Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от полигона ТБО производится в соответствии с «Методикой расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов», М., 2004 г.
Методика применяется при оценке выбросов от полигонов ТБО в предпроектной документации на размещение новых и расширение существующих объектов.
Методика распространяется на основные виды газообразных загрязняющих веществ, образующихся в результате биотермического анаэробного процесса распада органических составляющих твердых бытовых и промышленных отходов и выделяющихся с поверхностей полигонов отходов в атмосферу в любом регионе Российской Федерации.
Количественный и качественный состав свалочного газа зависит от многих факторов, в том числе, от климатических и геологических условий места расположения полигона, морфологического и химического состава завозимых отходов, условий складирования (площадь, объем, глубина захоронения), влажности отходов, их плотности и т.д.
На количественную характеристику выбросов загрязняющих веществ с полигонов отходов влияет большое количество факторов, среди которых:
- климатические условия;
- рабочая (активная) площадь полигона;
- сроки эксплуатации полигона; - количество захороненных отходов;
- мощность слоя складированных отходов;
- соотношение количеств завезенных бытовых и промышленных отходов;
- морфологический состав завезенных отходов;
- влажность отходов;
- содержание органической составляющей в отходах;
- содержание жироподобных, углеводоподобных и белковых веществ в органике отходов;
- технология захоронения отходов.
Удельный выход свалочного газа за период его активной стабилизированной генерации при метановом брожении определяется по уравнению
Q = 10-4R (0,92 Ж + 0,62У + 0,34 Б) (1)
где Q - удельный выход свалочного газа за период его активной генерации, кг/кг отходов;
R - содержание органической составляющей в отходах, %;
Ж - содержание жироподобных веществ в органике отходов, %;
У - содержание углеводоподобных веществ в органике отходов, %;
Б - содержание белковых веществ в органике отходов, %.
R, Ж, У и Б - определяются анализами отбираемых проб отходов.
Уравнение составлено применительно к абсолютно сухому веществу отходов. В реальных условиях отходы содержат определенное количество влаги, которая сама по себе свалочный газ не генерирует. Следовательно, выход свалочного газа, отнесенный к единице веса реальных влажных отходов, будет меньше, чем отнесенный к той же единице абсолютно сухих отходов в 10-2(100- W) раз, так как в весовой единице влажных отходов абсолютно сухих отходов, генерирующих свалочный газ, будет всего 10-2(100- W) от этой единицы.
Здесь W - фактическая влажность отходов в %, определенная анализами проб отходов.
С учетом вышесказанного уравнение выхода свалочного газа при метановом брожении реальных влажных отходов принимает вид
Qw = 10-6R(100-W)(0,92Ж + 0,62У + 0,34Б) (2)
где сомножитель 10-2(100 - W ) учитывает, какова доля абсолютно сухих отходов, для которых составлено уравнение, в общем количестве реальных влажных отходов.
Количественный выход свалочного газа за год, отнесенный к одной тонне отходов, Руд, кг/т отходов в год, определяется по формуле
Руд. = 
(3)
где tСБР - период полного сбраживания органической части отходов, в годах
Период полного сбраживания органической части отходов определяется по приближенной эмпирической формуле
-
tСБР = 
(4)
где tСР.ТЕПЛ.. - средняя из среднемесячных температура воздуха в районе полигона твердых бытовых отходов за теплый период года (t.ср.мес. более 0°С), °С;
ТТЕПЛ.- продолжительность теплого периода года в районе полигона ТБО, дней;
10248 и 0,301966 - удельные коэффициенты, учитывающие биотермическое разложение органики.
Плотность свалочного газа ρб.г., кг/м3, определяется по закону аддитивности как суммарная величина произведений объемных концентраций его компонентов на их плотности
ρб.г. = 
(5)
где СОБ.i - содержание i-го компонента в свалочном газе, объемные %;
ρi - плотность i-го компонента свалочного газа, кг/м3;
n - количество компонентов в свалочном газе.
Средняя плотность свалочного газа ρср обычно составляет 0,95-0,98 плотности воздуха, т.е. при плотности воздуха 1,2928 кг/м3 средняя плотность свалочного газа равна
ρср = 1,2928 ∙ 0,965 = 1,24755 кг/м3.
С другой стороны, связь плотностей компонентов, их концентраций в свалочном газе и объемного процентного содержания определяются формулой
СОБ.i = 
(6)
(6)
где Ci - концентрация i-го компонента в свалочный газе, мг/м3.
Формула для определения плотности свалочного газа ρб.г., кг/м3, выводится совместным решением уравнений
ρб.г. =. 
(7)
Состав свалочного газа и концентрации компонентов в нем определяются (через 2 года после начала эксплуатации) анализами проб свалочного газа, отобранных в ряде точек по площади полигона на глубине 1,0-1,5 метра (количество и расположение точек отбора зависит от активной площади полигона и числа разнородных участков) путем отсоса свалочного газа и дальнейших его химических анализов по существующим утвержденным методикам.
Используя полученные анализами концентрации компонентов в свалочный газе и его рассчитанную плотность, определяется весовое процентное содержание этих компонентов в свалочный газе СВЕС i, %,
СВЕС i = 
(8)
где Сi - концентрации компонентов в свалочном газе, мг/м3;
ρб.г. - плотность свалочного газа, кг/м3
По рассчитанным количественному выходу свалочного газа за год, отнесенному к одной тонне отходов и весовым процентным содержаниям компонентов в свалочный газе определяются удельные массы компонентов, выбрасываемые в год РУД.i, кг/т отходов в год, по формуле
РУД.i = 
(9)
При использовании расчетного метода инвентаризации выбросов действующего полигона и при проектировании нового или расширении существующего полигона ТБО может приниматься среднестатистический состав свалочного газа.
Для расчета величин выбросов подсчитывается количество активных отходов, стабильно генерирующих свалочный газ, с учетом того, что период стабилизированного активного выхода свалочного газа в среднем составляет двадцать лет и что фаза анаэробного стабильного разложения органической составляющей отходов наступает спустя в среднем два года после захоронения отходов, т.е. отходы, завезенные в последние два года, не входят в число активных.
При подсчете возможны два варианта.
Первый - полигон функционирует менее двадцати лет, т.е. менее периода полного сбраживания (tcбр). В этом случае учитываются все отходы, завезенные с начала работы полигона, за исключением отходов, завезенных в последние два года. Второй - полигон функционирует более двадцати лет, т.е. более периода полного сбраживания (tc6p). В этом случае подсчитываются отходы, завезенные за последние двадцать лет (или (tсбр) без учета отходов, завезенных в последние два года.
Максимальные разовые выбросы i -го компонента свалочного газа с полигона Мсум, г/с, определяются по формуле
-
МСУМ = 
(11)
где Мi = 
(10)
ΣD - количество активных стабильно генерирующих свалочный газ отходов, т;
Ттепл.. - продолжительность теплого периода года в районе полигона ТБО, дней;
СВЕС.i – весовое процентное содержание компонентов в свалочный газе, %;
Свалочный газ образуется неравномерно в зависимости от времени года. При отрицательных температурах процесс «мезофильного сбраживания» (до 55° С) органической части ТБО прекращается, происходит так называемое «законсервирование» до наступления более теплого периода года (среднемесячная температура tcp.мec более 0°С).
Приведенная формула справедлива для случая обследования полигона и отбора проб свалочного газа в теплое время года (среднемесячная температура tcp месболее 8°С). При обследовании в более холодное время года (среднемесячная температура tcpмec.от 0 до 8°С), что нецелесообразно хотя бы из-за дополнительных погрешностей измерений, в формуле следует применять повышающий коэффициент неравномерности образования свалочного газа 1,3.
С учетом коэффициента неравномерности валовые выбросы i-го загрязняющего вещества с полигона GСУМ, т/год, определяются по формуле
GСУМ = 
(13)
Gi = 0,01CВЕС.i∙GСУМ (12)
где а и в соответственно периоды теплого и холодного времени года в месяцах (а при среднемесячной температуре tcp.мес. более 8°С; b при среднемесячной температуре tcр.мес от 0 до 8°С).
ЗАДАНИЕ