Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Повышение экологической безопасности полигонов твердых бытовых отходов путем оптимизации производства биогаза
ВАК РФ 03.00.16, Экология
Автореферат диссертации по теме "Повышение экологической безопасности полигонов твердых бытовых отходов путем оптимизации производства биогаза"
□ □3473 162
На правах рукописи
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА
Специальность 03.00.16 - Экология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Уфа - 2009
003473162
Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.
Научный руководитель
доктор технических наук, профессор Ягафарова Гузель Габдулловна.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Чертес Константин Львович;
доктор технических наук Минигазимов Наил Султанович.
Ведущая организация
ГУЛ «Институт нефтехимпереработки РБ>
Защита состоится «13» мая 2009 года в 14-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.03 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.
Автореферат разослан «о?> апреля 2009 года.
Ученый секретарь диссертационного совета —Абдульминев К.Г.
Общая характеристика работы
Современные тенденции развития энергетики в мире и России благоприятны для расширения использования в энергетическом балансе различных видов возобновляемых энергетических ресурсов. Твердые бытовые отходы (ТБО), образующиеся в большом количестве и часто не находящие хозяйственного использования, являются постоянно возобновляемыми вторичными энергетическими ресурсами и представляют интерес, прежде всего, для местной энергетики. Они обладают сравнительно высоким энергетическим потенциалом и достаточно эффективно могут конвертироваться в топливо и энергию. Использование отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов является важной составной частью энергосбережения, а также способствует снижению загрязнения окружающей среды.
Основным способом обращения ТБО в настоящее время является депонирование на полигоне, которое широко практикуется во всем мире. Прогноз развития ситуации показывает, что в силу сложившихся экономических условий данная тенденция будет сохраняться ближайшие 10-15 лет. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биохимическому разложению, которое вызывает, в частности, генерацию свалочного биогаза (СБ). Эмиссии СБ, поступающие в природную среду, формируют негативные эффекты как локального, так и глобального характера.
По этой причине во многих развитых странах мира осуществляются специальные мероприятия по минимизации эмиссии СБ (обустройство системой дегазации, применение наружного изоляционного экрана и др.). Это фактически привело к возникновению самостоятельной отрасли мировой индустрии, которая включает добычу и утилизацию СБ. В связи с этим повышение экологической безопасности полигонов ТБО приобретает приоритетное значение в системе управления отходами.
Несмотря на большое количество проводимых в России и за рубежом исследований по оценке состояния полигонов ТБО и их воздействия на окружающую среду следует отметить, что в основном они имеют разноплановый характер и направлены на решение частных задач и трудно поддаются систематизации.
В то время как полигон ТБО образует с окружающей средой единую динамичную природно-техногенную систему (ПТС) с постоянно меняющимися и труднопрогнозируемыми параметрами, уникальную в каждом конкретном случае.
Актуальность темы диссертационной работы определяется формированием комплексного подхода обеспечения экологической безопасности полигона ТБО как ПТС с производством биогаза.
Целью диссертационной работы является совершенствование производства биогаза экобезопасной природно-техногенной системы «Полигон ТБО».
Для достижения поставленной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
1 Смоделировать процесс образования биогаза в лабораторных условиях в зависимости от температуры (0, влажности (\У), содержания органического углерода (С0бщ.), кислотности среды (рН), окислительно-восстановительных условий
(гН2).
2 Спрогнозировать период максимального выделения метана в составе биогаза в зависимости от длительности эксплуатации полигона ТБО.
3 Интенсифицировать процесс образования метана в составе биогаза из ТБО.
4 Оценить влияние инициирующего слоя в толще отходов на изменение полезной вместимости полигона ТБО.
5 Выявить этапы биодеструкции органогенов ТБО в аэробных и анаэробных условиях полигона.
6 Разработать алгоритм многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействий ПТС «Полигон ТБО» на окружающую среду.
7 Разработать технологическую схему получения биогаза в условиях ПТС «Полигон ТБО».
Достоверность научных положений и результатов проведенных исследований подтверждается применением современных методов теоретических и экспериментальных исследований, планированием необходимого объема экспериментов, сравнением полученных результатов с результатами работ других авторов в близких областях исследований, высокой сходимостью модельных и экспериментальных данных, положительным опытом практической реализации результатов исследований.
Методы исследования включали: анализ известных научных и технических результатов, изучение проектно-сметной, технологической и отчетной документации, натурные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа, моделирование изучаемых процессов, лабораторные и опытно-промышленные исследования.
Научная новизна работы:
- смоделирован процесс получения биогаза, который позволяет спрогнозировать динамику образования метана в зависимости от длительности эксплуатации полигона ТБО;
- предложен состав инициирующего слоя для интенсификации процесса образования метана в составе биогаза, представляющий собой смесь компонентов: отхода производства кормов (пыли комбикормовой) - 85-93 % масс., витаминов -0,01 - 0,02 % масс., М:Р:К - комплекса минеральных удобрений - ОД - 0,2 % масс., известковой крошки - 3 - 5 %, биопротектора - глутамата - 1 - 1,5 % масс., инокулята аборигенной микрофлоры с плотностью по микроорганизмам 1*Ю10-6*1012 кл/мл - 3 - 5 % масс.;
- достигнута значительная усадка массива отходов на 20-25 % масс, в результате применения разработанного инициирующего слоя в количестве 5-7 % масс., что позволяет увеличить полезную вместимость полигона ТБО;
- выявлено, что биодеградацию органогенов полигона ТБО в аэробных и анаэробных условиях можно представить двухстадийно: в ацетогенной и метаногенной фазах, которым соответствуют специфические абиотические условия среды и структура микробиоценоза;
- разработан алгоритм многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействий ПТС «Полигон ТБО» на окружающую среду, основанный на принципе комплексной экологической защиты ПТС «Полигон ТБО» с производством биогаза.
Практическая значимость и реализация результатов работы
1 Методика получения СБ в лабораторных условиях позволяет определить влияние различных факторов на процесс образования метана в составе биогаза.
2 Способ интенсификации образования метана в составе биогаза апробирован в опытно-промышленных условиях на полигоне п. Бакалы Республики Башкортостан.
3 Показана возможность интенсификации, извлечения, осушки и последующего использования биогаза ПТС «Полигон ТБО» с помощью разработанной технологической схемы получения биогаза.
4 Результаты исследований могут быть использованы на объектах депонирования ТБО в условиях Республики Башкортостан и близлежащих регионов.
5 Материалы диссертационной работы использованы кафедрой «Прикладная экология» Уфимского государственного нефтяного технического университета в курсах лекций и лабораторных работах по дисциплинам «Экологическая биотехнология», «Основы безотходных производств», а также при курсовом и дипломном проектировании при подготовке инженеров-экологов по специальности 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».
На защиту выносятся:
- способ получения биогаза из ТБО, позволяющий регулировать основные параметры процесса: температуру, влажность, время разложения, содержание органического углерода, кислотность среды, окислительно-восстановительные условия;
- результаты экспериментальных исследований, характеризующие изменение содержания метана в составе биогаза от компонентного состава отходов, содержания органического углерода, температуры, влажности, кислотности среды и окислительно-восстановительных условий, образующихся при биодеструкции ТБО;
- способ интенсификации образования метана в составе биогаза с помощью разработанного инициирующего слоя;
- алгоритм многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействий ПТС «Полигон ТБО» на окружающую среду, основанный на принципе комплексной экологической защиты ПТС «Полигон ТБО».
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на II Всероссийском конкурсе научных студенческих работ «Биотехнология - охране окружающей среды», Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, май 2005; II Международной конференции «Стратегия развития минерально-сырьевого комплекса в XXI веке», Москва, 2006; XI Международном симпозиуме студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр»,
Томск, 2007; Первой Всероссийской научно-технической конференции «Альтернативные источники химического сырья и топлива», Уфа, 2008.
Публикации. Основные научные результаты, исследований по теме диссертации изложены в 18 публикациях, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК; получено положительное решение на выдачу патента РФ по заявке № 2008103044 от 26.01.2008.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, библиографического списка из 235 наименований и приложений. Работа изложена на 178 страницах машинописного текста, включает 28 таблиц и 36 рисунков.
Основное содержание работы
Во введении обосновывается актуальность проведения исследований по теме диссертации, формулируются цель и задачи работы.
Глава 1. Анализ системы обращения с отходами потребления и их энергетический потенциал
В главе выполнен анализ технологий энергетического использования свалочного биогаза за рубежом и в России. Выявлено, что в России и Республике Башкортостан, где эксплуатируется более полутора тысяч полигонов и свалок, могут быть внедрены в эксплуатацию десятки и сотни экономически выгодных проектов добычи и использования СБ. Приведено описание комплекса химических, биохимических, геотехнических, физических процессов, происходящих в толще отходов, которые приводят к формированию эмиссий СБ, дана классификация возможных вредных воздействий выбросов СБ на полигонах и определены основные факторы влияния на процесс образования свалочного биогаза.
В процессе исследования было установлено, что закономерности изменения микробиоценозов в ходе биохимической деструкции компонентов ТБО недостаточно изучены, что затрудняет разработку рекомендаций по управлению эмиссией загрязняющих веществ полигона ТБО.
Для снижения выброса эмиссий вредных веществ, исходящих с полигонов ТБО, необходим целенаправленный сбор и удаление биогаза посредством осуществления инженерных мероприятий. Для эффективной дегазации полигонов и свалок ТБО на практике применяется активный способ, при котором предусматривается прокладка
системы вертикальных или горизонтальных трубопроводов, находящихся под разрежением, создаваемым воздуходувным устройством (компрессором).
Однако утилизация биогаза на полигонах ТБО требует знания данных по объемам эмиссий, их интенсивности, содержания метана. Так как все натурные исследования полигонов и свалок ТБО весьма сложны, трудоемки, а их мониторинг требует длительного времени, основой моделирования процессов разложения отходов и определения эмиссии биогаза является лабораторный эксперимент.
Для развития технологий добычи и использования свалочного газа в Республике Башкортостан необходимо выполнение одного демонстрационного проекта по добыче и использованию свалочного биогаза, цель которого показать техническую возможность, экономическую и экологическую целесообразность применения этих технологий в республике. Поэтому разработка эффективной и экобезопасной технологии энергетического использования ТБО на полигонах и свалках с производством биогаза является актуальной темой исследований.
Глава 2. Объекты и методы исследований
Для получения достоверных сведений о процессах биодеструкции ТБО и создаваемой ими экологической нагрузке в качестве объектов исследования были выбраны:
- «оптимальные» образцы отходов (преимущественно состоящие из белков (№ Г), углеводов (№ 2'), жиров (№ 3')) и «модельные» образцы отходов (характерные для типичного полигона ТБО);
- инициирующий слой, выполняющий функцию регулятора-биодобавки и интенсифицирующий процесс образования метана в составе биогаза из ТБО;
- полезная вместимость объекта депонирования отходов в % об.;
- полигоны депонирования ТБО г. Стерлитамак и п. Бакалы;
- усредненный образец отхода эксплуатируемого полигона г. Стерлитамак;
- консорциум микроорганизмов, участвующих в процессе биодеструкции ТБО с образованием метана в составе биогаза.
Для решения поставленных в работе задач были использованы комплексные методы, включающие проведение лабораторно-экспериментальных, полевых и расчетно-статических методов исследований.
Для моделирования процесса образования биогаза была разработана лабораторная установка (рисунок 1). Научная новизна разработанной методики, подтверждена положительным решением на патент РФ.
Лабораторная установка (см. рисунок 1) состояла из последовательно соединенных биореактора 1 (V=0,001 м ), адсорбера 2 (V—0,0002 м ), ротаметра 3 и пробоотборника 4. Образующийся в биореакторе газ осушался в адсорбере с помощью хлорида кальция в количестве 10 г. Объем образующегося газа определялся с помощью ротаметра 3. Отбор проб производился пробоотборником 4. Система помещалась в термостат, что позволяло варьировать температуру от +20 до +60 °С с шагом в 5 °С. Герметичность установки обеспечивалась вакуум - смазкой. Длительность эксперимента составила 250 суток.
Анализ биогаза осуществлялся в аккредитованной лаборатории на хроматографе Кристалл 2000М с пламенно-ионизационным детектором по методике ПНДФ 13.1:2:3.23-98.
1 - биореактор; 2 - адсорбер; 3 - ротаметр; 4 - пробоотборник Рисунок 1 — Лабораторная установка получения биогаза В лабораторных условиях проводилось изучение некоторых морфологических, физиолого-биохимических и культуральных признаков консорциума микроорганизмов. При изучении консорциума микроорганизмов, участвующих в процессе биодеструкции ТБО с образованием метана в составе биогаза особое внимание уделяли динамике и месту, занимаемому каждой физиологической группой в ПТС «Полигон ТБО». С целью диагностики группового состава микроорганизмов исследуемых объектов использовали метод посева на различные элективные твердые и жидкие питательные среды. Качественный микробиологический состав определяли методом количественного учета прироста микроорганизмов в накопительной культуре.
На опытно-экспериментальной площадке свалки захоронения твердых бытовых отходов выделялась опытная карта размером 3x3 м, заполняемая твердыми бытовыми отходами. Данная карта оборудовалась системой гидроизоляции (дна и поверхности) и газового дренажа. Кроме того, имелась система отвода образующегося фильтрата и биогаза. После предварительной сортировки ТБО укладывались послойно (до 5 слоев, с толщиной слоя 1,0 - 1,2 м), совместно с инициирующим слоем (толщиной 0,05 - 0,07 м). На бровке выделенной карты устанавливались репера для проведения технического нивелирования за степенью и значением осадки размещенных отходов.
Глава 3. Результаты исследований и обсуждение
Исследования по определению факторов влияния и установлению их значимости на процесс образования метана в составе биогаза при биодеградации ТБО были проведены по нескольким направлениям:
- определение влияния компонентного состава отходов, содержания органического углерода (С0бЩ.), температуры (Т, °С), влажности (\У, %), кислотности среды (рН) и окислительно-восстановительных условий (гН2);
- интенсификация процесса образования метана в составе биогаза из ТБО с применением разработанного инициирующего слоя, выступающего в качестве регулятора-биодобавки;
- выявление этапов биодеструкции органогенов ТБО в аэробных и анаэробных условиях полигона ТБО.
Зависимость содержания метана в составе биогаза от температуры и влажности усредненного образца отхода эксплуатируемого полигона г. Стерлитамак представлена в виде графиков на рисунке 2. Из результатов опыта (см. рисунок 2) следовало, что содержание метана возрастало при увеличении температуры от 20 до 40 °С, данный интервал температур соответствовал режиму биодеградации отходов мезофильными метаногенными микроорганизмами, которым в условиях реальных захоронений принадлежит основная роль в образовании метана в составе бйогаза. Установлено, что максимальное значение содержания метана в составе биогаза достигается при температуре 40 °С и влажности 80 %.
Разделение органических отходов на три основные группы («оптимальные» образцы отходов), преимущественно состоящие из белков (№ I1), углеводов (№ 21),
жиров (№ 3'), позволило изучить динамику их биодеструкции. Максимальное содержание метана около 68 % об. было достигнуто при сбраживании отходов, состоящих преимущественно из углеводов, которые явились наилучшим субстратом для деструктирующих его микроорганизмов (рисунок 3). На основе полученных результатов полигон может быть разбит на зоны быстро- и медленноразлагаемых отходов. Данная информация о расположении зон позволит в дальнейшем установить месторазмещение системы сбора биогаза с полигона ТБО.
Увеличение органической составляющей (Собщ.) в «модельных» образцах отходов типичного полигона ТБО способствовало росту содержания метана в составе биогаза и явилось значимым фактором метанобразования (рисунок 4).
Результаты исследований по изменению кислотности среды (pH), редокс-потенциала (Eh), аэробности среды гН2 в процессе биодеградации образца отхода №2 (с Cog=0,200 г/кг) представлены в виде графиков на рисунках 5, 6.
Как видно из рисунков 5 и 6, в начальный период постановки опыта до 100 сут происходило подкисление среды с 8,0 до 6,31, при этом значения гНг менялись с 21,38 до 6,78. По-видимому, это связано с образованием в процессе окисления органогенов ТБО кислых продуктов, таких как жирные кислоты, некоторые аминокислоты и др.
Идентификация растущих на МПА микроорганизмов на начальном этапе биодеструкции ТБО показала, что преобладали аэробные микроорганизмы: бактерии рода Pseudomonas, рода Arthrobacter, спорообразующие рода Bacillus, а также актиномицеты и микромицеты. Количество аэробных бактерий составляло 104 -105 кл/мл. Биомасса микромицетов и актиномицетов достигала значений 1,19 г/л.
После 100 сут экспозиции условия среды постепенно сменялись на анаэробные. Значение гН2 составило на 250 сут 2,68. При этом наблюдалось постепенное подщелачивание среды с pH 6,27 до 8,2.
Микробиологические анализы после 100 суток биодеструкции ТБО (см. рисунок 9) свидетельствовали о преобладающем росте анаэробных микроорганизмов: метанобразующих, сульфатвосстанавливающих бактерий рода Desulfovibrio, а также клостридиальных бактерий рода Clostridium. Содержание анаэробных бактерий Desulfovibrio составило 0,12*103±0,01 кл/мл, а спорообразующих клостридий Clostridium несколько меньше - 0,94*102±0,01 кл/мл.
Выделенные на селективной агаризованной среде Баркера метанобразующие бактерии были отнесены к родам МегкапоЪааепит (палочки, от изогнутых, крючковидных до прямых, шириной примерно 0,5 -1,0 мкм, эндоспор не образуют) и МеМапососсш (кокки неправильной формы, диаметром 1-2 мкм, эндоспор не образуют), группа 31, классификация по Берджи (см. рисунок II). Глубинные колонии культуры Мейюпососсиь в агаризованной среде Баркера имели хлопьевидную форму. Колонии культуры дискретно распределялись в нижней части агарового столбика, в котором имелись пузырьки газа и разрывы среды у поверхности (см. рисунок 12). При микроскопировании культура МеМгапососсия состояла из мелких подвижных и крупных кокковидных клеток одиночных и в парах. Следует отметить, что в накопительной культуре метанобразующих бактерий преобладал р. Ме^апососсш. Содержание метанобразующих бактерий составило 3,18*102 ± 0,1 кл/мл. На активный рост метанобразующих бактерий указывало и наличие метана до 48,9 % об. в составе получаемого биогаза (рисунок 7).
Сопоставление результатов экспериментов, отражающих динамику численности аэробных и анаэробных микроорганизмов и содержание метана в составе биогаза (см. рисунок 8), показало очевидное сходство диаграмм со значением максимума, приходящегося на вторую половину срока биодеградации фракций ТБО.
Индикацию стадий микробной сукцессии определяли по изменению коэффициента микробиологической сукцессии «К», значения которого могут изменяться в зависимости от скорости роста микробной популяции. Динамика коэффициента микробиологической сукцессии «К» в процессе биодеструкции «модельного» образца отхода № 2 представлена в виде графика на рисунок 10.
Как видно из рисунка 10, наблюдалось постепенное увеличение коэффициента «К» в течение 160 суток. Затем шла область с относительно постоянным значением коэффициента «К», что связано, по-видимому, со зрелостью микробиального консорциума, которое подтверждалось также оптимальным метанообразованием в рассматриваемый период времени. После 240 суток наблюдалось уменьшение коэффициента «К», связанное с понижением общего количества микроорганизмов на конечной стадии эксперимента в связи с завершением основных процессов биодеградации органогенов фракций ТБО, что подтверждалось также уменьшением образования метана в составе биогаза (см. рисунок 8).
На основании полученных данных биодеградацию органогенов полигона ТБО в аэробных и анаэробных условиях можно представить двухстадийно: в ацетогенной и метаногенной фазах (рисунок 13).
Результаты дальнейших исследований позволили спрогнозировать период максимального образования метана в составе биогаза, который приходится на вторую половину срока эксплуатации полигона ТБО с целью его добычи, сбора и дальнейшего энергетического использования.
С целью изучения особенностей образования биогаза в условиях полигона ТБО исследования проводили по направлениям: выявление роли физиологических групп микроорганизмов в биодеградации органической фракции ТБО полигона; определение роли микроорганизмов, участвующих в формировании метана в составе биогаза.
В качестве объекта исследования был выбран полигон ТБО г. Стерлитамак. Выбор полигона был обусловлен наличием на нем карт захоронения (эксплуатируемая и рекультивируемая территория), функционирующих различное время, что позволило при соблюдении одинаковой технологии депонирования изучить закономерности формирования и смены микробиоценозов на всех этапах эксплуатации полигона в постоянных физико-географических условиях. Для сравнения процессов биодеградации отходов исследования проводили на пробах, отобранных на рекультивируемой и эксплуатирующейся территории полигона, а также серой лесной почвы, служащей контролем.
Проведенные экспериментальные исследования в натурных и лабораторных условиях позволили выявить ряд закономерностей, позволяющих оценить этап жизненного цикла полигона ТБО. Установленные закономерности касаются некоторых микробиологических параметров и физико-химических условий среды. В таблице 1 приведены основные индикаторные показатели, характерные для этапа активной эксплуатации и этапа рекультивации по сравнению с серыми лесными почвами, в наибольшей степени распространенными в Республике Башкортостан.
Комплексные исследования изучаемых полигонов депонирования ТБО по перечисленным показателям позволяют определить этап эксплуатации, его потенциальную опасность для объектов окружающей среды и здоровья населения,
следовательно, продумать и подобрать адекватную инженерную защиту от негативного воздействия антропогенной экосистемы полигон ТБО.
Таблица 1 - Сравнительная характеристика микробиологической активности
биодеструкции ТБО на полигоне
Показатели Эксплуатируемая территория полигона ТБО Рекультивируемая территория полигона ТБО Серая лесная почва
Общее количество микроорганизмов, кл/1 г а.с.в. 2,1*108±0,02 3,7* 106± 0,03 0,7 * 10" ±0,02
Количество сапрофитных бактерий, кл/1 г а.с.в. 1,5*10"±0,03 2,5 *103±0,01 1,12*10^0,01
Коэффициент микробной сукцессии «К» 140 1480 625
КАА/МПА 0,009 0,05 0,014
рН среды 5,4-8,3 7,3 - 8,9 6,7-7,9
гН2 21,4-22,0 22,82-23,9 -
Дегидрогеназная активность, мкг/г 2,1 ±0,05 2,4 ±0,05 2,7+0,01
Метаногены МеШапоЬайепшп, Мейгапососсив Ме&апоЬайепит, МеЛапососсш -
АгоЬЬа^ег, % обросших комочков 59,7-78,2 85,5-93,0 90,5-95,9
Отбор компонентов инициирующего слоя (с целью интенсификации процесса
образования метана в составе биогаза) проходил по следующим критериям:
1 Компонент должен являться отходом производства с возможностью его утилизации на полигоне ТБО.
2 Применение компонента должно быть направлено на поддержание оптимальных условий образование метана в составе биогаза из ТБО.
3 Компонент должен быть дешевым и доступным.
Исходя из этих критериев, был разработан инициирующий слой, состоящий из отхода производства кормов (пыли комбикормовой), витаминов, К:Р:К - комплекса минеральных удобрений, известковой крошки, биопротектора - глутамата, инокулята аборигенной микрофлоры с плотностью по микроорганизмам 1*Ю10-6*1012 кл/мл.
В результате проведенных экспериментов было установлено оптимальное соотношение компонентов, входящих в инициирующий слой, при котором повышается интенсивность процесса метанообразования (таблица 2).
Результаты лабораторных исследований по определению
оптимального значения концентрации вносимых инициирующих слоев в толщу размещаемых отходов отражены в виде графиков на рисунке 14.
Как видно из рисунка 14, кривые зависимости выхода метана от времени разложения для различных концентраций, вносимого инициирующего слоя носят экстремальный характер. Очевидно, что внесение инициирующего слоя увеличивает содержание метана в составе биогаза по сравнению с контролем. По характеру поведения кривые можно разделить на три области в зависимости от внесения инициирующего слоя:
I Недостаток внесения инициирующего слоя: менее 3 % масс.
II Оптимум внесения инициирующего слоя: 5-1% масс.
III Избыток внесения инициирующего слоя: более 9 % масс.
Таблица 2 - Состав инициирующего слоя
Компонент Содержание, % масс.
Отход производства кормов (пыль комбикормовая) 85,0-93,0
Витамины 0,01-0,02
Биопротектор - глутамат 1,0-1,5
Известковая крошка 3,0-5,0
М:Р:К - комплекс минеральных удобрений 0,1-0,2
Инокулят аборигенной микрофлоры 3,0-5,0
Было установлено, что в результате интенсификации процесса метанообразования при внесении интенсифицирующего слоя в количестве 5 - 7 % происходит значительная усадка ТБО в процессе биодеградации. Результаты по процессу усадки отражены в виде диаграмм на рисунке 15.
Предлагается вести совместное послойное размещение ТБО и инициирующего слоя, в количестве 5 - 7 % масс, от общей массы размещаемых отходов полигона, что позволит максимально интенсифицировать процесс метанообразования и увеличить полезную вместимости полигона в среднем на 20 % масс.
Данные результаты были подтверждены опытно-промышленными испытаниями разработанного инициирующего слоя в условиях полигона ТБО Бакалинского района Республики Башкортостан.
Глава 4. Обеспечение экологической безопасности
природно-техногенной системы «Полигон ТБО» с производством биогаза
Анализ ситуации, сложившейся в местах размещения отходов, позволил утверждать, что созданные в процессе техногенеза или возникшие как его побочный результат отходы производства и потребления - искусственные вещества, выброшенные или вывезенные на свалки и полигоны, взаимодействуют со всеми элементами экосферы, образуя хаотичную техногенную систему, наносящую вред окружающей среде.
Системный подход к решению данной проблемы рассматривался как методология научных исследований, ставящая целью разработку сложноорганизованной природно-техногенной системы (ПТС) «Полигон ТБО». Результаты исследований, приведенные в главе 3, позволяют подобрать необходимые средства инженерной защиты и стратегию управления ПТС как при новом строительстве полигонов ТБО, так и при их рекультивации.
Безопасность ПТС «Полигон ТБО» рассматривается как состояние природно-промышленной системы, при котором риск ее существования (функционирования) не превышает допустимых пределов воздействий, способных нарушить равновесие системы и единство структурных и функциональных связей.
Исследование процессов, происходящих в массиве отходов, влияющих на формирование эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду, нормативных требований и существующих мероприятий, направленных на сокращение эмиссий и предотвращение поступления загрязняющих веществ в природную среду, позволили сформулировать принцип комплексной системы экологической защиты полигонов ТБО. Данный принцип заключается в определении качества отходов, поступающих на полигон, естественных условий площадки размещения полигона и разработке решений по строительству, эксплуатации и рекультивации полигонов.
Эффективное управление эмиссией полигона обеспечивается постоянным взаимодействием двух факторов: прогноза возможного воздействия и оперативного контроля над реальным уровнем воздействий. Сочетание функций контроля и прогноза состояния объекта с целью его управления позволяет создать алгоритм многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействия ПТС
«Полигон ТБО» на окружающую среду (рисунок 16). Его отличительной особенностью является сочетание методов натурного эксперимента, лабораторных исследований и математического моделирования.
снижению воздействия ПТС «Полигон ТБО» на окружающую среду
С этой целью были разработаны принципиально новые технологические решения по проектированию полигонов ТБО с получением биогаза в составе системы сбора и утилизации биогаза для обслуживания полигона и местных нужд. При проектировании полигонов предлагается использовать следующую принципиально новую конструкцию экобезопасного полигона ТБО с получением СБ, представленную на рисунке 17.
Результатом использования данной конструкции является: извлечение в результате предварительной сортировки ТБО компонентов, подвергающихся утилизации или регенерации с получением нового товарного продукта; интенсификация процесса образования СБ за счет чередования слоев ТБО слоями-инициаторами с одновременной их утилизацией; экономия полезной вместимости толщи полигона, достигаемая за счет интенсификации процесса образования СБ и усадки массива ТБО; упрощение способа газосборной системы и расширение ее
технологических возможностей за счет совмещения функций отвода СБ и фильтрата на поверхность.
1 - газосборник; 2 - полимерный трубопровод; 3 - колодец вертикального газового дренажа; 4 - отходы; 5 - противофильтрационный экран; 6 - эрлифт; 7 -изолирующий слой; 8 - система горизонтального газового дренажа; 9 - слой-инициатор; 10 - система вертикального газового дренажа; 11 - дренажная канава Рисунок 17 - Разрез полигона в момент заполнения третьего слоя первой карты Проработана техническая возможность извлечения, осушки и последующего использования биогаза в качестве топлива. На рисунке 18 представлена принципиальная схема установки для извлечения и подготовки биогаза.
Установка может эффективно эксплуатироваться в условиях Республики Башкортостан в период с апреля по октябрь. Установка предполагает монтаж универсальной системы сбора биогаза в период строительства и эксплуатации полигона и оборудования для отбора и осушки биогаза. Для предотвращения утечки биогаза в атмосферу основание и поверхность полигона должны укрываться противофильтрационным экраном (изолирующим слоем).
Для обеспечения экологической безопасности, а также получения дополнительной энергетической выгоды в виде ценного углеводородного сырья -биогаза, предлагается при проектировании биогазовых полигонов использовать разработанные инженерные решения и рекомендации в составе системы установки для извлечения и подготовки биогаза.
Годовой эколого-экономический эффект от внедрения единичного модуля предложенной системы составит 306,482 тыс. руб. Рентабельность внедрения единичного модуля системы составит 14 %, срок окупаемости - 7 лет. Учитывая,
что фаза метанобразования в толще полигона длится в среднем 15 лет и более, эффективность внедрения системы очевидна.
1, 4, 6, 8 - задвижки; 2 - коллектор; 3,9 - компрессор; 5 - пламегаситель; 7 -газгольдер; 10 - абсорбер; 11 - адсорбер; 12 - оборудование доп. очистки (при необходимости)
Рисунок 18 - Принципиальная схема установки для извлечения и подготовки биогаза
Выводы
1 Смоделирован процесс образования биогаза в лабораторных условиях, на основе которого разработана методика получения биогаза из ТБО, позволяющая контролировать основные параметры процесса метанообразования при биодеградации ТБО: температуру (t), влажность (W), содержание органического углерода (С0бЩ.), кислотность среды (рН), окислительно-восстановительные условия №)•
2 В ходе проведенных лабораторных исследований по биодеградации «оптимальных» образцов отходов выявлено, что максимальное содержание метана (68 % об.) в составе биогаза достигается при сбраживании углеводов.
3 Установлено что, процесс биодеградации отходов идет с увеличением концентрации метана в составе биогаза при изменении доли углерода в «модельных» образцах отходов от 0,150 до 0,250 кг/кг. Максимальные значения содержания метана (57,5 % об.) наблюдаются при СОбЩ.=0,250 кг/кг.
4 С помощью разработанной модельной установки получения биогаза спрогнозирован период максимального образования метана, который приходится на вторую половину срока эксплуатации полигона ТБО.
5 Разработан состав инициирующего слоя, интенсифицирующий образование метана в составе биогаза из ТБО, представляющий собой смесь компонентов: отхода производства кормов (пыли комбикормовой) - 85-93 % масс., витаминов - 0,01 - 0,02 % масс., N:P:K -комплекса минеральных удобрений - 0,1 - 0,2 % масс., известковой крошки - 3 - 5 %, биопротектора - глутамата -1 - 1,5 % масс., инокулята аборигенной микрофлоры с плотностью по микроорганизмам 1*10ш-6*1012 кл/мл - 3 - 5 % масс.
6 Установлено, что при использовании разработанного инициирующего слоя происходит усадка массива отходов на 20 % масс, в среднем, что позволяет увеличить полезную вместимость полигона ТБО.
7 Выявлено, что биодеградация органогенов полигона ТБО в аэробных и анаэробных условиях представлена двухстадийно: в ацетогенной и метаногенной фазах, которым соответствовали специфические абиотические условия среды и структура микробиоценоза.
8 Разработан алгоритм многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействий ПТС «Полигон ТБО» на окружающую среду. Его отличительной особенностью явилось сочетание методов натурного эксперимента, лабораторных исследований и математического моделирования.
9 Предложена технологическая схема получения биогаза в условиях ПТС «Полигон ТБО» с применением инициирующего слоя в количестве 5-7 % масс.
Содержание работы изложено в следующих основных публикациях:
1 Шаимова A.M. Разработка и эксплуатация экобезопасного полигона твердых бытовых отходов на территории РБ / A.M. Шаимова, Л.А. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Биотехнология -охране окружающей среды: сб. науч. студ. работ.- М.: Изд-во ООО «Графикон-Принт», 2005. - С. 563.
2 Шаимова A.M. Получение свалочного газа - экономия первичных природных энергоресурсов / A.M. Шаимова, Л.А. Насырова, Г.Г. Ягафарова, P.P. Фасхутдинов // Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2006: сб. тр. Междунар. науч. - практ. конф. - Уфа: Изд-во ГУП ИНХП РБ, 200б. - С. 246-248.
3 Шаимова A.M. Свалки твердых бьгговых отходов: перспективы использования свалочного газа / A.M. Шаимова, Л.А. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Табигат.- Уфа: Изд-во ГУП «Табигат» РБ, 2006,-№7 (54).- С.14-17.
4 Шаимова A.M. Перспективное направление газодобывающей индустрии: добыча и утилизация свалочного газа // A.M. Шаимова, Л.А. Насырова, Г.Г. Ягафарова, P.P. Фасхутдинов // Нефтегазовое дело.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006.-4 №1.- С.235 - 238.
5 Шаимова A.M. Получение свалочного газа - перспективная ресурсосберегающая технология / A.M. Шаимова, Л.А. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Стратегия развития минерально-сырьевого комплекса в XXI веке: сб. тр. II Междунар. конф,- М: Изд-во РУДН, 2006.-С. 305-306.
ц ь
6 Шаимова A.M. Перспективы использования свалочного газа на полигонах твердых бытовых отходов / A.M. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Экология и безопасность жизнедеятельности: сб. тр. VI Междунар. науч.-практ. конф,- Пенза: Изд-во МНИЦ, 2006.-С. 245 - 249.
7 Шаимова А.М. Альтернативные источники топлив - перспективный способ энергосбережения / A.M. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова, P.P. Фасхутдшюв // Научный электронный журнал «Нефтегазовое дело»// http://www.ogbus.ru/authors/Y agafarova/Y agafarova_l .pdf
8 Шаимова A.M., Насырова JI.A., Ягафарова Г.Г. Изучение процесса образования биогаза из твердых бытовых отходов // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности: сб. тр. IV Междунар. науч. - практ. конф. - Санкт - Петербург: Изд-во Политехнического университета, 2007.-Т. 10.-С. 163 - 164,
9 Шаимова A.M. Снижение антропогенного воздействия полигонов твердых бытовых отходов / A.M. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова //Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно - транспортных комплексов ELPIT - 2007: сб. тр. Первого Междунар. эколог, конгресса (III Междунар. науч.-практ. конф.).- Тольятти: Изд-во ТГУ, 2007,- Т.2.- С.219-222.
10 Шаимова A.M. Разработка матрицы прогнозирования выходы метана в составе биогаза из твердых бытовых отходов / A.M. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Башкирский химический журнал.- Уфа: Изд-во «Реактив», 2007.- Т. 14, № 5.- С. 31 - 34.
11 Шаимова А.М. Добыча свалочного газа - радикальное решение проблем экологии и энергетики / A.M. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова II Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития: сб. тр. XI Междун. эколог, конф. студ. и молодых уч. -Москва: Изд-во МГГУ, 2007,- т.2.- С. 154-156.
12 Шаимова A.M. Перспективный способ энергосбережения / А.М. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2007: сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф,- Уфа: Изд-во ГУП ИНХП РБ, 2007.- С.32В - 330.
13 Шаимова A.M. Проблема обезвреживания полигонов твердых бытовых отходов / A.M. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Актуальные экологические проблемы: сб. науч. тр. II Междунар. науч.-практ. конф.- Уфа: Изд-во БашГАУ, 2007,- С.89-93.
14 Шаимова A.M. Обеспечение экологической безопасности полигонов твердых бытовых отходов / A.M. Шаимова, JT.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Промышленная безопасность на взрывопожарных и химически опасных производственных объектах: сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф,- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008,- С.198-205.
15 Шаимова A.M. Разработка мультибарьерной системы экологической защиты полигонов твердых бытовых отходов / A.M. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Актуальные экологические проблемы: сб. тр. III Междунар. науч.-практ. конф. - Уфа: Изд-во БашГАУ. - 2008. -С. 165-171.
16 Шаимова A.M. Полигон депонирования твердых бытовых отходов как альтернативный возобновляемый источник энергии / A.M. Шаимова, Л.А. Насырова, Г.Г. Ягафарова II Альтернативные источники химического сырья и топлива: сб. материалов Первой Всерос. науч,-техн. конф.- Уфа: Изд-во «Реактив», 2008,- С. 42 - 43,
17 Шаимова А.М. Сравнительная оценка влияния полигонов и свалок твердых бытовых отходов Республики Башкортостан и эффективность их дегазации / A.M. Шаимова, JI.A. Насырова, Г.Г. Ягафарова // Актуальные экологические проблемы: сб. тр. III Междунар. науч.-практ. конф. -Уфа: Изд-во БашГАУ, 2008. - С. 162-164.
18 Шаимова А.М. Разработка природно-промышленной системы «Полигон ТБО» / A.M. Шаимова, Г.Г. Ягафарова // Проблемы геологии и освоения недр: сб. науч. тр. XII Междунар. симпозиума студ. и молодых уч. им. акад. М.А. Усова,- Томск: Изд-во ТПУ, 2008 .- С. 797 - 799.
Подписано в печать 30.03.09. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Гарнитура «Times». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1. Тираж 90. Заказ 73.
Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес типографии: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1
Содержание диссертации, кандидата технических наук, Шаимова, Алсу Маратовна
Введение
Глава 1. Анализ системы обращения с отходами потребления и их энергетический потенциал
1.1 Масштаб образования и основные характеристики энергетического использования ТБО
1.2 Анализ технологий энергетического использования ТБО
1.3 Эмиссия свалочного биогаза на полигонах и возможности его использования
1.4 Химический состав свалочного биогаза
1.5 Экологическое воздействие эмиссий биогаза с полигонов ТБО
1.6 Анализ систем сбора биогаза на полигонах ТБО
1.6.1 Вертикальные системы сбора биогаза
1.6.2 Горизонтальные системы сбора биогаза
1.7 Факторы влияния на процесс деструкции твердых бытовых отходов полигонов
1.7.1 Абиотические факторы
1.7.2 Биотические факторы
1.8 Физико-химические аспекты образования биогаза на различных этапах эксплуатации полигона ТБО
1.9 Оптимальные условия образования метана в составе биогаза
1.10 Анализ математических моделей эмиссии биогаза с полигонов ТБО
1.11 Обоснование основных направлений исследований: цель и задачи
Глава 2 Объекты и методы исследований
2.1 Объекты экспериментальных исследований
2.2 Методы исследований 61 2.2.1 Лабораторно-экспериментальные исследования
2.2.2.1 Методика получения биогаза в лабораторных условиях
2.2.2.2 Физические и физико-химические методы исследований
2.2.2.3 Микробиологические методы исследований
2.2.2 Методы проведения исследований в полевых условиях
2.2.3 Расчетно-статические методы исследований
Глава 3 Результаты исследований и обсуждение
3.1 Исследование влияния компонентного состава отходов на содержание метана в составе биогаза
3.2 Исследования влияния содержания органического углерода в отходах на образование метана в составе биогаза
3.3 Исследование влияния влажности и температуры в толще отходов на содержание метана в составе биогаза
3.4 Исследование влияния кислотности среды и окислительно-восстановительных условий на образование метана в составе биогаза
3.5 Исследование процесса интенсификации образования метана в составе биогаза из твердых бытовых отходов
3.6 Опытно-промышленные испытания совместного размещения инициирующего слоя и ТБО на действующей свалке
3.7 Изучение микробиологических особенностей процесса биодеградации твердых бытовых отходов с образованием биогаза
3.7.1 Микробиологические исследования модельных «искусственных» образцов отходов
3.7.2 Микробиологические исследования свалочного грунта полигона твердых бытовых отходов
Глава 4 Обеспечение экологической безопасности природнотехногенной системы «Полигон ТБО» с производством 110 биогаза
4.1 Анализ подходов к обеспечению экологической безопасности объектов размещения ТБО
4.2 Разработка природно-техногенной системы «Полигон ТБО» с производством биогаза
4.3 Разработка принципов комплексной экологической защиты природно-техногенной системы «Полигон ТБО»
4.4. Разработка структуры алгоритма многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействия природно-техногенной системы «Полигон ТБО» на окружающую среду 127 4.4.1 Структура информационного обеспечения системы управления отходами
4.5 Разработка комплекса технико-экологических решений, повышающих экобезопасность природно-техногенной системы «Полигон ТБО» с получением биогаза
4.6 Экономический эффект использования биогаза природно-техногенной системы «Полигон ТБО»
Выводы
Введение Диссертация по биологии, на тему "Повышение экологической безопасности полигонов твердых бытовых отходов путем оптимизации производства биогаза"
Современные тенденции развития энергетики в мире и России благоприятны для расширения использования в энергетическом балансе различных видов возобновляемых энергетических ресурсов.
Твердые бытовые отходы (ТБО), образующиеся в большом количестве и часто не находящие хозяйственного использования, являются постоянно возобновляемыми вторичными энергетическими ресурсами и представляют интерес, прежде всего, для местной энергетики. Они обладают сравнительно высоким энергетическим потенциалом и достаточно эффективно могут конвертироваться в топливо и энергию. Использование отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов является важной составной частью энергосбережения, а также способствует снижению загрязнения окружающей среды.
Основным способом обращения и обезвреживания ТБО в настоящее время является депонирование на полигоне, которое широко практикуется во всем мире. Прогноз развития ситуации показывает, что в силу сложившихся экономических и технических условий данная тенденция будет сохраняться ближайшие 10-15 лет. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биохимическому разложению, которое вызывает в частности генерацию свалочного биогаза (СБ). Эмиссии СБ, поступающие в природную среду формируют негативные эффекты как локального, так и глобального характера.
По этой причине во многих развитых странах мира осуществляются специальные мероприятия по минимизации эмиссии СБ (тушение свалок, обустройство системой дегазации, применение наружного изоляционного экрана и др.). Это фактически привело к возникновению самостоятельной отрасли мировой индустрии, которая включает добычу и утилизацию СБ. В связи с этим повышение экологической безопасности полигонов ТБО приобретает приоритетное значение в системе управления отходами.
Представляет интерес возможность сбора СБ, продуцируемого на полигонах и свалках России, на которых захоранивается около 97 % бытовых отходов, и его использование в качестве энергетического сырья. Ежегодная эмиссия метана - ценного энергетического компонента СБ, превышает 1,3 млрд. м /год. Этот потенциал в настоящее время практически не используется.
Несмотря на большое количество проводимых в России и за рубежом исследований по оценке состояния полигонов ТБО и их воздействия на окружающую среду следует отметить, что в основном они имеют разноплановый характер и направлены на решение частных задач, и трудно поддаются систематизации.
В то время как полигон ТБО образует с окружающей средой единую динамичную природно-техногенную систему (ПТС) с постоянно меняющимися и труднопрогнозируемыми параметрами, уникальную в каждом конкретном случае.
Актуальность темы диссертационной работы определяется формированием комплексного подхода обеспечения экологической безопасности полигона ТБО как ПТС с производством биогаза.
Целью диссертационной работы является совершенствование производства биогаза экобезопасной природно-техногенной системы «Полигон ТБО». t
Для достижения поставленной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
1. Смоделировать процесс образования биогаза в лабораторных условиях в зависимости от температуры (t), влажности (W), содержания органического углерода (С0бЩ.), кислотности среды (рН), окислительно-восстановительных условий (гН2).
2. Спрогнозировать период максимального выделения метана в составе биогаза в зависимости от длительности эксплуатации полигона ТБО.
3. Интенсифицировать процесс образования метана в составе биогаза из ТБО.
4. Оценить влияние инициирующего слоя в толще отходов на изменение полезной вместимости полигона ТБО.
5. Выявить этапы биодеструкции органогенов ТБО в аэробных и анаэробных условиях полигона.
6. Разработать алгоритм многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействий ПТС «Полигон ТБО» на окружающую среду.
7. Разработать технологическую схему получения биогаза в условиях ПТС «Полигон ТБО».
Научная новизна работы:
- смоделирован процесс получения биогаза, который позволяет спрогнозировать динамику образования метана в зависимости от длительности эксплуатации полигона ТБО;
- предложен состав инициирующего слоя для интенсификации процесса образования метана в составе биогаза, представляющий собой смесь компонентов: отхода производства кормов (пыли комбикормовой) — 85-93 % масс., витаминов - 0,01 - 0,02 % масс., N:P:K - комплекса минеральных удобрений - 0,1 - 0,2 % масс., известковой крошки - 3 — 5 %, биопротектора - глутамата - 1 - 1,5 % масс., инокулята аборигенной микрофлоры с плотностью по микроорганизмам 1*1010-6*Ю12 кл/мл - 3 - 5 % масс.;
- достигнута значительная усадка массива отходов на 20-25 % масс, в результате применения разработанного инициирующего слоя в количестве 57 % масс., что позволяет увеличить полезную вместимость полигона ТБО;
- выявлено, что биодеградацию органогенов полигона ТБО в аэробных и анаэробных условиях можно представить двухстадийно: в ацетогенной и метаногенной фазах, которым соответствуют специфические абиотические условия среды и структура микробиоценоза;
- разработан алгоритм многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействий ПТС «Полигон ТБО» на окружающую среду, основанный на принципе комплексной экологической защиты ПТС'«Полигон ТБО» с производством биогаза.
Практическая значимость и реализация результатов работы
1. Методика получения СБ в лабораторных условиях, позволяет определить влияние различных факторов на процесс образования метана в составе биогаза.
2. Способ интенсификации образования метана в составе биогаза апробирован в опытно-промышленных условиях на полигоне п. Бакалы республики Башкортостан.
3. Показана возможность интенсификации, извлечения, осушки и последующего использования биогаза ПТС «Полигон ТБО» с помощью разработанной технологической схемы получения биогаза.
4. Результаты исследований могут быть использованы на объектах депонирования ТБО в условиях республики Башкортостан и близлежащих регионов.
5. Материалы диссертационной работы использованы кафедрой «Прикладная экология» Уфимского государственного нефтяного технического университета в курсах лекций и лабораторных работах по дисциплинам «Экологическая микробиология», «Экологическая биотехнология», «Основы безотходных производств», а также при курсовом и дипломном проектировании при подготовке инженеров-экологов по-специальности 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».
Заключение Диссертация по теме "Экология", Шаимова, Алсу Маратовна
Выводы
1 Смоделирован процесс образования биогаза в лабораторных условиях, на основе которого разработана методика получения биогаза из ТБО, позволяющая контролировать основные параметры процесса метанообразования при биодеградации ТБО: температуру (t), влажность (W), содержание органического углерода (С0бЩ.), кислотность среды (рН), окислительно-восстановительные условия (гН2).
2 В ходе проведенных лабораторных исследований по биодеградации «оптимальных» образцов отходов выявлено, что максимальное содержание метана (68 % об.) в составе биогаза достигается при сбраживании углеводов.
3 Установлено что, процесс биодеградации отходов идет с увеличением концентрации метана в составе биогаза при изменении доли углерода в «модельных» образцах отходов от 0,150 до 0,250 кг/кг. Максимальные значения содержания метана (57,5 % об.) наблюдаются при Собщ=0,250 кг/кг.
4 С помощью разработанной модельной установки получения биогаза спрогнозирован период максимального образования метана, который приходится на вторую половину срока эксплуатации полигона ТБО.
5 Разработан состав инициирующего слоя, интенсифицирующий образование метана в составе биогаза из ТБО, представляющий собой смесь компонентов: отхода производства кормов (пыли комбикормовой) - 85-93 % масс., витаминов - 0,01 - 0,02 % масс., N:P:K - комплекса минеральных удобрений - 0,1 - 0,2 % масс., известковой крошки - 3 - 5 %, биопротектора — глутамата - 1 - 1,5 % масс., инокулята аборигенной микрофлоры с плотностью по микроорганизмам 1* Ю10-6*1012 кл/мл - 3 — 5 % масс.
6 Установлено, что при использовании разработанного инициирующего слоя происходит усадка массива отходов на 20 % масс, в среднем, что позволяет увеличить полезную вместимость полигона ТБО.
7 Выявлено, что биодеградация органогенов полигона ТБО в аэробных и анаэробных условиях представлена двухстадийно: в ацетогенной и метаногенной фазах, которым соответствовали специфические абиотические условия среды и структура микробиоценоза.
8 Разработан алгоритм многоуровневой системы принятия решений по снижению воздействий ПТС «Полигон ТБО» на окружающую среду. Его отличительной особенностью явилось сочетание методов натурного эксперимента, лабораторных исследований и математического моделирования.
9 Предложена технологическая схема получения биогаза в условиях ПТС «Полигон ТБО» с применением инициирующего слоя в количестве 5-7 % масс.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Шаимова, Алсу Маратовна, Уфа
1. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Исследование зависимостей. - М.: изд-во МГУ, 2005. - 130 с.
2. Александровская З.И., Кузьменкова A.M., Гуляев Н.Ф. и др. Санитарная очистка городов от твердых бытовых отходов. М.: Стройиздат, 1997. - 320 с.
3. Арене В.Ж., Вертман А.А., Полуэктов П.П., Югов П.И. Система переработки типовых отходов // Экология и промышленность России, 1997. -№ 12.-С. 29-31.
4. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: «Химия», 1972.-282с. -5. Армишева Г.Т. Технология рециркуляции площадок захоронения ТБО // Экология и промышленность России. №8, 2007.-С. 14-16.
5. Артемов Н.И. и др. Технологии автоматизированного управления полигоном ТБО. Пермь: НИИУМС, 2006. - 266 с.
6. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1983. - 248 с, ил.
7. Бартоломей А.А., Брандл X., Пономарев А.Б. Основы проектирования и строительства хранилищ отходов: Учеб. пособие 2-е изд., перераб. и доп.-Пермь: Перм. гос. тех. ун-т, 2004.- 204 с.
8. Бобович Б.Б., Девяткин В.В. Переработка отходов производства и потребления.- М.: Интермет инжиниринг, 2005.-496 с.
9. Боголицын К.Г., Ларионов Н.С, Богданов М.В., Федина Ж.Т. Эколого-аналитическая оценка состояния полигонов складирования отходов и прилегающих к ним территорий в болотной местности // Экология и промышленность России. №1., 2007. - С. 38-40.
10. Бродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. М.: Наука, 1976.-223 с.
11. Букреев Е.М., Корнеев В.Г. Твердые бытовые отходы вторичные ресурсы для промышленности // Экология и промышленность России, 1999. -№5.-С. 38-41.
12. Вавилин В.А. Ускорение процессов разложения твердых бытовых отходов на городской свалке как активной среде // Экология урбанизированных территорий, 2006.-№4.-С. 62-67.
13. Вавилин В.А., Локшина Л.Я., Ножевникова А.Н., Калюжный С.В. Свалка как возбудимая среда // Природа, 2003.-№ 5.- С. 21-32.
14. Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Петров В.Ю. Управление отходами. Захоронение твердых бытовых отходов. Учебн. Пособие, Перм. Гос. Техн. Унт, г. Пермь, 2005 г., 133 с.
15. Вайсман Я.И., Рудакова Л.В., Нурисламова Т.В., Нетребин Ю.Я., Комбарова М.М. Снижение газовой эмиссии полигона ТБО // Экология и промышленность России, 2004.- № 12.- С. 26 28.
16. Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Петров Ю.В. Полигоны депонирования твердых бытовых отходов,- Пермский гос. техн. ун-т. Пермь, 2001. - 150 с.
17. Воздвиженский М. Из отходов сырье, энергия, прибыль // Наука и жизнь, 1989.- №1.- С. 69-72.
18. Возобновляемая энергетика 2003: состояние, проблемы, перспективы // Сб. докладов Межд. научн.-практ. конф. / СПбГПУ.-Спб., 2003.- 616 с.
19. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., ГК РФ по охране окружающей среды, 1999. 45 с.
20. Гальперин A.M., Ферстер В., Шеф Х.Ю. Техногенные массивы и охрана окружающей среды: 2-е изд. М.: изд. Московского государственного горного университета, 2001. - 534 с.
21. Гелетуха Г.Г., Марценюк З.А. Обзор технологий добычи и использования биогаза на свалках и полигонах твердых бытовых отходов и перспективы их развития в Украине // Экотехнологии и ресурсосбережение, 1999.-№4.- С. 7-13.
22. Гелетуха Г.Г. Матвеев Ю.Г., Копейкин К.К. Скважина в пригороде. Утилизация свалочного газа // Деньги и Технологии, 2002.- №4, С. 34-37.
23. Гелетуха Г.Г., Кобзарь С.Г. Современные технологии анаэробного сбраживания биомассы (Обзор) // Экотехнологии и энергосбережение, 2002. -№4.- С. 3-10.
24. Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления. СанПиН 2.1.7.1322-03.- СПб: Изд-во ДЕАН, 2003.-32 с.
25. Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов: Санитарные правила и нормы. СП 2.1.7.1038-01.-М.: 112 Федеральный центр госсанэпидемнадзора Минздрава России, 1999.16 с.
26. Гладышев, Н.Г., Быков, Д.Е., Чертес, K.JT. Полигон как элемент логистической цепи в сфере обращения с отходами // Экология и промышленность России. №9, 2007. -С. 16-19.
27. Гонопольский A.M., Федоров, Л.Г., Мурашов, В.Е. Способ и система аэрации свалок ТБО // Экологические системы и приборы.- № 2, 2005.- С. 5557.
28. Горбатюк О.В., Лившиц А.Г., Лурье Л.Д., Минько О.И. Утилизация биогаза полигонов твердых отходов: Обзорная информация.- М.: МГЦНИТИ, 1988.-125 с.
29. ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. М. -2000.
30. ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. М., 1979.
31. ГОСТ 19912-2001. Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием. -М., 2001.
32. ГОСТ 20522-96. Грунты. Метод статистической обработки результатов испытаний. М., 1996 г.
33. ГОСТ 22733-77. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности. М., 1977.
34. ГОСТ 23278-78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости. -М., 1978.
35. ГОСТ 23740-79. Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ. М., 1979.
36. ГОСТ 24143-80. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик набухания и усадки. М., 1980.
37. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества. -М., 1991.
38. ГОСТ 26423-85-26428-85. Почвы. Методы анализа водной вытяжки. -М., 1985.
39. ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО.
40. ГОСТ 2969-90. Почвы. Общие требования к проведению анализов. М., 1990.
41. ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения. -М, 1996.
42. ГОСТ 30672-99. Грунты. Полевые испытания. Общие положения. М., 1999.
43. ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения.- Минск, 2001.-12 с.
44. Государственный доклад «О состоянии и использовании природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостан в 2008 году»: Министерство природных ресурсов РФ; Министерство природных ресурсов Республики Башкортостан.- Уфа, 2007. 200 с.
45. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Республики Башкортостан в 2005 году»: Министерство природных ресурсов РФ; Министерство природных ресурсов Республики Башкортостан.- Уфа, 2004. -208 с.
46. Гречко А.В. Анализ энергозатрат и экологической безопасности при термических методах переработки твердых бытовых отходов // Промышленная энергетика, 2001. № 3. - С. 55-63.
47. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. - 336 с. : ил.
48. Гринин, А.С., Орехов, Н.А., Новиков, В.Н. Математическое моделирование в экологии: А.С. Гринин, Н.А. Орехов, В.Н. Новиков. -М.-ЮНИТИ-ДАНА, 2003.-269 с.
49. Гурвич В.И., Лифшиц А.Б. Добыча и утилизация свалочного газа (СГ) -самостоятельная отрасль мировой индустрии // Энергоэффективность, 2005. -№4(42) .-С. 25-31.
50. Дарулис П.Б. Отходы областного города. Сбор и утилизация. -Смоленск, 2000.- 520 с.
51. Девяткин В.В. Отходы как вторичные материальные ресурсы // Экология производства, 2007.-№2. С. 44 - 51.
52. Доброхотов В.И. Роль возобновляемых источников в энергетической стратегии России // Теплоэнергетика, 2001.-№ 2.-С. 2-3.
53. Доброхотов В.И., Шпильрайн Э.Э. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Проблемы и перспективы // Теплоэнергетика, 1996. № 5.- С.2-9.
54. Журкович В.В., Потапов А.И. Отходы: Научное и учебно-методическое справочное пособие.- СПб.: Гуманистика, 2001.-578 с.
55. Заварзин Г.А. Микробный цикл метана в холодных условиях // Природа, 1995.-№ 6.-С.З-14.
56. Зайнуллин Х.Н., Абдрахманов Р.Ф., Ибатуллин У.Г., Минигазимов И.Н., Минигазимов Н.С. Обращение с отходами производства и потребления. Уфа: Изд-во «Диалог», 2005. - 292 с.
57. Зайцева Т.А. Закономерности изменения микробиоценозов на полигонах депонирования твердых бытовых отходов в процессе деструкции органических веществ: Автореф. д-ра. биол. наук.- Пермь, 2007.- 34 с.
58. Зайнуллин Х.Н., Абдрахманов Р.Ф., Савичев Н.А. Утилизация промышленных и бытовых отходов (на примере Уфимской городской свалки).-Уфа: Изд-во УНЦ РАН, 1997.-235 с.
59. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во МГУ, 1991.-304 с.
60. Зинченко А.В., Решетников А.И. Исследование эмиссии метана и диоксида углерода на полигонах захоронения твердых бытовых отходов в окрестностях Санкт-Петербурга // Прикладная метеорология. Труды НИЦЦЗА, 2002, Вып.4(552).- С. 126-138.
61. Зубрев СВ. Утилизация компонентов бытовых отходов в Санкт-Петербурге // Рециклинг.- №1, 2006. С 15-17.
62. Ибатуллин У.Г. Новый взгляд на полигоны ТБО// Реновация: отходы -технологии доходы. Тезисы докл. Всеросс. научно-практ. конф. Уфа, 2004, С. 73 - 76.
63. Иванов В.П., Бойцов А.Г., Порин А.А. и др. Санитарная микробиология: Справочник / МГА им. И.И. Мечникова. СПб., 1998. С. 132.
64. Игнатович Н.И., Рыбальский Н.Г. Что нужно знать о твердых бытовых отходах // Экологический вестник России, 1998. № 1.- С.53-60.
65. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов.- М.: Минстрой РФ, 1996,- 46 с.
66. Ишков А.Г. Отходы в городе. Проблемы и перспективы // Чистый город, 2003.-№4(42).-С. 32-34.
67. Кириллов Н.Г. Сжиженный природный газ универсальный энергоноситель XXI века: новые технологии производства // Индустрия.- №3 (29), 2002.-С. 113-118.
68. Колобродов В.Г., Хажмурадов М.А., Карнацевич JI.B. Способы повышения качества биогаза // ТБО, 2006.- № 8.- С. 10 14.
69. Кондратьев В.М. Отходы-энергия-деньги // ТБО, 2007.-№ 2 .- С. 32 35.
70. Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации // Чистый город, 2003. № 2 (22), апрель - июнь. - С. 36 - 48.
71. Красильников Н.А. Определитель бактерий и актиномицетов. М.:АНСССР, 1949.-781 с. : ил.
72. Краснянский М.Е., Бельгасем А. Проблемы биодеградации и самовозгорания свалок ТБО // Безопасность жизнедеятельности, 2006.-№4.- С. 24-29.
73. Кунакбаева С.Р. Как нам обустроить полигоны ТБО // Табигат, 2004.-№5 (28).- С. 23-24.
74. Кунакбаева С.Р. Проблемы отходов производства и потребления в Республике Башкортостан и пути их решения // Реновация: отходы -технологии доходы. Тезисы докл. Всеросс. науч.-практ. конф. Уфа, 2004, С. 96-97.
75. Лившиц А.Б., Гурвич В.И. Утилизация свалочного биогаза мировая практика, российские перспективы // Чистый город, 2006.- № 2.-С.8-17.
76. Лотош В.Е. Переработка отходов природопользования.- Екатеренбург: Изд-во УрГУПС, 2002.- 463 с. : ил.
77. Максимова С.В., Глушанкова И.С. Дегазация полигона твердых бытовых отходов // Экология и промышленность России, 2003.- № 10. С. 4144.
78. Максимова С.В., Глушанкова И.С., Вайсман О.Я. Моделирование процессов образования биогаза на полигонах твердых бытовых отходов // Инженерная экология, 2003.-№ 4.- С. 32 40.
79. Мариненко Е.Е., Беляева Ю.Л., Комина Г.П. Тенденции развития систем сбора и обработки дренажных вод и метансодержащего газа на полигонах твердых бытовых отходов: Отечественный и зарубежный опыт. СПб.: Недра,2001.-160 е., ил.
80. Методика выполнения измерений массовой доли золы, влаги (влажности) в твердых отходах гравиметрическим методом. М.: МПР РФ,2002. 16 с.
81. Методика исследования свойств твердых отбросов. М.: Стройиздат, 1970.- 144 с.
82. Методика определения предотвращенного экологического ущерба. М.: Госкомэкологии России, 1999. 71 с.
83. Методика по оценке экономической эффективности использования твёрдых отходов производства и потребления. М.: Всесоюзный институт вторичных ресурсов, 1986, 57 с.
84. Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов ТБО. М.: АКХ им. К.Д. Памфилова, 1995.- 20 с.
85. Микробиология отдельных групп актипомицетов / Под ред. гл.-кор. АНСССР А.А. Красильпикова. М.: Наука, 1965 .- 370 с.
86. Милько А.А. Определитель мукоральных грибов. Киев: Наукова Думка, 1974.-303 с.
87. Минигазимов И.Н., Лобанова Е.Г., Ибатуллин У.Г. Жизненный цикл полигонов ТБО //Башкирский экологический вестник, 2004.-№ 1.- С. 38-40
88. Минько О.И., Лифшиц А.Б. Экологические и геохимические характеристики свалок бытовых отходов // Экологическая химия, 1992. №2.-С. 37-47.
89. Мирный А.Н. Критерии выбора технологии обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов // Чистый город, 1999.- №1.- С. 8-14.
90. Миронов А.Б., Мелехова Н.И., Володин Н.И. Проблема хранения твердых бытовых отходов // Экология и промышленность России, 2002. №1. - С. 23-26.
91. Некрасов В.Г., Горзиб И.М. Твердые бытовые отходы и проблемы их утилизации // Промышленная энергетика, 1990.- №12. С. 56 - 59.
92. Некрасов В.Г., Горзиб И.М. Твердые бытовые отходы и проблемы их утилизации // Промышленная энергетика, 1992. № 2. - С. 46-48.
93. Нетребин Ю.Я., Вайсман И .Я., Рудакова Л.В., Нурисламова Т.В. Технология снижения газовой эмиссии на полигонах твердых бытовых отходов //Инженерная экология, 2004.-№3.-С. 51-55.
94. Нетребин Ю.Я. Снижение газовой эмиссии объектов захоронения твердых бытовых отходов после завершения их эксплуатации: Автореф. дис. канд. техн. наук. / Ю.Я. Нетребин.- Пермь, 2004.- 16 с.
95. Ножевникова А.Н. Круговорот метана в экосистемах // Природа, 1995. -№ 6. С. 25 - 36.
96. Ножевникова А.Н. Мусорные залежи — «метановые бомбы» планеты // Природа, 1995.- № 6.- С. 25-34.
97. Ножевникова А.Н., Елютин Н.Ю., Некрасова В.К., Труфианова Е.Г. Образование метана микрофлорой грунта полигона твердых бытовых отходов //Микробиология, 1989.ВЫП. 5.-С. 859-863.
98. Ножевникова А.Н., Лебедев B.C., Заварзин Г.А. Образование, окисление и эмиссия биогаза на объектах захоронения бытовых отходов // Журнал общей биологии, 1993. № 2.- С. 167-181.
99. Определитель бактерий Берджи в 2-х томах, пер. с англ./ Под ред. Д. Хоулта, Н. Крича и др.Изд-во: Мир, М., 1997 432 с.
100. Панцхава Е.С., Давиденко Е.В. Метангенерация твердых органическихiотходов городов // Биотехнология, 1990.- № 4.-С.49-52.
101. Панцхава Е.С., Кошкин Н.Л., Пожарнов В.А. Биомасса реальный источник коммерческих топлив и энергии. 4.1. Мировой; опыт // Теплоэнергетика, 2001.-№ 2.-С. 21-25.
102. Парфенюк А.С., Антонюк С.И., Топоров А.А. Альтернативное решение проблемы твердых отходов в Украине // Экотехнологии и энергосбережение, 2002.- № 4.-С.36-41.
103. Патент № 2155107 Российская Федерация, МПК7 В 09 В 1/00, 3/00, С 05 F 3/06. Способ обезвреживания свалки / Белкин В.М.; заявитель и патентообладатель Белкин В.М. №99116150/13; заявл.27.07.99; опубл. 27.08.00. -4 е.: ил.
104. Патент № 2247610 Российская Федерация, МПК7 В 09 В 1/00. Способ складирования твердых бытовых отходов / Чертес К.Л., Быков Д.Е.,
105. Ендураева Н.Н., Радомский В.М. (РФ) № 2003131667; заяв. 28.10.03; опубл. 10.03.2006, Бюл. №7.-5 с.
106. Патент № 2127608 Способ извлечения биогаза для обезвреживания полигонов хранения твердых отходов и устройство для его осуществления / О.А. Гладков, Каре Лофгрен, И.Н. Таганов, -2007 12 с : ил. 122.
107. Патент № 2258535 Устройство для извлечения биогаза для обезвреживания полигонов хранения твердых бытовых отходов / Мариненко Е.Е., Ефремова Т.В., Перфилов Е.В, Черкасов А.В., Горбунова М.Е. / Опубл. Бюл. №23-10.02.2006.
108. Патент № 2320426 Способ сбора и отвода биогаза на полигоне твердых бытовых отходов с многослойным противофильтрационным экраном / Вострецов С.П., Преображенский Ю.Б. / Опубл. Бюл. № 9 27.03.2008
109. Пермяков Б.А., Пермяков А.Б. Опыт сжигания бытовых отходов в котельных установках // Известия Академии промышленной экологии, 1997.-№1.-С.56 -58.
110. ПНД Ф 13.1:2:3.27-99. Методика выполнения измерений массовых концентраций оксида углерода и метана в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методом реакционной газовой хроматографии.:М, 1999 (издание 2005).
111. ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.27-2002 МВИ содержания влаги в твердых и жидких отходах производства и потребления, осадках, шламах, активном иле, донных отложениях гравиметрическим методом.
112. Практикум по микробиологии. / Под ред. Н.С. Егорова. Учебное пособие. М. Изд-во Моск. ун-та, 1976. 307 с. : ил.
113. Проектирование и эксплуатация полигонов для захоронения твердых бытовых отходов в странах с переходной экономикой. Рабочие материалы. // Второй Конгресс по управлению отходами. М.: Вэйстэк, 2001г. -207с.
114. Пытьев Ю.П. Методы анализа и интерпретации эксперимента. М.: Изд-во МГУ, 1990.-288 с.
115. Работнова И.И., Роль физико-химических условий (рН и гН2) на жизнедеятельность микроорганизмов.: М., 1957.- 275с.
116. Разнощик В.В. Проектирование и эксплуатация полигонов для твердых бытовых отходов. М.: Стройиздат, 1981.- 104 с.
117. РД 52.24.495-95 Методические указания. Методика выполнения измерений рН и удельной электропроводности вод, 1995.-37 с.
118. Родина А.Г. Методы водной микробиологии (практическое руководство). M.-JL: Наука., 1965. 363 с.
119. Российская Федерация. Законы. Об отходах производства и потребления : федер.закон: (принят Гос. Думой 22 мая 1998 г.: одобр. Советом Федерации 10 июня 1998 г.). 5-е изд.. - М.: 0сь-05, 2005.-46 с.
120. Савичев А.С. Биореактор на месте свалки // Химия и жизнь, 2005.-№1.-С. 20-25.
121. Санитарная очистка и уборка населенных мест / Справ, под ред. А.Н. Мирного. М.: Стройиздат, 2001. - 420 с.
122. Максимова С.В., Глушанкова И.С. Моделирование процессов образования биогаза на полигонах твердых бытовых отходов // Инженерная экология, 2003.- №4. С. 44-46.
123. Семин Е.Г., Бочанинский В.П. ТБО как возобновляющийся источник энергии / Кн. Технология энергосбережения и эксплуатации инженерных систем. Материалы межд. практ. конф.- СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000.-С. 66-68.
124. Систер, В.Г., Мирный, А.Н., Скворцов JT.C. и др. Твердые бытовые отходы (сбор, транспорт и обезвреживания): справ. М.: Академия коммунального хозяйства им К.Д. Памфилова, 2001. - 320 с. - Библиогр.: с. 313-316.- 1000 экз.
125. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. М.: Колос, 2000. - 232 е.: ил.
126. Смирнов А.С., Ширковский А.И. Добыча и транспорт газа. М.: Гостоптехиздат, 1957. - 557 с: ил.
127. Соломин И.А. Обезвреживание и ликвидация старых захоронений отходов (особенности строительства полигонов ТБО на месте существующих свалок) // Чистый город, 2004. № 4 (28). - С. 40 - 47.
128. Стаскевич H.JI., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа.- Л.: Недра, 1990. 762 с, ил.
129. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1990. 392 с. : ил.
130. Твердые отходы. Возникновение, сбор, обработка и удаление / Под ред. Ч. Мантелла.- М.: Стройиздат, 2001.- 286 с. : ил.
131. Тихомиров А.Г., Климентьева Г.В. Твердые бытовые отходы важный источник энергии // Промышленная энергетика, 1993. - № 6. - С. 42-45.
132. Товаровский И.Г., Товаровская Г.И. Проблемы утилизации твердых промышленных и бытовых отходов и возможности их решения методом высокотемпературной переработки // Ресурсосберегающие технологии, 2004. -№3. С. 3 - 10.
133. Труфманова Е.П., Галицкая И.В, Геоэкологическая оценка территорий бывших свалок (два аспекта)// Геоэкология, 1999. -№ 5.- С. 480-485.
134. Туманов Ю.Н., Галкин А.Ф., Соловьев В.Б. Плазменный пиролиз твердых бытовых отходов. Часть 1. // Экология и промышленность России, 1999.-№ 2.-С. 8- 12.
135. Фаухутдинов А.А., Ибрагимов P.P., Ибатуллин У.Г. Новые подходы к решению проблемы отходов в Республике Башкортостан // Башкирский экологический вестник, 2000. № 3. - С. 5 - 7.
136. Федоров Л.Г., Маякин А.С., Москвичев В.Ф. Теплоэлектростанция на альтернативном виде топлива (твердые бытовые отходы) // Энергосбережение, 2002. -№2.-С. 39-41.
137. Фостер К.Ф. Экологическая биотехнология. Л.: Химия, 1990. - 383 с.
138. Хамитов Р.З. Проблемы охраны окружающей среды в Республике Башкортостан // Экологические проблемы регионов России. Республика Башкортостан. М.: ВИНИТИ, 1997.-С.5-22 (Инф. вып. №4).
139. Цинберг М.Б. Образование метана на свалке твердых бытовых отходов г.Оренбурга//Чистый город, 1998. № 4.- С.33-36.
140. Чертес К.Л., Быков Д.Е. Комплексное размещение отходов промышленного мегаполиса // Экология и промышленность России, 2003. -№2. С. 4-8.
141. Чертес К.Л., Ендураева Н.Н., Тупицына О.В., Быков Д.Е. Единый полигон для размещения отходов // Экология и промышленность России, 2002. №9. - С. 4-9.
142. Чертес К.Л., Михайлов Е.В., Тупицына О.В., Малиновский А.С. Утилизация ОСВ на объектах размещения отходов // Экология и промышленность России, 2008.-№5.-С. 36-40.
143. Шаимова A.M., Насырова Л.А., Ягафарова Г.Г. Свалки твердых бытовых отходов: перспективы использования свалочного газа // Табигат, 2006.-№7 .- С. 14-17.
144. Шаимова A.M., Насырова Л.А., Ягафарова Г.Г., Фасхутдинов P.P. Перспективное направление газодобывающей индустрии: добыча и утилизация свалочного газа // Нефтегазовое дело, 2006.-4 №1.- С.235 238.
145. Шаимова A.M., Насырова Л.А., Ягафарова Г.Г. Разработка матрицы прогнозирования выходы метана в составе биогаза из твердых бытовых отходов //Башкирский химический журнал, 2007.- Т. 14, № 5.-С. 31-34.
146. Шершнев Е.С., Ларионов В.Г., Куркин П.Ю. Сжигание ТБО с получением электроэнергии и теплоты // Экология и промышленность России, 1999.-№4.- С. 44-47.
147. Ширковский А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: учебник для вузов. 2-е изд., перереб. и доп. - М.: Недра, 1987. - 309 с, ил.
148. Шмаль А.Г. Методика картирования несанкционированных свалок // Экологический вестник России, 2001. №5. - С. 47-54.
149. Экология микроорганизмов / А.И. Нетрусов, Е.А. Бонч-Осмоловская, В.М. Горленко и др.; под ред. А.И; Нетрусова. М.: Изд. центр «Академия», 2004. - 272 с.
150. Энергетическая стратегия; России; на период до 2020 года // При л. К обществ.-дел. Журн. «Энергетическая политика».-М.:ГУ ИЭС, 2003.-136 с."
151. Baccini, P., Henseler,. G;, Belevi, H. Water and element balances pf municipal solid waster landfills / P. Baccini, G. Henseler, PI. Belevi // Waste Management Research, 2007 Vol; .5;'.- P1483-499v
152. Barlas M.A., Ham R.K., Schaefer D.M. Microbial, chemical and methane production: characteristics of anaerobically decomposed refuse with and without leachate recycling // Waste Management & Research. New York, 2002, № 10. P.257.267. , .
153. Barlaz M.A., Ham R. Methane production from municipal refuse. Critical reviews in environmental control. Vol., 19 (3.6), 2000.
154. Barzar M;A., Ham R.R. Measurement and prediction of landfill gas quality and quantity//ISWA International sanitary landfill symposium. Cagliari, 1997.v.8- p. 1-23.
155. Barzar M.A., Ham R.R. Prediction of landfill gas quality and quantity.//ISWA International sanitary landfill symposium. Cagliari, 2003. -v.4- p. 145-187.
156. Biogas plants in Europe. An updated databank. A. Pauss, E.- J. Nuns. Final report, commission of the European Communities, 1990.
157. BMBF-Ergebnisprasentation «Mechanisch-biologische Behandlung von zu deponierenden Abfallen», Potsdam, 2005. 125 p.
158. Brinkmami: Behaviour of organic pollutants of municipal solid waste during mechanical-biological pretreatment. Poster auf der VAAM-Tagung Bayreuth, Biospektrum, Sonderausgabe, 2006. 125 p.
159. Brinkmann, Andreas, Conrad, Heyer, Kabbe: Untersuchungen zum Emissionsverhalten von Abfallstoffen -Die Standardarbeitsanweisun-gen im BMBF-Verbundvorhaben «Deponiekorper»- Mull und Abfall, 1997.
160. Brinkmann, Heim, Steinberg und Ehrig: Long term risk assessment of treated and untreated municipal solid wastes by means of anaerobic bioreactors, Toxicological Reviews, 1995. P. 27-30.
161. Brunner P. Lahner T. Die Deponie. TU Wien, 1997.
162. Christensen Т., Kjeldsen P. Basic biochemical processes in landfills// Sanitary landfiUing: Process, technology and environmental impart. London: Academic Press, 1994. 220 p.
163. Cooper C, Reinhart D., Rash F. Landfill gas emissions. Report / Florida center for solid and hazardous waste management US EPA., 2002. P. 130.
164. Ehrig H.-J.: Activated carbon adsoftion Management and treatment of MSW landfill leachate, Venice, 2, 2008. 126 p.
165. Ehrig H.-J, Krumpelbeck I, Horing K.:Zukunftige Entwicklung der Deponiegasmengen, Abfallwirtschafts Journal, 2008.-p. 30.
166. Ehrig H.-J.: Das BMBF-Verbundforschungsvorhaben «Deponiekorper» -Siedlungsabfalle; Fortschritte der Deponietechnik Erich Schmidt Verlag, 2005. -131 p.
167. Ehrig H.-J.: Prediction of Gas Production from Laboratory Scale Tests, Landfilling of Waste: Gas, Hrsg. Christensen T, Cossu R, Stegmann R, Verlag Elsevier Applied Science, 2006.- 24 p.
168. El-Fadel M, Findikakis A.N, Leckie J.O. A numerical model for methane production in manage sanitary landfills.// Waste management research, №7, 1989. -P. 31-42.
169. Experimental Plant for the Production of Electric Power through the Use of Purified Biogas from Landfill of Municipal Solid Waste (M.S.W.)// Ibid, 2005. P. 149-152.
170. Feliubadalo J. A generalization athematical models for LGF emission / 7 International waste management and landfill symposium. Sardinia, 1999. Vol.1 V. P. 37-44.
171. Feliubadalo J. A generalization of mathematical models for LFG emission.
172. Financial buzden added winh new landfill regs / Dazcey Sue / World Wastes 1998, 1998.-(31)№12.-P. 22-26.
173. Garlet С., Winter J. Mikrobiologie anaerober Garprozesse. Technik anaerober Prozesse. DECHEMA. Frankfort am Main, 1998. - 360 p.
174. Gastes N.V. Landfill Gas in the Dutch Perspective. Amsterdam : NOVEM, 1994. 100000 hours using landfill gas//Europ. Power News, 1995. - Vol. 20, M 10. -P. 17.
175. Geadedien A. The Global Concept of Landfill Gas Exploitation Brussels : ECSC - EEC - EAEC, 1996.
176. Gendedien A. The Global Concept of Landfill Gas Exploitation/ Brussels: ECSC-EEC-EAEC, 2000. - 29 p.
177. Horing K., Ehrig H.-J.:Long-term emission behaviour of mechanicalbiological pretreated municipal solid waste.
178. Hagedom S., Ehrig H.-J.: Aspects for use of activated carbon in leachate treatment approaches to the adsorption process and optimisation of technical plants, Hamburg, 1998.-115 p.
179. Hagedom S., Ehrig H.-J.: Sickerwasserbehandlung: Erfahnmgen, Kosten, Tendenzen, Deponietechnik 98, Hamburg, 1998. 127 p.
180. Ham R.R., Barlaz M.A. Measurements and prediction of landfill gas quality and quantity / ISWA International sanitary landfill symposium. Cagliari, 2000. P. VIII-1 -VIII-23 p.
181. Handbook of solid waste management / Ed. by David I.Wilson. Litton educational publishing. Inc., 1977. 330 p.
182. Heim, Brinkmaim und Ehrig: Determination of toxicity of sewage water using photobacterium phosphoreum, Poster auf der VAAM-Fruhjahrstagung Biospektrum Sonderausgabe, 1995. 95 p.
183. Herbecke, H., Hoffmann, A., lOeine, Т., Hagedom, S.: Erfahrungen mit einer temporaren und der endgtiltigen Anlage zur biologischen und adsorp-tiven
184. Sickerwasserbehandlung, Vortrag ATV-Seminar «Behandlung von Deponiesickerwas-ser», Bonn-Bad Godesberg, 1997.- 128 p.
185. Herminio sincerely., Santiago M., Santiago F. Energetico utilization de biogas//Dyna, 1977. Vol. 72, №2. - P. 11 - 14.
186. Klett W. Задачи менеджмента в области удаления отходов // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды, 1999.-№ 1. С. 53 - 73.
187. Kreibe S., Rommel W. Разработка и оптимизация процессов переработки твердых отходов // Ресурсосберегающие технологии, 1999. № 2. - С. 22 - 29.
188. Krumpelbeck, I., Ehrig, H.-J.: Emissionsverhalten von Altdeponien, Deponietechnik 2000, Hamburger Berichte, Hrsg. Stegmann R., Rettenberger G., Bidlingmaier W., Ehrig H.-J., 2000.-P. 207 210.
189. Landfill gas emissions / EPA / 530-SW-84-101. USEPA. Cincinnati Ohio,1998.
190. Lechner P., Ziegler С Emissions from landfills and groundwater protection. Austrian Technion Society.// Vienna.: TU, 1994.
191. Marticorena В., Attai A., Camacho P., Manem G. Predition rules for biogas valorization in municipal solid waste landfill.//Wat. Sci. Tech., 1993. v.27 №2- P. 235-241.
192. MBF-Ergebnisprasentation «Mechanisch-biologische Behandlung von zu deponierenden Abfallen», Potsdam, 1999,- 129 p.
193. McDougal J.R., Pyrah L.C. Moisture effects in a biodegradation model for wast refuse// 7 International waste management and landfill symposium. Sardinia,1999.-v. l.P. 59-66.
194. Monitoring of landfill gas / Hillmag T.C. // Wastes Manag, 1989.-№ 4.- P. 212-218.
195. Municipal solid waste generation, recycling and disposal in the United States: facts and figures for 2006 // EPA, Cincinnati, 2007. 212 p.
196. Rautenbach R., Dahm W. Kombinationsvervahren fur die Reinigung fur Deponiesickerwasser/ZEntsorgungspraxis Spezial, № 4, 1990. P. 13-19.
197. Rettenberger G. Anforderungen an eine sichere Deponie mogliche Nachsorgenstrategien / http://www.pub.ub.uni-postdam.de
198. Scheelhaase T. und Ehrig H.-J.: BMBF-Statusbericht «Deponiekorper» (Hrsg. H.-J. Ehrig), Wuppertal, 1995.-87 p.
199. Solid wastes. Origin, collection, processing and disposal. / Ed. by C.L. Mantell, N.V, 1975.- 352 p.
200. Stegmann R. Die Deponie als Reaktor. In: EntsorgungsPraxis, Heft 10, 1990.-P. 567-571. ;
201. Stegmann R., Heyer K.-U., Ehrig H.-J.: Leachate management: leachate generation, collection, treatment and costs Present and future of MSW landfills, Padua, 1998. 117 p.
202. Steinberg und Brinkmann: Aspekte des Arbeitsschutzes bei der Gefahrdung durch luftgetragene Keime, Vortrag im Rahmen der Fachgruppentagung «Umweltmikrobiologie» auf der VAAM-Tagung, Hamburg, 1997. 130 p.
203. Steyer E., Hiligsmann S., Radu J. A biological pluridiscriplinarty model to predict municipal landfill life// 7 International waste management and landfill symposium. Sardinia, 1999. - v. 1. P. 37 - 45.
204. Tabasaran O. Grundlagen zur Planung von Entgasunganlagen / Tabasaran O., Rettenberger G. //Mtill-Handbuch, Loseblattsammlung, Lfg. Erich Schmidt Verlag, 1987.
205. Tabasaran О. Grundlagen zur Planung von Entgasunganlagen / Tabasaran 0.,Rettenberger G. // Mtill-Handbuch, Loseblattsammlung, Lfg. Erich Schmidt Verlag, 1987. P. 56-63.
206. Tabasaran O. Uberlegungen zum Problem Deponiegas. In: Mull und Abfall, HeftL., 1976.-P. 204-210.
207. Tchobonoglous I., Theisenh П. Integrate solid waste management. New York, 1993.-225 p.
208. The nature of landfill gas and his environmental impact / Campbell D.J.V //Wast Manag, 1989.- № 4.- P. 201-208.
209. The OECD Environmental Data Compendium 2002 / Organisaton for Economic Co-Operaton and Development.- Paris: OECD, 2003.- 27 p.
210. Trome-Koymiesky K.-J. Energie aus Deponiegas // Entsorgungpraxis, 2006.-№ 5. P. 240 - 244. •
211. Weber B. Minimierung von Emissionen der Deponie. Veroffentlichung des In-stitutes for Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universitat Hannover, Heft 74, 1990.- P. 46.
212. Wiumsen H.C. Decentralteed Energy Production from Landfill Gas Plant//Biomass for Energy and the Environment: Proc. of the 9th Europ. Bioenergy Conf., Copenhagen, 24 27 June, 1996. - Pergamon, 1996. - P. 1146 - 1150.
213. Wilson D.C. Проблемы управления отходами в странах с низким душевым доходом // Ресурсосберегающие технологии, 2000. №19. - С. 28 -33.
214. Zacharov A.I., Buttler А.Р. Modelling biodegradation processes in heterogeneous landfill waste// 7 International waste management and landfill symposium. Sardinia, 1999. - v. 1. P.95 - 103.
- Шаимова, Алсу Маратовна
- кандидата технических наук
- Уфа, 2009
- ВАК 03.00.16
- Технологические процессы и оборудование для обезвреживания вторичных отходов при полигонном захоронении твердых бытовых отходов
- Геоэкологическое моделирование воздействий биогаза полигонов твердых бытовых отходов на окружающую среду
- Геоэкологическое моделирование воздействий биогаза полигонов твердых бытовых отходов на окружающую среду
- Биогаз как антропогенный фактор воздействия на популяцию человека, проживающего вблизи полигонов твердых бытовых отходов "Самосырово" и "Каргашино"
- Снижение антропогенного воздействия полигонов твердых бытовых отходов на воздушную среду