Диссертация (1151749), страница 4
Текст из файла (страница 4)
(Seidel, 1964;Яковлев, Воронов, 2002; SunTieheng, 2004; Гаев, Гавриш, 2013; Терлеева, Ушакова, 2016). Методы обработкифильтратаполигоновТКОможнообъединитьвследующиегруппы:биохимическая обработка (анаэробная и аэробная), физико-химическая обработка(химическое осаждение, химическое окисление, адсорбция с применениемактивированного угля, обратный осмос и др.).Биохимический метод применяют для очистки фильтрата от многихрастворенных органических и некоторых неорганических веществ. Процессочистки основан на способности микроорганизмов использовать указанныевещества для питания в процессе жизнедеятельности, являющиеся для нихисточникомуглерода.биоплощадках,Такжеоснованныйшироконаиспользуетсяспособностивысшейспособиочисткинизшейнаводнойрастительности, а также гидробионтов поглощать из воды и накапливать в своейбиомассе различные минеральные вещества.
Большим достоинством этого методаявляется его экологическая безопасность, а также значительно меньшиеэкономические затраты для строительства и эксплуатации по сравнению стехническимиметодами.Прииспользованииэтогометодаисключаетсяприменение громоздкой аппаратуры, токсичных и дорогостоящих реактивов.Методпроствиспользовании,нетребуетбольшихзатраттрудаиквалифицированного персонала. Очистку воды высшими водными растениямиобычнопроводятнагидроботаническихплощадкахилибиоплато,представляющих собой пруды или каналы, засаженные прибрежно-водной,погруженной и плавающей растительностью (Эйнор 1992; Knight, 2000;22Третьяков, Завалко, 2003; Hua Tao, Zhou Qixing, 2003; Gunther, 2003; Стольберг,2003).Широкое применение для очистки фильтрата нашли биосорбционныефильтры, которые сочетают преимущества физико-химических и биохимическихметодов очистки.
Они просты в эксплуатации и способны к саморегенерации(Тарасевич, 1986; Порохняк, 1999; Ахмедова, 2008; Ведяшкин, 2009). Вбиосорбционных фильтрах одновременно протекают процессы адсорбции ибиохимического окисления органических веществ.
Использование фильтрующихматериалов, обладающих развитой пористой структурой, позволяет значительноинтенсифицировать процессы биохимической очистки за счет адсорбциипримесей и развития биопленки на поверхности материалов. В качестве такихматериалов используют диатомит – окаменелые остатки диатомовых водорослей,кору хвойных пород деревьев, опил, недожог – отход сжигания окоркидревесины,скоп–отходцеллюлозно-бумажногопроизводства,отходыпроизводства активных углей и шлак, образованный при сжигании каменногоугля, а также другие естественные и искусственные сорбционные материалы(Тарасевич, 1986).На полигонах и свалках ТКО в процессе эксплуатации и длительное времяпосле закрытия выделяется биогаз, который представляет собой смесь метана иоксида углерода с примесями сероводорода, меркаптанов, аммиака, фенола идругих веществ.
Интерес к изучению микробиологии цикла метана обусловлентем, чтометанявляетсяконечным продуктом микробного разложенияорганического вещества в анаэробных условиях и одним из наиболее опасныхпарниковых газов. Содержание метана в атмосфере ежегодно возрастает всреднем на 1% за счет дисбаланса между его продукцией и окислением (Barnes,1972; Заварзин и Кларк, 1987; Galchenko et al., 1989; Pelt. 1993; Гелетуха, 2002;Матвеев, 2002; Айрапетян, 2009; Масликов,изучениемикробныхмикробиологииим.процессовС.Н.циклаВиноградского,и др., 2012). Большой вклад вметана принадлежитгдепроводятсяинститутукомплексные23исследованияводных,наземныхиантропогенныхэкосистем.Важнымисточником атмосферного метана являются полигоны захоронения твердыхкоммунальных отходов, вклад которых в глобальную эмиссию метана составляет6–12% (The IPCC Third Assessment Report…, 2001).При отсутствии систем сбора биогаза для уменьшения эмиссии метана споверхности полигонов ТКО чрезвычайно важно его микробное окисление ваэробном покрывающем отходы слое антропогенной почвы, где развиваетсяплотная популяция метанотрофных бактерий (Koechner, 1999; Кабанов, 2000;Takuya Nayuki, 2000; Ayrapetyan, 2005; Сорокин, 2011).
Метанотрофные бактерии(метанотрофы) представляют собой уникальную группу микроорганизмов,структурно и функционально специализированных на использовании метана вкачестве единственного источника углерода и энергии. В отличие от анаэробногомикробного сообщества, функционирующего в толще отходов, где температурапостоянна, жизнедеятельность метанотрофных бактерий покрывающей почвысущественно зависит от климатических условий. Исследования активности,плотности и состава метанотрофной популяции в холодные и теплые сезоны годаособенно важны для полигонов ТКО, расположенных в умеренной климатическойзоне России, для которой характерны выраженные сезонные колебаниятемпературы и продолжительная холодная зима.
Изучение влияния факторовокружающей среды на плотность и состав метанотрофной популяции и созданиеусловий, необходимых для максимальной активности метанотрофных бактерий,важно для разработки способов снижения эмиссии метана с поверхностиполигонов ТБО.Разработкой систем дегазации полигонов ТКО и очисткой биогазазанимались сотрудники Пермского политехнического университета (Рудакова,2000; Кривошеин, 2009; Вайсман, 2012, Максимова, 2013). Предложен методочисткибиогазавсорбционныхтраншеях,заполненныхприроднымиматериалами (кора, опил, торф), показана эффективность метода очистки биогазана примере полигона ТКО г. Чусовой Пермского края.24Проведенный анализ отечественного и зарубежного опыта по методамочистки фильтрата и биогаза полигонов ТКО показал, что в России проблемамиочисткигазообразныхпродуктовдеструкцииорганическихвеществ,содержащихся в ТКО, занимаются сравнительно недавно и в настоящее времяпрактически не существует действующих эффективных технологий.
Дляснижения экологической нагрузки полигонов ТКО на атмосферу на завершающихэтапах жизненного цикла необходима очистка фильтрата и биогаза, основанная наиспользовании доступных и дешевых минеральных материалов, обладающихсорбционными и ионообменными свойствами. Эти технологии должны бытьэнергоэффективные, малотрудоемкие и сравнительно недорогие.1.2. Характеристика действующих полигонов твердых коммунальныхотходов в РоссииДля выявления основных проблем, связанных с захоронением твердыхкоммунальных отходов, проведены исследования по оценке состояния ифункционирования действующих полигонов ТКО в некоторых областях России.
Впроцессе исследований был собран, проанализирован и обобщен материал по 14свалкамиполигонам,относящимсяпреимущественнокоII-мутипу(санкционированные необорудованные полигоны) и находящимся в следующихрегионах РФ: Чувашская республика: санкционированные свалки ТКО д. Пихтулино, д.Ильбеши, с. Аликово, с. Яльчики, полигон ТКО г. Новочебоксарск; Республика Татарстан: полигон ТКО с. Самосырово; Нижегородская область: полигон ТКО с. Павлово; Новгородская область: полигон ТКО п.г.т.
Крестцы; Московская область: полигон ТКО с. Мещерино; Владимирская область: свалка ТКО п. Красная Горбатка; Кировская область – свалка ТКО п. Вахруши;25 Удмуртская Республика – полигон ТКО г. Камбарка; Краснодарский край – свалка ТКО г. Усть-Лабинск; ХМАО – Югра – полигон ТКО г. Нижневартовск.По ряду объектов были подготовлены проекты и отчеты по инженернымизысканиям (инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерногидрометеорологические, инженерно-экологические) для проведения новогостроительства: полигоны в п.г.т.
Крестцы, г. Новочебоксарск, г. Камбарка. Побольшинству других объектов были подготовлены отчеты по результатаминженерных изысканий и проекты рекультивации: санкционированные свалкиТКО д. Пихтулино, д. Ильбеши, с. Аликово, с. Яльчики, п. Красная Горбатка, г.Усть-Лабинск, п. Вахруши, полигоны ТКО с. Самосырово, с. Мещерино, г.Нижневартовск. Расположение обследованных полигонов ТКО представлено нарис.1, ситуационные планы по каждому объекту размещения отходов приведены вприложении А.Рисунок 1 – Расположение объектов исследования действующих и проектируемыхобъектов размещения отходовИсследованиями были охвачены как свалки в малых населенных пунктах,так и крупные полигоны ТКО. Ниже приведено описание физико-географическихусловийтерритории,гдерасположеныобъектыисследования,дана26характеристика самих полигонов и рассмотрены основные негативные процессы,возникающие при их функционировании.
Наибольшее количество объектов намибыло обследовано в Чувашской республике, которая расположена в пределахСреднерусской равнины, преимущественно на правобережье реки Волги, имеетплощадь 18343 км2. Климат умеренно континентальный, с теплым летом иумеренно холодной зимой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
