Разработка комплексной очистки стоков с полигонов захоронения твердых бытовых отходов

Середа, Татьяна Геннадьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Разработка комплексной очистки стоков с полигонов захоронения твердых бытовых отходов
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Разработка комплексной очистки стоков с полигонов захоронения твердых бытовых отходов"

на правах рукописи

СЕРЕДА Татьяна Геннадьевна ^

' / М

РГБ ОД

удк 504.4.054.064.2+ 628.543 ' —'

~ -> МАР 2000

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ СТОКОВ С ПОЛИГОНОВ ЗАХОРОНЕНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2000

Работа выполнена в Пермском государственном техническом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профес Мохирев Николай Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профес Володин Николай Иванович

' кандидат технических наук Людкевич Сергей Вячеславович

Ведущая организация -

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скябина РАН

Защита диссертации состоится специализированного совета Д 063.47.06 в Тульскс тете по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92.

гея «Я>

3.47.06 в Тульском!

ОТ

в ' ' ч на заседа! государственном универ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского госуда ственного университета

Автореферат разослан «' »

(72- 201

Ученый секретарь специализированного совета докт.технических наук, профессор

Ветров В.

Н9з 1 .юг-.о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В настоящее время серьезную угрозу загрязнения гидросферы представляют фильтрационные (фильтрат) и поверхностные стоки с полигонов (свалок) твердых бытовых отходов (ТБО), содержание значительные концентрации органических и высокотоксичных соединений, в гом числе 1,2,3-го классов опасности (ртуть, цианиды, нитриты, кадмий, свинец, иышьяк, аммиак, дихлорэтан, нитраты, никель, цинк, хром и др). Мировые техно-югии комплексной очистки стоков (фильтрата) ТБО от загрязнений сопряжены :о значительными экономическими затратами и образованием значительных эбъемов шламов и осадков.

Особую проблему в России представляют также отработанные (закрытые) :валки. Вытекающие из таких свалок стоки являются опасными источниками за-■рязнения поверхностных и подземных вод в течение как минимум 50-100 лет, а по некоторым литературным данным процесс вымывания загрязняющих веществ из свалки продолжается до 950 лет. Планирование очистных сооружений с применением известных физико-химических и биологических (аэробных и анаэробных) методов на столь длительный период невозможно и экономически нецелесообразно. В настоящее время практически не решены прикладные задачи по биологической рекультивации свалок, очистке сточных вод на закрытых полигонах и реабилитации объектов биосферы, загрязненных стоками ТБО.

Практические вопросы по проблеме сбора, обезвреживания и очистки стоков ТБО становятся всё более актуальными в России и странах СНГ в связи с необходимостью разработки природоохранных мер при проектировании и строительстве санитарных полигонов для захоронения ТБО.

Назрела необходимость создания технологий, направленных на управление процессами биодеструкции отходов на свалках бытового мусора, стимулирующих процессы минерализации ТБО и способствующих сокращению «жизненного цикла» свалки. Следует также учитывать, что свалки бытового мусора являются потенциальными источниками образования ценного газа - метана, поэтому свалка не должна быть неуправляемой, ее следует рассматривать как своего рода биореактор. Оптимизация управления и работы реакторов такого типа может привести к полной переоценке мест складирования ТБО и существенным изменениям в стратегии переработки отходов.

Поэтому тематика настоящей работы, направленной на разработку экологически рационального способа очистки дренажных стоков ТБО, представляется своевременной и актуальной.

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей рН - регулирования рециркулируемых стоков ТБО методом известкования на первой ступени их очистки, влияния естественной экологической системы при гидроботанической (биологической) очистке стоков ТБО для совершенствования комплексной схемы и повышения, в целом, уровня экологи-

ческой безопасности эксплуатации полигонов ТБО. ,

Идея работы заключается в том, что повышение эффективности комплексной схемы очистки стоков ТБО достигается учетом специфики состава отходов, интенсивности биохимических процессов, протекающих в массе ТБО и внешними термодинамическими условиями при адаптации схемы очистки к конкретным ландшафтным условиям.

Основные научные положения, защищаемые автором, сформулированы следующим образом:

основным фактором, влияющим на скорость процесса перехода состава фильтрата ТБО из кислотной среды в щелочную в массиве ТБО, характеризующуюся повышенным содержанием биогенного метана является влажность отходов;

сокращение кислотной стадии биодеструкции отходов обеспечивается рециркуляцией предварительно произвесткованным дренажным фильтратом в отходах;

постановка задачи оптимального управления процессами на полигоне ТБО обеспечивает возможность определения закона управления рециркулируемым потоком фильтрата для поддержания оптимальных значений влажности и рН;

использование естественной экологической системы (ассоциаций макрофи-тов), сформированной на отработанных полигонах ТБО способствует эффективной очистке стоков ТБО.

Новизна основных научных и практических результатов заключается в следующем:

разработана схема очистки стоков ТБО, направленная на сокращение времени выделения опасного кислотного фильтрата, отличающаяся тем, что она позволяет варьировать ступенями очистки в зависимости от изменений в химическом составе фильтрационных стоков, обеспечивающей в течение длительного периода времени очистку стоков ТБО от загрязнений до ПДК при сравнительно невысоких затратах;

выявлены основные факторы, влияющие на скорость биодеградации отходов и самоочищаемость фильтрата на полигонах ТБО, важнейшим из которых является зависимость «рН - влажность ТБО»;

определены приоритетные факторы, максимально влияющие на количество образующегося фильтрата: атмосферные осадки, поверхностный сток и инфильтрация влаги в отходы. Установлена зависимость изменения количества фильтрата от сезона (климатической зоны) и влажности поступающих на полигон отходов. Выявлена тенденция уменьшения количества образующегося фильтрата в зависимости от увеличения интенсивности процессов испарения - транспирации на полигоне ТБО;

обоснован способ очистки фильтрата ТБО от тяжелых металлов, включающий предварительную обработку буферным раствором в процессе многократной рециркуляции сквозь ТБО, отличающийся тем, что в качестве реагента используют раствор Са(ОН)2, который активно смешивают с фильтратом до достижения рН = 9,09,5;

получены данные о возможности очистки фильтрата высшей водной расти-гльностью (ВВР), подобранной среди эврибионтных форм, естественно сформи-завшихся на сильноувлажненных участках полигонов и свалок ТБО Пермского -иона, для использованиях ее в качестве агента очистки на гидробиологических истных сооружениях стоков ТБО;

установлено, что предварительное известкование фильтрата (до рН=8,0-8,5) ред биологической очисткой с использованием водной растительности способст-ет высокому эффекту очистки от тяжелых металлов (70-35%);

обоснован способ очистки стоков ТБО на полигоне при использовании ком-ексов ВВР, определены нормы высадки, время и динамика очистки стоков на гид-биологических сооружениях с учетом сезонности и конструкций;

разработаны методические указания по выбору технологии очистки фильтрата рекомендации по проектированию очистных сооружений фильтрата ТБО;

Достоверность научных положений и результатов проведенных иссле->ваний подтверждается:

удовлетворительной сходимостью результатов аналитического решения, ла-|раторныхи натурных (полевых) экспериментов;

достаточно представительным объемом лабораторных и натурных экспери-знтов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных по-1жений и обоснованности выводов и рекомендаций;

корректным применением современных методов исследования и расчета па-метров комплексной схемы очистки стоков ТБО с использованием алектронно-мислительной техники.

Практическая реализация работы. По результатам исследований разрабо-ны методические указания и рекомендации по проектированию очистных сооруже-ш для фильтрата ТБО, которые использованы комитетом по охране природы г. эаснокамска при составлении проектной документации по строительству городско-■ полигона для твердых и нетоксичных отходов и комитетом по охране природы г. ытвы при проектировании и строительстве второй очереди нового городского подгона ТБО. Результаты законченной научно-исследовательской работы по раз-зботке рекомендаций по проектированию и строительству гидротехнических соору-ений с целью мониторинга объектов гидросферы внедрены на санитарном полиго-э ТБО для г. Слонима. Теоретические положения и результаты научных исследо-аний используются в лекциях при чтении курса «Безопасность жизнедеятельности» Пермском государственном техническом университете и включены в методическую учебную литературу для студентов Пермского филиала Нижегородского экономи-эского техникума по курсу «Экологические основы природопользования».

Апробация работы. Результаты научных исследований по теме диссерта-ии доложены на Международной научной конференции студентов и молодых 4ёных «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территори-х» (Пермь, 1996); Болгаро-Российской научной конференции молодых учёных, спирантов и студентов «Проблемы окружающей среды на урбанизированных

территориях» (Пермь, июнь 1997 - Варна, август 1997); Региональной научно-технической конференции «Экология города» (Пермь, 1998); XXIX научно-технической конференции ПГТУ (Пермь, 1998); на Международной научно-технической конференции «Энергосбережение, экология и безопасность» (Тула, 1999), а также на областных (г. Пермь) научно-технических конференциях в 1996 - 1999 гг.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационная работа выполнена в рамках целевой федеральной программы «Отходы» на 1996 - 2000 гг., целевой комплексной программы «Охрана окружающей среды Пермской области на 1996 - 2000 гг.» и целевой комплексной программы «Экология Западного Урала (Разработка методов обезвреживания и утилизации ТБО и ПО на полигонах)».

Полнота изложения положений и результатов, выносимых на защиту, в опубликованных работах. Результаты научных исследований по теме диссертации изложены в 24 публикациях, 10 из которых представлены в автореферате.

Объем и структура работы. Работа изложена на 184 страницах, включает 22 иллюстрации и 15 таблиц на 39 страницах, 169 наименований использованных литературных источников на 15 страницах, 4 приложения на 16 страницах.

Автор выражает благодарность д.м.н., профессору Я.И.Вайсману, д.т.н. В.Н. Кондратьеву, к.с.н. B.C. Брезгунову (Бел НИИ мелиорации и луговодства), к.т.н. К.И. Фролову (Пермводоканал) за методическую помощь и высококвалифицированные консультации, а также всем сотрудникам кафедр «Охраны окружающей среды» и «Безопасности жизнедеятельности» Пермского государственного технического университета за доброжелательное отношение и помощь при проведении научных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Фундаментальные теоретические положения и практические рекомендации очистки фильтрационных стоков ТБО изложили в научных трудах отечественные и зарубежные исследователи В.В. Разнощик, Н.Ф. Абрамов, А.Ф. Проскуряков, К.Ф. Форстер, Д.А. Дж Вейз, Т.Н. Chtistensen, R. Cossu, R. Stegman, P. Kjedsen, H- Cook, R. Cooper, H. Doedens и др. Несмотря на ширину и глубину выполненных ими исследований, предлагаемые технологии сопряжены с высокими экономическими затратами и образованием, как правило, больших объемов осадков и шламов, утилизация которых представляет довольно сложную задачу. Разработанные технологии зарубежными исследователями не могут в полной мере использоваться в нашей стране в силу различного состава отходов, климатических условий и организационных вопросов по сбору и размещению отходов.

Современное состояние знаний по рассматриваемой проблеме требует постановки и решения следующих задач:

1. Установить закономерности изменения химического состава фильтрационных стоков ТБО и выявить основные факторы, влияющие на динамику их кислотности.

2. Провести исследовательские работы по изучению трансформации вещественного состава стоков ТБО в технологической цепи их очистки биохимическими методами.

3. Исследовать возможность адаптации растительности на стоках, загрязненных фильтратом ТБО на примере монокультуры Риччия.

4. Разработать рекомендации по проектированию и строительству биотехнических сооружений очистки сточных вод ТБО при использовании гидроботанического (очистка при помощи водной растительности) метода.

Образующиеся на полигонах захоронения ТБО и вытекающие из тела свалок фильтраты (как «молодой» - в кислой фазе брожения отходов, так и «старый» - в метановой), являются опасными источниками загрязнения объектов биосферы в течении длительного периода времени.

В каждом конкретном случае выбор метода очистки фильтрата определяется по следующим критериям: состав отходов данного полигона ТБО, возраст полигона, обьем выделяющегося фильтрата, химический состав фильтрата (реальный и прогнозный), соотношение БПК/ХПК (биологическое потребление кислорода/химическое потребление кислорода) в фильтрате, наличие в фильтрате токсичных соединений и солей тяжелых металлов, химический состав конечного твердого остатка (осадка, шлама и пр.).

Существующие методы очистки сточных вод ТБО могут быть разделены на интенсивные и экстенсивные. Недостатками интенсивных методов (адсорбция, коагуляция, отгонка, выпаривание, обратный осмос и т.п.) являются большие объемы образующихся осадков.и сложность их утилизации, высокая стоимость оборудования и реагентов. К экстенсивным методам относятся перекачка фильтрата с полигонов в канализационные сети для дальнейшего обезвреживания с городскими бытовыми стоками и рециркуляция фильтрата сквозь ТБО (увлажнение отходов замкнутым водооборотным циклом). Менее изученным, но более перспективным при очистке стоков ТБО, является гидроботанический (биологический) метод при использовании наземной и водной растительности.

В массиве ТБО, где источником загрязнений фильтрата служат продукты разложения бытовых отходов и выделяющиеся газы, живые организмы (преимущественно микроорганизмы) являются непосредственными или косвенными участниками всех сложных превращений, поэтому создание биотехнологий, направленных на управление процессами биодеструкции отходов при использовании естественной экологической системы обеспечит долговременную защиту биосферы и повысит уровень экологической безопасности эксплуатации объектов захоронения ТБО.

Образование и утилизация твердых бытовых отходов, формирующихся на территориях крупных промышленных центров России, - одна из актуальных эко-

логических проблем современности. Особенно остро эта проблема стоит Пермской области - являющейся одним из крупнейших технополисов России.

Вопрос возможности внедрения экстенсивных (биохимических) методо для очистки стоков ТБО в климатических условиях Урала представляет практк ческий интерес.

В настоящее время на территории Пермской области сложилась неблагс приятная обстановка в местах складирования и хранения ТБО, где изначальн> не были предусмотрены лротивофильтрационные (защитные) экраны, отсутст вуют изолирующие засыпки, многие свалки, уже выработаны и используютс: сверх проектного срока. Кроме этого в составе свалок для ТБО значительно! место занимают отходы предприятий тяжелой промышленности, которые загряз няют стоки свалок высокотоксичными соединениями и солями тяжелых метал лов.

В рамках программ по экологической безопасности мест захоронения ТБС в период с апреля 1996 по май 1999 года диссертантом были-обследованы дей ствующая («Софроны») и рекультивированная («Голый Мыс») Пермские город ские свалки, действующая Краснокамская городская свалка, рекультивированна! свалка и действующий полигон ТБО города Нытвы (начало эксплуатации сен тябрь 1998 г.). Обследование заключалось в отборе проб сточных вод для и) физико-химического анализа.

Результаты анализов показали, что сточные воды исследованных свало| загрязнены целым комплексом органических и неорганических соединений, в т.ч ионами тяжелых металлов (№ более 7 ПДК, РЬ более 5, Мп более 2). В летни) пробах в сравнении с осенними незначительно увеличилось рН, снизились БПК I концентрации тяжелых металлов (в среднем на 30-50%), что связано с активизацией биологических и микробиологических процессов при повышении температуры в летний период, способствующей образованию нерастворимых и малорастворимых соединений (сульфиды, гидроксиды, карбонаты и т.д.) с ионами тяжелых металлов. Анализы указывают, что в иловых отложениях водоемов, аккумулирующих стоки ТБО, концентрации тяжелых металлов, таких как цинк V свинец, а также показатели ХПК и БПК были выше, чем в образующихся стоках е среднем на 10%, что свидетельствует о накоплении органических и неорганических загрязнений в донных'отложениях.

Сточные воды закрытых свалок ТБО являются загрязнителями гидросферы и литосферы в радиусе 500-600 м, а по отдельным компонентам до 1500 м, что требует природоохранных мероприятий.

Химический анализ стоков Нытвенской рекультивированной свапки указал на превышение ПДК по содержанию тяжелых металлов, слабо -щелочную реакцию среды (рН=7,8), концентрацию аммонийного азота более 3 ПДК, повышенное солесодержание (4 ПДК). Стоки действующего полигона ТБО г. Нытвы имели слабо - кислую реакцию среды (рН = 6,5), высокую окисляемость (205 мг/л), высокие концентрации тяжелых металлов (Ре - более 40 ПДК, Си - более 6, № - бо-

лее 35). Исследования микробиологического состава стоков ТБО (г.Нытва) на закрытой (рекультивированной) свалке показали, что инициальные формы появления живых организмов в них наблюдаются уже спустя 8 месяцев после рекультивации, в то время как на новом действующем полигоне в составе сточных вод высокоорганизованных живых организмов и водорослей не обнаружено.

Геохимическим барьером фильтрационным и поверхностным стокам в окрестностях свалок ТБО является естественная растительность, поглощающая и накапливающая значительные количества загрязняющих веществ. Флористическое обследование территорий свалок показало преобладание сорных и луговых трав, а на обводненных участках, где концентрируются сточные воды, обнаружены болотные и луговоболотные растения. Установлена плотность (встречаемость) отдельных видов растений на исследуемых свалках и полигонах ТБО в условиях Пермской области.

В ходе проведенных исследований установлено, что на момент закрытия свалок состав стоков ТБО стабилизируется и имеет следующие показатели рН = 7,2 - 7,8, ХПК 100 - 600 мг/л, БПК 60 - 200 мг/л, концентрации аммонийного азота составляют 10 - 20 мг/л, концентрации тяжелых металлов в десятки раз превышают ПДК. Исследования показали целесообразность применения гидроботанического метода очистки сточных вод ТБО при помощи естественной растительности при соблюдении основных требований: наличие достаточных территорий в составе полигонов ТБО; разработка мероприятий по защите грунтовых вод; контроль за нормальным развитием растительности, используемой на ботанических станциях; своевременная утилизация отмершей растительности с применением экологичных и экономически доступных способов.

С целью изучения возможности очистки фильтрационных стоков биохимическими методами автором была про ведена серия лабораторных экспериментов. В лабораторных исследованиях изучался процесс биодеструкции измельченной массы ТБО в анаэробных условиях в мезофильном интервале температур (37±2°С). Морфологический состав массы соответствовал составу ТБО, поступающих на свалки бытового мусора в Пермской области. Подготовленная масса ТБО имела разную влажность. Исследованиями установлено, что наиболее интенсивно процесс биодеструкции отходов протекает при исходной влажности ТБО 80%. При этом максимумы выделения фильтрата и газа наблюдаются при переходе кислотных процессов в метановую фазу. Было установлено, что рН фильтрата является косвенным показателем изменений в объемах газов и фильтрата. Исследования показали, что ускорение стадии метаногенеза на реальном обьекте может быть достигнуто путем принудительного влагонасыщения складируемых отходов до оптимальной влажности 60-80 % в процессе рециркуляции фильтрата. Однако рециркуляция фильтрата с низким рН может привести к дестабилизации процессов биодеструкции отходов на полигоне, поэтому необходимо предварительное рН-регулирование кислого («молодого») фильтрата.

В течение шести месяцев на специально созданной лабораторной

установке (рис.1) в процессе многократной, рециркуляции фильтрата, предварительно обработанного 1%-ным раствором гидроокиси кальция до рН=9,5, показано, что известкование рециркулируемого кислого фильтрата в реактор 2 способствовало значительному снижению концентраций тяжёлых металлов в конечном стоке из реактора 4. При этом время стабилизации процессов по рН сокращалось вдвое, а концентрации тяжелых металлов снижались в среднем на 70%.

Схема лабораторной установки рециркуляции фильтрата

Рис 1. 1-реактор идеального вытеснения, 2-3-4 каскад реакторов, 5-известкование фильтрата, 6-биологическая очистка водными растениями, 7-рециркуляция, 8-атмосферные осадки, I - первый вариант, II - второй вариант

Определение концентраций тяжелых металлов проводили методом атомно-абсорбционного анализа в режиме пламенной атомизации на атомно-абсорбционном спектрофотометре С-115. Графические зависимости изменения концентраций тяжелых металлов в ходе эксперимента, построенные при использовании пакета Excel, представлены на рис.2. Для выделения тренда временного ряда использован метод наименьших квадратов. При выборе модели временного ряда была выбрана аппроксимирующая функция в виде полинома 4-ой

степени. *

Изменение концентраций ионов тяжёлых металлов: свинца (а), железа (б), цинка (в) от времени рециркуляции фильтрата t в исследуемых пробах:

Рис.2. — из реактора 1;—83—из реактора 2; из реактора 4;

— — - тренд

Предлагаемое рН-регулирование приведет к существенному обеззара живанию стоков от патогенной микрофлоры и к прекращению процессов очаго вого горения свалок, не только за счет увлажнения отходов, но также и за счет изменения кислотности среды в- поверхностных слоях ТБО и сокращения в ни> численности аэробных бактерий.

Следующим этапом было изучение принципиальной возможное™ биохимической очистки фильтрата с использованием монокультуры водны> растений Яюсш Аикапэ 1..-водяной (печеночный) мох, т.к. водяные мхи более чувствительны к загрязнениям. В лабораторных мезофильных анаэробны> условиях был получен «молодой» (кислый) фильтрат с низким рН, высокими концентрациями органических загрязнений и тяжелых металлов из массь измельченных отходов с морфологическим составом, соответствующим свалкак* Пермской области, которая была насыщена до 80% - ной влажности.

Определялась эффективность очистки исходного кислого фильтрате (рН = 4,5) и того же фильтрата, но предварительно произвесткованного (рН= 8,08,5). Экспериментально было установлено, что предварительное известкование фильтрата перед его подачей в емкость с водной растительностью позволяет добиться более значительного снижения на выходе концентраций тяжелых металлов: РЬ в 2 раза, Мп в 1,5, гп в 2,5. Известкование не оказывало негативного угнетающего действия на растительность. Общий прирост биомассы растений составил 11%.

В исследованиях показано, что известкование фильтрата перед биологической очисткой способствовало биогенному умягчению воды в 1,3 раза, а увеличение степени минерализации сточной воды способствовало увеличению биологической активности растительности к поглощении солей (в среднем на 12%).

Для изучения протекания процессов биологической стабилизации на полигоне ТБО и ускорения перехода состава фильтрата из кислотной стадии в метановую предложена формальная модель активного мониторинга (рис.3) направленная на оптимизацию управления процессами на полигоне при помощи рециркуляции фильтрата предварительно произвесткованного до рН = 9 - 9,5.

Материальный баланс конвективно-диффузионного переноса жидкости представлен в виде уравнения:

Яао + Яр+ Дя-яст-яф = 0 (1)

где:Яао- поступление влаги с атмосферными осадками;

Яр - количество фильтрата, образующегося в процессе биодеструкции

ТБО;

Яст - поверхностный сток и испарение;

Яф - фильтрат, поступающий в дренажную систему;

ДЯ- рециркулируемый поток фильтрата в массив ТБО.

Переменные представлены в виде основных функциональных зависимостей: входной поток р1, выходной поток Рг, образование фильтрата в секции полигона Рз.

р1 (Яао^),рН Д)) - входной поток;

Рг^ффН^.Яст^)) - выходной поток;

Рз(Яр(рН,ю,х,1)) - образование фильтрата на полигоне где ю, рН, х, I - соответственно влажность ТБО, активная реакция среды, глубина проникновения фильтрата в массиве ТБО, время.

Управление объектом заключается в орошении ТБО на полигоне фильтратом для поддержания оптимальных условий деградации (рН -7,5; а 75-80%), при котором переход химических процессов в метановую фазу происходит за наименьшее время.

Формальная модель активного мониторинга

управление _

—Р .(Ч

F( (x,t) обьвст

f РН, £»

Рис.3. Р, -входной поток; Я2 - выходной поток;

- внутренний процессы; Лц - управление рециркулируемым фильтратом.

В основу описания обьекта положена функциональная зависимость образования фильтрата. Критерием оптимальности принят переход процессов на полигоне в метановую стадию за наименьшее время, что достигается поддержанием оптимальных условий деградации отходов при влажности 60-80% при ограничении на орошение рециркулируемым фильтратом.

q,(Aq,03,pH,t) = k(q,o(t) + Aq(t))+)[Vp(n;pax,t)-Vml(«,pH,X,t)]dX т

I = Jq,(Aq,<o,pH,X,t)dt-» QiKrr. pHoJ

jAqdtiQ.+Q^

поток

образующегося фильтрата

целевая функция - (1) количество фильтрата

ограничение на рециркулируемый фильтрат ■

где: к - коэффициент инфильтрации;

Об - буферная емкость для фильтрата;

Оф - количество фильтрата при pHortT, aw,

Vp - скорость образования жидкости в единице объема вследствие реакции биодеструкции ТБО;

Vct - скорость выведения жидкости из единицы объема вследствие испарения (транспирации).

Для прогнозирования количества фильтрата, образующегося на полигоне захоронения ТБО, разработана программа для компьютеров PC/AT. На основе воднобалансового метода выявлена тенденция изменения количества образующегося фильтрата в зависимости от интенсивности испарения (транспирации),

рода поверхностных слоев грунта и ТБО (поверхностного стока) и влажностч складируемых на полигоне отходов. Расчеты показали, что выделение фильт рата с участков, засаженных растительностью, приближается к нулевым значе ниям за счет процесса транспирации, что является важным моментом в выбор« технологии рекультивации выработанных свалок.

Учитывая зарубежный и отечественный опыт очистки фильтрата, а такж« результаты исследований, предложена схема комплексной очистки фильтраци онных стоков ТБО (рис.4), значительно сокращающая время стабилизац^ процессов на полигоне и способствующая высокой степени очистки от неорганических соединений и ионов тяжелых металлов при сравнительнс невысокой себестоимости очистных сооружений. Принцип работы заключается е том, что складирование отходов на высоконагружаемом полигоне площадьк более 15 га должно осуществляться по отдельным секциям (площадью е среднем по 5 га каждая). При заполнении первой секции полигона (1) (см. рис.4; через определенное время будет выделяться фильтрат с низким рН, высокими концентрациями ХПК и.БПК, который собирается в буферной емкости (3). При высоких концентрациях тяжелых металлов и низком рН фильтрат перед рециркуляцией следует подавать на ступень известкования (4). При избытке фильтрата одна его часть, предварительно произвесткованная, будет направляться на рециркуляцию, а другая - на гидробиологические сооружения (6). Прирост биомассы высшей водной растительности в начале вегетационного периода будет незначительным, и подача стоков на гидробиологические сооружения будет ограничена (для адаптации растений).

При переходе кислотной стадии в метановую, заполнении секции 1 и открытии секции 2 возможна рециркуляция образующегося «молодого» фильтрата из секции 2 через старые отходы секции 1 без ступени известкования. При переходе состава фильтрата в промежуточную стадию («средний» фильтрат) избыток фильтрата направляется на ступень коагуляции/флокуляции (5), где будут снижены ХПК и концентрации тяжелых металлов, после чего стоки направляются на гидроботаническую очистку, для снижения остаточного загрязнения по БПК, аммонийному азоту, концентрациям тяжёлых металлов.

В случае необходимости возможно отключение отдельных ступеней очистки.

Блок - схема предлагаемой комплексной очистки представлена на рис. 5.

На рекультивированном (выработанном) полигоне ТБО в течение многих лет стоки будут очищаться уже только биологическими методами на гидробиологических сооружениях, где сформируется единый гидробиоценоз, включающий в себя сообщества растений, животных, микроорганизмов. В период стабилизации закрытого полигона необходимо периодически осуществлять минимальный уход за гидроботаническими площадками (скашивание растительности, частичная очистка ложа от ила) и проводить гидрогеохимический мониторинг за состоянием объектов окружающей среды (почв, воды, донных осадков, растительности) с регулярным отбором проб в характерные сезоны и периоды года.

Схема комплексной очистки фильтрата

Рис. 4. 1 - секция полигона со старыми отходами, 2 - секция полигона ТБО со свежими отходами, 3 - резервуар-усреднитель, 4 - ступень известкования, 5 • ступень коагуляции-флокуляции, 6-гидроботаническая площадка (гидробиологические сооружения), а - внесение известкового молока, б - внесение сульфата алюминия, в - внесение флокулянта, г - вода на разбавление, д -внесение фосфат-соединений, е - внесение сточных вод обогащенных органикой (в случае перехода фильтрата в «старый»), ж -спуск в водоем поверхностных вод, 1-11-вентиля

Рассчитано, что в холодный период в условиях Пермской области выделение фильтрационных стоков будет незначительным, поэтому предложено их накопление в буферной емкости (прудах-накопителях). Проведен расчет нагрузок [по БПК5, ХПК, аммонийному азоту и концентрациями тяжелых металлов) на эчистные сооружения стоков ТБО в период эксплуатации и после рекультивации полигона большой мощности (более 15 га) при внедрении предлагаемой комплексной очистки, с учетом последовательного (по годам) ввода в эксплуатацию рабочих секций ТБО (таблица). Показано (см. табл.), что в период перехода всех эабочих секций в метановую стадию с изменением качественного состава стоков ГБО на гидробиологические сооружения будет увеличиваться нагрузка по аммо--жйному азоту, при этом соотношение БГ]К/ХПК и С/М будет низким для нормального развития растительности и эффективного протекания процесса денит-эификации. Поэтому в схеме предусмотрено дополнительная подача на гидро-эиологические сооружения сточных вод, обогащенных органическими вещества-ии и внесение добавок для поддержания в очищаемых стоках оптимальных соотношений по биогенным веществам (азот, фосфор, калий) (см.рис.4). Результаты расчетов нагрузок на очистные сооружения стоков ТБО показали, что внедре-

Блок-схема комплексной очистки фильтрата ТБО

/ Г У

1 2

1 ^ /

Рис.5. А - необходимое количество фильтрата, подаваемого на рециркуляцию; с/«, - фильтрат, подаваемый на гидроботаническую очистку; д- фильтрат подаваемый на рециркуляцию; ш - елажностьТБО; 1,2... - вентиля;

Результаты расчета нагрузки на очистные сооружения при внедрении комплексной технологицочистки фильтрационных стоков ТБО на полигоне большой мощности с учетом последовательного (по годам) введения в эксплуатацию рабочих секций

Срок эксплуатации полигона, год 2-5 5-10 10-15 15-20 после рекультивации

Расчетная Нагрузка м'/суг кг БПК,/ сут хпк/ сут КГ К- ту сут кг Мс/ гут и5/сут кг ЕПК,/ суг КГ ХПК/ СУГ кг № ЫШ суг кг пж- М</ суг И7СуТ кг ЕПК,/ СУТ кг хпк/ суг КГ N. СУГ кг тхж- Мс/ суг м'/суг кг БПХ>/ суг кг ХПК/ СуТ кг сут кг чиж. Ме/ суг м^сут кг БПК,/ сут кг ХПК/ сут кг N. ми сут КГ пж-Мс/ сут

Среднее Значение 30 150 300 30 15 80 306 640 72 31,6 140 324 760 126 31,6 150 27 201 90 1,98 150 15 135 90 0,3

Средняя нагрузка на ступень известкования 30 150 300 30 15 60 300 600 54 30 60 300 600 54 30

Средняя нагрузка на ступень рециркуляции 15 75 150 15 0,7 30 150 300 27 1,5 30 150 300 27 1,5

Средняя нагрузка на ступень Коагуляции/ Флокуляцни 20 6 40 18 1 80 24 160 48 1,6 60 18 120 36 1,8

Средняя нагрузка на ступень гидроботанической очистки 15 75 150 15 0,7 50 156 310 45 1.6 110 174 364 75 1,66 150 27 129 90 0,36 150 15 135 90 0,3

Примечание: Оф - количество образующегося фильтрата, N - ЫК( - аммонийный азот

ние ранней рециркуляции на рабочей секции полигона способствует эффективному снижению органических загрязнений в вытекающих стоках уже в первые годы эксплуатации полигона.

Обосновано, что дренажные стоки закрытого полигона при наличии достаточных свободных площадей (около 10-15% от площади полигона) и низкого залегания грунтовых вод целесообразно очищать при помощи гидроботанического метода. Показано, что предлагаемый метод по созданию искусственного биоценоза на полигонах ТБО перспективен и направлен на долговременную защиту объектов окружающей среды от негативного влияния образующихся стоков ТБО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе экспериментальных и теоретических исследований получены новые и уточнены существующие закономерности рН -регулирования рециркулируемых стоков ТБО методом известкования на первой ступени их очистки и влияние естественной экологической системы при гидроботанической (биологической) очистке стоков ТБО для совершенствования комплексной схемы их очистки, что обеспечивает решение важных прикладных задач по очистке стоков ТБО отработанных свалок, реабилитации объектов биосферы, загрязненных стоками ТБО и повышению, в целом, уровня экологической безопасности эксплуатации полигонов ТБО. Основные научные и практические результаты заключаются в следующем: 1. Проведен сравнительный анализ существующих методов очистки стоков (фильтрата) полигонов (свалок) ТБО в России и за рубежом, установлены закономерности изменения химического состава фильтрата от различных факторов. Дана оценка применения гидроботанического метода в практике очистки стоков ТБО. Выявлены основные факторы, влияющие на скорость биодеградации отходов и самоочищаемость фильтрата на полигонах ТБО, важнейшим из которых является зависимость «рН - влажность ТБО»;

2. Исследовано техногенное воздействие необорудованных свалок ТБО Пермской области на окружающую среду, которые показали, что вокруг этих свалок в радиусе десятков километров создаются геохимические аномалии территорий с повышенным содержанием опасных химических элементов, в том числе в результате рассеивания тяжелых металлов в почвах и грунтовых водах. Проведено флористическое обследование территорий свалок Пермской области. Установлены видовой состав естественной растительности исследованных территорий и плотность (встречаемость) отдельных видов растений.

3. Экспериментально установлено, что наиболее интенсивно процесс биодеструкции отходов протекает при исходной влажности ТБО 80%, а многократная рециркуляция предварительно обработанных раствором Са(ОН)г стоков ТБО до рН = 9.5 способствует снижению концентраций тяжелых металлов в фильтрате на выходе в среднем на 70%, при этом время стабилизации процессов биодеструкции сокращается вдвое.

4. Дана оценка возможности применения очистки фильтрата полигонов ТБО на гидробиологических сооружениях в аэробных условиях с использованием водной растительности. На примере монокультуры водных растений Риччия показано, что предварительное известкование кислых стоков ТБО до рН 8,08,5 перед очисткой с применением водной растительности позволяет добиться более значительного снижения на выходе концентраций тяжелых металлов, способствует биогенному умягчению воды и увеличивает биологическую активность растительности к поглощению солей.

5. Установлены основные параметры, характеризующие степень стабилизации фильтрата, по которым определяется выбор систем и методов очистки. Выявлена тенденция изменения количества образующегося фильтрата в зависимости от интенсивности испарения (транспирации), рода поверхностных слоев грунта и ТБО (поверхностного стока) и влажности складируемых на полигоне отходов. Предложена формальная модель биодеструкции твердых бытовых отходов для решения прикладных задач, связанных с управлением и оптимизацией физико-химических процессов на полигонах ТБО при помощи рециркуляции фильтрата, предварительно произвесткованного до рН= 9-9,5.

6. Разработана усовершенствованная технологическая схема очистки стоков ТБО, значительно сокращающая время стабилизации фильтрата, увеличивающая скорость метаногенеза и ускоряющая очистку от органических загрязнений и тяжёлых металлов до ПДК для сброса их в водоемы общего пользования. Проведен расчет нагрузок (по БПК5, ХПК , концентрациям тяжелых металлов) на очистные сооружения стоков ТБО на полигоне большой мощности по предлагаемой комплексной очистке, с учетом последовательного ввода в эксплуатацию рабочих секций.

7. Обоснован способ очистки стоков с помощью высшей водной растительности при наличии достаточных свободных площадей и низкого залегания грунтовых вод. Предложено для культивирования на ботанических площадках подбирать ассоциации макрофитов среди эврибионтных форм с высокой поглощающей способностью. Определены нормы высадки растений, время и динамика очистки стоков ТБО на ботанических станциях с учетом сезонности в условиях Пермской области. Показано, что предлагаемый биологический (гидроботанический) метод очистки стоков ТБО перспективен, направлен на долговременную защиту биосферы и повышает, в целом, уровень экологической безопасности эксплуатации полигонов ТБО.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Вайсман Я.И., Петров В.Ю., Середа Т.Т. Факторы, влияющие на объем образующегося фильтрата полигонов захоронения (депонирования) твердых бытовых отходов // Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях—Пермь, 96: Материалы международной конференции студентов и молодых ученых.- Пермь. Изд-во Перм. гос. ун-та, 1996. - С. 26 - 38.

2. Костарев С.Н., Середа Т.Г. Математическое моделирование физико-химических процессов, протекающих на полигонах депонирования твёрдых бытовых отходов : Сб. тр. /

<) ■ 0 i

Пермский ин-т Московского гос. ун-та коммерции. - Пермь, 1998. - С.153 - 159.

3. Методические указания по выбору технологии очистки фильтрата и рекомендации по проектированию очистных сооружений фильтрата санитарных полигонов твердых бытовых отходов/ Сост. Т.Г. Середа -Пермь. 1999. - 20 с.

4. Петров В.Ю., Середа Т.Г., Зомарев A.M. Возможные методы очистки фильтрата полигонов захоронения твердых бытовых отходов // Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях —Варна-Пермь, 97: Материалы Болгаро-Российской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, июнь 1997 г. Пермь - август 1997 г. Варна : Изд-во Перм. гос. ун-та, 1997. - С.69-71.

5. Середа Т.Г. Очистка дренажных стоков на полигонах захоронения твёрдобытовы> отходов от тяжёлых металлов// Becqi HAH Беларусь Сер.хм.навук. -1999. -№ Ч -С. 112115.

6. Середа Т.Г. Экологобезопасный способ очистки дренажных стоков полигонов твёрдых бытовых отходов // Энергосбережение, экология и безопасность: Материалы международной научно-технической конференции / Тульский гос. ун-т. -Тула, 1999. - С. 100-101.

7. Середа Т.Г. Факторы, влияющие на состав и свойства фильтрата, образующегося на полигонах твердых бытовых отходов (ТБО) // Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях: Материалы Болгаро - Российской научной конференцик молодых ученых, аспирантов и студентов. - Варна -Пермь, 1997. - С.78-79.

8. Середа Т.Г, Вертгейм А.Г., ПлаховаЛ.В. Метод извлечения тяжелых металлов и: фильтрата ТБО // Экология города: Материалы региональной научно-технической конференции/ Перм. гос. ун-т.-Пермь, 1998,-С. 162-163.

9. Середа Т.Г., Соловьева Т.В. Оценка деградации твёрдых бытовых отходов на объектах их захоронения // Природопользование. - 1999. - № 5. - С. 87- 89.

10. Середа Т.Г. Очистка сточных вод с применением водной растительности // Основь безопасности жизни. -1999. - № 9. - С. 63-64.

SUMMARY

DEVELOPMENT of COMPLEX TREATMENT of LEACHATE from SANITARY LANDFILL MUNICIPAL SOLID WASTE Tatyana G. Sereda

Key words: municipal solid waste (MSW), lcachate, landfill, methan-genes, hydrobotanica; method, chemical consumption of oxygen, biological consumption of oxygen, heavy metals, organic acids, reagents, macrofits, high water vegetation.

Research objects: lcachate, MSW, water plants of a Riccia sort, natural vegetation on landfil! MSW. •

Target of the work: development of complex technology of clearing lcachate ecologically safe anc technique-economically effective in view of waste structure speciality, climatic features of the aret and changes of biochemical processes on landfill MSW.

Methods of research: chemical, physical /chemical, mathematical modeling of experiment anc statistics.

Equipments: photoclectrocalorimeter, laboratory pH-meter, centrifuge, spcctro-meter, atom-absorbtion spectro-meter.

The executed researches established technological parameters of clearing leachate landiil MSW using reagents (liming, coagulants, flocculent) and hydrobotanical methods (recirculation, the clearing by vegetation). It is shown, that the application of maximum water vegetation is possible a: the agents of clearing leachate landfill. They offered a new complex technology of clearint leachate with use of hydrobotanical methods, considering changes in microbiological and chcmica structure of leachate. The technology of clearing leachate on small landfill is recommended foi application on clearing structures.

Лицензия ЛР N9 020370 от 29 01.97

Сдаио в печать 2а 01.2000 Формат 60x04/16 Объем 1,5 ПЛ.

Тираж 100. Заказ 3.

Редакционно-издательский отдеп Пермского государственного технического уни^рейгвта

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Середа, Татьяна Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СТОКОВ ТБО

1.2. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КОЛИЧЕСТВО ОБРАЗУЮЩИХСЯ СТОКОВ ТБО

1.3. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ НА САНИТАРНОМ ПОЛИГОНЕ

1.4. ХИМИЧЕСКИЕ, САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ И ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТОКОВ ТБО

1.5. ИНТЕНСИВНЫЕ И ЭКСТЕНСИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО

1.6. ОЦЕНКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ВОЗМОЖНОСТИ ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ СВАЛОК

И ПОЛИГОНОВ ТБО ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ЗАХОРОНЕНИЯ ТБО В УСЛОВИЯХ

ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ

2. 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ФЛОРИСТИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЛИГОНОВ ТБО

ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ

2.3. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО

ГИДРОБОТАНИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ

СТОКОВ ТБО БИОХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

3.1. ПОДГОТОВКА ОТХОДОВ К ЭКСПЕРИМЕНТУ

3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ, ВЛАГОНАСЫЩЕННОСТИ

МАКСИМАЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ) ТБО

3.3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА БИОРАЗЛОЖЕНИЯ ОТХОДОВ

3.4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСФОРМАЦИИ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СТОКОВ ТБО В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

ЦЕПИ ИХ ОЧИСТКИ

3.5. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ

ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СТОКОВ ТБО ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ СТОКОВ

ПОЛИГОНОВ ТБО

4.1. ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТОКОВ ТБО

4. 2. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО

4. 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ,

ПРОТЕКАЮЩИХ НА ПОЛИГОНАХ ТБО

4.4. ОЧИСТКА ФИЛЬТРАТА НА ЛОКАЛЬНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ 116 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

5. ОЧИСТКА СТОКОВ ТБО ГИДРОБОТАНИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

5.1. СХЕМА ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО НА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ

5.2. ВОДНЫЙ БАЛАНС ГИДРОБОТАНИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

5.3. ПОДБОР ВЫСШЕЙ ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОКОВ

ТБО ГИДРОБОТАНИЧЕСКИМ МЕТОДОМ 138 5. 4. ОЧИСТКА СТОКОВ ТБО НА ДЕЙСТВУЮЩЕМ ВЫСОКОНАГРУЖЕННОМ

ПОЛИГОНЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОБОТАНИЧЕСКОГО МЕТОДА

5.5. РЕЦИРКУЛЯЦИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СТОКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОБОТАНИЧЕСКОГО (БИОЛОГИЧЕСКОГО) МЕТОДА

5.6. ОЧИСТКА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И УТИЛИЗАЦИЯ БИОМАССЫ

5.7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЧИСТКЕ СТОКОВ НЫТВЕНСКОГО ГОРОДСКОГО ПОЛИГОНА ТБО

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

Введение Диссертация по географии, на тему "Разработка комплексной очистки стоков с полигонов захоронения твердых бытовых отходов"

Актуальность темы диссертации. В настоящее время серьезную угрозу загрязнения гидросферы представляют фильтрационные (фильтрат) и поверхностные стоки с полигонов (свалок) твердых бытовых отходов (ТБО), содержащие значительные концентрации органических и высокотоксичных соединений, в том числе 1,2,3-го классов опасности (ртуть, цианиды, нитриты, кадмий, свинец, мышьяк, аммиак, дихлорэтан, нитраты, никель, цинк, хром и др). Мировые технологии комплексной очистки стоков (фильтрата) ТБО от загрязнений сопряжены со значительными экономическими затратами и образованием значительных объемов шламов и осадков.

Особую проблему в России представляют также отработанные (закрытые) свалки. Вытекающие из таких свалок стоки являются опасными источниками загрязнения поверхностных и подземных вод в течение как минимум 50-100 лет, а по некоторым литературным данным процесс вымывания загрязняющих веществ из свалки продолжается до 950 лет. Планирование очистных сооружений с применением известных физико-химических и биологических (аэробных и анаэробных) методов на столь длительный период невозможно и экономически нецелесообразно. В настоящее время практически не решены прикладные задачи по биологической рекультивации свалок, очистке сточных вод на закрытых полигонах и реабилитации объектов биосферы, загрязненных стоками ТБО.

Назрела необходимость создания технологий, направленных на управление процессами биодеструкции отходов на свалках бытового мусора, стимулирующих процессы минерализации ТБО и способствующих сокращению "жизненного цикла" свалки. Следует также учитывать, что свалки бытового мусора являются потенциальными источниками образования ценного газа - метана, поэтому свалка не должна быть неуправляемой, ее следует рассматривать как своего рода биореактор. Оптимизация управления и работы реакторов такого типа может привести к полной переоценке мест складирования ТБО и существенным изменениям в стратегии переработки отходов.

Поэтому тематика настоящей работы, направленной на разработку экологически рационального способа очистки дренажных стоков ТБО, представляется своевременной ;и актуальной.

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей рН-регулирования рециркулируемых стоков ТБО методом известкования на первой ступени их очистки, влияния естественной экологической системы при гидроботанической (биологической) очистке стоков ТБО для совершенствования комплексной схемы и повышения, в целом, уровня экологической безопасности эксплуатации полигонов ТБО.

Основные научные положения, защищаемые автором, сформулированы следующим образом: основным фактором, влияющим на скорость процесса перехода состава фильтрата ТБО из кислотной среды в щелочную в массиве ТБО, характеризующуюся повышенным содержанием биогенного метана является влажность отходов; сокращение кислотной стадии биодеструкции отходов обеспечивается рециркуляцией предварительно произвесткованным дренажным фильтратом в отходах; постановка задачи оптимального управления процессами на полигоне ТБО обеспечивает возможность определения закона управления рециркулируемым потоком фильтрата для поддержания оптимальных значений влажности и рН; использование естественной экологической системы( ассоциаций макрофитов), сформированной на отработанных полигонах ТБО способетвует эффективной очистке стоков ТБО.

Новизна основных научных и практических результатов заключается в следующем: разработана схема очистки стоков ТБО, направленная на сокращение времени выделения опасного кислотного фильтрата, отличающаяся тем, что она позволяет варьировать ступенями очистки в зависимости от изменений в химическом составе фильтрационных стоков, обеспечивающей в течение длительного периода времени очистку стоков ТБО от загрязнений до ПДК при сравнительно невысоких затратах; выявлены основные факторы, влияющие на скорость биодеградации отходов и самоочищаемость фильтрата на полигонах ТБО, важнейшим из которых является зависимость "рН - влажность ТБО"; определены приоритетные факторы, максимально влияющие на количество образующегося фильтрата: атмосферные осадки, поверхностный сток и инфильтрация влаги в отходы. Установлена зависимость изменения количества фильтрата от сезона'(климатической зоны) и влажности поступающих на полигон отходов. Выявлена тенденция уменьшения количества образующегося фильтрата в зависимости от увеличения интенсивности процессов испарения - транспирации на полигоне ТБО; обоснован способ очистки фильтрата ТБО от тяжелых металлов, включающий предварительную обработку буферным раствором в процессе многократной рециркуляции сквозь ТБО, отличающийся тем, что в качестве реагента используют раствор Са(0Н)2, который активно смешивают с фильтратом до достижения рН = 9,0-9,5; получены данные о возможности очистки фильтрата высшей водной растительностью (ВВР), подобранной среди эврибионтных форм, естественно сформировавшихся на сильноувлажненных участках полигонов и свалок ТБО Пермского региона, для использованиях ее в качестве агента очистки на гидробиологических очистных сооружениях стоков ТБО; установлено, что предварительное известкование фильтрата (до рН=8,0-8,5) перед биологической очисткой с использованием водной растительности способствует высокому эффекту очистки от тяжелых металлов (70-85%); обоснован способ очистки стоков ТБО на полигоне при использовании комплексов ВВР, определены нормы высадки, время и динамика очистки стоков на гидробиологических сооружениях с учетом сезонности и конструкций; разработаны методические указания по выбору технологии очистки фильтрата и рекомендации по проектированию очистных сооружений фильтрата ТБО.

Достоверность научных положений и результатов проведенных исследований подтверждается: соответствием полученных результатов и установленных закономерностей с данными, полученными другими авторами, и их методами; удовлетворительной сходимостью результатов аналитического решения, лабораторных и натурных (полевых) экспериментов; достаточно представительным объемом лабораторных и натурных экспериментов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных положений и обоснованности выводов и рекомендаций; корректным применением современных методов исследования и расчета параметров комплексной очистки стоков ТБО с использованием электронно-вычислительной техники.

Практическая реализация работы. По' результатам исследований разработаны методические указания и рекомендации по проектированию очистных сооружений для фильтрата ТБО, которые использованы комитетом по охране природы г. Краснокамска при составлении проектной документации по строительству городского полигона для твердых и нетоксичных отходов и комитетом по охране природы г. Нытвы при проектировании и строительстве второй очереди нового городского полигона ТБО. Результаты законченной научно-исследовательской работы по разработке рекомендаций по проектированию и строительству гидротехнических сооружений с целью мониторинга объектов гидросферы внедрены на санитарном полигоне ТБО для г. Слонима. Теоретические положения и результаты научных исследований используются в лекциях при чтении курса "Безопасность жизнедеятельности" в Пермском государственном техническом университете и включены в методическую и учебную литературу для студентов Пермского филиала Нижегородского экономического техникума по курсу "Экологические основы природопользования".

Апробация работы. Результаты научных исследований по теме диссертации доложены на Международной научной конференции студентов и молодых учёных "Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях" (Пермь, 1996); Болгаро-Российской научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов "Проблемы окружающей среды на урбанизированных территориях" (Пермь, июнь 1997 - Варна, август 1997); Региональной научно-технической конференции "Экология города" (Пермь, 1998); XXIX научно-технической конференции ПГТУ (Пермь, 1998); на Международной научно-технической конференции "Энергосбережение, экология и безопасность" (Тула, 1999), а также на областных (г. Пермь) научно-технических конференциях в 1996 - 1999 гг.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационная работа выполнена в рамках целевой программы "Отходы" на 1996 - 2000 гг., целевой комплексной программы "Охрана окружающей среды Пермской области на 1996 - 2000 гг." и целевой комплексной программы "Экология Западного' Урала (Разработка методов обезвреживания и утилизации ТБО и ПО на полигонах)".

Полнота изложения положений и результатов, выносимых на защиту, в опубликованных работах. Результаты научных исследований по теме диссертации изложены в 24 публикациях.

Объем и структура работы. Работа'изложена на 184 страницах, включает 22 иллюстрации и 15 таблиц на 39 страницах, 169 наименований использованных литературных источников на 15 страницах, 4 приложения на 16 страницах. Автор выражает благодарность д.м.н., профессору Я. И. Вайсману, д. т.н. В.Н.Кондратьеву, к.с.н. В.С.Брез-гунову (БелНИИ мелиорации и луговодства), к.т.н. К.И. Фролову (Пермводоканал) за методическую помощь и высококвалифицированные консультации, а также всем сотрудникам кафедр "Охраны окружающей среды" и "Безопасности жизнедеятельности" Пермского государственного технического университета за доброжелательное отношение и помощь при проведении научных исследований.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Середа, Татьяна Геннадьевна

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5

1. Рассчитаны время пребывания стоков на биоплощадках, конструкции биосооружений и общие площади, задействованные на гидробиологические сооружения, для очистки стоков ТБО. Рассчитано, что территория, задействованная на гидроботаническую станцию, составляет около 10-15% от общей площади полигона ТБО.

2. Даны рекомендации по подбору растительности для высадки на гидробиологических сооружениях в условиях Пермской области с целью очистки от солей, тяжелых металлов и органических загрязнений. Ассоциации макрофитов подобраны среди естественно произрастающих на полигонах ТБО, имеющих высокую поглотительную способность к загрязнениям. Рассмотрены способы высадки растений на гидроботанических станциях.

3. Предложены очистка стоков ТБО на действующем высоконагружа-емом полигоне с использованием гидроботанического метода, мероприятия по реконструкции существующих нагорных канав в биоканалы, а также технология рециркуляции фильтрационных стоков на закрытые секции ТБО, засаженные растениями. Показано, что при минимальных экономических затратах достигается высокий экологический эффект,

- 165 что указывают на перспективность внедрения этого способа очистки стоков на существующих свалках ТБО в Пермской области.

4. Предложены методы утилизации биомассы отмершей растительности для предотвращения вторичного загрязнения природной среды.

5. Показано, что предлагаемый метод по созданию искусственного биоценоза на полигонах ТБО перспективен, эффективен, экономически доступен и экологически безопасен. Внедрение гидробиологических сооружений будет способствовать долговременной защите объектов окружающей среды от негативного влияния образующихся стоков ТБО.

6. Рассчитана общая территория, задействованная на гидроботаническую станцию, и предложены конструктивные решения биоплощадок для очистки фильтрата ТБО на примере Нытвенского полигона ТБО. Стоимость очистки 1 м3 фильтрата составила 0,23 руб. с учетом того, что очистные процессы будут протекать длительный период: около 50-100 лет. Это свидетельствует в пользу внедрения гидроботанического способа очистки стоков на полигонах ТБО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Проведен сравнительный анализ существующих методов очистки стоков (фильтрата) полигонов (свалок) ТБО в России и за рубежом, установлены закономерности изменения химического состава фильтрата от различных факторов. Дана оценка применения гидроботанического метода в практике очистки стоков ТБО. Выявлены основные факторы, влияющие на скорость биодеградации отходов и самоочищаемость фильтрата на полигонах ТБО, важнейшим из которых является зависимость мрН - влажность ТБО";

3. Экспериментально установлено, что наиболее интенсивно процесс биодеструкции отходов протекает при исходной влажности ТБО 80%, а многократная рециркуляция предварительно обработанных раствором Са(0Н)2 стоков ТБО до рН = 9, 5 способствует снижению концентраций тяжелых металлов в фильтрате на выходе в среднем на 70%, при этом время стабилизации процессов биодеструкции сокращается вдвое.

4. Дана оценка возможности применения очистки фильтрата полигонов ТБО на гидробиологических сооружениях в аэробных условиях с использованием водной растительности. На примере монокультуры водных растений Риччия показано, что предварительное известкование кислых стоков ТБО до рН 8,0-8,5 перед очисткой с применением водной растительности позволяет добиться более значительного снижения на выходе концентраций тяжелых металлов, способствует биогенному умягчению воды и увеличивает биологическую активность растительности к поглощению солей.

5. Установлены основные параметры, характеризующие степень стабилизации фильтрата, по которым определяется выбор систем и методов очистки. Выявлена тенденция изменения количества образующегося фильтрата в зависимости от интенсивности испарения (транспи-рации), рода поверхностных слоев грунта и ТБО (поверхностного стока) и влажности складируемых на полигоне отходов. Предложена формальная модель биодеструкции твердых бытовых отходов для решения прикладных задач, связанных с управлением и оптимизацией физико-химических процессов на полигонах ТБО при помощи рециркуляции фильтрата, предварительно произвесткованного до рН= 9-9,5.

6. Разработана усовершенствованная технологическая схема очистки стоков ТБО, значительно сокращающая время стабилизации фильтрата, увеличивающая скорость метаногенеза и ускоряющая очистку от органических загрязнений и тяжёлых металлов до ПДК для сброса их в водоемы общего пользования. Проведен расчет нагрузок (по БПК5, ХПК, МН4, концентрациям тяжелых металлов) на очистные сооружения стоков ТБО на полигоне большой мощности по предлагаемой комплексной очистке, с учетом последовательного ввода в эксплуатацию рабочих секций.

- 168 онтных форм с высокой поглощающей способностью. Определены нормы высадки растений, время и динамика очистки стоков ТБО на ботанических станциях с учетом сезонности в условиях Пермской области. Показано, что предлагаемый биологический (гидроботанический) метод очистки стоков ТБО перспективен, направлен на долговременную защиту биосферы и повышает, в целом, уровень экологической безопасности эксплуатации полигонов ТБО.

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Середа, Татьяна Геннадьевна, Тула

1. Аладьев В.З., Шишаков М.Л. Введение в среду пакета МАТНЕМА-TICA 2.2, М.: ИИД Филинъ, 1997. - 368 с.

2. Ананьев В.П., Передельский Л.В. Инженерная геология и гидрогеология. М.: Высшая школа, 1980. - 271 с.

3. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды, М. : Наука, 1986. - 174 с.

4. Астахова 0.0. Международные экологические конвенции: Интервью с Г.А. Заварзиным // Природа. 1992,- № 12. - С. 3 - 6.

5. Бертокс П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений. М.: Мир, 1980. - 606 с.

6. Биологические пруды в практике очистки сточных вод / Г. Г. Винберг, П.В. Остапеня, Т.Н. Сивко, Р.И. Левина; Под общ. ред. П.В. Остапеня. Минск, 1966. - 232 с.

7. Биологическое самоочищение и формирование качества воды: Сб. ст. / Московское общество испытателей природы. М. : Наука, 1975. - 188 с.

8. Брезгунов B.C. и др. Новые конструкции водоохранных мелиоративных систем // НТИ и Рынок. 1991- Ш 6. - С. 50 - 52.

9. Букреев Е.М., Левин Б.И., Прохоров А.И. Современные методы сбора, удаления и утилизации твердых бытовых отходов в США. М.: ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР, 1975. - 76 с.

10. Вавилин В.А., Ложкин Л.Я., Рытов C.B. Имитационное моделирование микроорганизмов в свалках бытового мусора // Вода, экология и технология: Тезисы докладов III Международного конгресса "Экватэк 98й. - М., 1998. - С.376 - 400.

11. Варенко Н.И., Чуйков В.Г. Роль высшей водной растительности в миграции марганца, цинка, меди и кобальта в Днепродзержинском водохранилище // Гидробиологический журнал.- 1971. Ш 3,- С.7-12.

12. Васильевич В.И. Статистические методы в геоботанике. Л.: Наука, 1969. - 232 с.

13. Вертгейм А.Г., Коркин A.M. Комплекс биологической очистки минерализованных вод // Экология города: Материалы региональной научно технической конференции / Перм. гос. ун-т. - Пермь, 1998.- С. 37 38.

14. Винберг Г.Г. Зачение фотосинтеза для обогащения воды кислородом при самоочищении загрязненных вод: Тр./ Всесоюз.гидроби-ол. об-тво,- М.: Наука, 19. Т. IV Юс.

15. Возная Н.Ф. Химия воды и микробиология. М.: Высшая школа, 1979. - 341 с.

16. Воробьев Ф.П., Голобородько Н.К., Мануйлова A.M. Математическое планирование эксперемента в биохимии и медицине. Харьков: Вища школа, 1977. - 144 с.

17. Гидрогеология и гидротехнические сооружения: Учеб.для вузов по специальности "Водоснабжение и канализация" / Г.Н. Смирнов, Е. В. Курилович, Н. А. Витрешко, И.А.Мальгина; Под ред. Г.И.Смирнова.- М.: Высш. шк., 1988. 47 с.

18. ГорсткоА.Б., Угольницкий Г.А. Введение в моделирование эколого-экономических систем. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростов, ун-та, 1990. - 112 с.

19. Дружинин Н. И., Шишкин А. И. Математическое моделирование и прогнозирование загрязнения поверхностных вод суши. Л.: Гидроме-тиздат, 1989. - 384 с.

20. Ермаков А.И. Методы биохимических исследований растений. -М. Л.: Сельхоз, 1952. - 120 с.

21. Естественная растительность промышленных и урбанизированных территорий Урала: Сб.науч. тр. / Акад. наук СССР. Уральское отделение. Свердловск, УрО АН СССР, 1990. - 157 с.

22. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Радзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод: Справочное пособие. М.: Стройиз-дат, 1977. - 204 с.

23. Заварзин Г.А. Биогаз и малая энергетика // Природа,- 1987.-№ 1. С.66 - 79.

24. Зайнулин Х.Н., Абдрахманов Р.Ф., Галимова Е.Ж., Чечеткин Ю. П. Геоэкологические исследования на Уфимской городской свалке // Вода, экология и технология: Тезисы докладов III Международного конгресса "Экватэк 98". - М., 1998,- С.182.

25. Закон Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды". М.: Республика, 1992. - 64с.

26. Зальцберг Э.А. Режим и баланс грунтовых вод зоны избыточного увлажнения. Л.: Недра, 1980. - 208 с.

27. Запольский А.К., Баран A.A. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л.: Химия, 1987. - 208 с.

28. Золотова Е.Ф., Асс Г. Ю. Очистка воды от железа, фтора, марганца и сероводорода. М: Стройиздат, 1975. - 174 с.

29. Инструктивно методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей природной среды: Утв. Министром охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации от26. 01.93.

30. Инструкция по проектированию и эксплуатации полигонов для твёрдых бытовых отходов. М.: Стройиздат, 1983. - 40 с.

31. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов / Академия коммунального хозяйства. М.: Стройиздат, 1983.

32. Икрамова М.М. Некоторые данные изучения химического состава водных растений озёр Восточного Памира // Изв. АН Тадж ССР, отд. биол. наук 1966. - Ш 4/25.

33. Калицуп В.И., Ласков Ю.М. Лабораторный практикум по водоот-ведедению и очистке сточных вод : Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1995. - 266 с.

34. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. -М.: Стройиздат, 1974. 224 с.

35. Комиссаров B.C. Об очистке шахтных вод // Уголь.- 1980.-№10.

36. Комплексная оценка загрязнения окружающей среды Пермской городской свалки : Отчёт о НИР / Всесоюз. науч.- исслед. ин-т охраны окружающей среды в угольной промышленности; Рук. A.A. Харио-новский. № 1499. - Пермь, 1998. - 76 с.

37. Костарев С.Н., Середа Т.Г. Математическое моделирование физико химических процессов, протекающих на полигонах депонирования твёрдых бытовых отходов : Сб. тр. / Пермский ин-т Московского гос. ун-та коммерции. - Пермь, 1998. - С.153-159.

38. Кофаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1976. - 464 с.

39. Кофаров В. В., Ветохин В. И., Бояринов А.Ч. Программирование и вычислительные методы в химии и химической технологии. М.: Наука, 1972. - 487 с.

40. Крамин И.И. Моделирование фильтрации и теплообмена в водонапорных системах. М.: Недра, 1976. - 159 с.

41. Красилов В.А. Всемирная стратегия охраны природы на 90-е годы // Природа. 1992. - №3. - С.30.

42. Крельман Э.Б. Переработка ТБО // Природа. 1993. - №9.

43. Лепихин А.П., Капитанова E.H. Особенности моделирования трансформации тяжелых металлов в водотоках приемниках: Сб. тр. // Совершенствование природоохранных мероприятий в угольной промышленности. - Пермь, 1983. - С. 69 - 77.

44. Лепова Л.И., Ступина В.В. Водоросли в доочистке сточных вод. Киев: Наукова думка, 1990. - 184 с.

45. Липунов И.Н. Основы химии и микробиологии природных и сточных вод: Учебное пособие. Екатеринбург, 1995. - 212 с.

46. Лукиных H.A., ЛипманБ.Л., Криштул В. П. Методы доочистки сточных вод. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1978. -156 с.

47. Лурье Ю. Ю., Рыбникова А.И. Химический анализ производственных сточных вод. 4-е изд.,перераб. и доп.- М.: Химия, 1974,- 355 с.

48. Математическое моделирование жизненных процессов / М.Ф.Ве-денов и др. М.: Мысль, 1968. - 284 с.

49. Методика исследования свойств твердых отбросов / Под общей ред. Н.Ф. Гуляева. М.: Стройиздат, 1970. - 144 с.

50. Методические указания по выбору технологии очистки фильтрата и рекомендации по проектированию очистных сооружений фильтрата санитарных полигонов твердых бытовых отходов: Сост. Т. Г. Середа -Пермь, ПГТУ, 1999. 20 с.

51. Минц Д.М. Теоретические основы технологии очистки воды.-М.: Стройиздат, 1964. 156 с.

52. Многолетние колебания стока и вероятностные методы его расчета / Под ред. В.Д.Быкова, Г.П.Калинина. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1967. - 280 с.

53. Молоков М.В., Шифрин В.Н. Очистка поверхностного стока с территорий городов и промышленных площадок.- М.: Стройиздат, 1971.- 250 с.

54. Мячков М.И., Алексеев Г.М., Ольшанский В.А. Твердые бытовые отходы города. М.: Стройиздат, 1978. - 167 с.

55. О деноминации базовых нормативов платы : Постановление гос. комитета РФ по охране окружающей среды от 10.12.97, Ш 0307 / 3137.

56. Определение морфологического состава твердых бытовых отходов: Отчет о НИР / Лаборатория НОТ территориального производственного объединения ЖКХ Перм. обл. исполкома. Пермь, 1990. - 45 с.

57. О проблеме очистки фильтрата полигонов для захоронения твёрдых бытовых отходов / А.Ю. Бекетов, A.B. Бекренев, И.В. Викто-ровский, М.Ю. Конюхов, Т.В. Савиных и др. // Экологическая химия. 1998. - Т. 7, вып. 4 . - С. 217 - 218.

58. Очистка производственных сточных вод: Учебное пособие для вузов / С.В.Яковлев, Я.А.Карелин, Ю.М.Ласков, Ю.В.Воронов; Под ред. С.В.Яковлева. М.: Стройиздат, 1985. - 335 с.

59. Очистные сооружения водоотведения: Справочник / И.М.Таварт-киладзе, Т.П.Тарасюк, М.И. Доценко.- Киев: Буд1вельник, 1988.-256 с.

60. Оценка негативного влияния свалки бытовых отходов г. Крас-нокамска на грунтовые воды и разработка рекомендаций по его предотвращению: Отчет о НИР / Пермский гос. ун-т; Рук. А.Г. Мялицин. Ш 204. Пермь, - 1996. - 76 с.

61. Пат. 3,911589 ФРГ, МКИ Е 02 В 11/00. Rohz zur Ableitung von der Sohle von Deponien (Труба для отвода фильтрационной воды со свалок отходов) / Preussag A.G. (ФРГ) -№3911589.5; заявл. 08.04.89; Опубл. 26.10,. 89. 15с.

62. Патури Ф. Растения гениальные инженеры природы. - М.: Прогресс, 1979. - 311 с.

63. Перелыгин В.М., Разнощик В. В. Гигиена почвы и санитарная очистка населённых мест. М.: Медицина, 1977. - 198 с.

64. Петров Г.И. Использование высшей водной растительности для очистки загрязненных вод // Комплексные исследования водохранилищ: Сб. ст. / МГУ. М., - 1973. - Вып. 2. - С. 211 - 212.

65. Поглощение водяным гиацинтом мышьяка, кадмия, свинца и ртути из загрязненных вод / Гидрогеология. Контроль за загрязнением окружающей среды. Обнинск, 1982.- Вып. 5 (38)

66. Предварительная проработка способа очистки фильтрата тела полигона Икша в соответствии с заключением вневедомственной экспертизы г.Москвы: Отчет о работе // Договор 3-92. М., 1992.-25 с.

67. Проектирование сооружений для очистки сточных вод / Всесо-юз. комплекс, науч.-исслед. и конструкт. технол. ин-т водоснабжения, канализации, гидротехн. сооружений и инж. гидрогеологии. -М.: Стройиздат, 1990. - 192 с.

68. Проскуряков А.Ф. Методы обевреживания свалочных грунтов, фильтрата, биогаза: Обзор, информ. // Благоустройство, санитарное содержание и озеленение населенных мест / Институт экономики жил. коммун, хозяйства. М., 1993. - Вып.1 (35) - 35 с.

69. Проскуряков А.Ф. И на свалке будут яблони цвести // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1992. - № 4. - С. 22-25.

70. Проскуряков В.А.,Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977. - 463 с.

71. Пути решения проблемы очистки фильтрата свалки твёрдых бытовых отходов г.Киева / В. А. Прохоров, Т. В. Толстопятова, Э.Д. Мактад // Химия и технология воды. 1995.- Т.17.- № 1,- С.43 - 50.

72. Рабочий проект полигона твердых бытовых отходов (ТБО) для города Нытвы / Проектный институт "Пермжилкоммунпроек"; Рук. И.И. Иванчик. Пермь, 1993. - 40 с.

73. Разнощик В.В. Проектирование и эксплуатация закрытых полигонов для твердых бытовых отходов. М.: Стройиздат, 1981. - 110 с.

74. Разнощик В.В. Критерии сравнения методов обезвреживания и переработки ТБО // Промышленные и полевые методы обезвреживания и переработки городских отходов. М.: ОНТИ АКХ. 1980. - Вып.176.

75. Растения и промышленная среда: Материалы III науч. конф.-Киев, 1986.

76. Рекнерс Ф.В. и др. Охрана, санация и использование грунтовых вод в зоне свалок промышленных и бытовых отходов // Вода и технология: Материалы международного конгресса. М., - 1994. -Т.З. - С. 866-876.

77. Самарина B.C. Гидрогеохимия : Учебное пособие. Л.: Изд -во Ленингр. ун-та. 1977. - 360 с.

78. СанПиН 2.1.4. 559 Питьевая вода. Гигиенические требования по качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. - М.: Информ.- изд. центр Госкомсанэпиднадзора.- 1996.- 111 с.

79. Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник / А.И.Мирный, Д.И.Беньямовский, Е.М.Букреев и др.; Под ред. А.И.Мирного. М.: Стройиздат. 1985. - 246 с.

80. Санитарная очистка городов от ТБО / Под ред. З.И. Александровой. М.: Стройиздат. 1977.

81. Санитарная очистка городов от твердых бытовых отходов. -М.: Медицина. 1974. 205 с.

82. Сбор, удаление и обезвреживание бытовых отходов: Сборник / Пер. с нем.; Под ред. Н.Ф.Гуляева. М.: Стройиздат. 1971,- 180 с.

83. Середа Т.Г. Новая технология очистки фильтрата полигонов депонирования твёрдобытовых отходов (ТБО): Информ. листок / Пермский центр, науч.-техн. информ,- Пермь, 1999. 3 с.

84. Середа Т.Г. Очистка дренажных стоков на полигонах захоронения твёрдобытовых отходов от тяжёлых металлов // Весц! АН Беларуci. Сер. xím. навук. 1999. -№3,- С. 112 - 115.

85. Середа Т.Г. Технология очистки фильтрата малых рекультивированных полигонов "депонирования твёрдых бытовых отходов (ТБО) гидроботаническими (биологическими) методами: Информ. листок / Пермский центр, науч.-техн. информ.- Пермь, 1999. 4 с.

86. Середа Т.Г. Экологобезопасный способ очистки дренажных стоков полигонов твердых бытовых отходов // Материалы международной научно-технической конференции "Энергосбережение, экология и безопасность".- Тула, Тульский гос. ун-т. 1999,- С. 100 101.

87. Середа Т.Г, Вертгейм А.Г., Плахова J1.B. Метод извлечения тяжелых металлов из фильтрата ТБО // Экология города: Материалы региональной научно технической конференции / Пермский гос. ун-т. - Пермь, 1998,- С. 162 - 163.

88. Середа Т.Г, Вертгейм А.Г, Соловьева Т.В. Оценка принципиальной возможности очистки "молодого" фильтрата ТБО // Экология города : Материалы региональной научно технической конференции / Пермский гос. ун-т. - Пермь, 1998.- С. 163-165.

89. Середа Т.Г., Костарев С.Н. Метод расчета эколого-экономи-ческого ущерба объектам гидросферы наносимого фильтратом полигонов депонирования твёрдобытовых отходов (ТБО): Информ. листок / Пермский центр, науч.-техн. информ.- Пермь, 1999. 3 с.

90. Середа Т.Г., Новиков Д.В. Метод расчёта фильтрата полигонов депонирования твёрдобытовых отходов (ТБО): Информ. листок / Пермский центр, науч.-техн. информ.-Пермь, 1999. 4с.

91. Середа Т.Г, Соловьева Т.В. Оценка деградации твёрдых бытовых отходов на объектах их захоронения // Природопользование. -1999. № 5. - С. 87-89.

92. Смирнов Д.Н., Генкин В.Г. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. М.: Металлургия, 1980. - 195 с.

93. Состояние окружающей среды и здоровья населения г. Перми / Сборник информационно справочных материалов. - Пермь, 1995.-90 с.

94. Справочник по проектированию, строительству и эксплуатации городских дорог, мостов и гидротехнических сооружений / Под ред. И. Н. Джунковского и М.Д. Курдюмова М.: Изд-во Мин. коммун, хоз-ва РСФСР. 1961,- 300 с.

95. ИЗ. Сухарев И. П. Регулирование и использование местного стока.- М.: Колос. 1967. 187 с.

96. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Статистический анализ данных на компьютере / Под ред. В.Э. Фигурнова. М.: Инфра-М, 1998. - 528 с.

97. Францев A.B. Некоторые вопросы управления качеством воды // Теория и практика биологического самоочищения загрязненных вод.- М. , 1972. С. 24 - 28.

98. Францев A.B. О некоторых путях воздействия на жизнь пресных водоёмов: Тр./Всесоюз. гидробиол. общ-во.-М.: Наука, 1961.-Т.XI С. 48.

99. Хоботов В.Г., Комков В.И. Роль гидробионтов в концентрировании тяжелых металлов из промышленных водоёмов // Теория и практика биологического самоочищения загрязнённых вод: Сб. науч. тр.-М.: Наука, 1972. С. 63.

100. Шевченко Ю.А., Дмитриенко Т.Д. Справочник по санитарной очистке городов и поселков. Киев: Буд1вельник, 1984. - 160 с.

101. Шимановский Л.А., Шимановская И.А. Пресные подземные воды Пермской области. Пермь: Перм. книжное изд-во. 1973. - 197 с.

102. Эйнор Jl. 0. Экологическая очистка воды // Природа. 1992.- I 9. С. 26 - 33.

103. Экологические требования к проектированию, сооружению и эксплуатации полигонов захоронения (депонирования) твердых бытовых отходов в пределах Пермской области: Метод, рекомендации / Перм. гос. тех. ун-т. Пермь, 1995. - 177- с.

104. Экологическая биотехнология / Под ред. К.Ф. Форстера и Д. А. Дж. Вейза. Пер. с англ. В. А. Дымишца. Л.: Химия, 1990.- 360 с.

105. Экологически чистый полигон для захоронения ТБО г.Москвы / Агенство по охране окружающей среды Дании. М.: 1995. - 150 с.

106. Якушева Н.И. Физиология растений. М.: Просвещение, 1980.- 150 с.

107. Albers Н., Kruckberg G. Combined biological and physical / chemical treatment of sanitary landfill leachate. // In JSWA 88: 5th International Sohl Wastes Conference, Proc., London: Academic Press. -1988. Vol. J. - P.123 - 125.

108. Andereottola G., Cannas P. & Cossu R. Overview on landfill leachate quality. // CISA, Environmental Sanitary Engineering Centre, Technical Note, 1990. №.3.

109. Barber C. Behavior of Wastes landfills. Review of process of decom position of solid wastes with particular reference to microbiology / Report LR 1059, Stevenage, UK. -1979.

110. Bilitewsky B., Hardtle G., Marek K. Abfallwirtschaft. Berlin: Heidelbrg. -1994.

111. B.evan R.E. Notes on the Science and practice of controlledtipping Institute of Public Glancing, London, 1967.

112. Bramryd T. Leachate from landfills available fertilizer for revegetatlon of landfills with grass or energy forests. // JSWA 1988 : Proceedings of the 5th International Solid Wastes Conference, 1967. Vol. 2, ISBN 0 - 12 - 058452.

113. Chian S.K.', De Walle F.B. Sanitary landfill leachates and the treatment. // Journal of the Environmental Engineering Division ASCE, 1976. Vol.102, - P. 411 - 416.

114. Christensen T., Cossu R., Stegmann R. Sanitary Landfilling of Waste. Barriers, 1994.

115. Christensen T., Kjedsen P. Basic biochemical processes in landfills, In: Sanitary Landfilling: process, Technology and Evi-ronmental Impact. /Ed. T. Christensen, R.Cossu & R.Stegmann. -London: Academic Press, 1989.

116. Christensen T., Cussu R., Stegmann R. Sanitary Landfilling. Technology and Environmental Impact. London: Academic Press Ltd, 1989.

117. Christensen T., Cossu R., Stegmann R., Landfilling of Waste, Leachate, London and N.Y., 1992.

118. CookH.H., Cromwell D.C. & Wilson H. A. Microorganisms in household refuse and seepage water from sanitary landfill. // Proc.W.Va. Acad.Sci., 1967. Vol. 39. - P.107 - 109. (From Lu et al., 1982.)

119. Cooper P.F., Findlater D.C. (Ed) Constructed Wetlands in Water Pollution Control. Proceeding of the International Conference on the Constructed wetlands in water pollution control. Cambridge, 1990. UK. ISBN 0080407846.

120. Doedens H. Industrial Abfallwirtschaft Universities Hanover, 1994 / 95.

121. Donnely J., Scarpino P. & Brunner D. Recovery of fecalindicator and pathogenic microbes from landfill leachate. Land Disposal: Municipal Solid Waste. US, 1981, EPA 600 / 9 - 81 -0029, US EPA , Cincinnati, OH.

122. Ehrig. H.J. Flocculation and adsorption as posttreatment steps for highly polluted organic wastewater's. (Unpublished report, 1985.)

123. Ehrig H.J. Flocculation as a posttreatment step for high -strength organic wastewater's, recycling in chemical water and wastewater treatment. Schiftenreihe JSWW, Karlsruhe, Germany. -1986. Part 50. - P. 91.

124. Engelbrecht R.S. Survival of viruses and bacteria in a simulated sanitary landfill. 1973, NTIS / PB - 234589, Springfield, VA.

125. Engelbrecht R. & Amirhor P. Inactivation of enteric bacteria and viruses in sanitary landfill leachate. 1975, NTIS / PB -252973/AS, Springlield, VA.

126. Ettala M.O. Short rotation tree plantations at Sanitary Landfills. // Waste Management and Research, 1988.-Vol.6.-P.291-295.

127. Flotation for Water and Easte Treatment / Melbrourne I.D., Zable T.F. (eds.). Water Research Center, 1977.

128. Hasselgren K.: Leachate treatment combined with resource recovery. Fullscale treatment of Leachate in a Field Vegetation System. Reforsk, 1992, № 641. In Swedish, English summ.

129. Hays B.D. Potential for parasitic disease transmission with land application of sevage plant effluents and sludges. Water Research, 1977. Vol. 11 (7), - P. 583 - 585.

130. Ho S., Boyle W. G., Ham R.K. Chemical treatment by .coagulation and precipitation. // Journal of the Envi ronmental Engineering Division ASCE, 1974. Vol. 99. - P. 535 - 537.

131. Hofmann K.: Wachtumsverhalten von Sehilf (Phragmites aus tralis) in klarschlammbeschikten Filterbeeten. Archiv fur Hydrobiologie. Vol. 107. - P. 385 - 409.

132. Ians I. M., Van der Schroeff I. & Iaap A.A. Treatment Concept for leachate from Sanitary landfills. / In Sardinia 87, First1.ternational Zandfill Simposium, Cagliari, 1987. Vol.I., CIPA, Milan, Italy.

133. Jones K. L., Grainger J.M. // Eur.J. Appl. Microbiol. Bio-technol, 1983. -Vol.18. P. 181.

134. Karr P.R. Treatment of leachate from sanitary landfill. / Special Research Problem, School of Civil Engineering, Georgia Institute of Technology, 1972, Atlanta, GA.

135. Keenan J.D., Steiner R.L., Fungaroli A.A. Chemical physical leachate treatment. // Journal of Environmental Engineering, 1983. - Vol. 109 (6), - P. 1371 - 1384.

136. Lemmer F. Möglichkeiten der Behandlung von Sickerwas ser durch ferfahren nach dem Stand der Technik. TTV Dokumentation 4 / Deponiesickerwasser ein Problem der Wassertechnik,1986.- P.35 41.

137. Lu J.C., Eichenberger S.B. & Stearns R.J. Production and management of leachte from municipal landfills : Summary and assessment. Office of Research and Development, US, EPA, Cincinnaty.

138. Rees J.F. Optimisation of tethane production and refuse decomposition in landfills by temperature control. // Chemical Technology and Biotechnology, 1988,- Vol. 20, №5. -P.21- 23.

139. Robinson H.D., Maris P.I. Leachate from domestic waste; generation, composition and treatment: a review. Technical report TR 108, Water Research Centre, Medmenham Lab., Marlow, UK., 1979.

140. Robinson H.D. Development of methanogenic conditions within landfill, Sardinia 1989 / Symposium, Porto Conte, Haly, 1989, 9-12 October.

141. Sanitary Landfilling : Process Technology and Environmental Jmpack / Ed. T. Christensen R.Cossu & R. Stegmann. London: Academic Press. - 1997.

142. Schierup H. Brix H. Plantebaserende tensemetoder i europa. Stads og Havneingenioren, 1990. - Vol.1. - P. 18 - 20.

143. Seyfrid C., Theilen V. Leachate treatment by reverse, osmosis and evoporation effects of biological pretreatment. In Sardinia 91, 3rd Jnternational Landfill Symposium, Cagliari, 1991.-Vol.I. CISA, Cagliari, Italy, P.919 - 928.

144. Thorton R.J., Blanc F.C. Leachate treatment by coagulation- 184 and prepitation // Journal of the Environmental Engineering Division ASCE, 1973. -Vol. 99. P. 535 - 544.

145. Zeithe W. Ein bschleunightes Verfahren zur Bestimmung des Chemischen Sotuerstoffbedarfs in Wasser nut Kaliumpyrochromat, ab-ruasser Rasch, 1970. -№2. -P. 25 - 28.

146. Zogemann F.P., & Clas.H. Using the reverse osmosisprocess for leachate water treatment.Recycling International, 1989. -Vol.3, 1965. P. 71.1. Герб России

147. ГОСКОМЭКОЛОГИИ РОССИИ ПЕРМСКИЙ ОБЛАСТНОЙ КОМИТЕТ ПО ОХРАНЕ ПРИРОДЫ

148. Нытвенский районный комитет по охране природы7050, г. Нытва Пермской обл., ул. К. Маркса, 82а. Телефон: (34272) 3-04-341Ш исх. № ^ *3.0%SS.1. УТВЕРЖДАЮ

149. Председатель комитета гю Охрану Г.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

150. Уполномоченный инспектор по

151. УТВЕРЖДАЮ: Председатель комитетаохране окружающей срсды1. Ч 1999г.1. С.И.Кокшаров1. Л Г. оч. 99.90

152. МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ1. РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

153. ПЕРМСКИИ ФИЛИАЛ НИЖЕГОРОДСКОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ТЕХНИКУМА614000, г. Пермь, ул. Луначарского, 24 тел. 12-19-781. Ь-^/$» 1999 г.

154. УТВЕРЖДАЮ" филиалом ПЭТ .ииникова И.Е. 1999 г.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

155. Материалы диссертации Середа Т.Г. по изучению возможности очистки фильтрата, образующегося на полигоне ТБО, используются в учебно-производственном процессе по курсам "Безопасность жизнедеятельности" и "Экологические основы природопользования".

156. Материалы диссертации включены в методические пособия "Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности" и "Экономическое регулирование природопользования", предназначенные для практических занятий и контрольных работ студентов.

157. Председатель метод, объединения /

158. Пермского филиала НЭТ Коныпина Л.Д.

159. МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ1. ПЕРМСКИЙ НЕФТЯНОЙ КОЛЛЕДЖ614070, г. Пермь, Бульвар Гагарина, 54 тел. 48-24-55 №

160. ТВЕРЖДАЮ" к ДИРЕКТОР Щпарова JI.A.1. X J 1*1 X. .192&.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

161. Преподаватель курса " Охрана труда иокружающей средьг1. Юхно Г. А.1. ОТНМСКИЙ ГОРОДС-Л 0*>т>ЭТнародных ) я . Йсполазтэчьзм 1 .5 :д»т1. АКТ О ВНЕДРЕНИИ

162. Результаты работы внедрены в г. Слоним, на санитарном полигоне ТБО, находящегося в стадии строительства.

163. Представители предприятия Ведущий инженер УКСа

164. Клыбик Л.В. Ведущий шскенер УКСа-Ж— Заяц Л.Ф.

Информация о работе

Середа, Татьяна Геннадьевна
кандидата технических наук
Тула, 2000
ВАК 11.00.11

Диссертация

Разработка комплексной очистки стоков с полигонов захоронения твердых бытовых отходов - тема диссертации по географии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы