Захоронение на полигонах ТПО

Получение и эффективное использование вторичных ресурсов — главные задачи программ по обращению с отходами производства и потребления. При этом проблема использования и переработки крупнотоннажных промышленных и бытовых отходов является чрезвычайно важной. Крупнотоннажные промышленные отходы используются в производстве строительных материалов, для планировки городских территорий, отсыпки дорог, а также в качестве топлива.

Захоронение на полигонах является наиболее дешевым способом ликвидации и конечным этапом переработки твердых промышленных отходов (ТПО). Негативное воздействие полигонов на окружающую среду должно быть сведено к минимуму за счет правильного расположения, рационального устройства, бесперебойного и безопасного функционирования, обезвреживания фильтратов и постоянного мониторинга и экологического контроля таких объектов. Захоронения промышленных токсичных отходов проводят после их стабилизации в результате обработки связующими или цементирующими веществами — жидким стеклом, цементными растворами, битумами на участках, не имеющих хозяйственного значения.

Рассмотрим гигиенические требования к выбору территории — места расположения полигона. Участки для обустройства полигонов захоронения вредных промышленных отходов выбираются с учетом требований землеустройства и размещаются на свободных от застройки, хорошо вентилируемых территориях, не затопляемых ливневыми, талыми и паводковыми водами. При проектировании и строительстве полигонов используются инженерные решения, исключающие возможное загрязнение подземных вод, источников питьевого и хозяйственного водоснабжения, минеральных источников, открытых водоемов, жилых населенных пунктов, рекреационных и природных зон. Проектирование, строительство и эксплуатация полигонов осуществляются в соответствии с Гигиеническими требованиями к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления (СаиПиН 2.1.7.1322—03) [6] и Инструкцией о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений (СНиП 11−01—95).

В соответствии с указанными нормативными документами, а также со СНиП 2.01.28—85 «Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов» полигоны располагают с учетом розы ветров с подветренной стороны от населенных пунктов, ниже мест водозаборов хозяйственно-питьевого водоснабжения, на расстоянии не менее чем 2000 м по течению рек ниже зимовальных ям, мест массового нереста и нагула рыб, за пределами зон водосбора. Расстояние до сельскохозяйственных угодий и транзитных дорог должно быть не менее 200 м и не менее 50 м — от лесных массивов и лесопосадок. Полигоны также запрещено размещать в сильно заболоченных местах, курортных зонах, в зонах санитарной охраны, активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин, на участках с просадочными и вспучивающимися грунтами. Под строительство полигонов запрещено использовать резервные территории, предназначенные для жилищного строительства, расширения промышленных предприятий, рекреационных зон.

Размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ) соответствует I классу опасности и составляет 3000 м. С учетом конкретных местных условий размер СЗЗ может быть уменьшен по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы.

Полигоны размещают на участках с уровнем залегания подземных вод более 20 м и при условии перекрытия слабопроницаемыми породами с коэффициентом фильтрации не более КН6 м/сут. Основание дна полигона располагается на глубине не менее 4 м от наивысшего сезонного уровня подземных вод. Необходимо обеспечить защиту от попадания атмосферных осадков в сооружения для захоронения отходов. Уклон территории полигона в сторону населенных пунктов, промышленных предприятий, сельскохозяйственных угодий и водотоков не должен превышать 1,5%.

Требования к планировке и устройству полигонов заключаются в следующем.

Обязательным условием планировки полигона ТПО является наличие по периметру кольцевого канала для отвода дождевых и талых вод и по внутреннему периметру — вала высотой 1,5—1,7 м и шириной 3,0— 3,5 м с целью предотвращения попадания в кольцевой канал и на окружающую территорию токсичных веществ.

На территории полигона предусматриваются две зоны: производственная — для захоронения отходов и подсобная зона, которые должны разделяться полосой шириной не менее 25 м.

Отходы различных классов опасности захораниваются раздельно в производственной зоне, размеры карт зависят от объема поступающих отходов и срока действия полигона. На одной карте допускается захоронение различных промышленных отходов, если при совместном захоронении они не образуют опасные синергические смеси (рис. 4.4).^[1]

Рис. 4.4. Макет расположения карт для захоронения ТПО^1.

В производственной зоне также могут размещаться крытая автостоянка и площадка для оборудования и материалов. На расстоянии не менее 50 м от подсобной зоны и 10 м от автодороги оборудуется специальная площадка для сжигания горючих отходов.

Подъезд для выгрузки отходов обеспечивает закольцованная по периметру производственной зоны и приподнятая над землей автодорога из железобетонных плит с выездом на основную автодорогу. Планировка автодороги способствует раздельному отводу ливневых, талых и паводковых вод с территории, прилегающей к площадке и поверхностного стока полигона, который отводится на специальные карты-испарители внутри полигона.

Составная часть проекта строительства полигона — сеть мониторинговых скважин, предназначенных для контроля уровня грунтовых вод, их химического состава и бактериологической обсемененности. Контрольноаналитическая лаборатория обычно располагается в зоне подсобно-бытового назначения. Пример схемы устройства полигона для обработки и захоронения промышленных отходов приведен на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Схема полигона «Красный Бор» для обработки и захоронения.

промышленных отхо/щв¹

Подъездные пути к производственной зоне и сама производственная зона должны быть освещены, территория по периметру за кольцевым каналом огораживается сеткой высотой 2,4 м и густорастущим кустарником. Территория полигона охраняется круглосуточно.^[2]

Рассмотрим способы захоронения и техническое устройство полигона ТПО. Способ захоронения определяется физико-химическим характеристиками отходов: агрегатным состоянием, водорастворимостыо, летучестью, степенью дисперсности, классом опасности веществ и их соединений. На все отходы, ввозимые на полигон, предоставляется паспорт с характеристикой химического состава отходов и инструкцией по безопасному обращению с ними при захоронении или сжигании. Паспорт составляется на каждый вид отходов, визируется ответственным лицом предприятия и представляется с каждым рейсом. Лаборатория полигона выборочно проверяет соответствие состава поступающих отходов данным, приведенным в паспорте.

Согласно общим правилам для устройства безопасного полигона требуется обязательное наличие водонепроницаемой подкладки и винилового покрытия, а также систем дренажа, регулирования стоков, сбора фильтрата.

Как правило, полигон состоит из трех примыкающих друг к другу котлованов площадью 2 га каждый, дно которых имеет наклон 1%. Дно котлована укладывают слоем песка, а откосы — непроницаемой глиной. Котлован застилают армированным изолирующим геомембранным покрытием на основе винилового каучука «гиналон» (рис. 4.6, 4.7).

Рис. 4.6. Устройство котлована.

Рис. 4.7. Синтетическая каучуковая мембрана.

Сверху покрытия насыпают еще один дренажный слой гравия и песка, а затем снова застилают изолирующее покрытие. Слой гравия и песка между двумя покрытиями служит для контроля протечек, а также предотвращает накопление жидкости на нижнем покрытии. Верхнее покрытие засыпают 30-сантиметровым слоем гравия, и накрывают геотекстилем — пленкой типа Тураг или Fibertex (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Геотекстиль — нетканый материал на основе полипропиленовых волокон.

Засыпка и использование геотекстиля обеспечивают фильтрацию полужидких отходов и свободный сток фильтрата в отстойник. По мере накопления в специальном непроницаемом резервуаре фильтрат перекачивают в установку химической нейтрализации. На рис. 4.9 представлено в разрезе послойное устройство полигона.

Рис. 4.9. Схема разреза захоронения твердых отходов и дренажа фильтрата:

• 1 — фильтрующий слой геотекстиля;
• 2 — геомембрана «гипалон»;
• 3 — отводная труба для сбора фильтрата в непроницаемый резервуар

В процессе заполнения котлована, а также после его укрытия ведется постоянный мониторинг химического состава и уровня загрязнения грунтовых вод с помощью контрольных скважин.

Твердые отходы, содержащие вещества IV и V классов опасности, не требуют специальных мероприятий по захоронению и в отдельных случаях могут вывозиться на полигоны ТБО. Эти виды отходов складируются на специальной карте полигона, каждый слой разравнивается и уплотняется.

Твердые и пылевидные отходы, содержащие токсичные нерастворимые вещества II и III классов опасности, захоранивают в котлованах в бумажных или полиэтиленовых мешках, что предотвращает пыление в момент выгрузки. Суточная рабочая площадь захоронения должна быть минимальной, а верхний уровень отходов в котловане — ниже уровня примыкающей территории не менее чем на 2 м. При устройстве котлованов ширина разделяющей зоны должна быть не менее 8 м. Коэффициент фильтрации грунта, используемого при захоронении, не должен быть более 6-НО см/с. Загрузку отходов в котлован проводят по принципу «от себя»: подвоз отходов осуществляется по уплотненному слою грунта.

Твердые и пастообразные отходы, содержащие токсичные растворимые в воде вещества II и III классов опасности, подлежат захоронению в котлованах с изоляцией дна и боковых стенок уплотненным слоем глины толщиной 1,0 м. Захоронение отходов, содержащих малорастворимые или нерастворимые токсичные вещества I класса опасности, осуществляют в аналогичных условиях: слой глины толщиной не менее 1,0 м с коэффициентом фильтрации не более 8-НО см/с. Кроме того, для усиления гидроизоляции дно и стены котлована укладывают бетонными плитами с заливкой стыков битумом, гудроном или другими водонепроницаемыми материалами.

Жидкие отходы, содержащие вещества I—III классов опасности, перед вывозом на полигон обезвоживают до пастообразной консистенции на самом предприятии. Захоронение отходов в жидком виде запрещается.

Захоронение водорастворимых чрезвычайно опасных (ЧО) отходов проводят в небольших количествах в контейнерной упаковке — стальных емкостях с толщиной стенок 10 мм, помещаемых в бетонный короб (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Контейнерная упаковка и захоронение ЧО отходов в скальных породах.

Горючие отходы подлежат сжиганию в печи, режим работы которой обеспечивает оптимальные условия сжигания: температуру 1000-Н200°С, а также эффективную газои пылеочистку.

Рассмотрим методы обезвреживания опасных промышленных отходов. Опасные промышленные отходы (ОНО), поступающие на полигон, подлежат предварительному обезвреживанию на заводе по обезвреживанию ОПО перед захоронением. Согласно СНиП 2.01.28—85 «Полигоны по обезвреживанию и захоронению опасных промышленных отходов. Основные положения по проектированию» на заводе должны функционировать следующие цеха:

• • термического обезвреживания твердых и пастообразных горючих отходов;
• • термического обезвреживания сточных вод и жидких хлорорганических отходов;
• • физико-химического обезвреживания твердых и жидких негорючих отходов;
• • обезвреживания испорченных и немаркированных баллонов;
• • обезвреживания ртутных и люминесцентных ламп;
• • приготовления известкового молока.

Данный перечень цехов продиктован необходимостью обезвреживания промышленных отходов, образующихся в разном агрегатном состоянии, обладающих разной химической активностью и горючестью. Общие принципы обезвреживания приведены в табл. 4.2.

Обработка фильтрата. При обезвреживании фильтрата используется химическая, биологическая и механическая обработка. Обезвоженный остаток подвергается термической обработке. Па первой стадии поступающие в очиститель сточные воды нейтрализуются известью, при этом часть веществ переходит в нерастворимую форму; кроме того, в них добавляется коагулянт, ускоряющий осаждение твердых взвешенных частиц. После осаждения в отстойниках жидкость подается на биологическую очистку в аэротенки, где микроорганизмы в процессе аэробного окисления разлагают органические вещества, не подвергшиеся осаждению на предыдущей стадии очистки, на углекислый газ, воду и низкомолекулярные органические соединения. Для дополнительного поглощения в аэротенки добавляется активированный уголь. После осаждения в отстойниках часть образующихся полужидких отходов, содержащих большое количество микроорганизмов, повторно направляется в аэротенки, а остаток обезвоживается после пропускания через сгуститель и фильтр и подается на вершину отходосжигателыюй печи, содержащей пять топок.

В первой верхней топке горячие газы испаряют влагу из поступающей полужидкой массы. В средних, более горячих топках биомасса и адсорбированные органические вещества подвергаются пиролизу, в нижних, самых горячих топках активированный уголь регенерируется в присутствии водяного пара и затем поступает на повторное использование в аэротенки. Более подробно технология сжигания будет рассмотрена далее. Описанная выше система может работать с фильтратами как промышленных отходов, требующими обработки и очистки, так и бытовых и органических отходов.

В этом случае первичная полужидкая масса после обезвоживания сбрасывается в котлован для захоронения. Очищенная вода после обработки, содержащая остаточные концентрации загрязняющих веществ, сбрасывается в открытый водный бассейн.

Таблица 4.2

Общие принципы обезвреживания опасных отходов перед захоронением.

Рекультивация полигонов ТПБО. Обычно под рекультивацией земель понимается искусственное восстановление биопродуктивности, т. е. воссоздание плодородия почвы и растительного покрова, ставших бесплодными в результате антропогенной или техногенной деятельности. В случае рекультивации полигонов ТБО речь идет о восстановлении продуктивности и народнохозяйственной ценности территорий и улучшении качества компонентов окружающей среды после закрытия полигона для приема ТБО, т. е. после его отсыпки на проектную отметку. Превышение уровня отсыпки допускается не более чем на 10%. Перед началом рекультивации последний слой отходов засыпается грунтом и полигон консервируется для упрочнения грунта и стабилизации всех протекающих процессов. Образовавшиеся в результате стабилизации провалы засыпают грунтом. В процессе разложения, который в зависимости от условий продолжается от 3 до 5 лет, компоненты отходов интенсивно поглощают влагу из изолирующих слоев грунта, поэтому в засушливые периоды требуется дополнительное увлажнение. Сроки стабилизации закрытых полигонов зависят от климатических условий и планируемых видов рекультивации (табл. 4.3), которые, в свою очередь, определяются дальнейшим планируемым использованием территории. Наиболее целесообразным назначением для рекультивированных территорий является строительное, сельскохозяйственное, лесохозяйственное или рекреационное использование.

Таблица 43

Сроки стабилизации закрытых полигонов для различных климатических зон [10].

Сельскохозяйственное использование территории полигона предполагает пахотное и сенокосно-пастбищное земледелие, поливное овощеводство, садоводство и планируется в случае нахождения полигона в зоне землепользования сельскохозяйственного предприятия. Сроки рекультивации в этом случае составляют от 1—3 лет для пастбищно-сенокосного и до 10—15 лет для садово-огороднического использования. Лесохозяйственное направление рекультивации предусматривает выращивание лесных культур мелиоративного, противоэрозионного, полезащитного, ландшафтно-озеленительного назначения [10]. В случае предполагаемого строительного использования территории полигона рекультивация проводится с вывозом или без вывоза свалочного грунта.

Описание комплекса работ по рекультивации закрытых полигонов дается в и. 3 Инструкции, но проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов [10]. Специальный комплекс работ также должен быть обеспечен в случае рекультивации несанкционированных свалок для дальнейшего безопасного использования территории. С этой целью должны проводиться предварительные инженерно-экологические изыскания, которые включают исследование атмосферного воздуха, грунтовых вод, проверку отходов на радиоактивность, почвенные и другие работы. Помимо мониторинга и контроля, должны быть решены практические задачи утилизации остающихся отходов, консервации фильтрата, использования биогаза и т. д. Метод дегазации и конструкция покрытия выбираются с учетом состава, свойств и количества выделяющегося биогаза, которые зависят от климатических и геологических условий.

Обычно рекультивацию закрытого полигона проводят в два этапа. Первый этап (технический) предусматривает комплексные инженерно-экологические исследования свалочного тела, создание технологических слоев и почвенного покрытия из плодородного грунта, формирование откосов. Второй этап (биологический) включает комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий.

• [1] URL: http://eco-poligon.ru (дата обращения: 27.03.2014).
• [2] URL: http://msd.com.ua/pererabotka-promyshlennyx-otxodov/poligony-dlya-zaxoroneniya-otxodov-2 (дата обращения: 27.03.2014).