Противофильтрационные экраны

Благодаря их превосходному  поведению при многоосном натяжении, иглопробивные геосинтетические глиноматы Bentofix® сохраняют свои изоляционные свойства при высоком удлинении.

Применение на крутых откосах до 2:1 возможно благодаря  использованию иглопробивных нетканых геотекстилей в качестве элементов  удерживающих в своей структуре Bentofix®.

Физические параметры  геомембран, а также их химостойкость отвечает всем требованиям предъявляемым к  противофильтрационным экранам оснований полигонов. Геомембраны Carbofol® HDPE считаются подходящими для использования в качестве изоляционных систем, как при устройстве оснований полигонов, так и при рекультивации.

Структурированные и  текстурированные геомембраны Carbofol®  используются для повышения передачи поперечных сил между прилегающими компонентами для обеспечения долгосрочной стабильности конструкции.

Геомембраны должны быть защищены от механического повреждения от материалов обратной засыпки либо материалов основания.

При необходимости использования  минерального дренажного слоя, вместо песчаного защитного слоя, чаще всего  применяется механически скрепленный  полипропиленовый геотекстиль Secutex®.

Во избежание значительной деформации геомембраны во время установки и для обеспечения длительной защиты, рекомендуются нетканые геотекстили Secutex® с поверхностной массой не менее 800 г/м2.

При закрытии полигонов  отходов, дренажные системы Secudrain®  могут эффективно отводить и направлять проникающие осадки или газ в места их сбора или дренажа.

Надлежащий дренаж уменьшает  накопление стоящей воды на изоляционном элементе, тем самым повышает эффективность  изоляционного слоя и улучшает стабильность рекультивационного слоя.

Геосинтитические дренажные  системы Secudrain® состоят из трех индивидуальных слоев, сделанных из таких компонентов:

1. Нетканый геотекстильный  фильтр – защищает дренажный  слой от засорения, 
2. Дренажный слой – собирает и дренирует воду, 
3. Нетканый/защитный фильтр – служит как фильтр или разделительный слой в минеральном компоненте или как защитный слой для геомембраны.

Надежная сварка трех слоев в один обеспечивает равномерную  передачу усилий сдвига внутри дренажной  системы. Благодаря однородному  соединению, Secudrain® также подходит для использования на крутых склонах.

Иглопробивные нетканые геотекстильные фильтры предотвращают  попадание частиц почвы из растительного  слоя в дренажный слой.

Более того, должна быть обеспечена длительная проницаемость геотекстильного фильтрующего слоя для предотвращения давления, скапливаемых над дренажным слоем жидкостей, которое может ухудшить стабильность противофильтрационного экрана.

Благодаря гидравлическим и механическим фильтрующим свойствам, определенным директивами Ассоциации по исследованиям дорог и дорожного транспорта, а также использованию геотекстиля как минимум третьего класса прочности, длительная эксплуатация геотекстильного фильтра будет обеспечена.

Secugrid® – это георешетка, изготовленная из плоских прессованных монолитных стержней, сваренных в местах их соединения. Она может противостоять высоким монтажным нагрузкам или выдерживать высокие нагрузки, когда требуется незначительная деформация. На крутых или длинных склонах, георешетки Secugrid® могут быть использованы для улучшения стабильности защитного слоя грунта или всей изоляционной системы. Георешетки Secugrid® также позволяют конструировать более крутые стены и склоны.

Временные покрытия, которые  устанавливаются во время эксплуатации полигонов отходов, могут свести к минимуму просачивание осадков и снизить утечку биогаза, если применять их до устройства окончательного или временного слоя изоляции. Геомембраны Carbofol® HDPE толщиной 1,5 идеально подходят для такого применения. Они обладают превосходным характеристиками сопротивления, как к химическим веществам, так и ультрафиолетовому воздействию, а также могут противостоять сложным погодным условиям.

Геомембраны Carbofol® и  геосинтетические глиноматы Bentofix®  в соединении с дренажными системами Secudrain®, георешетками Secugrid®, а также с защитными слоями Secutex®, дают высококачественные и не дорогостоящие решения для самых требовательных полигонов отходов. (Рисунок 1.4.)

                                

Рисунок 1.4.

 

 

 

 

Глава 2. Сравнение материалов

Рассмотрим все преимущества и недостатки материалов, используемых для противофильтрационных экранов, как природных, так и синтетических.

Гидроизоляционный слой из глины обладает низкой прочностью, низкой трещиностойкостью и, следовательно, недолговечен. При контакте глины с минирализованным фильтром под действием осмотического давления происходит обезвоживание глиняного материала, что приводит к изменению его структуры и развитию пористости, за счет чего коэффициент фильтрации повышается до значения выше допустимого. Следовательно, глиняный экран не может обеспечить противофильтрационной защиты на протяжении дополнительного промежутка времени соизмеримого со временем (30-50 лет) стабилизации органической фракции отходов.[11] 
 Преимуществом глиняного экрана является только его стоимость: сооружение глиняного экрана обходится в среднем в 27 рублей за квадратный метр. Но следует учитывать, что если местные глинистые грунты обладают необходимыми характеристиками, их использование при строительстве полигона наиболее выгодно. В противном случае необходимо обеспечить доставку на полигон подходящего глинистого материала и в этом случае решающую роль играют транспортные расходы. Перевозка грунта на значительное расстояние может быть менее выгодна, чем использование синтетических экранов. Что повышает стоимость до 1700 рублей за 1 квадратный метр.

Противофильтрационный экран, в котором в качестве гидроизоляционного слоя покрытия используют полиэтиленовую пленку, укладываемую в один или два слоя, которая при устройстве экранов  сравнительно легко повреждается от механических воздействий. Необходимость склеивания пленочных полотнищ допускает возможность возникновения дефектов экрана. Увеличение количества слоев пленки приводит к значительному удорожанию гидроизолирующего покрытия.

Грунтобитумный экран  неоднороден, что приводит к неравномерности  распределения фильтрационных и  прочностных свойств. Он содержит дорогостоящий компонент - битум. Битум в известной композиции используют низкотемпературный, а при возрастании температуры в теле полигона до 60-70⁰С его вязкость уменьшится, что ухудшит эксплуатационные свойства покрытия. Для снижения стоимости грунтобитумных экранов целесообразно использовать образующиеся на нефтедобывающих предприятиях нефтесодержащие отходы (асфальто-парафинистые смолоотложения - АСПО, нефтезагрязненные грунты). 
 Известен состав гидроизоляционной смеси [12], включающий, маc.%: 
Глина 45-50 
Песок 15-20 
Известь 10-15 
АСПО (асфальтопарафинистые смолоотложения)  20-25 
 Недостатками известного состава гидроизоляционного покрытия являются: сложность и дороговизна приготовления состава (тонкое измельчение глины, песка, извести); высокое водопоглощение и недостаточная противофильтрационная способность. При длительной эксплуатации пластичная составляющая под воздействием температуры (60-80⁰С в теле полигона) и агрессивного минерализованного фильтрата (кислого или щелочного) изменяет свое структурное состояние. Она еще более пластифицируется и постепенно растворяется в фильтрате, оголяя недеформируемую часть состава смеси. Это приводит в свою очередь к растворению извести (в кислом фильтрате) или глины (в кислом или щелочном фильтрате). Таким образом, состав, имея первоначально высокую прочность, постепенно теряет ее.

Преимущества геосинтетических противофильтрационных экранов:

• Высокая скорость и  экономичность исполнения  монтажных работ;

• Простота транспортирования  и складирования материалов;

• Отработанные методики инструментальной оценки качества материалов и выполненных изоляционных работ;

• Снижение объемов экскавации;

• Гарантированная водонепроницаемость;

• Высокая устойчивость к механическим нагрузкам;

•Химическая стойкость к действию широкого спектра химических соединений;

• Низкие эксплуатационные затраты;

• Широкий диапазон рабочей  температуры.

Геосинтетические материалы открывают новые возможности:

• использовать для строительства  участки со сложными инженерно-геологическими условиями;

• уменьшить объемы земляных работ;

• увеличить полезный объем полигона;

• проводить монтаж экранов в разные сезоны года;

• обеспечить однородность и одинаковую толщину

экрана;

• снизить трудозатраты, и транспортные расходы;

• сократить период введения в эксплуатацию объекта.

Из чего следует, что Трехступенчатая защита: геомембрана HDPE 1,5мм + бентонитовый глиномат + защитный иглопробивной геотекстиль отвечает всем экологическим и экономическим критериям.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Экономическая  эффективность 

Рассмотрим применение на полигоне площадью 4 га полигон захоронения ТБО ЗАТО «Звездный») покрытий с использованием геомембрана HDPE 1,5мм + бентонитовый глиномат + защитный иглопробивной геотекстиль. Стоимость данного экрана составляет 840 руб./м² .

Инвестиционные вложения составляют – 33 600 тыс. руб. Рассмотрим затраты:

1. аренда – 234 тыс.  руб./год

2. платежи за негативное воздействие на ОС – 3300 тыс. руб./год

3. оплата труда (в  штате 80 человек) – 24 000 тыс. руб./год

4. расходы на топливо и ГСМ – 6465 тыс. руб./год

5. расходы на энергоресурсы  – 3288 тыс. руб./год

Общие затраты – 32 287 тыс. руб./год.

Тарифная ставка на захоронение отходов на данном полигоне равна 89,96 руб./м³. Объем отходов ТБО – 72,6 тыс. м³, выручка только за захоронение составляет – 6 534 тыс. руб./год.

Также компания «Чистый  город» предоставляет такие услуги:

• Аренда спецтехники (Фронтальный погрузчик; ГАЗ-3302 (Газель) Тент; Самосвал - Камаз; Спецтехника с системой мультилифт.);
• Прием отходов на станции мусороперегруза;
• Прием отходов в собственность;
• Прием вторсырья;
• Проектирование в сфере экологии;
• Предрейсовые осмотры;
• Продажа контейнеров, мобильных компакторов и прессов;
• Вывоз снега (Пермь);
• Утилизация транспортных средств (Пермь).

Таким образом, суммарная  выручка составляет – 91 506 тыс. руб./ год. Балансовая прибыль – 54 219 тыс. руб./год. С учетом налога на прибыль (24%) – 41 206 тыс. руб./год.

Оценка экономической  эффективности представлена в таблице 3.1.

Табл.3.1. Оценка экономической эффективности.

	0	1	2	3	4
Инвестиции	- 33 600	–	–	–	–
Чистый денежный поток	- 33 600	41 206	41 206	41 206	41 206
Ставка дисконтирования	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
Коэффициент дисконтирования	1	0,87	0,76	0,66	0,57
Дисконтированный чистый денежный поток	- 33 600	35 849	31 317	27 196	23 487
Накопленный ДДП	–	2 249

NPV>0, срок окупаемости составляет – 0,8 лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы:

На основании проделанной  работы можно сделать следующие  выводы:

• Изучена литература по тематике исследования;
• Противофильтрационные экраны подразделяются на естественные (глины, суглинки) и искусственные (пленочные покрытия, продукты отходов нефтехимической промышленности, использование слабопроницаемых почвенных покрытий, покрытых геомембраной).
• При сравнении различных материалов было выявлено, что геосинтетические противофильтрационные экраны (геомембрана HDPE 1,5мм + бентонитовый глиномат + защитный иглопробивной геотекстиль) дают высококачественные и не дорогостоящие решения для самых требовательных полигонов отходов.
• При использовании данных материалов на полигоне площадью 4 га срок окупаемости составляет – 0,8 лет.