Костарев С. Н., Cереда Т. Г.,
г. Пермь

УДК: 504.3.054.001.5

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ УЧЕТА И УПРАВЛЕНИЯ УТИЛИЗАЦИЕЙ ОТХОДОВ
ПРИ ПОЛИГОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

Разработана система управления полигоном твердых бытовых отходов (ТБО), включающая автоматизированное рабочее место (АРМ) контролера полигона ТБО и автоматизированную систему управления технологическим процессом АСУ ТП утилизации отходов.

Интенсивный рост образующихся отходов требует автоматизации их учета на всех стадиях переработки. С вводом новой экономической схемы учета отходов при полигонных технологиях захоронения актуальность автоматизации все более возрастает. В Пермском областном управлении по охране окружающей среды к настоящему времени разработаны статические кадастровые информационные базы по полигонам ТБО Пермской области, что уже позволяет вести учет накопленных отходов. В данной работе представлена разработка динамической базы данных, позволяющей отслеживать маршрут вывоза и поступления отходов на полигоны, а также их последующую деградацию на продукты разложения, переставляющей собой АРМ контролера полигона ТБО. Разработка АСУ ТП утилизации отходов на полигонах является более прогрессивным этапом, позволяющим проводить не только мониторинг, но и управление процессом деградации отходов с генерацией биогаза и фильтрата [1].

Функционально система состоит из четырех модулей:

  1. АРМ контролера полигона ТБО;
  2. АСУ ТП утилизации отходов;
  3. имитационного моделирования;
  4. эколого-экономического планирования.

1. АРМ контролера полигона ТБО предназначено для ведения учета вывоза отходов с предприятий на полигоны, учета эмиссий биогаза и фильтрата, создания отчетов по загруженности полигонов и динамики их наполнения. Система состоит из справочника, представляющего базу данных по морфологическому составу поступающих отходов, характеристикам полигонов и исходным данным по организациям, которые вывозят отходы на полигоны. Предусмотрено три вида отчетности: по полигонам, по организациям, по эмиссиям. Отчеты по полигонам позволяют проследить информацию о динамике загрузки полигона и расчет свободного объема, как разность между поступающими отходами и эмиссией продуктов биодеградации. Отчеты по организациям позволяют отобразить информацию о вывозе отходов предприятием за определенный период времени на полигон. Отчеты по эмиссиям позволяют отобразить информацию об объемах образующегося биогаза и фильтрата на выбранных полигонах за определенное время. Каждому отчету предшествует окно настройки. Например, для отчета по полигону сначала необходимо выбрать полигон, а затем указать интервал времени отображаемого графика.

2. АСУ ТП включает управление следующими установками: секциями полигона с помощью рециркуляции фильтрата; ступенью рН-регулирования; ступенью коагуляции-флокуляции, очисткой фильтрата [2, 3, 4]. Схема автоматизации основана на современных измерительных средствах мониторинга. В качестве математического аппарата управления секциями полигона выступает модель с распределенными (пространственно-временными) параметрами с учетом детерминированных и стохастических возмущений с использованием фильтра Калмана. Разработанная модель позволяет проводить выбор критерия управления полигоном.

3. Имитационная модель предназначена для моделирования и прогнозирования процессов, протекающих на полигоне. Имитационная модель включает следующие модули: расчет тепловых полей; расчет объема образующегося фильтрата и биогаза; прогнозирование основных физико-химических параметров полигона. При моделировании учитывается морфологический состав отходов, климатические особенности местности, сезонность.

4. Модуль эколого-экономического планирования позволяет рассчитывать эколого-экономическую эффективность системы при различных затратах на управление с выбором наиболее эффективного варианта управления [6]. Проведенный эколого-экономический анализ показывает, что при применении технологии рециркуляции фильтрата на полигонах ТБО ожидается экономический эффект, почти вдвое превосходящий потери от возможного экологического ущерба.

Выводы. Мониторинг и анализ экологического состояния полигона ТБО, заложенные в программно-технические решения управления полигоном, обеспечивают дискретный оперативный контроль за процессами, протекающими на полигоне. Комплексная автоматизированная система управления полигоном значительно улучшает качество мониторинга. Модульное построение системы обеспечивает гибкость  структурной реализации с возможностью максимального учета индивидуальных особенностей региона, где расположен полигон.

Литература

  1. Артемов Н.И. и др. Технологии автоматизированного управления полигоном ТБО / Н.И. Артемов, Т.Г. Середа, С.Н. Костарев, О.Б. Низамутдинов. – Пермь: НИИУМС, 2003. – 266 с.
  2. Методические указания по выбору технологии очистки фильтрата и рекомендации по проектированию очистных сооружений фильтрата санитарных полигонов твердых бытовых отходов / Сост. Т.Г. Середа; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 1999.– 20 с.
  3. Патент 2162059 RU. Способ очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов от тяжелых металлов
  4. Середа Т.Г., Костарев С.Н. Регулирование качества стоков на полигонах захоронения твёрдых бытовых отходов // Наука – производству. – 2002. – № 4. – С. 48 – 49.
  5. Бутковский А.Г. Характеристики систем с распределенными параметрами.–М.: Наука, 1979.–224 с.
  6. Середа Т.Г., Костарев С.Н. Метод расчёта эколого-экономического ущерба объектам гидросферы наносимого фильтратом полигонов депонирования твёрдобытовых отходов (ТБО): Информ. листок / Пермский центр. науч.-техн. информ. – Пермь, 1999. – 3 с.