Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СБОРА И ОТВОДА ФИЛЬТРАТА И БИОГАЗА НА ПОЛИГОНАХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В СКЛАДКАХ МЕСТНОСТИ

Изобретение относится к области строительства и обеспечения экологической безопасности при захоронении твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах, расположенных в складках местности, а именно к способам сбора и отвода фильтрата и биогаза, образующихся в процессе разложения отходов на полигонах ТБО. Предлагаемый способ может быть эффективно использован в регионах, расположенных в предгорьях со складчатой структурой местности.

Известен способ сбора и отвода биогаза на мусорном полигоне, включающий подготовку основания котлована, укладку мусора, монтаж систем из перфорированных труб, покрытие наружной поверхности толщи отходов пленкой из полимерного материала и отвод газа через смонтированную трубопроводную систему в процессе разложения отходов. Предлагается способ сбора и отвод биогаза с помощью продольных газосборных труб, монтируемых на основании котлована в пространстве между двумя отвалами отходов (см. пат. РФ №2002530, В09В 1/00).

Недостаток аналога состоит в отсутствии комплексного решения вопроса экологически безопасного разложения отходов в связи с тем, что в нем отсутствует важный элемент инженерного оснащения толщи отходов - система сбора дренажных вод (фильтрата полигона), которые являются источником загрязнения грунта и подземных вод.

Наиболее близкое техническое решение, которое устраняет недостатки аналога, защищено патентом «Способ сбора и отвода биогаза и фильтрата на полигонах твердых бытовых отходов в оврагах и складках местности». Это достигнуто тем, что вдоль продольной оси полигона (внутреннего объема складки местности) с определенным шагом устанавливают вертикальные полимерные трубы, имеющие смонтированные на разных уровнях горизонтальные отводы для поступления в трубу как биогаза, так и фильтрата (см. пат. РФ №2242299, В09В 1/00, В09В 3/00).

Главный недостаток этого решения заключается в том, что предварительно смонтированные трубы с отводами затрудняют равномерное послойное заполнение складки местности отходами. Это объясняется тем, что бульдозер, разравнивающий отходы после их разгрузки из автосамосвала, лишен возможности свободного маневра на поверхности отходов. Это же относится и к ограничению маневрирования автотранспортного средства при движении по всей площади отходов на каждом уровне их укладки.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности применения способа сбора и отвода фильтрата за счет полезного использования уклона местности в ее складке, что увеличивает технологичность процесса удаления фильтрата из толщи отхода самотеком (без применения насосной системы) на протяжении всего срока эксплуатации полигона ТБО.

Сущность изобретения заключается в том, что способ сбора и отвода фильтрата и биогаза на полигонах твердых бытовых отходов в складках местности, включающий подготовку основания, выполнение на нем раскроя и раскатки по днищу и откосам складки местности гидроизоляционного материала, монтаж дренажной трубы, послойную укладку твердых бытовых отходов слоями с промежуточными прослойками из инертных материалов, устройство поверхностной гидроизоляции отходов и монтаж системы сбора биогаза, причем сбор и отвод фильтрата и биогаза производят по отдельно смонтированным на разных уровнях трубопроводным системам, выполненным из полимерных материалов, согласно изменению, на гидроизоляционный материал укладывают дренажный слой, на котором монтируют по естественному уклону местности основную дренажную трубу с серией вспомогательных труб, соединенных с основной дренажной трубой и образующих конструкцию типа «елочка» для обеспечения отвода фильтрата по всей площади полигона под действием гравитационных сил, сбор биогаза производят газосборной системой, включающей заглубленные в толщу отходов вертикальные перфорированные трубы, которые по верхнему торцу соединяют с магистральными сборными коллекторами, в концевой части которых устанавливают вакуум-насос.

Таким образом, в предлагаемом решении смонтированная система отвода фильтрата по мере заполнения карты складирования не препятствует движению как транспортной техники (мусоровозы), так и бульдозеров, выполняющих операцию по равнению и уплотнению толщи отходов и промежуточных слоев из зернистых материалов (песок, шлак).

Способ поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 показан общий вид - продольный разрез;

- на фиг. 2 - поперечный разрез 1-1 фиг. 1;

- на фиг. 3 - продольный разрез 2-2 фиг. 1 по оси основной дренажной трубы;

- на фиг. 4 - вид сверху на закрытую карту полигона, где крутой верхний откос условно не показан.

Способ осуществляется в следующей последовательности. Естественное основание 3 складки местности очищают от камней и других предметов, верхняя толща которых, как правило, представлена глинистым грунтом 18 с низким коэффициентом фильтрации, по дну 16 и откосам 17 складки местности внахлест укладывают гидроизоляционный материал 4. Полотна гидроизоляционного материала 4 раскраивают по размерам складки местности (с учетом уклонов) перед укладкой на подготовленное основание 3. Дренажный слой 1 выполняют по уклону местности из песчано-гравийной отсыпки с укладкой в ее толще основной 10 и вспомогательных дренажных перфорированных труб 2 из полимерного материала, при этом образуют конструкцию типа «елочка», охватывающую всю площадь днища складки местности. Трубы по наружной поверхности покрывают геотекстильным материалом для предотвращения попадания в отверстия мусора. Посредством труб осуществляют сбор и удаление фильтрата из толщи отходов. Фильтрат самотеком (с учетом продольного уклона складки местности) поступает в отстойники, при этом в I отстойнике-накопителе 11 монтируют сетчатый фильтр 12, II - является переходным отстойником-накопителем, а из III отстойника-накопителя собравшийся в отстойниках фильтрат откачивают насосом 13 и транспортируют на очистные сооружения города. Отстойники-накопители соединены между собой переливными трубами 15. На нижней границе складки местности (на выположенной части продольного откоса) устраивают бетонную или шпунтовую подпорную стену 14, которая служит для предотвращения возможности сползания массы отходов по склону складки местности в процессе складирования.

При эксплуатации полигона производят послойную укладку отходов с отсыпкой промежуточных слоев 5 из инертного материала, отходы укладывают в сторону естественного уклона. В период закрытия полигона на поверхности устраивают газосборную систему 6 для отвода биогаза, состоящую из вертикальных перфорированных полимерных труб, которые подключают к магистральным коллекторам 9 и к вакуум-насосу 19. Биогаз в процессе разложения отходов собирают по всему объему отходов полигона, что позволяет интенсифицировать отбор биогаза из толщи отходов и увеличить объем получаемого газа. По краям складки местности устраивают траншеи для фиксирования гидроизоляционного рулонного материала 7 подсыпкой грунта.