Рекультивация 17 вар. Курсовой проект по дисциплине Эксплуатация сооружений инженерной защиты окружающей среды
Скачать 71.26 Kb.
|
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ) Факультет строительства и природообустройства Кафедра строительного производства и инженерных конструкций Направление подготовки /специальность 20.03.01 Техносферная безопасность Направленность (профиль) / специализация Инженерная защита окружающей среды КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Эксплуатация сооружений инженерной защиты окружающей среды» (наименование дисциплины) Рекультивация территорий закрытых полигонов ТБО (тема проекта/работы)
Благовещенск, 2022 Содержание: 1. Санитарно-защитная зона и система мониторинга 3 1.1. Санитарно-защитная зона 3 1.2. Система мониторинга 3 1.2.1. Программа мониторинга. 4 2. Технологическая схема эксплуатации полигона 7 3. Закрытие полигона и передача участка под дальнейшее использование. 11 3.1. Технический этап рекультивации. 11 Конструкцию защитного экрана из геосинтетических материалов можно принять следующего вида. В начале после закрытия полигона и его стабилизации выполняют планировку поверхности полигона и устройство системы сбора и удаления биогаза. Далее выполняют песчаную подготовку под гидроизоляцию из геотекстильного материала. На подготовленную поверхность расстилают геотекстильный материал, например, Stcudran DS 601 K201), имеющий толщину 2 мм. Далее по его верху расстилают гидроизоляционный слой из бентофикса, имеющего толщину 7 мм, который накрывают слоем геотекстильногоматериала, например, скудрайна, имеющего толщину 2мм. По верху скудрайна отсыпают дренажный слой из щебня толщиной 0,3 м, по верху которого осыпают слой потенциально плодородного грунта ( легкий суглинок или супесь) толщиной 0,8 м и плодородный слой – 0,2 м 13 3.2. Биологический этап рекультивации 14 4. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций. 14 Литература 16 1. Санитарно-защитная зона и система мониторинга1.1. Санитарно-защитная зонаСогласно санитарным правилам и нормам «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов твердых бытовых отходов» СанПиН 2.1.7.722-98 санитарная зона принимается - 0,5 км. В санитарно-защитной зоне запрещается размещение жилой застройки, скважин и колодцев для питьевых целей. 1.2. Система мониторингаДля полигонов ТБО разрабатывают экомониторинг для осуществления контроля за качественным и количественным составом поступающих на полигон отходов; техническим состоянием инженерных сооружений; за изменением качества поверхностных, подземных вод и атмосферного воздуха; почвенным и растительным покровом; шумовым загрязнением. На основании динамики изменения показателей, характеризующих состояние отдельных компонентов природной среды (атмосферного воздуха, почвы и биосферы, и поверхностных и подземных вод), составляется оперативный или среднесрочный прогноз дальнейшего изменения экологической ситуации как на самом полигоне, так на прилегающих к нему территориях. Система мониторинга служит информационной основой при определении эффективности проведенных экологических мероприятий, а также базой данных для разработки технических и технологических решений по совершенствованию эксплуатации полигона. 1.2.1. Программа мониторинга.Программа мониторинга включает следующие наблюдения за: - химическим составом и количеством образующегося в свалочном теле фильтрата; - изменением качества грунтовых вод за пределами полигона; - загрязнением атмосферного воздуха, как в рабочей зоне на территории полигона, так и за ее пределами; - соответствием отходов, поступающих на полигон, заявленной степени опасности. Мониторинг химического состава фильтрата должен проводится как на выходе из каждой очереди полигона для определения времени наступления метановой фазы, так и на выходе со всего полигона для определения его влияния на очистные сооружения и систему очистки. Периодичность измерений - один или два раза в год. С резким изменением качественного и количественного составов фильтрата периодичность наблюдений увеличивают. Качество грунтовых вод контролируют периодически через наблюдательные скважины, пробуренные за пределами полигона, позволяющие обнаруживать изменения химического состава подземных вод. Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием воздушной среды. В этих целях ежеквартально производят анализы проб воздуха, отбираемого в приземном слое в зоне перекрытого участка свалки и на границе с санитарно-защитной зоной, на содержание в нем соединений, характеризующих процесс биохимического разложения ТБО представляющих наибольшую опасность. Определение количества и состава газов в атмосферном воздухе производится систематически с привлечением специализированной организации. В атмосферном воздухе определяют в обязательном порядке: содержание пыли, микробную обсемененность, аммиак. В отдельных случаях этот порядок может быть расширен за счет поступления в атмосферный воздух фенола, формальдегида, серы и сероводорода, диоксида азота, метана, диоксида углерода и других соединений. В случае установления степени загрязнения атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны выше ПДК должны быть приняты соответствующие меры, направленные на снижение уровня загрязнения. Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием почвы в зоне возможного влияния свалки. С этой целью контролируют качество почвы и растений на содержание экзогенных химических веществ (ЭХВ), которые не должны превышать ПДК в почве и, соответственно, остаточные количества вредных ЭХВ в растительной товарной массе не должны быть выше допустимых пределов. Контроль содержания загрязняющих веществ в растениях и почве проводят не реже одного раза в год (июль-август). В почве определяют содержание тяжелых металлов и мышьяка, углеводородов (суммарное содержание), нефтепродуктов, бензапирена, коли-титры, наличие патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов. В программу мониторинга не включен анализ поверхностных вод, т.к. предполагается, что полигон не будет оказывать влияние на этот тип вод из-за достаточно большого удаления полигона от поверхностных водных объектов. Ввиду того, что полигон находится на довольно значительном отдалении от населенных пунктов, а при его строительстве и эксплуатации используют общестроительные машины и механизмы, определение уровней шумовых воздействий на окружающую среду в курсовом проекте не проводится. Химические и токсичные отходы, недопустимые для захоронения на полигоне, контролируются визуально при их поступлении на полигон. Визуальный осмотр проводится на участке приема отходов, а также на участке их захоронения машинистами бульдозеров и катков. Если отходы не соответствуют заявленным требованиям, то такие отходы к захоронению на данном полигоне не принимаются. Мониторинг фильтрата и подземных вод. Цель мониторинга фильтрата - получение информации о степени его токсичности для назначения метода его очистки. Наблюдения рекомендуется проводить 3…4 раза в год, и один раз в год фильтрат подвергают полному химическому анализу. Задача программы мониторинга подземных вод заключается в получении информации об изменении их состава, вызванного возможным просачиванием фильтрата через защитный экран. Параметры, характеризующие качество подземных вод: прозрачность; рН; количество взвешенного вещества; химическая потребность в кислороде (ХПК); биохимическая потребность в кислороде (БПКполн.); коли-фаги; общие колиформные бактерии; яйца гельминтов. К этому перечню добавляются вещества, повышенное содержание которых обусловлено их присутствием в свалочных грунтах: нефтепродукты, толуол, этилбензол, фенол, крезолы, хлорбензол, дихлорбензол, тяжелые металлы, мышьяк и др. Пробы воды отбирают из наблюдательных скважин, Рисунок 1 Крышка 0,0 1500 Отмостка Уровень грунтовых воды Обсадная труба 1500 D=108 Надфильтровая труба Фильтр 2500 Отстойник Пробка Рисунок 1 - Конструкция наблюдательной скважины. Для создания системы слежения за изменением качества подземных вод наблюдательные скважины бурят в санитарно защитной зоне полигона в количестве не менее 5 штук. Две скважины располагают выше полигона относительно притока подземных вод, (которые будут характеризовать их исходное состояние) и три - располагают ниже полигона относительно оттока подземных вод на расстоянии 50…100 м от полигона (которые будут характеризовать степень влияния полигона на изменение качества подземных вод). Для того чтобы иметь достоверную информацию о качестве грунтовых вод, скважины должны быть пробурены в процессе строительных работ. Периодичность отбора проб воды должна быть не реже 2 раз в год. 2. Технологическая схема эксплуатации полигонаВ процессе заполнения полигона отходами должны обеспечиваться проходимость мусоровозов и строительной техники, а также общая устойчивость возводимого сооружения из свалочных грунтов. Для этого в курсовом проекте рассматривается поэтапный ввод мощностей без остановки приема отходов на полигон. Технологическая схема эксплуатации включает пять очередей. Первая очередь представляет собой пусковой комплекс. В пусковой комплекс входят состав сооружений и виды работ, необходимые для обеспечения производственной деятельности предприятия. Состав работ пускового комплекса включает следующие работы: строительство автодороги до полигона; ограждение территории полигона и установка ворот; возведение хозяйственно-административной зоны с полным набором сооружений; разработка грунта в котловане 1-й очереди и складирование его во временные кавальеры; строительство кольцевой автодороги от хозяйственной зоны до полигона; строительство нагорного канала и пожарного пруда; прокладка сети электроснабжения. Далее ведут подготовку котлована 1-й очереди под эксплуатацию. Состав работ подготовки котлована 1-й очереди включает: планировку основания до проектных отметок с разуклонкой под дренажную сеть; устройство противофильтрационного экрана по дну и откосам котлована; укладку дренажных труб с устройством устьевого колодца. После этого производят заполнение котлована 1-й очереди до уровня дневной поверхности земли. В процессе заполнения полигона отходами ведут прием отходов, их складирование и перекрытие уплотненных отходов минеральным грунтом. Основные этапы складирования отходов на полигоне приведены на Рисунке 2. Для обеспечения общей устойчивости полигона как насыпного сооружения после заполнения котлована 1-й очереди по его периметру осыпают дамбы обвалования из минерального грунта и ведут заполнение 1-й очереди отходами по высотной схеме до верхней проектной отметки 1-го яруса. Аналогично ведутся работы по заполнению 2-й, 3-й и 4-й очередей эксплуатации полигона. Проезд к участкам захоронения отходов осуществляется по кольцевой автодороге. Для съезда в котлованы предусматривается устройство пандусов-съездов, при заполнении полигона по высотной схеме – пандусов-въездов. После заполнения 1,2,3 и 4 очередей полигона до проектной отметки 1-го яруса верхнее основание выравнивают минеральным грунтом под единый уровень и по высотной схеме приступают к заполнению 5-й очереди эксплуатации полигона (2-го яруса). Доставка ТБО на полигон Радиационный контроль ТБО Разгрузка мусоровозов на рабочих картах Установка инвентарных ограждений Послойная укладка отходов на рабочей карте Увлажнение уложенных в теле полигона отходов в пожароопасные периоды Разработка минерального грунта в котлованах 2,3,4 очередей и временных отвалах 1-й очереди Послойное уплотнение укладываемых отходов Транспортирование минерального грунта Доставка материалов для устройства финального перекрытия полигона Устройство изолирующего слоя из минерального грунта в конце каждой смены Устройство финального перекрытия и рекультивация полигона Экомониторинг за окружающей средой в период эксплуатации полигона и после его закрытия Рисунок 2 - Основные операции, выполняемые при заполнении полигона отходам Заполнение полигона отходами ведут картовым методом. Прибывающие на полигон мусоровозы разгружаются возле рабочих карт. Для этих целей вблизи каждой рабочей карты организуют площадку разгрузки, которую условно разбивают на две части: на одной разгружаются мусоровозы, на другой работают бульдозеры. Выгруженные из мусоровозов отходы накапливают на площадке и затем бульдозерами перемещают в рабочие карты. Заполнение рабочих карт ведут по методу «надвиг» при работе на нижних отметках, либо по методу «сталкивание» - на верхних отметках. При работе по методу «надвиг» отходы перемещают с площадок разгрузки бульдозерами в пределы рабочей карты, расположенной в основании формируемого яруса, создавая на ней вал с пологим откосом (m=7) и толщиной укладываемого слоя отходов до 0,5 м. Складирование ТБО методом «сталкивания» выполняют сверху вниз. При методе «сталкивания» мусоровозы разгружаются также на площадках разгрузки, устраиваемых возле рабочей карты, но расположенных на верхней заизолированной поверхности заполняемого яруса, сформированного в предыдущие дни. Размеры рабочей карты и площадок разгрузки приведены на Рисунке 2. При разгрузке мусоровозов плотность ТБО уменьшается и достигает значений около 0,210 т/м3. Тогда, суточный объем ТБО принимаемых на полигон, составит: Vсут= 1135,24 м3/сут. Высота формируемого яруса (hя) ТБО на рабочей карте 1,8 м. Тогда ширина рабочей (Врк ) при заложении внешнего откоса формируемого яруса m=7 составит: Врк= hя = 1,8=12,7 м. Площадь поперечного сечения отсыпаемых отходов на рабочей карте ( ) составит: = Врк·hc=12,7·0,5=6,35 м2. Длина рабочей карты (Lрк) составит Lрк = = =179м. Учитывая доставку отходов на полигон мусоровозами, площадки для их разгрузки будут иметь размеры: длину Lпр= м и ширину Впр не менее 3-х м. Тогда площадь площадки разгрузки мусоровозов составит Fр/м=89,5·3=268,5 м2, что вполне достаточно для приема мусоровозов КО-415А с объемом кузова 23 м3. А А-А Lрк Ежедневный слой изоляции Врк=Нm Врк hя =2м hc Впр Ежедневный слой укладки ТБО Lпр А Рисунок 3 - Рабочая карта и площадки разгрузки После заполнения рабочей карты отходами толщиной слоя 0,5 м производят их уплотнение. Уплотнение отходов выполняют кулачковыми катками о при 4-х кратном попутном проходе по одному и тому же следу. Плотность ТБО после проходки кулачковых катков достигает 0,6…0,8 т/м3. В результате уплотнения произойдет уменьшение объема уплотняемого слоя с Vсут до Vуп. Учитывая постоянство массы складируемых отходов Vсут· =Vуп· , определяют уменьшение толщины слоя уплотняемых отходов: hс уп= =0,15 м. Уплотненный слой ТБО в процессе формирования яруса в пределах рабочей карты укладки ТБО высотой 1,8 м в конце рабочего дня изолируют слоем минерального грунта h= 0,2 м. Далее определяют ширину уплотненной полосы отходов, которую перекрывают слоем минерального грунта: b= hс уп =1,1 м. Тогда суточная потребность в минеральном грунте составит: Vг сут=b·h·Lрк=1,1·0,2·179=39,4 м3. При эксплуатации полигона основными механизмами, выполняющими работы по перемещению, разравниванию, и планированию отходов являются бульдозеры и катки. Для устройства изолирующих слоев используют экскаватор и автосамосвал. Грунт разрабатывают в котлованах или в кавальерах экскаватором с подвозкой к изолируемым рабочим картам. Разравнивание и уплотнение минерального грунта выполняется также бульдозером. 3. Закрытие полигона и передача участка под дальнейшее использование.После заполнения полигона до проектной отметки производят его закрытие и выполняют работы его рекультивации. Для этого последний слой отходов перед закрытием полигона засыпают слоем минерального грунта. На высоконагружаемых полигонах со сроком эксплуатации не менее 5 лет допускается превышение проектной отметки на 10%. На момент закрытия полигон представляет собой насыпной холм с заложением откосов m=3. Рекультивация закрытого полигона направлена на восстановление продуктивности и народно-хозяйственной ценности восстанавливаемой территории, а также на улучшение экологической обстановки вокруг нее. Для этого после стабилизации закрытого полигона выполняют работы по укреплению его наружных откосов. Материалом для укрепления наружных откосов полигона служат минеральные грунты, вынутые при устройстве котлована, а также привозные грунты и материалы согласно принятой конструкции верхнего защитного экрана. Рекультивацию полигона ведут в два этапа: технический и биологический. 3.1. Технический этап рекультивации.Технический этап рекультивации полигона включает: 1. Укрепление внешних откосов полигона путем их выполаживания отсыпкой избыточного минерального грунта и почвы. 2. Завоз необходимых строительных материалов для устройства многофункционального перекрытия. Устройство слабопроницаемого финального перекрытия и создание системы по сбору биогаза. Финальное перекрытие поверхности полигона должно включать систему гидроизоляции и газовентиляции. Конструкция защитного (гидроизоляционного) экрана в системе финального перекрытия поверхности участка складирования отходов, для уменьшения объемов осадков, поступающих в тело полигона, выполняют в виде глиняного замка или гидроизоляционного экрана из геосинтетических материалов. Финальное перекрытие с устройством глиняного замка выполняют следующим образом. В процессе укладки финишного слоя ТБО поверхности полигона придают уклон от его центра в сторону его краев I=0,01 с целью отвода поверхностного стока. На спланированную поверхность отходов наносят защитный слой минерального грунта, отсыпаемый в процессе эксплуатации полигона толщиной 0,2 м. Далее по верху защитного слоя наносят дренажный слой отсыпкой гальки, предназначенный для отвода биогаза, kф ≤1х10-3 м/с и толщиной слоя 0,3 м. После этого возводят противофильтрационный экран (два слоя уплотненной глины по 0,25 м каждый с kф ≤1х107.м/с). Перед уплотнением глину доводят до оптимальной влажности. По верху глиняного противофильтрационного экрана укладывают дренирующий слой из гальки для отвода просачивающихся атмосферных осадков, kф ≤1х10-3 м/с и толщина слоя 0,3 м. Перед отсыпкой рекультивационного слоя по дренирующему слою отсыпают переходный слой по методу обратного фильтра из песка и гравия, а затем отсыпают слой из потенциально плодородных горных пород (легкий суглинок, супесь и др.) и почвенный слой, 0,15…1,0 м, в зависимости от последующего целевого использования образующейся территории. Принципиальная конструктивная схема защитного экрана в системе финального перекрытия поверхности полигона ТБО приведена на Рисунке 4. Конструкцию защитного экрана из геосинтетических материалов можно принять следующего вида. В начале после закрытия полигона и его стабилизации выполняют планировку поверхности полигона и устройство системы сбора и удаления биогаза. Далее выполняют песчаную подготовку под гидроизоляцию из геотекстильного материала. На подготовленную поверхность расстилают геотекстильный материал, например, Stcudran DS 601 K201), имеющий толщину 2 мм. Далее по его верху расстилают гидроизоляционный слой из бентофикса, имеющего толщину 7 мм, который накрывают слоем геотекстильногоматериала, например, скудрайна, имеющего толщину 2мм. По верху скудрайна отсыпают дренажный слой из щебня толщиной 0,3 м, по верху которого осыпают слой потенциально плодородного грунта ( легкий суглинок или супесь) толщиной 0,8 м и плодородный слой – 0,2 м7 6 5 4 3 3 2 2 1 Рисунок 4 - Конструкция защитного экрана в системе финального перекрытия поверхности полигона ТБО: 1 - финишный слой ТБО; 2 - защитный слой минерального грунта, отсыпаемый в процессе эксплуатации полигона, 0,2 м; 3 - дренажный слой из гальки, предназначенный для отвода биогаза, kф≤1х10-3 м/с и толщина слоя 0,3 м; 4 -противофильтрационный экран (два слоя уплотненной глины по 0,25 м каждый с kф≤1х107.м/с), 0,5 м; 5 - дренажный слой из гальки для отвода атмосферных осадков, kф≤1х10-3 м/с и толщина слоя 0,3 м; 6 – рекультивационный слой, состоящий из слоя почвы и потенциально плодородных горных пород, 0,15…1,0 м, в зависимости от последующего целевого использования образующейся территории; 7 – травостой 3.2. Биологический этап рекультивацииБиологический этап рекультивации включает комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий. Для защиты сформированных грунтовых поверхностей от ветровой и водной эрозии производят их озеленение. По склонам и бермам (террасам) высаживают защитные древесно-кустарниковые насаждения, а по откосам выполняют посев многолетних трав. Верхнее основание полигона обустраивают в зависимости от целевого последующего использования. 4. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций.Для каждого полигона в соответствии с "Правилами по технике безопасности и производственной санитарии при уборке городских территорий" (М.: Стройиздат, 1978) с учетом местных условий разрабатывают инструкцию по технике безопасности и охране труда. Инструкция по технике безопасности должна содержать нормы выдачи спецодежды, производственной одежды, продолжительность отпусков, периодичность прохождения инструктажа по технике безопасности. Каждый полигон должен иметь журнал по технике безопасности и охране труда, в который заносятся все рекомендации проверяющих организаций и данные о проведении инструктажей и занятий с персоналом объекта. На полигоне должны быть разработаны конкретные меры по пожарной безопасности. Для выполнения повседневных работ, надзора за первичными средствами пожаротушения и организации тушения назначается ответственное лицо за пожарную безопасность на полигоне. Медицинское обслуживание персонала полигона включает: установление по согласованию с ЦСЭН периодичности медицинского обследования персонала, указания о необходимости осуществления профилактических противостолбнячных прививок, необходимость подготовки одного из рабочих по программе сандружинников. Персонал полигона должен быть обеспечен специальной одеждой, обувью и средства индивидуальной защиты (респиратор) Персонал должен строго соблюдать правила личной гигиены и техники, безопасности. ЛитератураФедеральный закон от 10 января 2002 года №7-ФЗ «Об охране окружающей среды». Федеральный закон от 30 марта 1999 года №52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». Федеральный закон от 24 июня 1998 года №89-ФЗ «Об отходах производства и потребления». СанПиН 2.1.7.722-98 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для ТБО», Минздрав России, М.., 1999. СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения». СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений». СП 11-101-95 «Порядок разработки, согласования, утверждения и состав обоснований инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений». СНиП 30101-85* «Организация строительного производства». СНиП 10-01-94 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения». СНиП 12-03-99 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования». СП 1-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства». СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства». «Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов» АКХ им. Памфилова, М.,1997. «Методические рекомендации по проведению инженерно-экологических изыскании для целей рекультивации существующих свалок и проектирования вновь организуемых полигонов захоронения твердых бытовых отходов на территории Московской области», 1998, «Методические рекомендации по геоэкологической оценке территории при размещении полигонов твердых бытовых отходов», 1995. «Правила разработки схем санитарной очистки городов РСФСР», 1996, АКХ ЖКХ. Мирный А.Н. Справочник «Санитарная очистка и уборка населенных мест». М., АКХ: им. Памфилова, 1997. Сметанин В.И. «Защита окружающей среды от отходов производства и потребления» М., «Колос», 2000. Ясинецкий В.Г., Фенин Н.К. «Организация и технология гидромелиоративных работ» М., Агропромиздат, 1986. . ЕНиР «Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы» Сборник Е2 «Земляные работы», выпуск 1. «Механизированные и ручные земляные работы» (утв. Постановлением Госстроя СССР N 43, Госкомтруда СССР N 512, Секретариата ВЦСПС N 29-50 от 05.12.1986). Справочник по гидравлическим расчетам, «Энергия», Москва, 1972 |