Кашковский В.И., Войновский В.В.

СТОЧНЫЕ ВОДЫ СВАЛОК ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ

Кашковский В. И., Войновский В. В., Институт биоорганической химии и нефтехимии Национальной академии наук Украины, Киев, Украина

Существенное неблагоприятное воздействие на экологическую ситуацию оказывают твердые бытовые отходы (ТБО). Особую опасность представляют жидкие продукты гниения органической составляющей бытового мусора — так называемый фильтрат, который в отсутствие надлежащих инженерных сооружений попадает в грунтовые воды с соответствующими последствиями.
Среди многих методов, пригодных для очистки фильтрата, наиболее востребованы на сегодняшний день мембранные технологии, использование которых обеспечивает глубокую степень очистки, позволяющую сбрасывать очищенный сток в окружающую среду. Оставшийся после очистки продукт — концентрат, требует специальных методов переработки. Для его утилизации используют следующие подходы: сжигание в специальных установках; контролируемую во времени и по объему инфильтрацию в тело свалки; связывание с различными материалами.
Очевидно, что только комплексный подход, включающий стадии отбора и локализации фильтрата, его очистки, а также утилизации концентрата, способен решить важную экологическую проблему. Необходимость реализации именно такого подхода подтверждается ситуацией, имеющей место на киевской городской свалке ТБО, где из-за отсутствия эффективной системы очистки накоплено несколько сотен тысяч кубометров высокоминерализованного (сухой остаток до 30 г/л), загрязненного солями тяжелых металлов (железо, ртуть, свинец, медь, марганец и др.) и различными органическими соединениями (ХПК 20—25 г/л) фильтрата. Задействованное для его очистки оборудование мощностью 200 м³/сут, работающее по принципу обратного осмоса, физически не способно решить задачу. Кроме того, образующийся в процессе очистки концентрат не утилизируется, оставаясь на свалке в озере-накопителе, что создает дополнительную нагрузку на окружающую среду.
Институтом биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины разработана безотходная одностадийная технология, позволяющая эффективно решать проблему утилизации концентрата путем изменения его агрегатного состояния с последующим размещением полученного материала на теле свалки. Отработаны оптимальные рецептуры и технологические режимы, позволяющие получать такие материалы при затратах 5—6 грн на рецептурные составляющие для фиксации 1 м³ концентрата. Как показали детальные исследования, проведенные Институтом гигиены и медицинской экологии им. А. М. Марзеева, материалы, полученные в процессе связывания концентрата, практически водонерастворимы, относятся к 4-му классу опасности и являются безопасными для окружающей среды и человека (заключение № 5/10/6051 от 19.02.2002 г.). Так, если величина электропроводности (мкОм/см), характеризующая солесодержание, составляет для фильтрата 20 000—22 000, а для концентрата — 150 000, то эта же величина, измеренная для элюатов после выдерживания полученного материала под слоем воды (460 ед.) в течение 1, 10 и 60 сут, составляет 1350, 1370 и 1360 ед., соответственно. При определенных условиях возможно снижение приведенных величин в 1,5—2 раза.
По результатам проведенных исследований разработан технологический регламент процесса связывания концентрата, спроектирована и построена на территории свалки экспериментальная установка производительностью 30 м3/сут по концентрату. На разработанный способ подана соответствующая заявка и получено решение о выдаче патента Украины на изобретение.
Поскольку концентрат по химическому составу можно отнести к наиболее токсичным отходам, то следует ожидать положительных результатов при фиксации высококонцентрированных остатков иного происхождения.
Разработан также способ закрепления фильтрата с помощью гелеобразующих растворов. Практическая направленность работы обусловила необходимость выполнения ряда условий. Прежде всего, изменение агрегатного состояния фильтрата должно достигаться путем его механического смешения с гелеобразующими растворами. Кроме того, технология приготовления таких растворов должна быть простой, не требовать специального оборудования, высоких температур и давлений, сам процесс не должен сопровождаться тепловыми эффектами, образованием газообразных и других отходов, а в состав таких растворов должны входить доступные и недорогие, нетоксичные и пожаровзрывобезопасные реагенты. В результате были подобраны оптимальные для реальной ситуации составы гелеобразующих растворов (рецептуры на основе местной глины и жидкого стекла) и отработан процесс гелеобразования в условиях свалки. Показано, что одним объемом гелеобразующего раствора можно перевести в гелеобразное состояние до трех объемов фильтрата. Отработан вариант частичного закрепления фильтрата. Благодаря высоким адсорбционным свойствам одного из компонентов гелеобразующего раствора и конечных продуктов, неполное закрепление фильтрата сопровождается частичной очисткой незакрепленной части фильтрата в зоне действия такого раствора, а его вяжущие свойства способствуют упрочнению периметра озера-накопителя.
Составными частями как конечными продуктами образованной массы являются труднорастворимые гидроксиды тяжелых металлов, природная глина и гель кремниевой кислоты. Со временем возможно также образование труднорастворимых силикатов и карбонатов различных металлов, что, в свою очередь, способствует дополнительному упрочнению получаемого материала.
Разработанные способы нейтрализации высокотоксичных продуктов деятельности городской свалки ТБО позволяют при небольших затратах эффективно решать одну из сложных экологических проблем. Еще одним их достоинством является то, что полученные в процессе реализации предложенных технологических решений материалы остаются на территории свалки.

LANDFILL LEACHATE: PROBLEMS AND SOLUTIONS

Kashkovskiy V. I., Voinovskiy V. V., Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

The paper discusses the potential solutions to an important environmental issue of leachate management and treatment at the municipal landfill sites.
The single-stage technology has been developed for the neutralization of concentrated residue (concentrate) generated in the process of leachate treatment. The final products represents a solid insoluble material to be disposed of at a landfill site, or used as a daily cover.
The method for modifying the aggregate state of landfill leachate, generated as a result of decomposition of organic wastes, has been developed to convert the material into the gel state and further into the solid insoluble state. The paper describes the technical approach towards the full-scale development and introduction of proposed technology.

Главная страница

Сведения об авторах

Кашковский Владимир Ильич, к. х. н., с. н. с, зав. отделом, Институт биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины, Харьковское шоссе, 50, Клев, 02094, Украина. Тел./факс (044) 559-70-60

Войновский Владимир Владимирович, ведущий инженер, Институт биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины, Харьковское шоссе, 50, Киев, 02094, Украина. Тел./факс (044) 559-70-60

Последние изменения внесены 24.04.07