Захоронение

С традиционно применявшимися свалками обычно связано множество проблем – они являются рассадниками грызунов и птиц, загрязняют водоемы, самовозгораются, ветер может сдувать с них мусор и т.д. В 50-х годах впервые начинают внедряться так называемые «санитарные полигоны», на которых отходы каждый день пересыпаются почвой.

Свалка или полигон по захоронению отходов представляет собой сложнейшую систему, подробное исследование которой началось только недавно. Дело в том, что большинство материалов, которые захороняют на полигонах, появились, как и сами современные полигоны, не более 20 – 30 лет назад. Никто не знает, за какое время они полностью разложатся. Когда ученые приступили к раскопке старых полигонов, они обнаружили удивительную вещь: за 15 лет 80 % органического материала, попавшего на полигон (овощи, хот-доги) не разложилось. Иногда удавалось прочитать откопанную на свалке газету 30-летней давности. Современные полигоны оборудованы всеми типами систем, чтобы не допустить контакта отходов с окружающей средой. По иронии, именно вследствие этого, разложение отходов затруднено, и они представляют из себя своеобразную «бомбу замедленного действия».

При недостатке кислорода органические отходы на свалке подвергаются анаэробному брожению, что приводит к формированию смеси метана и угарного газа (т.е. «свалочного газа»). В недрах свалки также формируется весьма токсичная жидкость («фильтрат»), попадание которой в водоемы или в подземные воды крайне нежелательно.

Основная задача при проектировании и эксплуатации полигонов как инженерных сооружений, предназначенных и специально оборудованных для приема и консервации отходов, заключается в изоляции отходов и продуктов их разложения и трансформации от окружающей среды.

Одной из центральных проблем при консервации отходов является определение ландшафтно-географических, гидрогеологических и геологических требований к выбору участков для размещения отходов.

Можно выделить несколько основных требований, предъявляемых к расположению полигона и технологии его оборудования:

а) наличие водоупора в области полигона мощностью не менее 0,5 м (глиняный замок);

б) залегание водоносных горизонтов на глубине не менее 2 м от ложа полигона;

в) формирование искусственного противофильтрационного экрана;

г) отсутствие застройки;

д) хорошая проветриваемостъ;

е) незатапливаемость ливневыми, поводковыми водами;

ж) расположение с подветренной стороны с учетом розы ветров к ближайшему населенному пункту;

з) отсутствие карстовых явлений.

Вообще требования к современным полигонам включают требования к выбору площадки, конструкции, эксплуатации, мониторингу, выводу из эксплуатации и к предоставлению финансовых гарантий (страховка на случай бедствий и проч.).

При выборе площадки стараются избегать соседства аэропортов, площадки не располагают в поймах водоемов, поблизости от водно-болотных угодий, тектонических разломов и сейсмически небезопасных зон.

Безопасная эксплуатация полигона подразумевает следующие меры:

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

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

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

– откачку взрывоопасных газов из недр свалки (затем 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. Эта жидкость должна собираться системой дренажных труб и очищаться перед попаданием в канализацию или природные водоемы;

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

Призахоронении на полигоне теряются все ценные вещества и компоненты ТБО. Однако с учетом невысоких (по сравнению с заводами) капитальных затрат полигон еще многие годы будет оставаться самым распространенным методом обезвреживания ТБО.

По сравнению с обычной свалкой высоконагружаемый полигон ТБО является более современным в санитарно-гигиеническом и экологическом отношении объектом. Полигон может считаться высоконагруженным, если его проектная высота не менее 20 м, а нагрузка на использованную площадь превышает 10 т/м².

Типичная схема высоконагружаемого полигона ТБО приведена на рисунке 1.

1 – котлован, 2 – внутренний изолирующий слой грунта,

3 – наружный изолирующий слой грунта, 4 – слой ТБО

Рисунок 1 – Схема высоконагружаемого полигона ТБО

Размер санитарно-защитной зоны для полигона ТБО равен 500 м. Важное условие – грунты на участке размещения полигона должны быть достаточно водоупорными.

Вся территория полигона ТБО делится на две зоны: производственную и хозяйственно-бытовую, между которыми располагается буферная зона шириной 25 м.

Максимальный уровень стояния грунтовых вод должен отстоять от основания дна полигона не менее чем на 1 м.

Производственная зона разбивается на отдельные карты прямоугольной формы. Их ширина 30... 50 м, длина 30... 150 м.

Для уплотнения слоев ТБО применяются дорожные катки, бульдозеры. Мусор укладывается послойно: слой ТБО толщиной не более двух метров засыпается слоем грунта толщиной 0,25 м.

Для исключения загрязнения поверхностных и подземных вод полигон проектируется как бессточное сооружение, избыток талых и дождевых вод направляется на специальною карты-испарители.

Особенностью полигона ТБО является наличие на выезде из него ванны размером 8x3 м, в которую налит 3% раствор лизола, глубиной 0,35 м. Покидающие полигон мусоровозы дезинфицируют в этой ванне свои колеса.

Инженерное устройство полигона твердых бытовых отходов включает в себя: кольцевую автодорогу из железобетонных плит, ров для перехвата талых и дождевых вод, ограждение по периметру полигона. Экологический контроль подразумевает подбор и анализ проб грунтовых вод из сети контрольных скважин на содержание вредных химических веществ и бактериальную обсемененность.

Очевидно, что ни одна из традиционных технологий сама по себе проблемы ТБО не решит. Главной проблемой переработки ТБО является их несортированность, высокая влажность, низкая теплотворность и, как следствие, невозможность соблюдения экологически безопасной технологии складирования на полигонах, компостирования, сжигания мусора.

Создание системы первичной сортировки мусора, начиная со сбора особо опасных компонентов (ртутных ламп, батареек и т.п.), требует постепенности. Очевидно, что такая задача не может быть решена без участия населения, без проведения соответствующей разъяснительной работы, создания заинтересованности жителей и предпринимателей в сортировке ТБО. Планируя раздельный сбор отходов, нужно отдавать отчет в том, что в ближайшем будущем этот трудоемкий процесс будет абсолютно убыточным. Однако когда-то нужно начинать. И в любом случае для преодоления инерции мышления требуется значительный промежуток времени. Сбор ТБО в городах с разнотипной застройкой и соответствующим имущественным расслоением населения требует дифференцированного подхода к организации сбора ТБО. Если в одних районах города уже сейчас можно ставить контейнеры для раздельного сбора отходов, то в других еще требуется сохранить обычные металлические контейнеры, а, в третьих, в малоэтажной застройке, пакеты с отходами должны быть выставлены у ворот, а затем собраны специальной машиной. При наличии огородов было бы полезно часть органических отходов компостировать, а вывозить лишь то, что требует переработки.

Предварительная сортировка мусора позволит безболезненно перерабатывать его в городе, сохранять ценное сырье. Одновременно должно быть обращено внимание на качество упаковочных материалов, использование залоговой стоимости упаковки для финансирования переработки отходов, повышена доля потребления полуфабрикатов.

Полигоны еще длительное время останутся в России основным способом обезвреживания ТБО. Основная задача – обустройство существующих полигонов, продление их жизни, уменьшение их вредного воздействия. Лишь в крупных и крупнейших городах эффективно строительство МСЗ (или мусороперерабатывающих заводов с предварительной сортировкой ТБО). Реальна эксплуатация небольших МСЗ для сжигания специфических отходов, больничных, например. В разных частях города могут и должны применяться свои способы удаления ТБО. Это связано с типом застройки, уровнем доходов населения, другими социально-экономическими факторами. Точно также задача селективного сбора отходов в ближайшее время может быть решена лишь в относительно небольших городах со специфическим населением или отдельных городских районах.

Оптимальный технологический цикл переработки ТБО (завод XXI века) должен включать:

– раздельную сборку ТБО;

– выборку полезных для рециклинга составляющих ТБО на стадиях перегрузки, либо после бункера завода;

– осуществления рециклинга отходов;

– компостирование.

Таким образом, традиционные подходы к проблеме ТБО ориентировались на уменьшение опасного влияния на окружающую среду путем изоляции свалки от грунтовых вод, очистки выбросов мусоросжигательного завода и т.д. Нетрадиционный взгляд на проблему, состоит в том, что гораздо проще контролировать то, что попадает на свалку, чем-то, что попадает со свалки в окружающую среду.

Критерии выбора оптимальных технологий, работоспособность которых мало зависит от морфологического состава исходных ТБО, определяются комплексным характером проблемы ТБО и базируются на экологических, ресурсных и экономических требованиях. Этим требованиям, учитывающим достижения мировой практики и тенденции ее развития, отвечает проектирование и строительство комбинированных мусороперерабатывающих заводов. Построение промышленной технологии именно по принципу комбинации различных методов переработки ТБО нивелирует недостатки каждого метода, взятого в отдельности. Объединяющим процессом при этом является сортировка (в том числе на основе селективного сбора), изменяющая качественный и количественный состав ТБО. При этом повышается не только доля рецикла ряда компонентов ТБО как прибавки к сырьевому балансу страны, но и во многом решается вопрос удаления опасных бытовых отходов и балластных компонентов, вопрос оптимальной подготовки тех или иных фракций компонентов ТБО к дальнейшей переработке.

Предварительная сортировка улучшает и ускоряет процесс компостирования органических веществ ТБО, облегчает очистку компоста от примесей, снижает потребную производительность тесьма дорогостоящего биотермического и термического оборудования, улучшает состав компоста и отходящих газов, улучшает процесс сжигания, т.е. технология комплексной переработки ТБО повышает экологичность и экономичность традиционной термической и биотермической обработки ТБО. Эта технология, кроме того, повышает уплотняемость свалок неутилизируемых отходов и, как следствие, уменьшает их объем и количество проникающих в почву фильтрационных вод. Не случайно в США с 1991 г. вступил в силу закон, в соответствии с которым запрещается доставка ТБО на свалки и мусоросжигательные заводы без предварительной сортировки.