Условия и пределы стабилизации отбросов

В хранилищах прессованных отходов при недостатке кислорода выделяется газ, смесь метана и двуокиси углерода. Когда он внезапно приходит в контакт с воздухом, метан может вызвать пожары или взрывы. В США произошло много несчастных случаев со смертельным исходом, вызванных утечкой этого газа, в частности опустошение развлекательного центра в Атланте (1967 год), разрушение арсенала Национальной гвардии в Северной Каролине (1968 год) и взрыв жилого дома в Мичигане (1975 год). Следовательно, приходится ставить уловители этого газа, тем более что он способствует потеплению климата. В свалках с прессованным содержимым часто производят тщательный дренаж с определением концентрации и последующей нейтрализацией метана или выжиганием.

Дренажные системы призваны отбирать не только выделения газа, но и жидких составляющих, чтобы избежать заражения окрестной естественной среды. Потенциальные инфильтраты, содержащие вредоносные элементы, отсасываются и подвергаются очистке. Чтобы избежать их проникновения в водоносные слои почвы, дно и боковые поверхности отсеков хранения защищают водонепроницаемыми покрытиями, как правило, это геомембрана на полиэтиленовой основе. Особенно строго соблюдаются условия завершающей засыпки верхнего защитного слоя, часто включающего полупроницаемый слой пластика, чтобы противодействовать попаданию внутрь дождевой воды, отнюдь не препятствуя процессам разложения.

При всех нынешних заметных улучшениях методики этот тип хранения отходов не вызывает полного доверия. Рекомендации не всегда соблюдаются, когда дело идет о выборе места для площадки либо о неукоснительном применении геомембраны для предупреждения вредоносной инфильтрации. Ко всему прочему и геомембраны, и панцирь из пластика поверх свалки часто деформируются и растрескиваются при совокупных атаках со стороны животных, корней растений, хозяйственной химии или температурных перепадов: мороза и таянья.

После закрытия свалки ответственная организация должна следить за ее эволюцией, чтобы вовремя исправлять прораны в предохранительном покрытии, контролировать подземные воды вокруг и предотвращать возможные газовые выбросы и инфильтрацию. Но предварительное получение уже инертных и стабильных отбросов часто занимает больше времени. Плотно прижатые друг к другу отбросы входят в химическое взаимодействие с отделением опасных сточных вод.

В Европе было решено лимитировать поступление на свалки биоразложимых отбросов. Так, директива Евросоюза № 99/31/СЕ от 26 апреля 1999 года по поводу хранения отбросов требует от стран-участниц определить стратегию, позволяющую ограничить масштабы захоронения муниципальных биоразложимых отходов (по сравнению с состоянием на 1995 год) с 75% в 2010 году до 35% в 2020-м. Согласно этому постановлению, французские предприятия, занятые складированием мусора, уже с июля 2002 года переориентированы преимущественно для работы с «кризисными отбросами». Отныне покончено (в теории, по крайней мере) с приемом всего без ограничений! Но на самом деле термин «кризисные отбросы» трактуется довольно расплывчато (по закону от 13 июля 1992 года, относящемуся к решению подобных проблем, а также к государственным и общественным образованиям, имеющим объявленной целью охрану окружающей среды: «Кризисным называется род отбросов, уже подвергнутых или еще не подвергнутых переработке, которые невозможно технологически обрабатывать согласно местным техническим и экономическим условиям, в частности путем устранения изменяемых составляющих или уменьшения их опасных либо вредоносных потенций»). Он распространяется на отходы от технологической обработки отбросов. Приемлемыми оказываются отбросы, более не подверженные изменениям, стабилизированные, то есть уже не эволюционирующие биологически либо физико-химически. Это значит, что органика бесповоротно не допускается на свалки.

Один из способов, применяемых для достижения соответствия этим требованиям и стабилизации отходов, — предварительная механобиологическая обработка. Этот процесс сокращает содержание органики и делает оставшуюся более «инертной», более пригодной для складирования. Также снижается объем возможного газообразования. На заводах только что собранные отходы дробятся, проходят сквозь сита, калибруются для отделения содержащих органические включения фракций от всех прочих. После ферментации, вызревания и аффинации органические остатки иногда предлагаются на продажу в виде компоста. А еще они используются для производства метана в качестве источника энергии. Эти остаточные фракции освобождаются от вкраплений металла и стекла, а затем отчасти отправляются для захоронения на свалки, отчасти используются как топливо.

Эта технология, которую американцы называют «dry tomb» («сухая могила»), позволяет отправлять на свалку только стабилизованные вещества. Наибольшее развитие она получила в Германии. Теперь она представляет реальный интерес, позволяя стабилизировать подверженные ферментации фракции перед окончательным захоронением отбросов. Однако она необычайно энергоемка. Существует сильное искушение использовать полученный субстрат в сельском хозяйстве. Не рискуем ли мы повторить предыдущие ошибки, получая на продажу компост низкого качества из необработанных отходов, полученных после предварительного измельчения? Таким образом, сортировка-компостирование, похоже, обретает вторую молодость, несмотря на очень неблагоприятные результаты, полученные в 1980-х. Достаточно ли будет технологических усовершенствований для увеличения выхода, а значит, и качества полученного сырья, чтобы его приняли земледельцы? Вдобавок этот метод предварительной биомеханической обработки, если его не применяют во всей полноте, приводит к отрицательным последствиям, схожим с теми, что наблюдаются при хранении в обычных свалках.

Использование биореактора — противоположный путь обработки. Здесь ускоряется разложение органических отходов прямо в недрах свалки, и в результате получается биогаз. Функционирование метода здесь обеспечивается постоянным увлажнением, позволяющим бактериям работать. Однако поскольку спрессо-ваность составляющих часто мешает проникновению внутрь дождевой влаги, тут применяют сточные воды нижних уровней, снова впрыскивая их в верхние, а иногда прибегают к уже бывшей в употреблении воде. В массу отходов можно также вдувать воздух и тем дополнительно стимулировать жизнедеятельность производящих метан микроорганизмов. В гигантском желудке отсека свалки происходит активная биодеградация, и процесс завершается не за тридцать лет, а за десять.

Встречаются биореакторы трех типов: аэробные (с продувкой воздухом), анаэробные (без продувки) и гибридные. В последних обработка производится поэтапно: чаще всего начинают с анаэробного разложения органики для получения биогаза, возвращая в верхние слои отбросов собранные жидкие продукты их окисления и добавленные водные суспензии. В Европе множатся подобные попытки обработки, в частности в вандейской коммуне Лавернь, но особенно интенсивно экспериментируют в Новом Свете. При всем том биореактор не вписывается в современные правила хранения отбросов, исключающие наличие биологически активных компонентов. Хотя использование подобных реакций в промышленных целях выглядит очень привлекательно, но практическое воплощение этих замыслов наталкивается на нерешенные вопросы, связанные, например, с равномерным увлажнением всей биомассы. Кроме прочего, попутно выделяется немало вредоносных продуктов биохимических реакций, которые пока не удается нейтрализовать.