RU2762720C1

RU2762720C1 - Method for storage of solid household and solid municipal waste

Info

Publication number: RU2762720C1
Application number: RU2021108840A
Authority: RU
Inventors: Руслан Рустемович Япаев; Лилия Алсыновна Насырова; Кристина Анатольевна Окишева; Ольга Юрьевна Белоусова; Ильдар Рашидович Фасхутдинов
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2021-12-22

Abstract

FIELD: solid household and municipal waste disposal.

SUBSTANCE: invention relates to methods for processing and disposal of solid household and municipal waste at landfills. The method for storing solid waste and solid municipal waste includes layer-by-layer placement of solid waste and bio-additives. At the same time, electric heating cables are laid in the base of the landfill at the construction stage. In the course of filling in the landfill maps, drainage pipes tied with an electric heating cable are laid in the thickness of the waste. After purification, biogas obtained at the landfill is used as fuel for a gas piston power plant that generates electricity to power an electric heating cable that heats the landfill.

EFFECT: invention provides an increase in the efficiency of decomposition of the organic part of waste, regardless of the climatic conditions of the location of the landfill, as well as the intensification of the process of biogas formation and the continuity of biogas formation.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам обработки и размещения на полигонах твердых бытовых и коммунальных отходов (ТБО и ТКО).The invention relates to methods of processing and disposal of solid household and municipal waste (MSW and MSW) at landfills.

Известен способ размещения отходов слоями высотой 2,0-2,5 метра с организацией промежуточного изолирующего слоя из инертных материалов высотой 0,25-0,5 м с уплотнением путем 3-4-кратного прохода спецтехники, при этом уплотнение отходов складируемых данным способом осуществляют за счет многократного прохода техники (см. Инструкция по проектированию и эксплуатации полигонов для твердых бытовых отходов /М.: Стройиздат, 1993).A known method of placing waste in layers with a height of 2.0-2.5 meters with the organization of an intermediate insulating layer of inert materials with a height of 0.25-0.5 m with compaction by 3-4 passes of special equipment, while the compaction of waste stored in this way is carried out due to repeated passage of equipment (see Instructions for the design and operation of landfills for solid domestic waste / M .: Stroyizdat, 1993).

Недостатком данного способа является то, что строительство полигона осуществляется без формирования инициирующего слоя и подогревающих дно и толщу полигона специальных конструкций, позволяющих обеспечить непрерывный процесс биогазообразования независимо от климатических условий расположения полигона.The disadvantage of this method is that the construction of the landfill is carried out without the formation of an initiating layer and heating the bottom and thickness of the landfill, special structures that allow to ensure a continuous process of biogas formation regardless of the climatic conditions of the location of the landfill.

Известен способ организации системы активной дегазации полигонов твердых бытовых отходов и твердых коммунальных отходов путем монтажа сети дренажных труб специальной конструкции (предусматривающей, в случае необходимости, также подогрев трубы) в толще полигона, которая решает задачу повышения эффективности извлечения биогаза для стабилизации полигонов хранения твердых отходов, улучшения экологии окружающей среды, обеспечения подачи заданного состава биогаза потребителям, снижения частоты удаления конденсата (Пат. РФ №2713700, 2020 г.).There is a method of organizing a system of active degassing of landfills for solid domestic waste and solid municipal waste by installing a network of drainage pipes of a special design (which, if necessary, also heating the pipe) in the thickness of the landfill, which solves the problem of increasing the efficiency of biogas extraction to stabilize the landfills for storing solid waste, improving the ecology of the environment, ensuring the supply of a given composition of biogas to consumers, reducing the frequency of condensate removal (Pat. RF No. 2713700, 2020).

Недостатком данного способа является то, что предлагаемая система дегазации полигонов твердых бытовых отходов и твердых коммунальных отходов не обеспечивает постоянство образования биогаза в толще полигона, а поддержание определенной температуры за счет подогрева электронагревательным кабелем направлено на предотвращение образования конденсата в дренажных трубах в холодное время года, при этом обеспечение электроэнергией организуется за счет центральной системы электроснабжения.The disadvantage of this method is that the proposed degassing system for landfills of solid domestic waste and solid municipal waste does not ensure the constant formation of biogas in the thickness of the landfill, and maintaining a certain temperature due to heating with an electric heating cable is aimed at preventing the formation of condensate in drainage pipes during the cold season, when In this case, the supply of electricity is organized through the central power supply system.

Из известных способов наиболее близким к заявленному изобретению техническим решением является способ складирования отходов на полигоне ТБО, включающем послойное размещение твердых бытовых отходов и биодобавок на специально обустроенном экране, путем чередования слоев твердых бытовых отходов и инициирующего слоя, в количестве 5-7 мас. % от общей массы размещаемых отходов, состоящих из отходов производства кормов (пыли комбикормовой), витаминов, N:Р:K-комплекса минеральных удобрений, отработанного анионита высокоосновного, биопротектора-глутамата и аборигенной микрофлоры с плотностью по микроорганизмам 1⋅10¹⁰-6⋅10¹² кл./мл (Пат. РФ №2367529, 2009 г.).Of the known methods, the technical solution closest to the claimed invention is a method for storing waste at a solid waste landfill, including layer-by-layer placement of solid household waste and bio-additives on a specially equipped screen, by alternating layers of solid household waste and an initiating layer, in an amount of 5-7 wt. % of the total mass of disposed waste, consisting of feed production waste (feed dust), vitamins, N: P: K-complex of mineral fertilizers, spent highly basic anionite, bioprotector-glutamate and native microflora with a microorganism density of 1⋅10 ¹⁰ -6⋅ 10 ¹² cells / ml (Patent RF No. 2367529, 2009).

Недостатком данного способа является то, что интенсификация процесса не включает обеспечение постоянной температуры биогазообразования в толще полигона, что не позволяет достичь эффективного и быстрого разложения органической части отходов независимо от климатических условий расположения полигона.The disadvantage of this method is that the intensification of the process does not include ensuring a constant temperature of biogas formation in the landfill, which does not allow achieving efficient and rapid decomposition of the organic part of the waste, regardless of the climatic conditions of the landfill location.

Задачей изобретения является разработка способа складирования твердых бытовых и твердых коммунальных отходов с достижением следующего технического результата: повышение эффективности разложения органической части отходов независимо от климатических условий расположения полигона, интенсификация процесса образования биогаза и обеспечение непрерывности биогазообразования.The objective of the invention is to develop a method for storing solid household and solid municipal waste with the achievement of the following technical result: increasing the efficiency of decomposition of the organic part of waste, regardless of the climatic conditions of the location of the landfill, intensifying the process of biogas formation and ensuring the continuity of biogas formation.

Указанная задача решается тем, что в способе складирования твердых бытовых отходов и твердых коммунальных отходов, включающем послойное размещение твердых отходов и биодобавок, согласно изобретению в основание полигона на стадии строительства закладывают электронагревательные кабели; в толщу отходов в процессе заполнения карт полигона закладывают дренажные трубы, обвязанные электронагревательным кабелем; получаемый на полигоне биогаз после очистки используют в качестве топлива для газопоршневой электростанции, вырабатывающей электроэнергию для питания электронагревательного кабеля, нагревающего полигон.This problem is solved by the fact that in the method of storing solid waste and solid municipal waste, including the layer-by-layer placement of solid waste and bio-additives, according to the invention, electric heating cables are laid in the base of the landfill at the construction stage; in the course of filling in the landfill maps, drainage pipes, tied with an electric heating cable, are laid in the thickness of the waste; After purification, biogas obtained at the landfill is used as fuel for a gas piston power plant that generates electricity to power an electric heating cable that heats the landfill.

На фигуре представлен полигон с системой электрообогрева. Полигон для складирования ТБО и ТКО содержит газосборник 1; полимерный трубопровод 2; колодец 3 вертикального газового дренажа; отходы 4; противофильтрационный экран 5; эрлифт 6; изолирующий слой 7; систему 8 горизонтального газового дренажа; инициирующий слой 9; систему 10 вертикального газового дренажа; дренажную канаву 11; блок-контейнер 12; газопоршневую электростанцию 13 на базе двигателя КАМАЗ; электронагревательный кабель 14.The figure shows a polygon with an electric heating system. The landfill for storage of solid waste and solid waste contains a gas collector 1; polymer pipeline 2; well 3 of vertical gas drainage; waste 4; anti-filtration screen 5; airlift 6; insulating layer 7; a horizontal gas drainage system 8; initiating layer 9; a vertical gas drainage system 10; drainage ditch 11; block container 12; gas piston power plant 13 based on the KAMAZ engine; electric heating cable 14.

Способ складирования твердых бытовых отходов и твердых коммунальных отходов осуществляется следующим образом.The method of storing solid waste and solid municipal waste is carried out as follows.

В основание полигона на стадии строительства закладывают электронагревательные кабели, обеспечивающие постоянную температуру для непрерывного процесса биогазообразования в условиях низких температур окружающего воздуха. Электрообогрев дна полигона, а также системы газодренажа, представляет собой сложную конфигурацию разветвленной электрической сети, которая подключается на различных этапах заполнения полигона. На специально обустроенном противофильтрационном экране послойно размещают твердые бытовые и коммунальные отходы и биодобавки. В толщу отходов в процессе заполнения карт полигона закладывают дренажные трубы, обвязанные электронагревательным кабелем для обеспечения оптимальной температуры биогазообразования во всем объеме складируемых отходов. Получаемый на полигоне биогаз после очистки используют в качестве топлива для газопоршневых электростанций, которые в последующем питают непосредственно электронагревательный кабель, нагревающий полигон. Это позволяет поддерживать необходимую температуру на полигоне для круглогодичного производства газового биотоплива.Electric heating cables are laid at the base of the landfill during the construction phase, providing a constant temperature for a continuous biogas formation process in low ambient temperatures. Electric heating of the bottom of the landfill, as well as the gas drainage system, is a complex configuration of an extensive electrical network that is connected at various stages of filling the landfill. On a specially equipped anti-filtration screen, solid household and municipal waste and bioadditives are placed in layers. In the course of filling in the landfill maps, drainage pipes tied with an electric heating cable are laid into the thickness of the waste to ensure the optimal temperature of biogas formation in the entire volume of the stored waste. After purification, biogas obtained at the landfill is used as fuel for gas-piston power plants, which subsequently feed directly the electric heating cable that heats the landfill. This allows maintaining the required temperature at the landfill for the year-round production of biofuel gas.

В качестве газопоршневой электростанции можно использовать, например, газопоршневую электростанцию, работающую на базе двигателя КАМАЗ (https://goo-gl.ru/VKJZ8).As a gas piston power plant, you can use, for example, a gas piston power plant operating on the basis of a KAMAZ engine (https://goo-gl.ru/VKJZ8).

В теплый период года полигон работает в штатном режиме без подогрева, при этом производимая электроэнергия расходуется на энергообеспечение административных зданий и мусоросортировочного цеха. Складирование ТБО и ТКО осуществляется на противофильтрационном экране 5 послойно путем чередования отходов 4, инициирующего слоя 9 в количестве 5-7% от общей массы размещаемых отходов, изолирующего слоя 7. Образующийся биогаз через систему 8 горизонтального газового дренажа попадает в общую систему 10 вертикального газового дренажа, которая включает необходимое количество колодцев 3 вертикального газового дренажа на всей площади полигона, каждый из которых снабжен газосборником 1 и эрлифтом 6. Из общей системы биогаз через полимерный трубопровод 2 отправляется в систему подготовки биогаза к использованию, которая обеспечивает его очистку от вредных примесей (на фигуре не обозначена). Полигон снабжен также дренажной канавой 11 для отвода фильтрата.In the warm season, the landfill operates in a normal mode without heating, while the generated electricity is consumed to power the administrative buildings and the waste sorting shop. The storage of solid waste and MSW is carried out on the anti-seepage screen 5 layer by layer by alternating waste 4, the initiating layer 9 in the amount of 5-7% of the total mass of the placed waste, the insulating layer 7. The resulting biogas through the horizontal gas drainage system 8 enters the general vertical gas drainage system 10 , which includes the required number of vertical gas drainage wells 3 throughout the landfill area, each of which is equipped with a gas collector 1 and an airlift 6. From the general system, biogas is sent through a polymer pipeline 2 to the biogas preparation system for use, which ensures its purification from harmful impurities (on the figure is not indicated). The landfill is also equipped with a drainage ditch 11 to drain the filtrate.

В холодный период года полигон работает с использованием электроподогрева для обеспечения непрерывного процесса биогазообразования. Электроэнергия на полигоне вырабатывается газопоршневой электростанцией 13 на базе двигателя КАМАЗ, размещенной в блок-контейнере 12, за счет очищенного биогаза, производимого на полигоне. Далее электроэнергия подается в электронагревательные кабели 14, размещенные на дне полигона и в системе 10 вертикального газового дренажа. В результате, вся толща полигона имеет постоянную температуру, необходимую для активной жизнедеятельности метанобразующих бактерий, тем самым обеспечивается непрерывность процесса биогазообразования в течение всего года.During the cold season, the landfill works with the use of electric heating to ensure a continuous process of biogas formation. Electricity at the landfill is generated by a gas piston power plant 13 based on a KAMAZ engine, located in a block container 12, due to purified biogas produced at the landfill. Further, electricity is supplied to electric heating cables 14 located at the bottom of the landfill and in the vertical gas drainage system 10. As a result, the entire thickness of the landfill has a constant temperature necessary for the active life of methane-forming bacteria, thereby ensuring the continuity of the biogas formation process throughout the year.

Claims

A method for storing solid household waste and solid municipal waste, including layer-by-layer placement of solid waste and bio-additives, characterized in that electric heating cables are laid in the base of the landfill at the construction stage, drainage pipes tied with an electric heating cable are laid in the waste mass in the process of filling out landfill maps. After purification, biogas is used as fuel for a gas piston power plant that generates electricity to power an electric heating cable that heats the landfill.