Меню
Головна
Авторизація/Реєстрація
 
Головна arrow Екологія arrow Аналіз умов утворення біогазу на полігоні по захороненню твердих відходів споживання

Аналіз умов утворення біогазу на полігоні по захороненню твердих відходів споживання


Аналіз умов утворення біогазу на полігоні по захороненню твердих відходів споживання

В даний час відходи є джерелом надходження шкідливих хімічних, біологічних і біохімічних речовин в навколишнє середовище [1,2,3]. При вирішенні завдань, пов'язаних з розміщенням та експлуатацією полігонів по захороненню твердих відходів споживання (ТОП), виникає ряд екологічних проблем. До найважливіших з них належить виділення біогазу в навколишнє середовище з території полігону ТОП [4,5,6,7], який утворюється і виділяється після ущільнення ТОП на карті полігону [8,9] в товщі звалищного тіла (малюнок).

Рис. Витрата біогазу, що утворюється

екологічний біогаз полігон відходи

Біогаз утворюється при анаеробному розкладанні органічної складової відходів та на 98% складається з метану і діоксиду вуглецю, які при виході на поверхню забруднюють атмосферне повітря [10,11].

Розрахунок викидів біогазу необхідно проводити для умов стабілізованого процесу розкладання при максимальному виході біогазу. Через два роки, після поховання ТОП генерується близько 80% загальної кількості біогазу, отриманого з кожної тонни відходів.

Залежність питомого виходу біогазу за період його активної стабілізованої генерації, описувана формулою:

(1)

де: Q t 1 - питомий вихід біогазу, м 3 /т відходів; k - постійна розпаду, рівна відношенню концентрацій вуглецю і загального азоту; t - тривалість періоду стабілізованого виходу біогазу (четверта фаза), рік; W - природна відносна вологість відходів, %; G0 -маса утворюється активного органічного вуглецю, наведена до реальних кліматичних умов, г/т, визначається за формулою:

(2)

де: З акт - концентрація активного органічного вуглецю, г/т відходів; Т - відносна температура відходів в тілі полігону, визначається за формулою:

(3)

де: Т отх - температура відходів в тілі полігону, °С, змінюється від 28 до 32 °С;

Т ос - температура навколишнього середовища на розрахунковий період часу, °С.

Нами виявлено, що органічна складова відходів складається з «пасивного» (негенерирующего) органічної речовини і «активного» (генерує) органічної речовини.

Вихід біогазу при бродінні метанові:

(4)

де: Q t 2 - питомий вихід біогазу за період його активного виходу, кг/кг відходів; W - середня вологість відходів, %; R - вміст органічної складової у відходах, на суху масу, %; Ж - зміст жироподібних речовин в органіці відходів, %; У - зміст углеводоподобных речовин в органіці відходів, %; Б - вміст білкових речовин в органіці відходів, %.

Кількісний вихід біогазу за рік, можна визначити за формулою:

(5)

де: Q t 1 - питомий вихід біогазу, м 3 /т відходів; з бг - щільність біогазу, кг/м 3 ; t - період стабілізованого активного виходу біогазу, рік.

Загальна кількість біогазу, визначається за формулою:

(6)

де: Р t про - кількість відходів, доставлених на полігон за період з початку експлуатації полігону до моменту розрахунку, за винятком кількості відходів, доставлених за останні два роки, т; t експлуатува - час експлуатації полігону, рік.

Щільність біогазу визначається по закону адитивності:

(7)

де: З вн i - зміст i -того компонента в біогазі, вагові %; з i - щільність i -того компонента біогазу, кг/м 3 ; n - кількість компонентів в біогазі.

Взаємозв'язок щільності біогазу, концентрації у ньому i -того компонента і його процентного вмісту визначається формулою:

(8)

де: C i - концентрація i -того компонента в біогазі, мг/м 3 .

Питома маса метану, що викидається в рік, за формулою:

(9)

На основі відомого кількості відходів [12], що завозиться щорічно на полігон, і питомої маси метану, визначеної за формулою (8), можна визначити для території полігону максимально разовий викид метану за формулою:

(10)

де: P j - кількість відходів, завезених в j-тий рік, т; t експлуатува - тривалість експлуатації полігону з часу відкриття до моменту розрахунку.

Таким чином, розрахунок кількості біогазу, що утворюється, є важливим етапом у напрямку вибору заходів по забезпеченню екологічної безпеки полігонів по захороненню ТОП.

Література

1. В. О. Петров, А. Ю. Гусєва, Н.В. Гусакова, Д. М. Воробйов Забезпечення функціонування міської системи екологічного моніторингу даних щодо поводження з відходами виробництва та споживання р. в Таганрозі [електронний ресурс] // «Інженерний вісник Дону», 2012, № 4 (частина 2), Режим доступу: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1350.

2. Jinglan Hong, Xiangzhi Li, Cui Zhaojie Life cycle assessment of four municipal solid waste management scenarios in China [article]// Waste Management, Volume 30, Issue 11, November 2010, Pages 2362-2369.

3. M. D. Bovea, V. Ibбсez-Forйs, A. Gallardo, F. J. Colomer-Mendoza Environmental assessment of alternative municipal solid waste management strategies. A Spanish case study [article]// Waste Management, Volume 30, Issue 11, November 2010, Pages 2383-2395.

4. Беспалов в. І., Адамян Р. Р. Задачі вибору території для полігонів по захороненню ТПВ в умовах р. Єревана Республіки Вірменія [Текст] // Журнал «Наукове огляд»; №2, Москва; 2013; С. 158-161,, ISSN 1815-8991.

5. Беспалов в. І., Адамян Р. Р. Класифікація критеріїв вибору території для розміщення полігонів по захороненню твердих відходів споживання в умовах республіки Вірменія [Текст] // Журнал «Eastern-European Scientific Journal», № 2,, 2013р., С. 200-205, Дюссельдорф, Німеччина, ISBN 978-3-942932-45-5.

6. Беспалов В. І., Парамонова О. Н. Фізична модель процесу забруднення навколишнього середовища твердими відходами споживання [електронний ресурс] // «Інженерний вісник Дону», 2012, №4 (частина 1) Режим доступу:

http://ivdon.ua/magazine/archive/n4p1y2012/1118.

7. Адамян Р. Р. Аналіз екологічних особливостей впливу полігонів твердих відходів споживання на навколишнє середовище [Текст]// XVI Міжнародна міжвузівська науково-практична конференція «Будівництво-формування середовища життєдіяльності», 2013, МГСУ, Москва.

8. Адамян Р. Р. Аналіз основних характеристик технології захоронення твердих відходів споживання на полігонах в умовах республіки Вірменія [Текст]// Міжнародна заочна науково-практична конференція «Наука і освіта в XXI столітті» 2013 р., р. Москва.

9. Адамян Н. Р. Аналіз екологічних особливостей технології захоронення твердих відходів споживання в умовах Вірменії [Текст]// III Міжнародна науково-практична конференція «Сучасна школа Росії: питання модернізації» 1-4 березня 2013 р., Москва. С. 10-14.

10. Ст. Баадер, Тобто Доні Біогаз: теорія і практика, С. 184, 1982р., Издат.: М, «Колос».

11. Беспалов в. І., Адамян Р. Р. Оцінка умов розміщення полігонів по захороненню твердих відходів споживання (ТОП), Журнал «European Applied Sciences» ORT Publishing, 2013 р., Німеччина.

12. Беспалов в. І., Адамян Р. Р. Зіставлення умов р. Єревана та його прилеглі зони з оптимальними для захоронення відходів [Текст]// Журнал «Известия» Єреванського Державного Університету Архітектури і Будівництва, № 6, Єреван, 2012, С. 102-105, ISSN 1829-0841.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті, виділіть слово та натисніть Shift + Enter
 
Предмети
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, хімія, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Етика і естетика
Інше