Рекультивация и использование участков закрытых полигонов ТБО

При достижении проектной отметки укладка ТБО на полигоне заканчивается, полигон закрывают. Участок рекультивируют для последующего использования. Методы и объем работ по рекульти­вации закрытых полигонов зависят от способа (вида) последую­щего использования участка и климатических условий.

В дальнейшем земельный участок используют с учетом процес­сов, происходящих в толще полигона: в уплотненном слое ТБО идут медленные процессы разложения, минерацизации органических веществ и обезвреживания; в первый год температура ТБО за счет биотермических процессов может подниматься выше 30 °С, наблю­дается интенсивное выделение газов, в том числе метана из нижнего слоя ТБО. Период выдержки закрытого участка полигона перед его дальнейшим использованием должен быть не менее года; разлагающиеся ТБО в течение 3-5 лет интенсивно забирают влагу из изолирующего слоя.

В засушливые периоды посадки на рекультивированных полигонах поливают. В течение 15-20 лет в слое ТБО толщиной 1-2 м (под изоляцией) органические вещества приобретают свойства культурного слоя. Не подвержены разложению за этот период органические компоненты типа промасленных бумаг и текстиля, отходов пластмассы и резины; газ метан отсутствует. На глубинах более 2 м полное разложение пищевых отходов и бумаги продолжается до 50... 100 лет. При этом выделяются газы анаэробного разложения (метанового брожения). Газы из толщи ТБО увлажнены и содержат 40...60 % метана, 30...45 % углекислого газа, 0,1...0,3 % сероводорода, азот, в небольших количествах—соединения, обладающие стойким специфическим запахом. Теплота сгорания газообразных продуктов брожения (биогаза) составляет 3500-6000 ккал/нм³.

1 — теоретическое образование био­газа ; 2 — реальное поступление в систему сбора биогаза

Процесс анаэробного метанового разложения органической ча­сти ТБО при оптимальном увлажнении длится около 100 лет, за этот период вырабатывается 200...400 нм³ биогаза с 1 т ТБО, в том числе за первые 10 лет более 50%. На рис. 8.17 изображен график выделения биогаза на полигоне, где находится 3 млн. т ТБО.

В период рекультивации полигона возможна организация сбо­ра, очистки и утилизации биогаза в качестве энергетического топли­ва. Для этого устраивают систему шахт, скважин и коллекторов. Полнота сбора биогаза зависит от газонепроницаемости верхнего изолирующего слоя закрытого полигона. Практически в систему утилизации поступает 50%образующегося газа — 2,7...7,4 нм³/т-год в течение первых 15 лет. Интенсивность выхода газа может быть увеличена за счет рециркуляции фильтрата. Для транспортирования газа используют трубы из полиэтилена высокой плотности (сталь­ные трубы быстро корродируют из-за присутствия сероводорода).

Участки закрытых полигонов используют под лесопосадки, зо­ны отдыха, стадионы и спортивные площадки, луга и пашни, огоро­ды, фруктовые сады, открытые склады топлива и строительных ма­териалов, открытые автостоянки.

Дифференцированные требования при использовании участков закрытых полигонов приведены в табл. 8.18. Использование участ­ка закрытого полигона под капитальное строительство, в том числе под прокладку подземных коммуникаций, запрещается. Санитарно-защитная зона закрытого полигона до жилой застройки 100 м.

Основным мероприятием при рекультивации участков закрытых полигонов является создание изолирующего слоя грунта. Часть его (до 50 %, нижний слой) может быть выполнена из золы и шлака ТЭЦ и котельных, работающих на угле, торфе, сланцах. За закрытыми участками полигонов организуют наблюдение. Места посадок подсыпают грунтом.

Решение по отводу рекультивированного участка закрытого полигона под пашню, огороды или фруктовые сады (сельскохозяй­ственное использование) подлежит согласованию с органами сани­тарно-эпидемиологической службы. В сложных случаях проектные организации заказывают проект рекультивации и благоустройства участка с учетом задания архитектурно-планировочного управ­ления.

Для контроля почвы на территории закрытого и рекультивиру­емого полигона ТБО на каждые 100 га изучаемой территории для отбора проб намечают 10 участков площадью 25 м²каждый. На них методом конверта определяют 5 точек (4 по углам и 1 в цен­тре). Пробы берут также с точек, расположенных в 100 и от за­крытого полигона. По вертикали глубину отбора проб определяют направлением дальнейшего использования участка. Максимальная глубина отбора проб при сельскохозяйственном использовании уча­стка — 2 м. Пробы из шурфа берут с поверхности и далее каждые 0,25 м.

Концентрация химически вредных веществ в пробе почвы срав­нивается с клерком — средним содержанием этого вещества в есте­ственной незагрязненной почве (литосфере). Например, среднее миро­вое содержание свинца в эталонных почвах составляет Ы0-' %, или 10 мг/кг. Это количество является 1 кларком по свинцу. Если в исследуемой почве содержится 25 мг/ кг свинца, то это составля­ет 2,5 кларка.

Рекультивация снижает содержание токсичных веществ до уровня ПДК в почве (табл. 8.19) в пределах допустимых общеса­нитарных и транслокационных показателей.

Ежегодно в СССР рекультивируется 300-500 га закрытых по­лигонов и свалок ТБО, в том числе 60 % площади — па террито­рии расширяющихся городов, включивших эти сооружения в свои новые границы.

Иловые площадки канализационных очистных станций при со­блюдении ряда условий могут сооружаться на участках закрытых и рекультивируемых полигонов ТБО. Период выдержки участка до начала строительства иловых площадок — не менее трех лет, в течение которых наблюдаются наиболее значительные просадки и естественное уплотнение. В проекте иловых площадок предусмат­ривают уплотнение основания и валиков из частично разложивших­ся ТБО до 800 кг/м³, подсыпку слоя грунта толщиной 0,4 м, уст­ройство водонепроницаемого основания за счет связывания слоя грунта 5...10 мм продуктами или отходами нефтеперерабатывающей промышленности, нанесение защитного слоя грунта сверху толщиной 0,3 м.

Конструкция водонепроницаемого основания должна учиты­вать класс опасности подсушенных илов и осадков сточных вод (со­держание солей тяжелых металлов и других токсичных веществ). Просачивание иловой воды под основание может привести к за­грязнению грунтовых вод и существенным вторичным просадкам толщи полигона. Устройство дренажа под водонепроницаемым ос­нованием не рекомендуется, так как в зоне его действия наблюда­ются аварии.

Для условий эксплуатации с учетом климатических факторов разрабатывают специальную технологию разлива канализационного ила и осадка сточных вод, обеспечивающих непромерзаемость водо­непроницаемого основания в период снижения температуры в верх­нем слое ТБО, а также технологию сбора и удаления подсушенного ила и осадка, например при реализации в качестве удобрения, га­рантирующую целостность изоляционного слоя. Для этой цели ук­репляют верхний защитный слой грунта толщиной 0,3 м с помощью цемента (готовят грунтоцементную увлажненную смесь с расходом цемента 15 % сухой массы).