Научно-методическое обоснование снижения эмиссии загрязняющих веществ полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) биотехнологическими методами

Рудакова, Лариса Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Научно-методическое обоснование снижения эмиссии загрязняющих веществ полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) биотехнологическими методами
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Научно-методическое обоснование снижения эмиссии загрязняющих веществ полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) биотехнологическими методами"

На правах рукописи

Рудакова Лариса Васильевна

НАУЧНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СНИЖЕНИЯ ЭМИССИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПОЛИГОНОВ ЗАХОРОНЕНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ (ТБО) БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Специальность 11.00.11 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Пермь 2000

Работа выполнена на кафедре охраны окружающей среды Пермского государственного технического университета

Научные консультанты: доктор медицинских наук, профессор

Вайсман Я.И.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Басов В.Н.

доктор химических наук, профессор Онорин С.А.

доктор биологических наук, профессор Ременников В.Г.

Ведущая организация: Академия коммунального хозяйства

им. К.Д. Памфилова, г. Москва

Защита состоится на заседании

диссертационного совета Д.063.59.06 в Пермском государственном

университете им. A.M. Горького по адресу: 614600, ГСП, г. Пермь, ул. Букирева, 15, зал заседания Ученого совета

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Пермского государственного университета Факс (3422) 33 -39 - 83

Автореферат разослан « 9 » LUO^uX &G>&0 i Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор геолого-минералогических наук (j.C^^'^s^^f Дублянская Г.Н.

H92»-f . Y03 , О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Состав и объем твердых бытовых отходов (ТБО) разнообразны и зависят от многих факторов: страны, климатических условий местности, сезона года и т.д. Ежегодно количество ТБО на душу населения увеличивается во всем мире (в США, например, на 10 % каждые десять лет). В России производится около 32 млн. т отходов в год. Несмотря, на существование современных промышленных технологий обезвреживания и утилизации отходов (сжигание на мусоросжигательных заводах, аэробная ферментация с получением стабилизированного органического продукта и анаэробная ферментация), способ утилизации и обезвреживания ТБО на свалках и полигонах наиболее распространен. В России до 96 - 98 % ТБО складируется на полигонах, из которых по данным Госкомприроды, 88 % находится в неудовлетворительном состоянии.

Продукты биоразложения ТБО вызывают загрязнение компонентов биосферы (почв, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха). Эмиссии биогаза, состоящие на 60 % из метана, приводят к появлению неприятных запахов, закислению грунтовых вод и оказывают угнетающее действие на корневую систему растений. При нарушениях технологии складирования ТБО или неправильной эксплуатации свалки возможны взрыво-и пожароопасные ситуации. Фильтрационные воды содержат растворенные органические и неорганические соединения, относящиеся к различным классам химических соединений, опасны в санитарно-эпидемиологическом отношении, так как содержат болезнетворные бактерии, вирусы, яйца гельминтов.

В настоящее время существуют технологии снижения эмиссии загрязняющих веществ от свалок ТБО. Так, для очистки фильтрационных вод используются следующие традиционные методы очистки: физико-химические - химическая коагуляция и флокуляция, адсорбция активным углем, обратный осмос, адсорбция на полимерах, химическое окисление, выпаривание и облучение; биохимические - аэробная и анаэробная интенсивная очистка, очистка в аэрационных прудах. Анализ литературных источников показал, что ни один из перечисленных методов не является достаточно эффективным. Например, озонолиз, катионный обмен, адсорбция на активном угле и обратный осмос снижают концентрацию органического углерода на 48, 53, 86, 91 - 96 % соответственно. Кроме того, многие перечисленные' технологии являются материале- энергоемкими и технологически сложными.

Известен метод рециркуляции фильтрата через тело свалки ТБО. Общее воздействие рециркуляции заключается в увеличении влажности отходов, что ускоряет процесс биодеградации отходов, и в дополнительном осаждении сульфидов тяжелых металлов. При этом концентрация ионов аммония, хлорид-ионов и ХПК может оставаться достаточно высокой и после нескольких циклов рециркуляции возрастать.

Использование биогаза, образующегося на свалках, в качестве источника энергии имеет перспективы при условии значительных количеств выхода метана, достаточной изученности процесса метаногенеза на данном

объекте складирования отходов и экономической целесообразности. На современных полигонах захоронения ТБО уменьшение негативного воздействия биогаза осуществляется методом сжигания или внедрением комплекса технических мероприятий, направленных на эффективное рассеивание биогаза в атмосферном воздухе, что не снижает появление неприятных запахов от полигона.

Недостаточная эффективность существующих технологий снижения эмиссии загрязняющих веществ от свалки ТБО заключается в том, что проводимые мероприятия носят в основном технический характер, что позволяет уменьшить воздействие уже образовавшихся продуктов разложения органических веществ, не влияя при этом на процессы, происходящие в теле свалки, делая ее неуправляемой. При разработке технологических схем снижения эмиссии не рассматривается жизненный цикл ТБО и не учитывается длительное существование биореактора, эмиссии которого представляют опасность и в постэксплуатационный период.

С целью разработки более эффективных технологий снижения эмиссии необходимо рассматривать свалку как биологический реактор и управлять им в соответствии с биотехнологическими принципами. Однако, теория управления свалкой ТБО, как биореактором, только начинает складываться из-за сложного характера поведения отходов, связанного с наслаиванием нового материала через неравные промежутки времени. Следовательно, актуальным является научно-методическое обоснование и разработка биотехнологических методов снижения экологической нагрузки полигонов ТБО на компоненты окружающей природной среды, в основе которых лежат природные механизмы самоочищения, способные функционировать длительное время без вмешательства человека.

Работа является обобщением результатов исследований, выполненных в рамках госбюбжетных НИР №№ 01970004985, 01980006593, 01940001427, а также совместного Европейского проекта ТЕМПУС-ТАСИС Т1ЕР-10333-97.

Объект исследований. Полигоны захоронения ТБО крупных городов и малых населенных пунктах с учетом жизненного цикла: на этапах эксплуатации, рекультивации, постэксплуатационного обслуживания.

Предмет исследований. Процессы трансформации органических соединений и управление потоками органического углерода на полигоне захоронения ТБО.

Цель работы. Научно-методическое обоснование и разработка биотехнологических методов снижения экологической нагрузки полигонов ТБО на окружающую природную среду.

Основные задачи исследований.

• Выявить закономерности биодеградации органических веществ на полигоне ТБО, провести комплексный анализ воздействия полигонов ТБО на окружающую природную среду и оценить существующие технологии снижения эмиссии загрязняющих веществ с учетом этапов жизненного цикла ТБО.

• Провести экологический анализ влияния полигонов захоронения твердых бытовых отходов на окружающую природную среду (на конкретных примерах).

• Разработать технологии и технические средства утилизации биологической фракции ТБО методом компостирования, определить оптимальные параметры процесса.

• Разработать технологию и технические средства для вермикомпостирования биологической фракции ТБО, определить оптимальные параметры процесса.

• Экспериментально обосновать и установить свойства загрузочных материалов биофильтра и определить механизмы процесса деградации веществ-одорантов; разработать технологию и конструкцию установки для дезодорации отходящих газов в процессах аэробной стабилизации и компостирования ТБО.

• Экспериментально обосновать использование загрузочных материалов биосорбционного фильтра и определить параметры процесса сорбции органических веществ, разработать комплексную технологию и технические средства очистки фильтрационных вод полигона ТБО.

• Разработать концепцию управления полигоном ТБО, как биологическим реактором, и научно-методические принципы выбора оптимального комплекса биотехнологических методов снижения эмиссии загрязняющих веществ на полигонах захоронения ТБО.

Методы исследований. Научные положения диссертационной работы установлены с использованием современных унифицированных и стандартизованных органолептических, физико-химических (атомно-адсорбционная спектрометрия, хроматография, титро-, фото-, нефело-, гравиметрия), биологических (микробиологических, геоботанических) методов. Методы исследования включали: анализ, сравнение, обобщение, аналогию, статистическую обработку данных.

Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Особенности воздействия полигонов захоронения ТБО с учетом этапов жизненного цикла на окружающую природную среду и последствия эмиссии, заключающиеся в интенсивном протекании в толще отходов физико-химических и биохимических процессов, приводящих к деградации сложных органических веществ и образованию биогаза и фильтрационных вод [17, 22, 26,30].

2. Методы, технологии и технические средства утилизации биологически разлагаемой фракции бытовых отходов для снижения потока органического углерода, поступающего на полигон ТБО. Уменьшение количества органического углерода достигается за счет организационных мероприятий: сбор и переработка утилизируемых фракций отходов (бумага, металл, текстиль); выделение потока биологических отходов (пищевые отходы, обрезь деревьев, укосы газонов, листовой опад). Технология компостирования биологических отходов включает аэробную стабилизацию отходов в

биотуннеле и компостные площадки для дозревания компоста [2, 17, 20, 21, 26, 27,30].

3. Технологии и технические средства утилизации биологической фракции ТБО методом вермикомпостирования. Использование культуры дождевых червей, адаптированных к перерабатываемым отходам, позволяет получать гумифицированное органическое удобрение - биогумус, характеризующийся высокими агрохимическими показателями. Эффективная переработка отходов достигается при использовании биореакторов вертикального типа [4- 13, 27,30].

4. Технология и техническое решение дезодорации отходящих газов, образующихся в процессах аэробной стабилизации и компостирования ТБО. Технология дезодорации основана на использовании биофильтров эффективно удаляющих меркаптан, сероводород, аммиак, фенол [24, 25, 30].

5. Комплексная технология и технические средства очистки фильтрационных вод полигона ТБО на стадии длительной эксплуатации или рекультивации, предусматривающая снижение воздействия полигонов на земельные и водные ресурсы, прилегающей территории. Разработанная технология основана на использовании биосорбционных фильтров, биологических прудов и гидроботанической площадки и обеспечивает достаточную для сброса в водоем эффективность очистки по органолептическим, физико-химическим и бактериологическим показателям [1, 14- 19,23,28 -30].

6. Научно-методические и биотехнологические основы управления потоком органического углерода на полигоне захоронения ТБО. Разработанные биотехнологии основываются на теории свалки, как биологического реактора с регулируемыми входящими и выходящими потоками. В основе биотехнологических методов лежат природные механизмы самоочищения, обеспечивающие эффективное снижение эмиссии загрязняющих веществ до заданных параметров. Концепция снижения эмиссии с помощью биотехнологий основана на управлении потоками органического углерода на входе и выходе биореактора и комбинации различных биохимических методов снижения содержания органического углерода [17,30].

Научная новизна исследований состоит в том, что:

• Разработана концепция управления полигоном ТБО, как биологическим реактором, основанная на комплексе организационных и биотехнологических принципов, реализация которой позволит снизить эмиссию загрязняющих веществ в окружающую среду;

• Разработаны принципы и критерии управления биореактором путем регулирования потоков веществ на входе и выходе с учетом типа полигона, особенностей его эксплуатации и этапа функционирования;

• Разработан и обоснован комплекс организационных мероприятий, обеспечивающих снижение содержания органического углерода в принимаемых ТБО на уровне 12-15 %, что позволяет снизить пиковые

нагрузки загрязняющих веществ в газовых выбросах и фильтрационных водах;

• На основании экспериментальных исследований определены оптимальные параметры комплексной технологии очистки фильтрационных вод полигонов ТБО, включающей биосорбционный фильтр, биологические пруды и гидроботаническую площадку; разработан ускоренный метод определения БПК для контроля качества воды, прошедшей очистку [патент 1836816];

• Определены основные характеристики загрузочных материалов биосорбционного фильтра и параметры процесса сорбции органических веществ, содержащихся в фильтрационных водах;

• Установлено влияние различных концентраций ионов хлора, содержащихся в фильтрационных водах, на рост и развитие водных и наземных растений и обосновано использование растений-гапофнтов на поверхности биосорбционного фильтра и в биологических прудах;

• Установлены параметры процесса деградации органических веществ, содержащихся в фильтрационных водах полигонов ТБО, в биологических прудах и обоснована возможность их применения в комплексной технологии очистки в климатических условиях Западного Урала;

• Предложены, обоснованы и установлены свойства загрузочных материалов биофильтра, применяемого в технологии дезодорации отходящих газов от комплекса дурнопахнущих веществ, образующихся при компостировании отходов, и определены параметры процесса сорбции веществ-одорантов.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается: многолетними (более 8 лет) исследованиями автора в области снижения экологической нагрузки полигонов захоронения ТБО на окружающую природную среду; применением современных методов теоретических исследований и большим объемом лабораторных и опытно-промышленных экспериментов, выполненных по общепринятым методикам; достаточной сопоставимостью (более 90 %) результатов аналитических решений с результатами лабораторных, натурных и опытно-промышленных исследований; положительным опытом реализации предложенных технологий и технических решений на полигонах ТБО Пермской области.

Практическая значимость результатов исследования заключается в разработке:

технологии утилизации биологической фракции ТБО; технологии вермикомпостирования биологической фракции твердых бытовых и промышленных отходов;

опытно-промышленного биореактора вермикомпостирования; технологии дезодорации отходящих газов от участка аэробной стабилизации отходов, площадок компостирования и полигонов на стадии рекультивации;

конструкции биофильтра для улавливания комплекса дурнопахнущих веществ: меркаптана, сероводорода, аммиака, фенола;

комплексной технологии очистки фильтрационных вод, включающей биосорбционные фильтры, биологические пруды и гидроботаническую площадку,

конструкции биосорбционного фильтра для удаления органических биорезистентных загрязнений из фильтрационных вод полигона ТБО;

методических рекомендаций по внедрению биотехнологий на полигонах ТБО, обеспечивающих снижение эмиссии загрязняющих веществ.

Внедрение результатов исследований. Материалы научных исследований использованы при разработке проектов полигонов захоронения ТБО г.г. Березники, Чайковский, Пермь; технологии компостирования бытовых и промышленных отходов г. Кудымкара, ТЭО площадки компостирования биологических отходов г. Перми; технологии вермикомпостирования отходов Пермского целлюлозно-бумажного комбината, проектной документации и конструкции опытно-промышленного биореактора; проекта ОВОС мусороперерабатывающего завода г. Перми. Материалы исследований использованы при разработке лекций по курсам «Экология», «Прикладная экология», «Химия и микробиология воды», спецкурсу «Биохимические методы переработки бытовых и промышленных отходов», читаемых студентам различных специальностей Пермского государственного технического университета, а также учебного пособия в рамках совместного европейского проекта ТЕМПУС - ТАСИС ТШР - 10333 - 97.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследований, разработке методов их решения, научно-методическом руководстве исследованиями, в планировании и проведении экспериментальных исследований, анализе полученных данных, в теоретическом обобщении защищаемых научных положений, подготовке публикаций.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 16 конференциях и научно-практических семинарах, в том числе на: международной конференции «Загрязнение окружающей среды. Проблемы токсикологии и эпидемиологии», Москва - Пермь, 1993; третьем Международном конгрессе «Биоконверсия органических отходов», Москва, 1994; международной конференции «Микробное разнообразие: состояние, стратегия сохранения, экологические проблемы», Пермь, 1996; Болгарско-Российской научной конференции «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях», Варна - Пермь, 1997; научно-практическом семинаре института водных проблем и менеджмента отходов Венского технического университета, 1998; совещании в высшей технической школе г.Висбадена (Германия), 1999; научно-практических конференциях Пермского государственного технического университета (1995 - 1999).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 монографии, 9 статей, 21 публикация в виде материалов и тезисов конференций различных уровней, получен 1 патент.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 311 страниц машинописного текста состоит'из введения, семи глав, заключения, списка литературы из 291 источников, в том числе 143 - отечественных, 148 -зарубежных авторов, иллюстрирована 33 рисунками, 55 таблицами.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность д.м.н, проф. Я.И.Вайсману за консультации при постановке цели и задач научных исследований; к.б.н., доценту Т.А. Зайцевой за помощь в проведении микробиологических исследований; к.х.н., доценту И.С. Глушенковой, к.б.н., доценту Т.В. Нурисламовой за помощь в проведении экспериментальных исследований сорбционных процессов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Характер и экологические последствия эмиссии загрязняющих веществ мест захоронения твердых бытовых отходов

Анализ мирового опыта в области утилизации и обезвреживания ТБО показал, что наиболее распространен способ захоронения отходов на санитарных полигонах. По данным П.Бруннера, П.Бачини, санитарный полигон ТБО является сложной антропогенно-геологической системой, функционирующей длительное время. В соответствии с теорией П.Бруннера, время воздействия полигона ТБО на окружающую природную среду и полная его ассимиляция с ней измеряется столетиями. Опасное воздействие полигонов ТБО связано с интенсивным протеканием в толще отходов физико-химических и биохимических процессов, результатом чего является деградация сложных органических веществ и образование продуктов двух типов: фильтрационных вод и биогаза. В настоящее время известны некоторые закономерности биоконверсии органических веществ на полигонах и свалках ТБО. Согласно К.Ф. Форстера начальная стадия катаболизма твердых отходов сопровождается физическими (растворение, диффузия) и химическими процессами (окислительно-восстановительные реакции, реакции гидролиза, ионного обмена, замещения, нейтрализации) и протекает в аэробных условиях.

Суммарные реакции биохимического окисления, протекающего в аэробных условиях, схематично можно представить в следующем виде:

CxHY0zN+(x+y/4+2/3+3/4)02->xC02-Ky-3 )/2Н20 + NH3 +ДН (1)

CxHyOzN + NH3 + 02 —» CjH7N02 + C02 +Д Ii (2)

При дальнейшем окислении начинается превращение клеточного вещества:

CSH7N02 + 5 02 5 С02 + NH3 + 3 Н20 +Д Н (3)

NH3 + 02 -> HN02 + 02 —> HNO3 (4)

На типичной свалке процесс аэробного окисления чаще всего заканчивается образованием и накоплением высоких концентраций жирных

кислот. В органической фракции к этому времени достигается соотношение > 55 : 1. По мнению К.Ф.Форстера, Е.Сениора достижение этой величины лимитирует процесс аэробного разложения. Протекание этой стадии биодеградации характеризуется ростом температуры до 80 ° С. Повышение температуры приводит, с одной стороны к увеличению активности и скорости роста микроорганизмов, с другой стороны, к уменьшению растворимости кислорода и снижению его концентрации. Исчерпание молекулярного кислорода при одновременном накоплении диоксида углерода создает микроаэрофильные условия, в которых редокс-потенциал уменьшается, рН увеличивается и металлы начинают выпадать в осадок в виде сульфатов и карбонатов. При низких значениях ЕЬ тяжелые металлы образуют комплексы с ионами аммония и гуминовыми кислотами. С появлением микроаэрофильных условий в теле свалки начинается рост численности сначала факультативных, а затем и облигатных анаэробов.

Анаэробная биодеградация требует присутствия микроорганизмов разных видов, входящих в состав смешанной популяции. Группа гидролитических бактерий или ацидогенных, обеспечивает начальный гидролиз субстрата до низкомолекулярных органических кислот и других соединений: уксусная, пропионовая, масляная, капроновая кислоты, метанол, этанол, глицерин, целлюлаза, водород, метан. Гетероацетогенные бактерии продуцируют уксусную кислоту и водород. Конверсия отдельных органических соединений протекает в соответствии с химическими реакциями:

С2Н3СООН + 2 Н20-> СНзСООН + С02 + 3 Н2 (5)

С3Н7СООН + 2 Н20 —2 СН3СООН + 2 Н2 (6)

Метаногенные бактерии синтезируют метан в результате восстановления метильной группы уксусной кислоты и метилового спирта:

СНзСООН -> СН4 + С02 (7)

4 СН3ОН 3 СН4 + С02 + 2 Н20 (8)

Д. Зейкус и Д. Маунтфорт определили основное различие между двумя типами ацетогенных бактерий: водородобразующие бактерии должны расти в совместной культуре с бактериями, облигатно снижающими концентрацию водорода, такими как, нитрат- или сульфатвосстанавливающие бактерии или метаногенные бактерии. При их отсутствии возможно ингибирование процесса биодеградации отходов за счет накопления жирных кислот. Лимитирующими факторами роста метаногенных бактерий на свалках могут быть высокие концентрации акцепторов электронов, таких как, нитраты и сульфаты, и ацетогенные бактерии - потребители водорода. В настоящее время по данным Дж.Б. Казали известно восемь субстратов метаногенных бактерий, четыре из которых (смесь диоксида углерода и водорода, уксусная кислота, метанол, триэтиламин) обнаружены на свалках.

Различные стадии биодеструкции ТБО сопровождаются качественными и количественными изменениями фильтрационных вод и биогаза.

В связи со сложностью и длительностью процессов, происходящих в местах складирования отходов, а также качественной и количественной неоднородностью эмиссии в течение длительного времени, важным является выбор технологий обезвреживания загрязняющих веществ, поступающих во внешнюю среду. Анализ современных способов снижения экологической нагрузки полигонов ТБО на окружающую среду показал, что предлагаемые технологии применимы для полигонов крупных населенных пунктов, выполненных на высоком техническом уровне и в большинстве случаев не применимы для полигонов длительного срока эксплуатации, полигонов на этапах рекультивации и полигонов малых населенных пунктов [17,26,30].

Разработанные технологии, как правило, не учитывают вопросы ассимиляции ТБО с окружающей средой, не рассчитаны на длительные сроки эксплуатации (сотни лет) и не способны обеспечить экологическую безопасность районов размещения полигонов захоронения ТБО на постэксплуатационном этапе. В связи с этим представляется целесообразным разработка надежных, простых в эксплуатации и эффективных технологий, в основе которых лежат биотехнологические принципы. Разработка комплексных биотехнологий управления эмиссией загрязняющих веществ от полигонов ТБО с учетом эколого-экономических и технологических критериев представляет собой важную экологическую и народно-хозяйственную задачу.

Глава 2. Экологический анализ влияния полигонов захоронения твердых бытовых отходов иа окружающую природную среду

Для определения масштабов проблемы загрязнения окружающей среды в районах размещения объектов захоронения и разработки мероприятий по снижению экологической нагрузки воспользовались одним из методов системного анализа, в соответствии с которым, проанализировали все входящие в систему и выходящие из нее потоки, рассматривая систему как «черный ящик». В общем виде уравнение материального баланса для полигона ТБО с учетом физико-химических и биохимических преобразований веществ представили следующим образом:

Поступление вещества,X

Удаление вещества,У

Количество Количество Прирост образованного - разрушенного = количества (9) вещества,<2 вещества, Р вещества,2 В этом уравнении величина X представляет собой поток отходов, поступающих в реактор; У - эмиссия загрязняющих веществ, поступающая в окружающую среду; (2 и Р - величины, указывающие на протекающие в толще отходов физико-химические и биохимические превращения; Ъ - характеризует количество веществ, деструкция которых протекает длительное время. Равенство равно нулю при условии устойчивого состояния системы, что возможно только при полной ассимиляции отходов, загруженных в реактор, с окружающей средой. Поскольку величины О и Р определяют процессы,

протекающие внутри реактора, и нами не рассматриваются, остановимся на анализе величин X и У и характере связи между ними. Анализ величины У проведем на примере реально существующих объектов. Объектом исследования являлись полигоны захоронения ТБО, которые были дифференцированы с учетом жизненного цикла полигона, мощности полигона и сложившейся системы обращения с твердыми бытовыми отходами. Оценка воздействия полигонов ТБО на объекты окружающей среды проводилась на основании аналитического исследования имеющихся данных и результатов экспериментальных натурных и лабораторных исследований, выполненных при обследовании автором различных типов полигонов России, Германии, и Австрии.

Для получения достоверных сведений существующей экологической нагрузки объектов захоронения ТБО на окружающую природную среду были выбраны следующие полигоны: полигон ТБО г. Перми, находящийся на стадии длительной эксплуатации (около 20 лет) и принимающий отходы крупного промышленного города с численностью населения 1 млн. жителей; полигон ТБО г. Полазны с численностью населения до 50 тыс. чел.; полигон ТБО д. Страшная Гора Пермского района небольшой мощности, обслуживающий населенные пункты общей численностью до 10 тыс.чел.; полигон ТБО г. Вены (Австрия); полигон ТБО г. Висбадена (Германия) [14, 15-19,23, 28,29, 30].

Критериями оценки воздействия на природные объекты служили: эмиссии биогаза в атмосферный воздух и мероприятия по регуляции количества биогаза; количественный и качественный состав фильтрационных вод и технологии очистки фильтрационных вод; изменение качества подземных вод в районах размещения объектов захоронения ТБО [17,26,30].

Полигон ТБО г. Перми изучался, как типичный объект складирования отходов, характерный для большинства регионов России [14, 15-19, 23, 28, 29, 30].

Расход фильтрационных вод рассчитывали по формуле:

дф = (АО-Е-ПС-Оп-Фп)Ю"3А, (10)

где: 0Ф - расход фильтрата, м3/год; АО - атмосферные осадки, 587 мм/год; Е - испаряемость, 300 мм/год; ПС - поверхностный сток, может быть принят равным 0 мм/год; Оп - поглощение воды отходами, 150 мм/год; Фп -утечка через защитный экран 0 мм/год (в условиях незначительного гидравлического напора); А - площадь полигона, 500000 м2.

В соответствии с произведенным расчетом, годовой расход фильтрационных вод составляет 68500 м3 в год.

Характеристика фильтрационных вод Пермского полигона ТБО, отобранных в разное время года, на протяжении двух лет представлена в табл.1 По интегральному показателю качества воды (ИЗВ) фильтрационные воды относятся к 7 классу - классу чрезвычайно грязных вод [14 -16, 31].

Для изучения биохимических превращений органических веществ, содержащихся в ТБО и поступающих в фильтрационные воды, автором

определялся качественный микробиологический состав изучаемых вод. Микробиологические исследования и идентификацию микроорганизмов проводили по общепринятым методикам, с использованием определителя Берги. Сапрофитные микроорганизмы выращивали на МПА, остальные микроорганизмы - на элективных средах. Выделенная на МПА микрофлора, относилась к родам Bacteroides, Vibrio, Pseudomonas, Mycobacterium, Chromobacterium, Myxococcus. На элективных средах выделены сульфатредуцирующие бактерии Desulfovibrio desulfuricans,

денитрифицирующие бактерии Pseudomonas denitrificans и Micrococcus denitrificans. Из метанобразующих бактерий на среде Романенко обнаружен вид Methanobacterium mobile. Присутствие в фильтрационных водах микроорганизмов различных физиологических групп свидетельствует об активно протекающих биохимических процессах.

Таблица 1

Санитарно-химическая характеристика фильтрационных вод

Параметры Диапазон Значений Превышение ПДКвр

Min Мах Ср.

Пороговое разбавление по цвету 1:479 + 1:5926 - - -

Пороговое разбавление по запаху 1:684+ 1:29168 - - -

рН 7,5 + 7,7 Не пр. Не пр. Не пр.

ХПК, мг 02/д,м* 412,6 + 532,3 27,5 36,4 31,9

БПКполн..мг02/дм" 280,0 + 322,8 93,3 107,6 100,4

Азот органический, мг/дм0 245,7 + 260,3 - - -

Азот аммонийный, мг/дм'' 0,215 + 0,220 Не пр. Не пр. Не пр.

Азот нитратный, мг/дм3 10,6 -г 10,9 0,23 0,24 0,23

Азот нитритный, мг/дм3 2,41+2,45 30,1 30,6 30,3

Взвешенные вещества, г/дм-1 0,047 + 0,050 188 200 194

Сухой остаток, г/дм-1 4,96 + 5,20 - - ■ -

Прокаленный остаток, г/дм') 4,30 + 4,75 2,8 3,1 3,1

Хлориды, г/дм" 2,34 + 3,75 7,8 12,5 10,1

Сульфаты, мг/дм3 0,28 + 0.30 Не пр. Не пр. Нб up.

Медь, мг/дм3 0,04 + 0,17 40 170 105

Железо, мг/дм"1 0,10+0,21 1 2,1 1,55

Марганец, мг/дм^ 0,17 + 0,21 17 21 19

Свинец, мг/дм-1 0,085 + 0,200 8,5 20 14,3

Никель, мг/дм"1 0,23 + 0,62 23 62 42,5

Цинк, мг/дм3 0,050 + 0,085 5 8,5 6,75

В соответствии с разработанной АКХ им.К.Д. Памфилова методикой, рассчитали удельный выход биогаза, количество биогаза, выделяющегося при разложении одной тонны ТБО в год, эмиссию биогаза по формулам:

Q,= G0- (1-10^)- 1,85/[l-(W-60)/13] (11)

где: Q, - объем биогаза, м3/т ТБО; G0= 1,868 • Сак,-(0,014 • Т + 0,28);

Сак. - активный органический углерод, кг/т ТБО; Т - температура в теле полигона, 30 °С; К - постоянная разложения, равная отношению C/N; t -продолжительность периода стабилизированного выхода биогаза, 20 лет; W - естественная влажность отходов, 65 %.

Активный органический углерод рассчитали на основании литературных данных о процентном содержании в ТБО углеводов (сахар, крахмал, пектины) - 8 %, жиров - 2 %, протеинов - 15 %, о количестве углерода в этих соединениях (в углеводах - 40-45 %; в жирах - 70-78 %; в протеинах - 50-55 %), а также учитывая, что все эти соединения интенсивно разлагаются и относятся к активным органическим веществам.

Для твердых бытовых отходов, вывозимых на Пермский полигон, К по данным Естественно-научного института при Пермском госуниверситете составляет в среднем 18,8.

По произведенным расчетам Сак. составляет 12,3 м3/т ТБО; Go=16,08. Подставив все значения в формулу 2, получаем Q, = 47,99 м3/т ТБО. Количественный выход биогаза за год, отнесенный к одной тонне ТБО, .определяли по формуле:

V=0,8-Qt-p/(t-2) (12)

где Qt - объем биогаза, образующегося от одной тонны ТБО, 47,99 м3/т; Р - плотность биогаза, 1,248 кг/м3; в соответствие с расчетом V = 2,396 кг/т ТБО в год.

Эмиссию биогаза в кг с одного метра активной части полигона рассчитывали по формуле:

F= Рс • V / S (13)

где Pt- количество отходов, завезенных на полигон, за период с начала эксплуатации полигона до момента расчета минус количество отходов, завезенных за последние два года, 1600 тыс. т; S - площадь активной части полигона 500000 м2. По расчету эмиссия биогаза составляет 7,67 кг/м2 в год.

При оценке воздействия биогаза на объекты окружающей среды более существенными являются, на наш взгляд, не эмиссии метана, которые быстро диффундируют и рассеиваются в атмосферном воздухе, а эмиссии веществ, обладающих запахами, невысокие концентрации которых причиняют неудобства и вызывают раздражение у населения, проживающего в селитебной зоне, прилегающей к территории полигона.

Расчет ущерба, исчисляемый в рублях, и связанный с загрязнением поверхностных водоемов органическим веществами (по БПКП0лн.) и хлоридам, содержащимся в фильтрационных водах, рассчитывали по формулам:

М( = Q ф • I (14)

где М; - количество загрязняющих веществ, т/год; Q ф - расход фильтрата, м3/год; I - количество загрязняющих веществ, т/м3

П = Н-И-1,17-5-35 (15)

где П - плата за ущерб, руб.; Н - плата за сверхлимитное загрязнение, руб.; 17 - коэффициент, учитывающий экологическую ситуацию в Уральском регионе; 5 - коэффициент индексации к нормативу платы; 35 — повышающий коэффициент за размещение источника загрязнения в водоохранной зоне.

Суммарный ежегодный ущерб от загрязнения поверхностных водных объектов фильтрационными водами полигона ТБО г. Перми составляет 2690 тыс. рублей (в ценах 1999 года).

Рассчитать ущерб, причиняемый выбросами биогаза с поверхности полигона, не представляется возможным, так как в настоящее время не существует нормативных документов на поступление во внешнюю среду веществ - одорантов и правил контроля за ними. Многие работы в области измерения загрязнения запахом основаны на концепции разбавления до порогового значения Г. Леонардоса. Для расчета интенсивности запаха во внешней среде при определенных метеорологических условиях воспользовались уравнением:

1п = а • х +0,2 (16)

где а - наклон кривой доза - отклик; х - разбавление. На основании суммирования данных по запаху от полигона ТБО г.Перми при помощи линейного регрессионного анализа получена кривая доза - отклик. Результаты расчета показали, что интенсивность запаха во внешней среде от полигона ТБО колеблется от 1,5 до 2,3, что в соответствии с методикой Г. Леонардос, свидетельствует о необходимости принятия мер по предотвращению запахов.

По аналогичной схеме проведены исследования полигонов малых населенных пунктов Пермской области. Данные сравнительного анализа представлены в табл.2.

На основании проведенного анализа по оценке воздействия

полигонов ТБО, отличающихся мощностью, этапами жизненного цикла, технологией складирования, сложившейся системой обращения с отходами, выявлены следующие закономерности: независимо от типа полигона ТБО, эмиссия загрязняющих веществ определяется поступлением в окружающую среду биогаза и фильтрационных вод; утилизация биогаза в большинстве случаев не находит применения, даже на современных мощных полигонах; контроль за воздействием полигонов ТБО по запаху на обследованных полигонах отсутствует; для оценки степени загрязнения фильтрационных вод и их воздействия на объекты гидросферы в качестве основных показателей используются: ХПК, БПК, хлориды, тяжелые металлы; длительная эксплуатация полигонов ТБО (более 20 лет) приводит к затуханию биологического реактора и стабилизации качественного и количественного состава биогаза и фильтрационных вод; полигоны малых населенных пунктов оказывают не меньшее воздействие на окружающую среду, чем крупные полигоны; внедрение технологии предварительной подготовки отходов оказывает существенное влияние на изменение качественного состава фильтрационных вод, уменьшает нагрузку по ХПК и БПК.

Таблица 2

Сравнительная характеристика полигонов ТБО

Показатели Пермь Полазна Страшная Гора Вена Висбаден

Площадь, га 50 0,7 1,7 45 15

Количество отходов, тыс. т 2160 10,5 19,0 1060 430

Объем фильтрата, тыс. т 68,5 0,95 2,33 43 12

Время эксплуатации, год 22 5 5 10 6

ХПК фильтрата, мг 02/дм'' 412,6-532,3 4707,26040,6 38912-39150 1500-1600 2000

БПК5 фильтрата, мг 02/дм3 280,0-322,8 2800-3000 29815-30700 700-780 150

Хлориды, г/дм"1 2,34-3,75 1,6-1,75 9,017 1,2-1,5 1,5-1,7

Технология очистки фильтрата Отсутствует Отсутствует отсутствует Анаэробно-аэробная, УФ Анаэробно-аэробная, денитрификация, УФ, озонирование

Дегазация Отсутствует Отсутствует Отсутствует Газовые колодцы Газовые колодцы

Глава 3. Утилизация биологической фракции твердых бытовых отходов методом компостирования

Для естественного потенциала биодеградации локальное накопление органических отходов на полигонах ТБО слишком значительно. Уменьшение экологической нагрузки может быть достигнуто выделением фракции отходов, поддающейся компостированию, в отдельный поток.

Компостирование - динамический процесс, протекающий благодаря активности сообщества различных физиологических групп микро- и макроорганизмов. Каждая группа, занимая свою экологическую нишу и выполняя определенную функцию, способствует формированию трофической структуры, меняющейся с течением времени по мере созревания компоста. Важным и определяющим моментом процесса компостирования является изменение температуры во времени. Температурный максимум соответствует выравниванию скоростей тепловыделения и теплопотерь. Кривая снижения температуры характеризует стабильное состояние компоста, в котором легко усваиваемые соединения распались, основная потребность в кислороде удовлетворена, материал перестает дурно пахнуть. Первые три стадии компостирования: мезофильная, термофильная, остывания протекает дни или недели. Заключительная стадия - созревание длится несколько месяцев и характеризуется протеканием биохимических реакций, приводящих к образованию гуминовых кислот.

Основные параметры процесса - отношение С/М, размер частиц, влажность, свободный объем, аэрация, температура, объем компостируемого материала - известны. Задача состоит в том, чтобы реализовать набор этих параметров в виде недорогих, но надежных систем компостирования. Особенно актуально обоснование выбора технологий компостирования в сфере обращения с твердыми бытовыми отходами.

Объектом исследования при изучении процессов компостирования служили биологически разлагаемые фракции бытовых и промышленных отходов г. Кудымкара Коми-Пермяцкого автономного округа, в частности: опил различных сроков хранения (объем производства 300 т/год); кавоз КРС животноводческого комплекса (объем 300 т/год); избыточный ил после городских биологических очистных сооружений (БОС) (объем производства 300 т/год); отходы мясокомбината - каныга (объем образования 3-5 т/год). Выбор объекта исследования обусловлен тем, что в настоящее время перечисленные отходы складируются на полигоне ТБО г. Кудымкара и представляют собой смесь биологически легкоразлагаемых (навоз КРС и избыточный ил БОС) и трудноразлагаемых (опил, каныга - содержимое желудков крупного рогатого скота) компонентов. Результаты экспериментов по совместному компостированию отходов, отличающихся разной скоростью

биоразложения, могут бьгть использованы при разработке технологии других органических отходов [27,30].

В связи с тем, что на полигоны ТБО попадают отходы лесоперерабатывающей и деревообрабатывающей промышленности и для подтверждения результатов экспериментов, проведенных по компостированию отходов г. Кудымкара, проведены экспериментальные исследования по возможности компостирования окорки древесины, количество которой в области достаточно велико из-за размещения на территории области нескольких целлюлозно-бумажных комбинатов.

Объектом исследования для этого эксперимента послужил Пермский целлюлозно-бумажный комбинат, на котором в технологическом цикле образуются различные твердые и жидкие отходы: окорка древесины различного срока хранения (от 1 до 20 лет) в количестве 400 тыс. куб. м, отработанный слабый щелок - 150-230 тыс. куб. м. [2,21].

Проведенными экспериментальными исследованиями по переработке органических отходов, образующихся на предприятиях г. Кудымкара и Пермском целлюлозно-бумажном комбинате, попадающих на полигоны ТБО, показана возможность компостирования различных органических отходов, в том числе отходов, представляющих отходы лесо- и деревопереработки. Успешное компостирование таких отходов, отличающихся длительностью процессов биохимического разложения, возможно в присутствии достаточного количества соединений азота. В качестве источника азота помимо традиционно применяемых пищевых отходов, количество которых в общей доле ТБО невелико, а в малых населенных пунктах они практически отсутствуют из-за их переработки в частных домашних хозяйствах, можно использовать отходы животноводческих хозяйств, птицефабрик, избыточных илов с городских БОС, упаренных сульфитных щелоков. При использовании дополнительных источников азота необходим контроль готового продукта на содержание патогенной микрофлоры и яиц гельминтов.

Использование бактериальной накопительной культуры, выделенной непосредственно из перерабатываемого субстрата, как показали исследования, не оказывает существенного влияния на ход процесса компостирования, кроме того, практическое использование этого способа интенсификации процесса в реальных условиях затруднительно. Компостирование целлюлозосодержащих отходов (опил, кора, каныга) протекает в основном в мезофильных условиях, при температурах до 55 °С.

Анализ сложившейся системы управления с отходами в г. Перми показал реальную возможность исключения попадания на городской полигон ТБО биологически разлагаемых отходов. Морфологический состав таких отходов, их количества и источники образования приведены в табл.3 [28].

На основании анализа полученной информации и результатов экспериментальных исследований по компостированию органических отходов была обоснована и разработана технология компостирования

биологической фракции отходов и дано технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии. Технологическая схема процесса компостирования представлена на рис.1.

Таблица 3

Характеристика биоразлагаемой фракции ТБО г. Перми

Источники Количество образующихся отходов, т.

Обрезь деревьев Листовой опад Укос газонов Древесина Пищевые отходы

Территория Города 629,5 1720 4,5 1800 Отсутств.

Хозяйствующие субъекты 10,0 12,5 1,5 310 1173

Итого 639,5 1732,5 6,0 2110 1173

Внедрение технологии компостирования биологической фракции ТБО позволит сократить поток отходов на полигон ТБО, уменьшить эмиссию загрязняющих веществ за счет удаления биологически разлагаемых органических соединений, использовать потенциал органических веществ для повышения плодородия почв, в случае получения качественного компоста, или получить субстрат для технических целей и заменить им более ценный продукт — землю.

Глава 4. Разработка технологии вермикомпостпрования органических отходов растительного происхождения

Сущность процесса вермикомпостирования заключается в использовании природной способности дождевых червей перерабатывать органические отходы с образованием гумифицированного органического соединения - биогумуса.

Поскольку одним из основных компонентов ТБО являются цсллюлозосодержащие отходы, то необходимо было определить возможность использования дождевых червей для переработки этого вида отходов. В литературе имеются сведения о вермикомпостировании растительных отходов (соломы, укосов с газонов, коры длительного срока хранения), но не приводятся данные об используемой культуре дождевых червей, об оптимальных условиях процесса, об использовании специальных добавок, интенсифицирующих процесс и о качестве готового продукта.

Отсутствуют сведения об испытаниях биогумуса, полученного при переработке растительных отходов в полевых условиях, и оценке его агрохимических свойств.

Пищевые отходы, ветви н стволы деревьев, листовой опад,укос

газонов

| Сбор отходов

Сортировка отходов Определение фракционного состава ТБО

Не компостируемый мусор камни, железо, стекло, пластмасса, резина Компостируемые отходы пищевые отходы, листовой опал, трава Крупногаборитные компостируемые Стволы, крупные ветви ' деревьев

Контейнер

Вывоз на полигон

Подготовка смеси для компостирования

3 части древесных отходов, 1 часть пищевых отходов, 5% готового компоста. "

Измельчение

Дробление до крупности не более 2-3 см

'34 т.

Вода ---*-

1,2 мЗ/сут.

Воздух .................►

155 мЗ/час

Вода

Участок предварительного компостирования

Биотуннель, система аэрации и увлажнения компоста, биофильтр для очистки отходящих газов_

ШТ.

Площадка дозревания компоста Размеры буртов: высота - 1,5 м; ширина - 2,5 м; длина - 40 м.

Просеивание

Отделение крупной фракции и готового компоста (размер частиц не более 25 мм)

+ 221

200 мЗ/час

Биофильтр

Очистка отходящего воздуха о! дурнопахнуших веществ

Склад готовой продукции

Расфасовка и хранение

Рис. 1. Технологическая схема компостирования биологической фракции твердых бытовых отходов г. Перми

Определив возможность переработки отходов (кора различных сроков хранения), деструкция которых в естественных условиях продолжается длительное время (более 20 лет по результатам наблюдений за короотвалами), и, изучив параметры процесса можно использовать полученные данные для разработки технологии вермикомпостирования всех других видов целлюлозосодержащих отходов (обрезь деревьев, укосы газонов, листовой опад, бумага). В связи с этим были проведены экспериментальные исследования по изучению процесса компостирования целлюлозосодержащих отходов.

Объектом изучения являлся Пермский целлюлозно-бумажный комбинат (ПЦБК), на котором образуются различные виды твердых органических отходов, складируемых на короотвале и частично вывозимых на полигон ТБО. Для изучения процесса вермикомпостирования были выбраны наиболее трудно разлагаемые и менее изученные целлюлозосодержащие отходы: кора различных сроков хранения, образующаяся в результате процесса окорки древесины, опил, а также избыточный активный ил с биологических очистных сооружений.

Из вышеперечисленных отходов были составлены композитные составы, используемые вермикультурой в качестве источника питания и среды обитания. Обязательным компонентом всех составов, обеспечивающим нормальную жизнедеятельность вермикультуры в лабораторных условиях, служил речной песок.

Экспериментальные исследования по подбору культуры дождевых червей начали с изучения возможности применения культуры красных калифорнийских дождевых червей (ККДЧ), хорошо известных своими продукционными характеристиками. В эксперименте контроль за процессом деструкции отходов проводили по времени адаптации вермикультуры к субстрату, о чем свидетельствовало первое появление копролитов на поверхности, по приросту биомассы (количество откладываемых коконов), по состоянию животных (активность, реакция на раздражители, морфологические показатели - длина, толщина, вес, окраска кожных покровов). Длительность проведения эксперимента составила 3 месяца. Как показали исследования, период адаптации калифорнийских червей к предложенным субстратам был длительным и составил от 14 до 25 дней; интенсивность питания червей и прирост биомассы были невысокими (количество коконов не превышало 5 штук по всем вариантам опыта); качество готового продукта - низким (содержание балластных фракций в готовом продукте до 30 %). Полученные результаты свидетельствовали о низкой эффективности переработки отходов с помощью красного калифорнийского червя и неперспективности его использования в промышленных технологиях для изучаемого вида отходов.

Для интенсификации процесса необходимо было провести работу по выведению высокопродуктивной линии червей, способных быстро и

эффективно перерабатывать кору различного срока хранения и избыточный ил. Работу начали с исследования морфобиологического разнообразия природных популяций дождевых червей, обитающих на короотвале Пермского целлюлозно-бумажного комбината (ПЦБК) и древесном отвале Гайвинского лесокомбината (ГЖ), на которых популяция червей состояла в основном из представителей одного вида - червь навозный (Е1ьегиа йзеиёа).

Черви обследуемых популяций были малоподвижны и по ряду показателей (длина, толщина, вес, количество сегментов, окраска) отличались от средних, характерных для вида, что позволило охарактеризовать общее состояние вермикультуры, как неудовлетворительное Для содержания вермикультуры в лабораторных условиях применили ящичную технологию. Культивирование червей проводили на различных субстратах, содержащих отходы ПЦКБ (елово-осиновую кору различного срока хранения, избыточный активный ил), смешанных в различных соотношениях, при температурах от 20° до 22°С и регулярном увлажнении субстрата, поддерживая влажность субстрата на постоянном уровне - 80 %. В ходе эксперимента контролировали время адаптации вермикультуры, скорость биодеструкции, состояние вермикультуры (активность, интенсивность питания, скорость размножения, морфологические изменения). Отклонения от выбранных параметров процесса: изменение температуры, влажности приводило к снижению скорости питания червей (свидетельством являлось уменьшение количества копролитов) и увеличению длительности процесса утилизации.

В дальнейших экспериментах использовали вермикультуру из тех вариантов опыта, в которых контролируемые показатели были наилучшими. Для стимуляции жизнедеятельности червей во все субстраты вносили речной песок. Удалось улучшить продукционные характеристики червей путем внесения в субстраты витамина С, ионов кальция в виде карбоната кальция, азотсодержащих веществ, содержащихся в больших количествах в сульфитных неупаренных щелоках. В результате многократных выборок червей, подбора субстрата с оптимальным соотношением отходов ПЦБК, внесения в субстрат различных стимулирующих добавок и создания оптимальных условий содержания была получена высокопродуктивная линия червя навозного, отличающаяся от природной линии повышенной интенсивностью питания; быстрым приростом биомассы и высокой скоростью утилизации субстрата. Полученная селекционным путем линия червей характеризовалась следующими показателями: длина одной особи -80 -11 мм; вес одной особи - 0,8 - 1,2 г; время адаптации к свежему субстрату, приготовленному из отходов ПЦБК - 7 - 10 суток.

Вермикультура в дальнейшем использовалась при отработке оптимальных параметров процесса и разработке технологии утилизации твердых отходов ПЦБК методом вермикультивирования. [10,11,13].

Определение оптимальных параметров процесса проводили, варьируя соотношения утилизируемых отходов, влажность субстрата (от 60 до 85 % ), температуру (от 15 до 28 °С), увлажняющую жидкость (водопроводная вода, сульфитные неупаренные щелока). В результате исследований определены следующие оптимальные параметры процесса: селекционированная линия червей; увлажнение водопроводной водой; состав исходного субстрата: кора 1-2-летнего срока хранения —50 мае. %; кора 30-летнего срока хранения - 20 мае. %; избыточный активный ил - 20 мае. %; речной песок -10 мае. %. Соблюдение этих параметров процесса приводит к увеличению биомассы в 8-9 раз, степень переработки составляет 90 %,; время адаптации вермикультуры к отходам : 10-е сутки - первое появление копролитов, 25-е сутки - массовое появление копролитов на поверхности субстрата; длительность процесса 2,5 - 3 месяца. В результате переработки отходов получено ценное органическое удобрение - биогумус, характеризующийся нейтральной реакцией среды (рН=7,0), высоким содержанием органических веществ (81,9 %), в том числе гумуса - 25 %, высоким содержанием биогенных элементов (фосфор подвижный — 0,55 %, азот общий - 0,81 %, калий общий - 0,59 %).

Внедрению метода вермикультивирования для утилизации твердых отходов препятствует отсутствие разработанной технологии и промышленных аппаратов для ее реализации.. Разработка и создание такой установки сопряжено с различными трудностями, которые связаны с тем, что необходимо обеспечить нормальную жизнедеятельность червей, то есть обеспечить червей необходимым количеством пищи, поддержать оптимальную температуру и влажность, обеспечить свободный доступ кислорода, создать условия для равномерного расселения вермикультуры по всей толще субстрата и избежать условий избыточного давления на живые организмы толщи субстрата. Для определения возможности использования установки вертикального типа, как наиболее приемлемой в производственных условиях, были проведены исследования на модельных установках с различной толщиной слоя загружаемого субстрата. Результаты эксперимента показали высокую степень переработки субстрата (90-95 %) и высокий прирост биомассы при высоте загруженного субстрата 1,0 - 1,2 м. При большей высоте загружаемого субстрата, в нижней части установок образуются анаэробные зоны в результате уплотнения и слеживаемости материала, что заставляет червей передвигаться в верхние слои. Образование «мертвых зон» способствует накоплению балласта, снижению качества готового продукта, а также может привести к полной гибели культуры червей под действием токсичных веществ, образующихся при гниении субстрата в нижней части установки.

Проведенные эксперименты показали возможность использования установок вертикального типа, при условии снятия давления вышележащих слоев таким образом, чтобы давление в каждом слое загруженного субстрата

соответствовало давлению, которое испытывают черви при их обитании в слое субстрата толщиной 1,0 — 1,2 м.

На основании полученных в экспериментах исходных данных была разработана конструкция биореактора, представленная на рис.2. Основные параметры промышленного биореактора в соответствии с произведенными расчетами приведены в табл.4 [6,7,12].

Таблица 4

Расчетные характеристики промышленного биореактора

Показатели Ед.изм. Значения показателей

Габаритные размеры:

Высота м 9,0

Диаметр м 3,0

Высота рабочей зоны м 5,0

Объем рабочей зоны реактора м3 27,6

Масса загрузки т 12,5

Производительность т/год 50,0

Для оценки влияния биогумуса на агрохимические свойства почвы, на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции опытная партия биогумуса, полученная при испытании вертикального биореактора, была испытана в полевых условиях совместно с Пермским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства. Задачи испытания заключались в определении влияния биогумуса на картофель и на развитие растений земляники. Эксперименты показали, что использование биогумуса в дозах 3, 6 и 9 т/га увеличило урожайность картофеля на 21, 28 и 34 % соответственно к контролю, улучшилось качество посадочного материала земляники [8]. Так как в качестве азотной добавки при вермикомпостировании использовали избыточный, активный ил с городских БОС, то полученный продукт, был проанализирован на содержание в нем токсичных веществ, в частности тяжелых металлов - Си, РЬ, Сс1. Результаты представлены в табл.5.

Таблица 5

Содержание токсичных веществ в биогумусе

Показатели Значения показателей, мг/кг ПДК почв мг/кг

РЬ™. 6,6 32,0

подв. 2,8 3,0

ПОДВ. 0,7 5,0

Содержание тяжелых металлов в биогумусе соответствовало нормативам ПДК, разработанным для почв. Проведенными гельминтологическими исследованиями установлено отсутствие гельминтов

и яиц гельминтов в биогумусе, что свидетельствовало о его санитарной безопасности.

Рис.2. Принципиальная схема конструкции опытно- промышленного реактора вермикультивирования: 1 - корпус реактора; 2 - разгрузочный шибер; 3 - разгрузочный отсек; 4 - аэрационная труба; 5 - опоры; б - привод движения аэрационной трубы; 7 - загрузочная горловина; 8 - разгружающие элементы; 9 - аэрационные отверстия; 10 - смотровые окна; 11 -разгрузочный люк; 12 - технологический люк

Разработанный проект технологии производства биогумуса из органических отходов и рабочие чертежи биореактора переданы Пермскому целлюлозно-бумажному комбинату.

Материалы исследований легли в основу технического предложения по использованию утилизируемых емкостей в качестве биореакторов.

Предлагаемая технология может быть использована на участке компостирования ТБО, что позволит наряду с техническим компостом получать органическое удобрение хорошего качества. Важность проведения работ в направлении переработки отходов методом вермикомпостирования заключается в том, что в естественный круговорот веществ возвращаются не просто органические вещества, а вещества прошедшие гумификацию в кишечнике червей и по свойствам близкие к веществам природного гумуса.

Возможность использования червей в промышленных масштабах при соблюдении всех условий, обеспечивающих их жизнедеятельность, позволяет приблизиться к разработке научно-обоснованных методов земледелия, базирующихся на биолого-экологических принципах.

Глава 5. Разработка технологии дезодорации отходящих газов на участке аэробной стабилизации отходов

Компостирование органических отходов на открытых площадках в буртах, несмотря на простоту и небольшие затраты на реализацию технологии, имеет некоторые недостатки: длительность процесса компостирования (6-12 месяцев); образование газообразных дурнопахнущих веществ при быстром окислении органических веществ термофильными бактериями. Решение этих проблем возможно за счет использования механизированных технологий компостирования. В мировой практике наибольшее распространение для этих целей получили биобарабаны и биотуннели. Как показал отечественный опыт использования биобарабанов, эти сооружения дорогостоящи и сложны в эксплуатации. Кроме того, при постоянном перемешивании субстрата происходят разрывы нитей грибов и актиномицетов, основных минерализаторов целлюлозосодержащих отходов. Так как основная часть ТБО, подлежащая компостированию представляет собой в основном отходы растительного происхождения, т.е. содержит большое количество целлюлозы, то использование биобарабанов, с учетом сказанного не целесообразно.

С целью аэробной стабилизации биологической фракции ТБО, направляемой на участок компостирования, и с учетом планируемого количества перерабатываемых по разработанной технологии отходов (18 тыс. м3 в год), была разработана конструкция биотуннеля, представляющего собой капитальное сооружение, выполненное из железобетона, с размерами: длина -8 м; ширина -4 м; высота - 4,5 м и общим объемом камеры 144 м3. Биотуннель снабжен системами орошения и вентиляции, что обеспечивает постоянство влажности отходов - 65 % и достаточное количество кислорода (не менее 10 %). Необходимую скорость аэрации перерабатываемых отходов, рассчитали на основании оптимальных параметров процесса по

литературным данным - 0,6-1,8 м3 воздуха на 1 кг летучей части ТБО, она составила 100 мг Ог/час на 1 кг компостируемого вещества. Общий расход воздуха на обеспечение аэробных условий процесса при переработке 84 м3 отходов (34 т при плотности 0,4 т/м3) составляет - 155 м /час. Во избежание выделения газообразных дурнопахнущих веществ через щели конструкции установили отрицательный дисбаланс воздухообмена, при котором расход воздуха на выходе на 30 % превышает расход воздуха на входе и применительно к нашей конструкции составляет 202 м3/час

С целью идентификации веществ-одорантов, образующихся в процессе аэробной стабилизации, поставили лабораторный эксперимент, в котором определили, что при окислении 1 кг биологической фракции ТБО в газообразную фазу выделяются следующие компоненты: фенол - 0,025 мг/м3; метилмеркаптан - 0,057 мг/м3; сероводород - 0,0345 мг/м3; аммиак - 10,0 мг/м3. Выделение перечисленных компонентов в атмосферный воздух приводит к появлению неприятных запахов, что является препятствием при выборе площадки для аэробной стабилизации и компостирования отходов и определяет необходимость разработки технологии очистки газовых выбросов от дурнопахнущих веществ. Анализ литературы, проведенный в главе 1, показал, что для удаления таких компонентов возможно использование биофильтров. Сведений о работе таких фильтров в литературе недостаточно, большинство из них предназначено для удаления одного компонента. Отсутствуют сведения о свойствах загрузочных материалов биофильтра и составе биоценоза, принимающего участие в дезодорации воздуха.

С целью выявления возможности применения биофильтров для дезодорации воздуха из биотуннелей и разработки конструкции биофильтра были проведены экспериментальные исследования. При разработке конструкции биофильтра в качестве загрузочных материалов использовали отходы целлюлозно-бумажной промышленности: опил, кору, скоп, щепу. Выбор материалов был обусловлен свойствами материалов, их доступностью и дешевизной. В экспериментальных исследованиях были изучены основные параметры процесса - время работы каждого слоя сорбента, длина рабочего слоя биофильтра, количество поглощаемых веществ, фильтроцикл, эффективность очистки. Изученные параметры ссрбциоипых материалов представлены в табл. 6.

Процесс поглощения иллюстрируется графиком зависимости относительной концентрации С/С0 потока на выходе из слоя поглотителя от.. продолжительности поглощения т (выходная кривая). Графики выходных кривых по веществам приведены на рисунках 3,4. Длину работающего слоя биофильтра рассчитывали по уравнению Майкелса:

L.=-

-Л

(17)

где Ьо - длина работающего слоя, см ; Ь - длина слоя поглотителя, см ; хравн. - время работы поглотителя до проскока, час.; Г - отношение площади над выходной кривой к площади прямоугольника, в который она вписана; т - время защитного действия поглотителя, час.

Важную роль в процессе адсорбции играет молекулярная диффузия. Коэффициент молекулярной диффузии, рассчитывали по формуле:

1,72-(1 + УА+.....+ А/„) (18)

+.....+м'

где: Д - коэффициент молекулярной диффузии, см2/сек; М -молекулярный вес поглощаемых газов; V — мольный объем диффундирующего газа, см3/моль.

В соответствии с произведенным расчетом коэффициент молекулярной диффузии составил 0,00007 см2/сек.

Эффективность очистки газов вычислялась по формуле:

п= ~С-100 % (19)

Таблица 6

Рабочие параметры сорбционных материалов биофильтра

Ингредиент Сорбци-онный материал Время работы слоя, час Длина рабочего слоя, см Поглотительная способность, мг Эффективность очистки, %

Аммиак Щепа 204 24,45 509,18 94,0

Опил 204 28,10 509,18 95,7

Скоп 192 25,47 479,23 92,8

Кора 204 16,32 509,18 98,7

Сероводород Щепа 192 25,20 1,589 98,5

Опил 190 24,70 1,573 99,6

Скоп 180 21,22 1,490 98,2

Кора 200 20,70 1,656 80,0

Фенол Щепа 168 15,14 1,008 80,0

Опил 204 23,10 1,224 80,0

Скоп 228 17,92 1,368 89,0

Кора 0 0 0 0

Метилмеркап-тан Щепа 170 18,90 2,309 53,9

Опил 150 23,10 2,038 29,4

Скоп 330 23,70 4,483 60,1

Кора 160 24,80 2,173 61,0

Принцип работы биофильтра основан на одновременном протекании процессов физико-химической сорбции, химических и биохимических превращений. Испытанные модели биофильтров с однородной загрузкой работали достаточно длительное время (в среднем 200 часов), после чего наступал проскок. По завершении эксперимента, были проведены микробиологические исследования загрузочных материалов с целью выявления групп бактерий, участвующих в процессе очистки.

Результаты проведенного эксперимента использованы при разработке конструкции биофильтра: определения высоты каждого загрузочного слоя, последовательности их размещения и общей высоты аппарата.

Конструкция биофильтра представляла собой корпус цилиндрической формы, выполненный из коррозионностойкого материала высотой 1,4 м и диаметром 0,20 м (рис.5). Эффективность удаления компонентов из смесевого потока с помощью модельного биофильтра составила по сероводороду - 98 %, по аммиаку - 96 %, по фенолу - 85 %, по метилмеркаптану - 71 %. На основании проведенных исследований был произведен расчет биофильтра производительностью 202 м3/час. Для проведения расчетов необходимо задать высоту биофильтра. В связи с тем, что увеличение высоты наряду с повышением эффективности процесса приводит к увеличению гидравлического сопротивления, принимаем высоту биофильтра не более 1 м, пренебрегая неизбежным снижением эффективности использования материалов.

По расходу воздуха (0,24 м3/час), времени работы лабораторной модели биофильтра до проскока (962 часа) и площади поверхности рассчитали линейную газовую скорость (w), которая составила 0,002 м/сек.

Такая небольшая линейная скорость очищаемого газового потока способствует увеличению времени контакта удаляемых компонентов с бактериями и успешному протеканию биохимических реакций. Полученную в эксперименте линейную скорость использовали при расчете габаритов промышленного биофильтра производительностью 202 м3/час.

Необходимую площадь биофильтра рассчитали по формуле:

S = - (20)

где V - производительность, м3/час; w - линейная скорость, м/сек.

Площадь биофильтра по произведенному расчету составляет 28 м2, объем фильтрующего материала - 28 м3.

Расчет гидравлического сопротивления слоя зернистого поглотителя провели по формуле:

3 Н-р-(1-е)шг

4 Ф-d-s3

где X.- коэффициент трения; р - насыпная плотность (400 кг/м3); s -порозность слоя (0,42); Ф - коэффициент формы (0,9); d - средний диаметр частиц (0,75 см).

Ьр—А ^ГТ (21)

с/с„

Рис. 3. Выходная кривая сорбции аммиака (А), метилмеркаптана (Б) на: 1- скопе; 2- щепе; 3- коре; 4- опиле

скопе; 2- щепе; 3- коре; 4- о пиле

Г -Б 5

Рис. 5. Конструкция биофильтра для дезодорации отходящих газов: А-адсорбент; Б- корпус; В- входной патрубок; Г- выходной патрубок; Д-ограничительная перфорированная сетка; 1- дренажный слой; 2- щепа мелкая; 3- опил; 4- скоп; 5- кора

X находят в зависимости от характера движения газа: для Яе<50

В соответствии с расчетом: Яе=0,66; 1=333,3; А р=463,86 Па Сорбционная емкость фильтрующей загрузки, исходя из поглощения 10 г/м3 примесей составляет 50 кг /м3. При годовом режиме работы фильтра объем пропущенного газа в год составляет 1769520 м3, при этом масса поглощаемых примесей составляет 17,695 т/год. Поглотительная способность загрузки фильтра по сорбционной емкости составляет 1400 кг. Зная количество примесей и поглотительную способность биофильтра, было определено количество циклов работы биофильтра в год, которое составляет по результатам экспериментальных исследований - 13. Время работы биофильтра в одном цикле - 30 дней.

Технологические параметры биофильтра: высота - 1 м; площадь - 28 м2; объем загрузки - 28 м ; производительность - 202 м3/час; сорбционная емкость - 50 кг/м3; гидравлическое сопротивление - 463,86 Па; линейная скорость газового потока - 0,002 м/с.

Я=220/11е

(22)

Из расчета следует, что при учете только сорбционных процессов эффективность работы фильтра невелика, так как каждые 30 дней необходима регенерация сорбирующего слоя. Однако присутствие в биофильтре специфических групп микроорганизмов интенсифицирует работу биофильтра, за счет биохимического окисления сорбированных веществ. Регенерация фильтра происходит в результате процесса естественного самоочищения в течение 20-25 дней, после чего фильтр снова готов к работе.

Разработанный биофильтр позволяет эффективно улавливать дурнопахнущие компоненты отходящих газов, образующихся при компостировании биологической фракции ТБО [24,25,32,33].

Глава 6. Разработка комплексной технологии очистки фильтрационных вод полигона твердых бытовых отходов

Исследования по разработке технологии очистки фильтрационных вод полигонов ТБО были начаты с изучения возможности применения традиционного метода интенсивной аэробной очистки. Процесс аэробной биохимической очистки с помощью активного ила проводили на лабораторных установках. Продолжительность экспериментальных исследований составила 1,5 года [1,3,14-19,23,29,30]

В конце периода очистки фильтрационных вод физиологическое состояние простейших неудовлетворительное, хлопки активного ила рыхлые, аморфные. Неудовлетворительное состояние активного ила подтверждалось данными химического анализа: количество органических веществ по ХПК практически не изменилось (после очистки - 487,8 мг 0?/дм3), произошло увеличение общей минерализации (до 4,6 г/дм3) и концентрации хлоридов (до 5,2 г/дм3). Полученные данные свидетельствовали о присутствии в фильтрационных водах биологически трудно окисляемых веществ, в частности хлорорганических.

С целью деструкции органических трудноокисляемых веществ проведены экспериментальные исследования по анаэробной очистке фильтрационных вод с последующей их доочисткой в аэробных условиях.

Процесс сбраживания протекал в строго анаэробных условиях (ЕЬ -от -295 до -410мВ) в течение 35 суток. Контроль процесса осуществлялся по количеству выделенного газа. Несмотря на активное протекание процесса и использование двухступенчатой анаэробно-аэробной очистки, улучшались только органолептические показатели, значения ХПК и БПК практически не менялись. Длительные исследования процесса деструкции органических веществ, присутствующих в фильтрационных водах полигона ТБО позволили выявить некоторые закономерности процесса: присутствие хлорорганических соединений оказывает ингибирующее действие на процесс окисления; в процессе очистки происходит накопление хлоридов и повышение общей

минерализации; высокие концентрации хлоридов оказывают токсичное действие на представителей биоценоза активных илов; обнаружено ингибирующее действие хлорид-ионов на БПК.

С целью снижения органических трудноокисляемых веществ и ионов хлора из фильтрационных вод разработан биосорбционный фильтр (рис.6). В качестве сорбентов в эксперименте исследовали следующие материалы: опил хвойных пород деревьев; недожог, образующийся при неполном сжигании окорки древесины (условное название сорбент Н); отсевы древесного угля-сырца; отход целлюлозно-бумажной промышленности - скоп; шлак - отход сжигания каменного угля. Для сравнения сорбционных характеристик материалов и установления механизмов, протекающих сорбционных процессов, в эксперименте использовали две марки активных углей (АУ): АГ - 3 и БАУ. Для всех исследуемых образцов по стандартным методикам были определены основные физико-химические характеристики: 1ранулометрический состав, насыпная плотность, суммарный объем пор по влагоемкости, адсорбционная активность по иоду, а также для сорбента Н и отхода угля - адсорбционная активность по метиленовому голубому, свидетельствующая о наличии мезо- и макропор.

Сорбционная очистка фильтрационных вод полигона ТБО на выбранных материалах изучалась в статических и динамических условиях.

Рис.6. Модель биосорбционного фильтра: А - система орошения; Б -загрузочные слои фильтра; В - дренажная система; 1 - кора; 2 - почва; 3 -сорбент Н; 4 - скоп; 5 - шлак; 6 - гравий

Концентрацию органических веществ в исходной и очищенной воде определяли по величине ХПК (в мг 02/дм3). Кроме ХПК, в воде определяли содержание хлорид-ионов и органолептические свойства. Сорбционную емкость материалов определяли по формуле

где: A - статическая сорбционная емкость, мг СЬ/г; С0, Ср — исходная и равновесная концентрация фильтрационных вод по ХПК, мг 02/дм3; V -объем исследуемой воды, л; ш - доза сорбента, г.

Сорбционные свойства материалов далее исследовали в динамическом режиме. Выходные кривые сорбции органических примесей на исследуемых образцах, представлены на рис.7.

Разработанная модель работала в режиме капельного биофильтра со скоростью подачи сточной воды (ХПК=2030 мг 02/дм3, БПК=1300 мг СЬ/дм3), отобранной с полигона г. Полазны, 0,5 - 1,0 м/час при естественной аэрации. Контроль за процессом сорбции проводили по органолептическим показателям и ХПК. Выходная кривая сорбции представлена на рис.8. При остаточной концентрации органических веществ по ХПК в фильтрационных водах 300-350 мг Оч/дм3, эффективность очистки составила 83-85 %.

При длительном пропускании фильтрационных вод (10 суток) через фильтр на поверхности зерен сорбционных материалов, в частности сорбента Н, образуется биопленка, 90 % биоценоза которой представляют бактерии, относящиеся к родам Acinetobacter, Pseudomonas, Bacillus, микрококки, единично присутствовали нитчатые формы бактерий; кроме бактерий обнаружены грибы рода Fusarium; простешие представлены родами: Aspidisca, Vorticella, Paramecium, Rotatoria, Nematoda.

ХПК, мгСУдм3 60öf

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Рис. 7. Выходные кривые сорбции примесей фильтрационных вод N. кол-во ТБО: 1- сорбент Н; 2- шлак; 3- отход АУ

колоночных объемов

1 2 3 4 5 6 7 Рис. 8. Выходная кривая сорбции органических примесей фильтрационных вод ТБО на биосорбционном фильтре

кол-во колоночных объемов

Согласно методике Таварткиладзе И.М., при расчете капельного фильтра необходимо определить коэффициент к = Ьс/Ц. В нашем случае он равен 6,6, при Ь0= 1300 мг 02/дм3 и Ц =200 мг 02/дм3 .Высота фильтра Н и гидравлическая нагрузка q определяются с учетом средней температуры очищаемой воды (12 °С) и вычисленного значения к по справочным таблицам. При Т=12 °С и к=6,6 высота биофильтра составляет 1,5 м, гидравлическая нагрузка - 2 м3/м2 сут. Площадь биофильтра определяли по формуле: £=СУя, где 0 - расчетный расход сточных вод (444 м3/сут), которая составила для разработанного биофильтра - 230 м2. Окислительная мощность биосорбционного фильтра при исходной БПК 1300 мг 02/дм3 - 0,24 кг БПК/м3 сут. По окислительной мощности и высоте загрузки биосорбционного фильтра рассчитали величину органической нагрузки, которая составила 0,36 кг БПК/м2 в сутки.

Время контакта очищаемой воды с микроорганизмами биопленки определяли по формуле:

Т = — (24)

где Т - время контакта, сут.; Н - высота биофильтра, м (1,5 м); гидравлическая нагрузка, м3/м2 в сутки (2 м3/м2). По расчетным данным время контакта в биофильтре - 0,75 суток или 18 часов.

Константу скорости окисления рассчитывали на основании экспериментальных данных, исходя из уравнения первого порядка, описывающего ход биохимического процесса.

^ = С6КТ +1 (25)

где Ь0, Ь( - концентрация органических веществ по БПК в поступающем и выходящем стоке, мг 0;/дм3 (1300, 200 СЬ/дм3); С<$ -концентрация беззольной биопленки, мг/л (1,75 мг/л); Т - время контакта, час. (18 час.); К - константа скорости биохимических реакций, мг/л в час.

По произведенному расчету К= 0,175 мг/л в час, что немногим уступает более совершенным биофильтрам с блочной загрузкой, константа скорости реакций в которых достигает 0,25.

Повышения эффективности снижения общей минерализации фильтрационных вод удалось достичь, используя солеустойчивые растения, для чего на поверхности биосорбционного фильтра разместили еще один функциональный слой - почву. Выращивание на поверхности биофильтра в лабораторных условиях полыни горькой (плотность посадки 8 растений на 40 см2) позволило уменьшить солесодержание на 25 - 30 %, выращивание растений семейства злаковых (овес, костер безостый) при плотности посадки 20 растений на 40 см2 снизило солесодержание на 15-20 %. Вода, прошедшая очистку на биосорбционом фильтре, с высаженными на поверхности фильтра растениями семейства злаковых, характеризуется следующими усредненными показателями: запах - отсутствует, пороговое разбавление по цвету 1:10; ХПК= 300 мг 02/дм3; БПКПОЛн.=200 мг 02/дм3; рН=7,5; содержание хлорид-ионов - 1,3 г/дм3. После очистки на биосорбционном фильтре воду направили на доочистку в биологический пруд. После окончания процесса очистки были отобраны и проанализированы пробы очищенной воды. Результаты представлены в табл.7.

Время пребывания воды в ступенчатых прудах рассчитывали по формуле:

КК ? А к. А' ~ ¿у где: п - число ступеней пруда (3); ко - коэффициент объемного использования каждой ступени (0,7); ко - то же последней ступени (0,7); к, -константа скорости истребления кислорода (0,1 сут.'1, для последней ступени в соответствие СНиП 2.04.03-85 - 0,07 сут.'1); Ь0', Ь, ' - БПКполн. воды, поступающей и выходящей из последней ступени пруда соответственно, мг 02/дм3 (208; 9,2); - остаточная БПКп0ЛН> принимается для летнего периода года 2-3 мг/л.

По заданным величинам рассчитали время пребывания воды в ступенчатых прудах, которое составило 34 суток.

Таблица 7

Эффективность двухступенчатой очистки фильтрационных вод

Показатели Результаты X е, при р=0,95 Превыш.ПДКвр.

РН 6,8-7,2 7,0 0,2 0,27 Не превышает

Запах Отсутствует - - - -

ХПК, мгОг/дм-1 35,0-38,7 36,8 1,П 1,38 1,3

БПКП, мг02/дм' 7,4-9,2 8,3 1,04 1,29 2,8

Взв. в-ва, мг/дм"1 0,06-0,07 0,06 0,02 0,05 Не превышает

Общий N. мг/дм3 1,1-2,6 1,85 0,71 0,88 1,3

Нитраты, мг/дм3 0,23-0,45 0,34 0,14 0,17 Не превышает

Хлориды, мг^^ 380-400 390 6,75 9,2 1,3

Общую площадь зеркала пруда в м2 рассчитали по формуле:

р= 6СЛ4-4) (27)

где: С} - расход сточных вод, м3/сут. (444 м3/сут.); С„ - растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л (среднее значение из таблицы растворимости кислорода для диапазона температур 10-25 °С - 8,5); С - концентрация кислорода в воде, выходящей из пруда, мг/л (4); га - величина атмосферной аэрации (4 г/м2 • сут.).

Рабочую глубину пруда в м с естественной аэрацией определяли по формуле:

с(4-4) ' '

Технологические параметры ступеней биологических прудов представлены в табл.8.

На основании проведенных экспериментальных иследований в лабораторных условиях на фильтрате Пермского полигона захоронения ТБО и полигона ТБО г. Полазны разработана комплексная технология очистки фильтрационных вод. Достоинством предлагаемой технологии является возможность ее применения для фильтрационных вод полигонов ТБО малых населенных пунктов, для полигонов на стадии рекультивации и постэксплуатации, так как участие человека здесь сводится к минимуму -

осуществить момент запуска прудов, после чего система работает самостоятельно.

Таблица 8

Технологические параметры трехступенчатого биологического пруда с естественной аэрацией (общее время пребывания стока 34 суток)

Показатели 1-ая ступень 2-ая ступень 3-я ступень

Площадь зеркала, м" 29952 16473 10483

Глубина, м 0,5 1,0 1,4

Объем, м"1 14976 17473 14676

БПК„олн. на входе, мг Ог/да^ 200,0 100,0 45,0

БПКполи. на выходе, мг Ог/дм3 100,0 45,0 10,0

Нагрузка по БПКпо.та., кг/га сут. 90,76 93,60 60,0

Средняя температура, "С 13 13 13

Биоценоз Бактерии, Водоросли Зооценоз, высшая водная растит. Зооценоз, Высшая водная раст

Зона сапробности Р а - Р-т р-ш

Работа биосорбционного фильтра проверена на различных фильтрационных водах (полигон ТБО г. Перми, полигон ТБО г.Полазна). Адекватность полученных результатов свидетельствует об его применимости на различных полигонах. Разработанная технология включена в проект полигонов ТБО г.г. Чайковский, Березники.

Глава 7. Концепция управления полигонами твердых бытовых отходов биотехнологнческимн методами

На основании проведенных исследований представляется необходимым разработка концепции, учитывающей отечественный и зарубежный опыт обращения с ТБО, с целью снижения эмиссии загрязняющих веществ методами активного управления потоками веществ на входе и выходе из биологического реактора. В отличие от существующих, предлагаемая концепция должна обеспечить уменьшение экологической нагрузки полигонов ТБО на протяжении длительного периода времени, не только на этапах эксплуатации и рекультивации, но и на постэксплуатационном этапе, а также должна соответствовать реальным возможностям ее осуществления на полигонах различной мощности [17,30].

Исходным положением концепции является представление о полигоне ТБО как активном биологическом реакторе, отличающимся от описываемых в литературе классических биологических реакторов неравномерностью и

неоднородностью поступления субстрата и значительным количеством внешних факторов среды, определяющих направленность протекающих в реакторе процессов.

Цель концепции: снижение эмиссии загрязняющих веществ от полигонов захоронения ТБО.

Принципы построения: объективная оценка отечественного и зарубежного опыта обращения с твердыми бытовыми отходами; системная комбинация различных методов переработки ТБО; адекватность применяемых методов реальной ситуации с учетом экологических, экономических и технологических аспектов; биотехнологические основы управления потоками веществ на полигоне, по типу управления биологическим реактором; максимальное использование ценных компонентов, содержащихся в ТБО, в том числе энергетического потенциала органических веществ. Основываясь на перечисленных принципах, выбор методов снижения эмиссии загрязняющих веществ должен производиться по критериям: функционирование; надежность; гибкость; время; простота обслуживания.

Методы управления потоками веществ на входе в биореактор: частичная или полная сортировка утилизируемых фракций ТБО в местах их образования, на мусороперегрузочных станциях или мусороперерабатывающих заводах; выделение потока ТБО с высоким углеродным потенциалом (биологическая фракция: пищевые отходы и все виды растительных отходов, в том числе образующиеся на промышленных предприятиях и размещаемые на полигонах захоронения ТБО); разработка и внедрение технологий переработки биологической фракции ТБО (компостирование, вермикомпостирование, аэробная или анаэробная стабилизация ТБО перед их захоронением); методы управления потоками веществ на выходе из биореактора; разработка технологий утилизации биогаза (при экономической целесообразности) или эффективного рассеивания его в атмосфере в сочетании с технологией дезодорации; разработка технологий очистки фильтрационных вод (физико-химических или интенсивных биохимических), завершающихся комплексными технологиями очистки воды в естественных условиях (бяосорбционные фильтры, биологические пруды, гидроботанические площадки, растительные каналы); использование метода рециркуляции фильтрационных вод на новых полигонах с целью ускорения процесса превращения «молодого фильтрата» в «зрелый»;

Методические приемы в реализации перечисленных методов управления полигоном, как биологическим реактором, заключаются в следующем: тщательный анализ полигона ТБО, как системы, функционирующей в реальных условиях заключающийся в: сборе и анализе информации о геологических, гидрогеологических и климатических особенностях размещения объекта складирования ТБО; определении мощности полигона

ТБО, этапе жизненного цикла, технологии складирования ТБО; изучении качественного и количественного состава ТБО и выявлении характера и масштабов загрязнения окружающей природной среды; изучение технической возможности и экономической целесообразности выделения и переработки отдельных фракций ТБО; выделение биологической фракции ТБО: изучение морфологического состава и количественная оценка потока; выбор технологии компостирования определяется исходя из последующего применения компоста и возможных его потребителей: для - получения высококачественного компоста, используемого в качестве удобрения обязательно соблюдение оптимальных параметров процесса и контроль полученного продукта по санитарно-гигиеническим, физико-химическим и агрохимическим показателям; в случае технического использования компоста возможно ведение процесса компостирования наиболее отвечающее принципу экономичности (при наименьших затратах энергетических и материальных ресурсов); основными методическими приемами использования вермикомпостирования для получения гумифицированного продукта — биогумуса является тщательная разработка исходного субстрата, включающего компоненты, необходимые для жизнедеятельности культуры дождевых червей, создание оптимальных условий места их обитания и использование культуры, адаптированной к перерабатываемым отходам; интенсификация процессов компостирования и вернкомпостирования достигается предварительной обработкой ТБО по технологиям наиболее отвечающим выделенным критериям (в биобарабанах, биотуннелях); предотвращение вторичного загрязнения атмосферного воздуха на участках стабилизации и компостирования ТБО за счет выделения дурнопахнущих веществ достигается применением биофильтров, загрузочный материал которых после отработки может использоваться в качестве органо-минерального удобрения; снижение эмиссии дурнопахнущих веществ от полигона ТБО на этапе его рекультивации также достигается использованием загрузочных материалов биофильтра; в соответствии с этапом жизненного цикла полигона ТБО и предлагаемым критериям разрабатывается технология очистки фильтрационных вод, при этом основными параметрами процесса очистки и оценки эффективности предлагаемой технологии являются: органолептические показатели (цветность), ХПК, БПКп0ля.. хлориды, электропроводность, прокаленный остаток; стабилизация очищенной воды и доведение ее качества до качества природных вод осуществляется в сооружениях, в которых очистка завершается в естественных условиях; обязательным компонентом в технологии является биосорбционный фильтр, снижающий органическую и минеральную нагрузку очищаемых вод на биоценоз биологических прудов; загрузочные материалы биофильтра подбираются с учетом возможного их применения после отработки в качестве субстрата для компостирования или готового органического удобрения.

Таким образом, основываясь на перечисленных принципах, методах и методических приемах, управляя биореактором, можно создать замкнутый цикл, совместить природный и антропогенный циклы веществ и достичь биодинамического равновесия экологически опасного объекта - полигона ТБО с окружающей природной средой.

В качестве иллюстрации ко всему выше сказанному на рис.9 и 10 приведены потоки веществ на управляемом с биотехнологических позиций полигоне ТБО и неуправляемом полигоне.

О, (С орг.к

<2 (С орг.;

30-35 %'

15-17%

ДО= 5-6 %

10-12 % 02 (С орг.)

Рис. 9. Схема движения потоков органических веществ в неуправляемом реакторе: О (С орг.) - общее содержание органических веществ, поступающих на полигон ТБО; 0] (С орг.) — количество органических веществ в составе биогаза; СЬ (С орг.) - количество органических веществ в фильтрационных водах

Рис. 10. Схема движения потоков органических веществ на управляемом полигоне ТБО:

О (Сорг.) - общее содержание органического углерода в ТБО;

О - количество органического углерода, которое может быть извлечено методами сортировки утильных фракций ТБО и выделения из общего потка ТБО биологической фракции;

О] - количество органического углерода, котрое может быть извлечено из биогаза методами утилизации и дезодорации (при использовании биофильтров загрузка отправляется на компостирование);

<3г - количество органического углерода извлекаемого в процессах биологической очистки и направляемого после отработки загрузочных материалов биосорбционных фильтров или донных отложений в биологических прудах, или избыточного ила на компостирование;

о,, СЬ — эмиссионные потоки с полигона ТБО в виде биогаза и фильтрационных вод соответственно.

С учетом выделения и утилизации перечисленных фракций можно на основании углеродного потенциала отходов просчитать снижение эмиссии загрязняющих веществ с полигона ТБО. По произведенным расчетам построен график, представленный на рис. 11., наглядно иллюстрирующий снижение содержания органического углерода в ТБО в результате комплексного управления потоком отходов на входе в биореактор, без учета технологических приемов снижения эмиссии на выходе.

Разработанная концепция может быть применена к полигонам различной мощности на разных стадиях эксплуатации и реализована в виде надежных и простых технологических процессов, позволяющих нормализовать качество окружающей среды в соответствии с природоохранным законодательством.

с,

Рис. 11. Содержание углерода в ТБО: 1 - без сортировки, 2-е сортировкой и компостированием

Заключение

На основании проведенных исследований по снижению эмиссии загрязняющих веществ от полигонов ТБО биотехнологическими методами можно сделать следующие выводы:

1. Разработана и реализована на практике концепция функционирования полигона захоронения ТБО, как биологического реактора, основанная на анализе потоков веществ на входе и выходе реактора и управления этими потоками с целью снижения эмиссий загрязняющих веществ. Концепция базируется на обобщении результатов теоретических и экспериментальных исследований процесса биохимической деградации органических веществ на полигонах захоронения ТБО с учетом газового и водного балансов.

2. Основным независимым параметром управления на полигонах является общее содержание органического углерода, трансформации которого в теле полигона приводят к эмиссии в атмосферный воздух в виде углеродсодержащих органических и неорганических веществ (10,5 кг/т отходов в год) и в поверхностные и грунтовые воды в виде фильтрационных вод (ХПК на аиетогенной фазе до 60000 мг/О^/дм3, на метаногенной фазе до 4500 мг/02/дм3).

3. Установлена возможность уменьшения потоков органического углерода на полигонах захоронения ТБО за счет проведения комплекса мероприятий организационно-технического характера: раздельный сбор ТБО, компостирование и вермикомпостирование биологически разлагаемой фракции ТБО. Внедрение разработанных технологий, снижающих экологическую нагрузку полигонов ТБО на объекты окружающей среды, уменьшает содержание общего углерода, поступающего на полигон на 12-15 %.

4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученные в лабораторных и натурных условиях, послужили основой для разработки технологии компостирования биологической фракции ТБО. Разработанная технология включает аэробную стабилизацию отходов с биологическим фильтром для дезодорации отходящих газов, компостные площадки и вермикомпостирование. Общее количество утилизируемой фракции по г. Перми составляет около 2000 т, выход компоста составляет 1300- 1400 т;

5. Неблагоприятное воздействие запахов, образующихся при компостировании ТБО, особенно в термофильной фазе, может быть снижено с помощью технологии дезодорации отходящих газов, основанной на использовании многослойного биофильтра, загрузочным материалом для которого служат щепа, опил, скоп и кора; эффективность очистки составляет по аммиаку - 98,7, по сероводороду - 99,6, по фенолу - 89, по меркаптану -61 %. Механизм очистки заключается в одновременном протекании

процессов физико-химической сорбции, химических и биохимических превращений; производительность биофильтра - 202 м3/час.

6. Повышение удобрительной ценности компоста из ТБО для его использования в качестве органического удобрения в сельском хозяйстве, достигается за счет внедрения технологии вермикомпостирования, основанной на использовании адаптированной культуры дождевых червей, способной в результате своей жизнедеятельности, трансформировать органические соединения ТБО в биогумус, характеризующийся нейтральной реакцией среды (рН=7,0), высоким содержанием органических веществ (81,9 %), гумуса (25 %) и питательных элементов (фосфор подвижный - 0,55 %, азот общий - 0,81 %, калий общий - о,59 %).

7. На основании лабораторных исследований получены исходные данные для проектирования опытно-промышленного биореактора, разработана конструкция, выполнены рабочие чертежи, изготовлена и испытана опытно-промышленная установка вермикомпостирования, производительностью 18 т биогумуса в год.

8. Разработана комплексная технология очистки фильтрационных вод полигонов захоронения ТБО, включающая биосорбционный фильтр, трехсекционные биологические пруды и гидроботаническую площадку; эффективность очистки по ХПК составляет 85 - 90 %. На основании анализа существующих технологий и данных собственных исследований, показана возможность использования технологии на заключительных этапах очистки на вновь проектируемых полигонах и для очистки фильтрационных вод на полигонах длительного срока эксплуатации или на этапе рекультивации.

9. Экспериментальными исследованиями обосновано использование в качестве загрузочных материалов биосорбционного фильтра сорбента Н и шлака, эффективно снижающих содержание органических веществ в очищаемых водах (до 90 %). Определены оптимальные параметры процесса сорбции при линейной скорости подачи воды 0,74 м/час. Не установлены механизмы извлечения ионов хлора из раствора при использовании в биосорбционном фильтре скопа до 45 %, по сравнению с исходной концентрацией. Для повышения эффективности- снижения концентрации хлорид-ионов предлагается выращивать на поверхности биосорбционного фильтра растения-галофиты, в частности полынь горькую.

10. Предложен методический подход к выбору и обоснованию эффективных биотехнологий, в основу которого заложена концепция полигона ТБО, как биологического реактора, с управляемыми входными и выходными потоками веществ. Выбор оптимального решения осуществляется по технологическим и эколого-экономических критериям: мощность полигона, стадия эксплуатации, особенности эксплуатации, требуемая эффективность снижения эмиссии, экономическая целесообразность. Сопоставление всех критериев позволяет выбрать наиболее эффективные и приемлемые в данных условиях биотехнологии.

Основные положения и научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Интенсивная биохимическая очистка высококонцентрированных сточных вод // Тез.докл.конф. «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Западного Урала», - Пермь, 1987. - С.23-24 (соавторы: Т.А.Зайцева, Ф.Б.Оршанская).

2. Удобрительный состав (компостирование отходов целлюлозно-бумажной промышленности).- Экспонат на ВДНХ СССР, 1989. - 3 с (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева).

3. Патент 1836816 от 13 октября 1992 г. Способ определения величин биологического потребления кислорода в очищенных сточных водах, содержащих взвешенные вещества (соавторы: Т.А.Зайцева, Н.А.Балберина). Приоритет 9.11.1989 г.

4. Способ утилизации твердых промышленных отходов // Тез. докл.межд.конф. «Загрязнение окружающей среды. Проблемы токсикологии и эпидемиологии». - Москва-Пермь, 1993. - С.18 (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева).

5. Медико-биологическое обоснование возможности использования биомассы вермикультуры, как добавок в детском лечебном питании // Тез.докл.межд.конгресса «Биоконверсия органических отходов». - Москва, 1994. -С.22-24 (соавторы: Я.И.Вайсман, Н.В.Зайцева, Т.А.Зайцева)

6. Использование утилизируемых корпусов МБР для изготовления биореакторов при компостировании // Материалы Всероссийской конф. «Научно-технические проблемы конверсии промышленности Западного Урала» - Пермь, 1995.- С.16.

7. Использование материалов утилизируемых изделий ракетно-космической техники для производства маточников при вермикомпостировании // Материалы Всероссийской конф. «Научно-технические проблемы конверсии промышленности Западного Урала» -Пермь, 1995.-С.17.

8. Оценка биогумуса, полученного методом вермикультивирования твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности // Материалы межд.конф. «Микробное разнообразие: состояние, стратегия сохранения, экологические проблемы» - Пермь, 1996. - С.36 (соавтор: Т.А.Зайцева).

9. Основы экологии и химии окружающей среды// Учебно-методическое пособие. - Пермь, ПермГТУ, 1996. - 135 с (соавторы Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева, Т.В.Нурисламова).

10. Опыт селекционной работы по выведению высокопродуктивной линии навозного червя, адаптированного к твердым отходам ЦБП // Материалы межд.конф. «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях». - Пермь, 1996. - С. 22 - 25 (соавтор: Я.И.Вайсман).

11. Использование метода вермикультивирования для утилизации твердых отходов ЦБП и получения биогумуса // «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях». — Пермь, 1996. - С. 96-98.

12. Разработка биореакторов вертикального типа для утилизации твердых отходов ЦБП методом вермикультивирования. // «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях». - Пермь, 1996. -С.99- 103.

13. Оценка эффективности различных способов утилизации отходов окорки древесины ЦБП // «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях». - Пермь, 1996. - С.103 —106.

14. Изучение возможности применения анаэробной биологической очистки для обезвреживания фильтрата полигона ТБО г. Перми // Тез.докл.конф. «Экология: проблемы и пути решения». - Пермь, ПГУ, 1997.-С.17-18 (соавтор: Т.А.Зайцева).

15. Оценка качества фильтрата полигона ТБО г. Перми // Материалы Болгарско - Российской конф. «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях». - Пермь - Варна, 1997. - С.23 (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева, В.Ю.Петров).

16. Изучение возможности анаэробного сбраживания применительно к фильтрационным водам полигона ТБО г.Перми. Там же. С.22 (соавторы: Я.КВайсман, Т.А.Зайцева, В.Ю.Петров).

17. Рудакова JI.B., Коротаев В.Н. Организация санитарной очистки населенных мест от твердых бытовых отходов (на примере г. Перми). -Пермь, 1997, 93 с.

18. Проблема обезвреживания фильтрационных вод полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) // Тез.докл. научно-практической конф. «Экологическая безопасность регионов Урала и Западной Сибири». -Екатеринбург, 1998. - С.27 (соавторы Т.А.Зайцева).

19. Подбор и апробация методов обезвреживания фильтрационных вод свалки ТБО г. Перми // Тез.докл.межвезовской конф. «Проектирование оснований, фундаментов, мостов, автодорог. Охрана окружающей среды». — Пермь, ПермГТУ, 1999.-С.28-29 (соавторы: Т.А.Зайцева).

20. Что делать с отходами? - Пермь, ИПК «Звезда», 1998. - 16 с (Соавторы: Вайсман Я. И., Зомарев А.М.).

21. Организация площадки компостирования органических отходов на пришкольном участке. Методическое пособие. - Пермь, ИПК «Звезда», 1998. - 24 с (соавторы: Вайсман Я.И., Зомарев А.М.).

22. Научно-методические аспекты внедрения курса «Прикладная экология» в систему экологической подготовки студентов технических специальностей// Сб. материалов совещания по проекту «Tempus-Tasis» «Формирование экологического сознания и экологической культуры в

системе непрерывного образования в России». - Москва - Пермь, 1999. -С.34 - 40 (соавтор И.С.Пузанов).

23. Технология очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) / Сб.материалов Австрийско-Российской межд.конф. Природоохранные вопросы управления движением отходов производства и потребления. - Вена - Пермь, 1999 г. - С.15-17 (соавтор

A.Н.Никитенко).

24. Изучение свойств сорбционных материалов биофильтра для дезодорации воздуха / Сб.материалов Австрийско-Российской межд.конф. Природоохранные вопросы управления движением отходов производства и потребления. - Вена - Пермь, 1999 г. С. 18-21 (соавтор Г.Р.Нурисламов).

25. Разработка биофильтра для удаления газообразных дурнопахнущих примесей / Сб.материалов Австрийско-Российской межд.конф. Природоохранные вопросы управления движением отходов производства и потребления. - Вена - Пермь, 1999 г. - С.22-24 (соавтор Г.Р.Нурисламов).

26. Экологические требования к выбору площадок, проектированию, сооружению, эксплуатации и рекультивации полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) для населенных пунктов численностью до 50 тыс. жителей Пермской области. - Пермь, 1999. - 89 с (соавторы: Я.И.Вайсман,

B.Н.Коротаев, А.М.Зомарев).

27. Комплексная целевая программа «Отходы» Коми-Пермяцкого автономного округа. - Кудымкар, 1999. - 67 с (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева).

28. Методические указания к летней учебной практике по экологическому мониторингу. - Пермь, ПермГТУ. 1999. - 26 с. (соавторы: Я.И.Вайсман, В.Ю.Петров, Г.М.Батракова).

29. Методические указания 2.1.7.001-00. Общие требования к правилам контроля и отбору проб фильтрата мест складирования и полигонов захоронения твердых бытовых отходов. - Пермь, 2000. - 19 с (соавторы: Н.В.Русаков, Н.Ф.Абрамов, Я.И.Вайсман и др.).

30. Рудакова Л.В. Биотехнологические методы снижения эмиссий загрязняющих веществ от полигонов захоронения ТБО. - Пермь, 2000. - 68 с.

31. Рудакова Л.В., Вайсман Я.И., Зайцева Т.А., Биодеградация загрязняющих веществ в фильтрационных водах// Экология и промышленность России. - апрель 2000. - С.2-5.

32. Рудакова Л.В. Возможность применения биосорбционного фильтра в технологии очистки фильтрационных вод полигона ТБО г. Перми / тез. докл. конф. «Проблемы химии и экологии» - Пермь, 2000. - С.16-17. (Соавтор: Шишкин Я.С.)

33. Рудакова Л.В. Очистка отходящих газов от комплекса дурнопахнущих веществ / Там же. С.21-22. (Соавтор: Нурисламов Г.Р.)

Содержание диссертации, доктора технических наук, Рудакова, Лариса Васильевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕР И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ

ПОСЛЕДСТВИЯ ЭМИССИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ МЕСТ ЗАХОРОНЕНИЯ ТБО

1.1. Физико-химические и биохимические аспекты биодеградации органических веществ на полигонах захоронения ТБО

1.2. Эмиссии биогаза от полигонов захоронения ТБО. Качественная и количественная характеристика

1.3. Образование фильтрационных вод на полигонах захоронения ТБО

1.3.1. Условия образования фильтрационных вод

1.3.2. Количественная оценка образования фильтрата. Уравнение водного баланса

1.3.3. Изменение качества фильтрационных вод на разных этапах жизненного цикла полигона ТБО

1.4. Характеристика современных и перспективных технологий снижения эмиссии загрязняющих веществ от полигонов ТБО

1.4.1. Сортировка ТБО

1.4.2. Сжигание ТБО

1.4.3. Компостирование ТБО

1.4.4. Вермикомпостирование органических отходов

1.4.5. Технологии очистки фильтрационных вод полигонов ТБО

1.4.6. Утилизация и дезодорация биогаза на полигонах ТБО

1.5. Методы управления полигоном ТБО для снижения эмиссии загрязняющих веществ

ГЛАВА 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ

ПОЛИГОНОВ ЗАХОРОНЕНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ

ОТХОДОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ

2.1. Использование метода системного анализа для оценки воздействия полигонов ТБО на окружающую природную среду

2.2. Обоснование выбора объектов исследования

2.3. Оценка воздействия полигона ТБО г. Перми на окружающую природную среду

2.3.1. Геологические и гидрогеологические особенности размещения площадки полигона ТБО

2.3.2. Образование биогаза на полигоне. Расчет количества биогаза

2.3.3. Расчет количества фильтрационных вод. Уравнение водного баланса

2.3.4. Качественная характеристика фильтрационных вод

2.3.5. Оценка воздействия полигона ТБО г. Перми по запаху

2.4. Характеристика полигонов ТБО малых населенных пунктов Пермской области

2.4.1. Полигон ТБО д. Страшная Гора Пермского района

2.4.2. Полигон ТБО г. Полазна Пермской области

2.5. Оценка экологической ситуации в районах размещения полигонов ТБО г. Вена (Австрия), г. Висбадена (Германия)

ГЛАВА 3. УТИЛИЗАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФРАКЦИИ

ТБО МЕТОДОМ КОМПОСТИРОВАНИЯ

3.1. Характеристика морфологического состава ТБО г.Перми

3.2. Характеристика потока биологически разлагаемой фракции ТБО

3.3. Разработка технологии компостирования биологической фракции ТБО

3.3.1. Теоретические основы компостирования. Параметры процесса

3.3.2. Экспериментальные исследования процесса компостирования отдельных фракций ТБО и ПО

3.3.2.1. Разработка технологии компостирования органических отходов предприятий г. Кудымкара

3.3.2.2. Компостирование органических отходов Пермского целлюлозно-бумажного комбината

3.3.3. Разработка технологической схемы компостирования биологической фракции ТБО г. Перми

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ

ВЕРМИКОМПОСТИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ

ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

4.1. Сущность и параметры процесса вермикомпостирования органических отходов

4.2. Экспериментальные исследования процесса вермикомпостирования

4.2.1. Исследование процесса деструкции твердых отходов ПЦКБ с помощью культуры дождевых червей с применением ящичной и траншейной технологий

4.2.2. Разработка конструкции вертикального биореактора

4.3. Разработка технологической схемы участка вермикомпостирования с применением биореакторов вертикального типа

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ДЕЗОДОРАЦИИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ НА УЧАСТКЕ АЭРОБНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

5.1. Биодеструкция органических веществ на стадии аэробной стабилизации

5.2. Характеристика отходящих газов, образующихся при компостировании ТБО

5.3. Разработка биофильтра для дезодорации образующихся при компостировании газов

5.3.1. Экспериментальные исследования по изучению сорбционных свойств загрузочных материалов биофильтра

5.3.2. Характер процессов, протекающих в биофильтре

5.3.3. Разработка конструкции и расчет биофильтра

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ВОД ПОЛИГОНА ТБО

6.1. Экспериментальные исследования процесса интенсивной биохимической очистки фильтрационных

6.1.1. Аэробная очистка фильтрационных вод

6.1.2. Анаэробное сбраживание фильтрационных вод

6.1.3. Исследование двухступенчатой аэробно-анаэробной очистки фильтрационных вод

6.2. Разработка комплексной технологии очистки фильтрационных вод

6.2.1. Разработка биосорбционного фильтра

6.2.1.1. Подбор и обоснование сорбционных материалов фильтра

6.2.1.2. Экспериментальные исследования по изучению сорбционных свойств загрузочных материалов биофильтра

6.2.1.3. Разработка конструкции биофильтра

6.2.1.4. Сорбционные процессы в биофильтре и расчет биофильтра

6.2.1.5. Экспериментальные исследования по подбору растений-галофитов

6.2.2. Очистка фильтрационных вод в биологических прудах

6.2.2.1. Теоретические основы использования биологических прудов

6.2.2.2. Обоснование использования водных и полуводных растений в секциях прудов

6.2.2.3. Оценка эффективности очистки фильтрационных вод в биологических прудах

6.2.2.4. Конструкции и расчет прудов

6.2.3. Организация гидроботанической площадки для доочистки фильтрационных вод

6.3. Общая технологическая схема комплексной очистки фильтрационных вод

ГЛАВА 7. КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИГОНАМИ

ТБО БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

7.1. Анализ входящих и выходящих потоков веществ на полигоне ТБО

7.2. Управление потоками веществ в биореакторе

7.3. Обоснование критериев управления потоками веществ в биореакторе

7.4. Структура концепции управления полигоном ТБО как биологическим реактором и ее практическая реализация

Введение Диссертация по географии, на тему "Научно-методическое обоснование снижения эмиссии загрязняющих веществ полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) биотехнологическими методами"

Актуальность темы диссертации. В настоящее время твердые бытовые отходы (ТБО) традиционно обезвреживаются с помощью свалок, часто располагающихся в селитебной зоне. Несмотря на существование современных промышленных технологий обезвреживания и утилизации отходов (сжигание на мусоросжигательных заводах, аэробная ферментация с получением стабилизированного органического продукта и анаэробная ферментация), способ утилизации и обезвреживания ТБО на свалках и полигонах наиболее распространен [1]. В России до 90 % ТБО складируется на полигонах.

На свалках, в результате биохимического разложения фракций ТБО, подвергающихся биодеградации, образуются фильтрационные воды и био-газ. Процесс биохимического разложения определяется взаимодействующими друг с другом сложными первичными и вторичными факторами. К первичным факторам относятся геологические, гидрогеологические и гидрометеорологические особенности места размещения свалки, состав отходов (включая концентрацию доноров и акцепторов электронов, состав микробоценоза и влажность), технология складирования ТБО, фильтрационные свойства почв, топография местности и растительный покров. Эти условия определяют вторичные факторы: редокс-потенциал, рН, температуру, физико-химические процессы. К факторам, определяющим направленность биохимических процессов, относят молекулярные свойства отходов (водорастворимость, коэффициент распределения вода/липиды, летучесть, размер молекул, их заряд, конформацию молекул и функциональные группы, способность сорбировать микроорганизмы), а также межвидовое взаимодействие различных физиологических групп микроорганизмов.

Продукты биоразложения ТБО вызывают загрязнение объектов биосферы (почв, поверхностных и грунтовых вод, атмосферного воздуха).

Эмиссии биогаза, состоящие на 60 % из метана [2], приводят к появлению неприятных запахов, закислению грунтовых вод и оказывают угнетающее действие на корневую систему растений [3]. При нарушениях технологии складирования ТБО или неправильной эксплуатации свалки возможны взрыво- и пожароопасные ситуации.

Фильтрационные воды содержат растворенные органические и неорганические вещества, относящиеся к различным классам химических соединений. Содержание загрязняющих веществ в фильтрате в 10-20 раз превышает содержание загрязняющих примесей в бытовых сточных водах

4]. Загрязнение органическими веществами и токсичными соединениями грунтовых и поверхностных вод, поступающих со свалок с фильтратом, может длиться десятилетиями и распространяться на большие расстояния

5].

Фильтрационные воды опасны в санитарно-эпидемиологическом отношении, так как содержат болезнетворные бактерии, вирусы, яйца гельминтов. Коли-индекс фильтрационных вод в 2-3 раза выше, чем в городской канализации [6].

Сложившаяся экологическая ситуация в районах размещения свалок, требует решения вопросов, связанных со снижением эмиссии загрязняющих веществ от свалок ТБО и уменьшения, тем самым, экологической нагрузки на объекты окружающей природной среды.

В настоящее время существуют технологии снижения эмиссии загрязняющих веществ от свалок ТБО.

Так, для очистки фильтрационных вод используются следующие традиционные методы очистки: физико-химические - химическая коагуляция и флокуляция, адсорбция активным углем, обратный осмос, адсорбция на полимерах, химическое окисление, выпаривание и облучение; биохимические - аэробная и анаэробная интенсивная очистка, очистка в аэрационных прудах.

Анализ литературных источников показал, что ни один из перечисленных методов не является достаточно эффективным. Например, озоно-лиз, адсорбция на активном угле, катионный обмен и обратный осмос снижали концентрацию органического углерода на 48, 86, 53, 91 - 96 % соответственно. Кроме того, многие перечисленные технологии являются материал о- энергоемкими и технологически сложными.

В качестве альтернативного, применяется метод рециркуляции фильтрата через тело свалки ТБО. Общее воздействие рециркуляции заключается в увеличении влажности отходов, что ускоряет процесс биодеградации отходов, и в дополнительном осаждении сульфидов тяжелых металлов. При этом концентрация ионов аммония, хлорид-ионов и ХПК может оставаться достаточно высокой и после нескольких циклов рециркуляции возрастать. Увеличение общего объема воды, доступной для рециркуляции, может снизить скорости потока жидкости сквозь массу отходов и уплотнить слои отходов, что нарушает процесс аэробного окисления отходов и приводит к горизонтальному перемещению жидкости в окружающую среДУ

Использование биогаза, образующегося на свалках, имеет перспективы, так как он может служить источником энергии, при условии значительных количеств выхода метана, достаточной изученности процесса ме-таногенеза на данном объекте складирования отходов и экономической целесообразности. На современных полигонах захоронения ТБО уменьшение негативного воздействия биогаза осуществляется методом сжигания или внедрением комплекса технических мероприятий, направленных, прежде всего, на эффективное рассеивание биогаза в атмосферном воздухе, что не снижает появление неприятных запахов от полигона.

С целью разработки более эффективных технологий снижения эмиссии необходимо рассматривать свалку как биологический реактор и управлять им в соответствии с биотехнологическими принципами. На типичной свалке вся система в целом работает, как группа реакторов периодического действия, в которых отходы находятся на разных стадиях биодеградации и подвергаются случайным воздействиям.

Теория управления свалкой ТБО, как биореактором, только начинает складываться из-за сложного характера поведения отходов, связанного с наслаиванием нового материала через неравные промежутки времени [7]. При разработке технологических схем снижения эмиссии не рассматривается жизненный цикл ТБО и не учитывается длительное существование биореактора, эмиссии которого представляют опасность и в постэксплуатационный период.

Следовательно, актуальным является разработка биотехнологических методов снижения экологической нагрузки полигонов ТБО на объекты окружающей среды, в основе которых лежат природные механизмы самоочищения, способные функционировать длительное время без вмешательства человека.

Основные задачи исследований.

• Разработать методы, технологии и технические средства утилизации биологической фракции ТБО.

• Экспериментально обосновать и установить свойства загрузочных материалов биофильтра и определить механизмы процесса деградации веществ-одорантов.

• Разработать технологию и конструкцию установки для дезодорации отходящих газов в процессах аэробной стабилизации и компостирования ТБО.

• Экспериментально обосновать использование загрузочных материалов биосорбционного фильтра и определить параметры процесса сорбции органических веществ.

• Разработать комплексную технологию и технические средства очистки фильтрационных вод полигона ТБО.

Объектом исследования являлись полигоны ТБО Пермской области (г. Пермь, г. Полазна, г. Березники, д. Страшная) и полигоны ТБО в Германии (г. Висбаден) и Австрии (г. Вена). Исследованные полигоны отличались сложившейся системой управления ТБО, технологиями складирования отходов, морфологическим составом ТБО, физико-географическими условиями размещения полигонов, этапами жизненного цикла полигона, мероприятиями по снижению экологической нагрузки на окружающую среду.

Экспериментальные исследования проводились на базе лаборатории кафедры охраны окружающей среды Пермского государственного технического университета, института водных проблем и менеджмента отходов Венского технического университета, высшей технической школы г. Висбадена (Германия) с использованием лабораторных модельных установок и в натурных условиях на полигонах ТБО Пермской области, Австрии и Германии. Анализ и оценка воздействия полигонов на объекты окружающей среды, изучение параметров разработанных технологий и определение их эффективности, необходимые расчеты были выполнены в соответствии с установленными методиками.

Научная новизна исследований состоит в том, что:

• Установлено влияние различных концентраций ионов хлора, содержащихся в фильтрационных водах, на рост и развитие водных и наземных растений и обосновано использование растений-галофитов на поверхности биосорбционного фильтра и в биологических прудах;

Практическая значимость результатов исследования заключается в разработке:

- технологии утилизации биологической фракции ТБО;

- технологии вермикомпостирования биологической фракции твердых бытовых и промышленных отходов;

- опытно-промышленного биореактора вермикомпостирования;

- технологии дезодорации отходящих газов от участка аэробной стабилизации отходов, площадок компостирования и полигонов на стадии рекультивации;

- конструкции биофильтра для улавливания комплекса дурнопах-нущих веществ: меркаптана, сероводорода, аммиака, фенола;

- комплексной технологии очистки фильтрационных вод, включающей биосорбционные фильтры, биологические пруды и гидроботаническую площадку;

- конструкции биосорбционного фильтра для удаления органических биорезистентных загрязнений из фильтрационных вод полигона ТБО;

- методических рекомендаций по внедрению биотехнологий на полигонах ТБО, обеспечивающих снижение эмиссии загрязняющих веществ.

Внедрение результатов исследований. Материалы научных исследований использованы при разработке проектов полигонов захоронения ТБО г.г. Березники, Чайковский, Пермь; при разработке технологии компостирования бытовых и промышленных отходов г. Кудымкара, при подготовке ТЭО площадки компостирования биологических отходов г. Перми; при разработке технологии вермикомпостирования отходов Пермского целлюлозно-бумажного комбината и конструкции опытно-промышленного биореактора; проекта ОВОС мусороперерабатывающего завода г. Перми. Материалы исследований использованы при разработке лекций по курсам

Экология», «Прикладная экология», «Химия и микробиология воды», спецкурсу «Биохимические методы переработки бытовых и промышленных отходов», читаемых студентам различных специальностей Пермского государственного технического университета а также учебного пособия в рамках совместного европейского проекта ТЕМПУС - ТАСИС TJEP -10333-97.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 монографии, 9 статей в центральной печати, 21 публикация в виде материалов и тезисов конференций различных уровней, получен 1 патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и рекомендаций, списка литературных источников. Текст изложен на 311 стр., иллюстрирован 33 рис., 55 табл. Указатель литературы содержит 291 источников, из них - 143 отечественных, 148 - зарубежных авторов. Приложения содержат документы о внедрении результатов работы.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Рудакова, Лариса Васильевна

ВЫВОДЫ

На основании проведенных аналитических, экспериментальных, опытно - промышленных исследований по снижению эмиссии загрязняющих веществ полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) биотехнологическими методами можно сделать следующие выводы:

1. Разработана концепция функционирования полигона захоронения ТБО, как биологического реактора, основанная на анализе потоков веществ на входе и выходе реактора и управления этими потоками с целью снижения эмиссий загрязняющих веществ. Концепция базируется на обобщении результатов теоретических и экспериментальных исследований процесса биохимической деградации органических веществ на полигонах захоронения ТБО с учетом газового и водного балансов.

2. Основным независимым параметром управления на полигонах является общее содержание органического углерода, трансформации которого в теле полигона приводят к эмиссии в атмосферный воздух в виде уг-леродсодержащих органических и неорганических веществ (10,5 кг/т отходов в год) и в поверхностные и грунтовые воды в виде фильтрационных вод (ХПК на ацетогенной фазе до 60000 мг/02/дм3, на метаногенной фазе до 4500 мг/02/дм3).

3. Установлена возможность уменьшения потоков органического углерода на полигонах захоронения ТБО за счет проведения комплекса мероприятий организационно-технического характера: раздельный сбор ТБО, аэробная стабилизация отходов, компостирование и вермикомпости-рование биологически разлагаемой фракции ТБО. Внедрение разработанных технологий, снижающих экологическую нагрузку полигонов ТБО на объекты окружающей среды, уменьшает содержание общего углерода, поступающего на полигон до 12 -15 %.

5. Неблагоприятное воздействие запахов, образующихся при компостировании ТБО, особенно в термофильной фазе, может быть снижено с помощью технологии дезодорации отходящих газов, основанной на использовании многослойного биофильтра, загрузочным материалом для которого служат щепа, опил, скоп и кора; эффективность очистки составляет по аммиаку - 98,7, по сероводороду - 99,6, по фенолу - 89, по меркаптану - 61 %. Механизм очистки заключается в одновременном протекании процессов физико-химической сорбции, химических и биохимических превращений; производительность биофильтра - 202 м3/час.

6. Повышение удобрительной ценности компоста из ТБО для его использования в качестве органического удобрения в сельском хозяйстве, достигается за счет внедрения технологии вермикомпостирования, основанной на использовании адаптированной культуры дождевых червей, способной в результате своей жизнедеятельности, трансформировать органические соединения ТБО в биогумус, характеризующийся нейтральной реакцией среды (рН=7,0), высоким содержанием органических веществ (81,9 %), гумуса (25 %) и питательных элементов (фосфор подвижный -0,55 %, азот общий - 0,81 %, калий общий - о,59 %).

9. Экспериментальными исследованиями обосновано использование в качестве загрузочных материалов биосорбционного фильтра сорбента Н и шлака, эффективно снижающих содержание органических веществ в очищаемых водах (до 90 %). Определены оптимальные параметры процесса сорбции при линейной скорости подачи воды 0,74 м/час. Не установлены механизмы извлечения ионов хлора из раствора при использовании в биосорбционном фильтре скопа до 45 %, по сравнению с исходной концентрацией. Для повышения эффективности снижения концентрации хлорид-ионов предлагается выращивать на поверхности биосорбционного фильтра растения-галофиты, в частности костер безостый.

Библиография Диссертация по географии, доктора технических наук, Рудакова, Лариса Васильевна, Пермь

1. Chynhoweth D.// County Council Gazette. -1978.- V.70.- P.268.

2. Streams R.P.//Solid Wastes Management/ PRG. 1980.- P.56.

3. Разнощик B.B. Огнем и микробами. М.: Стройиздат, 197696 с.

4. Прокопов В.А., Толстопятова Г.В., Мактаз Э.Д. Пути решения проблемы очистки фильтрата свалки твердых отходов г.Киева./ "Химия и технология воды", 1995, № 1, С. 17-19.

5. Александровская З.И., Кузьменкова A.M., Гуляев Н.Ф. и др. Санитарная очистка городов от твердых бытовых отходов. М.: Стройиздат, 1977. - 320 с.

6. Senior Е., Balba М.Т.// Biotechnology Applied to Environmental Problems/Wise D.L. (ed). CRC Press, 1987.

7. Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник/Под ред. А.Н. Мирного.- М.: Стройиздат, -1990.- 413 с.

8. Filip Z., Kuster Е// Eur. J. Appl. Mikrobiol. Biotechnol. 1979.V.7.P.371.

9. Jones K.L., Grainger J.M.//Eur. J. Appl. Mikrobiol. Biotechnol. 1983. V. 18. P.181.

10. Экологическая биотехнология./ Под ред. К.Ф.Форстера, Д.А. Дж.Вейза.- Л.: Химия, 1990. 353 с.

11. Crutcher A.J., Rovers F.A. McBean E.A.//Water, Air and Soil Pollut. 1982. V.17. P.213.

12. Venrataramania E.S., Ahlert R.C., Corbo P.//CRC Crit.Rev.Environ. Control. 1984.V.14.P.333.

13. Thauer R.K., Morris J.G.//The microbe 1984. 11: Prokaryotes and Eukaryotes/Kelly D.P., Carr N.G. (eds). SGM Symp. 36 (11), Cambrige University Press, 1984. P. 123.

14. Zeikus J.G.//Mikrobes in their Natural Environments/Slater J.H., Whittenbury R., Wimpenny J.W.T. (eds). SGM Symp. 34, Cambrige University Press, 1983. P.423.

15. Mountfort D.O., Bryant M.P.//Arch.Microbiol. 1982. V.133.P.249.

16. Laanbroek H.J.,Veldkamp H.//Phil.Trans.Royal Soc.London, Ser.B. 1982.V.297.P.533.

17. Emcon Associates, San Jose, California, USA. 1980. Metane Generation and Recovery from Landfills.

18. Robert K. Ham. and Morton A. Barlaz // Measurement and prediction of Landfill gas quality and quantity, IS WA International Sanitary Landfill Symposium, 1987.

19. Dugnani, L. Wyrsch, I. - Gandolla, M.- Arango, M.: Biological Oxidation of hydrogen in soils flushed with a mixture of H2, C02, 02, and N2. FEMS Microbiology Ecology 38, 1986, p. 347-351.

20. Mauro Gandolla e Dr. Lucia Dugnani // Procedures and techniques for biogas purification, ISWA International Sanitary Landfill Symposium, 1987.

21. Hartz K.E., Klink R.E., Ham R.K.//J. Environ. Eng. Div., ASCE. 1982.V.108.P.629.

22. Ress J.F.//Landfill Gas Simposium. Harwell. 1981. Paper 2.

23. Dick R.I.//Filtration and Separation. 1972. V.9.P.177.

24. W. H. Christian Landfill Gaz Utilisation, Especialy optimization at small Landfills/ ISWA International Sanitary Landfill Symposium. 1987. P.l-14.

25. Ham K.K.//Waste Age. 1979. November.P.50.

26. Nyns E.J., Pauss A.//Proc. Int.Symp.Anaerobic. Digestion and Carbohydrate Hydrolysis of Waste. Luxembourg. 1984.P.30.

27. Ehrig H.J.//Waste Management Res. 1983.V. 1. P.53.

28. Farquhar G.J., Rovers F.A.//Water, Air and Soil Pollut. 1973.V.2.1. Р.483/

29. Marriott J.//Solid Wastes. 1981. V.71.P.513.

30. Klink R.E., Ham R.K.//Resour.Recov.Conserv. 1982. V.8.P.29.

31. Campbell D.J.V.//Wastes Management. 1983. V.73.P.594.

32. Dilaj M., Lenard J.F.// Water Waste Eng. 1975. V.12. №10. P.27.

33. Raveh A., Avnimelch Y. J.//Water Pollut. Control Fed. 1979. V.51.P.2705.

34. Josenphson J.//Environ. Science Technol.1982. V.16. P.219.

35. Harmsen J.// Water Resources. 1983. V. 17. P.699.

36. Ress J.F.//Effl. Water Treatment. 1982. V.22. P.457.

37. Ehrig H.J.// Water and element balances of Lanrfills. The Landfill, Reactor and Final Storage. Swiss Workshop on Land Disposal of Solid Wastes. Gerzensee, March 14-17, 1988.

38. Hand book of Solid Waste management / Ed.by David G.Wilson, Litton Educational Publishing, Inc., 1977.

39. Полигоны депонирования ТБО: Учебное пособие // Вайсман Я. И., Петров В. Ю., Пермский государственный технический университет. Пермь, 1996. 130с.

40. Canziani R., Cossu R. Landfill Hydrology and Leachate Production. Sanitary Landflling: Process, Technology and Environenmtal Jmpact. London: Academic Press, 1994.

41. Blakey N. C. Infiltration and absorption os Water by domestic Wastes in Landfiles. Research Carried out by the Water Research Center. Landfill Leachate Symposium, Harweii Laboratory, 19 May 1982.

42. Cossu R., Canziani R., Galoba G. Hydrologic Model for Leachate Production Sanitary Landfill/ JSWA. Specialised Jeminar of Sanitary Landfilling, Amsterdam, 1988.

43. Компостирование твердых бытовых отходов: Учеб. Пособие. / Я.И.Вайсман, В.Ю.Петров; Перм.гос.техн.ун-т.Пермь, 1996.100 с.

44. Инструкция по проектированию и эксплуатации полигонов для ТБО. М. 1996.

45. Проскуряков А.Ф. Методы обезвреживания свалочных грунтов, фильтрата, биогаза. Обзорная информация// Институт экономики жилищно-коммунального хозяйства. М., 1993.

46. Solid Wastes. Origin, collection, processing and disposal// Ed. By C. L., Mantell, N. Y., 1975.

47. Ehrig H. J. Leachate Quality// Landfilling: Process, Technology and Enviromental Jmpact. London: Academic Press, 1994.

48. P. Lechner. Water balance and leachate quantity. IWGA -Department for Waste Management. Wien, 1995

49. Canziani R., Cossu R. Landfill gydrology and leachate production // Landfilling: Process, Technology and Enviromental Jmpact. London: Academic Press, 1994.

50. Матросов А. С. Управление отходами. M.: Гардарики,1999. -480 с.

51. Беньямовский Д. Н. Термические методы обезвреживания твердых бытовых отходов. М.: Стройиздат, 1979, 192 с.

52. Борисов Ю. А. Двухэтапный вывоз твердых бытовых отходов и оценка его экономической эффективности //Сб. научн. тр. АКХ «Совершенствование сбора, удаления, ообезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов». ОНТИ АКХ. М., 1982.

53. Борисов Ю. А. Оптимизация размещения мусороперегрузочных станций при двухэтапном вывозе твердых бытовых отходов //Сбор и удаление твердых бытовых отходов. ОНТИ, АКХ. М., 1982.

54. Разнощик В. В. Пути увеличения сбора и использования вторичных ресурсов в системе жилищно-коммунального хозяйства РСФСР//С6. Науч. тр. АКХ «Совершенствование сбора , удаления, обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов» ОНТИ АКХ. 1987.

55. Шубов JI. Я. Состояние отходов в мировой практике. В сб. «Охрана окружающей среды. Управление отходами в г. Москве».- М., ГП «Экотехпром», 1997.

56. Рекомендация сбора и транспортировки отходов // Хайкибуцу. 1982. 8. № 3.

57. Утилизация твердых отходов: Пер. с англ./ Под ред. Д. Вилсона. М.: Стройиздат, 1985. 684 с.

58. Эскин Н. Б., Тугов А. Н., Хомутовский А. Н. Анализ различных технологий термической переработки твердых бытовых отходов. М.: Энергетик, 1994. 6-8 с.

59. Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов/Сокр. пер. с англ. В.А.Овчаренко. М.: Стройиздат, 1996. - 288 с.

60. Vogg Н., Stieqlitz L. Thermal behavior of PCDD/PCDF in fly ash from municipal waste incinerators. Chemosphere, 1986,15,1373.

61. Гречко A.B., Денисов В.Ф., Федоров Л.А. Региональный характер проблемы твердых бытовых и промышленных отходов и ее решение пирометаллургическим методом. Экология и промышленность России, октябрь, 1977. С. 13-16.

62. Fehlow J. What is actual status in development of waste combustion on the grate? EUROFORUM conference, Paris, february 25-27, 1997.

63. Росляков П.В., Изюмов M.A., Кохненко B.A., Эскин Н.Б., Федоров Л.Г. О выборе оптимальной технологии термической переработки твердых бытовых отходов. М.: Энергетик, № 9, 1996. С.6-11.

64. Handbook of solid waste management/Van Nostrand Reinhold Company, 1977.

65. Сбор, удаление и обезвреживание бытовых отходов: Сборник/Пер. с нем.: ред. Н.Ф. Гуляев М.: Стройиздат, 1971. - 380 с.

66. Мирный А.Н., Абрамов Н.Ф., Беньямовский Д.Н. и др. Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник. М.: Стройиздат, 1990. 278 с.

67. Пигута Д.Б. Санитарная очистка населенных мест. М.: Медгиз, 1955.

68. Baniface A. The Beccari Plant at Scarsdale, N.Y., News and Water Works, 76; 75, 1929.

69. Beccari G. Patent U.S. 1,329,105 , Apparatus for Fermenting Garbage, January 27, 1920, Reissue N 15,417, July 25, 1922.

70. Hyde C. G. The Thermophilia Digestion of Municipal Garbage and Sewage Sludge, With Analogies, Sewage Works Journal, 4:993, 1932.

71. Howard A. The Mannufacture of Humus by the Jndore Process. Journal Royal Society of Arts, 84:25, 1935.

72. Eweson E. Patent U. S,2, 178 818. Digest With Superposed Chambers for Conversion of Organic Waster Such as Garbage, Etc by Bacterial Action. November 7; 1939.

73. University of California. Composting for Disposal of Organic Refuse. Technical Bull. N 1 Sanit.Eng. Research Lab., univ. Of Calif., Berkely,1950.

74. Chang Yung, Hudson H. J.//Trans. Br. Mycol. Soc. 1967. V. 50, № 4. P.649.

75. Hayes W. A., Lim. W. C.//Straw Decay and its Effect on Disposal and Utilisation/Grossbard E. (ed.). New York: John Wiley, 1979. P. 85.

76. Fermor T. R., Wood D. A.// Straw Decay and its Effect on Disposal and Utilisation/ Grossbard E. (ED.). New York: John Wiley, 1979. P. 105.

77. Atkey P. Т., Wood D.A.//J. Appl. Bact. 1983. V. 55. P. 293.

78. De Bertoldi M., Valleni. G., Pera A.//Waste Management and Res. 1983. V. l.P. 157.

79. Chang Yung/Trans. Br. Mycol. Soc. 1967. V. 50, № 4. P. 657.

80. De Bertoldi M., Valleni G., Pera A., Zucconi F.//Biocicle. 1982. V. 23, № 2. P. 45.

81. Finstein M. S., Miller F.C., Strom P.F., et al.//Bio/Technology. 1983. V. 1, № 4. P. 347.

82. Epstein E., Wilson G.B., Burge W. D., et al.//J. Wat. Pollut. Control. Fed. 1976. V. 48, № 4. P. 688.

83. Mc. Gregor S. Т., Miller F. C., Psarianos К. M., Finstein M.S.,//Appl. Environ. Microbiol. 1981. V. 41, № 6.Р.1321/

84. Higgins А/ J.,//Biocycle. 1983. V. 24, № 5.P. 34

85. Biddlestone A.J., Gray K. R., Cooper D. J.,//Environmental Health. 1985. V. 93, № 3. P. 67.

86. Jeris J. S., Regan R. W.,//Compost Sci. 1973. V. 14, № 2. P. 8.

87. Wiley J. C., pearce G. W.//Proc. ASCE, J. San. Eng. Div. 1955. V. 81, №846. P. 1.

88. Gray K. R., Sherman K., Biddlestone A. J.//Process Biochemestry. 1971. V. 6, № 10. P.22.

89. Брэм А.Э. Жизнь животных. Т. 10, 1896.

90. Edwards С. R. Earthworms, organic waste and food. // Span. -1983. V. 26. - № 3, - P. 106-108.

91. Брук M. С. Подвалы биосферы. M.: Наука, 1987ю - С. 63124.

92. Гиляров М. С., Криволуцкий Д. А. Жизнь в почве. М.: Мол. Гвардия, 1985.- С. 117- 123.

93. Криволуцкий Д. А. Животный мир почвы. М.: Знание, 1969.-47 с.

94. Чернова М. А. Зоологическая характеристика компостов.

95. Догель В. А. Зоология беспозвоночных. М.: Просвещение,

96. Натали В. Ф. Зоология беспозвоночных. М.: Просвещение, 1975.-С. 215-222.

97. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве. / Н. М. Городний, И. А. Мельник, М. В. Повхан и др. К.: Урожай, 1990.-256 с.

98. Малевич И. И, Собирание и изучение дождевых червей -почвообразователей. М.: АН СССР, 1950. - 39 с.

99. Покровская С. Ф, Переработка органических отходов с использованием дождевых червей. // Сельское хозяйство за рубежом. -1984. №5,-С. 10-14.

100. Курчева Г. Ф. Роль животных в почвообразовании. М.: Знание, 1973.

101. Чекановская О. В, Дождевые черви и почвообразование. М.: АН СССР, 1960.

102. Зражевский А. И. Дождевые черви как фактор плодородия лесных почв. К.: Изд-во АН УССР, 1957. - 140 с.

103. О необходимости селекции навозного червя для вермикультивирования. // О. П. Кодонова, Н.М. Болотецкий, О. Ю,. Правдухина и др. Сб. тезисов докл. Третьего Международного конгресса «Биоконверсия органических отходов». - М., 7 - 7 июня 1994.

104. Tomati U. Et al. Fertilizers from vermiculture as an Option for organic waster recovery. // Agrochemia. 1984. - V.27. - № 2/3, - P.244 -251/

105. Green M., Penton S.Full scalevermicomposing at the Lufrin water pollution control plant. // Workshop on the Role of Earthworms in ther Stabilization of Organic Residues Kalamsoo. 1981. - P.229 - 231.

106. Bark fired cyclone Проспект фирмы Гетаверкен.

107. Городний Н. М., Морев Ю. В. Вермикультура и ее использование . // Информ. Письмо УСХА и ин-та биологии АН Кирг.ССР. К., 1988.-5 с.

108. Ways with worm. Pig farming. - 1986. - special suppl. - P. 67,72.

109. Carlo Ferruzzi. Mannuare del. Lombicotore Epagricole. 1984.1.alie.

110. Flanck F. M., Hartenstein R. Growth of the earthworm Eisenia foetida on microorganism and cellulose. // Soil Biology and Biochemistry. -1984. V. 16 - № 5, - P.491 - 495.

111. Lee К. E. Earthworms their ecology and relationships with soils and land use. Academic press. - 1985. - P.315 - 330.

112. Worm worked compost and manure/ - Hamilton I. Successful organic gardening. - 1987. - P.31.

113. Fayolle L. Valeur des ordures menagers. Comme milieu d'ecologie popour Eisenia foetida. // Revue d'ecologie et d'e biologie du sol. -1985. V.22. - № 3, p.353 - 365.

114. L'elevage du ver de terreau. 1987. - P. 19 - 72.

115. Устройство для разведения червей. изобретения стран мира. - 1988. - Вып.1. - №4646682, -С.83.

116. Edgar Schulz, Otto Graff. Zur Bertung von Regenwurmmehl aus Eisenia Foetida als Eiweibfuttermittel.

117. Buch W. Der Regenwurm imgarten. / Verlag Eugen Ulmer. -1987.-S.121.

118. Никифорук И. О. Опыт выращивания калифорнийского красного червя в хозяйствах ПНР. // Материалы Первого Всесоюзного семинара по вопросу промышленного разведения дождевых червей. -Фрунзе, 1989. 140 с.

119. Edwards C.R. Earthworms, organic waste and food. // Span. -1983. V.26. - № 3, - P. 106 - 108.

120. Elliot H. A. Land application of municipal sewage. // J. of Soil and Water Conservation. 1986. - V.41. - № 1, P. 5 -10.

121. Mba С. C. Vermicomposting and Biological N-Fixation//Intern. Symp. On soil biology, proceeding. 1987. - № 1, - P.547 - 552.

122. Ferrari A., Bonazzi G. It fenomeno Lombrico tra realta, fantasia e compoacenza. // I'lnformatore Argaria. 1983. - V.39. - № 9, - P.2475 -2477.

123. Pussard M. Generalites sur le Lombricompostage des dechets organique. // Compost information. 1983. - № 11, - P.20 - 24.

124. Морев Ю. Б. Дождевые черви, органическое удобрение «Биогумус». Фрунзе, 1989. - С. 11-16.

125. Темиров Т. Н. Роль дождевых червей в повышении плодородия высокогорных пустынных почв Восточного Памира. / Таджик. НИИНТИ. 1989. - № 65, - 4 с.

126. Природа помогает земледельцу. // А. М, Артюшин. Сб. тезисов докл. Третьего Международного конгресса «Биоконверсия органических отходов». - М., - 7-11 июня 19994. - С. 1-4.

127. Экологическая биотехнология. Перевод с английского, Л. «Химия», 1990 г.

128. Ress J. F. / Effl. Wat. Trt. J. 1982. V.22 P. 457.

129. Robinson H. D., Barber C., Morris P. J // Wat. Pollut. Control, 1982. V.81.P.465.

130. Tittlebaum M. E // J. Wat. Pollut. Control. Fed. 1982. V. 54.1. P.428.

131. Mather J. D. // J. Jons. Solid Wastes Management. 1977. V.67.1. P.362.

132. Robinson H. D., Morris P. J // J. Wat. Pollut. Control. Fed. 1985. V.57.P.30.

133. Thronton R. J., Balanc F. C. // J. Environ. Eng. Div., ASCE 1973. V.99. P.535.

134. Stegmann R. // Landfill Leachate Symposium Papers. Harwell. 1982. Paper 11.

135. Smith P.G.// Public Hlth. Eng. 1984. V. 12. P. 159.

136. Lavigne R. A. // Compost Sci. / Land Util. 1979. V. 20. № 3. P.24.

137. Эйнор Л. M. Экологическая очистка воды. / Ж. Природа, С. 185-190.

138. Якубовский К. Б., Мережко А. И., Нестеренко Н. П., Накопление высшими водными растениями элементов минерального питания./«Биологич. Самоочищение и формирование кач-ва воды», М. «Наука», 1975, С.57-62.

139. Могилевич Н. Ф. И др. Новая концепция очистки воды: прямоточная биотехнология / Межд. конф. посвящ. памяти акад. А. А. Баева, М.,1996

140. Каминский В. С., Гвоздева И. Е. Об очистке сточных вод макрофитами и альгофлорой. /Водные ресурсы, №5, 1976, С. 185-190.

141. Endo Kazuo Очиска сточных вод с помощью зоопланктона / Water Purif. And Liquid Wastes Treat., 1978, 19, №9, C. 846-852.

142. Serfling S, Mondolz L. Система биологических прудов для очистки сточных вод в Калифорнии / Proc. water Reus Symp., Washington, 1979, 1,C. 671-680.

143. Эйнор JI. О. Ботаническая площадка биоинженерное сооружение для доочистки сточных вод./Водные ресурсы, №4, 1990. 91.

144. Оксиюк О. П. И др. Биоплато и его применение на каналах /Гидротехника и мелиорация, 1980, №8, С. 66-70.

145. Mitchell В. D., Williams W. D. Характеристика прудов для третичной очистки сточных вод и роль водорослей, макрофитов и зоопланктона в процессе очистки/ Australian Water Desources Council. Occaskonal Papers Series, 1982, №3, C. 90

146. Крючкова H.M. и др. Экспериментальное изучение взаимосвязи фито-, зоо- и бактериопланктона в загрязненных водах / Биолог, самооч. и форм, кач-ва воды, М., 1975, С.38-40.

147. Сиренко Л. А, Проблемы и перспективы использования водорослей для активизации самоочищения и деэвтрофирования водоемов./«Микробиол. Методы борьбы с загрязнением окруж. Среды. Тез. докл. 2-й Всес. конф.» Пущино,1979.

148. Комиссаров С. В., Шапошникова В. А. Очистка шахтных вод с помощью высших водных растений./Водные ресурсы, №5, 1976. С, 198204.

149. Субботина Ю. М. Утилизация сточных вод животноводческих комплексов и выращивания рыбы /Развитие аквакультуры на внутренних водоемах. М., 1995, С.52-53.

150. Эйнор Л. О. Экологические проблемы водоохраны. / Водные ресурсы, №2,1992.

151. Отчет о НИР // Аналитический отдел контроля очистных сооружений. Руководитель Холостов С. Б. Пермь. 1998.

152. Zapfe-Gilje R., Mavinic D. S.// J. Environ. Eng. Div., ASCE.1981. V.107. P.653.

153. Palit Т., Qasim S. R.// J. Environ. Ehg. Div., ASCE. 1977. V.103.1. P.353.

154. Cossu R. // Jng. Amb. 1984 V. 13. P.226.

155. Kosson D. D., Ahlerty F. C. // Environ. Progress. 1984. V.3.1. P. 176.

156. Тематический сборник «Свалки и полигоны» Уфа. 1996 г. С.26-28.

157. Тематический сборник «Свалки и полигоны» Уфа. 1996 г. С.65-68.

158. Прокопов В. А. И др. Пути решения проблем очистки фильтрата свалки ТБО г. Киева. Химия и технология воды, 1995,т. 17. № 1.

159. Mattias Akesson. Biogas generation in Landfills. Lund, Sweden,

160. Mattias Akesson and Peter Nilsson. Material Dependence of Methane Production Rates in Landfills. Sweden.

161. J.Pacey. Landfill gas production past and future // ISWA -International Sanitary Landfill Symposium. 1987.

162. Winter, K.: Kriterien bei baulichen Einrichtungen auf Deponien hinsichtlich der Gefahrdung durch Gase, Forschungsbericht Nr. 10302102, Erich Schmidt Verlag, Berlin, 1979.

163. J. Rodriges-Iglesias, E. Maranon, H. Sastre and L. Castrillon. Characterisation of extraction wells and recovery of biogas in municipal solid waste sanitary Landfills. Sardinia 99, Seventh International Waste Management and Lanfill Symposium. Italy.

164. F.De Poli, M.Gamboni, S.Pasqualini. Economic aspects of biogas from landfill // ISWA International Sanitary Landfill Symposium. 1987.

165. J.U. Jaureguizar. Management aspects of biogas utilisation // ISWA International Sanitary Landfill Symposium. 1987.

166. J.Pacey. Landfill gas production past and future // ISWA -International Sanitary Landfill Symposium. 1987.

167. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Hrsg.) :Sicherheitstechnische Kennzahlen von Flussigkeiten und Gasen, 1976.

168. Schuster, F. Leggenwie, G. - Skunca, I.: Gas - Verbrennung -Warme, Essen, 1964.

169. G. Rettenberger. Trace elements in landfill gas consequences for gas utilization/ Deponietechnik, 1, 1986, P.53 - 57.

170. J.-P. Dessaulx. French experience in biogas utilisation // // ISWA International Sanitary Landfill Symposium. 1987.

171. F.Straka, J. Crha, M. Musilova. LFG Biofilters on old landfills / Sardinia 99, Seventh International Waste Management and Lanfill Symposium. Italy.

172. B.Dammann, J. Streese, R. Stegmann. Microbial oxidations of methan from landfills in bioilters / Sardinia 99, Seventh International Waste Management and Lanfill Symposium. Italy.

173. A.Laurenzis, U.Werner. Exhaust gas purificattion in a three-phase bioscrubber / Biological waste gas cleaning. Proceedings of an international symposium, Maastricht, the Netherlands, 28-29 April, 1997.

174. J.Paca, J.Marek, P.Weigner. Biofilter characteristics at high xylene and toluen loadings / Biological waste gas cleaning. Proceedings of an international symposium, Maastricht, the Netherlands, 28-29 April, 1997.

175. M.Henssen, J.van der Waarde, S.Keuning. Application of closed biofiltration systems for treatment of atmospheres / Biological waste gas cleaning. Proceedings of an international symposium, Maastricht, the Netherlands, 28-29 April, 1997.

176. B.Kraakman, R.Oosting. H2S removal using a new type of biotrickling filter / Biological waste gas cleaning. Proceedings of an international symposium, Maastricht, the Netherlands, 28-29 April, 1997.

177. A. Janssen, K.de Hoop, С. Buisman. The removal of H2S from Air at a petrochemical plant / Biological waste gas cleaning. Proceedings of an international symposium, Maastricht, the Netherlands, 28-29 April, 1997.

178. Семин А.Г., Воронкова Г.В. Очистка газовоздушных выбросов промышленных предприятий от органических загрязнений с использованием биофильтров / Экология, № 5, 1996, С.395.

179. Смирнов В., Ванаров А. Фильтра из микробов / Инженер, № 2, 1991, С.40.

180. Н.Р. Fahrni. Methodical guidelines in Federal ordinances to assign wastes to treatment and final storage / The landfill. Reactor and final storage. Swiss Workshop on land disposal of solid wastes, Gerzensee, March 14-17. 1988. P.363-371

181. K. Stief. Strategy in landfilling solid wastes. Different solutions in practis // The landfill. Reactor and final storage. Swiss Workshop on land disposal of solid wastes, Gerzensee, March 14-17. 1988. P. 275-293.

182. M. Aragno. The landfill ecosystem: a microbiologist's look inside a "Black box" // The landfill. Reactor and final storage. Swiss Workshop on land disposal of solid wastes, Gerzensee, March 14-17. 1988. P. 15-39.

183. P.H. Brunner. Metabolism in anthroposphere. 1998. 215 p.

184. J. Zeyer, J. Meyer. Ecotoxicological criteria for final storage quality. Possobilities and limits // The landfill. Reactor and final storage. Swiss Workshop on land disposal of solid wastes, Gerzensee, March 14-17. 1988. P. 341-353.

185. W.H. Ryser. Control of reactor landfills by barriers // The landfill. Reactor and final storage. Swiss Workshop on land disposal of solid wastes, Gerzensee, March 14-17. 1988. P. 117-131.

186. T.M.Fritz, J.k. Mitchell. Chemical effects on clay fabric and hydraulic conductivity // The landfill. Reactor and final storage. Swiss

187. Workshop on land disposal of solid wastes, Gerzensee, March 14-17. 1988. P. 201-253.

188. P.Baccini, R. Henseler. Water and element balances of municipal solid waste landfills / Waste management & research 5, 1987. P.483-499.

189. Belevi H., Baccini P. Water and element fluxes from sanitary landfills, in process technilogy and environmental impact of sanitary landfll. Sardinia, 19-23.10.1987.

190. Математические модели контроля загрязнения воды / Под ред. А.Джеймса. М.:Мир, 1981.-471 с.

191. П. Бертокс, Д. Радд. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений / Пер. с англ. Под ред. Я.Б.Черткова. М.: Мир, 1980. 606 с.

192. А.В. Примак, В.В. Кафаров, К.И. Качиашвили. Системный анализ контроля и управления качеством воздуха и воды. Киев.: Наукова думка, 1991.-358 с.

193. Г.И. Марчук. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. - 319 с.

194. Отчет о НИР Естественно-научного института при Пермском госуниверситете. Оценка воздействия полигона ТБО г.Перми на окружающую природную среду. 1988.

195. Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых отходов. М.: АКХ им.К.Д.Памфилова, 1995.

196. Статистика окружающей среды / Под ред. Л.В.Сергеева. М.:Финансы и статистика, 1981. 220 с.

197. Отчет о НИР "Состав, структура и накопление твердых бытовых отходов". Пермь, 1998.

198. Гидрохимические показатели состояния окружающей средыю Справочные материалы/ Под. Ред. Т.В.Гусевой. М.: Социально-экологический союз, 2000. 146 с.

199. Краткий определитель бактерий Берги / Под ред. Д.Хоулта М.: Мир, 1980.-495 с.

200. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / Справочник в 2-х частях. Под ред. С. Калверта и Г.М. Инглунда, ч.1 М.: Металлургия, 1988 .-711 с.

201. Leonardos G. The profile approach to odor measurement. Proceedings: Mid-Atlantic states section. Air pollution control association semi annual technical conferens on odors: their detection, measurement and control. May 1970, p.18-36

202. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба. Москва, 1999.

203. Отчет о геологических и гидрогеологических изысканиях на обънекте "Полигон хранения твердых бытовых отходов у д. Страшная Гора Пермского района Пермской области" 04645610-99.005-01. Пермь,1999.-33 с.

204. Отчет об инженерно-гидрогеологичских изысканиях на объекте "Полигон хранения твердых бытовых отходов в г.Полазна Добрянского района Пермской области" 04645610-00.008-01. Пермь,2000.-30 с.

205. Схема санитарной очистки г. Перми от твердых бытовых отходов. Отчет о НИР, ЕНИ при Госуниверситете. Пермь, 1998.

206. Рекомендации по определению норм накопления твердых бытовых отходов для городов РСФСР. Москва, 1982.

207. Методика исследования свойств твердых бытовых отходов. Москва, «Стройиздат», 1970.

208. ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО.

209. ГОСТ 26488-85. Почвы. Определение нитратов по методу ЦИНАО.

210. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества.

211. ГОСТ 26423-85-26428-85. Почвы. Методы анализа водной вытяжки.

212. ГОСТ 29269-91. Почвы. Общие требования к проведению анализов.

213. Зырин Н.Г. и др. Методические указания по спектрографическому определению микроэлементов в почвах и золе растений. М., 1984.

214. СанПиН 42-128-4433-87. ПДК почв.

215. Агрохимические методы исследований. М., 1988.

216. Jeris J.S., Regan R.W.// Compost Sci. 1973. V.14, № 2. P.8.

217. Finstein M.S., Miller F.C., Strom P.F. // Biotechnology. 1983. V.l, № 4. P.347.

218. Flintoff F. Management of solid wastes in developing countries. New Delhi: World health organisation publications, South East Asia Office, 1976.

219. Аринушкина E.B. Руководство по химическому анализу почв. -М.: "Химия", 1972.

220. Шариков В.И., Куйбина Н.И., Соловьева Ю.П. Количественный химический анализ растительного сырья. М.: "Лесная промышленность", - 1965.

221. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа. М.: "Химия", - 1971.

222. Красильников Н.А. Определитель бактерий и актиномицетов. М.: АН СССР, 1949. - 761 с.

223. Экология микроорганизмов пресных водоемов. В.И. Романенко, С.И. Кузнецов. Лабораторное руководство. Л.: Наука, 1974.194 с.

224. Шубов Л.Я., Федоров Л.Г. Аналитическая, эколого-экономическая и технологическая оценка промышленных методов переработки твердых бытовых отходов: Научно-экономические аспекты охраны окружающей среды // М.: ВИНИТИ, № 3, 1998.

225. СНиП 2.04.05 91. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

226. К. Lorber, М. Harant. Stabilization of waste by mechanical biological treatment (МВТ) in Austria // The landfill. Reactor and final storage. Swiss Workshop on land disposal of solid wastes, Gerzensee, March 14-17. 1988. P. 15-23.

227. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. - 448 с.

228. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД. 52.04.186-89.-М.: 1991.

229. Химия: Справ.изд./ В.Шретер, К. Лаутеншлегер: Пер. с нем. -М.: Химия, 1989.-648 с.

230. Роговин З.А. Химия целлюлозы. М.: Химия, 1972. - 520 с.

231. Большой практикум по микробиологии / Под ред. Г.Л.Селибера. М.: Высшая школа. 1962, 490 с.

232. Заварзин Г.А. Литотрофные микроорганизмы. М.: Наука, -1972.-323 с.

233. Серпионова Е.Н. Прмышленная адсорбция газов и паров. М.: Высшая школа, 1969. - 414 с.

234. Таварткиладзе И.М. Сорбционные процессы в биофильтрах. -М.: Стройиздат, 1989. 128 с.

235. Кинле X., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение / Пер. с нем. Л.: Химия, 1984. - 216 с.

236. Ручкинова О.И. Разработка технологии очистки сточных вод производства кубовых красителей. Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. 1989.

237. ГОСТ 16187-70. Метод определения фракционного состава.

238. ГОСТ 16190- 70. Метод определения насыпной плотности.

239. ГОСТ 17219-71. Метод определения суммарного объема пор по воде.

240. Справочник по очистке природных и сточных вод / Л.Л.Пааль, Я.Я.Кару, Х.А.Мельдер, Б.Н.Репин. М.гВысшая школа, 1994. -336 с.

241. Фауна аэротенков (атлас) / Под ред. Л.А.Кутикова. Л.: Наука, 1984. - 130 с.

242. Ц.И. Роговская. Биохимический метод очистки производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1967. - 139 с.

243. Практикум по микробиологии / Под ред. Н.С. Егорова. М.: Изд-во Московского университета, 1976. - 307 с.

244. Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы, аппараты, сооружения./ Под ред. Яковлева С.В. М.: Стройиздат, 1987. - 208 с.

245. Математические модели контроля загрязнений воды. Под общей ред. А.Джеймса. -М.:Мир. 1981. -435 с.

246. Сатклифф Д.Ф. Поглощение минеральных солей растениями. -М.: Наука, 1969.-229 с.

247. Строганов Б.П. Растения и засоленные почвы М.: Наука, 1958.- 185 с.

248. Касумов Н.А. Физиолого-биофизические аспекты механизма действия солей на растительный организм. М.: Высшая школа, 1985. -125 с.

249. Голубовская Т.А. Биологические основы очистки воды. -М.:Стройиздат, 1978. 232 с.264. СниП 2.04.03-85.

250. Отчет о работе биологических прудов для очистки фильтрационных вод полигона ТБО. Финляндия, 1998.

251. Рудакова J1.B., Коротаев В.Н. Организация санитарной очистки населенных мест от твердых бытовых отходов (на примере г. Перми). Пермь, 1997, 93 с.

252. Что делать с отходами? Пермь, ИПК «Звезда», 1998. - 16 с (Соавторы: Вайсман Я.И., Зомарев A.M.).

253. Рудакова J1.B. Биотехнологические методы снижения эмиссий загрязняющих веществ от полигонов захоронения ТБО. Пермь, 2000, 68 с.

254. Комплексная целевая программа «Отходы» Коми-Пермяцкого автономного округа. Кудымкар, 1999. - 67 с (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева).

255. Удобрительный состав (компостирование отходов целлюлозно-бумажной промышленности).- Экспонат на ВДНХ СССР, 1989 (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева).

256. Использование материалов утилизируемых изделий ракетно-космической техники для производства маточников при вермикомпостировании // Материалы Всероссийской конф. «Научно-технические проблемы конверсии промышленности Западного Урала» -Пермь, 1995.

257. Оценка биогумуса, полученного методом вермикультивирования твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности // Материалы межд.конф. «Микробное разнообразие: состояние, стратегия сохранения, экологические проблемы» Пермь, 1996 (соавтор: Т.А.Зайцева).

258. Использование метода вермикультивирования для утилизации твердых отходов ЦБП и получения биогумуса // «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях». Пермь, 1996, С. 96-98.

259. Разработка биореакторов вертикального типа для утилизации твердых отходов ЦБП методом вермикультивирования. // «Проблемыохраны окружающей среды на урбанизированных территориях». Пермь, 1996, С.99 - 103.

260. Способ утилизации твердых промышленных отходов // Тез. докл.межд.конф. «Загрязнение окружающей среды. Проблемы токсикологии и эпидемиологии». Москва-Пермь, 1993 (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева).

261. Изучение свойств сорбционных материалов биофильтра для дезодорации воздуха / Сб.материалов Австрийско-Российской межд.конф. Природоохранные вопросы управления движением отходов производства и потребления. Вена - Пермь, 1999 г (соавтор Г.Р.Нурисламов).

262. Разработка биофильтра для удаления газообразных дурнопахнущих примесей / Сб.материалов Австрийско-Российской межд.конф. Природоохранные вопросы управления движением отходов производства и потребления. Вена - Пермь, 1999 г (соавтор Г.Р.Нурисламов).

263. Интенсивная биохимическая очистка высококонцентрированных сточных вод // Тез.докл.конф. «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Западного Урала», Пермь, 1987 (соавторы: Т.А.Зайцева, Ф.Б.Оршанская).

264. Патент 1836816 от 13 октября 1992 г. Способ определения величин биологического потребления кислорода в очищенных сточных водах, содержащих взвешенные вещества (соавторы: Т.А.Зайцева, Н.А.Балберина). Приоритет 9.11.1989 г.

265. Методические указания 2.1.7.001-00. Общие требования к правилам контроля и отбору проб фильтрата мест складирования и полигонов захоронения твердых бытовых отходов. Пермь, 2000.

266. Рудакова Л.В., Вайсман Я.И., Зайцева Т.А., Биодеградация загрязняющих веществ в фильтрационных водах// Экология и промышленность России. апрель 2000. - С.2-5.

267. Изучение возможности применения анаэробнойбиологической очистки для обезвреживания фильтрата полигона ТБО г. Перми // Тез.докл.конф. «Экология: проблемы и пути решения». Пермь, ПГУ, 1997 (соавторы: Т.А.Зайцева).

268. Оценка качества фильтрата полигона ТБО г. Перми // Материалы Болгарско Российской конф. «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях». - Пермь -Варна, 1997 (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева, В.Ю.Петров).

269. Изучение возможности анаэробного сбраживания применительно к фильтрационным водам полигона ТБО г.Перми. Там же (соавторы: Я.И.Вайсман, Т.А.Зайцева, В.Ю.Петров).

270. Проблема обезвреживания фильтрационных вод полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) // Тез.докл. научно-практической конф. «Экологическая безопасность регионов Урала и Западной Сибири». -Екатеринбрг, 1998 (соавторы Т.А.Зайцева).

271. Подбор и апробация методов обезвреживания фильтрационных вод свалки ТБО г. Перми // Тез.докл.межвезовской конф. «Проектирование оснований, фундаментов, мостов, автодорог. Охрана окружающей среды». Пермь, ПермГТУ, 1999 (соавторы: Т.А.Зайцева)

Информация о работе

Рудакова, Лариса Васильевна
доктора технических наук
Пермь, 2000
ВАК 11.00.11

Диссертация

Научно-методическое обоснование снижения эмиссии загрязняющих веществ полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) биотехнологическими методами - тема диссертации по географии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы