Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Методика расчёта теплового режима искусственных геосистем

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Методика расчёта теплового режима искусственных геосистем"

Направахрукописи

ЧЕРЕМИСИН Алексей Владимирович

МЕТОДИКА РАСЧЁТА ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ИСКУССТВЕННЫХ ГЕОСИСТЕМ (НА ПРИМЕРЕ ПОЛИГОНОВ ТВЁРДЫХ БЫТОВЫХ

ОТХОДОВ)

Специальность 25.00.36 - «Геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена на кафедре «Экологические основы природопользования» ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Научный руководитель: член-корреспондент РАН,

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Фёдоров Михаил Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Сёмин Евгений Геннадиевич

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Зинченко Александр Васильевич

Ведущая организация: ЗАО «Опытный завод МПБО»

(г. Санкт-Петербург)

Защита состоится << 2Х » июня 2004 г. в Ж часов на заседании диссертационного совета Д 212.229.17 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, гидротехнический корпус 2, ауд. 411.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

Автореферат разослан мая 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Орлов В. Т.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Основной задачей геоэкологии является изучение изменений жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек под влиянием природных и антропогенных факторов, их охрана, рациональное использование и контроль с целью сохранения для нынешних и будущих поколений людей продуктивной природной среды. Техногенные нарушения геологической среды вызывают сложные экологические ситуации: влияют на здоровье людей, наносят ущерб животному и растительному миру, а также подвергают инженерные сооружения опасности выхода из строя.

Одной из главных причин ухудшения экологического состояния биогеосферы являются выбросы отходов в окружающую среду. Безопасное удаление отходов становится одной из важнейших проблем современного общества, от решения которой зависит здоровье людей и благоприятствование естественных биоценозов.

В диссертационной работе рассматривается проблема обращения с одним из наиболее распространенных видов отходов - твердых бытовых отходов (ТБО). Большая часть ТБО в России (более 97% по объёму) вывозится на свалки и полигоны для захоронения. Из-за несоблюдения природоохранных требований к технологиям складирования, наблюдается значительное загрязнение природной среды продуктами возгораний, а также биогазом и фильтратом, выделяющимися из отходов в процессе их биохимического разложения, что пагубно влияет на здоровье населения и состояние прилегающих к полигонам экосистем. Эмиссии биогаза и фильтрата приводят также к опасным ситуациям в инженерных сооружениях, коммуникациях и зданиях, граничащих с местоположениями полигонов.

Если тепло, выделяющееся при биохимическом разложении отходов, не отводится, температура массы ТБО повышается. Это может вызвать спонтанное горение. Тепловая изоляция, как правило, обеспечивается либо соседней массой нереагирующего материала, что происходит, например, при совместном складировании органических и неорганических отходов, либо слоем отходов слишком большой толщины. Пустоты, остающиеся после подземного пожара, инициируют неожиданные разрушения поверхности полигона, что опасно для людей, сооружений и строений. Таким образом, проведение тепловых расчетов для прогнозирования экстремальных температур в теле полигона является очень важным.

Большой вклад в изучение процесса теплообмена внесли Р. Дрейк, Д. Егер, Г. Карс-лоу, Ж.-Б. Фурье, Э. Эккерт и другие учёные. Вопросам оценки воздействия полигонов на природную среду, исследованию процессов биохимического разложения отходов посвящены работы Р Ф. Абдрахманова, IIФ. Абрамова, Е.М. Бу Уй Горба-

СПтрвкг

тюка, П.В. Дарулиса, Х.Н. Зайнуллина, А.В. Зинченко, А.Б. Лифшица, А.Н. Мирного, А.Н. Ножевниковой, В.В. Разнощика, Е.Г. Сёмина, О. Табасарана, М.П. Фёдорова, Р. Штегманна и других авторов. Объединение опыта специалистов данных областей позволит осуществлять более достоверные исследования процессов биохимического разложения ТБО в натурных и лабораторных условиях, уточнять математические модели для прогнозирования теплового режима полигонов с учётом свойств отходов и условий их складирования.

Актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью прогнозирования теплового режима полигонов ТБО в целях предотвращения аварийных ситуаций и их последствий для здоровья населения и экосистем прилегающих территорий.

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка методики расчёта теплового режима в рабочем теле полигона для предотвращения аварийных ситуаций, возникающих вследствие экстремального биохимического разогрева.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) проведён анализ основных характеристик ТБО и методов их переработки, оценено воздействие полигонов ТБО на окружающую среду;

2) проанализированы факторы, влияющие на динамику процессов биоразложения ТБО с образованием биогаза и на его состав;

3) выявлена связь между процессами биоразложения и развитием теплового режима в теле полигона;

4) проанализированы математические модели, описывающие процессы образования биогаза, а также модели теплопроводности;

5) обоснована необходимость математического моделирования теплового режима полигонов и свалок ТБО;

6) на основании проведённого анализа факторов и математических моделей разработана методика расчёта теплового режима, и по результатам расчёта дан прогноз развития экстремальных температур в теле полигона в соответствии с составом и свойствами ТБО, характерными для полигонов Санкт-Петербурга, с учётом температурных пределов существования анаэробных метаногенных микроорганизмов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке методики расчёта теплового режима в рабочем теле полигона ТБО, учитывающей:

- зависимость температуры в теле полигона от совокупности таких характеристик ТБО как: влажность, морфологический состав, содержание активного углерода, плотность, теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность;

- зависимость интенсивности биохимических процессов, года максимальной эмиссии биогаза и температуры в теле полигона от срока его эксплуатации, толщины рабочего тела (высоты складирования) и температуры окружающей среды;

- взаимообусловленность энергетического выхода анаэробных биореакций, количества и состава образующегося биогаза, величины среднеобъёмного тепловыделения и температурного режима полигона;

- температурные пределы нормальной жизнедеятельности метаногенных микроорганизмов.

Практическая значимость.

Разработанная методика позволяет осуществлять тепловые расчёты полигонов, целями которых являются:

1) прогноз развития экстремальных температур в зависимости от состава и свойств ТБО, а также условий их складирования;

2) выработка требований и рекомендаций по предотвращению аварийных ситуаций (пожаров и разрушений) и снижению негативного воздействия на здоровье населения и природные экосистемы от эмиссий биогаза и возгораний отходов: а) по ограничению толщины рабочего тела, б) по корректировке технологической схемы полигона на стадии его проектирования, в) по принятию решений о проектировании газосборных систем и проведению других природоохранных мероприятий.

Методика может использоваться при проектировании защитных систем полигонов.

На защиту выносятся: 1) основные положения методики расчёта теплового режима полигонов ТБО; 2) результаты расчётов по разработанной методике для условий полигонов Санкт-Петербурга.

Достоверность научных результатов и основных выводов подтверждается хорошим соответствием полученных автором теоретических (расчётных) результатов и данных практических наблюдений па полигонах ТБО, проверкой разработанной методики с помощью лабораторного моделирования процесса биохимического разложения ТБО на экспериментальной установке «Биореактор».

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации заключается в самостоятельной разработке методики расчёта теплового режима полигонов ТБО, выполнении по ней конкретных вычислений, участии в лабораторном эксперименте. Автором также разработаны: классификация видов воздействий полигонов ТБО на природную среду, здоровье населения и инженерные сооружения; блок-схема основных этапов проектирования полигонов ТБО.

Апробация работы» Основные положения, изложенные в диссертационной работе, представлены и обсуждены на Научно-технической конференции студентов (в рамках 24-ой Недели науки СПбГТУ, Санкт-Петербург, 1995), Второй, Третьей и Четвёртой Санкт-Петербургских Ассамблеях молодых учёных и специалистов (Санкт-Петербург, 1997, 1998, 1999), Втором, Третьем и Четвертом Международных молодёжных экологических форумах «ЭКОБАЛТИКА'1998», «ЭКОБАЛТИКА'2000», «ЭКОБАЛТИКА'2002» (Санкт-Петербург, 1998, 2000, 2002), на Международном Семинаре по управлению отходами и окружающей среде (г. Кальмар, Швеция, 22-26 сентября 1999 г.), на конференции по международному проекту «Предподготовка и безопасное размещение твёрдых бытовых отходов для защиты окружающей среды» программы ЕвроКомиссии «ЬюоСоретюш» (Падуя, Италия, 2002).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 112 страницах машинописного текста, включает 15 таблиц и 23 рисунка. Список использованной литературы содержит 141 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована актуальность темы работы, показана её практическая значимость, научная новизна, определена цель исследования.

В первой главе рассмотрены проблемы образования и утилизации ТБО, оценена их актуальность для современных городов и других населённых пунктов, произведено обоснование полигона ТБО как объекта исследования. Рассмотрены современные технологии сбора и обращения с ТБО. Так как наиболее распространённым способом обращения с ТБО в России в настоящее время остаётся их вывоз на свалки и полигоны, многие из которых не соответствуют природоохранным требованиям, то в качестве объекта исследования выбран полигон как место организованного хранения отходов.

Рассмотрен полигон ТБО как комплекс природоохранных сооружений. Приведены основные типы полигонов ТБО, используемые в отечественной практике и условия их применения, параметры полигонов и их основные эксплуатационные характеристики.

Особо отмечена опасность для жизни и здоровья людей, а также для природных экосистем территорий, прилегающих к полигонам, возникающая из-за ухудшения качества природной среды от возгораний мусора, эмиссий биогаза и фильтрата. Также рассмотрено их разрушающее воздействие на инженерные сооружения и здания, находящиеся по соседству

б

с полигонами. Рассмотрены основные направления совершенствования технологий складирования и хранения ТБО на полигонах: применение надёжных изолирующих покрытий, внедрение систем сбора, очистки и переработки фильтрата и биогаза, мониторинг качества природной среды в районах расположения полигонов.

Обоснована необходимость изучения процессов биохимического разложения ТБО.

Во второй главе проведена классификация воздействий полигонов и свалок ТБО на природную среду, здоровье населения и инженерные сооружения. Представлена схема процессов, происходящих в теле полигона (рис. 1).

Рассмотрено влияние свойств отходов на процессы их биохимического разложения. Проведён анализ математических моделей, описывающих процессы биохимического разложения ТБО. Для применения в рамках разработанной методики выявлены модели, обеспечивающие лучшее соответствие с данными натурных и лабораторных исследований.

Рис. 1. Схематическое изображение процессов, происходящих в теле полигона

В целях предотвращения опасных, аварийных ситуаций, связанных с возможными пожарами в результате чрезмерного биохимического разогрева тела полигона при протекании микробиологических процессов, обоснована необходимость прогнозирования теплового режима внутри него. На основании проведённого анализа можно сказать, что сведения о математическом моделировании теплового режима полигонов и свалок в отечественной и зарубежной научной литературе до сих пор отражены очень скудно. Попытки такого моделирования предприняты лишь автором настоящей диссертации, специалистами Пермского государственного технического университета, Пермского научно-исследовательского института управляющих машин и систем. Исследования проводились независимо.

Таким образом, в качестве главной задачи диссертации взят расчёт теплового режима в рабочем теле полигона твёрдых бытовых отходов.

В третьей главе изложены основные положения методики расчёта теплового режима полигонов ТБО.

Определение среднестатистических свойств ТБО: влажность, морфологический состав, содержание активного углерода, плотность, теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность *

Определение года максимальной эмиссии биогаза для различных сроков эксплуатации полигона *

Оценка компонентного состава и основных характеристик биогаза

Ж

Определение возможных максимальных температур, развивающихся в расчётный год максимальной эмиссии биогаза Сопоставление расчётных температур с температурными пределами нормальной жизнедеятельности метано-геняых микроорганизмов

1 г

Рекомендации по снижению негативного воздействия на здоровье населения и природную среду, по обеспечению безопасности инженерных сооружений

Оценка вероятности возникновения аварийных ситуаций

Рис 2. Блок-схема алгоритма методики расчёта теплового режима полигонов ТБО (двойной линией выделены главные расчётные блоки)

На основе установленных среднестатистических свойств (характеристик) ТБО определяются годы максимальной эмиссии биогаза для различных сроков эксплуатации полито нов ТБО.

Расчёт выбросов биогаза со свалок и полигонов в данной методике производится для нормального режима эксплуатации мест захоронения ТБО - возгорания отходов в этом приближении не учитываются.

Как показывает опыт, наиболее достоверные результаты в расчётах биогазового потенциала полигонов и свалок ТБО даёт формула Табасарана (1):

где С(() - удельное количество биогаза, образовавшееся за период времени t, м3/т отходов; расчётный период «жизни» полигона как биореактора принимаем t=100 лет (расчётный период полного биохимического разложения ТБО в теле полигона); Сакт - активный (органический) углерод (т. е. углерод, задействованный в биохимических процессах, происходящих в отходах и приводящих к образованию биогаза), кг/т отходов. По данным исследований керна твёрдого вещества, отобранного с различных слоёв ныне действующего полигона твёрдых отходов № 1 (ПТО-1) г. Санкт-Петербурга для отходов, складированных в теле полигона (в перемежку с изолирующими слоями), с учётом их влажности 1¥СК1«,¿.=64 %=0,64, активный углерод составляет около 189,55 кг/т, в расчётах это значение считаем характерным для ТБО, складированных на полигонах Санкт-Петербурга; Г - температура в теле полигона ТБО, °С, которую принимаем в первом приближении Т=35 °С как оптимальную для процесса биохимического разложения, в соответствии с данными натурных и лабораторных исследований; к - постоянная разложения, год"1, в соответствии с рекомендациями Международной методики инвентаризации выбросов парниковых газов, принимаем к=0,05 год-1.

Таким образом, 60=272,64 м3/т ТБО. Этот удельный биогазовый потенциал и полагаем далее за расчётный.

Расчётные сроки эксплуатации полигона для дальнейших вычислений принимаем от 1 до 40 лет.

При неравномерном от года к году поступлении отходов на полигон расчёт выброса метана в разные годы производится по алгоритму, использующему следующие необходимые допущения:

1) поступление отходов на полигон описывается как последовательность дискретных порций с временным шагом 1 год;

2) разложение твёрдых отходов, поступающих на полигон в течение года, начинается после окончания этого года, таким образом, расчётный период существования полигона как биореактора (¿=100 лет) начинается со 2-го и заканчивается 101-ым годом;

3) выбросы биогаза, как функция времени, рассчитываются отдельно для каждого годового поступления отходов: Mi, i=l, 2, 3..., где Af/ - количество отходов, вывозимых на полигон за один год (тонн), i - номер года после открытия полигона; i=1 - номер первого года.

4) выброс за год с номером п рассчитывается путём суммирования выбросов в этом году при разложении всех Mt за предшествующий год.

Исходная плотность поступающих ТБО Рисх.~0,2 т/м3. Расчётное уплотнение ТБО за период эксплуатации в 4,5 раза, следовательно, плотность складированных ТБО /ЬматО^ т/м3. Плотность материала изолирующих слоев принимаем рьо/1=Раи«)=0>9 т/м3.

Скорость образования биогаза в год с номером n для тех отходов, которые поступили в год с номером i, м3/год, наиболее удобно определять по формуле из документации по инвентаризации выбросов ЕРА:

где G&t) - удельный биогазовый потенциал отходов, поступивших на полигон в год с номером i, и складированных в теле полигона, рассчитанный ранее: Mi - масса захороненных отходов в год с номером i, т.

Результаты вычислений для расчётного периода существования полигона как биореактора (¿=100 лет), начинающегося со 2-го и заканчивающегося 101-ым годом, представляем в виде таблицы:

В первой строке таблицы представлены расчётные скорости образования биогаза в годы с номерами «=1...101 для тех отходов, которые поступили в год с номером 1. В сороковой строке таблицы представлены расчётные скорости образования биогаза в годы с номерами п=1... 101 для тех отходов, которые поступили в год с номером 40. Каждая строка, исключая нули, представляет собой экспоненциально убывающий ряд значений скоростей образования биогаза.

На основании данных расчёта, представленных в строках таблицы, получаем итоговые кривые для каждой годовой порции поступающих отходов.

О <3 ,$> г£> г$> г§> £ £ <$> ,£> «£ <£> & ^

Время существования полигона, годы

Рис. 3. Эмиссия биогазадля случая расчётного биогазового потенциала складированных ТБО 272,64 м3/т при ежегодном расчётном поступлении 0,85 условной тонны (у.т.) отходовсисходнойплотностью Рисх,-0>2 т/м3, расчётном уплотнении за период эксплуатации 4,5 раза (плотность складированных отходов Раои,д.-Ч,9 т/м3) и с учётом объёма изолирующих слоев 15 % от объёма тела полигона;

Графики 1,2,3,4, 5, 6,7,8,9 иллюстрируют выделение биогаза для случая 1-, 5-ти, 10-ти, 15-ти, 20-ти, 25-ти, 30-ти, 35-ти и 40-летнего срока эксплуатации полигона соответственно.

Суммируя результаты в столбцах таблицы V, получаем исходные данные для построения кривых образования биогаза при различных сроках эксплуатации полигона ТБО. Результаты расчёта представлены на рис. 3.

В итоге установлены годы максимального выделения биогаза для различных сроков эксплуатации полигона.

Далее производим оценку компонентного состава и основных характеристик биогаза. На базе среднестатистических данных принимаем характерный состав биогаза по объёмным долям компонентов 0-,, объёмные %-всн4- 56 %>всо2~ 35 - 8 %,&02- 0,8 - 0,1 %,

втз- 0,1 %■

Находим плотности компонентов А, кг/м^; их молярные массы М„ кг/моль. В результате установили количество моль биогаза, содержащееся в 1 м3 биогаза, ¡А&, моль/м'б,., для принятого компонентного состава. Таким образом, //&£44,83 М0ль/М3бг-

Определяем далее возможные экстремальные температуры, развивающиеся в расчётный год максимальной эмиссии биогаза в центральной части полигона ТБО для различных толщин рабочего тела и различных сроков эксплуатации.

В рамках данного исследования решалась задача о распределении температур в центральной части полигона ТБО (в точке с координатой х=0) в год максимальной эмиссии биогаза. С этой целью использовано решение одномерной задачи для стержня с внутренними источниками тепла, равномерно распределёнными по его длине. В качестве стержня рассматривается, выделенный жирно, линейный фрагмент тела полигона длиной 21, расположенный вдоль оси х (рис. 4). Так как задача одномерная, то принимается допущение, что теплообмен со стороны боковой поверхности стержня отсутствует.

Рис. 4. Расчётная схема к решению тепловой задачи для стержня с внутренними

источниками тепла, равномерно распределёнными по его длине

Если в единицу времени на единицу объёма рабочего тела полигона ТБО выделяется количество тепла, равное то дифференциальное уравнение для распределения

температур как функции координаты х, м, и времени I, с, в применении к стержню длиной 21, м, имеет вид:

а *дх2 к '

(3)

Полагаем в этом приближении При <>0. Далее полагаем, что температура на

границах области —1<Х<1, т.е. на концах стержня х=1 и х=-1 (соответственно, вблизи основания и «верха» полигона, рис. 4), равна 0 °С. В этом случае Т, °С - это превышение темпера-

тур в рабочем теле полигона над граничной температурой, развивающееся за счет протекающих экзотермических реакций по анаэробному циклу.

В таком случае уравнение (3) дополняется граничными условиями:

и начальным условием для всех точек по длине стержня 21:

Согласно литературным данным по теплопроводности твердых тел, решение уравнения (3) при выполнении (4) и (5) возможно в аналитической форме и имеет вид:

2 К

х 32 ^ (-1)" (2п+1)ях

-г----У -С05-——-—ехр

Л л>0

21

Х(2п+1)2Л

4/

(б)

о(2п+1)3

где /, С, - время, X, М, - координата с «нулём» отсчета в середине слоя рабочего тела полигона толщиной 21, п - номера слоев, составляющих расчетное тело полигона (в нашем случае - номера фрагментов составного стержня), для упрощения считаем тело полигона нерасчле-ненным, то есть принимаем п=1,/1о, Дж/(м3'С), - средняя по объёму интенсивность тепловыделения, К, Дж/(м с град), - средняя теплопроводность материала рабочего тела; Х> М^/с, коэффициент температуропроводности, Т(х^), °С, - превышение над граничной температурой, принимаемой за «нуль» отсчета.

В свою очередь, температуропроводность определяется из соотношения.

где: - средняя теплоёмкость материала тела полигона, - средняя плот-

ность материала рабочего тела, кг/м3.

На основе среднестатистического морфологического состава отходов г. Санкт-Петербурга, автором определены средние величины расчётных параметров Ср,К,Х,А$ отходов, складированных на типовом полигоне Санкт-Петербурга (влажность отходов 64 %).

Ранее приняли р=900 кг/м3. В результате расчета получили Ср—3174,84 Дж/(кг-град),

Далее определяем величину

Нас интересует максимальный энергетический выход из 8 реакций анаэробного цикла, так как именно он может привести к развитию максимальных температур в теле полигона (реакция № 3) (таблица 3) - ДОсд4тис = 190,4 кДж/моль СН«.

Тогда максимальный энергетический выход в пересчете на моль биогаза:

где Осщ - расчетная объемная доля метана (0,56 (56 %)). Тогда ДСяг цих=190,4.0,56=340 кДж/моль биогаза.

№ п/п

Таблица 3. Основные анаэробные реакции и их энергетический выход

Химические реакции

Ср2+4Н2—»СНд+гНгО

Энергетический выход кДж

реакции,-

моль СН4

130,4

2.

4НСОО~+4РГ-»С1 Г4+2Н20+3 СО?

119,5

3.

4СО+2Н2О—»СНд+ЗСО;

190,4

СНзСОО'+ЬГ-^СНч+СО?

32,5

4СН30Н^ЗСН4+С02+2Н20

103,0

4СН3КН^+2Н,0->ЗСН4+С0;+4Ш4'

74,0

2(СНз)аКНгЧ2НгО->3 С^+СОг+гШ«»

74,0

8.

4(СНз)э№Г+6Н20-»9СН4+3 СО?+4№У

74,0

Максимальное количество теплоты с кубометра биогаза:

где - максимальный энергетический выход биореакций, пересчитанный с кДж/моль

СНд в кДж/моль биогаза, [¡ег - количество моль биогаза в 1 м3 биогаза, моль/м'бг; /'бг=44,83

моль/м3бГ.

Тогда

Расчётный удельный объём биогаза на 1 м'цоза пиковый год, Увиачитчаю», м'бУм'тво в теле полигона 0^гсг=0,9т/м3) (с учетом того, что изолирующие слои составляют 15 % объёма полигона и )

Среднеобъемное тепловыделение с 1 м3 тела полигона за пиковый год, Дж/(м3ш)'С) вычисляется по формуле:

4 _ Аббгтм т/ 0 ' 6г за пикоеШ год •

где ^ - расчетное время выделения биогаза, ^=1 год=31536000 с. Таким образом,

Для определения теоретической расчетной температуры (при граничных условиях (4) и начальном условии (5)) в центральной части полигона (в точке с координатой х=0) используем аналитическое решение (6), то есть принимаем Т^Т,-о „«р.

Фактическая температура в центральной части полигона 7i-o фат. зависит от фактической температуры на границах Tv фат • Тогда:

Для упрощения, в качестве фактической граничной температуры Тгрфа,,,,,. выбираем температуру на верхней границе как оказывающую наибольшее внешнее влияние на биохимический разогрев. Расчет температуры Тх*о факт, осуществляем для случая максимальной среднемесячной температуры (условия Санкт-Петербурга):

Тгр факт.=Тсрмес тах=17,8°С - среднеиюльская температура (наиболее тёплый месяц).

Рис 5. Максимальные расчётные температуры, развивающиеся в теле полигона в пиковые годы выделения биогаза при максимальном выходе биореакций для различных толщин рабочего тела и различных сроков эксплуатации полигона при максимальпой среднемесячной температуре воздуха в условиях Санкт-Петербурга 17,8 'С (июль)

Цифрами 1 и 2 отмечены, соответственно, нижний (10°С) и верхний (60°С) температурные пределы нормальной жизнедеятельности метаногенов, цифрой 3 - оптимальная температура их существования (35°С); цифрами 4, 5, 6,..., 12 - температурные кривые для лет максимальных эмиссий биогаза при различных сроках эксплуатации полигона: 1,5,10,..., 40 лет соответственно.

Результаты диссертационных расчетов были подтверждены в ходе натурных наблюдений на полигоне ПТО-1 г. Санкт-Петербурга и лабораторного эксперимента на установке «Биореактор», проводившихся в рамках международного проекта «Pre-Treatment and Safe Disposal of Municipal Solid Waste and Waste Water Sludge for Environmental Protection» (PSDWSEP) (Предподготовка и безопасное размещение твердых бытовых отходов и осадка сточных вод для охраны окружающей среды) по программе ЕвроКомиссии «IncoCopernicus» (Координатор проекта - Р. Штегманн (Технический Университет «Гамбург-Харбург», Германия), научный руководитель со стороны СПбГПУ-МП. Федоров), в котором участвовал автор настоящей диссертации, а также данными по исследованиям биохимических процессов с образованием биогаза на подмосковном полигоне «Кучино», по фундаментальным исследованиям метанового брожения, представленными в ряде литературных источников.

В заключении сформулированы основные выводы, в которых отражены результаты проведённых исследований.

В приложении приведены разработанные автором: 1) блок-схема основных этапов проектирования полигонов ТБО, 2) блок-схема алгоритма методики расчета теплового режима полигонов ТБО, представленная в настоящем автореферате (рис 2) и включенная в качестве составной части в блок-схему основных этапов проектирования полигонов ТБО.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

Как итог исследования, можно сформулировать следующие выводы по диссертационной работе:

1. Проведён анализ основных характеристик ТБО и способов их переработки Так как более 97 % по объему всех образующихся ТБО в России вывозится на свалки и полигоны для захоронения, и многие из них не соответствуют природоохранным требованиям, полигон ТБО выбран в качестве основного объекта исследования. Оценено воздействие полигонов ТБО на окружающую среду.

2. Исследованы факторы, влияющие на динамику процессов биохимического разложения ТБО с образованием биогаза, и на его состав. 1) количество ежегодно завозимых отходов; 2) влажность отходов, 3) климатические условия, 4) температура в теле полигона и на его границах; 5) морфологический состав отходов; 6) химический состав отходов, в том числе рН отходов и фильтрата, содержание активного углерода, соотношение углерода и общего азота (C/N), 7) плотность; 8) условия складирования отходов: площадь, объем, глубина свалки (высота складирования ТБО), 9) срок эксплуатации полигона. Как наиболее зна-

16

чимые для расчетов, выделены влажность, морфологический состав, содержание активного углерода, плотность, температура в теле полигона и на его границах, высота складирования и срок эксплуатации полигона.

3. Проведен анализ существующих математических моделей, описывающих процессы биохимического разложения, и позволяющих оценить газовый потенциал ТБО, а также моделей теплопроводности На основании проведенного анализа факторов и моделей разработана методика расчета теплового режима полигона ТБО в целях предотвращения аварийных ситуаций и их последствий для здоровья населения и экосистем прилегающих территорий.

4. Получена зависимость развития температуры в теле полигона от таких характеристик ТБО как влажность, морфологический состав, содержание активного углерода, плотность, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность. При этом учтены такие важные условия, как температура на границах, высота складирования и срок эксплуатации полигона.

5. По результатам проведённых расчетов, подтвержденных данными натурных исследований и лабораторного эксперимента, с учетом среднестатистических характеристик ТБО Санкт-Петербурга, даны рекомендации по ограничению толщины рабочего тела полигона ТБО (высоты складирования), в зависимости от развивающихся температур при различных сроках эксплуатации На основании аналитических данных, в качестве ограничительного критерия принят верхний температурный предел нормальной жизнедеятельности метано-генных микроорганизмов 60 °С.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Утилизация и хранение твердых бытовых отходов в Санкт-Петербурге // Фёдоров М.П, Черемисин А.В. Тезисы докладов научно-технической конференции студентов (в рамках 24-ой Недели науки СПбТТУ, Санкт-Петербург, 1995), с. 23.

2. Твердые бытовые отходы как источник получения биогаза // Федоров М П, Чере-мисин А В. Тезисы доклада П Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых учёных и специалистов, Санкт-Петербург, 1997, с. 37.

3. Landfills: Main Problems and Possible Ways of Their Solution // Fedorov M.P., Chere-misin A.V. Abstract of The 2nd International Youth Environmental Forum ECOBALTICA'98, St-Petersburg, 1998, p. 22.

4. Landfills. Main Problems and Possible Ways of Their Solution // Cheremisin A.V. Proceedings ofThe 2nd International Youth Environmental Forum ECOBALTICA'98, St-Petersburg,

17

1998, рр 77-82.

5. Полигоны ТБО: Главные проблемы и возможные пути их решения // Фёдоров М.П., Черемисин А В. Тезисы доклада Ш Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых ученых и специалистов, Санкт-Петербург, 1998, с. 24.

6. About Improvement of Environmental Protection Measures System in Landfills of Russia with Taking into Account the Possibility of Biogas Utilization // Cheremisin A.V. Proceedings ofthe Conference of Ecological Technology and Management, September 22-24, 1999, Kalmar, Sweden, pp 361-368.

7. Совершенствование комплекса природоохранных мероприятий для полигонов твердых бытовых отходов с учетом сбора и утилизации биогаза // Федоров М.П., Черемисин А.В. Тезисы доклада Четвёртой Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых ученых и специалистов, Санкт-Петербург, 1999, с. 24.

8. О совершенствовании системы природоохранных мероприятий на полигонах ТБО с учетом возможности утилизации биогаза // Федоров М.П., Черемисин А.В. Статья в журнале РАН «Региональная Экология» (№ 3 1999), с. 89-93.

9. Landfill as Nature Protection System and Energy Source // Cheremisin A.V. The 3rd International Youth Environmental Forum of Baltic Countries «ECOBALTICA'2000» Abstract Book, 26-30 June 2000, St-Petersburg, 2000, pp. 14-15.

10. Landfill as Nature Protection System and Energy Source // Cheremisin A.V. The 3rd International Youth Environmental Forum of Baltic Countries «ECOBALTICA'2000» Proceedings Book, 26-30 June 2000, St-Petersburg, 2001, pp 53-58.

11. Автоматизированный учебно-научный лабораторный комплекс «Биореактор» для исследования процессов биоразложения твердых бытовых отходов // Черемисин А. В , Федоров М.П, Масликов В. И. Статья в журнале РАН «Региональная экология» N3-4(17) 2001, с. 51-54.

12. Status of Russian Landfills and Legislation in Russia. // E.Yu. Negulaeva, V.P. Atrashenok, A.V. Cheremisin, (2002). In Conf Proc. for the Project Pre-Treatment and Safe Disposal of Municipal Solid Waste and Waste Water Sludge for Environmental Protection. June 20, 2002, Padova, Italy, pp. 1-12.

13 Investigation of Biochemical Processes in Municipal Solid Waste by the Tools of the Training Scientific Center of SPbSPU // A. Cheremisin, M. Meshalkina A. Vysochina. In Proc. Intern Conf. EC0BALTICA-2002. St-Petersburg, Russia, 21-23.10.2002, p. 64.

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97.

Подписано в печать Тираж

05 У ОО.

Объем в п.л. ■/. Заказ

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства СПбГПУ 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

Отпечатано на ризографе КК-2000 ЕР Поставщик оборудования— фирма "Р-ПРИНТ" Телефон: (812) 110-65-00 Факс: (812) 315-23-04

-1A5g 3

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Черемисин, Алексей Владимирович

Введение.

Глава 1. Современные технологии сбора, переработки и хранения твёрдых бытовых отходов (ТБО).

Глава 2. Полигон ТБО как биореактор - источник биогаза и тепла.

Глава 3. Методика расчёта теплового режима полигонов ТБО.

Выводы по диссертационной работе.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методика расчёта теплового режима искусственных геосистем"

Основной задачей геоэкологии является изучение изменений жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек под влиянием природных и антропогенных факторов, их охрана, рациональное использование и контроль с целью сохранения для нынешних и будущих поколений людей продуктивной природной среды. Техногенные нарушения геологической среды вызывают сложные экологические ситуации: влияют на здоровье людей, наносят ущерб животному и растительному миру, а также подвергают инженерные сооружения опасности выхода из строя.

Одной из главных причин ухудшения экологического состояния биогеосферы являются выбросы отходов в окружающую среду. Безопасное удаление отходов становится одной из важнейших проблем современного общества, от решения которой зависит здоровье людей и благоприятствование естественных биоценозов.

В диссертационной работе рассматривается проблема обращения с одним из наиболее распространённых видов отходов - твёрдых бытовых отходов (ТБО). Большая часть ТБО в России (более 97% по объёму) вывозится на свалки и полигоны для захоронения. Из-за несоблюдения природоохранных требований к технологиям складирования, наблюдается значительное загрязнение природной среды продуктами возгораний, а также биогазом и фильтратом, выделяющимися из отходов в процессе их биохимического разложения, что пагубно влияет на здоровье населения и состояние прилегающих к полигонам экосистем. Эмиссии биогаза и фильтрата приводят также к опасным ситуациям в инженерных сооружениях, коммуникациях и зданиях, граничащих с местоположениями полигонов.

Если тепло, выделяющееся при биохимическом разложении отходов, не отводится, температура массы ТБО повышается. Это может вызвать спонтанное горение. Тепловая изоляция, как правило, обеспечивается либо соседней массой нереагирующего материала, что происходит, например, при совместном складировании органических и неорганических отходов, либо слоем отходов слишком большой толщины. Пустоты, остающиеся после подземного пожара, инициируют неожиданные разрушения поверхности полигона, что опасно для людей, сооружений и строений. Таким образом, проведение тепловых расчётов для прогнозирования экстремальных температур в теле полигона является очень важным.

Большой вклад в изучение процесса теплообмена внесли Р. Дрейк, Д. Егер, Г. Карслоу, Ж.-Б. Фурье, Э. Эккерт и другие учёные. Вопросам оценки воздействия полигонов на природную среду, исследованию процессов биохимического разложения отходов посвящены работы Р.Ф. Абдрахманова, Н.Ф. Абрамова, Е.М. Букреева, Я.И. Вайсмана, О.В. Горбатюка, П.В. Дарулиса, Х.Н. Зайнуллина, А.В. Зинченко, А.Б. Лифшица, А.Н. Мирного, А.Н. Кожевниковой, В.В. Разно-щика, Е.Г. Сёмина, О. Табасарана, М.П. Фёдорова, Р. Штегманна и других авторов. Объединение опыта специалистов данных областей позволит осуществлять более достоверные исследования процессов биохимического разложения ТБО в натурных и лабораторных условиях, уточнять математические модели для прогнозирования теплового режима полигонов с учётом свойств отходов и условий их складирования.

Актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью прогнозирования теплового режима полигонов ТБО в целях предотвращения аварийных ситуаций и их последствий для здоровья населения и экосистем прилегающих территорий.

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка методики расчёта теплового режима в рабочем теле полигона для предотвращения аварийных ситуаций, возникающих вследствие экстремального биохимического разогрева.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) проведён анализ основных характеристик ТБО и методов их переработки, оценено воздействие полигонов ТБО на окружающую среду;

2) проанализированы факторы, влияющие на динамику процессов биоразложения ТБО с образованием биогаза и на его состав;

3) выявлена связь между процессами биоразложения и развитием теплового режима в теле полигона;

4) проанализированы математические модели, описывающие процессы образования биогаза, а также модели теплопроводности;

5) обоснована необходимость математического моделирования теплового режима полигонов и свалок ТБО;

6) на основании проведённого анализа факторов и математических моделей разработана методика расчёта теплового режима, и по результатам расчёта дан прогноз развития экстремальных температур в теле полигона в соответствии с составом и свойствами ТБО, характерными для полигонов Санкт-Петербурга, с учётом температурных пределов существования анаэробных метано генных микроорганизмов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке методики расчёта теплового режима в рабочем теле полигона ТБО, учитывающей:

- зависимость температуры в теле полигона от совокупности таких характеристик ТБО как: влажность, морфологический состав, содержание активного углерода, плотность, теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность;

- зависимость интенсивности биохимических процессов, года максимальной эмиссии биогаза и температуры в теле полигона от срока его эксплуатации, толщины рабочего тела (высоты складирования) и температуры окружающей среды;

- взаимообусловленность энергетического выхода анаэробных биореакций, количества и состава образующегося биогаза, величины среднеобъёмного тепловыделения и температурного режима полигона;

- температурные пределы нормальной жизнедеятельности метаногенных микроорганизмов.

Практическая значимость.

Разработанная методика позволяет осуществлять тепловые расчёты полигонов, целями которых являются:

1) прогноз развития экстремальных температур в зависимости от состава и свойств ТБО, а также условий их складирования;

2) выработка требований и рекомендаций по предотвращению аварийных ситуаций (пожаров и разрушений) и снижению негативного воздействия на здоровье населения и природные экосистемы от эмиссий биогаза и возгораний отходов: а) по ограничению толщины рабочего тела, б) по корректировке технологической схемы полигона на стадии его проектирования, в) по принятию решений о проектировании газосборных систем и проведению других природоохранных мероприятий.

Методика может использоваться при проектировании защитных систем полигонов.

На защиту выносятся: 1) основные положения методики расчёта теплового режима полигонов ТБО; 2) результаты расчётов по разработанной методике для условий полигонов Санкт-Петербурга.

Достоверность научных результатов и основных выводов подтверждается хорошим соответствием полученных автором теоретических (расчётных) результатов и данных практических наблюдений на полигонах ТБО, проверкой разработанной методики с помощью лабораторного моделирования процесса биохимического разложения ТБО на экспериментальной установке «Биореактор».

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации заключается в самостоятельной разработке методики расчёта теплового режима полигонов ТБО, выполнении по ней конкретных вычислений, участии в лабораторном эксперименте. Автором также разработаны: классификация видов воздействий полигонов ТБО на природную среду, здоровье населения и инженерные сооружения; блок-схема основных этапов проектирования полигонов ТБО.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, представлены и обсуждены на Научно-технической конференции студентов (в рамках 24-ой Недели науки СПбГТУ, Санкт-Петербург, 1995), Второй, Третьей и Четвёртой Санкт-Петербургских Ассамблеях молодых учёных и специалистов (Санкт-Петербург, 1997, 1998,1999), Втором, Третьем и Четвёртом

Международных молодёжных экологических форумах «ЭКОБАЛТИКАЛ998», «ЭКОБАЛТИКА'2000», «ЭКОБАЛТИКА'2002» (Санкт-Петербург, 1998, 2000, 2002), на Международном Семинаре по управлению отходами и окружающей среде (г. Кальмар, Швеция, 22-26 сентября 1999 г.), на конференции по международному проекту «Предподготовка и безопасное размещение твёрдых бытовых отходов для защиты окружающей среды» программы ЕвроКомиссии «IncoCoper-nicus» (Падуя, Италия, 2002).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 112 страницах машинописного текста, включает 15 таблиц и 23 рисунка. Список использованной литературы содержит 141 наименование.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Черемисин, Алексей Владимирович

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

Как итог исследования, можно сформулировать следующие выводы по диссертационной работе:

1. Проведён анализ основных характеристик ТБО и способов их переработки. Так как более 97% по объёму всех образующихся ТБО в России вывозится на свалки и полигоны для захоронения, и многие из них не соответствуют природоохранным требованиям, полигон ТБО выбран в качестве основного объекта исследования. Оценено воздействие полигонов ТБО на окружающую среду.

2. Исследованы факторы, влияющие на динамику процессов биохимического разложения ТБО с образованием биогаза, и на его состав: 1) количество ежегодно завозимых отходов; 2) влажность отходов; 3) климатические условия; 4) температура в теле полигона и на его границах; 5) морфологический состав отходов; 6) химический состав отходов, в том числе рН отходов и фильтрата, содержание активного углерода, соотношение углерода и общего азота (C/N); 7) плотность; 8) условия складирования отходов: площадь, объем, глубина свалки (высота складирования ТБО); 9) срок эксплуатации полигона. Как наиболее значимые для расчётов, выделены влажность, морфологический состав, содержание активного углерода, плотность, температура в теле полигона и на его границах, высота складирования и срок эксплуатации полигона.

3. Проведён анализ существующих математических моделей, описывающих процессы биохимического разложения, и позволяющих оценить газовый потенциал ТБО, а также моделей теплопроводности. На основании проведённого анализа факторов и моделей разработана методика расчёта теплового режима полигона ТБО в целях предотвращения аварийных ситуаций и их последствий для здоровья населения и экосистем прилегающих территорий.

4. Получена зависимость развития температуры в теле полигона от таких характеристик ТБО как влажность, морфологический состав, содержание активного углерода, плотность, теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность. При этом учтены такие важные условия, как температура на границах, высота складирования и срок эксплуатации полигона.

5. По результатам проведённых расчётов, подтверждённых данными натурных исследований и лабораторного эксперимента, с учётом среднестатистических характеристик ТБО Санкт-Петербурга, даны рекомендации по ограничению толщины рабочего тела полигона ТБО (высоты складирования), в зависимости от развивающихся температур при различных сроках эксплуатации. На основании аналитических данных, в качестве ограничительного критерия принят верхний температурный предел нормальной жизнедеятельности метаногенных микроорганизмов - 60 °С.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ:

1. Утилизация и хранение твёрдых бытовых отходов в Санкт-Петербурге // Фёдоров М.П., Черемисин А.В. Тезисы докладов научно-технической конференции студентов (в рамках 24-ой Недели науки СПбГГУ, Санкт-Петербург, 1995), с. 23.

2. Твёрдые бытовые отходы как источник получения биогаза // Фёдоров М.П., Черемисин А.В. Тезисы доклада II Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых учёных и специалистов, Санкт-Петербург, 1997, с. 37.

3. Landfills: Main Problems and Possible Ways of Their Solution // Fёdorov M.P., Cheremisin A.V. Abstract of The 2nd International Youth Environmental Forum ECOBALTICA'98, St-Petersburg, 1998, p. 22.

4. Landfills: Main Problems and Possible Ways of Their Solution // Cheremisin A.V. Proceedings of The 2nd International Youth Environmental Forum ECOB ALTICA'98, St-Petersburg, 1998, pp. 77-82.

5. Полигоны ТБО: Главные проблемы и возможные пути их решения // Фёдоров МП., Черемисин А.В. Тезисы доклада III Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых учёных и специалистов, Санкт-Петербург, 1998, с. 24.

6. About Improvement of Environmental Protection Measures System in Landfills of Russia with Taking into Account the Possibility of Biogas Utilization // Cheremisin A.V. Proceedings of the Conference of Ecological Technology and Management, September 22-24, 1999, Kalmar, Sweden, pp. 361-368.

7. Совершенствование комплекса природоохранных мероприятий для полигонов твёрдых бытовых отходов с учётом сбора и утилизации биогаза // Фёдоров М.П., Черемисин А.В. Тезисы доклада Четвёртой Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых учёных и специалистов, Санкт-Петербург, 1999, с. 24.

8. О совершенствовании системы природоохранных мероприятий на полигонах ТБО с учётом возможности утилизации биогаза // Фёдоров М.П., Черемисин А.В. Статья в журнале РАН «Региональная Экология» (№ 3'1999), с. 89-93.

9. Landfill as Nature Protection System and Energy Source // Cheremisin A.V. The 3rd International Youth Environmental Forum of Baltic Countries «ECOBALTICA'2000» Abstract Book, 26-30 June 2000, St-Petersburg, 2000, pp. 1415.

10. Landfill as Nature Protection System and Energy Source // Cheremisin A.V. The 3rd International Youth Environmental Forum of Baltic Countries «ECOBALTICA'2000» Proceedings Book, 26-30 June 2000, St-Petersburg, 2001, pp. 53-58.

11. Автоматизированный учебно-научный лабораторный комплекс «Биореактор» для исследования процессов биоразложения твердых бытовых отходов // Черемисин А. В., Федоров М. П., Масликов В. И. Статья в журнале РАН «Региональная экология» N3-4(17) 2001, с. 51-54.

12. Status of Russian Landfills and Legislation in Russia. // E.Yu. Negulaeva, V.P. Atrashenok, A.V. Cheremisin, (2002). In Conf Proc. for the Project Pre-Treatment and Safe Disposal of Municipal Solid Waste and Waste Water Sludge for Environmental Protection. June 20, 2002, Padova, Italy, pp. 1-12.

13. Investigation of Biochemical Processes in Municipal Solid Waste by the Tools of the Training Scientific Center of SPbSPU // A. Cheremisin, M. Meshalkina A. Vysochina. In: Proc. Intern. Conf. ECOBALTICA-2002. St-Petersburg, Russia, 2123.10.2002, p. 64.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Черемисин, Алексей Владимирович, Санкт-Петербург

1. Абрамов Н. Ф., Проскуряков А. Ф. Сбор и утилизация биогаза на полигонах твёрдых бытовых отходов. // Благоустройство и санитарное содержание населённых мест: Обзорная информация / ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР. М., 1989. Вып. 1(30). 40 с.

2. Авхименко М. М. Свалки ТБО: Эколого-гигиенические проблемы: Обзорная информация / ВИНИТИ «Научные и технические аспекты ООС». М., 1995. №5. С. 51-60.

3. Алекин О. А. Основы гидрохимии. JL: Гидрометеоиздат, 1970. 444 с.

4. Артёмов Н.И., Середа Т.Г., Костарев С.Н., Низамутдинов О.Б. Технологии автоматизированного управления полигоном твёрдых бытовых отходов / Научно-исследовательский институт управляющих машин и систем. Пермь, 2003.-266 с.

5. Баскаков А. П., Мацнев В. В., Расколов И. В. Котлы и топки с кипящим слоем. М.: Энергоатомиздат, 1996. 352 с.

6. Бенъямовский Д. Н., Левин Б. И. Термическая переработка твердых бытовых отходов и экономия топливных ресурсов в крупных городах. М.: МГЦНТИ, 1982. 22 с.

7. Билькенрот К. Д., Калъданацци О., Юрген X., Хайльман М. Зашита мусорных полигонов с помощью озокерита и полимерных силикатов // Метроном. 1992. №2. С. 65-66.

8. Биогаз: проблемы и решения. // Итоги науки и техники. Сер. «Биотехнология». / М.: ВИНИТИ. 1988. Т. 21. 177 с.

9. Бочаров В. Л., Селезнева В. Н., Косинова И. И. Очистительные возможности песчано-глинистых пород для техногенных вод металлургического производства // Минералого-геохимические аспекты охраны окружающей среды. СПб.: ВМО, 1990. С. 48-50.

10. Брукнер Ф., Буль Ю. Ситуационное санирование загрязнений летучими хлорированными углеводородами путем отсасывания почвенного воздуха // Метроном. 1992. № 1. С. 77-78.

11. Вейвер К; Коад Р., Макинтош К. Противофильтрационная завеса в борьбе с опасными отходами // Строительство в США. 1992. № 7. С. 27-29.

12. Горбатюк О. В. и др. Свалка твёрдых бытовых отходов газовое месторождение / Городское хозяйство. - 1973. - № 5.

13. Горбатюк О. В., Лифшиц А. Б. и др. Утилизация биогаза полигонов ТБО // Проблемы больших городов: Обзорная информация / М.: МГЦНТИ. 1988. Вып. 10. 17 с.

14. Горянков Ю. А., Калаев X. Г., Лапидус А. А. Строительство крупных объектов с освоением городских территорий, занятых свалками // Известия академии промышленной экологии. М. 1997. № 1. С. 18-19.

15. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской федерации в 1995 году» // газ. «Зеленый мир». М. № 24, 26, 27, 28, 29. 1995.

16. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Башкортостан. Уфа: МЧС и экобезопасности, 1997. 229 с.

17. Грибанова Л. П., Вовк Л. А. Влияние полигонов ТБО на природную среду // ЖиКХ, 1989. № 1. С. 33-34.

18. Даниэл Д., Корнер Р. Облицовка хранилищ отходов: от поверхности до дна// Строительство в США. 1992. № 3. С. 19-21.

19. Дарулис П.В. Отходы областного города. Сбор и утилизация. Смоленск, 2000. - 520 с.

20. Диоксины в окружающей среде. Научный доклад по загрязнениям № 27. Лондон: Её Величества правительственное издательство, 1990. 130 с.

21. Диоксины: экологические проблемы и методы анализа / ИППЭиП. Уфа,1995. 360 с.

22. Долгарев А. В. Вторичные сырьевые ресурсы в производстве строительных материалов. М.: Стройиздат, 1990. 456 с.

23. Ежегодник качества поверхностных вод. 1990 год. Обнинск: ВНИИГ-МИМЦД, 1991.466с.

24. Зайнуллин X. Н., Абдрахмапов Р. Ф., Савичев Н. А. Утилизация промышленных и бытовых отходов: (На примере Уфимской городской свалки). -Уфа, УНЦ РАН, 1997. 234 с.

25. Заявка 4131743 ФРГ, МКИ Е 02 D 31/00/ Комбинация материалов для герметизации оснований полигонов и дорожного строительства. Telge Peter. № 4131743.2; заявл. 29.4.91; опубл. 1.4.93.

26. Зинченко А.В. Международная методика инвентаризации выбросов парниковых газов. Справочно-методическое пособие. СПб.: НПК «Атмосфера» при ГГО им. А.И. Воейкова, 2003. 100 с.

27. Ишков А. Г. Московский мусор; состояние, проблемы, перспективы // Метроном. 1993. № I. С. 17-20.

28. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.

29. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твёрдых тел (Пер. с англ.). М.: Наука, 1964. 488 с.

30. Kama P., Утино А., Исикава Я. Оборудование для обработки измельченных отходов: продление срока службы полигона для захоронения // Ebaza Ji-hoEbaza Eng. Rev. 1994. № 163. С. 46-50 // ЭИ ВИНИТИ. «Ресурсосберегающие технологии». 1995. № 7.

31. Каталог. Технология и оборудование для очистки и обезвреживания сточных вод и газовых выбросов гальванических производств. М.: ВИМИ. 1992.1. 112 с.

32. КейДж., Лэби Т. Таблицы физических и химических постоянных (Пер. с англ.). Справочник. М., 1962.

33. Концепция Российской государственной программы «Отходы». М.: Минэкология, ИППЭиП, 1992. 98 с.

34. Крайнев С. Р., Швец В. М. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. М.: Недра, 1987. 237 с.

35. Лебедева А. Н., Лаврик О. Л. Природоохранное законодательство развитых стран // Аналит. обзор РАН Сиб. отд. ГПНТБ в 3 ч., Ч. 3: Экологическая политика. Новосибирск. 1993.256 с.

36. Лебедев В. С., Кожевникова А. И. Объекты захоронения городских бытовых отходов как источник атмосферного метана // Экологическая химия, 1995. № 4. С. 49-60.

37. Левин Б. П. Использование твёрдых бытовых отходов в системах энергоснабжения. М., Энергоиздат, 1982. - 88 с.

38. Мазур И. И., Молдаванов О. И. Курс инженерной экологии: Учебник для вузов / Под ред. И. И. Мазура М.: Высш. Шк., 1999. - 447 е.: ил.

39. Майстренко В. Н., Хамитов Р. 3., Будников Г. К. Эколого-аналити-ческий мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996. 319с.

40. Малашенко Ю. Р., Романовская В. А. и др. Метанокисляющие микроорганизмы. М., 1978 г.

41. Материалы Датско-Российского семинара по переработке отходов. Смоленск, 1992. 97 с.

42. Материалы научно-практического семинара «Захоронение отходов; Санитарные аспекты и влияние на окружающую среду». СПб., 1995. 58 с.

43. Матросов А. С. Проблемы санитарной очистки города Москвы // Известия Академии промышленной экологии. 1997. № 1. С. 10-12.

44. Метод осушения концентрата дренажных вод // Метроном. 1993. № 2.1. С.57.

45. Мирный А. Н., Абрамов Н. Ф., Беньямовский Д. Н. и др. Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник. М.: Стройиздат, 1990. 413 с.

46. Мирный А. Н., Абрамов Н. Ф., Никогосов X. Н. и др. Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник. М.: Стройиздат, 1997. 318 с.

47. Монтелеон М. Свалка: качество обделки // Строительство в США, 1990. №7. С. 16-17.

48. Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки // Аналит. обзор. ГПНТБ СО РАН. Новосибирск, 1995. 156 с. (Сер. «Экология»; Вып. 39).

49. Некрасов В. Г., Горзиб И. М. Твёрдые бытовые отходы и проблемы их утилизации // Промышленная энергетика, 1992, № 2, с. 46-48.

50. Ножевникова А. Н., Елютина Н.Ю. и др. Образование метана микрофлорой грунта полигона твёрдых бытовых отходов // Микробиология. 1989. Т. 58. Вып. 5. С. 859-863.

51. Опыт и проблемы захоронения твердых бытовых отходов // ЭИ. Сер. «Благоустройство и санитарное содержание населенных мест». Вып. 21 (39) АКХ им. Памфилова, 1990. 7 с.

52. Отчет о проведении исследований о возможности сбора биогаза на полигоне твердых бытовых отходов «Кучино». М.: АКХ им. К.Д. Памфилова, 1991. 153 с.

53. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1997 году: Обзор / Под редакцией А.С.Баева, Н.Д.Сорокина. СПб., 1998. 306 с.

54. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году: Обзор / Под редакцией А.С.Баева, Н.Д.Сорокина. СПб., 1999. 520 с.

55. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2001 году: Обзор / Под редакцией Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., 2002. 452 с.

56. Павлова Л. И. Из чего делают «границу» // Коммерческий вестник, 1995. №7-8.

57. Патент США 08/405, 245 Process for Treatment of Waste Products, 1995.

58. Патент 4143108 ФРГ, МЕСИ С 09 К 3/10, Е 02 D 19/16, В 09 В 1/00 Минеральный противофильтрационный материал; заявл. 24.12.91; опубл. 1.7.93.

59. Патент 4222969 ФРГ. МКИ D 06 N 7/00/ Герметизация полигона. Mohr Р. № 4222969; заявл. 13.7.92; опубл. 24.6.93.

60. Патент 397263 Австрия, МКИ Е 02 D 3/12/ Schiveizer М. Narath N. Способ герметизации оснований и/или боковых откосов и герметизирующий материал для осуществления способа. № 1471/89; заявл. 15.6.89; опубл. 25.3.94.

61. Патент 38947413 Австрия, МКИ В 098 3/00. Применение минеральных добавок для санирования упорядоченных свалок с твердыми или пастообразными отходами.

62. Патент № 3729653.1 ФРГ, МКИ В 09 В1/00 Способ и устройство для защиты окружающей среды от фильтрационных вод, образующихся на свалках отходов; заявл. 4.9.87; опубл. 16.3.89.

63. Патент 4204974 ФРГ, МКИ Е 02 В 11/00/ Дренажный слой для герме-газации полигона, в частности, из гравия. Friesecke Gerhart. №4204974.1; заявл. 19.2.92; опубл. 26.8.93.

64. Патент 260056 ГДР, МКИ С 02 F 9/00. Способ обработки и устранения фильтрационной воды, образующейся на свалках отходов; заявл. 3.5.83; опубл. 12.11.84.

65. Паули X., Айхер X. Электроэнергия и тепло из отходов. В журнале «Gas-Wasser-Abwasser, 1986, Bd, 66, Н.4, S 235-240.

66. Пермяков Б. А., Пермяков А. Б. Опыт сжигания бытовых отходов в котельных установках // Известия Академии промышленной экологии. 1997. № 1. С. 56-58.

67. Питъева К. Е. Гидрогеологические аспекты охраны геологической среды. М.: Наука. 1984. 221 с.

68. Полимерный противофильтрационный экран для полигонов захоронения токсичных промышленных отходов // Томский межотрасл. территор. центр науч.-техн. информации и пропаганды, 1991. (Инф. листок № 22291).

69. Политика в отношении отходов ЕЭС. Стратегия сообщества по управлению отходами // Techn., Sci., Meth. 1991. № 1. P. 9-15.

70. Попов В. Г., Абдрахманов Р. Ф., Тугуши И. Н. Обменно-адсорбцион-ные процессы в подземной гидросфере / БНЦ УрО РАН. Уфа, 1992. 156 с.

71. Порядин А. Ф. Проблема бытовых отходов и пути ее решения // Известия Академии промышленной экологии. 1997. № 1. С. 3-6.

72. Посохов В. Е. Общая гидрохимия. JL: Недра, 1975. 208 с.

73. Пояснительная записка к проекту полигона твёрдых бытовых отходов г. Тосно. Л-д.: Управление коммунального хозяйства Леноблисполкома. Проектный институт Леноблпроект, 1985.

74. Прокопов В. А., Толстопяшова Т. В., Мактаз Э. Д. Пути решения очистки фильтрата свалки ТБО г. Киева // Химия и технология воды. 1995. № 1. Т. 17. С. 44-50.

75. Разнощик В. В. Проектирование и эксплуатация полигонов для твёрдых бытовых отходов. М.: Стройиздат, 1981. 104 с.

76. Разнощик В. В. Региональные системы санитарной очистки городов. Проблемы больших городов: Обзорная информация / МГЦНТИ, 1982. Вып. 6. 27 с.

77. Ройле В. Компактная биология и ориентированная на дренажные воды мембранная ступень //Метроном. 1993. № 1. С. 53-57.

78. Романов М. Ф., Фёдоров М. П. Математические модели в экологии. -СПб.: «Иван Фёдоров», 2003, 240 е.: ил.

79. Скворцов Л. С., Варшавский В. Я., Николадзе Г. И. и др. Очистка сильно загрязненных стоков от полигонов захоронения твердых бытовых отходов // Экватек-96. М„ 1996. С. 373-374.

80. СНИП 2.04.08-87. Газоснабжение. ГСК СССР. М„ 1988.

81. Стоки городских свалок: обработка стоков обратным осмосом / Рекламный проспект фирмы ROCHEM, 1997.

82. Технологический регламент получения биогаза с полигона твёрдых бытовых отходов. -М.: АКХ им. К. Д. Памфилова, 1990. 21 с.

83. Титов А. П., Кривеча С. Е., Беспамятное Г. П. Обезвреживание промышленных отходов. М.: Стройиздат, 1980. 79 с.

84. Федоров Л. А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. М.: Наука, 1993. 266 с.

85. Форстер К. Ф., Вейз Д. А. Дж. Экологическая биотехнология: Пер. с англ./Под ред. К. Ф. Форстера, Д. А. Дж. Вейза. Д.: Химия, 1990. - Пер. изд.: Великобритания, 1987. - 384 е.: ил.

86. Хамитов Р. 3. Проблемы охраны окружающей среды в Республике Башкортостан // Экологические проблемы регионов России. Республика Башкортостан. М.: ВИНИТИ, 1997. С. 5-22. (Инф. вып. № 4).

87. Холенберг Т., Холътман А., Леве Д. Дополнительная изоляция основания с использованием проведения подсечного штрека // Метроном. 1993. № 1. С. 65-68.

88. Хольц Ф. Самая современная установка для очистки дренажных вод на мусорном полигоне Дамсдорф // Метроном. 1992. № 45. С. 25-29.

89. Чередниченко В. С., Казанов А. М, Аньшаков А. С. и др. Современные методы переработки твёрдых бытовых отходов // Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 1995. 55 с.

90. Чу гаев Р. Р. Гидравлика. Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1980. 672 с.

91. Шестаков В. JI. Динамика подземных вод. М.: Изд-во МГУ, 1979. 368с.

92. Экзаръян В. Н., Ковалёва О. Н. Автоматизированная информационная система для решения геолого-экологических задач // Математические методы и автоматизированные системы в геологии: Обзорная информация // М.: ВИЭМС. 1988. Вып. 7. 66 с.

93. Эккерт Э. Р., Дрейк Р. М. Теория тепло- и массообмена (Пер. с англ.). Под ред. акад. АН БССР А. В. Лыкова. М., Л., 1961. 680 с.

94. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге в 1996 году (Аналитический обзор)/ Под ред. А. С. Баева, Н. Д. Сорокина. С-Пб, 1997. 171 с.

95. Экологические проблемы регионов России. Московская область. М.: ВИНИТИ. 1997. 120 с. (Инф. выпуск № 5).

96. Эллен Р. Богардус. Перспективы широкого внедрения установок для получения биогаза. В журнале: «Waste management and Research», 1985, March, pp. 79-82.

97. Bald A., Behle В., Charlier Y. // VGB Kraftwerkstechnik. 1990. - № 1.

98. California State Water Pollution Control Board, Report on the Investigation of leaching of a Sanitary Landfill. Sacramento, 1954. - Publication № 10.

99. Characterization of Municipal Solid Waste. USEPA, March, 1988; 1990 UPDATE.

100. Deutschland. Политика, культура, экономика и наука. D21251F N1, февраль 1997 RU.

101. Dichten zum Schutz der Umwelt // Bd: Baumaschinendienst. 1989. 25, № 10. P. 838. (Уплотнение для защиты окружающей среды // РЖ 72. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. 1990. № 3. С. 116).

102. Dregger Ch. Pflanzen reinigen Deponiesickerwasser // Unwelt. 1989. 19, № 6. S. 322, 325, 327. (Растения очищают инфильтрационные воды в зонах свалок // РЖ 72. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. 1989. № 12. С. 145).

103. Erste Umweltgerechte Deponie in Leipzig // BW: Bauwirtschaft. 1993. 47, № 11. S. 34. (Первая соответствующая требованиям защиты окружающей среды свалка в г. Лейпциг // РЖ 72. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. 1994. № 5. С. 114).

104. Exercises in Waste Management and Recovery / By L. Thomeby, W. Hogland, M. Gomes // Lund University, University of Kalmar. Kalmar/Lund, 1998. 90 pp.

105. Fuchsberger M„ Henogi O., Schonsterin K. Sanierung einer kommunales Mtilldeponie // Entsorg. Prax. 1993. № 12. S. 20. 22. 24. (Обезвреживание городской свалки бытового мусора // РЖ 85. Технологические аспекты ООС. 1994. № 6. С. 16).

106. Hening A. Verfahren skombinationen // Entsorg. Prax. 1989. Spez. № 9. P. 19-22. (Очистка дренажных сточных вод // РЖ 83. Охрана и улучшение городской среды. 1990. № 11. С. 29).

107. John G. Pacey, Jozeph P. De Gier. The factors influencing landfill gas production. Proceeding of a conference 28th 31st October 1986, West Midlands, United Kingdom.

108. Lahl Uwe. Dauerbrenner mull // Dsch. Bavzt. 1990. - Bd. 129, № 9.

109. Landfill Techniques. The Technical Brief The World Resource Foundation. 1995. 8 p. (ЭИ ВИНИТИ Ресурсосберегающие технологии. 1995. № 21).

110. Landfilling. Compendium. (First Edition) / Ed.: W. Hogland // Division of Waste Management and Recovery; Department of Water Resources Engineering; Lund Institute of Technology; Lund University. 1996. 208 pp.

111. Merz R. С. and Stone R. Special Studies of a Sanitary Landfill. Washington: USHEW, 1970.

112. National Incinerator Testing and Evaluation Program: The Environmental Characterization of Refusederived Fuel (RDF) Combustion Technology. MidConnecti-cut Facility, Hartford. Connecticut. Research and Development. EPA600/R94140. December 1994.

113. Neno D. Under Cover // Civ. Eng. (USA). 1994. 64, № 2. P. 70-71. (Под покрытием // РЖ 72. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. 1995. №6. С. 107).

114. Reporting on Municipal Solid Waste; A Local Issue. US CPE, EPA 530K93002, September, 1993. 82 p.

115. Research and Development. US JPE, EPA600/R94140, December, 1994136 p.

116. Sickenberger B. Die Deponie des 21 Jahrhunderts // Entsorg / Prax. 1993. № 5. P. 198-299. (Свалка 21 века II РЖ 72. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. 1994. № 2. С. 102).

117. Stegmann R. Anaerobe Sickerwasserbehanddlung // Entsorg. Prax. 1989. Spez. № 9. P. 24-26, 28-29. (Анаэробная обработка дренажных вод // РЖ 83. Охрана и улучшение городской среды. 1990. № 11. С. 29).

118. Waste // European Environment Agency. EUROPE'S ENVIRONMENT. The Dobris Assessment. Edited by Stannezs and Philippe Bourdean. Copenhagen. 1995. P.342-358.