Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твердых бытов

вируемой свалки и новых карт, по достижении окончательных высотных отметок «объединенного полигона», будет проведена рекультивация всей поверхности свалочного тела.

3.3.2. Полигон «Щербинка» в Московской области

Общая площадь полигона «Щербинка» составляет около 60 га, масса складированных отходов оценивается в 3–4 млн т. Проект включает такие технические решения, как:

–устройство многофункционального защитного поверхностного покрытия;

–строительство кольцевого дренажа и устройство противофильтрационной завесы типа «стена в грунте»;

–сооружение систем сбора биогаза с пассивной дегазацией;

–строительство в припойменных зонах дренажной траншеи глубиной до 4 м с целью перехвата и переброса загрязненных стоков в емкости для обработки их реагентами из гуминовых кислот;

–устройство специального покрытия в зоне радиоактивных аномалий (спецполигон), состоящего из усиленного грунтопесчаного слоя 1 м и опорных железобетонных плит толщиной до 20 см;

–чистка русел р. Пахры, ручьев Конопелька и Монастырский.

Защитное многофункциональное покрытие полигона предназначено для предотвращения проникновения атмосферных осадков. Оно состоит из подстилающего слоя песка толщиной 30 см, слабопроницаемого покрытия с коэффициентом фильтрации 10–3 см/с (слой песка толщиной 30 см, пропитанный битумом) и растительного плодородного слоя почвы (30 см). Общая толщина покрытия составляет 90 см [17].

3.3.3. Городская свалка в г. Соликамске

Городская свалка ТБО расположена в черте города, в 3-м районе г. Соликамска – микрорайоне «Карналитово»; была введена в эксплуатацию в 1965 году с расчетным сроком 30 лет, расчетная вместимость составляет около 4320,0 тыс. т. Отведенная под объект площадь составляет 12 га. Размер санитарно-защитной зоны275 м. Владельцем данного объекта является МУП МПО «КОМУС».

Поскольку объект захоронения ТБО исчерпал свою емкость, он стал источником сверхнормативного воздействия на окружающую среду.

Для того чтобы обеспечить охрану здоровья жителей микрорайона и в целом улучшить санитарно-эпидемиологическую обстановку на данной территории и в городе, необходимо было разработать мероприятия, направленные на улучшение качества атмосферного воздуха, состояния водных объектов и почв. Для достижения данной цели администрацией г. Соликамска было принято решение о рекультивации городской свалки.

151

Проект рекультивации свалки предусматривал следующие мероприятия:

1)выполнение работ по рекультивации и продолжение эксплуатации свалки;

2)деление площадки размещения отходов на очереди – I и II очереди, с первоначальной рекультивацией I очереди (верхней по рельефу очереди), требующей немедленной рекультивации, так как не выполняются нормативные требования по СЗЗ и из-за близкого расположения к садовым участкам;

3)планировка поверхности объекта: выполаживание откосов существующего массива отходов, заполнение выработанных емкости отработанного карьера

сформированием вновь организуемого массива отходов нормативной формы;

4)для минимизации образования биогаза и снижения содержания загрязняющих веществ в фильтрационных водах заполнение емкостей свалки и планировочные работы выполнять с использованием отходов, подвергшихся предварительной аэробной стабилизации методом компостирования; т.е. все поступающие ТБО подвергаются полевому компостированию, при котором основная часть биоразлагаемой массы отходов окисляется кислородом воздуха, при этом их пожароопасность и эмиссионный потенциал значительно снижаются;

5)на территории II очереди был организован участок компостирования (УК), с предварительной подготовкой основания – с целью создать противофильтрационный экран из глин мощностью 0,5 м;

6)устройство дренажной сети сбора и отвода фильтрата с УК отходов;

7)устройство дамбы, ограждающей массив отходов, для придания устойчивости откосам массива отходов и предотвращения свободного растекания фильтрата;

8)устройство водоотводных сооружений – канала – с внутренней стороны дамбы для перехвата поверхностного стока и фильтрата из массива отходов;

9)устройство водозащитного (рекультивационного) покрытия массива отходов параллельно с заполнением его отходами (или формированием откосов), что позволяет существенно снизить объемы образования фильтрата;

10)проведение биологической рекультивации;

11)организация системы технологического и экологического мониторинга, позволяющей проводить текущую оценку и делать прогноз качества окружающей природной среды, принимать своевременные решения по усовершенствованию технологической схемы эксплуатации полигона и о допустимости экологической нагрузки. Схема работ по рекультивации свалки г. Соликамска представлена на рис. 3.12.

На участке компостирования были предусмотрены следующие основные технологические этапы: разгрузка мусоровозов, формирование буртов (или перебуртовка) из отходов, увлажнение, изоляция. После стабилизации обезвреженные отходы (компост) погружаются на самосвалы и вывозятся на участок захоронения отходов (УЗО) I очереди либо разравниваются и на них организуются новые бурты при заполнении II очереди.

152

Рис. 3.12. Схема рекультивации городской свалки в г. Соликамске

Основные технологические этапы на УЗО I очереди: планировка поверхности, разгрузка самосвалов с компостом или изолирующими материалами для создания изолирующих слоев (грунт, инертные промышленные или строительные отходы), разравнивание, изоляция.

На рабочих картах укладку отходов было решено осуществлять методом «надвига»; при заполнении емкостей – методом «сталкивания».

Складирование отходов осуществляется на территории площадки, отведенной на данные сутки (суточная карта). Разгрузка мусоровозов осуществляется на выделенных непосредственно у рабочих карт площадках – участках разгрузки. Площадь суточных карт, включая участок разгрузки, в соответствии с [3] составляет 400 м2.

После разгрузки стабилизированные отходы разравниваются слоем 0,5 м и уплотняются однократным проходом бульдозера. По достижении слоем отхо-

153

дов 2 м предусматривается их изоляция по всей поверхности: создается слой из изолирующего материала мощностью 0,2 м. В качестве изолирующего материала используется резерв местного грунта (образуется за счет выемок при организации УК), размещаемый на площадке временного складирования, а также инертные строительные отходы или промышленные отходы (по согласованию с органами Роспотребнадзора).

На выезде с полигона мусоровозы проезжают через дезинфицирующую ванну для обмыва колес, заполненную 3%-ным раствором лизола, во избежание выноса загрязнений за территорию полигона.

Для снижения количества инфильтрующейся в массив отходов влаги было принято решение об устройстве водозащитного покрытия параллельно с формированием откосов массива отходов. Водозащитное покрытие состоит из двух слоев: выравнивающий слой песка – 10 см и основной противофильтрационный слой из суглинка – 20 см. Для сбора поверхностных вод на откосах устроены водосборные кюветы.

На этапе биологической рекультивации сверху укладывается слой готового растительного компоста – 1,0 м, проводится залужение – высаживается трава. Конструкция водозащитного покрытия отвечает требованиям гидроизоляции, а также эрозионной устойчивости относительно потоков атмосферных осадков [18].

3.3.4. Городская свалка в г. Кунгуре

Городская свалка в г. Кунгуре была введена в эксплуатацию в 1965 году. Расчетный срок эксплуатации – 30 лет. Вместимость – 2800 тыс. м3. Площадь, занимаемая объектом, – 36,5 га, в том числе санитарно-защитная зона – 7,5 га.

Свалка исчерпала свой срок эксплуатации, кроме того, все имеющиеся технологические элементы находятся либо в разрушенном состоянии, либо не достроены. Поэтому свалка в Кунгуре является источником загрязнения окружающей среды, приводит к загрязнению почвы прилегающих территорий, способствует размножению грызунов, насекомых и птиц, что в целом приводит к неблагоприятной санитарно-эпидемиологической обстановке.

Рекультивацию свалки было предусмотрено проводить в два этапа: технический и биологический.

К этапу технической рекультивации относятся первоочередные мероприятия по минимизации негативного влияния свалки на окружающую среду, подготовке свалки к последующей эксплуатации и рекультивации:

–создание системы визуальной защиты свалки;

–заполнение отработанного карьера и локализация хаотичных навалов мусора за пределами свалки в границах СЗЗ;

–тампонирование карстовых воронок;

–планировка поверхности участка рекультивации;

154

–обустройство подъездной дороги с ограждением;

–устройство системы дегазации отработанной части свалки;

–формирование окончательного (рекультивационного) покрытия на поверхности основной части свалки;

–организация системы экологического мониторинга подземных вод, атмосферного воздуха, почв.

Система визуальной защиты свалки состоит из кавальера грунта и двухуровневой лесополосы. Для предотвращения эрозионного разрушения кавальера грунта его откосы укрепляются Геокаркасом® . Конструкция укрепления откосов представляет собой сплошной ковер из модулей Геокаркаса® , ячейки которого заполняются растительным грунтом, с последующим выращиванием растительных культур (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Общий вид геокаркаса в рабочем (растянутом) состоянии

Для очистки близлежащей к свалке территории предусматривается перемещение хаотичных навалов мусора, расположенных в зоне 50 м от свалки, на территорию свалки с последующим разравниванием и уплотнением.

Тампонирование карстовых воронок производится методом послойного уплотнения глинистых грунтов с использованием бульдозера, в случае невозможности работы бульдозера уплотнение производится ручным способом.

С востока к свалке примыкает частично заполненный мусором отработанный карьер длиной 60 м, шириной 20 м, глубиной до 6 м, простирающийся в северо-восточном направлении. Рекультивация данного карьера производится с заполнением его емкости глинистыми грунтами с территории карьера глин на Русском поле (г. Кунгур).

Для сбора и отвода образующегося в теле свалки биогаза на основном участке рекультивации обустраивается система дегазации массива отходов.

На основной части свалки производится вертикальная планировка и уплотнение поверхности отходов для создания ровной поверхности с уклоном в направлении водосборных склонов для обеспечения поверхностного стока с рекультивируемой территории и исключения формирования лужи озер.

155

С целью защиты поверхностных и подземных вод от загрязнения стоками свалки путем ликвидации основного источника питания и перекрытия путей инфильтрации атмосферных вод в тело свалки на поверхности основного участка рекультивации устраивается водозащитное гидроизолирующее покрытие.

Для создания верхнего водозащитного слоя в качестве слабопроницаемого покрытия применяются плотные суглинки и глины толщиной не менее 300 мм и коэффициентом фильтрации не более 10–3 см /с. Глинистый грунт доставляется с территории карьера глин на Русском поле (г. Кунгур). Для организации возможности выращивания растительности на поверхности полигона поверх водоупорного глинистого слоя укладывается почвенный слой толщиной 0,2 м, который представляет собой смесь грунта с территории строящегося кладбища г. Кунгура и торфа в соотношении 1:1. После этого предусмотрено залужение и закустаривание территории [19].

3.4.Технологии рекультивации полигонов ТБО

сприменением методов переработки свалочного грунта

3.4.1.Экскавация свалочного грунта

В90-х годах муниципалитеты многих городов проявили интерес к методу экскавации свалочных тел для рекультивации полигонов в соответствии с современными экологическими требованиями, снижения площади закрытых полигонов и сокращения расходов на закрытие.

Разработка и удаление свалочных тел – это метод плановой и управляемой выемки и переработки складированных отходов. Он используется как способ модернизации открытых свалок, неудачно спроектированных, или неэффективно функционирующих полигонов либо как способ быстрого начала нового хозяйственного использования территории [20].

Удаление свалочного тела связано также с извлечением вторичных ресурсов. В условиях экономически развивающихся стран, где отходы имеют высокое содержание материалов, подверженных гниению, вторичные ресурсы включают биологически стабильные мелкие органические частицы, которые можно использовать в качестве промежуточного изолирующего материала, окончательного изолирующего покрытия, добавки в почву и т.п. Из отходов можно извлекать золу и другие мелкие неорганические фракции. Потенциальной сферой применения этих материалов является дорожное строительство и производство строительных материалов.

Существуют различные варианты экскавации, улучшающие экологическое состояние объекта, сокращающие затраты на эксплуатацию и закрытие полигона:

156

1)выемка или сбор отходов на внешней границе полигона для уменьшения его площади в сочетании с немедленным размещением, уплотнением и укрытием слоем грунта собранного материала на оставшейся площади;

2)выемка всех отходов (особенно при малом размере свалки) и перевозка материалов на действующий полигон для ТБО;

3)выемка всех материалов, временное складирование вблизи свалки при обеспечении соответствующего экологического контроля, строительство нового полигона на исходном участке в соответствии с санитарными требованиями современных полигонов и захоронение ТБО на новом полигоне;

4)выемка материалов, переработка и извлечение регенерируемых материалов, модернизация площадки и захоронение ТБО на новом полигоне.

При полном удалении свалочного тела желательно, чтобы органические отходы на полигоне были стабилизированы.

Поскольку выемка и переработка недостаточно разложившихся отходов чревата риском неприятных и опасных воздействий на здоровье и безопасность людей, необходимы соответствующие меры. Экскавация и вывоз свалочного грунта осуществляются после устранения запаха. Проблему безопасности рабочих на месте позволяет решить метод активации окислительных процессов

спомощью биопустера [21].

Экскавация свалочных тел, тем не менее, не может заменить полноценной рекультивации и ремедиации полигонов. Целесообразность ее применения зависит от конкретных условий: экономических возможностей и ценности земельного участка, занятого полигоном; геометрических параметров полигона, степени разложения отходов, имеющихся возможностей по перевозке отходов на другой полигон. Решение об удалении свалочного тела должно приниматься после соответствующих экологических, санитарно-эпидемиологических, газогеохимических и инже- нерно-геологических исследований.

Свалочные грунты являются опасными в газогенерирующем отношении при содержании метана более 1 об. %. Но, как показывают исследования, извлекаемые грунты не всегда опасны. При экскавации свалки в графстве Кольер (Флорида) никакого вредного воздействия на рабочих или население зафиксировано не было. Степень разложения грунта была высокой. Извлеченный почвоподобный материал с низким содержанием тяжелых металлов использовался

вкачестве изолирующего грунта. Аналогичная картина имела место и на свалке Барре (Массачусетс), где экскавация проводилась спустя 20 лет после окончания эксплуатации [20].

Почвоподобный материал с аналогичными свойствами был обнаружен

впроцессе исследований свалок в Пермской области [22].

Полевые исследования грунтов на закрытой 20 лет назад свалке «Голый Мыс» показали, что по гранулометрическому составу техногенные образования

157

свалки представлены частицами размером от 1 до 0,005 мм и менее, что соответствует номенклатуре грунта: суглинок тугопластичный тяжелый и глина тугопластичная пылеватая. Основные физико-механические свойства грунтов свалки «Голый мыс» представлены в табл. 3.9 и рис. 3.14–3.19.

Таблица 3.9

Гранулометрический состав грунтов свалки «Голый мыс»

Рис. 3.14. Зависимость влажности свалочного грунта от глубины залегания

Рис. 3.15. Зависимость плотности свалочного грунта от глубины залегания

158

Рис. 3.16. Зависимость плотности скелета грунта от глубины залегания

Рис. 3.17. Зависимость плотности частиц свалочного грунта от глубины залегания

Рис. 3.18. Зависимость коэффициента водонасыщения свалочного грунта от глубины залегания

159

Рис. 3.19. Зависимость модуля деформации свалочного грунта от глубины залегания

Особенностью свалки является большое содержание в свалочных грунтах инертных материалов (полиэтилен, резина, стекло и пр.), а также лома металлов

ипрактически полное отсутствие органики. По значению плотности скелета свалочные грунты находятся в пределах, характерных для очень рыхлых грунтов.

По величине коэффициента водонасыщения грунт соответствует категории «весьма влажные, насыщенные грунты» по СНиП 2.05.02–85 и ГОСТ 25100–82. Величины модуля деформации грунтов, полученные по данным штамповых

икомпрессионных испытаний, показывают, что процесс консолидации грунтов в теле свалки практически закончился.

Вместе с тем по гигиеническим характеристикам эти грунты представляют определенную опасность. Так, по химическому составу грунты в районе свалки характеризуются повышенным по сравнению с ПДК содержанием микрокомпонентов: никеля – до 70 ПДК, кобальта – до 40 ПДК (в подвижной форме), меди и хрома – до 10 ПДК. В одной точке зафиксировано повышенное содержание марганца (12 ПДК) и цинка (2 ПДК). С увеличением глубины концентрация марганца, никеля, кобальта и хрома снижается до значений ПДК и ниже. При удалении от свалки идет постепенное снижение содержания указанных компонентов до ПДК и ниже, и на расстоянии 1500 м от свалки оно соответствует фону. Эмиссия биогаза не обнаружена. В связи с этим при принятии решения об экскавации и использовании этих грунтов должны быть учтены санитарногигиенические и экологические требования.

На российских полигонах традиция удалять разложившийся свалочный грунт в процессе эксплуатации объектов размещения отходов с целью освобождения места для складирования свежих отходов сложилась стихийно. За десятки лет эксплуатации свалки «Софроны» старые отходы многократно перекапывали, ими пересыпались новые. Процесс сопровождался постоянным горением отходов. Такая практика повлияла на процесс метаногенеза, на структуру и свойства свалочных образований.

160