СБОР И УТИЛИЗАЦИЯ БИОГАЗА
1. Складирование ТБО на полигонах сопровождается выделением биогаза (свалочного газа), количество которого может достигать больших объемов на протяжении десятков лет.
Сбор биогаза и его обработка необходимы:
- для предотвращения пожаро- и взрывоопасной ситуации, которая может возникнуть на полигоне в стадии его эксплуатации или рекультивации;
- для максимально возможного уменьшения попадания его в атмосферу с целью снижения негативного влияния на окружающую среду, угнетающего развития растений вокруг полигона и на его поверхности.
2. Биогаз - это смесь, которая состоит из метана (до 55%), углекислого газа (до 45%) и других летучих веществ. На практике содержание метана часто ниже, так как при сборе и выходе газа происходит его разжижение в воздухе. При нормальных условиях работы содержание метана - от 35 до 55 объемных процентов. Теплота сгорания такого количества метана составляет около 3,5 - 5,5 кВт x час/куб. м. Согласно лабораторным исследованиям потенциал свалочного газа для влажного домашнего мусора составляет от 70 до 100 куб. м газа/тонну мусора.
3. Система сбора и утилизации биогаза может предусматривать активную и пассивную схемы, а также получение биогаза на эксплуатируемых и закрытых полигонах.
Наиболее полного и эффективного сбора газа можно достичь с помощью активной дегазации. Пассивную дегазацию, при которой биогаз перемещается благодаря собственному давлению, следует применять на старых полигонах и полигонах с незначительным количеством биогаза - полигонах первого класса.
4. Активную дегазацию следует начинать уже на стадии строительства полигона. Установки для дегазации должны быть готовы к эксплуатации не позднее шести месяцев после захоронения ТБО.
5. Для проектирования системы сбора, обработки и утилизации биогаза должно быть рассчитано время и количество выхода биогаза. Необходимые расчеты выполняются на основе математического моделирования и прогнозирования. Параметры моделей должны быть уточнены и конкретизированы на основании проектных данных полигона при использовании результатов полевых наблюдений, проводимых на существующих полигонах-аналогах.
6. Для оптимизации обработки биогаза целесообразно в устройстве дегазации предусматривать разделение на систему защитной дегазации, в которую собирается биогаз с повышенным содержанием воздуха, и систему дегазации полезного действия.
7. При проектировании систем газового дренажа и газосборников следует предусматривать дренажи для отвода воды, т.к. наличие воды в этих системах снижает их эффективность.
8. Конструкции газосборников должны быть надежными и функционировать при незначительных эксплуатационных затратах. Следует стремиться проектировать дренажные системы газа и воды с естественными уклонами, как более надежные и экономичные, чем системы с принудительной откачкой.
9. Системы сбора биогаза не должны наносить ущерб защитным экранам основания и поверхности полигона. Особое внимание следует уделять системам с вертикальными элементами сбора газа, которые вследствие уплотнения ТБО будут передавать дополнительные нагрузки на защитные экраны основания поверхности полигона.
10. Установки для сбора газа должны быть надежно изолированы от проникновения воздуха, так это может привести к образованию взрывоопасной смеси.
11. Материалы, из которых изготавливаются газосборники, должны быть из коррозионно стойкого материала и устойчивы к механическим, физическим, химическим и биологическим воздействиям.
Механические воздействия - это результат нагрузки собственного веса конструкции ТБО с учетом уплотнения ТБО и неравномерности осадков, обусловленной неоднородностью отходов.
Физические воздействия возникают в результате температурного режима в теле полигона, возможна температура до 70 град. С.
Химические воздействия - агрессивные воздействия, как снаружи газосборника, так и вызванные химическим составом биогаза и фильтрата.
Биологические воздействия - агрессивное действие микроорганизмов, содержащихся в ТБО.
12. Не допускается использование дренажной системы сбора фильтрата для газового дренажа. Дегазация через систему сбора фильтрата приводит к изменению температурного режима, давления, химического состава, соотношения извести и угольной кислоты в фильтрате, что способствует быстрому зарастанию дренажа солями.
13. Для обеспечения сбора биогаза по системе пассивной дегазации в пластовом газовом дренаже - элемент 4-й конструкции защитного экрана поверхности полигона, приведенной на рис. 9.3 (не приводится) - располагается система гофрированных труб диаметром 125 - 150 мм, объединенных в систему промежуточных и магистральных газопроводов, по которым биогаз собирается и за счет самотяги выбрасывается в атмосферу через дегазационную трубу высотой не менее 30 м.