CUPRINS Capitolul 1 – Introducere…………………………………………………………pag 2 Generalități privind colectarea și depozitarea ecologică a deșeurilor urbane… [306348]

Licență

CUPRINS Capitolul 1 – Introducere…………………………………………………………pag 2 Generalități privind colectarea și depozitarea ecologică a deșeurilor urbane… [306348]

Byadmin ianuarie 1, 2024

CUPRINS

Capitolul 1 – Introducere…………………………………………………………pag 2
Generalități privind colectarea și depozitarea ecologică a deșeurilor urbane (nepericuloase)…………………………………………………………..pag 2
[anonimizat]……………………………………………………….pag 4

Capitolul 2 – Metanogeneza și producerea gazului de depozit…………………..pag 10
2.1. Considerații privind producerea și componența gazului de depozit…….pag 10
2.2. Reacții chimice și cantități de gaz……………………………………….pag 17

Capitolul 3 – Sistemul de colectare a gazului și amplasarea lui în cadrul depozitului. Soluții tehnice………………………………………………………………….…pag 21
3.1. Organizarea depozitului pe orizontală și pe verticală………………..….pag 22
3.2. Construcția puțurilor colectoare de gaz………………………………….pag 29

Capitolul 4 – Metode de estimare a cantităților de gaze degajate în corpul depozitului………………………………………………………………………..pag 38

Capitolul 5 – Studiu de caz privind sistemul de colectare și recuperare a gazului la CMID Frătești…………………………………………………………………………….pag 50
5.1. Prezentarea Centrului de Management Integrat al Deșeurilor Frătești…pag 50
5.2. Estimarea cantităților de deșeuri pentru CMID FRĂTEȘTI……… …..pag 60

Capitolul 6 – Determinări experimentale și estimări la CMID Frătești…… …..pag 68

Concluzii……………………………………………………………………..…pag 80

Bibliografie…………………………………………………………….……….pag 82

Capitolul 1 – INTRODUCERE

1.1 GENERALITĂȚI PRIVIND COLECTAREA ȘI DEPOZITAREA ECOLOGICĂ A DEȘEURILOR URBANE (NEPERICULOASE)

Având în vedere creșterea anuală a [anonimizat] o [anonimizat], și anume: social, ecologic, și economic.
[anonimizat] s-a [anonimizat] 30 [anonimizat]-un potențial care poate fi valorificat. [anonimizat]-se pentru depozitele neconforme termene și proceduri de închidere care trebuie să se desfășoare în perioada care urmează [1].
Biogazul este un produs al fermentării anaerobe a produselor organice. Tehnologiile biologice de producere a [anonimizat] a se obține o biomasă bogată convertibilă în metan. [anonimizat]. Descompunerea biomasei de origine vegetală sau animală se realizează în natură prin organisme unicelulare (microorganisme), fără a fi necesar niciun aport energetic. Biogazul obținut prin descompunerea pe cale aerobă a deșeurilor conține 50–90 % gaz metan (CH4), 10–40 % CO2 și 0–0,1 % H2S și are o compoziție comparabilă cu a gazului metan brut. Conversia biologică a [anonimizat], o rezervă de energie evaluată la 3 x 1021 J/an, ceea ce înseamnă de zece ori cantitatea totală de energie consumată pe plan mondial în fiecare an. [anonimizat] cu arderea resturilor care rămân după fermentare, rezultate din reziduurile colectate într-o localitate care are 1 milion de locuitori, ar reprezenta aproximativ 50 % din necesarul consumului anual de gaz metan. [2]
Gaz de depozit reprezintă un amestec de compuși în stare gazoasă, generat de deșeurile depozitate. Gazul de depozit este un amestec de gaze diferite care în mod obișnuit conține 50%-60% metan și 40%-60% CO2 dar și mici cantități de azot, oxigen, amoniac, sulfuri, hidrogen, monoxid de carbon și compuși organici non-metanici cum ar fi: tricloretilena, benzenul și clorura de vinil [3].
În Uniunea Europeană o persoană folosește într-un an aproximativ 16 tone de materiale din care 6 tone ajung deșeuri. Deși gestionarea deșeurilor se îmbunătățește în uniunea Europeană, se pierd cantități semnificative de materii prime secundare ca și metale, lemn, sticlă, hârtie, plastic prezente în deșeuri. În 2010 cantitatea totală de deșeuri generate în Uniunea Europeană a fost de 2,5 miliarde de tone. Din această cantitate doar 36% a fost reciclată și restul a fost depozitată sau incinerate deși se mai puteau recicla sau reutiliza 600 de milioane de tone.
(http://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Waste_statistics/ro)
În privința deșeurilor menajere fiecare persoană din Uniunea Europeană produce în medie 500kg. de astfel de deșeuri. Din acestea doar 40% sunt reutilizate sau reciclate și în unele țări mai mult de 80% sunt depozitate. (conform Eurostat: Centrul de date al mediului privind deșeurile)
Un management îmbunătățit al deșeurilor ajută la reducerea problemelor de sănătate și de mediu, la reducerea emisiilor cu gaze de seră(prin reducerea emisiilor directe din depozitele de deșeuri și prin reciclarea materialelor care altfel ar trebui extrase și prelucrate), și previne impactul negativ la nivel local precum deteriorarea peisajului, poluarea aerului și apei, și de asemenea reduce eliminarea deșeurilor prin depozitare.
Obiectivele prioritare ale politicii Uniunii Europene privind deșeurile sunt:
Reducerea cantității de deșeuri generate,
Maximizarea reciclării și reutilizării,
Limitarea incinerării materialelor nereciclabile,
Reducerea emisiilor de gaz cu efect de seră, și dacă este posibil să fie recuperate și folosite la producerea de energie,
Reducerea treptată de depozitării deșeurilor nereciclabile și
nereutilizabile,
Implementarea în toate statele membre a politicilor privind deșeurile și a țintelor propuse.
Până în 2020 țările membre ale Uniunii Europene vor trebui să recicleze 50% din deșeurile municipale și 70% din deșeurile din construcții. Pentru aceasta trebuiesc respectate etapele ierarhiei deșeurilor unde prevenirea generării deșeurilor este cea mai bună opțiune, urmată de reutilizare, apoi de reciclare și alte forme de recuperare și ca ultimă opțiune depozitarea.
Depozitarea este o formă veche de tratare a deșeurilor și este cea mai puțin dorită din cauza impactului negativ pe care îl poate avea. Un impact negativ major îl reprezintă eliberarea în atmosferă a metanului care are un efect de seră de 25 de ori mai puternic decât bioxidul de carbon. De asemenea acumulările de metan din depozit pot provoca explozii și incendii. Un alt impact negativ al depozitelor de deșeuri este reprezentat de formarea levigatului ce conține metale grele și poate polua solul și apele subterane și de suprafață și pune în pericol sănătatea populației.
Legislația europeană privind depozitarea deșeurilor impune închiderea depozitelor neconforme și reducerea eliminării deșeurilor prin depozitare, depozitarea rămâne cea mai comună formă de eliminare a deșeurilor municipale.
Ca stat al Uniunii Europene, România trebuie să respecte și să îndeplinească următoarele obiective:
Să majoreze procentul de energie regenerabilă din totalul de energie furnizată (8,4% în 2010, 20% în 2020)
Să reducă emisiile de gaze cu efect de seră cu cel puțin 18% față de nivelul din anul 1990 în perioada 2013-2020 (România este semnatară a protocolului de la Kyoto care oferă mijloace adiționale care permit ca aceste ținte să fie atinse prin mecanisme de piață precum comercializarea internațională a emisiilor)
Să gestioneze deșeurile după standardele europene (Strategia Națională de Gestionare a Deșeurilor, Planului National de Gestionare a Deșeurilor)
Depozitele ecologice de deșeuri reprezintă la ora actuală singura modalitate de eliminare a deșeurilor. În scopul limitării efectelor nocive asupra mediului înconjurător, acestea trebuie proiectate și executate astfel încât să răspundă unor cerințe care au ca obiectiv principal limitarea poluării aerului, pământului (solului) și apei subterane.
Caracteristicile principale ale unui depozit ecologic de deșeuri ce previn poluarea sunt următoarele:
impermeabilitatea care are ca scop prevenirea poluării solului și pânzei freatice
etanșeitatea care are ca scop prevenirea poluării aerului (cu mirosuri, praf, gaze cu efect de seră, etc.)
stabilitatea are ca scop prevenirea deplasărilor (surpări, alunecări sau scufundări) deșeurilor stocate în depozit ce pot duce la compromiterea impermeabilității sau etanșeității
localizarea care are ca scop prevenirea poluării vizuale
siguranța împotriva incendiilor și exploziilor.

REGLEMENTĂRI ȘI LEGISLAȚIE ÎN DOMENIU, CU REFERIRE LA COLECTAREA ȘI UTILIZAREA GAZULUI DE DEPOZIT

Politica de mediu europeana, așa cum este stabilita în tratatul Uniunii Europene, are ca scop atingerea sustenabilității privind protecția mediului în politicile UE, elaborarea de masuri preventive, respectarea principiului “poluatorul plătește”. Acquisul cuprinde aproximativ 200 de instrumente legale ce acoperă multiple domenii, inclusiv protecția calității apei și aerului, managementul deșeurilor și conservarea naturii.
La nivel european, există un mare număr de Directive privind managementul deșeurilor. Acest tabel cu informații descrie principalele prevederi ale unor Directive cheie.

Directivele Europene privind Gestiunea Deșeurilor
Directiva
Anul publicației
Numărul Directivei

Cadru

1.Directiva pe Deșeuri (Directiva Cadru pentru Deșeuri)
1975
75/442/EEC

2.Directiva pentru Deșeuri Periculoase
1991
91/689/EEC

Tratare

3.Directiva pentru Prevenirea și Controlul Poluării
1996
96/61/EC

4.Directiva pentru Depozitele de Deșeuri
1999
1999/31/EC

5.Directiva pentru Incinerarea Deșeurilor
2000
2000/76EC

Fluxul de deșeuri

6.Directiva pentru Baterii și Acumulatori
1991
91/157/EEC

7.Directiva pentru Deșeuri provenite din Ambalaje
1994
94/62/EC

8.Directiva pentru Vehiculele Ieșite din Uz
2000
2000/53/EC

9.Directiva pentru Deșeurile din Echipamente Electrice și Electronice (WEEE)
2002
2002/96/EC

Dintre acestea, Directiva pentru Deșeuri Periculoase clasifică depozitele în depozite de deșeuri periculoase, nepericuloase și inofensive și previne depozitarea în același loc a deșeurilor periculoase cu cele nepericuloase. De asemenea cere ca deșeurile sa fie pre-tratate înainte de depozitare și acel gaz de depozit sa fie colectat, tratat și folosit pentru producerea energiei. Aceasta înseamnă ca daca gazul nu poate fi folosit trebuie sa fie ars.
Legislația româneasca este aliniata la standardele legislației europene. Practic toate Directivele legate de managementul deșeurilor sunt traduse în limba romana. Romania a obținut avizul Uniunii Europene pentru a fi în conformitate cu directivele europene. Aceasta secțiune descrie legislația din Romania.
Toate principiile și prevederile legislației europene referitoare la deșeuri sunt prezente în acte legale romanești mai ales în acele acte intrate în vigoare în ultimii ani.
Legislația Uniunii Europene și a României ca stat membru este foarte precisă și strictă cu modalitățile de construcție și funcționare a depozitelor de deșeuri nepericuloase pentru a proteja mediul înconjurător și sănătatea populației. Normativul tehnic privind depozitarea deșeurilor din 26/11/2004 expune foarte clar cum trebuie realizată baza unui depozit, sistemul de drenaj a levigatului, sistemul de colectare a gazului de depozit, închiderea de suprafață, precum și alte elemente constructive din cadrul unui depozit pentru a se încadra în categoria depozitelor ecologice de deșeuri nepericuloase conforme.
Programul guvernamental stabilește trei principii de baza pentru politica de mediu a României, în conformitate cu legislația europeana și internațională: asigurarea protecției și conservării naturii, protecția diversității biologice și utilizarea durabila a componentelor acestora.
Potrivit cerințelor Uniunii Europene, documentele naționale strategice pentru gestiunea deșeurilor conțin doua componente principale, după cum urmează:
Strategia de gestiune a deșeurilor – cadrul ce stabilește obiectivele României în domeniul gestiunii deșeurilor;
Planul National de Management al Deșeurilor reprezentând planul de implementare al Strategiei – conține detalii privind acțiunile necesare pentru atingerea obiectivelor stabilite în Strategie și modul de aplicare a acestor acțiuni, inclusiv termeni și responsabilități.
Aceste documente sunt instrumentele principale care stabilesc obiectivele pentru ca Romania sa fie în conformitate cu politicile Uniunii Europene în domeniul gestiunii deșeurilor.
Strategia Naționala de Management al Deșeurilor (SNMD) conține cadrul legislativ național și statutul implementării, date despre situația existenta în domeniul gestiunii deșeurilor, informații despre activitățile de gestiune a deșeurilor, principii și obiective strategice. Obiectivele strategice sunt împărțite după cum urmează: obiective generale pentru gestiunea deșeurilor, obiective strategice specifice pentru gestiunea anumitor deșeuri nepericuloase și obiective strategice generale și specifice pentru gestiunea deșeurilor periculoase.
Planul Național de Management al Deșeurilor (PNMD) a fost elaborat pe baza prevederilor legale europene și naționale în domeniu – Directiva Cadru a Consiliului 75/442/EEC pentru deșeuri, amendata de Directiva Consiliului 91/156/EEC, Directiva Consiliului 91/689/EEC pentru deșeuri periculoase, transpuse în legislația din Romania prin Ordonanța de Urgenta a Guvernului 78/2000 privind regimul deșeurilor, aprobata cu modificări și amendamente prin Legea Nr. 426/2001.
PNMD are ca scop stabilirea cadrului necesar pentru dezvoltarea și implementarea unui sistem integrat de gestiune a deșeurilor care sa fie eficient din punct de vedere economic și ecologic. PNMD conține obiective, ținte și masuri pe termen scurt, mediu și lung.
In timp ce elementele cheie ale SNMD sunt principiile pentru activitățile de gestiune a deșeurilor precum și obiectivele generale și strategice în domeniul deșeurilor, PNMD menționează anumite ținte specifice și prezintă de asemenea unele alternative în vederea atingerii obiectivelor și țintelor specifice. [4]
Prioritățile privind gestiunea deșeurilor în Romania sunt:
prevenirea și minimizarea producerii deșeurilor,
valorificarea materiala a deșeurilor prin reutilizare și reciclare,
valorificarea energetica,
tratarea deșeurilor pentru a scădea cantitatea lor și apoi volumul depozitarii finale.
Printre obiectivele generale pot fi menționate: dezvoltarea cadrului instituțional, conștientizarea factorilor implicați, creșterea preocupărilor legate de reducerea cantității deșeurilor produse, utilizarea posibilităților tehnice și economice privind recuperarea și reciclarea deșeurilor pentru scăderea cantităților depozitate.
Programul Sectorial Operațional pentru Mediu (PSO M) este strâns legat de obiectivele naționale ale strategiei stabilite în Planul National de Dezvoltare (PND) și în Cadrul National Strategic de Referință (CNSR), care ia în considerare practicile și principiile Uniunii Europene. PSO se bazează pe scopurile și prioritățile politicilor de mediu și infrastructura ale Uniunii Europene și reda obligațiile internaționale ale României, precum și interesele sale naționale specifice.
Obiectivul general al PSO este de a proteja și îmbunătăți standardele de mediu și de viața din Romania. Scopul este de a reduce diferența privind infrastructura de mediu care exista intre Uniunea Europeana și Romania, amândouă în termeni de calitate și cantitate. Rezultatul ar trebui sa fie creșterea eficientei serviciilor, ținând cont de dezvoltarea durabila și de principiul “poluatorul plătește”.
Ministerul Mediului a elaborat Programul Sectorial Operațional pentru Mediu, coordonat de Ministerul Finanțelor Publice și în colaborare cu autoritățile locale, regionale și centrale și cu alți factori implicați.
Implementarea programului este în responsabilitatea Autorității de Conducere pentru Programul Sectorial Operațional pentru Mediu (POS), care este Directoratul General pentru Managementul Instrumentelor Structurale ale MMGA. Pentru derularea mai eficienta a programului, Agențiile Regionale de Protecție a Mediului au fost desemnate ca Organisme Intermediare pentru Programul Sectorial Operațional pentru Mediu .
Planul Regional de Management al Deșeurilor (PRMD) este elaborat la nivel regional si:
reprezintă legătura intre obiectivele naționale și posibilitățile și opțiunile de îndeplinire a obiectivelor la nivel județean și local;
permite utilizarea avantajelor locale pentru a îndeplini obiectivele naționale la nivelul întregii regiuni;
reprezintă strategia de gestiune a deșeurilor sincronizata la nivelul tuturor județelor din regiunea respectiva;
permite compensarea dezavantajelor dintr-un județ (capacitate scăzuta de reciclare dintr-un județ din regiune) cu alt județ din regiune;
poate conduce la o strategie de gestiune a deșeurilor ce nu poate fi administrate sau finanțata de un singur județ;
este un instrument prin care se permite Consiliilor sa primească ajutor financiar suplimentar de la Uniunea Europeana.
Elaborarea Masterplanului ca și a întregului program este strâns legata de obiectivele naționale din Planul National de Management al Deșeurilor (PNMD), din Strategia Naționala de Management al Deșeurilor (SNMD) și din Planul Regional de Management al Deșeurilor (PRMD) care iau în considerare principiile și practicile Uniunii Europene în domeniu.
In sectorul de gestiune a deșeurilor participa o gama larga de instituții. Toate aceste instituții au un rol important, însă unele dintre ele pot avea un rol cheie atât în prezent cât și în viitor. }n figura de mai jos se prezintă instituțiile cheie, relațiile dintre acestea și rolul lor în domeniul gestiunii deșeurilor.
Autoritățile publice locale sunt responsabile cu asigurarea serviciilor de gestiune a deșeurilor, pe care le pot asigura fie direct printr-un departament al consiliului local, fie printr-un agent public sau privat. Entitățile industriale și comerciale sunt responsabile cu asigurarea propriei gestiuni a deșeurilor, realizata cel mai adesea prin contractarea agenților publici sau privați. în prezent, județele nu au responsabilitatea de gestiune a deșeurilor. Consiliile locale și județene sunt supervizate de Ministerul Administrației și Internelor. Toți factorii locali implicați în sectoarele de gestiune a deșeurilor sunt monitorizați de Ministerul Mediului prin intermediul Agenției de Protecție a Mediului și Gărzii de Mediu.

/

Concluzii

Principalul scop al depozitelor care acceptă deșeuri biodegradabile este de a preveni emisia de gaz în atmosferă, datorită consecințelor negative asupra mediului (gaz cu efect de seră).
La apariția efectului de seră, gazul metan are o influenta de 32 de ori mai mare decât cea a dioxidului de carbon (CO2). Proporția metanului rezultat de la depozitele de deșeuri este estimată la 8-18% din cea a metanului eliberat în întreaga lume [5].

Capitolul 2 – METANOGENEZA ȘI PRODUCEREA GAZULUI DE DEPOZIT

2.1. CONSIDERAȚII PRIVIND PRODUCEREA ȘI COMPONENȚA GAZULUI DE DEPOZIT

Biogazul este un produs al fermentării anaerobe a produselor organice. Tehnologiile biologice de producere a gazelor combustibile folosite în prezent în multe țări de pe glob tind să dezvolte acțiunea unor microorganisme, cu scopul de a se obține o biomasă bogată convertibilă în metan. Biomasa înmagazinează energie solară, prin procesele de fotosinteză ale plantelor din care provine.
Descompunerea biomasei de origine vegetală sau animală se realizează în natură prin organisme unicelulare (microorganisme), fără a fi necesar niciun aport energetic. Biogazul obținut prin descompunerea pe cale aerobă a deșeurilor conține 50–90 % gaz metan (CH4), 10–40 % CO2 și 0–0,1 % H2S și are o compoziție comparabilă cu a gazului metan brut.
Conversia biologică a radiației solare prin intermediul fotosintezei furnizează anual, sub formă de biomasă, o rezervă de energie evaluată la 3 x 1021 J/an, ceea ce înseamnă de zece ori cantitatea totală de energie consumată pe plan mondial în fiecare an. Se estimează că folosirea biogazului obținut, împreună cu arderea resturilor care rămân după fermentare, rezultate din reziduurile colectate într-o localitate care are 1 milion de locuitori, ar reprezenta aproximativ 50 % din necesarul consumului anual de gaz metan. [7]
Gaz de depozit reprezintă un amestec de compuși în stare gazoasă, generat de deșeurile depozitate. Gazul de depozit este un amestec de gaze diferite care în mod obișnuit conține 50%-60% metan și 40%-60% CO2 dar și mici cantități de azot, oxigen, amoniac, sulfuri, hidrogen, monoxid de carbon și compuși organici non-metanici cum ar fi: tricloretilena, benzenul și clorura de vinil [8].
Energia conținută de 1 mc de gaz de depozit variază în funcție de compoziția și caracteristicile deșeurilor depozitate, modul de operare a depozitului și sistemele de colectare. Valorile raportate de Agenția Europeană de Mediu sunt de 5 până la 7 kWh/mc.
Energia variază și în funcție de sistemele de captare care sunt sisteme active sau sisteme pasive și de modul de echipare a depozitului cu sistemele de captare (sisteme verticale, sisteme orizontale și sisteme combinate) [9].
Biogazul provine din procesele de descompunere anaerobă a materiei organice din compoziția deșeurilor depozitului în urma cărora rezultă emisii de gaze cu efect de seră:
C6H6 + 4.5H2O -> 2.25CO2 + 3.75CH4. [10]

/
Schema tehnologică sistemul de recuperare și tratare biogaz

Principalul scop al degazării la depozitele care accepta deșeuri biodegradabile este de a preveni emisia de gaz în atmosfera datorita consecințelor ei negative asupra mediului (gaz cu efect de sera). Dimensionarea instalației de degazare se face pe baza prognozei producerii gazului de depozit. Pentru depozitele existente, este necesara efectuarea testelor de aspirare, iar rezultatele acestora se corelează cu prognoza teoretica, în măsura în care aceasta poate fi realizată.
Colectarea produselor obținute din depozitele de deșeuri (levigat și biogaz) reprezintă o problemă majoră de actualitate care ar trebui să fie principala preocupare a operatorilor depozitelor din mai multe motive [11]:
1. În primul rând, din cauza potențialului impact pe care îl poate avea asupra mediului matricea compusă din apă, sol, apă subterană și apă de suprafață;
2. În al doilea rând, din cauza mirosurilor neplăcute generate la nivel local, în zona depozitelor de deșeuri și a implicațiilor pe care le pot avea gazele cu efect de seră la nivel mondial.
Sistemul de degazare trebuie sa fie construit astfel încât sa se garanteze siguranța construcției și sănătatea personalului de operare. Întregul sistem de colectare a gazului trebuie construit perfect etanș fata de mediul exterior și trebuie sa fie amplasat izolat fata de sistemele de drenaj și evacuare a levigatului, respectiv a apelor din precipitații.
Poziționarea elementelor componente ale sistemului de colectare a gazului nu trebuie sa afecteze funcționarea celorlalte echipamente, a stratului de baza ori a sistemului de acoperire al depozitului. Materialele din care sunt construite instalațiile trebuie sa fie rezistente împotriva acțiunilor agresive generate de:
– temperatura ridicata din corpul depozitului (pana la 700C);
– încărcarea provenita din greutatea corpului deșeurilor, a acoperirii de suprafață a depozitului, și cea provenita din traficul utilajelor (compactorul, camioane etc.);
– levigat și condensat;
– microorganisme, animale sau ciuperci.
Sistemul de colectare și transport al gazului trebuie amplasat astfel încât sa nu obstrucționeze operarea depozitului. O instalație activa de extracție, colectare și tratare a gazului este alcătuita din următoarele componente
– put de extracție a gazului, cuprinzând conducte de drenaj
– conducte de captare a gazului
– stații de colectare a gazului
– conducte de eliminare și conducta principala de eliminare a gazului
– separator de condensat
– instalație de ardere controlata a gazului / instalație pentru valorificarea gazului – instalație de siguranță pentru arderea controlata
– componente de siguranță

/

Schema sistemului de colectare a gazului de depozit [9]

În contextul unei continue creșteri demografice, precum și a limitării spatiilor destinate depozitarii deșeurilor, dintre care doar o mica parte îndeplinesc condiții ce se impun din punctul de vedere al protecției mediului și sănătății populației, managementul deșeurilor municipale a devenit o reală problemă de mediu nu numai pentru autoritățile guvernamentale locale, dar și pentru cele de la nivel național și mondial.
Există la ora actuală numeroase modalități de eliminare a deșeurilor municipale biodegradabile, cu sau fără valorificare energetică, dintre care cel mai frecvent utilizate sunt următoarele:
Tratarea termica avansată/Incinerarea (piroliza și gazeificarea), prin care materialele organice sunt degradate la temperaturi medii sau ridicate, rezultând un material solid (cărbune) și gaz de sinteza, ambele produse necesitând eliminarea;
Autoclavarea, se aplica în special deșeurilor medicale, care este un proces de pre-tratare a acestora în vederea sterilizării, înainte de depozitarea finala. Consta în tratarea cu abur a deșeurilor într-o incinta presurizata confecționata din otel, în final obținându-se un material floconos steril;
Compostarea, se aplica pentru deșeurile organice din grădinărit și pentru resturile alimentare, constând în descompunerea deșeurilor în prezența microorganismelor aerobe. Pentru asigurarea unor condiții de compostare optime trebuie urmăriți unii parametrii precum temperatura, umiditatea masei organice, concentrația de oxigen, porozitatea materialului, conținutul de carbon și de azot din deșeu.
Tratarea mecano-biologică, care este un proces de pre-tratare a deșeurilor înainte de eliminare sau re-procesare. Scopul principal îl reprezintă separarea fluxului de deșeuri în mai multe părți componente pentru a da posibilitatea de reciclare și recuperare ulterioara.
Depozitarea este metoda de eliminare cel mai puțin agreata, având în vedere spatiile mari de depozitare necesare, impactul asupra mediului (sol, ape subterane, aer) și mirosului dezagreabil generat. Aceasta metoda nu implica recuperarea materialelor.
În contextul descris mai sus Uniunea Europeana a stabilit ținte clare privind reducerea cantității de deșeuri organice depozitate la gropile de gunoi, cu 65% pana în anul 2014 iar unele state europene chiar au interzis complet depozitarea deșeurilor organice netratate.
Pe de alta parte, promovarea producerii energiei electrice și termice ”verzi” din surse regenerabile de energie reprezintă un imperativ al perioadei actuale. Acest obiectiv se impune din considerente multiple: de protecție a mediului, de creștere a independenței energetice fată de importuri, de necesitatea diversificării surselor de aprovizionare cu energie, și nu în ultimul rând din motive economice și sociale.
Au fost realizate calcule ale cantității de biogaz, ale puterii calorifice rezultate și a cantității de biomasă realizată anual la nivel mondial. Punctele de vedere exprimate în multe lucrări de specialitate arată că această cantitate ar putea compensa consumul mondial actual de combustibil. Pentru exemplificare vom considera o localitate care are 1 milion de locuitori, în condițiile în care:
– cantitatea de reziduuri colectate zilnic (reziduuri stradale, menajere, piețe, parcuri etc.) se cifrează la o medie de 0,8 kg·loc./zi, rezultă 300 kg·loc./an; – rezultă 300 000 t/an reziduuri colectate, din care:
35 % din reziduuri sunt reprezentate de metale, hârtie, sticlă, plastic, etc.;
65 % din reziduuri se folosesc pentru producerea biogazului, aprox. 200 000 t/an.
Cu o medie de biogaz de 400 m3 N/t ar rezulta 800·106 m3 N/an, care, cu o putere calorifică de 3000 kcal/m3, ar produce 240 ·109 kcal/an.
Socotind resturile care rămân după fermentare și producerea biogazului la numai 40 %, adică 80 000 t/an și utilizarea lor în încălzire la o putere calorifică de numai 2500 kcal/kg, rezultă 200·109 kcal/an.
Însumate cu cele produse prin arderea biogazului, rezultă 440 ·109 kcal/an obținute la o localitate cu 1 milion de locuitori, numai din reziduurile colectate într-un an.
Dacă presupunem un consum mediu pe cap de locuitor de 100 m3N de gaz metan, la 1 milion de locuitori rezultă un consum de 1,2 ·109 m3N de gaz metan/an, care ne conduce la circa 900 ·109 kcal/an. [6]
Analiza efectuată mai sus conduce la următoarele concluzii:
Utilizarea biogazului obținut, împreună cu arderea resturilor care rămân după fermentare, rezultate din reziduurile colectate într-o localitate care are 1 milion de locuitori, ar reprezenta aproximativ 50 % din necesarul consumului anual de gaz metan.
Statisticile la nivel mondial ne arată că într-un an, biomasa nefolosită de om se cifrează la circa 150 ·109 t. Considerând că 1 t de biomasă uscată produce doar 300 m3 gaz metan (300 m3 gaz ≈ 1,25 barili țiței ≈ 250 kg combustibil convențional), rezultă circa 2,5·106 kcal. Apreciind că numai 25 % din întreaga cantitate de biomasă se transformă în gaz metan, rezultă 50 ·109 barili țiței, adică 34 ·109 t/an ≈ 50 ·109 t cc. Iar dacă anual, pentru încălzire, se consumă la nivel mondial 9 ·109 t cc (dintre care mai mult de 65 % petrol și gaze), înseamnă că numai 5 % din cantitatea de biomasă transformată anual asigură consumul actual de combustibil pe întreg globul.
Literatura de specialitate indică faptul că biomasa înmagazinează energie solară, prin procesele de fotosinteză ale plantelor din care provine. Conversia biologică a radiației solare prin intermediul fotosintezei furnizează anual, sub formă de biomasă, o rezervă de energie evaluată la 3 × 1021 J/an, ceea ce înseamnă de zece ori cantitatea totală de energie consumată pe plan mondial în fiecare an.
Având în vedere că ținta UE în ceea ce privește energiile regenerabile este ca peste 30 % din consumul total de energie electrică să reprezinte energie produsă din resurse regenerabile, este important ca România sa își intensifice acțiunile pe termen mediu și lung de valorificare a resurselor regenerabile pentru producerea de energie electrica și termica, contribuind astfel la încurajarea dezvoltării tehnologice inovative și la utilizarea noilor tehnologii în practica. Prin urmare, a apărut necesitatea identificării și implementării unor noi tehnologii nepoluante de tratare și eliminare a deșeurilor, cu valorificare energetica și transformare în produși utili, astfel încât deșeurile sa devina o resursa valoroasa.
În Romania, deșeurile municipale sunt colectate de municipalități, în general fără o separare la sursa și sunt depozitate la gropile de gunoi. Având în vedere obligațiile pe care tara noastră trebuie sa le îndeplinească în ceea ce privește reciclarea și valorificarea deșeurilor, apare din ce în ce mai imperios necesitatea schimbării acestei practici și introducerea unui sistem de colectare selectiva.
Sistemele de reciclare, incinerare și tehnologiile “energie din deșeuri” au devenit din ce în ce mai populare, în special în marile centre urbane. La nivel mondial exista numeroase programe de colectare selectiva a deșeurilor municipale, în particular hârtie, aluminiu, sticla, plastic și unele materiale periculoase precum baterii și produse clorurate (uleiuri, materiale solide contaminate). Aceste programe de colectare selectiva, care au început deja sa funcționeze și în Romania, contribuie progresiv la reducerea cantității de deșeuri solide care ar ajunge la gropile de depozitare.
Deșeurile organice provenite din domeniul casnic, comercial sau industrial reprezintă materiale cu valoare energetica semnificativă care joacă un rol din ce în ce mai important în sistemele de producere a energiilor regenerabile, ținând cont de ponderea ridicata a fracțiunii biodegradabile (cca. 60%) din cantitatea totala de deșeuri menajere. Pe viitor se preconizează o creștere semnificativă a ponderii fracțiunii biodegradabile din deșeuri, odată cu creșterea gradului de reciclare a materialelor refolosibile.

/

Compoziția deșeurilor urbane [6]

Energia conținută de 1 mc de gaz de depozit variază în funcție de compoziția și caracteristicile deșeurilor depozitate, modul de operare a depozitului și sistemele de colectare. Valorile raportate de Agenția Europeană de Mediu sunt de 5 până la 7 kWh/mc.
Energia variază și în funcție de sistemele de captare care sunt sisteme active sau sisteme pasive și de modul de echipare a depozitului cu sistemele de captare (sisteme verticale, sisteme orizontale și sisteme combinate).
Generarea biogazului de la depozitele de deșeuri solide municipale începe imediat după ce deșeurile au fost depozitate, componenții organici fiind supuși reacțiilor biochimice. Generarea gazelor are loc în 5 faze.
Prima fază este faza de ajustare inițială, în care componenții organici biodegradabili ai deșeurilor sunt supuși descompunerii de către bacterii în condiții aerobe (datorită înglobării unei anumite cantități de aer în stratul de deșeu). Această reacție este similară cu arderea pentru că produșii formați sunt CO2 și vapori de apă.
În cea de-a doua fază, denumită faza de tranziție, oxigenul este consumat în totalitate și începe descompunerea anaerobă.
În faza a III-a, faza acidă, activitatea bacteriilor începută în faza a doua se intensifică producând o mare cantitate de acizi organici și o cantitate redusă de H2 .În prima etapă, bacteriile fermentative hidrolizează compușii cu masă moleculară mare (celuloză, amidon, pectina, lipide, polimeri, proteine) în compuși cu molecule mai mici ce pot fi folosite de microorganisme ca sursă de energie. În a doua etapă, etapa de acidogeneză, bacteriile convertesc compușii rezultați în prima etapă în compuși cu masă moleculară și mai mică, ca acidul acetic (CH3COOH), acidul popilnic, acidul butiric și etanolul. Gazele generate în această fază sunt: NH3, H2S, CO2 . Reacția reprezentativă este:
C6H12 → 2C2H5OH + 2CO2

/

Evoluția compoziției gazelor (%) în cadrul fazelor de generare a biogazului de la depozitele de deșeuri solide municipale

Faza a IV-a este faza metanogenă, în care se formează metanul sub acțiunea bacteriilor metalogenie, fie prin descompunerea acizilor în CH4 și CO2, fie prin reducerea CH4 cu CO2. În această fază pH-ul creste la valori cuprinse în domeniul 6,8-8. Principale reacții sunt:
CH3 COOH → CH4+CO2
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2
Faza a V-a este faza de maturare. Deoarece apa se infiltrează prin stratul de deșeu, o parte a materialului biodegradabil ce nu era mai înainte disponibil va fi convertit. Compoziția tipică a gazului de la depozitele de deșeuri este dată în tabel.

Component
Participația volumică
(raportată la starea anhidră)

Metan
45-60

Dioxid de carbon
40-60

Azot
2-5

Oxigen
0,1-1

Hidrogen
0-0,2

Amoniac
0,1-1

Monoxid de carbon
0-0,2

Mercaptani, hidrogen sulfurat, bezopirol
0,01-1

2.2 REACȚII CHIMICE ȘI CANTITĂȚI DE GAZ

Descompunerea deșeurilor organice în timpul fazei metanogene produce o micelă compusă din metan și din dioxid de carbon, dar și din concentrații mici de azot, de oxigen, de sulfuri, de hidrogen și de monoxid de carbon. Sunt prezente și urme ale unor compuși (în procent de 0,1%) de diclorometan, de tricolorometan, de benzen, de toluen etc. Biogazul se prezintă asemenea unei micele eterogene „murdare” în care metanul reprezintă cantitatea cea mai însemnată și care se poate valorifica energetic. [12]
/
Procesul de formare a biogazului

Gazul de depozit este un amestec de gaze diferite care în mod obișnuit conține 50%-60% metan și 40%-60% CO2 dar și mici cantități de azot, oxigen, amoniac, sulfuri, hidrogen, monoxid de carbon și compuși organici non-metanici cum ar fi: tricloretilena, benzenul și clorura de vinil.
Biogazul generat prin descompunere anaerobă în corpul deponeului este colectat prin puțurile de extracție cu o adâncime de 10-17m. Extracția gazului se realizează prin absorbție. Puțurile de captare sunt conectate prin stațiile de reglare biogaz la conducta de colectare principală din care după filtrare și separare a condensului este neutralizată prin ardere și în viitor se va utiliza cu scopul generării de energie termică sau electrică.
Principalul scop al degazării la depozitele care accepta deșeuri biodegradabile este de a preveni emisia de gaz în atmosfera datorita consecințelor ei negative asupra mediului (gaz cu efect de sera). Dimensionarea instalației de degazare se face pe baza prognozei producerii gazului de depozit. Pentru depozitele existente, este necesara efectuarea testelor de aspirare, iar rezultatele acestora se corelează cu prognoza teoretica, în măsura în care aceasta poate fi realizata. Sistemul de degazare trebuie sa fie construit astfel încât sa se garanteze siguranța construcției și sănătatea personalului de operare.
Întregul sistem de colectare a gazului trebuie construit perfect etanș fata de mediul exterior și trebuie sa fie amplasat izolat fata de sistemele de drenaj și evacuare a levigatului, respectiv a apelor din precipitații. Poziționarea elementelor componente ale sistemului de colectare a gazului nu trebuie sa afecteze funcționarea celorlalte echipamente, a stratului de baza ori a sistemului de acoperire al depozitului.
Materialele din care sunt construite instalațiile trebuie sa fie rezistente împotriva acțiunilor agresive generate de: – temperatura ridicata din corpul depozitului (pana la 700C); – încărcarea provenita din greutatea corpului deșeurilor, a acoperirii de suprafață a depozitului, și cea provenita din traficul utilajelor (compactorul, camioane etc.);- levigat și condensat;- microorganisme, animale sau ciuperci.
Sistemul de colectare și transport al gazului trebuie amplasat astfel încât sa nu obstrucționeze operarea depozitului. O instalație activa de extracție, colectare și tratare a gazului este alcătuita din următoarele componente – put de extracție a gazului, cuprinzând conducte de drenaj – conducte de captare a gazului – stații de colectare a gazului – conducte de eliminare și conducta principala de eliminare a gazului – separator de condensat – instalație de ardere controlata a gazului / instalație pentru valorificarea gazului – instalație de siguranța pentru arderea controlata – componente de siguranță. [11]
Degazare activa
– degazare realizata prin aspirarea gazului în urma generării unor presiuni scăzute în corpul depozitului
Degazare pasiva
– degazare realizata după faza activa de formare a gazului de depozit, prin migrarea acestuia prin stratul de drenaj al apei din precipitații și dispersarea uniforma în stratul de recultivare
Prognoza producerii gazului de depozit
– estimarea întregii cantități de gaz de depozit produs; se poate determina prin calcul, distribuția pe fiecare an de exploatare depinzând de:- cantitatea totala de deșeuri și conținutul procentual al componentelor organice biodegradabile din deșeuri (grăsimi, proteine, hidrați de carbon, celuloza etc.)- gradul de compactare și de tasare al deșeurilor depozitate – durata de operare – temperatura din interiorul depozitului – conținutul de apa combinată chimic sau liberă
Test de aspirare a gazului
– măsurători ale volumului și compoziției gazului generat în depozitele existente; se utilizează pentru dimensionarea instalației de degazare
Sistem de colectare a gazului
– totalitatea instalațiilor și echipamentelor prin care circula gazul de depozit, din corpul depozitului pana la exhaustor
Put de extracție a gazului pe perioada de operare
– puțul de colectare a gazului construit treptat, o data cu creșterea nivelului corpului depozitului
Put forat de extracție a gazului
– puțul de colectare a gazului executat prin forare după atingerea cotei finale de depozitare (după sistarea activității de depozitare)
Material de drenaj
– material granular permeabil din jurul conductelor perforate verticale ale puțurilor de captare a gazului din corpul depozitului, constând din pietriș spălat 16-32 mm, cu conținut de carbonați <10%.
Conducta de drenaj
– conducta din interiorul puțului de extracție, confecționată din PEHD și prevăzută cu perforații rotunde (8-12 mm diametru), prin care gazul de depozit este absorbit din corpul depozitului.
Conducta de captare a gazului
– conducta dintre puțurile de colectare (provizorii sau definitive) și stația de colectare a gazului
Stația de colectare a gazului
– instalație care cuprinde cilindrul de colectare și echipamente de măsură și prelevare a probelor
Conducta de eliminare
– conducta de transport intre stația de colectare a gazului și exhaustor, respectiv între exhaustor și instalația de tratare/valorificare a gazului de depozit
Conducta principala de eliminare (conducta perimetrala de gaz)
– conducta circulara care asigură transportul gazului intre stațiile de colectare și exhaustor
Cilindru de colectare
– echipament cu ajutorul căruia mai multe conducte de captare a gazului sunt unite într-o conducta de eliminare
Condensat
– vaporii de apa din gazul de depozit, care condensează din cauza diferenței de temperatura dintre corpul depozitului și spațiul exterior
Separator de condensat
– echipament de captare și separare a apei condensate din gazul de depozit
Exhaustor
– echipament cu ajutorul căruia este generata presiune scăzuta, în vederea extragerii gazului de depozit din corpul depozitului
Filtru biologic
– echipament pentru tratarea gazului de depozit (oxidarea metanului și eliminarea altor compuși volatili); el conține materiale organice – biologice speciale, asemenea compostului și scoarței de copac
Instalație de ardere controlata a gazului de depozit
– instalație de ardere a gazului de depozit la o temperatură de 1100oC pe o durata > 0,3 secunde
Instalație de producere a energiei electrice
– sistem de motoare cu combustie interna cu gaz ce acționează generatoare de energie electrica.

Capitolul 3 – SISTEMUL DE COLECTARE A GAZULUI ȘI AMPLASAREA LUI ÎN CADRUL DEPOZITULUI. SOLUȚII TEHNICE

Principalul scop al degazării la depozitele care acceptă deșeuri biodegradabile este de a preveni emisia de gaz în atmosferă datorită consecințelor ei negative asupra mediului (gaz cu efect de seră).
Dimensionarea instalației de degazare se face pe baza prognozei producerii gazului de depozit. Pentru depozitele existente, este necesară efectuarea testelor de aspirare, iar rezultatele acestora se corelează cu prognoza teoretică, în măsura în care aceasta poate fi realizată.
Sistemul de degazare trebuie să fie construit astfel încât să se garanteze siguranța construcției și sănătatea personalului de operare. Întregul sistem de colectare a gazului trebuie construit perfect etanș fată de mediul exterior și trebuie să fie amplasat izolat fată de sistemele de drenaj și evacuare a levigatului, respectiv a apelor din precipitații.
Poziționarea elementelor componente ale sistemului de colectare a gazului nu trebuie să afecteze funcționarea celorlalte echipamente, a stratului de bază ori a sistemului de acoperire al depozitului.
Gazul de depozit se colectează în toate depozitele care acceptă deșeuri biodegradabile. Dacă gazul colectat nu poate fi folosit pentru a produce energie, el trebuie ars.
Controlul acumulării și migrării gazului de depozit, precum și cantitatea și compoziția gazului se realizează conform prevederilor din anexa nr. 4 a Hotărârii Guvernului nr. 349/2005 privind depozitarea deșeurilor, cu modificările și completările ulterioare.
Realizarea sistemului de colectare a gazului de depozit, a echipamentelor de tratare, ardere controlată și valorificare a gazului de depozit trebuie să corespundă cerințelor din Normativul tehnic privind depozitarea deșeurilor.
Sistemul de colectare și evacuare a gazelor de fermentare constă din conducte, puțuri, drenuri, dispozitive de colectare ce conduc la instalații de prelucrare/valorificare.
Gazul de depozit generat în urma descompunerii deșeurilor municipale trebuie colectat și tratat într-un mod care să conducă la diminuarea efectelor negative pe care acesta le poate avea asupra mediului înconjurător și la reducerea potențialului de periculozitate al componentelor principale metan (pericol de explozie) și dioxid de carbon (pericol de sufocare). Tratarea gazului se face în funcție de tehnica de captare utilizată – activă sau pasivă.
Tehnicile de tratare, respectiv valorificare a gazului se aleg în funcție de concentrația de metan. Principalele posibilități de tratare sau valorificare a gazului, în funcție de conținutul de metan, conform cu Normativul tehnic privind depozitarea deșeurilor.
Repartizarea deșeurilor în depozit trebuie făcută astfel încât să se asigure stabilitatea masei de deșeuri și a structurilor asociate (sistemele de impermeabilizare, sistemele de colectare și evacuare a apelor ex filtrate și a gazelor etc.), în special pentru evitarea alunecărilor.
Dacă există impermeabilizare artificială, trebuie apreciat dacă substratul geologic – ţinându-se seama de morfologia depozitului – este suficient de stabil pentru a preveni deteriorarea impermeabilizării.
Depozitele se împrejmuiesc și se instituie paza lor pentru reducerea posibilităților de pătrundere ilegală pe amplasament a oamenilor și animalelor.
Porțile se închid în afara orelor de lucru.
Sistemul de control și de acces la fiecare depozit trebuie să conțină un program de măsuri pentru a detecta și a descuraja aruncarea ilegală de deșeuri în depozit.

ORGANIZAREA DEPOZITULUI PE ORIZONTALĂ ȘI PE VERTICALĂ

În proiectarea și realizarea depozitelor de deșeuri trebuie luate în considerare cerințele specificate în cadrul Hotărârii Guvernului nr. 349/2005 privind depozitarea deșeurilor, cu modificările și completările ulterioare și în cadrul Normativului tehnic privind depozitarea deșeurilor aprobat prin Ordinul 757/2004, cu modificările și completările ulterioare.
Dimensionare, durata de exploatare a depozitului
Proiectul depozitului trebuie să respecte următoarele:
– dimensiunile depozitului trebuie să fie corelate cu volumul total de deșeuri ce urmează a fi acceptat la depozitare din zona sau zonele deservite, pe baza prognozelor de dezvoltare municipală ori zonală;
– perioada de exploatare să fie de minimum 20 de ani.
Cerințe privind proiectul depozitului
Proiectul unui depozit trebuie să prezinte:
– natura și proveniența deșeurilor care urmează să fie depozitate;
– cantitățile de deșeuri care vor fi eliminate final prin depozitare;
– tehnologiile de tratare a deșeurilor înainte de depozitare și/sau în incinta depozitului;
– modul de realizare a bazei depozitului: modul de impermeabilizare a cuvei depozitului (baza și taluzurile interioare ale digurilor de protecție); modul de protecție a sistemului de impermeabilizare; sistemul de drenare, colectare, epurare și evacuare a levigatului, apelor pluviale și a apelor exfiltrate;
– sistemul de colectare, înmagazinare și valorificare a gazelor de depozit, unde este cazul, sau sistemul de ardere controlată a gazelor de depozit;
– organizarea tehnică a depozitului, utilitățile;
– instrucțiunile de exploatare a depozitului;
– procedura de închidere a depozitului;
– sistemul de control și de supraveghere a depozitului;
– măsurile de siguranță în timpul exploatării, cum ar fi prevenirea incendiilor, prevenirea și combaterea exploziilor și planul de intervenție în caz de accidente sau avarii într-un depozit;
– măsuri pentru asigurarea condițiilor igienico-sanitare: deratizare, dezinsecție;
– măsuri de protecție a muncii.
După atingerea cotei finale de depozitare trebuie realizată acoperirea finală cu continuarea acțiunii de captare a gazelor de depozit și a drenării apelor infiltrate prin stratul de sol vegetal.
Soluția tehnologică care va fi adoptată este opțiunea proiectantului, în limita prevederilor H.G. nr. 349/2005 privind depozitarea deșeurilor cu modificările și completările ulterioare și a cerințelor Normativului tehnic privind depozitarea deșeurilor aprobat prin Ordinul nr. 757/2004, acesta asumându-și răspunderea că depozitul nu va prezenta riscuri pentru factorii de mediu și pentru sănătatea populației.

/

Structura și componența unui depozit ecologic de deșeuri

Fazele construirii depozitelor de deșeuri
Faza 1. În timpul acestei faze de construcție a depozitului, terenul este excavat în limita a cel puțin 1 metru până la partea de sus a pânzei freatice
Faza 2. În timpul fazei a doua, se adaugă un strat de argilă compactată sau căptușeală sintetică. Aceasta previne pătrunderea contaminanților din deșeuri să pătrundă în apele subterane. Căptușeala are o permeabilitate de cel puțin 10-7 cm pe secundă.
Faza 3. Se instalează un sistem de colectare a levigatului. Acest sistem este compus din conducte care se acoperă cu piatră selectată.
Faza 4. În timpul fazei a patra, se instalează o căptușeală geosintetică, care ajută la stabilizarea deșeurilor.
Faza 5. În timpul fazei a cincea, se instalează înclinat un strat de drenaj din nisip, prin care se va scurge lichidul care trece prin deșeuri în sistemul de colectare a levigatului.
Faza 6. În timpul fazei a șasea, depozitul de deșeuri este deschis și deșeurile solide sunt depozitate. La fiecare 2 m acestea se nivelează și se compactează. Se adaugă zilnic un strat de sol sau căptușeală sintetică, pentru a preveni luarea de vânt a deșeurilor și de a limita dăunătorii.
Faza 7. Apare de-a lungul vieții active a depozitului de deșeuri. În timpul acestei faze, sunt forate puțuri de monitorizare a apelor subterane și a gazelor în celulele complete.
Faza 8. Apare după ce depozitul de deșeuri este umplut la întreaga capacitate. În timpul acestei faze, peste deșeurile compactate se amplasează un strat de sol de stabilizare (uniformizare).
Faza 9. În timpul fazei a noua, se instalează un capac (acoperiș) din argilă, care împiedică apa de infiltrații să pătrundă în depozit. Grosimea stratului este de cca. 1 m și are o permeabilitate de cel puțin 10-7 cm/s.
Faza 10. Se instalează un capac geosintetic, care să ofere o protecție suplimentară împotriva infiltrării apei.
Faza 11. Se depune un strat de nisip de drenaj prin care se scurge apa de ploaie dincolo de marginile celulei de depozitare a deșeurilor.
Faza 12. Se adaugă un strat de sol vegetal, pentru a facilita creșterea plantelor.
Faza 13. În timpul fazei a 13-a, se plantează iarbă și alte plante cu rădăcini scurte care vor preveni eroziunea de suprafeței depozitului de deșeuri.
Faza 14. Este ultima fază de construcție a depozitului de deșeuri, în care se construiește o clădire de recuperare și tratare a gazului de metan, în care se amplasează un generator de electricitate.
Zonele pentru depozitarea deșeurilor. Amenajarea inițială a zonelor pentru depozitarea deșeurilor cuprinde două operații de bază:
 impermeabilizarea bazei și a marginilor depozitului;
 realizarea sistemului de drenare și evacuare a levigatului.
Impermeabilizarea depozitelor de deșeuri. Sistemul de impermeabilizare optim trebuie ales pentru fiecare caz în parte, ținând seama mai mulți factori, dintre care cei mai importanți sunt:
 natura deșeurilor ce urmează a fi depozitate;
 condițiile hidrogeologice și natura suprafeței amplasamentului;
/
Structura sistemului de impermeabilizare a unui depozit de deșeuri

În funcție de natura deșeurilor ce urmează a fi depozitate, implicit de gradul de etanșare dorit, impermeabilizarea se poate realiza prin:
etanșare simplă prin geomembrană;
etanșare simplă prin geocompozit cu strat mineral etanș;
etanșare combinată cu geomembrană și material argilos;
etanșare dublă cu geomembrană
etanșare combinată, dublă sau triplă, cu material argilos și geomembrană.
Geomembrana trebuie să se ancoreze la partea superioară a taluzului, în așa fel încât să facă față la solicitările mecanice și pentru a împiedica alunecarea acesteia.
Materialele geosintetice (geomembrane și geotextile) utilizate pentru amenajarea și impermeabilizarea depozitelor de deșeuri trebuie să prezinte anumite caracteristici de bază care să asigure îndeplinirea unor exigențe specifice:
• exigențe funcționale – legate de îndeplinirea funcțiilor pentru care sunt utilizate;
• exigențe constructive – legate de operațiile de construcție și de punere în operă,
operații care nu trebuie să afecteze caracteristicile funcționale;
• exigențe de durabilitate – legate de faptul că materialul trebuie să-și păstreze caracteristicile funcționale pe toată durata de exploatare a depozitului de deșeuri. Realizarea sistemului de drenare și evacuare a levigatului. Acest sistem este format din:
• strat de pietriș;
• sistem de drenuri absorbante și colectoare.
Caracteristicile sistemului de drenare a levigatului (panta, distanța între conducte etc.) vor fi stabilite de către proiectant, în fiecare caz în parte, în funcție de condițiile specifice fiecărui amplasament (relief, regimul precipitațiilor, tipul deșeurilor depozitate).
Zonele pentru depozitarea deșeurilor trebuie să fie împrejmuite cu șanțuri de gardă pentru colectarea apelor pluviale și din topirea zăpezii; aceste ape este necesar a fi epurate și / sau eliminate de pe amplasament împreună cu levigatul.
Instalațiile pentru tratarea levigatului au destinația aducerii valorilor indicatorilor
caracteristici ai levigatului în limitele admisibile prevăzute de normative pentru evacuarea
(permeatului) în sisteme de canalizare sau în ape de suprafață.
Caracteristicile cantitative și calitative ale levigatului variază în timp și în funcție de natura și cantitatea deșeurilor depozitate, iar proiectarea și construirea instalațiilor de tratarea levigatului trebuie să țină seama de aceste aspecte.
Alegerea variantei optime de tratare a levigatului se face în funcție de mai mulți factori, fiecare caz în parte necesitând o evaluare proprie. Acești factori sunt:
• cerințele legale referitoare la eliminarea levigatului în apele de suprafață (sau
sistemul de canalizare), inclusiv cerințele impuse de autoritatea competentă;
• cantitatea de levigat și caracteristicile calitative ale acestuia;
• alte aspecte tehnice și economice, precum costurile de construire a unei stații de tratare proprii sau posibilitatea descărcării levigatului în influentul unei stații de epurare orășenești etc.
„Depozitele ecologice de deșeuri reprezintă la ora actuală singura modalitate de eliminare a deșeurilor. În scopul limitării efectelor nocive asupra mediului înconjurător, acestea trebuie proiectate și executate astfel încât să răspundă unor cerințe care au ca obiectiv principal limitarea poluării aerului, pământului (solului) și apei subterane”.
Un depozit ecologic ca depozit definitiv pentru deșeuri trebuie să fie dotat cu toate sistemele de reținere a eventualilor poluanți pentru a răspunde cerințelor. în vederea minimizării emisiilor rezultate de la depozite, este utilizat conceptul de «bariere multiple», care presupun bariere la locul de amplasare al depozitului, în corpul de depozitare, sisteme de izolare la bază, sisteme de izolare la suprafață. Tot aici sunt incluse și întreținerea ulterioară, posibilitatea de control și de reparare. Cea mai importantă bariera o reprezintă însuși corpul de depozit, ceea ce arată că, pentru reducerea emisiilor, trebuie sa aibă loc neutralizarea deșeurilor depozitate, prin metode de tratare stabilite în prealabil.
De-a lungul perioadei de funcționare trebuie să existe bariere eficiente între corpul de deșeu și apa freatică, sol și aer. Pe lângă barierele pasive, trebuie să se utilizeze, dacă este necesar, și sisteme active de protecție (de ex. evacuarea obligatorie a gazelor).
Emisiile de substanțe toxice dintr-un corp de depozit pe calea apei se face în special pe baza a două mecanisme specifice de transport:
– apa rezultată din precipitații trece prin corpul de deșeuri, dizolvă sau antrenează substanțele toxice în suspensie și, în cazul cel mai rău, le transportă până la următorul strat permeabil pentru apele subterane;
– apa subterană trece direct prin corpul de deșeu și preia astfel substanțe toxice.
In faza de funcționare, apa de infiltrații trebuie colectată și îndepărtată printr-un sistem de drenaj practicat la baza depozitului, în scopul evacuării apei.
La depozitarea corpului de deșeu, pentru apa subterană este necesară o decuplare hidraulică de cele mai multe ori (de ex. prin pereți hidroizolanți), pentru a stopa schimbul de substanțe. Izolarea tehnică a bazei depozitului trebuie să fie funcțională în principal în faza de funcționare și până la 50 de ani după închiderea acestuia. Prin izolarea tehnică, împreună cu sistemul de drenaj de la bază pentru evacuarea apei, apa de infiltrație este colectată în intervalul de timp în care se produce.
Cea mai importantă etanșare pe termen lung este reprezentată de bariera geologică sau tehnică. Aceasta evaluează capacitățile subsolului depozitului de a reține și stoca substanțele toxice. Criteriile de evaluare a unei bariere sunt:
– gradul de permeabilitate (transport prin convecție al substanțelor)
– capacitatea reactivă a substanțelor poluante (capacitatea de inter-schimbare de cationi sau de levigare).
Eficiența acestei bariere devine importantă abia după deteriorarea izolărilor tehnice (ex. după 100 de ani de la construcție).
Depozitele ecologice de deșeuri se compun din următoarele elemente sisteme de bază:
• sistemul de etanșare și drenaj de la bază:
• sistemul de etanșare de bază;
• sistemul de drenare și colectare a levigatului;
• sistemul de etanșare și drenaj de suprafață:
• sistemul de drenare a gazelor de depozit (dacă e cazul);
• sistemul de etanșare de suprafață;
• sistemul de drenare a apelor provenite din precipitații;
• sistemul de acoperire / de redare a amplasamentului către terenul înconjurător.

/

Schemă a sistemului de impermeabilizare pentru un depozit de deșeuri

Impermeabilizarea depozitelor de deșeuri constituie ansamblul de amenajări destinate împiedicării pătrunderii în sol a apelor ce drenează prin stratul de deșeuri (levigatului) și/sau în scopul drenării gazelor rezultate din descompunerea deșeurilor. La proiectarea lucrărilor de impermeabilizare cu geomembrane și protecție cu geotextil trebuie să se țină seama de Ghidul pentru lucrări ce înglobează materiale geosintetice – indicativ P134-95. Trebuie să se țină seama, de asemenea, de faptul că geomembranele sunt foarte subțiri și flexibile, ele putând fi ridicate și deplasate de vânt, precum și de efectul de subpresiune al eventualelor ape ascendente sau gaze din teren. Ele pot fi ușor degradate de acțiunile mecanice prin perforare, agățare, erodare de pietrele ascuțite, obiecte ce cad, corpuri plutitoare, sloiuri, de vegetația care crește sub ele și le străpunge, sau chiar acte de vandalism. La etanșarea depozitelor se verifică, printre altele, absența agregatelor mari și colțuroase în contact cu geomembrana, calitatea acesteia la aplicare, instalarea, în unele cazuri, a membranei cu o anumită relaxare (joc) pentru compensarea unor posibile tensiuni ulterioare. Se verifică operația de înnădire și calitatea acesteia. La pregătirea saltelei pentru așternerea membranei se îndepărtează stratul de material moale, cu conținut organic, precum și fragmentele mari de pietre. Suprafața astfel pregătită nu trebuie să prezinte denivelări sau neregularități locale mai mari de 15 mm.

/

/
Elementele componente ale unui depozit ecologic pentru deșeuri solide

/
Organizarea structurală a depozitelor de deșeuri nepericuloase

CONSTRUCȚIA PUȚURILOR COLECTOARE DE GAZ

La proiectarea, construcția și operarea instalației trebuie respectate următoarele cerințe tehnice:
Puțuri pentru extracția gazului
Puțurile pentru extracția gazului trebuie sa fie poziționate în mod uniform în masa de deșeuri care generează gaz. Puțurile de gaz se amplasează pe cât posibil simetric și la distanta egala intre ele (de circa 50 m).
Puțurile se amplasează cât mai aproape de berme și de căile de circulație, iar distanta de la puțuri pana la limita exterioara a corpului depozitului trebuie sa fie >40 m, pentru a cuprinde în zona de aspirare și marginea depozitului.
Puțurile de gaz trebuie sa fie etanșe, pentru a nu permite pătrunderea aerului în interior; ele trebuie sa fie rezistente, pentru a suporta tasarea corpului depozitului si, de asemenea, sa poată fi ușor reparate și controlate.
Puțul de gaz este alcătuit dintr-un filtru vertical cu diametrul >80 cm, poziționat în interiorul corpului depozitului, realizat din pietriș sau criblura, și în care este înglobata conducta de drenaj cu diametrul interior de minimum 200 mm.
Aceasta dispunere a elementelor asigura o extracție uniforma a gazului generat în corpul depozitului cu o suprapresiune de aproximativ 40 hPa.
Pentru a acoperi un volum suficient din corpul depozitului și pentru a putea dirija gazul captat în direcția dorita este necesara generarea unei subpresiuni efective de 30 hPa la capătul superior al puțului de gaz.
Pentru calcularea numărului de puțuri de gaz se tine seama de faptul ca 1 metru de conducta filtranta cu o secțiune minima de >250 cm2 captează aprox. 2m3 de gaz pe ora. Pereții conductelor filtrante trebuie sa fie perforați, diametrul perforațiilor depinde de dimensiunile granulelor din filtrul cu pietriș sau criblura.
Deoarece permeabilitatea materialului filtrant trebuie sa fie de cel Putin 1×10-3 m/s, se folosește un material cu d=16-32 mm. Diametrul perforațiilor trebuie sa fie mai mic de 0,5xd, adică 8-12 mm. Se utilizează conducte cu perforații rotunde, deoarece au rezistenta mai mare la deformare, sunt mai stabile fata de forțele rezultate din procesele de tasare în corpul depozitului și rezista mai bine la forțele de forfecare. Conductele trebuie sa fie prevăzute cu sisteme de înfiletate, pentru a asigura prelungirea puțului de gaz pe perioada de operare a depozitului.
In timpul operării, la suprafața depozitului, construcția puțului consta dintr-o instalație speciala. Acest sistem de construcție este necesar pentru a putea suporta tasările din corpul depozitului fără deteriorarea puțului de gaz și a sistemului de impermeabilizare la suprafața depozitului.
După închidere, trebuie sa se evite atât pătrunderea aerului și a apei din precipitații în corpul depozitului în jurul puțurilor de extracție a gazului, cât și emisiile de gaz în stratul de recultivare. La extremitatea superioara a puțului de gaz se aplica o conducta etanșa peste conducta filtranta. Conducta etanșă trebuie sa aibă un capac cu sistem de înfiletate, pentru a se asigura controlul conductei filtrante, care se scurtează periodic, corespunzător tasărilor din corpul depozitului. Capacul este prevăzut cu o instalație pentru prelevarea probelor de gaz și măsurarea temperaturii. în forma sa finala puțul de gaz este prevăzut cu un dispozitiv de acoperire și închidere, pentru evitarea influentelor climatice și a manipulărilor nepermise ale instalațiilor de siguranța. în cazul depozitelor nou construite se începe instalarea puțurilor de gaz după ce stratul de deșeuri a atins înălțimea de aproximativ 4 m.
Baza puțului trebuie sa fie amplasata la cel puțin 2 – 3 m deasupra stratului de drenaj pentru levigat, pentru a se evita apariția unor forte de presiune peste limita admisa pe stratul de drenaj pentru levigat și pe stratul de impermeabilizare a bazei depozitului. Cu ajutorul unor dispozitive de tragere în forma de cupola puțurile de gaz sunt înălțate o data cu creșterea în înălțime a corpului depozitului pana la nivelul maxim de umplere a acestuia.

/
Put de gaz

Partea superioara a unui put de gaz intr-un depozit acoperit

Etape de construcție a parții superioare a unui put de gaz – Conducte de captare a gazului

Fiecare put de extracție a gazului trebuie sa fie conectat la una dintre stațiile de colectare a gazului prin intermediul unei conducte de captare. în cazul în care o conducta de captare a gazului nu mai funcționează, ea se înlocuiește cu o noua conducta, pentru a se asigura o extracție continua și a se evita efectele negative ale gazului de depozit asupra sănătății personalului de operare a depozitului.
Conductele de captare a gazului se instalează cu o panta de cel puțin 5% fata de stația de colectare a gazului, pentru a se evacua apa provenita din condens în interiorul conductei. Se recomanda pantele mai mari, pentru a suporta eventualele tasări și surpări din corpul depozitului, fără a provoca deteriorări ale conductelor. Trebuie sa se evite acumulările de apa în conductele de captare a gazului. Aceste conducte trebuie sa fie prevăzute cu sisteme flexibile de conectare la puțurile de extracție, la capătul superior definitiv al puțului și la stațiile de colectare a gazului, pentru a se minimiza deteriorările prin tasări, forte depresiune, forte transversale și forte de torsiune. Conductele și conexiunile flexibile trebuie sa fie asigurate împotriva încărcării cu electricitate statica, sau sa fie executate din material cu conductibilitate electrica (de ex. PE cu conductibilitate electrica). Calitatea materialului din care sunt făcute conductele trebuie sa asigure o rezistenta la presiune ( PN6. Diametrul conductei de captare trebuie sa fie ( 90 mm.
Conductele de colectare a gazului trebuie sa poată fi închise ermetic cu ajutorul unor sisteme de închidere prin culisare, pentru a se putea efectua reparații la conducte fără riscul emanațiilor necontrolate de gaz.
Conductele trebuie sa fie acoperite și protejate de îngheț la suprafața depozitului, printr-un strat de pământ sau deșeuri cu o grosime > 80 cm, pentru a evita înghețarea apei provenite din condensat care poate duce la deteriorarea armaturilor și a echipamentelor, și la deformarea sau obturarea secțiunii conductei [13]

Stații de colectare a gazului
In stațiile de colectare a gazului conductele individuale de colectare sunt conectate la conducta de eliminare a gazului. Numărul stațiilor de colectare se stabilește în funcție de dimensiunea depozitului, numărul puțurilor de colectare și distribuția lor. în incinta stațiilor de colectare a gazului, fiecare conducta de colectare trebuie sa fie prevăzuta cu o porțiune speciala pentru prelevarea probelor. Aceasta porțiune se realizează din țeava cu diametrul de DN 50, pentru a asigura o viteza constanta de circulație a gazului > 2 m/s; viteza optima a gazului este de aprox. 6-8 m/s.
Lungimea acestei țevi trebuie sa fie 10 x DN înainte de ștuțul de măsurare, respectiv5 x DN după ștuțul de măsurare. Intre zona de măsurare și cilindrul de colectare (in care se termina conductele de captare individuale) se amplasează un dispozitiv culisant pentru închidere și reglare, cu poziționare verticala pe secțiunea conductei, pentru a se evita depunerile pe lagărele sistemului de rotație. Intre cilindrul de colectare și conducta principala de eliminare se montează un dispozitiv culisant de închidere. Construcțiile care constituie stațiile de colectare a gazului trebuie sa fie complet închise, prevăzute cu spatii de aerisire (in pereți se montează cel puțin 2 grătare de aerisire cu dimensiunile 50 x 50 cm) și asigurate împotriva accesului persoanelor neautorizate. în zona stațiilor de colectare a gazului se montează panouri de avertizare asupra pericolelor legate de prezenta gazului de depozit, pe care se menționează și interdicțiile legate de fumat și de foc. La proiectarea și construcția stațiilor de colectare a gazului trebuie sa se tina seama de faptul ca acestea trebuie sa fie întotdeauna în afara zonei impermeabilizate a bazei, respectiv suprafeței depozitului și trebuie sa fie accesibile direct de pe drumul perimetral. Rigolele pentru colectarea apei din precipitații se amplasează intre corpul depozitului și stațiile de colectare. [13]
Conducta principala de eliminare a gazului (conducta perimetrala de gaz)
Stațiile de colectare a gazului sunt conectate intre ele printr-o conducta principala de eliminare a gazului (conducta perimetrala).Conducta principala de eliminare trebuie sa poată fi reglata de la căminele în care sunt amplasate separatoarele de condensat, pentru a putea interveni în cazul în care apar defecțiuni. Panta conductei principale de eliminare trebuie sa fie de cel puțin 0,5%, pentru a putea evacua particulele minerale din condensat. Diametrul nominal al conductei (DN) trebuie sa fie de cel puțin 200 mm. La cantități mai mari de gaz (> 750 m3/h) și conducte mai lungi (> 1000 m) diametrul minim trebuie sa fie > 250 mm, deoarece se formează mai mult condensat. Toate conductele se instalează la adâncimi mai mari decât adâncimea de îngheț specifica zonei, dar nula mai puțin de 80 cm. La proiectare trebuie sa se tina seama de poziționarea sistemelor de impermeabilizare, a drumurilor de acces și a instalațiilor de drenaj. Conducta principala de eliminare a gazului trebuie sa fie amplasata în afara zonei de impermeabilizare a suprafeței, și în nici un caz pe sub instalații de colectare a apei din precipitații (rigole) și pe sub drumurile de acces (din cauza sarcinilor dinamice și statice care apar în aceste zone).
Separatorul de condensat/colectarea condensatului
Gazul de depozit saturat cu vapori de apa duce la formarea de condensat în sistemul de conducte. Ca baza de calcul pentru cantitatea de condensat se considera cantitatea de apa care se formează la răcirea de la 55°C la 20°C. Aceasta înseamnă aprox. 100 ml de condensat la fiecare m3 de gaz de depozit. De aceea în conducta principala de eliminare a gazului se instalează, în punctele cele mai joase, în cămine subterane cu acces, separatoare de condensat. [14]
Căminele de separare a condensatului, precum și toate instalațiile din interior care pot veni în contact cu condensatul, se confecționează din materiale rezistente la coroziune. Căminele trebuie sa fie impermeabile fata de apa freatica și sa fie calculat estatic pentru a fi rezistente la forțele care le-ar putea deplasa. Condensatul se evacuează printr-un dispozitiv tip sifon, intr-un recipient care trebuie sa fie întotdeauna plin cu condensat, pentru evitarea pătrunderii aerului în conducta principala de gaz, atunci când se pompează condensatul.
Distanta intre separatorul de condensat și rezervorul de condensat trebuie calculata astfel încât sa se asigure ca vacuumul din conducta principala de eliminarea a gazului nu determina absorbția condensatului înapoi în sistemul de conducte. Căminele trebuie sa poată fi controlate în orice moment, pentru a supraveghea nivelul condensatului. Condensatul se evacuează intr-un rezervor la care sunt conectate toate separatoarele de condensat, sau direct în stația de tratare a levigatului. Este interzisa recircularea condensatului în corpul depozitului.
Daca topografia depozitului permite, condensatul poate fi evacuat și prin cădere libera direct intr-un separator de condensat amplasat la capătul conductei principale de eliminare a gazului. Rezervorul pentru condensat trebuie sa fie calculat pentru a cuprinde cel puțin cantitatea de condensat care se aduna în 14 zile, și sa fie impermeabil și rezistent pe termen lung, astfel încât sa se evite pătrunderea condensatului în sol sau în apa freatica. Rezervorul trebuie sa fie prevăzut cu un indicator de preaplin.[13]

Dispozitiv de evacuare
/

Sistemul de drenare a gazului la partea de sus a depozitului
Instalațiile pentru colectarea și evacuarea gazului de depozit au rolul de a asigura colectarea controlata a gazului de fermentare care se formează, pentru o perioada lunga de timp, în toate depozitele ce conțin deșeuri biodegradabile. în urma descompunerii anaerobe a deșeurilor se formează gazul de depozit (gaz de fermentare), cu o putere calorica de 5000 – 6000 kcal/m3 și o compoziție în care predomina CH4 (54 %) și CO2 (45 %) și la care se adăuga mici cantități de hidrogen sulfurat, monoxid de carbon, mercaptani, aldehide, esteri, urme de compuși organici. Cantitățile de gaz de depozit pot varia semnificativ atât în cazul aceluiași depozit, în timp, în funcție de o serie de parametri (vârsta depozitului, tipul deșeurilor depozitate, modul de operare etc.), cât și de la un depozit la altul. Procesul de migrare a gazului din masa de deșeuri este influențat de: concentrația gazelor din sol, distribuția gradienților de presiune, proprietățile fizico-chimice ale straturilor de deșeuri, ale materialului de acoperire și ale solului. [14]
Procesul de migrare a gazului din masa de deșeuri este influențat de: concentrația gazelor din sol, distribuția gradienților de presiune, proprietățile fizico-chimice ale straturilor de deșeuri, ale materialului de acoperire și ale solului.
In cazul în care gazul format nu este evacuat controlat din depozit, migrarea și acumularea acestuia pot prezenta o serie de riscuri, printre care: pericol de incendiu prin auto-aprindere; degajare de mirosuri neplăcute și de compuși toxici (hidrogen sulfurat, compuși organo-fosforici, alte substanțe organice nesaturate); afectarea componentei biologice a solului, prin reducerea concentrației de oxigen; pericol de explozie, prin posibila apariție a acumulărilor de gaz în vecinătatea zonelor rezidențiale; creșterea acumulărilor de gaze ce contribuie la efectul de sera.
Evacuarea controlata a gazului de depozit este necesara atât pentru evitarea apariției riscurilor mai sus menționate, cât și pentru valorificarea metanului, în cazul în care aceasta este rentabila. Modul de evacuare a gazului de depozit depinde de condițiile specifice fiecărui depozit și de scopul urmărit (arderea controlata a gazului sau utilizarea acestuia). De obicei se utilizează tehnici de ventilație pasiva – puțuri de gaz, drenuri de gaz, tranșee de ventilație, bazate pe migrarea gazului către punctele cu presiune scăzuta. Ventilația activa se realizează prin pomparea gazului colectat prin puțuri sau drenuri; aceste tehnici sunt recomandate în cazul depozitelor mari, în care înălțimea depunerilor depășește 8 m.
Gazul colectat este valorificat în energie electrica, surplusul este supus unui proces de ardere controlata.

Puț pentru captare și rețea de evacuare a biogazului

Gazul de depozit generat în urma descompunerii deșeurilor municipale trebuie colectat și tratat într-un mod care să conducă la diminuarea efectelor negative pe care acesta le poate avea asupra mediului înconjurător și la reducerea potențialului de periculozitate al componentelor principale metan (pericol de explozie) și dioxid de carbon (pericol de sufocare). Tratarea gazului se face în funcție de tehnica de captare utilizată – activă sau pasivă.
Tehnicile de tratare, respectiv valorificare a gazului se aleg în funcție de concentrația de metan. Principalele posibilități de tratare sau valorificare a gazului, în funcție de conținutul de metan, conform cu Normativul tehnic privind depozitarea deșeurilor, sunt prezentate în figura.
/

Posibilități de tratare a gazului de depozit în funcție de concentrația metanului

Capitolul 4 – METODE DE ESTIMARE A CANTITĂȚILOR DE GAZE DEGAJATE ÎN CORPUL DEPOZITULUI

Metanul (CH4), un gaz puternic de seră, este generat în depozitele de deșeuri, pe măsură ce deșeurile se descompun. Depozitele de deșeuri sunt recunoscute de IPCC (Bogner et al., 2007) ca fiind o sursă majoră de emisii globale de CH4. Stocurile și modelarea sunt instrumente utilizate pe scară largă pentru a anticipa emisiile viitoare de gaze de evacuare, cu toate acestea, aceste modele nu țin cont de variațiile climatice locale care ar putea fi observate în viitor datorită efectelor schimbărilor climatice (Kerr 2001).
Gazul de deșeuri (LFG) este un produs secundar al biodegradării materialului organic conținut în deșeurile depozitate în depozitele de deșeuri. Depozitele de deșeuri sunt capabile să genereze LFG timp de 30 de ani sau mai mult. Depozitele de deșeuri solide inerte cu porțiuni mai mici de deșeuri organice pot genera cantități mici de LFG pe o perioadă similară. Generarea LFG depinde de mai mulți factori. Unii factori cheie includ tipul de deșeuri, vârsta deșeurilor, conținutul de umiditate, temperatura și pH-ul. [15]
LFG a devenit interesant din mai multe motive, inclusiv impactul său asupra emisiilor de gaze cu efect de seră și al creditelor asociate carbonului, precum și în legătură cu reamenajarea depozitelor de deșeuri și implicațiile asociate acestora pentru siguranța ocupanților și pentru dezvoltarea în sine.
LFG cuprinde în principal metan (CH4) și dioxid de carbon (CO2), cu o proporție mai mică de hidrogen sulfurat (H2S) și monoxid de carbon (CO). Compoziția depinde de tipul de deșeu, de stadiul de degradare a deșeurilor și de condițiile climatice. Cu toate acestea, condițiile climatice locale nu sunt luate în considerare în modelele actuale de generare LFG (modelele LandGEM sau IPCC) care utilizează precipitații medii anuale pentru evaluarea siturilor specifice (IPCC 2006, US EPA 2010).
Metanul (CH4) contribuie în mare măsură la încălzirea globală, în al doilea rând la dioxidul de carbon.
Contribuția globală a metanului este mare în parte deoarece este un gaz generator de gaze cu efect de seră puternic (GHG).
De 21 de ori mai mare decât potențialul de încălzire globală a dioxidului de carbon. Mai mult, concentrațiile de metan în atmosferă se schimbă rapid, mai mult decât dublu în ultimele două secole și continuând să crească anual. Aceste majorări se datorează, în mare parte, creșterii emisiilor provenite din surse antropice, cu emisii antropice acum constituind circa 70% din total.
Emisiile de metan din SUA. (Emisiile de metan și oxizi de azot din surse naturale, aprilie 2010, EPA 430-R-10-001 și Inventarul emisiilor și chiuvetelor de gaze cu efect de seră din S.U.A.: 1990-2008, aprilie 2010, EPA nr.430-R-10-006).
Există numeroase oportunități de reducere a emisiilor de metan prin schimbări în practici și în tehnologii care pot avea beneficii economice, precum și de mediu. Eforturi de reducere emisiile de metan sunt atractive din mai multe motive. În primul rând, pentru că metanul este o sursă de multe opțiuni de control al emisiilor au beneficii economice suplimentare. Emisiile de metan pot fi adesea recuperate și utilizate pentru combustibil / energie sau cantitatea de emisii de metan poate fi semnificativ redus prin utilizarea unor metode de gestionare rentabile. În al doilea rând, spre deosebire de numeroasele surse de alte GES, câteva surse adesea reprezintă o mare parte a emisiilor. Prin urmare, aplicarea strategiile de reducere a emisiilor la aceste surse pot duce la o scădere substanțială a estimărilor nivelul actual și viitor al emisiilor de metan.
Descompunerea anaerobă a deșeurilor în depozitele de deșeuri este principala sursă antropogenă de metan în SUA, reprezentând peste 22% din totalul emisiilor de metan din SUA în 2008. As cantitatea de deșeuri depuse în depozitele de deșeuri crește, cantitatea de metan generată de depozitele de deșeuri în fiecare an vor crește. (Inventarul emisiilor și chiuvetelor de gaze cu efect de seră din S.U.A.: 1990-2008, aprilie 2010, EPA nr. 430-R-10-006) [16]
Utilizarea sporită a metanului pentru depozitele de deșeuri poate oferi o alternativă sau o alimentare suplimentară cu combustibil în timp ce de asemenea, reducerea emisiilor din depozitele de deșeuri. Din punct de vedere istoric, doar o fracțiune din depozitele de gunoi de pe NPL au sisteme de recuperare a metanului pentru a utiliza metanul colectat pentru a genera energie, iar la rândul său reduce emisiile de metan din depozitul de deșeuri. Deoarece gazele reziduale se formează imediat după deșeuri plasat într-un depozit de deșeuri, odată ce un depozit de deșeuri este închis, producția de gaze scade destul de repede. Deoarece majoritatea NPL-urile au încetat să mai primească deșeuri municipale cu cel puțin un deceniu sau două în urmă, generarea de gaze rata este în declin la majoritatea depozitelor de deșeuri de pe NPL. Datorită scăderii generării de gaze există mai puține oportunități de a recupera din punct de vedere economic metanul din depozitele de deșeuri de pe NPL. Cu toate acestea, în anumite situații, pot exista oportunități de recuperare economică metan pentru a genera energie din depozitele de deșeuri pe NPL. În alte situații, ar putea exista metan suficient disponibil de la depozitul de deșeuri pentru a satisface cerințele de energie ale amplasamentului.
Gazul de depozit se colectează în toate depozitele care acceptă deșeuri biodegradabile. Dacă gazul colectat nu poate fi folosit pentru a produce energie, el trebuie ars.
Controlul acumulării și migrării gazului de depozit, precum și cantitatea și compoziția gazului se realizează conform prevederilor din anexa nr. 4 a Hotărârii Guvernului nr. 349/2005 privind depozitarea deșeurilor, cu modificările și completările ulterioare.
Realizarea sistemului de colectare a gazului de depozit, a echipamentelor de tratare, ardere controlată și valorificare a gazului de depozit trebuie să corespundă cerințelor din Normativul tehnic privind depozitarea deșeurilor.
Sistemul de colectare și evacuare a gazelor de fermentare constă din conducte, puțuri, drenuri, dispozitive de colectare ce conduc la instalații de prelucrare/valorificare.
Gazul de depozit generat în urma descompunerii deșeurilor municipale trebuie colectat și tratat într-un mod care să conducă la diminuarea efectelor negative pe care acesta le poate avea asupra mediului înconjurător și la reducerea potențialului de periculozitate al componentelor principale metan (pericol de explozie) și dioxid de carbon (pericol de sufocare). Tratarea gazului se face în funcție de tehnica de captare utilizată – activă sau pasivă.
În ultimii ani, în literatura de specialitate, au fost propuse diferite modele pentru estimarea cantității maxime de biogaz, teoretic extractibile și pentru evoluția în timp a producției de biogaz. În funcție de disponibilitatea datelor și de nivelul de cunoaștere a sistemului, s-a realizat o clasificare și o descriere a modelelor, prezentate succint în tabel

Numele/tipul modelului

Factorii principali
Referințe
bibliografice

Modele empirice
Descriu tendința în timp a datelor
disponibile, considerând depozitul de deșeuri asemenea unei „cutii negre”. Acest model este reprezentat de o funcție care
realizează diferite corelații între datele de intrare, în speță fracția organică bio- clasificabilă și datele de ieșire, producția de biogaz.

[17,18]

Modele stoichiometrice
Au la bază o reacție stoichiometrică globală,
în care membrul din stânga este reprezentarea chimică a compoziției deșeurilor și membrul din dreapta reprezintă produșii reacțiilor și anume, metanul și dioxidul de carbon. Acest model este foarte util pentru estimarea debitului volumetric de biogaz produs de către depozitul de deșeuri.

[19]

Modele biochimice
Sunt influențate de biodegradabilitatea
matricei organice și descriu mecanismele de biogazificare cu ajutorul parametrilor caracteristici ai cineticii biologice. Acestea pot fi diferențiate între ele prin tipul de
cinetică ales și se consideră a fi influențate de anumiți parametri cum ar fi temperatura, umiditatea, pH-ul, parametri ce pot condiționa dezvoltarea și creșterea biomasei active, care generează biogazul.

[20]

Modelul de
ordin zero
Producția de biogaz este considerată
constantă în timp.

[21]

Modelul de ordinul întâi
Un parametru important în calculul
producției de biogaz este efectul vârstei deșeurilor .
Pentru fiecare unitate de cantitate de deșeu,
rata de generare a biogazului scade
exponențial.

[21]

[22]

Gazul de ardere (LFG) trebuie să fie extras în mod eficient din depozitele de deșeuri active și închise pentru a se conforma reglementărilor privind calitatea aerului, precum și pentru a consuma utilizări benefice. Extracția LFG se realizează prin aplicarea unui vid în puțurile verticale și în tranșele de colectare sau în alte infrastructuri legate de depozitele de deșeuri. Șanțurile de colectare LFG sunt elemente semi-permanente utilizate pentru controlul emisiilor LFG înainte de instalarea puțurilor. Șanțurile de colectare LFG sunt construite prin excavarea unui șanț în masa deșeurilor și prin instalarea unei țevi perforate așezate în spate și aglomerate. În fiecare an, tranșele de mile sunt construite în depozite de deșeuri care necesită săpăturile și relocarea unor volume semnificative de deșeuri. În timp ce șanțurile de colectare LFG reprezintă o componentă importantă a unui depozit de deșeuri bine operat, există costuri semnificative asociate cu construirea tranșelor și relocarea deșeurilor. [23]

Depozitele de deșeuri care acceptă deșeuri biodegradabile generează gaz de depozitare în timpul descompunerii deșeurilor. Ratele de generare, precum și compoziția gazelor reziduale variază de-a lungul vieții depozitului de deșeuri. Procesul de descompunere a deșeurilor implică mai multe etape în timpul cărora diferite grupuri de bacterii descompun substanțe organice complexe, cum ar fi carbohidrați, proteine și lipidele în compuși simpli mai succesivi. Figura 1 ilustrează producția de gaz de gunoi dintr-un corp de deșeuri în timp într-o manieră idealizată. Această cifră a fost dezvoltată de la modelul original conceput de Farquhar și Rovers (1973) include etapa de închidere ulterioară (etapa V) și include, de asemenea, rata de producție a gazelor reziduale pe parcursul duratei de viață a depozitului de deșeuri și ratele de decontare. [24]
/
Schimbări în producția și compoziția depozitelor de deșeuri în timp

Valoarea calorică (CV) poate fi definită ca fiind cantitatea de energie (căldură) eliberată la arderea unei cantități unitare de combustibil. În cazul unui combustibil gazos, conținutul energetic este definit în mod obișnuit în unități de megajouli pe metru cub de combustibil (MJ / m3). Energia utilă derivată din arderea gazelor de gropi de gunoi este aproape în întregime datorită conținutului său de metan. depozitele de deșeuri gazul este de obicei aproximativ 50% metan în volum în punctul de ardere. Termenii "valoare calorică scăzută" (low-CV) sau "gaz slab", în contextul depozitului de deșeuri, se referă în general la un gaz de gunoi colectat, în care conținutul de energie (adică metan) este sub cea obișnuită pentru funcționarea eficientă a infrastructurii tradiționale de gaze de deșeuri. În practică, depozitul de deșeuri low-CV gazul ar fi considerat în mod normal că are o concentrație de metan sub aproximativ 30% în volum. Gaz de joasă CV este caracterizat printr-o temperatură mai scăzută a arderii și o combustie mai puțin rapidă în aer. Există două aspecte care afectează gestionarea și controlul gazelor reziduale cu conținut redus de CV:
➤➤ Cantitate: debit / volum redus de gaz colectat; și
➤➤ Calitate: Conținut scăzut de metan al gazelor de ardere extrase.
Pentru a stabili ce tehnologii sunt disponibile în prezent pentru a ajuta la gestionarea gazelor reziduale cu conținut scăzut de CV, au fost consultate specificațiile a șase producători și furnizori specializați în industria de iluminat din Irlanda, Marea Britanie și Germania. informațiile furnizate sugerează că tehnologiile disponibile pentru gestionarea gazului cu un nivel redus de CV nu diferă dramatic în Europa.
Adițional au fost luate în considerare și informații, cum ar fi disponibilitatea opțiunilor suplimentare de cumpărare (gestionarea la distanță), costul tipic de achiziționare, întreținere și instalare. O varietate de alternative bazate pe non-combustie, incluzând metode non-catalitice (termice) oxidarea metanului biologic și ventilarea pasivă au fost, de asemenea, luate în considerare. Tehnologii emergente, cum ar fi biofiltre și aerare in-situ sunt, de asemenea, incluse.
➤➤ Modificarea flăcării existente;
➤➤ utilizarea flăcărilor existente la temperaturi sub 1000 ° C;
➤➤flăcări cu temperatură ridicată la temperaturi joase;
➤➤ flăcări deschise;
➤➤ flăcări de ardere susținute;
➤➤ Încălzire intermitentă;
➤➤ Oxidarea termică non-catalitică;
➤➤ Aerisire in-situ;
➤➤ Biofiltrare;
➤ ➤oxidarea metanului în amplasament; și
➤➤Ventilarea activă și pasivă.
Măsurarea eficienței colectării gazelor reziduale este importantă pentru măsurarea eficacității controlului emisiilor și a recuperării energiei oportunități. Deși cercetate de ani de zile, lipsesc măsurile practice de eficiență a colectării. În schimb, o valoare implicită eficiența de 75%, bazată pe studii privind estimările industriei, este de obicei folosită, de exemplu, de Statele Unite Agenția pentru Protecția Mediului (US EPA). Deși puținele măsurări efective ale emisiilor indică o creștere substanțială eficiențe cuprinse între 85 și 98%.
Scăderea măsurătorilor eficienței colectării se datorează dificultății și costului acestora. Sanitare din județul Los Angeles Districts (Districtele) au elaborat o măsură a eficienței colectării utilizând concentrațiile de metan de suprafață ușor dobândite și modelul EPA al Spațiului Industrial al SUA (ISC). Această metodologie a fost aplicată recent pentru a estima gazele din depozitele de deșeuri eficiența colectării la depozitul de deșeuri al districtelor și indică o eficiență apropiată de 95% sau mai mare.
Se descriu configurarea și aplicarea modelului ISC, precum și ipotezele modelului și validitatea acestora. Incertitudinile din model parametrii și efectul lor asupra calculului eficienței colectării. Semnificația și implicațiile acestui fapt studiu sunt discutate. [25]

Calculul cantităților de gaze degajate (produse) în interiorul depozitului
a. Dacă rata de depozitare a deșeurilor este necunoscută de la an la an:
/
unde: Mc.o.nem – masa de compuși organici nemetanici, tone/an;
k – constanta de emisie a gazului de depozit, an-1 (k  0,05 ani-1);
ti – anul de exploatare a celulei i de deșeuri, ani;
n – perioada totală de exploatare estimată, în ani.
Cc.o.nem – concentrația compusului organic nemetanic, părți pe milion în volume ca n-hexan;
3,6×10-9 – factor de conversie.

b. Dacă rata de depozitare a deșeurilor de la an la an este cunoscută:
/

unde: t – anul de exploatare a depozitului de deșeuri, ani;
R – media anuală a vitezei acceptate de depunere a deșeurilor, tone/an;
c – timpul de la închidere, ani; pentru depozite active c = 0 și e-k.c = 1.

În cazul în care un deșeu conține carbon, hidrogen, oxigen, azot și sulf (reprezentat prin CaHbOcNdSe), descompunerea sa în gaze este prezentată ca:
CaHbOcNdSe –> vCH4 + wCO2 + xN2 + yNH3 + zH2S + humus

Convertirea deșeului în metan recuperat poate fi reprezentată de relația:
QCH 4= 4.52 · M deșeu(m /min)
unde: QCH4 este debitul de metan produs; Mdeșeu – masa deșeurilor, tone
De obicei, rata de generare este de aproximativ 0,08 m3 de gaz metan pe un kilogram de deșeuri pe an.
În practică se mai utilizează următoarele prognoze:
Experimentele efectuate pe plan mondial au arătat că producția de metan începe după cca. 2 ani de la închiderea (acoperirea) definitivă a unui depozit de deșeuri și durează cca. 20 ani. Pentru prognoze se recomandă să se calculeze volumul de gaze care se produce pe o perioadă de 20 ani cu o valoare medie de 120 m3 N/t deșeuri sau folosind relația:
/
unde: Gt – cantitatea specifică de gaz ce se dezvoltă în timpul t, (m3/t deșeuri); t – timpul, (ani)
Estimarea fluxului de gaz.
Masa fluxului de gaz de la suprafața unui depozit de deșeuri variază în spațiu și timp la un anumit depozit. Prin urmare cantitatea de gaze produse din deșeuri depinde de tipul de deșeuri, anul, temperatura, umiditate, căile de extracție sau de ventilare a gazelor și de presiunea barometrica. Pentru depozitele de deșeuri controlate, cu grad ridicat de descompunere valorile merg până la circa 0,037 m3/kg de deșeuri umede pe an, în scopul proiectării duratei de viată a celulei. Thiel recomandă o rată de generare a gazului de 6.24*10-3 m3/kg/an pentru depozitele de deșeuri municipale solide în nord-vestul Statelor Unite.
/
unde: ΦLFG = fluxul de gaz în depozit (m3/s/m2);
rg = rata de generare a gazelor din depozitul de deșeuri (m3/kg/an); Havg waste = adâncimea medie a reziduurilor (m);
γwaste = greutatea volumică a deșeurilor (kN/m3);

Modelele empirice
Modelele empirice estimează, în mod simplu, timpul de producție al biogazului pentru reutilizare sau pentru recuperarea energetică. Acest model are la bază ecuația:

/
unde:
p este productivitatea specifică a biogazului, (Nm3/t an);
A – constantă care depinde de compoziția deșeurilor și este influențată de conținutul maxim de substanță biodegradabilă și de viteza de biodegradare;
n – constantă care include efectele parametrilor fizico-chimici cu rol de
creștere a biodegradabilității;
C – constantă care include fenomenele care pot întârzia sau pot inhiba
producția de biogaz (de exemplu temperatura, pH-ul);
l – timpul de latență, timpul pe care deșeul îl petrece în depozit înaintea începerii colectării biogazului;
t – timp, anul pentru care se realizează operațiunile specifice depozitului.

De asemenea, biogazul face obiectul transportului care se poate datora gradientului de presiune (fluxul prin convecție) sau difuziei. Se pot include și alte fenomene cum ar fi adsorbția sau reacțiile chimice și biochimice de formare, respectiv, de distrugere a compușilor în stare gazoasă. Transportul vertical într-un volum elementar în interiorul unui depozit de deșeuri al principalelor gaze care alcătuiesc biogazul este dat de ecuația
/
unde:
φ este porozitatea totală a masei;
β – factorul de întârziere, include efectele de adsorbție și variația fazelor;
Ca – concentrația unui compus dat, (kg/m3);
Vz – viteza convectivă pe direcție verticală, (m/s);
De – coeficient de difuzie efectivă, (m2/s) – depinde de difuzia moleculară
și de porozitatea solului – se calculează pe cale empirică pentru fiecare clasă de
compuși;
G – parametrul cinetic care ține cont de reacțiile de formare;
z – înălțimea stratului de deșeuri.
Ecuația se rezolvă prin metoda integrării, dar, pentru obținerea estimărilor corecte, se pot utiliza forme simplificate în care se consideră ca fiind neglijabile efectele de adsorbție sau de desorbție, fiind prezenți doar termenii de transport convectiv și difuzia
/
Viteza convectivă este estimată cu ajutorul ecuației lui Darcy

/
unde:
k este permeabilitatea intrinsecă, (m2);
μ – viscozitatea micelei gazoase, (kg/m³s);
P – presiunea, (kg/m²s²).

/
Mișcarea verticală a biogazului într-un volum elementar

În momentul în care biogazul nu se produce în cantități semnificative, transportul difuziv preia activitatea. Transportul difuziv se poate exprima prin legea lui Fick

/
unde:
gradientul de difuziune (δCₐ/δz) exprimă variația de concentrație în funcție de grosimea stratului z.
În depozitele de deșeuri impermeabilizate, randamentul de colectare a biogazului poate atinge valori cuprinse între 75% ÷ 80%, diferența fiind făcută de capacitatea de migrare laterală spre subsol sau verticală către baza sau către suprafața depozitului. O cantitate din metanul care nu este captat se pierde în atmosferă.

Modelele stoichiometrice
Metoda stoichiometrică utilizată pentru estimarea debitului volumetric al biogazului are la bază reacția generalizată a descompunerii anaerobe a deșeurilor municipale solide [26].
Materie organică+apă = materie organică biodegradată+ +CH4+CO2+alte gaze

Modelul stoichiometric este descris de către Tchobanoglous și alții în anul 2003 și are la bază următoarele ipoteze [26]:
– singurul compus organic prezent în depozitul de deșeuri este reprezentat de formula brută Ca HbOc Nd ;
– deșeurile organice biodegradabile sunt convertite în totalitate în CO2 și în CH4.
Reacția reprezentativă a modelului poate fi definită astfel
/

Pentru punerea în aplicare a metodei lui Tchobanoglous sunt necesari următorii parametrii [26, 27, 28]:
– durata stocării deșeurilor în depozit, (ani);
– debitul masic al deșeurilor adăugat anual în depozit, (t/an);
– compoziția medie în stare umedă a deșeurilor, (%);
– media de umiditate a componentelor individuale ale deșeurilor, (%);
– analiza elementară medie în stare uscată a componentelor individuale ale deșeurilor, (în funcție de C, H, N și O).
Parametrii a, b, c și d pot fi estimați pornind de la compoziția elementară medie a deșeurilor municipale solide, asumându-se pentru fiecare categorie de deșeuri o compoziție elementară medie și obținându-se o compoziție procentuală medie pentru diferite clase. Din această ipoteză se pot obține rapoartele molare și formulele brute minime care pot fi exprimate astfel [26, 27, 28]:
C₆₈H₁₁₁O₅₀N – pentru deșeurile ușor biodegradabile;
C₂₀H₂₉O₉N – pentru deșeurile greu biodegradabile.
Utilizând aceste valori, se pot constata următoarele [26, 27, 28]:
cantitatea teoretică de biogaz produsă pe tona de materie organică uscată este de 870 Nm3/t pentru deșeurile ușor biodegradabile;
cantitatea teoretică de biogaz produsă pe tona de materie organică uscată este de 1040 Nm3/t pentru deșeurile greu biodegradabile.
În practică, cantitatea reală de biogaz produsă este inferioară acestor valori, deoarece o parte din carbonul organic biodegradabil (COB) se consumă pentru a sprijini mecanismele de creștere și de menținere a biomasei active cu rol important în biodegradarea deșeurilor.

Modele biochimice
Modelele biochimice implică directa proporționalitate care există între viteza de dispariție a fracției organice a deșeurilor și viteza de generare a biogazului [29]:
/
unde:
α este viteza de producție a biogazului, (m3/an);
A – masa de deșeuri depozitată, (t deșeuri municipale solide);
ς – factorul adimensional de generare, care ia în considerare doar fracția
de deșeuri care poate fi componentă a biogazului;
C – conținutul de carbon organic din deșeuri, (kg/t);
1,87 – volumul de biogaz care se poate forma din fiecare kg de carbon organic biodegradabil, (m3);
δC/δt – variația de substanță organică din interiorul deșeului în timp.

Modelul de ordin zero
Se utilizează pentru estimări realizate la nivel național sau global și descrie o producție de biogaz constantă în timp. Acest model este utilizat în general pentru estimarea efectelor emisiilor de biogaz asupra variațiilor climatice datorate efectului de seră.

Modelul de ordinul întâi
Acest model presupune că degradarea fracției organice depinde exclusiv de cantitatea carbonului organic prezent în fracție (C0). Pentru acest ordin de viteză de disipare, se utilizează o funcție exponențială a timpului.

Modelul de ordinul doi
Pentru degradarea fracției organice, se consideră coexistența mai multor reacții chimice, fiecare cu propria sa viteză de reacție. Acest model este mai puțin utilizat, datorită complexității sale și parametrilor implicați. În general, se utilizează modelele de ordin zero sau întâi, fiind mult mai simplu de aplicat, curbele care dau ratele de generare a biogazului fiind relativ asemănătoare și mult mai simplu de explicat.

Modelul multifazic
Modelul utilizează separat diferite fracții ale deșeului, fiecare cu diferite caracteristici de biodegradabilitate și cu viteză diferită de biodegradabilitate și biogazificare. Acest model mai complex descrie mult mai bine activitatea reală a depozitului față de un model mai simplu de ordin întâi sau de ordin al doilea. În ceea ce privește producția de biogaz, aceasta este mult mai ridicată în primii ani de activitate și mai scăzută în următorii, pentru o perioadă bine precizată.
Din punct de vedere cinetic, se pot diferenția trei categorii de fracții [30]:
– fracții rapid biodegradabile (de exemplu deșeurile alimentare);
– fracții biodegradabile de nivel mediu (de exemplu deșeurile de grădină);
– fracții cu biodegradabilitate lentă (de exemplu deșeurile din hârtie și din carton).

Modelul Scholl Canyon
Modelul Scholl Canyon evaluează estimarea generării metanului, ținând cont de următoarele ipoteze [31]:
– faza de latență este neglijabilă;
– nivelul maxim de generare a metanului este atins imediat.
Modelul are la bază o ecuație cinetică de ordin întâi.

Modelul Palos Verdes
Modelul Palos Verdes se poate descrie ținând cont de următoarele condiții [31]:
generarea biogazului sau a metanului se realizează în două faze (prima fază – creștere exponențială urmată de o descreștere exponențială – faza 2);
rata maximă de generare se realizează între cele două faze;
deșeurile depozitate sunt organice ușor biodegradabile, organice cu descompunere moderată și organice refractare;
randamentul final al fiecărei fracții organice este influențat de către fracția specifică a deșeurilor și de către randamentul total.

Modelul US EPA LandGEM
Modelul Emisiilor de Gaz din Depozite de deșeuri (LandGEM) este un soft dezvoltat de către U.S. EPA pentru a identifica proprietățile cantitative referitoare la emisiile gazoase din depozitele de deșeuri. Primele încercări în vederea descrierii prezentului soft au fost realizate de Thorneloe în anul 1999 [32].
Modelul are la bază o ecuație de ordin întâi care descrie rata de descompunere. Pentru realizarea estimărilor cantităților de gaz generat, sunt necesare următoarele intrări [32]:
– capacitatea proiectată a depozitului de deșeuri;
– cantitatea de deșeuri depozitată sau rata anuală de acceptare a deșeurilor în depozit;
– rata constantă de generare a metanului k și potențialul de generare a metanului L0;
– numărul maxim de ani în care se acceptă deșeuri în depozit.
Se pot utiliza valorile standard ale lui k și L0 sau se pot dezvolta valori specifice fiecărui depozit cu ajutorul măsurătorilor-test realizate pe teren. Softul se poate utiliza pentru sistemul de operare Windows, generând automat grafice și rapoarte ale estimărilor de gaz care se pot produce [32].
Pentru determinarea aplicabilității cerințelor de colectare și de control pentru un depozit de deșeuri, se vor utiliza valorile standard ale modelului necesare pentru obținerea rezultatelor maxime din estimări.
Modelul pornește de la premisa următoarelor caracteristici [32]:
rata de emisie a metanului poate fi estimată anual pentru perioada activă a depozitului de deșeuri și pentru un număr specific de ani din momentul închiderii depozitului de deșeuri;
sunt utilizate două seturi de valori standard pentru calculul emisiilor. Primul set este utilizat pentru determinarea aplicabilității cerințelor de reglementare federale ale SUA (Clean Air Act), iar al doilea este folosit pentru dezvoltarea inventarelor de emisii;
estimările referitoare la închiderea depozitului de deșeuri se bazează pe capacitatea totală a depozitului și pe rata de acceptare a deșeurilor în depozit.

Capitolul 5 – STUDIU DE CAZ PRIVIND SISTEMUL DE COLECTARE ȘI RECUPERARE A GAZULUI LA CMID FRĂTEȘTI

5.1. PREZENTAREA CENTRULUI DE MANAGEMENT INTEGRAT AL DEȘEURILOR FRĂTEȘTI

Centrul de management integrat al deșeurilor (CMID) Frătești
este amplasat la cca. 14 km nord de municipiul Giurgiu, la cca. 4,4 km de localitatea Frătești, în vecinătatea estică a DN 5B Giurgiu – Ghimpați, la 1 km nord de fostul IAS.
Terenul, în suprafață de 164.413,52 m2, aparține domeniului public al Municipiului Giurgiu (HCL Giurgiu nr. 357/25.09.2008) și este situat în intravilanul localității Frătești, conform PUZ aprobat prin HCL Frătești nr. 38/07.10.2008 și a Încheierii OCPI Giurgiu nr. 50198 din 2008.
Depozitul ecologic are, următoarele vecinătăți:
la nord: – drum de exploatare al canalului de irigații;
la sud: – teren agricol proprietate particulară;
la vest: – DN 5B Giurgiu- Ghimpați;
la est: – teren agricol proprietate particulară.
Accesul autospecialelor de transport deșeuri aparținând operatorilor de salubritate către CMID Frătești se va face prin drumul național DN 5B Giurgiu – Ghimpați. Pentru accesul la celula C1 a depozitului de deșeuri municipale Frătești, se va folosi drumul de acces existent.
/
DESCRIEREA GENERALĂ A INSTALAŢIEI
Soluția constructivă a obiectivului este depozit în rambleu cu suprafața de 6 ha (260 x 360 m) alcătuit din 3 celule cu capacitatea totală de 788.884 m3, ceea ce conduce la o durată de depozitare de cca 20 ani. Capacitatea depozitului este repartizată în 3 celule, volumul fiecăreia dintre acestea fiind prezentat în tabelul următor.

Caracteristicile celulelor de depozitare a deșeurilor

Nr.
crt.

Celula

Volumul (m3/an)
Volumul (m3/perioada
de operare)

1
Celula 1
40.774
285.419 (7 ani)

2
Celula 2
30.144
271.030 (9 ani)

3
Celula 3
33.205
232.435 (7 ani)

4
Total
104.123
788.884

Prima celulă realizată are o suprafață de 1,88 ha (suficientă pentru 7 ani de operare). Celelalte două celule sunt aproximate la 1,3 ha împreună (suficiente pentru 9 ani și respectiv 7 ani) și sunt planificate pentru 2017 și respectiv 2025.
Lucrările pentru construirea Celulei 1 a depozitului ecologic Frătești au constat în lucrări de terasamente, respectiv realizarea unor săpături generale pentru decopertarea solului vegetal pe o suprafață de 3,57 ha, cu o grosime a stratului de sol vegetal de 0,8 m. Solul vegetal decapat va fi depozitat separat în zona celulei 3 pentru o utilizare ulterioară.
După decopertare, s-au realizat săpături pentru încastrarea și fundarea digurilor perimetrale, pe o suprafață de 1,32 ha, săpăturile având cote variabile. Fundația digurilor perimetrale este relativ orizontală (dimensionată constructiv cu o înclinare de 0,1% spre interiorul celulei), taluzul săpăturii având panta de 1:1. Cota de fundare respectă adâncimea de îngheț pentru zona din care face parte amplasamentul, respectiv min. 0,8 m.
Pe suprafața de 2 ha interioară digurilor perimetrale s-a continuat realizarea săpăturii până la cotele proiectate, cu o pantă de 1 : 2,5.
Bariera geologică construită este realizată din argilă cu coeficient de permeabilitate k < 10"9 m/s, pusă în operă în 2 straturi de 0,25 m compactate.
Lungimea digurilor perimetrale este de 712 m (în axul digului la coronament) și un volum de 39 308 m3.
Baza depozitului este construită cu panta generală de 1% spre nord-vest și cu pante de 3% spre nord-est, asigurând astfel scurgerea levigatului spre drenurile colectoare și mai departe spre colectorul general, care va evacua levigatul din corpul depozitului către stația de epurare levigat, amplasată în zona administrativă a Centrului de Management Integrat al Deșeurilor.
Atât baza cât și taluzurile interioare ale celulei 1 sunt impermeabilizate cu geomembrană de înaltă densitate (HDPE), cu grosime minimă de 2 mm, texturată pe taluzuri și nete la baza depozitului. Suprafața de impermeabilizat a bazei depozitului este de 17.805 m2 și suprafața de impermeabilizat a taluzurilor este de 9.780 m2 (aceste suprafețe fiind suprafețele nete, neincluzând suprapunerile și ancorările).
Geomembrana se va proteja împotriva perforării accidentale cu geotextil de protecție cu greutate specifică de minim 1.200 g/m2.
Pe taluzuri este instalat un geocompozit de drenaj ancorat în aceeași tranșee de ancorare ca și geomembrana texturată de pe taluz.
La baza depozitului este instalat sistemul de drenaj al levigatului, constând în conducte perforate pozate pe geotextilul de protecție a geomembranei și un strat de drenaj din pietriș cu o grosime minimă de 0,5 m. S-a acordat o atenție deosebită traversării digurilor perimetrale și a impermeabilizării zonelor de traversare.
Pe taluzul exterior al digurilor perimetrale este instalat un strat de sol vegetal cu grosimea de 15-20 cm, care este însămânțat cu gazon pentru protecția antierozională a acestuia.
Capacitatea de depozitare a celulei 1 este de 285.419 m3, iar cota finală de depozitare a deșeurilor în celula 1 va fi 109,5 mdM. [33]

În acesta fază, nu va fi realizat sistemul de colectare a gazului de depozit, acest sistem va fi construit de operator după depunerea unui strat de 4 m de deșeuri în corpul depozitului.
Partea administrativă este amplasată în partea sudică a amplasamentului și cuprinde următoarele construcții și anexe:
clădire administrativă, suprafața construită de 86 m2;
clădire de recepție și cântar, 52 m2;
stația de sortare deșeuri;
stația de compostare deșeuri;
cuva de spălare vehicule, prevăzută cu o bandă de acces cu lungimea de 18 m;
gospodăria de apă;
rețeaua de canalizare și stația de epurare;
atelier mecanic, 246 m2;
stație de alimentare carburanți cu rezervor de capacitate 10.000 litri;
puțurile de monitorizarea apei subterane.
SITUAŢIA ACTUALĂ
Alegerea amplasamentului a fost făcută în urma unor cercetări complexe, care au avut în vedere următoarele aspecte:
distanțele fată de zonele locuite și ariile naturale protejate;
structura geologică și geofizică a terenului;
apele de suprafață și cele subterane;
datele meteorologice (viteza și direcția predominantă a vânturilor, precipitații);
dispersia poluanților în aer;
infrastructura zonei.
La amplasarea depozitului s-a ținut cont de condițiile favorabile ale zonei și s-au întocmit: Studiu geotehnic și Studiu hidrogeologic ambele elaborate de S.C. Mineral & Aqua Studprodcom S.R.L. Suprafața totală – 164.413,52 m2 din care:
depozitul de deșeuri – cca. 6 ha;
alte utilități – cca. 10,4 ha.
Suprafața de teren aferentă centrului de management al deșeurilor Frătești afectată de lucrări din punct de vedere al platformelor betonate este de 13.328,60 m2 iar din punct de vedere al drumurilor din incintă este de 11.006,68 m2. Suprafața totală de teren afectată de lucrări este de circa 24.335.28 m2.
Depozitul ecologic va fi construit în 3 etape. Prima celulă are 1,88 ha (suficientă pentru 7 ani de operare) iar celelalte două celule, care nu sunt incluse în investiția pentru acest proiect sunt aproximate la 1,3 ha împreună (suficiente pentru 9 ani și respectiv 7 ani) și sunt planificate pentru 2017 și respectiv 2025.
Centrul de Management Integrat al Deșeurilor (CMID) Frătești include un depozit ecologic, o stație de compostare, o stație de sortare și un ansamblu de construcții în imediata apropiere a depozitului ecologic de deșeuri, care să asigure necesitățile personalului.

Stația de compostare este compusă din zona de recepție, zona de compostare, zona de maturare și zona de stocare. Suprafața necesară pe care se vor desfășura activități de compostare este de 11.571 m2. Tehnica propusă este compostare în brazdă.
Stația de sortare permite sortarea diferitelor tipuri de deșeuri din ambalaje și, pentru a atinge o mai buna calitate a componentelor sortate, creșterea potențialului de piață va face mai ușoară stabilirea unui acord cu asociațiile de producători.
Tipurile de deșeuri acceptate în cadrul CMID Frătești
Categoriile de deșeuri admise la depozitare, conform HG 349/2005:
a) deșeuri municipale;
b) deșeuri nepericuloase de orice altă origine care îndeplinesc criteriile de acceptare în depozite de deșeuri nepericuloase, stabilite în Anexa 3 din HG 349/2005 și în lista cuprinsă în Ordinul MMGA nr. 95/2005.

/

OBIECTIVE ALE SISTEMULUI DE ÎNCHIDERE
Prin închiderea depozitului se înțelege executarea lucrărilor de acoperire finală, conform HG 349/2005 și de recultivare a suprafețelor respective. Executarea acestor lucrări nu poate începe înainte de consumarea tasărilor din corpul depozitului, care pot dura cca. 3-5 ani de la sistarea activității operaționale de depozitare a deșeurilor. Se estimează că aceste tasări pot fi de 3-4 m.
Din acest motiv, practic acțiunea de închidere finală se desfășoară pe zone, delimitate în funcție de stadiul de consumare a tasărilor. Acestea se delimitează ca urmare a planului de monitorizare a tasărilor care constă în măsurători topo ale cotei de umplere fată de un reper stabilit în plan. Frecvența de verificare este în general de 1 an. După închidere zona va fi monitorizată minim 30 ani. Lucrările executate vor fi menținute prin lucrări de întreținere anuală.
Lucrările de închidere sunt executate astfel:
lucrări operaționale:
modelarea depozitului prin relocarea deșeurilor, acolo unde este cazul;
construirea stratului de formă;
executarea puțurilor de biogaz.
lucrări de închidere definitivă (după consumarea tasărilor)
stratul colector pentru gaze;
stratul de etanșare cu geo compozit bentonitic (GCL);
stratul pentru drenarea apei pluviale;
stratul de acoperire cu pământ (1 m);
înierbări.
La epuizarea capacității de stocare a unei celule se va proceda la închiderea ei cu un sistem de acoperire alcătuit din:
/ strat suport din pământ local cca. 0,2 m;
/ strat filtrant pentru gaze, din pietriș 0,5 m grosime;
/ geotextil de separație;
/ tasare cu geomembrană 2 mm grosime;
/ geotextil de protecție 1.200 g/m2;
/ strat drenant pentru ape meteorice din pietriș 0,5 m grosime;
/ acoperire cu 1,0 m pământ, din care 0,15 m sol vegetal.
După închidere, fiecare suprafață va fi plantată cu iarbă și arbuști, vor fi prevăzute pante generale de 1‰ pentru dirijarea apelor meteorice către rigolele perimetrale de colectare.
Închiderea se va face în așa fel încât să se evite atât pătrunderea aerului și a apei din precipitații în corpul depozitului în jurul puțurilor de extracție a gazului, cât și emisiile de gaz în stratul de recultivare. La extremitatea superioară a puțului de gaz se va aplica o conductă etanșă peste conducta filtrantă. Conducta etanșă va avea un capac cu sistem de în filetare, pentru a se asigura controlul conductei filtrante, care se scurtează periodic, corespunzător tasărilor din corpul depozitului.
Stratul de susținere
Pe suprafața modelată a depozitului se aplică un strat de susținere cu o grosime minimă de cca. 30 cm, care se nivelează. Stratul de susținere trebuie să permită pătrunderea gazului, iar valoarea coeficientului de permeabilitate trebuie să fie ≥ 1 x 10-4 m/s. Stratul trebuie să asigure preluarea sarcinilor statice și dinamice, care apar o dată cu realizarea sistemului de impermeabilizare definitiv.
Ca material pentru stratul de susținere se utilizează deșeuri din construcții și demolări, pământ excavat, cenușă, deșeuri minerale adecvate sau materiale naturale. Conținutul de carbonat de calciu nu poate depăși 10 % (masa). Stratul de susținere nu are voie să conțină componente organice (lemn), materiale plastice, asfalt cu conținut de gudron, fier/oțel și metale. Mărimea maximă a granulelor materialului nu poate depăși 10 cm. Stratul de susținere trebuie să fie omogen și rezistent la eforturi în mod uniform, suprafața trebuie să fie plană și nivelată. Nu se poate utiliza material coezivi.
SCOPUL ÎNCHIDERII
Închiderea finală a depozitului de deșeuri are următoarele scopuri tehnice:
Să izoleze permanent și stabil masa de deșeuri fată de mediul înconjurător, constituind o barieră impermeabilă care să împiedice infiltrarea apelor de suprafață, favorizând o scurgere orizontală către exterior;
Să confere suprafeței externe a spațiului de depozitare conformație stabilă și durabilă în timp, rezistența la fenomenele erozive și de degradare care ar putea să interacționeze cu masa de deșeuri depozitate;
Să constituie suportul pentru acoperirea cu pământ, care să completeze recuperarea ambientală a zonei prin intermediul unei intervenții de reînverzire a suprafeței;
Să creeze condițiile pentru o recompunere peisagistică finală a zonei prin intervenția de reînverzire cu caracter natural, pentru a insera cât mai bine situl în eco-mozaicul zonal.
Recuperarea finală va fi făcută în faze succesive, prin acoperirea și “sigilarea” compartimentelor după umplerea lor și consumarea tasărilor, ceea ce va permite izolarea independentă și consecutivă a diferitelor sectoare.
În concordanță cu această viziune de proiect, recuperarea ambientală consecutivă a fiecărui compartiment va permite optimizarea cantității de levigat produs în fiecare compartiment al depozitului și efectuarea unui control ambiental (al factorilor de mediu) progresiv și eficient al întregii instalații în faza “post-închidere”.
TEHNOLOGII PENTRU ÎNCHIDEREA DEPOZITULUI
Închiderea depozitului constă în realizarea sistemului de impermeabilizare, care trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:
să fie rezistent pe termen lung și etanș fată de gazul de depozit, să rețină și să asigure scurgerea apei din precipitații,
să formeze o bază stabilă și rezistentă pentru vegetație,
să prezinte siguranță împotriva deteriorărilor provocate de eroziuni,
să fie rezistent la variații mari de temperatură (îngheț, temperaturi ridicate),
să împiedice înmulțirea animalelor (șoareci, cârtițe),
să fie circulabil,
să fie ușor de întreținut.
Această etapă de închidere se realizează numai atunci când tasările corpului depozitului sunt într-un stadiu la care nu mai pot determina deteriorarea acestui sistem. În perioada principală de tasare se poate realiză o acoperire temporară, respectiv stratul de formă.
Conductele de gaz vor fi confecționate dintr-un material rezistent la îngheț, și să fie poziționate sub un strat de pământ cu grosime cel puțin egală cu adâncimea maximă de îngheț, dar nu mai mică de 80 cm.
La proiectarea și realizarea sistemului trebuie să se respecte următoarele cerințe minime, conform prevederilor Ordinului 757/2004 privind aprobarea Normativului tehnic privind depozitarea deșeurilor:
Colectarea gazului de depozit
Pe stratul de susținere realizat în perioada operațională, se aplică un strat de drenare a gazului cu o grosime ≥ 0,30 m. Suprafața trebuie să fie nivelată.
Materialul de drenare trebuie să aibă un coeficient de permeabilitate de minim 1 x 10-4 m/s. Mărimea granulelor nu trebuie să fie mai mare de 32 mm, domeniul optim al diametrului granulelor este între 8 și 32 mm. Procentul de granule superioare și inferioare nu poate depăși 5 %. Conținutul de carbonat de calciu trebuie să fie mai mic de 10 % (masa).
Siguranța la sufoziune fată de stratul de susținere trebuie să fie asigurată.
La utilizarea materialelor de drenare artificiale trebuie dovedită atât rezistența acestora față de apa din condens și gazul de depozit, precum și rezistența pe termen lung la eforturile pe care le preia stratul de drenaj.
Stratul de impermeabilizare mineral
Stratul de impermeabilizare minerală a suprafeței trebuie sa aibă o grosime minimă de 0,50 m și un coeficient de permeabilitate < 5 x 10-9 m/s. Conținutul de carbonat de calciu trebuie să fie mai mic de 10 % (masa), conținutul de argilă cu diametrul granulelor < 0,005 mm să fie minim 20 % (masa). Mărimea maximă a granulelor este limitată la 63 mm. Conținutul de componente organice din argilă este limitat la maxim 5 % (masa), iar componentele din lemn (rădăcini, crengi etc.) nu sunt permise.
Impermeabilizarea cu material argilos se aplică în 2 straturi compactate cu compactorul cu role. Stratul de impermeabilizare trebuie să aibă toleranță la planeitate de maximum 2 cm/4,0m. Densitatea Proctor trebuie să fie ≥ 92%.
Alternativ se poate utiliza o impermeabilizare echivalentă. Caracteristicile materialelor, rezistența acestora pe termen lung și gradul de echivalența trebuie dovedite autorității competente înainte de aplicare.
Pentru închiderea depozitului Frătești se recomandă utilizarea unui material geocompozit cu bentonită având masa min. 6.000 g/m2 și k=10-10 m/s.
Stratul de drenaj pentru apa din precipitații
Stratul de drenaj se realizează cu o grosime de 0,50 m. Coeficientul de permeabilitate trebuie să fie >1 x 10-3 m/s, proporția de carbonat de calciu nu poate depăși 10 % (masa). Materialul de drenare trebuie să fie stabil pe taluzuri și să se aplice uniform pe întreaga suprafață a depozitului. Mărimea granulelor materialului de drenare trebuie să fie cuprinsă între 4 mm și 32 mm.
La utilizarea materialelor de drenare artificiale trebuie să se probeze funcționalitatea hidraulică și rezistența pe termen lung a materialului.
Geotextilele ca strat separator
Pe stratul de drenaj pentru apa din precipitații se aplică un strat separator, pentru a împiedica pătrunderea componentelor din stratul de recultivare în stratul de drenaj. Geotextilele utilizate sunt din materiale rezistente pe termen lung, cum ar fi polipropilena (PP) sau polietilena (PE), cu masa pe unitatea de suprafață ≥ 400 gr/m².
Geotextilele trebuie să permită pătrunderea apei și să respecte cerințele de calitate conform prevederilor standardelor în vigoare. Nu este permisă utilizarea materialelor reciclate. Se poate renunța la utilizarea stratului de separare, dacă este probată siguranța la sufoziune.
Stratul de recultivare
Stratul de recultivare se realizează cu o grosime totală ≥ 1,00 m. La realizarea stratului de recultivare, utilajele pot circula numai pe căile de circulație amenajate în acest scop. Stratul de recultivare nu se compactează.
Stratul de recultivare constă dintr-un strat de reținere a apei (d ≥ 85 cm), din stratul de sol vegetal (d≥ 15 cm), precum și din vegetație (gazon).
Plantarea tufișurilor este permisă numai după 2 ani de la plantarea gazonului. Pot fi plantate numai specii de tufișuri cu rădăcini scurte.
Materialul pentru stratul de reținere a apei constă din nisip ușor coeziv și din pietriș.
MONITORIZARE POST-ÎNCHIDERE
Monitorizarea post-închidere a depozitelor de deșeuri este reglementată prin prevederile HG 349/2005 privind depozitarea deșeurilor cu modificările și completările ulterioare și ale Anexei 2 din Normativ tehnic privind depozitarea aprobat cu Ordinul MMGA nr. 746/2004.
Conform prevederilor legale, operatorul depozitului este obligat să efectueze monitorizarea post- închidere, pe o perioadă stabilită de către autoritatea de mediu competentă (minimum 30 ani). Această perioadă poate fi prelungită dacă în cursul derulării programului de monitorizare se constată că depozitul nu este încă stabil și poate prezenta riscuri pentru factorii de mediu și sănătatea umană.
Se vor obține autorizațiile specifice de la autoritatea competentă pentru gospodărirea apelor, în scopul asigurării respectării cerințelor legale în vigoare privind protecția calității apelor.
În cazul în care se constată efecte negative asupra mediului, operatorul depozitului de deșeuri (S.C. EcoSud S.A) va informa autoritatea de mediu competentă în mod operativ.
Programul de monitorizare din etapa post-închidere va cuprinde:
Monitorizarea caracteristicilor cantitative și calitative ale gazelor de depozit, urmărindu-se volumul și compoziția gazelor de depozit (compușii care se vor monitoriza vor fi stabiliți prin autorizația integrată de mediu, printre aceștia găsindu-se CH4, C02, H2S, amoniac și COV), cu o frecvență de o dată la 6 luni;
Monitorizarea emisiilor provenite de la sistemele de încălzire a spațiilor anexe, urmărindu-se următorii indicatori: particule, CO, oxizi de sulf și de azot, în conformitate cu programul stabilit de către autoritatea pentru protecția mediului prin autorizația integrată de mediu;
Monitorizarea concentrațiilor de poluanți specifici în aerul ambiental din zona de influenta a depozitului. Poluanții necesar a fi monitorizați și programul de măsurători va fi stabilit de către autoritatea de protecție a mediului.
Valorile obținute pentru fiecare factor de mediu se vor compara cu cele prevăzute de normele legislative în vigoare.
Analizele și determinările necesare pentru auto-monitorizarea emisiilor și controlul calității factorilor de mediu se vor realiza conform cu cerințele legale în vigoare, iar rezultatele se înregistrează/ păstrează pe toată perioada de monitorizare.
Operatorul depozitului (SC EcoSud SA) va raporta rezultatele activității de auto-monitoring către autoritatea de mediu competentă, la cererea acesteia.
Pentru a descrie modificarea în timp a depozitului și a proba respectarea limitelor de emisie, este necesară înregistrarea sistematică a datelor de monitorizare relevante ale depozitului. Responsabilul cu monitorizarea trebuie să asigure faptul că aparatura de măsurare și control utilizată este funcționabilă în orice moment. Acest lucru se realizează printr-o întreținere și calibrare periodică, conform cu legislația în vigoare.

5.2 ESTIMAREA CANTITĂȚILOR DE DEȘEURI PENTRU CMID FRĂTEȘTI
Capacitatea totala de depozitare deșeuri va fi de 800 000 mc, ceea ce conduce la o durata de depozitare de cca 20 ani. Capacitatea este repartizata în 3 celule astfel :

Nr.
crt.

Celula

Volumul (m3/an)
Volumul (m3/perioada
de operare)

1
Celula 1
40.774
285.419 (7 ani)

2
Celula 2
30.144
271.030 (9 ani)

3
Celula 3
33.205
232.435 (7 ani)

4
Total
104.123
788.884

Acceptarea și depozitarea deșeurilor în depozit
//

Sortarea/compactarea deșeurilor reciclabile
/ /

Caracterizarea generală a deșeurilor
Caracterizarea generală a unui deșeu reprezintă prima etapă în cadrul procedurii de acceptare la depozitare și ea se realizează prin colectarea tuturor datelor și informațiilor necesare pentru asigurarea condițiilor de depozitare a fiecărui tip de deșeu, pe termen lung, în condiții de siguranță. Caracterizarea generală se cere pentru fiecare tip de deșeu.
Caracterizarea generală a unui deșeu/Fișa tehnică a unui deșeu cuprinde următoarele informații:
sursa și originea deșeului;
date referitoare la procesul care generează deșeul respectiv (descrierea procesului tehnologic cu precizarea punctelor de unde rezultă deșeuri, date privind materiile prime, produsele și cantitatea de deșeu pe unitatea de măsură a produsului finit obținut din proces);
descrierea modului de tratare aplicat deșeului, sau declararea motivelor pentru care acest mod de tratare nu a fost considerat necesar;
date privind compoziția deșeului și comportarea la levigare,
atunci când acestea sunt considerate relevante;
aspectul deșeului (miros, culoare, stare fizică);
codul, conform H.G. nr. 856/2002 privind evidenta gestiunii deșeurilor și Lista deșeurilor, inclusiv a deșeurilor periculoase, și alte informații considerate necesare;
pentru deșeurile periculoase – proprietatea care face ca respectivul deșeu să fie considerat periculos, conform anexei IE din Legea nr. 426/2001 cu modificările și completările ulterioare;
clasa de depozit în care poate fi acceptat deșeul;
informații suplimentare sau alte restricții și precauții necesare
pentru activitatea de depozitare propriu-zisă;
testarea dacă deșeul poate fi reciclat sau valorificat.
Ca regulă generală, informațiile de mai sus se obțin în urma testării deșeului. Pe lângă comportarea la levigare, compoziția deșeului trebuie să fie cunoscută sau determinată prin analize.
Cazuri în care nu sunt necesare teste
Testele și analizele de laborator nu sunt necesare în următoarele cazuri:
– deșeul se regăsește pe o listă de deșeuri pentru care s-a stabilit
că nu este necesară efectuarea de analize;
– toate datele necesare, cerute de către autoritatea competentă pentru protecția mediului, sunt furnizate și însoțite de documente justificative;
– anumite tipuri de deșeuri pentru care nu se poate realiza testarea sau pentru care nu sunt disponibile proceduri de analiză corespunzătoare și criterii de acceptare – acest fapt trebuie să fie justificat și documentat, inclusiv motivele pentru care deșeul este acceptat la acea clasă de depozit.
Teste pentru verificarea conformării
Scopul realizării testelor de conformare este de a verifica periodic fluxurile de deșeuri care vin la depozitare.
În cazul în care, pe baza informațiilor de caracterizare generală, rezultă că un deșeu îndeplinește criteriile de acceptare într-o anumită clasă de depozit, se procedează la teste ulterioare pentru verificarea conformării – pentru a se stabili dacă deșeul respectiv este conform cu datele de caracterizare generală și cu criteriile de acceptare, prezentate în Secțiunea 2 din Ordinul nr. 95/2005.
Deșeurile pentru care nu sunt necesare analize de caracterizare generală, sunt exceptate și de la efectuarea testelor de conformare. Ele se verifică pentru conformarea cu caracterizarea generală.
Testele de verificare a conformării se realizează cel puțin anual și, în orice situație, operatorul trebuie să se asigure că efectuarea testelor de conformare se desfășoară în conformitate cu scopul și frecvența stabilite în cadrul caracterizării generale.
Verificarea la locul de depozitare
Fiecare transport de deșeuri adus la un depozit se inspectează vizual înainte și după descărcare;
Se verifică documentația însoțitoare;
Pentru deșeurile pe care generatorul le depozitează pe un amplasament propriu (pe care îl are sub control), verificarea se poate face la punctul de livrare a transportului;
Deșeul se acceptă la depozitare numai dacă este conform cu cel descris în cadrul caracterizării generale și testării de conformare, respectiv cu cel pentru care sunt prezentate documente însoțitoare. Dacă nu sunt îndeplinite aceste condiții, deșeul nu este acceptat în depozit;
Este necesară testarea aleatoare a deșeului înainte ca acesta să fie depozitat. În acest scop, se utilizează metode corespunzătoare de testare rapidă;
După depozitarea deșeului, probele se preludează periodic. Probele prelevate se păstrează după acceptarea deșeului, pentru o perioadă de timp care este stabilită de către autoritatea competentă pentru protecția mediului, dar nu mai puțin de 1 lună.
Criterii pentru acceptarea deșeurilor pe depozitele de deșeuri nepericuloase
Deșeuri acceptate la depozitare în depozite de deșeuri nepericuloase
deșeuri municipale;
deșeuri nepericuloase de orice altă origine, care satisfac criteriile de acceptare a deșeurilor la depozitul pentru deșeuri nepericuloase;
deșeuri periculoase stabile, nereactive, cum sunt cele solidificate, vitrificate, care la levigare au o comportare echivalentă cu a celor prevăzute la lit. b) și care satisfac criteriile relevante de acceptare; aceste deșeuri periculoase nu se depozitează în celule destinate deșeurilor biodegradabile nepericuloase, ci în celule separate.
Deșeuri care nu se acceptă la depozitare
deșeuri lichide;
deșeuri explozive, corozive, oxidante, foarte inflamabile sau inflamabile, proprietăți ce sunt definite în anexa nr. I E la Ordonanța de urgenta a Guvernului nr. 78/2000, aprobată cu modificări și completări prin Legea nr. 426/2001, cu modificările și completările ulterioare;
deșeuri periculoase medicale sau alte deșeuri clinice periculoase de la unități medicale sau veterinare cu proprietatea H9, definită în anexa nr. I E și având categoria prevăzută la lit. A pct. 14 din anexa nr. I C la Ordonanța de urgenta a Guvernului nr. 78/2000, aprobată cu modificări și completări prin Legea nr. 426/2001, cu modificările și completările ulterioare;

toate tipurile de anvelope uzate, întregi sau tăiate, excluzând anvelopele folosite ca materiale în construcții într-un depozit;
orice alt tip de deșeu care nu satisface criteriile de acceptare.
Deșeuri care pot fi acceptate fără testare în depozitele de deșeuri nepericuloase
– deșeuri municipale care îndeplinesc criteriile definite conform H.G. 349/2005, care se regăsesc în Categoria 20 a Listei Europene a Deșeurilor "Deșeuri municipale și asimilabile din comerț, industrie, instituții, inclusiv fracțiuni colectate separat" precum și alte deșeuri similare acestora din alte surse.
Condiții:
– aceste tipuri de deșeuri nu sunt admise la depozitare dacă nu au fost tratate sau dacă sunt contaminate la un nivel suficient de ridicat încât să determine apariția de riscuri asociate și deci să justifice eliminarea lor în alt mod;
– deșeurile municipale biodegradabile nu se depozitează în
aceleași celule cu deșeurile periculoase stabilizate care, în urma unei operații de tratare au căpătat caracter nepericulos.
Valori limită pentru caracteristicile de levigabili țațe ale deșeurilor nepericuloase
– valorile limită pentru deșeurile nepericuloase granulate acceptate în aceeași celulă cu deșeuri periculoase stabile, deșeurile nereactive sunt prezentate în Anexa nr. 3 a prezentului ghid;
– deșeuri de ghips: deșeurile nepericuloase pe bază de ghips se elimină numai în depozitele de deșeuri nepericuloase, în celule unde nu sunt acceptate deșeurile biodegradabile. Valorile limită pentru TOC (carbon organic total) și DOC indicate în Anexa nr. 4 din prezentul ghid și criteriile suplimentare pentru deșeurile granulare prezentate în cele ce urmează se aplică deșeurilor depozitate împreună cu deșeuri pe bază de ghips.
Criterii pentru deșeurile periculoase care pot fi acceptate în depozitele de deșeuri nepericuloase
– deșeurile periculoase stabile, nereactive, care au o comportare echivalentă cu cea a deșeurilor nepericuloase, pot fi acceptate în depozitele de deșeuri nepericuloase;
– valorile limită pentru deșeurile periculoase granulare acceptate la depozitele pentru deșeuri nepericuloase sunt prezentate în Anexa nr. 4 a prezentului ghid.
Criterii suplimentare
Pe lângă valorile limită ale levigatului prevăzute în Anexa nr. 4 din prezentul ghid, deșeurile granulare trebuie să îndeplinească și următoarele criterii suplimentare:
– TOC (carbon organic total): 5 % (dacă această valoare nu este obținută, poate fi admisă de autoritatea de mediu o valoare limită mai mare, cu condiția ca valoarea DOC de 800 mg/kg să fie obținută la L/S = 10 l/kg, atât la pHul propriu al materialului cât și la o valoare a pH-ului cuprinsă între 7,5 și 8,0.);
– pH: minimum 6;
– capacitatea de neutralizare a acizilor: trebuie să fie evaluată.
Deșeuri cu azbest
Materialele de construcție, precum și alte deșeuri similare cu conținut de azbest pot fi acceptate în depozitele de deșeuri nepericuloase, fără testare.
În cazul depozitelor care acceptă deșeuri de materiale de construcție sau alte deșeuri similare cu conținut de azbest, trebuie îndeplinite următoarele cerințe:
– deșeurile să nu conțină alte tipuri de deșeuri periculoase în afară de azbest, inclusiv fibre cu lianți sau ambalate în plastic;
– depozitul acceptă numai materiale de construcție sau alte deșeuri
similare cu conținut de azbest. Aceste deșeuri pot fi acceptate și în depozite de deșeuri nepericuloase, dar numai în celule separate, amenajate corespunzător;
– pentru a împiedica dispersarea fibrelor, deșeurile depozitate cu
conținut de azbest se acoperă cu materiale corespunzătoare, atât zilnic, cât și înaintea fiecărei operații de compactare, iar deșeurile neambalate se stropesc cu apă la intervale regulate;
– se realizează acoperirea finală a celulei/depozitului pentru a evita
dispersarea fibrelor;
– în cadrul celulei/depozitului în care există deșeuri cu azbest nu se efectuează nici un fel de lucrări (ex: foraje) care ar putea conduce la dispersarea fibrelor;
– după închiderea celulei/depozitului ce conține deșeuri cu azbest, se păstrează o schiță de amplasare care indică în mod clar localizarea acesteia/acestuia;
– după închiderea depozitului, posibilitățile de utilizare ulterioară a terenului se restricționează, astfel încât să fie evitate la maximum posibil riscurile pentru sănătatea populației.
Metode folosite pentru prelevarea și analiza probelor
Testarea și prelevarea probelor pentru caracterizarea generală și verificarea conformării se realizează de către instituții și persoane abilitate independente. Laboratoarele trebuie să aibă experiență relevantă în testarea și analizarea deșeurilor și un sistem eficient de asigurare a calității.
Metode folosite pentru prelevarea și analiza probelor sunt indicate în Secțiunea 3 a Ordinului nr. 95/2005 privind stabilirea criteriilor de acceptare și procedurilor preliminare de acceptare a deșeurilor la depozitare și lista națională de deșeuri acceptate în fiecare clasă de depozit de deșeuri. Standardele menționate în ordin reprezintă standarde de referință pentru cerințele minimale specifice domeniilor lor de aplicare.
Autoritatea centrală pentru protecția mediului poate accepta utilizarea și a altor standarde naționale sau internaționale dacă utilizatorii demonstrează că datele furnizate sunt de aceeași calitate și comparabilitate științifică.
INVENTARUL IEŞIRILOR (PRODUSELOR)

Numele procesului

Numele produsului

Utilizarea produsului
Cantitatea de
produs
prognozată pe an

Sortare
Deșeuri reciclate
valorificare
10.000 t/an

Compostare
Compost
îngrășăminte sol
11.000 t/an

Care sunt modalitățile actuale sau propuse de manipulare a deșeurilor?
Deșeurile sunt colectate separat? Traseul de eliminare este cât mai
apropiat posibil de punctul de producere?

Codurile deșeurilor conform EWC (Codul European al Deșeurilor)

Identificați sursele de deșeuri
(punctele din cadrul procesului)

Identificați fluxurile de deșeuri (ce deșeuri sunt generate)
(periculoase, nepericuloase, inerte)
Cuantificați fluxurile de deșeuri

Referința deșeului

HG
856/2002

Activități de întreținere vehicule și utilaje

13 02 06*

Ulei uzat/Periculos

100 1/an
Colectare separată, predare spre valorificare

16 01 03

Anvelope uzate/Nepericulos

5 buc/an
Colectare separată, predare spre valorificare

16 06 01*

Acumulatori uzați/Periculos

3 buc/an
Colectare separată, predare spre valorificare

16 01 07*

Filtre de ulei uzate/Periculos

10 buc/an
Colectare separată, eliminare finală prin operatori autorizați

15 02 02*

Deșeuri textile contaminate/Periculos

0,1 t/an
Colectare separată, eliminare finală prin operatori autorizați

HG
856/2002

Activitatea de exploatare și întreținere a stației de epurare levigat

19 08 14
Nămoluri provenite din alte procedee de epurare a apelor reziduale industriale altele decât cele specificate la 19 08 13*

271,54 m3/an

Colectare separată, eliminare finală prin depozitare

19 02 99
Alte deșeuri nespecificate (cartușe filtrante)/Nepericulos

1 buc./an
Colectare separată, eliminare finală prin depozitare

HG
856/2002

Personal de
exploatare, întreținere

20 03 01

Deșeuri menajere / Nepericulos

1,95 t/an
Colectare separată, eliminare finală prin depozitare

20 01 01

Ambalaje hârtie și carton

0,1 t/an
Colectare separată, predare spre valorificare

20 01 39
Ambalaje materiale plastice-PET

0,1 t/an
Colectare separată, predare spre valorificare

20 01 40

Deșeuri metalice

0,09 t/an
Colectare separată, predare spre valorificare

Capitolul 6 – DETERMINĂRI EXPERIMENTALE ȘI ESTIMĂRI LA CMID FRĂTEȘTI

Descompunerea substanțelor organice și formarea gazului de depozit are loc în câteva faze, cu o tranziție fluida de la o faza la alta.
Colectarea gazului de depozit va fi realizata prin intermediul forajelor verticale cu diametru variabil intre 600 și 800 mm. în axul forajelor sunt amplasate conducte perforate de PVC, având orificii pe jumătate din lungime în partea inferioara. Forajele vor fi echipate cu cămine cu racorduri flexibile, sistem de măsurare a debitului, sistem de închidere și port de prelevare a probelor de gaz.
Conducta generala perimetrala de colectare a gazului cu diametru de 200 mm va fi amplasata în exteriorul depozitului. Conductele de legătura ale puțurilor de colectare a gazului au diametru de 90 mm și conductele de colectare ale grupurilor de puțuri au diametrul de 100 mm.
Gestionarea gazului colectat se va face prin sistemul de instalație de ardere a gazului.
Puțurile pentru extracția gazului trebuie să fie poziționate în mod uniform în masa de deșeuri care generează gaz. Puțurile de gaz se amplasează pe cât posibil simetric și la distanta egală între ele (recomandat, de circa 50 m). Puțurile se amplasează cât mai aproape de berme și de căile de circulație, iar distanta de la puțuri până la limita exterioară a corpului depozitului trebuie să fie > 40 m, pentru a cuprinde în zona de aspirare și marginea depozitului.
Puțurile de gaz trebuie să fie etanșe, pentru a nu permite pătrunderea aerului în interior; ele trebuie să fie rezistente, pentru a suporta tasarea corpului depozitului și, de asemenea, să poată fi ușor reparate și controlate.
În timpul operării, la suprafața depozitului, construcția puțului constă dintr-o instalație specială. Acest sistem de construcție este necesar pentru a putea suporta tasările din corpul depozitului fără deteriorarea puțului de gaz și a sistemului de impermeabilizare la suprafața depozitului.
După închidere, trebuie să se evite atât pătrunderea aerului și a apei din precipitații în corpul depozitului în jurul puțurilor de extracție a gazului, cât și emisiile de gaz în stratul de recultivare. La extremitatea superioară a puțului de gaz se aplică o conductă etanșă peste conducta filtrantă. Conducta etanșă trebuie să aibă un capac cu sistem de înfiletare, pentru a se asigura controlul conductei filtrante, care se scurtează periodic, corespunzător tasărilor din corpul depozitului. Capacul este prevăzut cu o instalație pentru prelevarea probelor de gaz și măsurarea temperaturii.
În forma sa finală puțul de gaz este prevăzut cu un dispozitiv de acoperire și închidere, pentru evitarea influențelor climatice și a manipulărilor nepermise ale instalațiilor de siguranță. [20]
În cazul depozitelor nou construite, inclusiv în cazul CMID Frătești, se începe instalarea puțurilor de gaz după ce stratul de deșeuri a atins înălțimea de aproximativ 4 m. Baza puțului trebuie să fie amplasată la cel puțin 2 – 3 m deasupra stratului de drenaj pentru levigat, pentru a se evita apariția unor forte de presiune peste limita admisă pe stratul de drenaj pentru levigat și pe stratul de impermeabilizare a bazei depozitului. Cu ajutorul unor dispozitive de tragere în formă de cupolă puțurile de gaz sunt înălțate o dată cu creșterea în înălțime a corpului depozitului până la nivelul maxim de umplere a acestuia. [34]

Principalele caracteristici ale studiului de caz considerat:
Nr.
crt.
Celula
Suprafața
ha
Volumul
(m3/an)
Volumul
(m3/perioada)
de operare)
Perioada de activitate

1
Celula 1
1,88
40.774
285.419 (7 ani)
7

2
Celula 2
1,3
30.144
271.030 (9 ani)
9

3
Celula 3
1,3
33.205
232.435 (7 ani)
7

Total
Total
4,48
104.123
788.884
23

Pentru estimarea cantității de biogaz s-a utilizat un model matematic de ordin întâi. Parametrii care influențează capacitatea de producție a biogazului dintr-un depozit de deșeuri fac referire la cantitatea de deșeuri stocată în perioada de activitate, timpul de depozitare sau timpul pe care îl petrec deșeurile în depozit și perioada de post-închidere a depozitului de deșeuri. S-a utilizat și s-a aplicat un model matematic de ordin întâi datorită faptului că nu există date având în vedere perioada scurta de timp de la data punerii în funcțiune a depozitului. De asemenea, s-a dorit identificarea aspectelor care pot avea influențe asupra capacității de producție a biogazului și identificarea posibilelor cantități care se pot colecta în perioada de post-închidere.

/

Utilizarea modelul ului LandGEM pentru estimarea cantității de biogaz la CMID Frătești

/

/
/

/

/
Astfel, conform modelului, se estimează că în primul an de funcționare, cantitatea de metan produsă de depozit va fi de 33890 mc, iar valoarea maximă a cantității de gaz va fi atinsă în primul an de la închiderea depozitului, respectiv 390500 mc gaz metan, ceea ce reprezintă un potențial energetic deloc de neglijat.
Conform rezultatelor modelului LandGEM, se poate observa o producție considerabilă de biogaz produsă după o perioadă de 20 de ani de la închiderea activității.
Având în vedere studiile efectuate pentru alte depozite de deșeuri pentru care exista date privind cantitatea de biogaz colectate, se apreciază ca valorile calculate ale cantității de biogaz prin modelul LandGEM supraestimează valoarea reală de aproape 100 de ori.
Principalele puncte slabe ale modelului aplicat pentru acest caz pornesc de la premisa că toate fracțiile de carbon din deșeuri pot fi biodegradate biologic și de la compoziția simplificată a deșeurilor. Se poate afirma faptul că volumul de biogaz generat într-un singur an poate fi datorat nu numai deșeurilor depozitate în anul respectiv ci și fracțiilor biodegradabile din deșeurile depozitate în anii anteriori.
an
cantitate de deșeuri mc/an
cantitate de biogaz mc/an

2017
40.774
0

2018
40.774
33886,975

2019
40.774
66121,262

2020
40.774
96783,465

2021
40.774
125950,254

2022
40.774
153694,562

2023
40.774
180085,764

2024
30.144
205189,853

2025
30.144
220234,218

2026
30.144
234544,860

2027
30.144
248157,565

2028
30.144
261106,370

2029
30.144
273423,654

2030
30.144
285140,217

2031
30.144
296285,357

2032
30.144
306886,942

2033
33.205
316971,481

2034
33.205
329107,585

2035
33.205
340651,804

2036
33.205
351633,005

2037
33.205
362078,647

2038
33.205
372014,848

2039
33.205
381466,455

2040
0
390457,102

2041
0
371414,284

2042
0
353300,196

2043
0
336069,542

2044
0
319679,237

2045
0
304088,297

2046
0
289257,736

2047
0
275150,469

2048
0
261731,223

/
Utilizând programul de generare a ecuațiilor liniare și neliniare TableCurve 3D pentru capacitatea de producție a biogazului, plecând de la estimările realizate cu ajutorul modelului LandGEM, se apreciază ca încă din anul doi de la deschiderea depozitului, acesta va genera o cantitate importanta de biogaz ce poate fi colectata și utilizata în scopuri energetice. Un maxim al cantității de biogaz colectate se estimează a se produce în anul 22 de la deschiderea depozitului, pentru ca apoi cantitatea sa scadă, menținând-se totuși la valori ridicate. De asemenea, odată cu închiderea depozitului de deșeuri, în perioada post închidere, acesta continua sa genereze biogaz pe o perioada ce poate ajunge chiar și la 30 de ani post închidere, ceea ce întărește necesitatea recuperării și utilizării acestei resurse energetice.
În România nu există date înregistrate, monitorizate pe toată perioada de viață a depozitului de deșeuri, fiind la început în privința stocării deșeurilor în depozite de deșeuri conforme.
CONCLUZII

Principalul scop al depozitelor care acceptă deșeuri biodegradabile este de a preveni emisia de gaz în atmosferă, datorită consecințelor negative asupra mediului (gaz cu efect de seră).
La apariția efectului de seră, gazul metan are o influenta de 32 de ori mai mare decât cea a dioxidului de carbon (CO2). Proporția metanului rezultat de la depozitele de deșeuri este estimată la 8-18% din cea a metanului eliberat în întreaga lume [5].]
Ciclul de viață a depozitelor de deșeuri este structurat pe patru etape bine definite (proiectarea și construcția, managementul activ, închiderea și managementul pasiv), dar, în analiza teoretică și experimentală sunt considerate ca fiind importante perioada activă (perioada în care se stochează cantități de deșeuri în depozit) și perioada de post-închidere (perioada de minim 30 de ani după acoperirea finală cu vegetație a depozitului).
Doar o parte dintre operatorii responsabili de depozitele de deșeuri din România colectează și valorifică biogazul. Colectarea acestuia implică multe aspecte pozitive pentru operatori și, este totodată un aspect important pentru prevenirea dezastrelor.
Colectarea biogazului produs în depozitele de deșeuri și folosirea acestuia la producerea de energie prezintă numeroase avantajele din punct de vedere a mediului
Biogazul generat în depozit nu se emană în atmosferă, astfel evitându-se ca metanul generat să contribuie la distrugerea stratul de ozon
Biogazul este utilizat pentru generarea de energie verde.
În comerțul internațional a CO2-ului, metanul este considerat asimilat cu un factor de înmulțire de două zeci și patru de ori, astfel neutralizarea acestuia este o cerință obligatoriu de mediu pentru toate depozitele neconforme.
Tehnologia prezentată este metoda cea mai eficientă din punct de vederea a neutralizării metanului.
Avantajele adiționale prin faptul că gazele volatile nu încarcă în procent considerabil mediul înconjurător.
Valorile emisiilor de gaze de ardere, respectiv nivelul zgomotului generat se încadrează în valorile admise de legislația națională respectiv directivele europene.
Ciclul de viață a depozitelor de deșeuri este structurat pe patru etape bine definite (proiectarea și construcția, managementul activ, închiderea și managementul pasiv), dar, în analiza teoretică și experimentală sunt considerate ca fiind importante perioada activă (perioada în care se stochează cantități de deșeuri în depozit) și perioada de post-închidere (perioada de minim 30 de ani după acoperirea finală cu vegetație a depozitului).
Doar o parte dintre operatorii responsabili de depozitele de deșeuri din România colectează și valorifică biogazul. Colectarea acestuia implică multe aspecte pozitive pentru operatori și, este totodată un aspect important pentru prevenirea dezastrelor.

Activitățile din perioada de post-închidere (de aproximativ 30 de ani de la închiderea definitivă a depozitului de deșeuri, conform literaturii de specialitate) reprezintă un pilon important în ciclul de viață al unui depozit de deșeuri.
Activitățile din perioada de post-închidere (de aproximativ 30 de ani de la închiderea definitivă a depozitului de deșeuri, conform literaturii de specialitate) reprezintă un pilon important în ciclul de viață al unui depozit de deșeuri. [35]
Conform Strategiei Energetice a României 2016-2030 cu perspectiva anului 2050, prin mecanisme adecvate de sprijin, utilizarea biogazului și a deșeurilor va crește, cu precădere în capacități de cogenerare, cu respectarea standardelor de mediu. Vor fi sprijinite, prin politici dedicate, utilizarea instalațiilor eficiente și mai puțin poluante, și
sistemele de cogenerare pe bază de biomasă și biogaz în zone semi-urbane.
Este apreciat potențialul de reducere a emisiilor de metan prin producția de biogaz, o sursă regenerabilă de energie, iar o soluție cu efect pozitiv asupra mediului este transformarea fracțiunii organice a deșeurilor în biogaz. [35]
Utilizarea biogazului și a deșeurilor va cunoaște o creștere importantă în capacități de cogenerare având în vedere potențialul energetic oferit și creșterea numărului de depozite conforme de deșeuri din Romania.

BIBLIOGRAFIE

[1] Blasy L., Lange M., Hagen N., Rosar D., Atudorei A. Beneficiile utilizării gazului de depozit rezultat din depozitele de deșeuri municipale, Salubritatea, nr.4, 2006.
[2] Prof.dr.ing. Mircea BEJAN, Prof.dr.ing. Tiberiu RUSU, o sursă de energie regenerabilă – biogazul din deșeurile organice
[3] N. Dixon, U. Langer, Development of a MSW classification system for the evaluation of mechanical properties, Waste Management, 2006.
[4] Asistenta Tehnica pentru pregătirea de proiecte în domeniul deșeurilor, Romania Europeaid/119085/D/SV/RO – Masterplan pentru Județul Giurgiu
[5] B. Soporan, V. F. Soporan, O. Nemeş, E. Cociş, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, România, Gaze de depozit – oportunități de valorificare la depozitul de deșeuri municipale Pata Rât, Cluj-Napoca, Analele Universității “Constantin Brâncuși” din Târgu Jiu, Seria Inginerie, Nr . 3/2011
[6] Manual proiect ”Cooperare româno – bulgară pentru o dezvoltare pe termen lung și durabilă a resurselor umane tinere în domeniul tehnologiilor regenerabile de energie, în scopul de a depăși bariera socio-culturală și pentru a deschide oportunități comune pentru a obține un loc de muncă și ocuparea forței de muncă de-a lungul zonei de frontieră”, CBC România-Bulgaria
[7] Prof.dr.ing. Mircea BEJAN, Prof.dr.ing. Tiberiu RUSU, o sursă de energie regenerabilă – biogazul din deșeurile organice
[8] N. Dixon, U. Langer, Development of a MSW classification system for the evaluation of mechanical properties, Waste Management, 2006.
[9] B. Soporan, V. F. Soporan, O. Nemeş, E. Cociş, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, România, Gaze de depozit – oportunități de valorificare la depozitul de deșeuri municipale Pata Rât, Cluj-Napoca, Analele Universității “Constantin Brâncuși” din Târgu Jiu, Seria Inginerie, Nr . 3/2011
[10] EcoBihor, Conversia biogazului din depozitele de deșeuri în energie electrică. Studiu de caz Municipiul Oradea
[11] Belciu M.C., Fiore S., Genon G. and Nedeff V., (2016), Review of mathematical models predicting leachate and biogas generation from
municipal solid waste landfills.
[12] Augenstein D. and Pacey J., (1991), Modeling landfill methane generation. Fourth International Landfill Symposium, Atti Sardinia.
[13] Gh. Voicu, Sisteme de colectare a gazului
[14] Ministerul Mediului și Gospodăririi Apelor, Metode și tehnologii de gestionare a deșeurilor
[15] Review of long term landfill gas monitoring data and potential for use to predict emissions influenced by climate change, Adrien Bouzonville, Sze-Fei Peng,Sharon Atkins
[16] Superfund Landfill Methane-To-Energy Pilot Project, United States Environmental Protection Agency, Office of Solid Waste and Emergency Response, Office of Superfund Remediation and Technology Innovation WASHINGTON, D.C. 20460
[17] Canziani R. and Cossu R., (1985), Valutazione della quantità del percolato prodotta în uno scarico controllato. Ingegneria Ambientale,14
[18] Cossu R. and Christensen T., (1989), Sanitary landfilling: Process, Technology and Environmental Impact. Ed. Academic Press
[19] Tchobanoglous G., Theisen H. and Vigil S.A., (1993), Integrated Solid Waste Management. Ed. McGraw-Hill Inc., New York, USA
[20] Oonk J., Weenk A., Coops O. and Luning L. , (1994), Validation of Landfill Gas Formation Models. 94(315), Institute of Environmental and Energy Technologies
[21] SWANA, (1998), Comparison of Models for Predicting Landfill Methane Recovery Publication. The Solid Waste Association of North America
[22] Studii şi cercetări cu privire la evaluarea aspectelor tehnologice pentru perioada de post- închidere a depozitelor de deșeuri municipale solide, Ing. Mihai-Cosmin BELCIU, Bacău 2016
[23] Innovative Approach to Landfill Gas Collection and Control, E. S. Steinhauser, Sanborn, Head & Associates, S. Fourmont, AFITEX-TEXEL,
[24] Management of Low Levels of Landfill Gas Prepared by Golder Associates Ireland Limited on behalf of the Environmental Protection Agency
[25] Measuring landfill gas collection efficiency using surface methane concentrations, Raymond L. Huitric and Dung Kong Solid Waste Management Department
[26] Tchobanoglous G., Theisen H. and Vigil S.A., (1993), Integrated Solid Waste Management. Ed. McGraw-Hill Inc., New York, USA
[27] Chiodoni D. M., (2005), Post-chiusura delle discariche – Analisi gestionale ed economica. Master Thesis, Facoltà di Ingegneria, Politecnico di Torino, Torino, Italy, în Italian
[28] Melidoro M., (2013), Valutazione dei modelli predittivi per il calcolo del
biogas e del percolato appicato alle discariche per rifiuti solidi urbani. BSc Thesis, Facolta di Ingegneria, Politecnico di Torino, Torino, Italy,, în Italian
[29] Oonk J., Weenk A., Coops O. and Luning L. , (1994), Validation of Landfill Gas Formation Models. 94(315), Institute of Environmental and Energy Technologies
[30] SWANA, (1998), Comparison of Models for Predicting Landfill Methane Recovery Publication. The Solid Waste Association of North America
[31] EMCON Associates, (1980), Methane Generation and Recovery from Landfills. Ed. Ann Arbor Science Publishers. Inc., Ann Arbor. Michigan
[32] Thorneloe S.A., Reisdorph A., Laur M., Pelt R. , Bass R.L and Burklin C., (1999), The U.S. Environmental Protection Agency’s Landfill Gas Emissions Model (LandGEM). Proceedings of Sardinia, 99 Sixth International Landfill Symposium, p. 11-18
[33] EPC Consultanta de Mediu – Formular de solicitare la Raportul de amplasament Centrul de Management Integrat al Deseurilor Fratesti, 2015
[34] ARPM Pitesti, Acord de mediu nr. 71/2008 revizuit 2015
[35] Strategia Energetica a Romaniei 2016-2030 cu perspectiva anului 2050

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: CUPRINS Capitolul 1 – Introducere…………………………………………………………pag 2 Generalități privind colectarea și depozitarea ecologică a deșeurilor urbane… [306348] (ID: 306348)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

CUPRINS Capitolul 1 – Introducere…………………………………………………………pag 2 Generalități privind colectarea și depozitarea ecologică a deșeurilor urbane… [306348]

Copyright Notice

Structura Anului Univ2016 2017 [626693]

Capitolul I. ASPECTE CONCEPTUALE ȘI JURIDICE PRIVIND ORGANIZAȚIILE [620976]

Tabel.1 – Întâlnirile stabilite cu proprietarii…………..37 [306282]

Biodiversitatea și conservarea speciei de pisicii salbatice in Europa [306310]

Conceptul de întreprindere mică și mijlocie sau IMM are multe semnificaț ii printre cercetători , aceția aplicând criterii cantitative pentru… [607158]

Noțiuni generale [611409]

Copyright Notice

Similar Posts