Захоронение ТБО. Наибольшее распространение в России получил метод захоронения ТБО. Причем этот метод подразделяется на два типа: организованное и неорганизованное.

Количество неорганизованных мест захоронения ТБО (свалок) растет с каждым годом. Свалки бытовых отходов занимают большие участки земли, необходимой человеку для производства сельскохозяйственной продукции. В России свалки, по различным прогнозам, занимают более 20 тыс. га.

Никто не контролирует состава поступающих на свалки отходов. В связи с этим возникаем высокая вероятность попадания на них высокотоксичных промышленных отходов.

Свалки представляют серьезную опасность как для окружающей среды, так и для здоровья населения. Они являются мощными загрязнителями атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод.

В результате сложных биохимических реакций, происходящих в отходах, в атмосферу выделяется так называемый мусорный газ (биогаз), компонентами которого являются: СН₄, СО₂, СО, H₂S и другие вещества.

В связи с наличием в составе мусорного газа значительного содержания метана возможно возникновение взрывов и пожаров на территории свалок ТБО. Возгоранию на свалках отходов может также способствовать наличие бумажных и древесных отходов, способных к возгоранию в результате саморазогрева массы отходов.

Особую опасность свалки ТБО представляют для подземных и наземных вод. Наиболее опасным считается фильтрат, формирующийся в теле полигона при взаимодействии отходов с атмосферными осадками. В составе фильтрата могут присутствовать высокотоксичные вещества (соединения тяжелых металлов, фенолы и др.), способные привести к негативным последствиям при попадании их в поверхностные или подземные воды. Образующийся фильтрат представляет опасность не только для грунтовых вод, так как возникает вероятность загрязнения той твердой породы, через которую эта загрязненная вода протекает. Это делает очистку и восстановление водоносного пласта трудным и дорогостоящим делом. Необходимо особо отметить тот факт, что на пути фильтрата со свалок находятся только естественные породы, которые обладают различными коэффициентами фильтрации. Если учесть, что свалки ТБО обычно устраиваются в пониженных формах рельефа (овраги и т.п.), вероятность загрязнения грунтовых вод значительно увеличивается.

Уменьшить негативное влияние мест захоронения ТБО призвано организованное их захоронение на территории специально оборудованных полигонов (в США их называют санитарными земляными засыпками).

Технология захоронения на полигонах заключается в послойном уплотнении отходов, размещаемых на ограниченной площади – рабочей карте, изоляции уплотненной их массы слоем грунта или инертного материала.

На действующем полигоне в качестве основных работ выполняют прием (выгрузку), складирование и изоляцию ТБО. В настоящее время все работы на полигонах по складированию, уплотнению, изоляции отходов и последующей рекультивации занимаемых ими участков полностью механизированы.

Учет количества ТБО, принимаемых для захоронения, ведут в специальном журнале учета. Для исключения несанкционированного ввоза для захоронения отходов, содержащих радионуклиды, при поступлении на полигон их подвергают радиационному контролю.

Организацию работ на полигоне определяет технологическая схема его эксплуатации, разрабатываемая в составе проекта. Основной перечень технологических операций, выполняемых при эксплуатации полигонов ТБО, приведен на рис. 5.1.

При эксплуатации полигонов ТБО используют два основных метода – поверхностной и траншейной засыпки.

При методе поверхностной засыпки отходы укладывают на поверхности земли, уплотняют и покрывают слоем изолирующего грунта. Использование данного метода не зависит от топографических особенностей местности.

Метод траншейной засыпки применяют главным образом в районах с горизонтальной или слегка наклоненной поверхностью почвы. При использовании данного метода прокладываются траншеи, куда и помещаются ТБО. Основным достоинством данного метода является то, что в качестве материала засыпки можно использовать грунт, полученный в результате прокладки траншей.

На полигонах ТБО возможно использование двух методов укладки отходов: метод «надвига» и метод «сталкивания». При укладке по методу «надвига» отходы укладывают снизу вверх. Складирование ТБО методом «сталкивания» осуществляют сверху вниз. При методе «сталкивания», в отличие от метода «надвига», мусоровозный транспорт разгружают на верхней изолированной поверхности рабочей карты, образованной в предыдущий день.

Рис. 5.1. Технологические операции при эксплуатации

Полигонов

Возможный ущерб окружающей природной среде от полигонов ТБО обусловлен теми же факторами, что и при функционировании свалок:

· загрязнением поверхностных и подземных вод;

· выделением биогаза, образующегося в результате биохимических процессов разложения массы отходов в атмосферу, что приводит к опасности возникновения взрывов, пожаров, наличию неприятного запаха;

· пожарами на территории полигонов ТБО.

Для снижения негативного влияния полигонов ТБО на окружающую природную среду в проектной документации должен быть предусмотрен комплекс природоохранных мероприятий. Правильная организация захоронения ТБО на полигоне и соблюдение всех правил его эксплуатации в течение срока действия полигона позволяет существенно снизить нагрузку на окружающую среду.

В настоящее время актуальными являются вопросы, относящиеся к правильному выбору места для организации полигонов ТБО и касающиеся превентивной оценки их опасности для окружающей природной среды и здоровья населения на начальных стадиях проекта.

Для снижения вероятности загрязнения поверхностных и подземных вод фильтратом с мест захоронения ТБО практикуется использование ряда мер:

· изоляция (водоупорными породами или полимерными материалами) и уплотнение основания полигона;

· покрытие уже заполненных участков полигона водонепроницаемым слоем, которым может быть, например, слой полимерной пленки;

· организованный сбор и очистка фильтрата.

Для минимизации и предотвращения отрицательного влияния биогаза осуществляется его откачка через систему горизонтальных перфорированных труб, соединенных с вертикальными коллекторами. Собранный газ сжигается с целью производства электрической энергии или для отопления близлежащих районов. В мировой практике добыча и утилизация биогаза начала осваиваться в 70-80 годах XX века в США, затем в странах Европы. Во многих странах биогаз рассматривается как альтернативный источник энергии. Однако необходимо отметить тот факт, что получаемый газ является низкосортным топливом и требует очистки от сопутствующих компонентов (часть из которых может быть токсичными), что значительно удорожает его использование для получения энергии.

Еще одним источником загрязнения атмосферы являются пожары на территории мест захоронения ТБО. Пожары в теле полигона могут возникать стихийно при саморазогреве мусорной массы за счет протекающих в ней процессов микробиологического разложения, причем гореть могут как сам мусор, так и выделяющийся из тела полигона мусорный газ. В отличие от мероприятий по защите поверхностных и подземных вод, меры по снижению вероятности возникновения пожаров являются не столь эффективными. Процесс возникновения локальных пожаров совершенно естественен на территории полигонов ТБО, так как в состав отходов входит большое количество горючих органических веществ, в первую очередь целлюлозосодержащих материалов. Горение компонентов ТБО приводит к эмиссии в атмосферу целого ряда загрязняющих веществ, среди которых, помимо оксидов азота, углерода, соединений хлора и серы, могут присутствовать диоксины и диоксиноподобные соединения. Данный факт позволяет отнести места захоронения ТБО к потенциальным источникам эмиссии суперэкотоксикантов.

Комплексный подход к решению проблемы ТБО. Наиболее перспективной в настоящее время является концепция комплексного управления отходами (КУО). В основе этой концепции лежит изменение взгляда на то, чем являются бытовые отходы. Согласно этой концепции, бытовые отходы состоят из различных компонентов, которые не должны в идеале смешиваться между собой, а должны утилизироваться отдельно друг от друга наиболее экономичными и экологически приемлемыми способами.

КУО предполагает, что в дополнение к традиционным способам (мусоросжиганию и захоронению) неотъемлемой частью утилизации отходов должны стать мероприятия по сокращению количества отходов, вторичная переработка отходов и компостирование. Только комбинация нескольких взаимодополняющих программ и мероприятий, а не одна технология, пусть даже самая современная, может способствовать эффективному решению проблемы ТБО.

Для каждого конкретного населенного пункта необходим выбор определенной комбинации подходов, учитывающий местный опыт и местные ресурсы. План мероприятий по комплексному управлению отходами основывается на изучении потоков отходов, оценке имеющихся вариантов и включает осуществление небольших «экспериментальных» проектов, позволяющих собрать информацию и приобрести опыт.

При реализации мероприятий и конкретных программ на местах в первую очередь должны рассматриваться мероприятия по первичному сокращению отходов, затем по вторичному сокращению: повторному использованию и переработке оставшейся части отходов и в самую последнюю очередь – мероприятия по утилизации или захоронению тех отходов, возникновения которых не удалось избежать и которые не поддаются переработке во вторсырье.

Первичное сокращение отходов подразумевает уменьшение общего количества отходов, а также уменьшение их токсичности и иных вредных свойств. Сокращение отходов достигается вследствие переориентации производителей и потребителей на продукты и упаковку, приводящие к меньшему количеству отходов.

Вторичная переработка (включая компостирование) – это вторая ступень иерархии. Под вторичной переработкой понимается повторное использование некоторых компонентов отходов. Обязательным условием для осуществления их вторичной переработки является селективный сбор компонентов ТБО. Причем сбор компонентов в высокоразвитых странах осуществляется как местными жителями (на месте образования), так и в промышленных условиях. Именно вторичной переработке в настоящее время в развитых странах уделяется наибольшее внимание. В России также создаются проекты комплексов по сбору и утилизации ТБО.

После разделения компоненты, подвергающиеся вторичной переработке, вовлекаются в производственный цикл, а часть ТБО, подвергающаяся биологической деструкции, направляется на заводы по производству компоста.

К неутилизируемой части ТБО могут быть применены наиболее распространенные методы: складирование и термическая деструкция. Как дополнительный метод может также использоваться метод брикетирования.

Брикетирование твердых бытовых отходов – сравнительно новый метод в решении проблемы их удаления. Брикеты, широко применяющиеся в течение многих лет в промышленности и сельском хозяйстве, представляют собой одну из простейших и наиболее экономичных форм упаковки. Уплотнение, присущее этому процессу, способствует уменьшению занимаемого объема и как следствие приводит к экономии при хранении и транспортировке. Преимущественно в промышленности и сельском хозяйстве брикетирование используют для спрессовывания и упаковки гомогенных материалов (однородны по составу, размеру и форме).

Основным достоинством брикетирования является уменьшение объема отходов, а следовательно, уменьшение затрат на транспортировку, площадей, занимаемых складируемыми отходами.

Трудности в процессе брикетирования бытовых отходов возникают из-за того, что они являются гетерогенными по своему составу. Усредненные характеристики этих отходов могут быть неодинаковы не только в различных районах страны, но и в различных частях одного города. Состав любой партии отходов, поданной в фасовочный механизм, может заметно отличаться от среднего состава, а готовые брикеты – от стандартных. В целом, брикетирование как сопутствующий метод может быть использовано для отдельных компонентов отходов: бумаги, пластмассы, металлических изделий.

Перспективность идеи комплексного управления отходами подтверждается рядом публикаций как в зарубежной, так и в отечественной печати. Широкое же внедрение в практику данного подхода в России в ближайшее время не представляется возможным в виду необходимости значительных материальных затрат, изменения культурных и ценностных ориентиров населения.