A practical experience related to execution of work on landfills in order to obtain information on spatial distribution of biogas’s main components in different areas of waste disposal for landfill site zoning depending on biogas saturation degree, for energy potential assessment and creation of degassing systems for justification of remediation has been considered in this paper.
municipal solid waste, landfills, biogas, remediation.
1. Введение
В Ленинградской области и в регионе г. Санкт-Петербурга ежегодно образуется более 10 млн м³ твердых бытовых отходов (ТБО), основная часть которых захоранивается на полигонах (более 20 полигонов) и многочисленных свалках. Некоторые полигоны, в том числе крупные, в ближайшее время должны быть закрыты и рекультивированы [1]. Для планирования работ по рекультивации необходимо иметь представление о процессах, происходящих в теле полигона, характеристикой которых являются состав и интенсивность эмиссии биогаза, образующегося в процессе разложения органосодержащих фракций отходов. Неконтролируемая эмиссия свалочного биогаза представляет опасность для окружающей среды и здоровья человека, так как в биогазе содержатся парниковые, горючие и токсичные вещества — метан, углекислый газ, сероводород и др. (более 100 примесей). Свалочный метан не только сильный парниковый, но и взрывоопасный газ, вызывает возгорание свалочных масс, приводит к сильному загрязнению атмосферы высокотоксичными соединениями. Одновременно в процессе биоразложения отходов образуется токсичный фильтрат, загрязняющий подземные и поверхностные воды, а также почвенный покров на прилегающей территории. Для снижения эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду полигоны должны иметь эффективные системы инженерной защиты, тип которых определяется их состоянием и биохимическими процессами, протекающими при разложении отходов. Полноценной, обеспечивающей экологическую безопасность полигона, но относительно дорогой является система, предусматривающая сбор биогаза. Такая система представляет собой сложное инженерное сооружение, включает верхнее и нижнее многослойные изолирующие покрытия; газовые скважины; коллекторную и дренажную сети для отвода биогаза и фильтрата; очистное оборудование и др. Снизить затраты на обустройство полигона можно, получая дополнительный доход от энергетического использования биогаза в качестве топлива для нужд местной энергетики. Таким образом, вид рекультивации будет во многом определяться биогазовым потенциалом полигона [2]. Для оценки объема эмиссии биогаза необходимо провести специальные натурные исследования, так как математические модели не могут в полной мере отразить специфику функционирования конкретного полигона [3,4]. Разные объемы и морфологический состав отходов, время и способ их захоронения, климатические условия, температурный режим и другие факторы обусловливают изменчивость состава, мозаичность распределения газовой эмиссии на поверхности тела полигона, сезонные и годовые колебания выброса биогаза [5].
1. Dolgosrochnaya tselevaya investitsionnaya programma obrashcheniya s tverdymi bytovymi i promyshlennymi otkhodami v Sankt-Peterburge na 2012–2020 gody. Razdel 1. 2011. http://www.greenpeace.org/russia/Global/russia/report/toxics/recycle/LIP-part1.pdf.
2. Metan so svalok TBO. Katalog / Federal'noe agentstvo po nauke i innovatsiyam «RusDEM Energoeffekt». — 2009. — 80 s.
3. Fedorov M.P., Korablev V.V., Maslikov V.I., Ioksha E.O. «Uglerodnye» investitsii v energeticheskoe ispol'zovanie poligonov TBO. Ekologiya i zhizn': nauchno-populyarnyy i obrazovatel'nyy zhurnal. 2008. №4 (77) .— S. 16–22.
4. Energeticheskoe ispol'zovanie emissii metana na poligone tverdykh bytovykh otkhodov Sankt-Peterburga dlya sokrashcheniya parnikovykh vybrosov i privlecheniya investitsiy v rekul'tivatsiyu / Fedorov M.P., Zinchenko A.V., Korablev V.V., Maslikov V.I., Chusov A.N., Ioksha E.O.. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU №6(70)/2008. — SPb.: Izd-vo Politekhn, un-ta, 2008. — S. 135–142.
5. Zonal'noe opredelenie emissiy biogaza na poligone TBO dlya otsenki geoekologicheskogo sostoyaniya i obosnovaniya upravleniya protsessami razlozheniya otkhodov pri rekul'tivatsii / A.N. Chusov, V.I. Maslikov, D.V. Molodtsov, M.G. Ryzhakova. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU №2-1(147)/2012. — SPb.: Izd-vo Politekhn, un-ta, 2012. — S. 260–265.
6. Laboratornye issledovaniya razlozheniya otkhodov v bioreaktorakh dlya otsenki biogazovogo potentsiala i vybora meropriyatiy po rekul'tivatsii poligonov TBO / A.N. Chusov, V.I. Maslikov, E.Yu. Negulyaeva, D.V. Molodtsov A.V. Cheremisin. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU №2-2(147)/2012. — SPb.: Izd-vo Politekhn. un-ta, 2012. — S. 229–235.
7. Rettenberger G. Die Bedeutung der Methan-, Kohlendioxidund HKW-Emissionen von Deponien für die Atmosphäre. In: Rettenberger/Stegmann (Hrsg.): Deponiegasnutzung. Trierer Berichte zur Abfallwirtschaft Bd. 2. Economica Verlag, Bonn, 1991. S. 9–26.
8. Fedorov P.M. Monitoring za vozdeystviem poligona tverdykh bytovykh otkhodov na okruzhayushchuyu sredu //Regional'naya ekologiya. — 2001. № 3-4. — S. 48–51.
9. Rettenberger G. Forschungsbericht 103 02 207 Teil II: Untersuchung zur Entstehung, Ausbreitung und Ableitung von Zersetzungsgasen in Abfallablagerungen. Texte des Umweltbundesamtes 13. Berlin, 1982.
