Способ рекультивации полигонов твердых бытовых отходов
METHOD OF RECLAMATION OF SOLID HOUSEHOLD WASTES POLYGONS

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано при рекультивации отработанных полигонов твердых бытовых отходов, как заглубленных в почву, так и расположенных на ее поверхности.
Известен способ рекультивации полигонов твердых бытовых отходов, включающий формирование первых скважин в теле полигона со стороны первой поверхности тела полигона, контактирующей с воздухом, закладку перфорированных труб в первые скважины, измерение температуры тела полигона с помощью датчиков температуры, отвод свалочного газа через перфорированные трубы, сбор и переработку свалочного газа (заявка RU 2015101656).
Недостаток этого способа заключается в сложности управления протекающими в теле полигона биохимическими процессами, связанной с отсутствием возможности поддержания в нем необходимой температуры
Задача изобретения заключается в создании условий, обеспечивающих возможность управления протекающими в массе полигона биохимическими процессами, для эффективной рекультивации закрытых полигонов твердых бытовых отходов.
Технический результат изобретения заключается в направленном регулировании температурного режима в теле полигона для управления протекающими в нем биохимическими процессами, создания условий его безопасной пострекультивационной эксплуатации и недопущения самовозгорания слежавшихся отходов.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе рекультивации полигонов твердых бытовых отходов, включающем формирование первых скважин в теле полигона со стороны первой поверхности тела полигона, контактирующей с воздухом, закладку перфорированных труб в первые скважины, измерение температуры тела полигона с помощью датчиков температуры, отвод свалочного газа через перфорированные трубы, сбор и переработку свалочного газа, в теле полигона, формируют вертикальные вторые скважины со стороны первой поверхности тела полигона, закладывают во вторые скважины охлаждающие модули, формируют на первой поверхности защитное покрытие, посредством охлаждающих модулей устанавливают и поддерживают в теле полигона тепловой режим, необходимый для безопасного протекания процессов анаэробного брожения органических отходов.
Существует вариант, в котором переработку свалочного газа осуществляют путем его каталитического сжигания.
Существует также вариант, в котором установку и поддержание в теле полигона теплового режима осуществляют подачей в охлаждающие модули теплоносителя с возможностью его возврата, охлаждения вне тела полигона и последующего использования в охлаждающих модулях.
На фиг. 1 изображена схема для реализации способа рекультивации полигонов твердых бытовых отходов.
На фиг. 2 изображен вариант выполнения охлаждающего модуля.
Предложенный способ рекультивации полигонов твердых бытовых отходов может быть осуществлен согласно схеме, изображенной на фиг. 1 и представляющей собой конечный статический вариант реализации способа. Полигон 1 представлен в одном из вариантов, на котором он расположен на почве 2, например, в заглублении 3. В теле полигона 4 со стороны первой поверхности 5 тела полигона 4, контактирующей с воздухом, формируют первые скважины 6, в которые устанавливают перфорированные трубы 7. Перфорированные трубы 7 могут быть открыты со стороны торцов 8 или иметь заглушки (не показаны, описаны в прототипе). Перфорированные трубы 7 могут быть изготовлены из композитного материала. Перфорированные трубы 7 могут быть соединены с компрессором 9, сопряженным с модулем сжигания 10. В теле полигона 4 со стороны первой поверхности 5 тела полигона 4, контактирующей с воздухом, формируют преимущественно вертикальные вторые скважины 11, в которые устанавливают охлаждающие модули 12. На фиг. 1 изображен вариант, в котором угол α между вторыми скважинами 11 и первой поверхностью 5 тела полигона 4 равен 90°. Возможны и другие значения углов расположения вторых скважин 11 относительно первой поверхности 5 тела полигона 4 (не показаны). В одном из вариантов вторые скважины 11 в теле полигона 4 формируют на глубину, не доходящую до второй поверхности 13 тела полигона 4, контактирующей с почвой 2. Возможны также варианты, в которых глубина вторых скважин 11 доходит до второй поверхности 13 тела полигона 4 или выходит за вторую поверхность 13 тела полигона 4 (эти варианты на фиг. 1 не показаны). На фиг. 1 не показана система дренажа, которая может быть расположена в зоне второй поверхности 13. Предложенный способ может рекультивировать и старые полигоны, в которых не был реализован дренаж. В случае использования систем дренажа необходимо предусмотреть, чтобы вторые скважины 11 его не нарушали. На теле полигона 4 со стороны первой поверхности 5 формируют защитное покрытие 14, выполненное, например, из листового синтетического материала (см. также патент RU 2521861). Охлаждающие модули 12 подключены к блоку управления 16. Датчики температуры 15 могут быть установлены в теле полигона 4 и подключены к блоку управления 16.
В одном из вариантов охлаждающий модуль 12 может быть выполнен в виде заглушенной трубы 17 (фиг. 2), в которой расположена сквозная труба 18. Внутренний диаметр заглушенной трубы 17 может быть в диапазоне 80-120 мм. Внутренний диаметр сквозной трубы 18 выбирается таким образом, чтобы сечение ее внутренней полости равнялось сечению межтрубного пространства.
Способ рекультивации полигонов твердых бытовых отходов реализуется следующим образом. Формируют первые скважины 6 в теле полигона 4 со стороны первой поверхности 5 тела полигона 4, контактирующей с воздухом. Первые скважины 6 формируют, например, посредством бурения, их диаметр может быть в диапазоне 400-800 мм в зависимости от объема и высоты полигона. После этого осуществляют закладку перфорированных труб 7 в первые скважины 6. Далее формируют вторые скважины 11 в теле полигона 4 со стороны первой поверхности 5 тела полигона 4. Вторые скважины 11 формируют посредством бурения или прокола тела полигона. Некоторое отклонение угла α (+/-2°) от 90° может быть обусловлено наклоном установки бурения относительно тела полигона 4. После этого закладывают во вторые скважины 11 охлаждающие модули 12. На первой поверхности 5 тела полигона 4 формируют защитное покрытие 14. Это осуществляют, например, путем наложения на первую поверхность полигона синтетического покровного материала с последующей засыпкой слоем глины и слоем плодородного грунта с посадкой растительности, закрепляющей сформированное грунтовое покрытие первой поверхности 5 тела полигона. Измеряют температуру свалочного газа с помощью датчиков температуры 15, по которой судят о температуре тела полигона 4. Посредством охлаждающих модулей 12 и блока управления 16 устанавливают и поддерживают в теле полигона 4 тепловой режим, необходимый для безопасного протекания процессов анаэробного брожения органических отходов. Температура полигона может быть в диапазоне +5°С - +70°С. Отвод свалочного газа осуществляют через перфорированные трубы 7. Сбор свалочного газа осуществляют с использованием компрессора 9.
Существует вариант, в котором переработку свалочного газа осуществляют путем его каталитического сжигания. Для этого используют модуль каталитического сжигания 10, который реализует процесс более полного окисления компонентов свалочного газа, чем его сжигание в открытом факеле. В качестве модуля каталитического сжигания можно использовать, например, устройство по патенту RU 2053019.
Существует также вариант, в котором вторые скважины 11 в теле полигона 4 формируют на глубину, не доходящую до второй поверхности 13 тела полигона 4, контактирующей с почвой 2.
Существует также вариант, в котором вторые скважины 11 в теле полигона 4 формируют на глубину, доходящую до второй поверхности 13 тела полигона 4, контактирующей с почвой 2.
Существует также вариант, в котором вторые скважины 11 в теле полигона 4 формируют на глубину, выходящую за вторую поверхность 13 тела полигона 4, контактирующую с почвой 2.
Существует также вариант, в котором установку и поддержание в теле полигона 4 теплового режима осуществляют подачей в охлаждающие модули 12 теплоносителя с возможностью его возврата, охлаждения вне тела полигона 4 и последующего использования в охлаждающих модулях 12. В качестве теплоносителя можно использовать, например, «Хладон-510».
То, что формируют вторые скважины в теле полигона со стороны первой поверхности тела полигона, закладывают во вторые скважины охлаждающие модули, формируют на первой поверхности защитное покрытие, посредством охлаждающих модулей устанавливают и поддерживают в теле полигона тепловой режим, необходимый для безопасного протекания процессов анаэробного брожения органических отходов обеспечивает его безопасную пострекультивационную эксплуатацию и приводит к недопущению самовозгорания слежавшихся отходов.
То, что переработку свалочного газа осуществляют путем его каталитического сжигания обеспечивает его безопасную пострекультивационную эксплуатацию и приводит к недопущению самовозгорания слежавшихся отходов.
То, что установку и поддержание в теле полигона теплового режима осуществляют подачей в охлаждающие модули теплоносителя с возможностью его возврата, охлаждения вне тела полигона и последующего использования в охлаждающих модулях обеспечивает его безопасную пострекультивационную эксплуатацию и приводит к недопущению самовозгорания слежавшихся отходов.