерно-технических мероприятий по минимизации экологической нагрузки рекультивируемой свалки (организация системы сбора, очистки и отводафильтрата, системы отводавнешнего поверхностного стока);

–придание существующему массиву заскладированных отходов окончательной формы;

–рекультивация откосов существующего массива заскладированных отходов свалки, устройство водозащитного покрытия на откосах, дегазация приоткосной зоны массива отходов;

–планировка и уплотнение поверхности существующего массива отходов для устройства на ней нового участка захоронения отходов (УЗО);

–устройство ограждающих сооружений;

–создание режимно-наблюдательной сети.

2.Эксплуатационный этап рекультивации – устройство нового участка захоронения отходов (УЗО) на спланированной поверхности свалки с послойным скла-

дированием ТБО, одновременным формированием водозащитного покрытия и дегазационной системы, вплоть до максимально возможной высотной отметки.

Таким образом, техническая рекультивация включает поэтапную рекультивацию внешних откосов за счет формирования нормативных уклонов массива отходов, организации окончательного покрытия и системы сбора вод с его поверхности. Окончательное покрытие состоит из трех слоев: выравнивающий слой песчаного грунта толщиной 20 см, изолирующий слой суглинка толщиной 50 см, плодородный слой почвы толщиной 25 см.

После окончания работ по технической рекультивации свалки проводится биологический этап рекультивации. Он осуществляется путем высаживания на плодородном слое травянистых культур общего озеленения территории с последующим залесением территории [16].

Рекультивация внешних откосов вновь вводимых карт захоронения ТБО будет осуществляться по мере их формирования; после объединения рекульти-

150