ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 9
1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СТОКОВ ТБО 9
1.2. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КОЛИЧЕСТВО ОБРАЗУЮЩИХСЯ СТОКОВ ТБО 10
1.3. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ НА САНИТАРНОМ ПОЛИГОНЕ 13
1.4. ХИМИЧЕСКИЕ, САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ И ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ
ПОКАЗАТЕЛИ СТОКОВ ТБО 19
1.5. ИНТЕНСИВНЫЕ И ЭКСТЕНСИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО 27
1.6. ОЦЕНКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ВОЗМОЖНОСТИ ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО
РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ 34
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1 38
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ СВАЛОК
И ПОЛИГОНОВ ТБО ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ 40
2.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ЗАХОРОНЕНИЯ ТБО В УСЛОВИЯХ ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ ' 40
2.2. ИССЛЕДОВАНИЯ ФЛОРИСТИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЛИГОНОВ ТБО ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ 50
2.3. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО
ГИДРОБОТАНИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 57
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 58
3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ
СТОКОВ ТБО БИОХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 61
3.1. ПОДГОТОВКА ОТХОДОВ К ЭКСПЕРИМЕНТУ 61
3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ, ВЛАГОНАСЫЩЕННОСТИ
(МАКСИМАЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ) ТБО 62
3.3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА БИОРАЗЛОЖЕНИЯ ОТХОДОВ 66
3.4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСФОРМАЦИИ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СТОКОВ ТБО В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ЦЕПИ ИХ ОЧИСТКИ 70
- 3 -
3.5. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ
ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СТОКОВ ТБО ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ 78
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 92
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ СТОКОВ
ПОЛИГОНОВ ТБО 94
4.1. ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТОКОВ ТБО 94
4. 2. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО 96
4.3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ,
ПРОТЕКАЮЩИХ НА ПОЛИГОНАХ ТБО 102
4.4. ОЧИСТКА ФИЛЬТРАТА НА ЛОКАЛЬНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ 116
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4 132
5. ОЧИСТКА СТОКОВ ТБО ГИДРОБОТАНИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 134
5.1. СХЕМА ОЧИСТКИ СТОКОВ ТБО НА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ 134
5.2. ВОДНЫЙ БАЛАНС ГИДРОБОТАНИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ 137
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 143
5. 5. РЕЦИРКУЛЯЦИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СТОКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ГИДРОБОТАНИЧЕСКОГО (БИОЛОГИЧЕСКОГО) МЕТОДА 147
5.6. ОЧИСТКА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И УТИЛИЗАЦИЯ
БИОМАССЫ 150
5.7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЧИСТКЕ СТОКОВ НЫТВЕНСКОГО
ГОРОДСКОГО ПОЛИГОНА ТБО 151
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5 164
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 166
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 169
ПРИЛОЖЕНИЯ
185
- 19 -
В силу того что выявлено влияние биогенного фактора на протекание химических реакций в теле свалки и установлено участие живого вещества в большинстве этих реакций, научное рассмотрение процессов утилизации отходов методом их биоразложения на полигонах ТБО должно в значительной мере опираться на биохимию, микробиологию и биотехнологию.
1.4. ХИМИЧЕСКИЕ, САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ И ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТОКОВ ТБО
Основными факторами, влияющими на химический состав фильтрата являются:
1. Состав отходов. Природа органических веществ значительно влияет на разложение отходов на полигоне и тем самым на качество вытекающего фильтрата. В частности, присутствие веществ, которые являются токсичными для бактериальной флоры, может замедлить или прекратить процессы биологической деградации отходов.
Современные тенденции использования пластмасс и бумаги в пищевой промышленности таковы, что их состав в большей степени будет подвергаться изменениям. С точки зрения элементарного состава это приведет к тому, что из-за лимитирования по азоту и/или фосфору [189] удлинится время биодеструкции отходов.
2. рН-среды. Основа массопередачи в процессе образования фильтрата. Такими процессами являются растворение, осаждение, окислительно-восстановительные реакции. Кислая среда, которая является характерной для начальной стадии аэробной деградации отходов, повышает растворимость химических соединений (оксидов, гидроксидов и карбонатов) и снижает сорбционную емкость отходов. Щелочная среда стимулирует разложение клетчатки (бумага, дерево и т.д.), способной только к медленной биодеградации в анаэробных условиях [123].
3. Окислительно-восстановительный потенциал. Восстанавливающие условия, соответствующие второй и третьей фазе анаэробной деградации, будут оказывать влияние на растворимость питательных веществ и металлов в фильтрате.
- 20 -
4. Возраст полигона. Изменение состава Фильтрата и количество загрязняющих веществ, сконцентрированных в фильтрате, часто связывают с возрастом полигона, который определяется временным отрезком с момента начала депонирования отходов или же с момента первого появления фильтрата. Возраст полигона играет важную роль в определении характеристик фильтрата, качественный состав которого зависит от стабилизационных процессов в теле полигона. Необходимо подчеркнуть, что различия в составе фильтрата зависят не только от возраста полигона, но и от степени стабилизации отходов и от объема воды, инфильтрированной на полигоне [137,138,135].
5. Влажность отходов. Процессы, обеспечивающие уплотнение в результате разложения, протекают активнее при увлажнении. По данным В.Дунна (США), в городе Сиэтле, где в год выпадает более 760 мм атмосферных осадков, в течение первого года после заполнения на высоту 6 м полигон осел на 1,2 м. В Лос-Анжелесе, где атмосферных осадков менее 380 мм в год, участок полигона ТБО высотой 23 м за 3 года осел всего на 0,7 м, а участок высотой 14 м - на 0,4 м. На связь количества влаги в теле полигона и скорости биодеградации отходов указывают исследования, проведенные в нашей стране. Так отделом санитарной очистки городов АКХ на усовершенствованной подмосковной свалке "Зюзино" по результатам анализов была установлена разница в интенсивности разложения ТБО по глубине (1-4 м) и времени (4-5 мес. или 2 года). Это объясняется высоким уровнем фильтрата. Макферлейн приводит результаты анализа раскопок, выполненных через 25 лет после закрытия свалки, где уровень фильтрата был низок. Многие материалы, особенно содержащие целлюлозу, в таких условиях практически не изменились. Подсчеты, выполненные на основе анализа общего содержания углерода, показали, что распад на 50% можно ожидать не ранее чем через 57 лет после закрытия свалки, а распад на 90% произойдет не ранее чем через 950 лет [86,87,88].
Количество загрязняющих веществ в фильтрате достигает своего максимального значения в первые годы работы полигона (2-3 года) и затем постепенно снижается на протяжении оставшегося времени.
Изменение качественных характеристик фильтрата было рассмотрено на основе данных технической литературы относительно более чем
- Київ+380960830922