prima parte

5/12/2018 prima parte - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/prima-parte-55a35cd2159b7 1/6

TRATAREA SI VALORIFICAREA DEŞEURILOR SOLIDE

CURS 16

Elemente de proiectare a depozitelor de deşeuri

Proiectarea unui depozit de deşeuri trebuie sa includă elemente care sa permită controlul levigatului si a

emisiilor gazoase. Principalele elemente de proiectare in cazul depozitelor de deşeuri sunt: sistemul

izolator, sistemul de de colectare a levigatului, sistemul de monitorizare a emisiilor gazoase si capacul

de la partea superioara a depozitului.

Iliui Grntyidw.iter Mediane etuvei mofTitorme

"li >ii"iTir.i \ iiminn ',

ţf _^L tttttr-i

hj-nihciic _. J^

ur n Jiural f \\ //

eJ-h-II;

HI ca ion

Graiauhratcf

Figura I. Elementele componente ale unui depozit de deşeuri

Sistemul izolator

Sistemul stratificat este necesar pentru a preveni migrarea levigatului din depozita si pentru a permite

colectarea acestuia. In general, acesta consta in straturi multiple de material natural si/sau

geomernbrane selectate pe baza valorii mici a permeabilităţii. Straturile de sol sunt de obicei construite

din soluri argiloase. Daca materialele argiloase naturale nu sunt disponibile din diferite motive,

atunci se pot utiliza argile comerciale (bentonite) amestecate de regula cu nisip pentru a obţine un

material potrivit pentru sistemul izolator. Geomembranele sunt straturi subţiri si impermeabile de

material obţinute din rasini sintetice, cum este polietilena, policlorura de vinii sau alţi polimeri. Cel mai

utilizat material este polietilena de inalta densitate (HDPE) deoarece este rezistent la acţiunea agenţilor

chimici conţinuţi de levigat.

Depozitele de deşeuri pot fi proiectate cu sisteme izolatoare simple, compozite sau duble, in funcţie de

cerinţe (figura 2).

*- Un sistem simplu este construit fie dintr-un material argilos, fie dintr-o membrana.

> Un sistem compozit conţine de regula 2 straturi: stratul inferior este dintr-un material argilos,

iar stratul superior este o geomembrana. Aceste 2 straturi se afla in contact pentru a minimiza

eventualele scurgeri.

1



> Un sistem dublu poate fi alcătuit din 2 straturi de materia] argilos natural, sau din- 2

geomembrane suprapuse sau o combinaţie care sa le conţine pe ambele tipuri

Singk-Iincr Doubfc-liticr

re i siiifţfe i'ompotnt or G_t ^ j^ ̂„„̂ .̂̂

Inumani hncr^itCT

Figura 2. Exemple de configuraţii de sisteme de izolare utilizate in depozitele de deşeuri LCS

(leachale collection sysiem)= sistemul de colectare a levigatului

GCL (geosynthetic clay lincr)— stratul de argila sintetica LDS

(leachate detection system) - sistemul de detectare a levigatului

Fiecare sistem izolator este prevăzut cu un sistem de colectare a levigatului. Sistemul de colectare care

separa 2 straturi este un sistem de detectare a scurgerilor, mai precis o serie de conducte plasate intre

straturi care colectează si monitorizează levigatul care provine de la partea superioara a depozitului de

deşeuri.

Recent, se prefera utilizarea stratului de argila sintetica ca strat superior intr-un sistem dublu de izolare.

Sistemul este alcătuit dintr-un strat subţire (de obicei bentonita sodica) depusa pe un suport geotextil

(filtru geosintetic) sau o geomembrana. Stratul de argila sintetica este uşor de plasat intr-un depozit si

utilizează mai puţin spaţiu, ceea ce face ca mai mult spaţiu sa fie dosponibil deşeurilor propriu-zise. Cu

cat se utilizează mai multe straturi izolatoare, cu atât sistemul construit protejează mai bine mediul de

poluarea indusa de depozitul de deşeuri, dar costurile cresc foarte mult. Deoarece sistemul izolator joaca

rolul principal in protejarea resurselor de apa subterana, in timpul instalării sistemului izolator trebuie

implementat si un program de asigurare si control al calităţii acestuia.

2



Levigatul este directionat spre partea inferioara a depozitului printr-un sistem eficient de drenaj,

alcătuit din nisip, pietriş sau material geosintetic. In aceasta zona sunt plasate de regula conducte

perforate pentru colectarea levigatului, care sunt montate in panta pentru a permite evacuarea

levigatului din depozit.

Sistemul de colectare si stocare a levigatului

Obiectivul principal in izolarea unei celule de depozitare a deşeurilor este de a minimiza potenţialul de

poluare a apelor subterane. Stratul izolator serveşte drept bariera intre deşeuri si apa subterana

si

reprezintă totodată bazinul de captare a levigatului produs de deşeuri. Levigatul colectat din

depozittrebuie inlaturat din vecinătatea stratului izolator cat mai repede posibil.

De regula, levigatul este evacuat fie prin cădere libera (gravitaţionala), fie prin pompare. Componentele

unui sistem de colecatre a levigatului includ de regula: straturi izolatoare protectoare, conducte

perforate pentru colectare (laterale si centrale), staţie de pompare si alte componente.

Tabelul 1 prezintă recomandările pentru sistemul de colectare a levigatului. O data evacuat, levigatul

este temporar stocat pana este ulterior epurat, recirculat sau transportat.

Tabelul 1. Parametrii de selecţie pentru sistemul de colectare a levigatului

Parametru Domeniu Valoarea medie I(utilizata)

Viteza de scurgere a levigatului,L/zi m2

0.56-0.93 0.745

Diametrul maxim al levigatului, cm 23-31 27Spa iul dinlre conducte, m 18- 122 55Diametrul conductelor, cm 15-21 21Materialul conductelor PVC sau HDPE HDPEPanta conductelor, % 0.5-2 1Panta de drenaj,% 0.5-2 1

Epurarea si evacuarea levigatului

Epurarea levigatului reprezintă unul dintre principalele costuri de operare a unui depozit de deşeuri, nu

numai pe perioada cat depozitul este in funcţiune cat si pe in perioada de monitorizare după închidere.

Din cauza implicaţiilor, trebuie aleasa metoda de epurare si/sau evacuare care sa fie eficienta din punct

de vedere economic, dar care sa realizeze cerinţele de calitate in ceea ce priveşte epurarea apelor uzate.

Soluţia optima de epurare se poate schimba in timp, pe măsura ce sunt dezvoltate noi tehnologii si sunt

impuse noi cerinţe legislative, tinandu-se cont si de faptul ca proprietăţile levigatului variiaza ca o

funcţie de vârsta depozitului.

Epurarea levigatului depinde de evacuarea finala a levigatului,care inseamna fie transportul si

descărcarea intr-o staţie de epurare, fie epurarea in-situ si apoi descarcă in reţeaua de canalizare.



Găsirea unei variante tehnologice potrivite de epurare este dificila din cauza încărcării organice mari,

debite si compoziţii variabile, biodegradabilitate variabila si conţinut redus de fosfor. Câteva variante

tehnologice sunt prezentate in tabelul 2.

Variante tehnologice Poluanţi eliminaţi Observaţii

Procese biologice Se poate utiliza in cazul levigatului"tanar" (din primele faze)

Epurare biologica cu nămol activ CBCyCCOCr GE CB0 o b inute > 90%Lagune aerate CBO

s/CCO-Cr Se paote aplica in căzui unor debite

mici de levigat,

GE CBO5 ob inute > 90%Proces anaerob CBOj/CCO-Cr Este necesara 0 treapta

suplimentara de epurare aerobaEpurare biologica cu nămol activ sicărbune activ

CBCVCCO-Cr GECBOs obţinute > 99% GECCO-Cr obţinute > 95%

Procese fizico-chimice Se pot utiliza pentru levigatul dinultimele faze de procese biochimicedin depozit

Coagulare/Precipitare Metale grele GE mari pentru ionii de Fe si Zn GEmedii pentru ionii Cr, Cu, Mn GEmici pentru ionii Cd. Pb sau Ni

Oxidare chimica CCO-Cr Epurarea levigatului necesita dozemari de agenţi chimiciPoate fi utilizat mai eficient pentru

rafinarea ulteriaoara a efluentuluirezultat

Schimb ionic CCO-Cr GE CCO-Cr obţinute 10- 70%,retine mici cantităţi de metale grele

Adsorbtie CBOs/CCO-Cr GE CCO-Cr obţinute 30- 70%,după tratament biologic sau chimic

Osmoza inversa Solide totale dizolvate GE solide totale dizolvate 90-96%

Din perspectiva operării unui depozit de deşeuri, cea mai ieftina varianta este transportul levigatului ia

o staţie de epurare. Aceasta varianta permite operatorilor sa se concentreze asupra problemelor legate

de administrare a depozitului de deşeuri. In plus, epurarea levigatului intr-o staţie de mica capacitate nu

este eficienta prin comparaţie cu epurarea acestuia in staţii mari de epurare. Levigatul poate fi

considerat ca orice apa uzata provenita din industrie si de regula este analizat mult mai in detaliu decât

orice alţi efluenti industriali. In depozitele de deşeuri moderne, exista restricţii si criterii foarte clare in

ceea ce priveşte efluentii toxici, periculoşi sau radioactivi. De asemenea, controlul iniţial al deşeurilor

conduce la o 'îmbunătăţire clara a calităţii levigatului.

Tehnologii noi de epurare a levigatului

Din cauza faptului ca epurarea levigatului este dificila si scumpa, au fost dezvoltate noi metode

de epurare cum sunt:

4



Osmoza inversa - procesul prin care un lichid este forţat sa parcurgă o membrane semipermcabila,

separarea având loc in funcţie de mărimea moleculelor. Prin acest proces se elimina eficient materiile

solide dizolvate. Forţa motrice a procesului este presiunea, apa eset capabila sa traverseze membrana,

in timp ce moleculele de poluanţi sunt reţinute de aceasta. De regula, la finalul procesului exista 2

produşi finali permeatul sau levigatul epurat in acest caz sai concentratul care conţine moleculele de

poluant. De regula, 75-90% din influent devine permeat sau apa epurata.

Concentrate prin osmoza directa - este un proces de membrana care are Ioc ia temperaturi scăzute,

intr-un mediu cu presiune mica. Parctic o membrana semipermeabîla este interpusa intre levigat si un

agent de osmoza (de obicei o soluţie de sare de 10 %). Membrana semipermeabîla permite migrarea

moleculelor de apa din levigat (fara a fi necesara presiune din exterior) in soluţia de sare, dar

blochează

accesul altor molecule. Pe măsura ce procesul continua, soluţia de sare devine diluata, iar echilibrul se

stabileşte atunci când pe ambele parti ale membranei concentraţia de apa este egala.

Evaporarea va prelua apa din levigat, reducandu-i volumul pana lai 5% din volumul iniţial.

Depozitarea care include evaporarea levigatului este o tehnologie care integrează si controlul emisiilor

gazoase, deoarece combustibilul utilizat pentru procesul de evaporare provine din amestecul de gazeemise.

Distilare cu compresia vaporilor diferă de evaporare prin aceea ca se produce un efluent epurat.

Levigatul este introdus in proces, prin intermediul unei bucle de recirculare. Aceasat bucla de

recircularea pompează constant levigat pe care îl,concentrează la partea inferioara a unui vas de

separare a lichidului de abur, cu ajutorul unui schimbător de căldura. Levigatul si concentratul intra in

vasul de separare printr-o conducjtta tangenţiala, la o viteza suficient de mare pentru a creea o separare

a aburul de lichid, la fel ca in cazul cicloanelor.

Recompresia mecanica a vaporiloreste un proces bazat pe curgerea in film, in condiţii de vacuum.

Elementul principal al procesului este reprezentat de o suprafaţa polimerica de evaporare (element de

transfer de căldura) in care apa fierbe la temperaturi intre 50 si 60°C. Levigatul este pompat priîn 2

schimbătoare de căldura si ajung ein vasul de evaporare la partea inferioara. Din aceasta zona, o alta

pompa transfera un volum mic de levigat spre partea superioara a vasului, unde este distrubuit omogen

pe suprafaţa de schimb de căldura.

Exista mai multe metode ins-situ de epurare a levigatului. Cu toate acestea, instaltiile sunt deregula la

scala redusa, proiectate pentru debite mici de levigat. Exemple de aceste metode sunt: zone umde

construite, compostarea in grămezi si plantarea de plopi.

5



Rccircularca levigatului

Depozitele pot fî considerate "reactoare" biologice care pot fi utilizate in epurarea levigatului.

Depozitul poate fî un reactor uşor controlabil, care asigura o buna izolare a deşeurilor in celule

specifice, permite colectarea si recircularea levigatului si monitorizează emisiile gazoase. Asftel de

sisteme sunt capabile de o conversie biochimica accelerata a deşeurilor si de epurarea eficienta alevigatului.

Majoritatea depozitelor sunt de obicei construite astfel incat levigatul este colectat si evacuat. Viteza de

stabilizare a deşeurilor este mica, in cele mai multe cazuri fiind vorba despre ani in care are loc atât

etapa de acidogeneza, cat si etapa de metanogeneza. Descompunerea fracţiei biodegradabile va fi

limitata si incompleta. Levigatul trebuie drenat, colectat si tratat înainte de descărcarea finala. In cazul

implementării măsurii de recirculare a levigatului, populaţia microbiana anaeroba se dezvolta mai

rapid. Timpul necesar stabilizării deşeurilor se reduce la 2-3 ani, fata de 15-20 de ani cat este

momentan in depozitele fara recircularea levigatului. Aceasta stabilizare sau maturare acelerata este

susţinuta de expunerea uniforma a microorganismelor la constituientii din levigat, ceea ce asigura

timpul necesar pentru contact, substrat si nutrienti pentru conversia si degradarea eficienta.

Recircularea levigatului converteşte depozitul intr-un biorector dinamic care accelerează conversia

materiei organice la produşi intermediari si finali.

Avantajele recircularii levigatului au fost analizate, iar aplicarea acestei metode in depozitele de deşeuri

a luat amploare in ultimii ani. Levigatul se întoarce in depozit prin mai multe tehnici, inclusiv udarea

deşeurilor asa cum sunt poziţionate in depozit, pulverizarea levigatului sau injectarea acestuia prin

coloane verticale sau şanţuri orizontale. Este important ca depozitele de deşeuri si principalele lor

componenete (sistemele de preluare a gazelor, colectarea levigatului si straturile izolatoare

imermedire si finale) sa fie proiectate si operate astfel incat sa fie compatibile cu operarea in sistem de

bioreactor. Pentru a optimiza operarea bioreactorului, conţinutul de umiditate din deşeuri este controlat

de rata de reciculare a levigatului, care este la rândul lui o funcţie de conductivitatea hidraulica.

Construirea, operarea si monitorizarea sistemelor de recirculare a levigatului afectează operaţiile zilnice

care au Ioc la depozit. Sistemul de recirculare trebuie privit ca o parte integranta a operaţiunilor de

depozitare. Instalarea sistemelor de recirculare trebuie considerata impreuna cu poziţionarea deşeurilor

in depozit si luata in considerare in etapa de planificare a etapei de umplere propriu-zisa a depozitului.

prima parte

Documents