Складирование на полигонах

С традиционно применявшимися свалками обычно было связано множество гигиенических проблем. Они являлись рассадниками грызунов и птиц, источниками загрязнения водоемов, подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха и территории населенных мест, небезопасны они также и в противопожарном отношении. На смену свалкам в 50-х годах прошлого века начинают внедряться «полигоны ТБО», на которых отходы каждый день пересыпаются почвой. На сегодняшний день в мировой практике полигонное захоронение является основным методом депонирования ТБО. В первую очередь, это связано с тем обстоятельством, что данный метод технологически несложен, но в то же время экологическая ненадежность полигонов приводит к поиску альтернативных, более благоприятных в гигиеническом отношении методов обезвреживания ТБО.

Полигон по захоронению ТБО представляет собой сложнейшую систему, подробное исследование которой началось сравнительно недавно. Дело в том, что большинство материалов, которые захороняют на полигонах, появились, как и сами современные полигоны, не более 20–30 лет назад. При раскопке старых полигонов было обнаружено, что за 15 лет 80 % органического материала, попавшего на полигон, не разложилось. Кроме того, в условиях недостатка кислорода органические отходы на полигонах подвергаются анаэробному брожению, что приводит к формированию смеси метана и угарного газа (свалочного газа). В недрах свалки также формируется фильтрат, попадание которого в поверхностные водоемы или в подземные водоносные горизонты крайне нежелательно. Поэтому создание полигонов ТБО, прежде всего, требует соблюдения жестких условий:

1. Рациональный выбор площадки под строительство ТБО с возможностью выделения санитарно-защитной зоны.

2. Устройства гидрозащитных оснований с применением водоупорных материалов (специальных полиэтиленовых пленок — мембран, глин с низким коэффициентом фильтрации, кислых гудронов).

3. Механизированного послойного уплотнения ТБО с помощью специальных тракторов-трамбовщиков или катков-уплотнителей.

4. Промежуточной изоляции минеральным грунтом или инертными материалами (шлам, строительный мусор).

5. Системы постоянного мониторинга за эксплуатацией полигона.

6. Своевременный и безопасный вывод из эксплуатации.

Безопасная эксплуатация полигона подразумевает следующие меры:

– процедуры исключения опасных отходов и ведение записи по всем принимаемым отходам и точным координатам их захоронения;

– обеспечение ежедневного перекрытия сваливаемых отходов грунтом или специальной пеной для предотвращения разноса отходов;

– борьбу с переносчиками болезней (крысами и т. д.) обычно обеспечивается использованием ядохимикатов;

– откачку взрывоопасных газов из недр свалки (метан может быть использован для производства электричества — по всей Великобритании подобные установки производят 80 МВт), для этого в нее должны быть встроены специальные вертикальные перфорированные трубы;

– на полигон должен осуществляться только контролируемый доступ людей и животных — периметр должен быть огорожен и охраняться;

– гидротехнические сооружения должны минимизировать попадание дождевых стоков и поверхностных вод на полигон, а все поверхностные стоки с полигона должны направляться на очистку; жидкость, которая выделяется из отходов не должна попадать в подземные воды — для этого создаются специальные системы гидроизоляции;

– фильтрующаяся жидкость должна собираться системой дренажных труб и очищаться перед попаданием в канализацию или природные водоемы;

– регулярный мониторинг воздуха, грунтовых и поверхностных вод в окрестностях полигонах.

Особое внимание уделяется выводу полигона из эксплуатации и последующей рекультивации.

Мусоросжигание

Из методов промышленной переработки ТБО в мировой практике широкое распространено сжигание на специальных заводах с утилизацией тепла или без нее. В начале 80-х годов были построены мусоросжигательные заводы (МСЗ) «нового поколения» (снабженные высокотехнологичными устройствами очистки выбросов). В настоящее время существуют различные виды термической переработки ТБО. К наиболее распространенным из них относятся — сжигание на решетках, сжигание в «кипящем» слое, пиролиз и т. д. Мусоросжигание наиболее распространено в Японии, Германии и Франции. В европейских странах путем сжигания ликвидируется 20–25 % объема городских отходов, в США — 8 %, в Японии — свыше 65 %.

К положительным факторам мусоросжигания относятся:

– многократное уменьшение объема ТБО (примерно в 10 раз);

– устранение неблагоприятных свойств ТБО: запаха, выделения токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для птиц и грызунов;

– уменьшение затрат по транспортировке;

– рекуперация (использование) тепла.

В тоже время, ряд отрицательных факторов, присущих данному методу, ограничивает распространение МСЗ:

– загрязнение воздушного бассейна продуктами сгорания ТБО (тяжелые металлы, соединения хлористого и фтористого водорода, золой, оксидами серы и азота, фуранами и диоксинами, которые отрицательно влияют на здоровье населения).

– высокая удельная капиталоемкость строительства (в 7–15 раз выше, чем у полигонов ТБО), причем, около половины капитальных расходов при строительстве МСЗ уходит на установку достаточно сложных систем очистки выбросов;

– безвозвратная потеря ценных вторичных ресурсов;

– до ¹/₃ эксплуатационных расходов МСЗ уходит на плату за захоронение золы, образующейся при сжигании мусора, которая по весу составляет до
30 % от исходного веса отходов, т. к. она представляет собой гораздо более экологически опасное вещество, чем ТБО сами по себе.

В результате стоимость сжигания отходов оказывается ничуть не ниже, чем стоимость их обезвреживания на полигонах ТБО (рис. 4).

Мусоросжигание — это достаточно сложный и высокотехнологичный вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки ТБО. При разделении из ТБО стараются удалить крупные объекты, металлы (как магнитные, так и немагнитные) и дополнительно их измельчить. Для того, чтобы уменьшить вредные выбросы в атмосферу, необходимо удалить батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным.

Строительство предприятий по сжиганию ТБО является возможным, при соблюдении следующих условий:

1. Приемлемый для сжигания состав отходов с достаточной теплотворной способностью.

Рис. 4. Стоимость сжигания отходов и захоронения на полигонах

2. Достаточный объем отходов.

3. Наличия экологически безопасного места для захоронения продуктов сжигания.

4. Возможности организации системы мониторинга за эксплуатацией МСЗ.

5. Достаточный объем финансирования.

Компостирование

Компостирование — это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического, прежде всего, растительного происхождения, таких как листья, ветки и скошенная трава. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а так же неразделенного потока ТБО. Как показывает мировая практика, сочетание предварительной промышленной сортировки и утилизации ценных вторичных ресурсов с компостированием органики следует считать одним из современных и перспективных методов переработки ТБО. Предварительное извлечение из ТБО основных источников тяжелых металлов (аккумуляторы, батарейки, цветные металлы, лакокрасочные и некоторые упаковочные материалы) позволяет получить компост, представляющий собой ценное органическое удобрение, которое может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве.

Компостирование, применяемое в странах СНГ на механизированных мусороперерабатывающих заводах, представляет собой процесс сбраживания в биореакторах всегообъема ТБО, а не только его органической составляющей. Хотя характеристики конечного продукта могут быть значительно улучшены путем извлечения из отходов металла, пластика и т. д., все же такой компост — достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение (на Западе такой «компост» применяют только для покрытия свалок).

В нашей стране компостирование с помощью компостных ям часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. В то же время процесс компостирования может быть централизован и должен проводиться на специальных площадках (полях компостирования). Существует несколько технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больших площадей, и процесс компостирования занимает больше времени, что видно из приводимой ниже классификации технологий компостирования.

Технологии компостирования:

Минимальная. Компостные кучи размером 4 м в высоту и 6 м в ширину. Переворачиваются раз в год. Процесс компостирования занимает от 1 до 3 лет в зависимости от климата. Необходима относительно большая санитарно-защитная зона.

Низкого уровня. Компостные кучи — 2 м в высоту и 3–4 м в ширину. В первый раз кучи переворачиваются через месяц. Следующее переворачивание и формирование новой кучи — через 10–11 месяцев. Компостирование занимает 16–18 месяцев.

Среднего уровня. Кучи переворачиваются ежедневно. Компост готов через 4–6 месяцев. Капитальные и текущие затраты выше.

Высокого уровня. Требуется специальная аэрация компостных куч. Компост готов уже через 2–10 недель.