3.2 Sarcina I: M onitorizare a lizimetrelor de depozitare a deșeuri lor cu celule deschise 3.2.1 Prepararea lizimetrelor 3.2.2 Prelevarea de probe și… [619662]

Metodologie

3.1 Introducere
3.2 Sarcina I: M onitorizare a lizimetrelor de depozitare a deșeuri lor cu celule
deschise
3.2.1 Prepararea lizimetrelor
3.2.2 Prelevarea de probe și analiza
3.2.3 Colectarea datelor
3.2.4 Interpretar ea și compararea rezultatelor
3.3 Sarcina II: G estionare levig atului pentru lizimetrele de depozitare a
deșeurilor cu celule deschise
3.3.1 Experiment privind recircularea levigatului
3.4 Colectarea și analiza probei din experiment

3.1 Introducere

Aceasta cercetare se concentreaza pe eliminare a deșeurilor solide municipale
prin metoda depozitarii în camp deschis . Patru lizimetre au fost folosite pentru a stu dia
funcționarea lizimetrelor cu celule deschise sub diferite strategii. Influența aplicării
aerării în patul de deșeuri și combinația acesteia cu spălare a(recirculare levigat) în
timpul funcționării depozitului de deșeuri cu celule deschise a fost studiat a. Ma i mult
decât atât, gestiona rea levigatului a fost, de asemenea, efectuat a. Balanta azot carbon în
lizimetrele cu celule deschise, aa fost de asemenea studiata . Metodologia principală
poate fi divizată în două sarcini după cum urmează:

1)Gestionarea levigatului pentru lizimetrele din depozitele de deseuri cu celula
deschisa: Levigatul generat de deschirea celulei nr.2 si nr.3 a fost utilizat pnetru operatie
de spalare prin recircularea levigatului. Efectul pe termen lung al recirculării levigatului
în udarea
deșeuri până la capacit atea lor de teren în raport cu variațiile climatice a fost realizat.
Cantitatea și calitatea levigatului au fost monitorizate sub influența unei clime reale.
Operația de aplicare a început în sezonul uscat (noiembrie 2006), astfel,
cantitatea de levigat pr odus din ambele celule deschise nr.2 si nr. 3 nu este suficient de
mare pentru recirculare a de 30 L/ zi simulate la precipitații medii .Pentru a produce
levigat s -a folosit apa in procesul de recirculare a levigatului in ambele lizimetre pana s –
au produs in j ur de 500 litri de levigat.
2) Aplicarea aerarii și combinarea ei cu spălare a s-a efectuat și a studiat în celula
deschisa nr.3. Exploatarea, monitorizarea și comp ararea a patru lizimetre de deș euri
(OC1, OC2, OC3 și CLF), au fost efectuat e. carbon și balanțele de azot au fost studiate.
Soarta și profilul metale lor grele (Cd, Cr, Cu, Mn, Pb și Zn) în celula deschisă au fost
studiate.

Figura 3.1 Schema metodolo giei;

3.2 Sarcina I: Lizimetre pentru monitorizarea depozitelor de deșeuri cu
celule deschise

Cele patru lizimetre pentru depozitare a deșeurilor construite la Enviro nmental
Research Station of AIT au fost utilizat e în acest studiu. Detaliile de construcție ale
lizimetrelor pentru depozite le de deșeuri sunt prezentate în Figura 3.2 . În acest studiu,
patru lizimetrelor au fost folosite pentru simularea de abordare utilitară in camp deschis
(OC1, OC2, și OC3) și o groapa de gunoi convențională ( CLF). Modul de funcționare a
lizimetru lui prezentat în tabelul 3.1 și detaliile Sarcinii I au fost prezentate în Figura 3.3. Sarcina II: Gestionare levigatului pentru lizimetrele
de depozitare a deșeurilor cu celule deschise Sarcina I: Monitorizarea lizimetrelor de
depozitare a deșeurilor cu celule deschise Metodologie

Figura 3.2 Detalii lisimetru depozit de deșeuri ;

Figura 3.3 Schema metodologiei sarcinii I ;

1. Determinarea generării levigatului
și caracteristici le levigat ului
2. Determinarea soldurilor de azot și carbon în
levigat
3. Determinarea profilului de metale grele în
lizimetre
Determinarea variatiei de
decantare a deseurilor solide
Interpretarea si compararea rezultatului Prelevarea de probe
și analiza

Inel din beton armat
strat vegetal
nivelul solului
put de colectare a levigatului
teava de col ectare a levigatului straturi de captuseala baza din beton (0.2m)
Sarcina I : Monitorizarea lizimetrelor depozitului de
deșeuri cu celule deschise

Tabelul 3.1 Detalii de exploatare a lizimetrelor de depozitare a deșeurilor

Lizimetre
Operațiuni

Material
de intrare Densitate Invelis
acoperire
Spalare
Aerare

OC1

DMS proaspete si
nesortate

490
kg/m3 Nici un strat de acoperire superior,
dar a fost acoperit cu un strat de nisip
de 5 cm, doar pentru a evita contactul
direct al deșeurilor cu mediul extern.
Încărcarea deșeurilor a fost efectuata
in 6 intervale; aproximativ 300 kg de
deșeuri vor fi încărcate pe interval
până când ajunge la o înălțime de 2,4
m și dup ă 6 săptămâni lisimetru a
fost acoperit cu nisip.

Nu

Nu

OC2

DMS proaspete si
nesortate

490
kg/m3 Nici un strat de acoperire superior,
dar a fost acoperit cu un strat de nisip
de 5 cm, doar pentru a evita contactul
direct al deșeurilor cu mediul extern.
Încărcarea deșeurilor a fost efectuata
in 6 intervale; aproximativ 300 kg de
deșeuri vor fi încărcate pe interval
până când ajunge la o înălțime de 2,4
m și după 6 săptămâni lisimetru a
fost acoperit cu nisip.

Da

Nu

OC3

DMS proaspete si
nesortate

490
kg/m3 Nici un strat de acoperire superior,
dar a fost acoperit cu un strat de nisip
de 5 cm, doar pentru a evita contactul
direct al deșeurilor cu mediul extern.
Încărcarea deșeurilor a fost efectuata
in 6 intervale; aproximat iv 300 kg de
deșeuri vor fi încărcate pe interval
până când ajunge la o înălțime de 2,4
m și după 6 săptămâni lisimetru a
fost acoperit cu nisip.

Da

Da

CLF

DMS proaspete si
nesortate

500
kg/m3 Acoperire intermediara (strat de sol
de 15 cm) și capac superior (strat de
drenaj 40 cm, nisip, nămol și amestec
de argilă în raportul 70:15:15, strat
barieră 20 cm și 10 cm strat de
fundație cu pietriș). Încărcarea
deșeurilor doar o singură data până la
înălțimea de 2,4 m

Nu

Nu

3.2.1 Prepararea lizimetrelor

Deșeurile solide colectate de la municipalitatea Taklong au fost încărcate direct în fiecare
lisimetru. Deșeurile solide au fost încărcate in 6 transe in lizimetrele cu celula deschisa nr.1, nr.2
si nr.3, acestea au fost umplute cu deșeuri solide proaspete și municipale nesortate în 6 straturi,
un strat de aproximativ 40 cm, echivalent cu aproximativ 300 kg de deșeuri a fost încărcat în
fiecare săptămână și acoperit de 5 cm strat de nisi p în densitate de compactare de aproximativ
490 kg / m3 până când a ajuns la aproximativ 2,4 m înă lțime de deșeuri în lizimetre . Lizimetrele
de depozitare pentru deșeuri cu celule deschise au un strat de 5 cm de acoperire cu nisip gros ce a
fost folosit pe ntru a evita contactul cu mediul extern.
Dar pentru depozitul de deșeuri convențional (CLF) a fost încărcat cu o cantitate
proaspătă și nesortata de DMS, 800 kg cu densitate de compactare de 500 kg/m3 au fost încărcat e
doar o singură dată, până când a aju ns la aproximativ 2,4 m înălțime de deșeuri. Depozitul de
deșeuri convențional a avut un strat intermediar de acoperire (strat de sol de 15 cm) și capacul
superior (40 cm strat de drenaj, nisip, nămol și amestec de argilă în raportul 70:15:15, stratul de
barieră de 20 cm, iar stratul de pietriș fundație de 10 cm, respectiv de la de sus în jos). Figura 3.4
reprezintă modul de încărcare a de șeurilor în fiecare lizimetre .

Figura 3.4 Schema de pregatire a lizimetrelor

3.2.2 Prelevarea de probe și analiza

a) Determinarea propriet ăților fizice și chimice ale DMS

Probele de DMS au fost colectate prin metoda sferturilor la fiecare incarcare a
limizetrelor cu DMS. Caracteristicile fizice în ceea ce pr ivește densitatea în vrac (kg/ m3) și
compozițiile DMS (% în masa ) au fost determinate. Conținutului de umiditate (% umiditate), în
total solid (% TS), solid volatil (% VS), conținutul de cenușă și carbon organic total (% COT) au
fost luate in considerare.

b) Determinarea generării levigatului și caracteristicile levigatului

Levigat a fost pompat prin utilizarea unor pompe submersibile pentru a determinare

generărea levigat ului, o parte din levigat s -a pus în sticle de prelevare a probelor și a fost păstrat
pentru analiza caracteristicilor levigat ului. Determinarea parametrilor include pH, conductivitate,
alcalinitat e, consumul chimic de oxigen (CCO ), oxigen biochimic (CBO5), azot total Kjeldahl
(TKN), azot amoniac (NH3 -N), azot organic (organic -N), carbon organic total (COT), azot total
(NT), azotați, azoti ți, total solide (TS), solide volatile (VS), total solide sus pendate (TSS), total
solid e dizolvabile (T SD), solid suspendat volatil total ( SSVT) și metale grele selectate (Cd, Cr,
Cu, Mn, Pb și Zn). Frecvența de prelevare și de analiză a fost de patru ori pe lună pentru celula
deschisa nr.1 (OC 1) și depozitul de deșeuri convențional (CLF) dar pentru celula deschisa nr.2 si
nr.3, l evigatul de recircula re nr.2 si nr.3 (ROC2, ROC 3) a fost de douăsprezece ori pe lună.

Tabelul 3.2 Determinarea proprietatilor fizice si chimice ale DMS

Parametrii Metoda analitica Instrumente
DMS
compozitii Metoda sferturilor, sortare manuala si
cantarire Cântar greutate
Densitate in
vrac
Metoda sferturilor si cantarire Cântar greutate
Continut
umiditate Metoda gravimetrică ( uscare la < 100˚ C) Cuptor și balanță analitică
Solid total Metoda gravimetrică (105˚ C – umiditate) Cuptor și balanță analitică
Solid volatil Metoda gravimetrică (aprindere la
temperatura de 550˚ C) Cuptor și balanță analitică
Continut de
cenusa Metoda gravimetrică (solid total – solid
volatil) Cuptor și balanță analitică
Procentaj de
carbon si azot Metoda gravimetrică (solid volatil) Cuptor și balanță analitică

Notă: – Prelevarea de probe și analiza proprietăților DMS au urmat standardul SA TM
(Societatea Americană pentru Testare și Materiale) (1992), care a fost modificat de laborator ul
EEM.
– Toate unitățile cu ex cepția densității în vrac (kg/ m3) sunt în % de masa .

c) Determina rea variației de decantare a DMS

Decantarea DMS din fiecare lisimetru a fost măsurat a în ceea ce privește variația totală
de deca ntare. Frecvența de măsurare de deca ntare a fost măsurat a la fiecare două zil e, în timpul
primei luni de funcționare , în fiecare săptămână, la a doua și a treia lună și apoi o dată pe lună
pentru lunile următoare. În cadrul acestui studiu, prin urmare, decantare a deșeurilor a fost
măsurat a în fiecare zi.

3.2.3 Colectarea datelor

Datele preliminare au fost rezultatele prelevarii de probe si analiza proprietatilor DMS,
cantitate si calitatea levigatului, procentajul de carbon si azor in levigat, metale grele selectate si
variatia decantarii DMS. Datele secundare au fost d atele din experimentul anterior si date din
analiza literaturii de specialitate.

3.2.4 Interpretar ea și compararea rezultatelor

Comparația între rezul tatele diferitelor operațiuni pentru depozit ele cu celule deschise, în
ceea ce privește cantitatea de levigat, calitatea levigatului, stabilizarea, biode gradabilitatea și
decantarea DMS, au fost determinate, iar rezultatele au fost interpretate.

3.3 Sarcina II: Gestionare levigatului pentru lizimetrel e de depozitare a deșeurilor
cu celule deschise

Gestionarea levigatului din lizimetrele cu celule deschis nr.1, nr.2, nr.3 si CLF a fost
efectuata prin luarea în considerare a analizei experimentală, gestionarea infiltrațiilor, și
recircularea levigatulu i. Figura 3.5 ilustrează detaliile sarcinii II.

Tabelul 3.3 Analiza levigatului pentru experimentul de 5 luni din Decembrie 2006 – Aprilie 2007

Parametrii Metode Echipamente Interventie
pH pH-metru –
CCO Metoda de reflux
închisă Aparat de reflux închis clorură de fier și alti reactivi care
activează ionul de argint, etc.
CBO5 Metoda de
diluare Incubator, aparate de
titrare, etc. clorură de fier și alti reactivi care
activează ionul de argint, etc
COT Diluare Aparat COT Ajustare pH in game 2 -3
NO3 & NO2 Metoda de
diluare Spectrofotometru reactiv de culoare, reactiv
pulbere Nitrați
SST Filtrare si
evaporare la
temperatura 103
– 105˚C Cuptor și balanță
analitică Particule plutitoare mari sau
aglomerari de materiale
neomogene scufundate, uleiuri
plutitoare vizibile si unsoare etc.
TDS Filtrare si
evaporare la
temperatura
180˚C Balanță analitică și
cuptor, aparat de filtrare,
fibre de sticlă, filtru, vas,
balon de aspirare, etc. Particule plutitoare mari sau
aglomerari de materiale
neomogene scufundate, uleiuri
plutitoare vizibile si unsoare etc.
NKT Kejeldahl Aparat de digestie si
distilare Nitrat, saruri anorganice si
materie solida si organica
NH3 -N Distilare si Titrare Aparat de distilare si
titrare Compusi alcalini volatili si clor
rezidual

ST Evaporare si
uscare la
temperatura 103
-105˚C Cuptor și balanță
analitică Particule plutitoare mari sau
aglomerari de materiale
neomogene scufundate, uleiuri
plutitoare vizibile si unsoare etc.
SV Aprindere la
temperatura
550˚C
Cuptor și balanță
analitică Pierderea de carbonat de amoniu
și substanțe organice volatile în
timpul uscării
TVSS Aprindere la
temperatura
550˚C Cuptor și balanță
analitică Pierderea de carbonat de amoniu
și substanțe organice volatile în
timpul uscării
Alcalinitate Titrare Aparat de titrare Sapunuri uleioase, solid
suspendat, precipitare
Conductivitate Conductivitate Conduct ivimetru –
Metale grele
(Mn,Cr,Cd,Pb,
Ni,Zn & Cu) Spectrometrie de emisie,
cuplata inductiv plasma –
optic Efect de matrice, solid dizolvat,
amestec semnificativ de ionizare

Notă: – Prelevarea de probe și analiza levigatului s -a bazat pe metodele standard de
examinare a apelor și a a pelor reziduale. (20 Ed.), APHA și colab., (2000).
Toate unitățile sunt în mg/ l, cu excepția pH -ului (fără unitate) și conductivitatea (mS/ cm).

Figura 3.5 Schema metodologie i sarcinii II ;

Sarcina II
Gestionarea levigatului la diferitele operatiuni ale lizimetrelor
Recircularea levigatului in CO2 si CO3 cu aerare
Determinarea procentajului de
azot si carbon in levigat si
volumul de levigat ramas Recomandare pentru o functionare
mai buna (aerisire/recirculare) a
lizimetrelor depozitului de deseuri cu
celule deschise

3.3.1 Experiment privind recircularea levigatului

Levigatul generat din celulele deschise nr.2 (OC2) si nr.3 (OC3) s -a pompat si colectate in
rezervoare de depozitare separate pentru a fi utilizat pentru repunerea in circulare a ambelor
lizimetre, d ar cantitate de levigat generat de lizimetre nu este suficienta pentru recircularea de
30l/zi, fapt datorat perioadei de aplicare a experimentului din sezonul uscat noiembrie 2006. In
acest caz, s -a adaugat o cantitate de 500 de lit ri de apa de la robinet pentru a simula precipitatiile,
cu scopul de a produce levigat in ambele lizimetre.
a) Determinarea echilibrului de levigat pentru celulele deschis e nr.2 și nr. 3
Fluxul princip al de apă în lizimetrelor a fosit doar levigat recirc ulat. Scurgere apei a fost
producția de levigat și evaporare a. Conținutul inițial de umiditate al DMS , levigat ul stocat în
corpul liz imetru lui, în rezervoare de stocare și evapotranspirație au fost alți factori pentru a
influența echilibrului levigat ului.
b) Determinarea volumului de levigat ramas
Recircularea levigatului a fost posibila datorita pomparii directe a levigatului din
rezervoarele de stocare in lizimetrele selectate. Rezervoarele de stocare au fost aproape de
rezervorul principal, cea ce nu a permis o evaporare masiva. Prin urmare, cant itatea de levigat în
aceste rezervoare este levigatul utilizat pentru recirculare și levigatul rămas în rezervoarele de
stocare plus pierderea de levigat ca rezultat a procesului de evaporare. Prelevarea de probe și
analiza levigatului recirculat au folosi t aceiași parametri ca și analiza pentru OC1, OC2, OC3 și
CLF. Rezultatele analizei vor fi investigate în mod continuu pentru a mentine echilibrul
sistem ului și pentru protecție impotriva colmatării tevei de colectare a levigatului și a sistemului
de recir culare. Necesitatea de levigat tratat în prealabil, înainte de rec irculare a fost considerată
de asemenea . Diagrama de recirculare levigat și recircularea levigatului cu aerare sunt prezentate
în Figura 3.6 și Figura 3.7.

Figura 3.6 Sistemul de recirculare a levigatulu in lizimetrul OC2 Evapotranspirația
Stropitoare

Debimetru levigat
Pompare levigat

Nivelul solului
Celula deschisa nr.2
Put colectare levigat nr.2 Pompă submersibilă
Rezervor de stocare levigat nr.2

Figura 3.7 Sistemul de recirculare si aerare a levigatului in lizimetrul OC3

Stropitoare
Evapotranspirația

Celula deschisa nr.3 Debimetru levigat
Pompare levigat

Debitmetru de aer
Compresor de aer
Put colectare levigat nr.3 Pompă submersibilă
Rezervor de stocare levigat nr.3 Nivelul
solului