Issuu on Google+

1

ФГБОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Факультет защиты в чрезвычайных ситуациях Кафедра безопасности производства и промышленной экологии

СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ НА УФИМСКОМ ПОЛИГОНЕ ТБО «ЧЕРКАССЫ»

Выполнил: ст.гр.БЖД-513 Митина В.В. Руководитель: Профессор Красногорская Н.Н. Доцент Елизарьев А.Н.


2

Объект исследований: Полигон ТБО «Черкассы» г. Уфы Цель работы : разработка системы защиты окружающей среды, обеспечивающей снижение выбросов парниковых газов на уфимском полигоне ТБО «Черкассы». Задачи: 1.Провести анализ существующих методов сбора и очистки биогаза от приоритетных загрязнителей; 2.Разработать принципиальную технологическую схему очистки биогаза полигона ТБО «Черкассы». 3.Провести расчет аппаратов принципиальной технологической схемы очистки биогаза полигона ТБО «Черкассы». 4.Провести анализ существующих методов сбора и очистки фильтрата от приоритетных загрязнителей; 5.Разработать принципиальную технологическую схему очистки фильтрата полигона ТБО «Черкассы». 6.Провести расчет аппаратов принципиальной технологической схемы очистки фильтрата полигона ТБО «Черкассы». 7.Провести расчет экономических показателей когенерационной установки


ПОЛИГОН ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ «ЧЕРКАССЫ» КАК ОБЪЕКТ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

3

200 м

Площадь полигона – 105 га; Средняя высота свалки – 7 м; Среднегодовая влажность отходов – 80%; Объем накопленных отходов – 7 млн. м3


4

СХЕМА ВХОДНЫХ И ВЫХОДНЫХ МАТЕРИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ» НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ


ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ БИОГАЗА ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ»

5


6

РАСЧЕТ АППАРАТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ БИОГАЗА ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ» РАСЧЕТ КОНДЕНСАТООТВОДЧИКА (КО-1) Основными данными для расчета являются: Валовый выброс биогаза с территории полигона 1,982 т/час Содержание влаги : 5 – 7% Давление биогаза 0,25 МПа


7

РАСЧЕТ АДСОРБЕРА (А-1)

Основными данными для расчета являются: 1. Объем парогазовой смеси, проходящей через аппарат, м3/ч; Vг = 1576,8 м3/ч 2. Температура свалочного газа – 20 °С; 3. Атмосферное давление 0,1013 ∙ 106 Па; 4. Адсорбент - активный уголь марки АРТ (dэ = 2,0 ∙ 10-3 м; ρнас = 550 кг/м3; ρбиогаза = 1,247 кг/м3

Технические характеристики Диаметр = 2,0 м Высота = 2,2 м Толщина стенки корпуса = 8…10 мм Высота слоя адсорбента = 0,5…1,2 м Форма днища и крышки – коническая

Конструкция


8

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ БИОГАЗА ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ» Взято №

Вещество

т/час

т/сутки

т/год

% масс.

1.

Метан

1,0480

25,160

9184,08

52,900

2.

Диоксид углерода

0,7940

19,070

6962,30

40,110

3.

Сероводород

0,0005

0,0120

4,51000

0,0260

4.

Вода

0,1380

3,3120

1208,88

6,9600

1,9800

47,554

17359,77

100,00

Итого:

Получено №

Вещество

т/час

т/сутки

т/год

% масс.

1.

Метан

1,048000

25,160

9184,08

52,900

2.

Диоксид углерода

0,001000

0,2400

8,76000

0,0440

3.

Сероводород

0,000025

0,0060

0,21900

0,0013

4.

Вода

0,000150

0,0036

1,31400

0,0075

5.

Влага

0,123000

2,9520

1077,48

6,2080

6.

Адсорбированные вещества

0,808000

19,390

7078,08

40,830

1,980000

47,554

17359,77

100,00

Итого:


ИЗОЛИНИИ СОДЕРЖАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПРЕДЕЛАХ ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ»

а – изолиния содержания нитратов, мг/л

б – изолиния содержания железа общего, мг/л

в – изолиния содержания кадмия, мг/л

9


ИЗОЛИНИИ СОДЕРЖАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПРЕДЕЛАХ ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ»

г – изолиния содержания цинка, мг/л

д – изолиния содержания хлора, мг/л

е – изолиния содержания меди, мг/л

10


ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАТА ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ»

11


12

РАСЧЕТ АППАРАТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАТА ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ» РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТСТОЙНИКА (ВО-1) Общий объем фильтрата составляет 72358 м3 (8,26 м3/час)

Диаметр, м

4

Общая

Высота, м Цилиндриче ской части

Коническ ой части

5,4

3,6

1,8

Производительность, м3/час

43,2


13

РАСЧЕТ ПЕСЧАНОГО ФИЛЬТРА И ПОДБОР ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯТОРА Расчетные параметры песчаного фильтра Параметры фильтрующей загрузки Материал

Гранитный щебень мелкий

Высота слоя, м 1,2

Скорость фильтрования, м/ч, при работе нормальный

форсированный

16

18

Интенсивность промывки, л/ (с∙м2)

Продолжительность промывки, мин

Эффект очистки

По БПК Вода - 15

3

60

По взвеш. веществам 70


14

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАТА ПОЛИГОНА ТБО «ЧЕРКАССЫ» Взято №

Вещество

кг/час

кг/сут

кг/год

% масс.

1.

Свалочный фильтрат, в т.ч.

8260,045

198241,095

72358000

100,00

1.1

Дренажные воды

8234,7

197632,49

72135860,94

99,69

1.2

Нитрат-ионы

0,165

3,9600

1447,160

0,002

1.3

Хлорид-ионы

0,490

11,890

4341,480

0,006

1.4

Тяжелые металлы

0,082

1,9800

723,5800

0,001

1.5

Нефтепродукты

0,908

21,800

7959,380

0,011

1.6

Взвешенные вещества

5,530

132,82

48479,86

0,067

1.7

БПК5

1,650

39,640

14471,60

0,020

1.8

ХПК

16,52

396,48

144716,0

0,200

8260,045

198241,095

72358000

100,00

Итого:

Получено №

Вещество

кг/час

кг/сут

кг/год

%масс

1.

Свалочный фильтрат, в т.ч.

8235,51

197650,08

72142279,2

99,794

1.1

Дренажные воды

8234,7

197632,49

72135860,94

99,690

1.2

Нитрат-ионы

0,0066

1,584

578,160

0,0008

1.3

Хлорид-ионы

0,3087

8,232

3004,68

0,0042

1.4

Тяжелые металлы

0,0008

0,096

35,0400

0,00005

1.5

Нефтепродукты

0,0543

4,344

1585,56

0,0022

1.6

Взвешенные вещества

0,0995

23,88

8716,20

0,0120

1.7

БПК5

0,0099

7,920

2890,80

0,0040

1.8

ХПК

0,3304

158,59

57886,08

0,0080

2.

Осадок

24,630

591,12

215759,67

0,3000

8260,04

198241,09

72358000,000

100,00

Итого:


15

ЭКО-ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТКИ СРЕДОЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ НА ПОЛИГОНЕ ТБО «ЧЕРКАССЫ»

•суммарная электрическая мощность когенерационной установки (мини-ТЭЦ) составляет 24 кВт. эл.; •суммарная тепловая мощность когенерационной установки (процент утилизации тепла = 80%) составляет 17 кВт. т.; •количество электричества, производимого в год, составляет 201840 кВт.ч./год; •годовое потребление газа когенерационной установкой составляет 50 тыс. Нм3/год •количество тепловой энергии, производимой в год (процент утилизации тепла = 80%) составляет 144911 кВт/год;


«ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПАС» РАЗРАБОТАННЫХ СХЕМ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАТА И БИОГАЗА

- до внедрения,

- после внедрения

16


Выводы: Охарактеризован полигон ТБО «Черкассы» как источник загрязнения окружающей среды. При эксплуатации полигона ТБО «Черкассы» образуются биогаз и фильтрат, являющиеся основными источниками воздействия на атмосферу и гидросферу. Разработана принципиальная технологическая схема очистки биогаза полигона ТБО «Черкассы», которая включает поплавковый конденсатоотводчик, сухой газгольдер, адсорбер периодического действия, десорбер. Проведен расчет конденсатоотводчика, сухого газгольдера, а также адсорбера периодического действия. Рассчитан материальный баланс аппаратов очистки, а также разработанной системы очистки биогаза. Результат расчета показал снижение содержания воды в составе биогаза на 99%, диоксида углерода на 99,9%, сероводорода на 95%. Разработана принципиальная технологическая схема очистки фильтрата полигона ТБО «Черкассы», которая включает вертикальный отстойник, гальванокоагулятор, песчаный фильтр, биологические пруды. Проведен расчет и подбор вертикального отстойника, песчаного фильтра. Рассчитан материальный баланс аппаратов очистки, а также разработанной системы очистки фильтрата. Результат расчета показал снижение содержания тяжелых металлов на 99%, БПК 5 на 97%, хлорид-ионов на 40%, взвешенных веществ на 90%. Проведена оценка экоэффективности разработанных систем защиты окружающей среды от воздействия биогаза и фильтрата, образующихся при эксплуатации полигона ТБО «Черкассы» г. Уфы. Выявлено, что при внедрении систем сбора, отвода и очистки биогаза уменьшаются объемы загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду. При этом очищенный биогаз может быть использован в качестве альтернативного источника энергии.

17


"The use of biogas UFA solid waste landfill" Cherkasy "In an alternative energy source "