5.2. Складирование и захоронение ПО на свалках, полигонах ТБО, поверхностных и подземных хранилищах

В настоящее время такой метод складирования и обезвреживания отходов запрещен. Примитивные мусорные свалки заменяются на организованные полигоны ТБО.

Отходы складируют на грунт с соблюдением условий, обеспечивающих защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующих распространению болезнетворных микроорганизмов. На полигонах производится уплотнение ТБО, позволяющее увеличить нагрузку отходов на единицу площади, обеспечивая тем самым экономное использование земельных участков. После закрытия полигонов поверхность земли рекультивируется для последующего использования земельного участка. Все работы на полигонах по складированию, уплотнению, изоляции ТБО и последующей рекультивации участка полностью механизированы. Предельное количество токсичных ПО, допускаемое для складирования на полигонах ТБО, нормируется документом, утвержденным Главным государственным санитарным врачом СССР [22]. Основное условие приема ПО на полигоны ТБО — соблюдение санитарно-гигиенических требований по охране атмосферного воздуха, почвы, грунтовых и поверхностных вод. Главными критериями приема токсичных ПО на полигоны ТБО являются состав фильтрата при рН == 5-10, температуре 10—40°С, способность к самовозгоранию, выделению ядовитых газов, интенсивному пылению.

ПО IV класса опасности принимаются на полигоны ТБО без ограничений в количественном и качественном отношениях. Куски крупнее 250 мм укладывают в толщу рабочего слоя ТБО, а отходы, имеющие фракционный состав 0,15— 250 мм, содержащие вредные вещества в допустимых пределах, используются в качестве изолирующего слоя. Эти отходы характеризуются содержанием токсичных веществ в водной вытяжке (1л воды на 1 кг отходов) на уровне фильтрата из ТБО, а интегрирующие показатели БПКпл и ХПК составляют не более 300 мг/л

ПО IV—III классов опасности, принимаемые в ограниченном количестве (не более 30 % массы ТБО) и складируемые совместно с бытовыми, характеризуются содержанием в водной вытяжке токсичных веществ на уровне фильтрата из ТБО и значениями БПК20 и ХПК - 4000--5000 мг/л 02 (близки по показателям к фильтрату из ТБО).

Слой захораниваемых на свалках ТБО и ПО достигает обычно большой толщины. После исчерпания возможности складирования свалки засыпают землей, но в толще отходов в течение десятков лет идут биологические процессы анаэробного сбраживания органической части отходов с выделением биогаза [5, 24]. На местах бывших крупных свалок в ряде случаев считается экономичным наладить промышленную добычу биогаза. Так, в окрестностях Лос-Анджелеса расположен рекреационный комплекс площадью 243 га. Около 62 га этой территории в период с 1951 по 1969 г. использовались в качестве санитарной засыпной свалки ТБО и ПО. В настоящее время на этом месте размещены спортивные сооружения, выставочный центр и конференц-зал, ипподром, гостиница и другие коммерческие и бытовые постройки.

В СССР проблемой получения биогаза из свалок занимается АКХ им. Памфилова, Главмосдоруправление и другие организации. Шламонакопители -- основной тип промышленных хранилищ, которые строят по одно- и многокаскадному принципу с созданием плотины, берегов и чаши шламохранилища. Для того чтобы сливаемые промышленные стоки не фильтровались через стенки и дно прудов-отстойников, применяются экраны из различных материалов. Экраны из суглинка являются наиболее распространенными. Однако этот способ защиты имеет ряд существенных недостатков – при экранировании больших площадей он трудоемок: послойная укладка, смачивание, укатка дорог требуют сотен тысяч кубических метров грунта. Кроме того, он недостаточно эффективен, так как не исключает полностью фильтрации и с течением времени подвергается разуплотнению.

Экраны из полиэтиленовой пленки являются более эффективными, так как практически полностью исключают фильтрацию, при этом способе не требуется разработки карьеров качественного грунта, он дешевле, чем суглинистый экран. Однако этот способ имеет и недостатки: необходимы тщательная планировка поверхности, удаление растительных остатков и крупных включений из грунта. Кроме того, соединение швов пленки является трудоемким процессом; для стоков химической промышленности требуется предварительное изучение влияния химических компонентов на пленку; после пуска в эксплуатацию пруда-накопителя экран из пленки практически недоступен ремонту и трудно восстановим.

Экран из битумно-латексных покрытий делают так: по выровненному и уплотненному гладкими катками основанию укладывают слой крупнозернистого асфальтобетона толщиной 5 см, который покрывают битумно-латексной эмульсией в 3 слоя по 2 мм.

Для экранирования применяют противофильтрационные стенки из заглинизированных грунтов с применением высокодисперсных глин. Недостатком этого способа является сезонность работ при возведении стенки. При существующей технологии создание стенки в зимнее время затруднено в связи с нарушением процессов глинизации и диспергирования частиц в растворах и невозможностью их отложения на грунтах, подлежащих экранированию.

На рис. 86 показана схема захоронения отходов в шламонакопителе, предложенная компанией "Юнион Карбайд" (США). Годовое количество отходов предприятий указанной компании в штате Вирджиния превышает 12 000 Мо твердых и полужидких веществ. Эти отходы в зависимости от физико-химического состава перед захоронением подвергают предварительной обработке. Горючие материалы (около 70 м³ /cут) сжигают до получения твердого остатка в специальных печах, инертные материалы (около 110 м^з/cyт) подвергают дроблению, металлы (около 7 м³ /сут) — сепарации. Полученные в итоге отходы уплотняют и ими заполняют специально созданную ступенчатую выемку. Конструкция выемки и ее размещение создают условия для стока грунтовых и подземных вод в специальный бассейн-сборник, из которого они подаются на биологическую очистку, а шлам возвращается на захоронение.

Рис. 86. Схема захоронения отходов, разработанная компанией "Юнион Карбайд" (США)

1 - водонепроницаемый слой; 2 - ступенчатое заполнение; 3 – проницаемый слой; 4 - удерживающая насыпь; 5 - сборник сточных вод

Свалка не влияет на окружающую среду, что подтверждается данными контрольных постов вокруг нее.

Подземное захоронение промстоков путем их закачки в глубокие скважины получило распространение в ряде зарубежных стран. К преимуществам данного метода относится уменьшение загрязнения поверхностных вод, а также исключение при таком захоронении необходимости их полного обезвреживания.

Значительный опыт подземного захоронения промстоков имеется в США. Так, фирма "Дау Кемиклкомпани" начала использовать для этой цели глубокие скважины еще в 20-х годах. В США подземное захоронение промстоков разрешено законодательством в 30 штатах. Средняя скорость закачивания (для 100 скважин подземного захоронения отходов США) составляет 135 галлонов в минуту (510 л/мин). На начале 70-х годов в США имелось 124 зарегистрированных скважины со следующим распределением по отраслям промышленности, %:

химическая, нефтехимическая, фармацевтическая -55;

очистные предприятия, установки на природном газе - 20:

производство металлов (главным образом сталеплавильных заводов) --7;

остальные -- 18.

В Канаде в настоящее время зарегистрирована 31 скважина' для захоронения. ПО. Захоронение отходов может производиться на различные глубины посредством одной-двух хорошо оборудованных скважин большого диаметра. В качестве пластов-коллекторов большей частью выбираются горизонты, залегающие на глубине более 1000—1500 м, что, по-видимому, обусловлено соображениями экономического характера.

Жидкие отходы калийной промышленности в ГДР, сосредоточенные по р. Верра (земли Тюрингии и Гессена), начиная с 1925 г. сбрасываются под землю. Они представляют собой концентрированные растворы (с минерализацией 300— 400 г/л) NaCI, MgCl₂, MgSО₄.

В "Основах законодательства Союза ССР и союзных республик о недрах" сказано (ст. 9), что "захоронение вредных веществ и отходов производства, сброс сточных вод является одним из видов пользования недрами...Предоставление недр для захоронения вредных веществ и отходов производства, сброса сточных вод допускается только в исключительных случаях и при соблюдении специальных требований и условий". Таким образом, подземное захоронение ПО (жидких и твердых) следует рассматривать только как метод весьма ограниченного применения.

В СССР подземное захоронение промстоков преимущественно связано с удалением сточных вод нефтепромыслов. Так, в Башкирии на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности с 1955 г. производится сброс в поглощающие горизонты нефтепромысловых сточных вод. Количество сбрасываемых стоков составляет несколько тысяч кубометров в сутки.

Сточные воды нефтепромыслов отличаются обычно высокой минерализацией и во многих случаях значительным содержанием сероводорода. Например, сточные воды НПО "Чапаевскнефть" (Среднее Поволжье) характеризуются минерализацией 390 г/л, в составе этих вод преобладают Cl, Na, Mg, Ca.

Как показала практика подземного захоронения, наиболее пригодными для сброса промстоков являются осадочные породы: песчаники, известняки, доломиты, обладающие достаточно высокой проницаемостью. Пласт-коллектор должен залегать ниже уровня грунтовых вод, быть хорошо изолирован и не содержать подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевых и промышленных целей. Такие пласты-коллекторы залегают, как правило, на глубине свыше 300-400 м.

Стоки, подлежащие подземному захоронению, по стандартам США не должны содержать большого количества взвеси, волокон, коллоидных частиц, органических осадков. Их следует подвергать предварительной обработке с целью удаления этих компонентов. Закачиваемые стоки не должны содержать масла, жиры, парафины, осмоляющие вещества, а также составы, способствующие бактериальной деятельности, так как все это может привести к очень быстрой закупорке призабойной зоны скважины и выходу ее из строя.

Выбор участка для подземного захоронения отходов весьма сложен и оценивается по многим геологическим, гидродинамическим и санитарным критериям. Недостатками метода подземного захоронения являются:

· · невозможность надежного контроля за распространением в пласте загрязняющих веществ;

· · трудности, связанные с техникой подземного удаления большого числа промышленных стоков;

· · необратимое загрязнение многих подземных формаций;

· · возможность попадания отходов путем диффузии и конвекции в естественные подземные потоки;

· · отсутствие информации о поведении отходов при их вступлении в контакт с растворами и породами формации в условиях повышенных температур и давлений;

· · повышение или понижение токсичности некоторых компонентов отходов из-за размывания;

· · возможность образования более токсичных соединений в результате химического взаимодействия между относительно безвредными соединениями.