Реферат по теме выпускной работы
Введение
1. Литературный обзор по теме работы
2. Анализ работы Краматорского полигона ТБО
2.1 Общая характеристика полигона
2.2 Предложения по обращению с биогазом и фильтратом
Выводы
Перечень использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ Современные тенденции развития энергетики в мире и Украины благоприятны для расширения использования в энергетическом балансе различных видов возобновляемых энергетических ресурсов. Твердые бытовые отходы (ТБО), образующиеся в большом количестве и часто не находящие хозяйственного использования, являются постоянно возобновляемыми вторичными энергетическими ресурсами и представляют интерес, прежде всего, для местной энергетики. Использование отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов является важной составной частью энергосбережения, а также способствует снижению загрязнения окружающей среды. Основным способом обращения ТБО в настоящее время является депонирование на полигоне, которое широко практикуется во всем мире. Прогноз развития ситуации показывает, что в силу сложившихся экономических условий данная тенденция будет сохраняться ближайшие 10-15 лет. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биохимическому разложению, которое вызывает, в частности, генерацию биогаза. Эмиссии биогаза, поступающие в природную среду, формируют негативные эффекты как локального, так и глобального характера.
По этой причине во многих развитых странах мира осуществляются специальные мероприятия по минимизации эмиссии биогаза . Поэтому строительство экологически безопасных полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) сможет решить общественно-резонансный вопрос по закрытию существующих свалок, несанкционированных мест накопления мусора.
Актуальность:
определяется формированием комплексного подхода обеспечения экологической безопасности Краматорского регионального полигона ТБО как природно-техногенной системы с производством биогаза и утилизацией фильтрата.
Цель работы:
анализ работы регионального полигона в г.Краматорск и разработка технологических решений по обращению с биогазом и фильтратом полигона твердых бытовых отходов.
Научная новизна состоит в том, что впервые смоделировать технологическую схему получения электроэнергии из биогаза для Краматорского регионального полигона ТБО и разработать предложения по обращению с фильтратом.
Для достижения поставленной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
1. Изучить ситуацию, сложившуюся с твердыми бытовыми отходами в Донецкой области, в Украине в целом, а также за рубежом.
2. Рассмотреть существующие методы переработки и утилизации твердых бытовых отходов в Украине и опыт зарубежных стран.
3. Исследовать возможные методы утилизации фильтрата санитарных полигонов.
4. Разработать технологическую схему получения электроэнергии из биогаза.
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ РАБОТЫ
Важным аспектом проблемы загрязнения окружающего среды является проблема утилизации отходов бытового происхождения. Разные подходы к решению этой проблемы отличаются как за своей сутью, так и по конечному результату. В большинстве случаев в современном мире используются методы захоронения отходов, однако такие методы решают проблему в лучшем случае только временно.
В мировой практике обращения с отходами применяется более 20 методов обезвреживания и утилизации ТБО, каждый метод имеет 5…10 (отдельные – до 50) разновидностей технологий, технологических схем, типов сооружений.
Выбор метода и типа сооружений в конкретном городе или регионе целиком зависит от местных условий и осуществляется на основе обязательного сравнения технико-экономических показателей ряда вариантов с учетом климатических факторов, санитарно-эпидемиологической обстановки, а также численности населения, которое обслуживается.
Методы обезвреживания и переработка ТБО за конечной целью делятся на ликвидационные (решают в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решают и задачу экономики – использование вторичных ресурсов). По технологическому принципу методы делятся на биологические, термические, химические, механические, смешанные [1, 4].
Наибольшее распространение приобрели такие методы:
- складирование на полигонах (ликвидационный биомеханический):
- сжигание (ликвидационный термический);
- компостирование (утилизационный биологический)
- сортировка (утилизационный механический) и повторное использование отсортированных материалов.
В Украине на данное время применяется складирование на полигонах и сжигание, и в отдельных, не многих случаях переработка с целью отсортировывания отходов, которые являются вторичным сырьем [5]. Однако они имеют свои недостатки. Под свалки и полигоны изымаются из сферы эффективного экономического использования значительные земельные площади, беспощадно загрязняется окружающая среда [2].
Практический опыт обезвреживания ТБО в разных странах свидетельствует, что не существует универсального метода, который бы удовлетворял современные требования экологии, экономики, ресурсосбережения и рынка. Этим требованиям, тенденциям развития мировой практики в наибольшей мере отвечает внедрение комплексной системы сбора и утилизации ТБО, которая обеспечивает использование отходов как источника вторичного сырья.
Все рассмотренные выше методы имеют свои недостатки и преимущества и должны применяться в зависимости от конкретных условий.
Сегодня в большинстве стран в обращении с ТБО набирает популярности переход от стратегии складирования на полигонах и мусоросжигания к альтернативным решениям этой проблемы, которые максимально снижают негативное влияние отходов на окружающую среду [3].
2 АНАЛИЗ РАБОТЫ КРАМАТОРСКОГО РЕГИОНАЛЬНОГО ПОЛИГОНА ТБО
2.1 Общая характеристика полигона
Территория проектируемого полигона ТБО площадью 12,57га расположена в 1,5 км южнее г.Краматорска в отработанном карьере кирпичного сырья на землях запаса Краматорского горсовета. На проектируемый полигон планируется принимать бытовые отходы городов Краматорск, Дружковка, Славянск, после предварительной сортировки, согласно современных требований. Образование ТБО в г. Краматорск, г. Дружковка и г. Славянск находится на уровне 138 тыс.т. в год. Земельный участок не относится к землям природоохранного назначения. Транспортные магистрали развиты. Завод по переработке ТБО расположен в непосредственной близости (2,0 - 2,5 км) к полигону. Выбор площадки под карту полигона экономически целесообразен. В настоящее время действующая свалка твердых бытовых отходов не соответствует техническим, экологическим и санитарным нормам. Принятые проектные решения дадут возможность строительства карты регионального полигона на участке карьера глины с учетом всех норм и требований и снизят негативное воздействие карты складирования ТБО на окружающую среду. На полигон ТБО принимаются твердые отходы от жилых домов, общественных зданий и учреждений, предприятий торговли, общественного питания, уличный и садово-парковый смет и строительный мусор. Полигон для складирования твердых бытовых отходов не предусмотрен для приема жидких фракций бытовых отходов [6].
2.2 Предложения по обращению с биогазом и фильтратом
В условиях захоронения, куда поступает практически 80 % общего потока отходов, быстро формируются анаэробные условия, в которых протекает биоконверсия органического вещества при участии метаногенного сообщества микроорганизмов. В результате этого образуется биогаз. Различают три основных этапа существования полигона, представленный на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Этапы существования полигона
Проектируемый полигон только через 5-10 лет после начала эксплуатации может выделять около 30 тыс.м3 метана, что можно использовать для нужд хозяйственной зоны (отопление). Учитывая данный аспект, целесообразно выполнить отдельный проект по обращению с биогазом.
В разработке проекта по сбору биогаза должен быть учтен морфологический состав поступающих ТБО, что дает возможность определить коэффициенты уплотнения при расчете количества биогаза (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Морфологический состав ТБО в % по массе
| Фракция |
г. Краматорск |
г. Славянск |
г. Дружковка |
Средние показатели |
|
| Пищевые отходы |
28 |
10 |
12 |
16,66 |
| Бумага |
23 |
20 |
38 |
27 |
| Металл черный |
1,7 |
3,0 |
3,0 |
2,6 |
| Металл цветной |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
| Пластмасса |
6,0 |
5,5 |
7,0 |
6,2 |
| Дерево |
1,3 |
8,0 |
8,0 |
5,8 |
| Текстиль |
3,5 |
10,0 |
9,0 |
7,5 |
| Стекло |
2,5 |
5,0 |
7,0 |
4,84 |
| Кожа, резина |
2,3 |
1,0 |
1,0 |
1,43 |
| Камни |
4,0 |
10,0 |
10,0 |
8,0 |
| Кости |
0,9 |
1,0 |
0,7 |
0,86 |
| Прочее (земля листья, и т.п.) |
26,79 |
26,49 |
4,29 |
19,1 |
| Всего, % |
100 |
100 |
100 |
100 |
Макрокомпонентами биогаза являются метан и диоксид углерода. Химический состав биогаза представлен на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Химический состав биогаза
(Анимированый рисунок содержит 6 кадров; задержка 50; количество циклов 100; размер 54 кБ)
Утилизация биогаза на полигоне требует инженерного обустройства на данном полигоне.
Предлагается следующая схема получения электроэнергии из биогаза, представленная на рисунке 2.3
1 – фильтрующие трубы, 2 – трубопровод, 3 - сборник-смеситель, 4 – компрессор, 5 – фильтр, 6 – газгольдер,
7 – теплоэлектростанция, 8,9 – теплообменники, 10 – дымосос, 11 – факельное устройство
Рисунок 2.3 – Схема получения электроэнергии из биогаза
В случае остаточного биогаза, который вырабатывается данной установкой, рекомендуется не выбрасывать в атмосферу, а сжигать в факельном устройстве.
С целью предотвращения разлива фильтрата за пределы участка складирования отходов всю площадь карты полигона предусматривается оборудовать противофильтрационным экраном. Полностью вопрос утилизации фильтрата будет выполнен при разработке проекта рекультивации Дружковско-Краматорской свалки. После сбора фильтрата, его необходимо перерабатывать биологическим методом, а также использовать рециркуляцию.
ВЫВОДЫ
Таким образом, анализ работы Краматорского регионального полигона ТБО показывает, что небходимо решать проблемы, связанные с обращением биогаза и фильтрата, а также использованием данных компонентов в технологических целях.
В целом, создание комплекса по удалению, переработке и захоронению отходов может существенно улучшить санитарно-экологическую ситуацию в городах и в целом Дружковско-Краматорско-Славянского региона.
Перечень использованной литературы:
Пальгунов П.П., Сумарохов М.В. Утилизация бытовых отходов./ П.П. Пальгунов. – М.: Стройиздат, 1990. – 352 с.
Пособие по мониторингу полигонов твердых бытовых отходов. – Донецк: Тасис, 2004. – 291 с.
-
Богоявленский Р.Г., Рыжов В.А. Мировые тенденции в области современных технологий утилизации твердых промышленных и бытовых отходов. М.: ЭКОС, 2000. – с. 42-51.
Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов./ В.И. Сметанин. – М.: Колос, 2000. – 232 с.
Бобович Б.Б., Девяткин В.В. Переработка отходов производства и потребления. – М.: Интермет Инжиниринг, 2000. – 496 с.
Строительство региональных полигонов ТБО Донецкой области – регионального полигона в г.Краматорске. Проектно – изыскательские работы. Рабочий проект. – Донецк, 2008. – 111 с.
Переработка мусора: :WebDigest по материалам Гурвич В.И., Лифшиц А.Б.
Краткий анализ состояния и тенденций решения проблемы твердых бытовых отходов в мировой практике // Менеджер-эколог. – 2008. – N 4. – С.15-18.
Булычев Э.Ю., Миронов Л.В., Сухорукова С.М. Химико-технологические решения проблемы твердых бытовых отходов и их социо-эколого-экономические аспекты // Вестн. МИТХТ. – 2008. – Т.3, N 2. – С.24-28.
Алборов И.Д., Степанова С.В. Исследование биохимических процессов, происходящих на полигонах твердых бытовых отходов // Вестн. МАНЭБ. – 2002. – Т.7, N 9(57). – С.32-34.
ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ. При написании данного автореферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2011 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.
|
