Полигоны промышленных отходов

3.6 Типы захоронения

 

Существуют два основных типа захоронения: наземное и подземное.

Подземные захоронения – шахты, пустоты, скважины, старые нефтяные поля и другие выработки – используются в основном для размещения опасных и радиоактивных отходов.

Наземные захоронения  различных видов (рис. 5) используют для размещения бытового и строительного  мусора, а также промышленных отходов  с точно учтенным небольшим содержанием  токсичных компонентов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

В

Г

А

                        

A – отвальный тип захоронения; Б – захоронение на склонах; В – захоронение в котлованах; Г – захоронение в подземном бункере; 1 – отходы; 2– гидроизоляция; 3– бетон

Рис. 1 – Виды наземных захоронений отходов

 

Захоронения отвального типа имеют следующие преимущества:

 основание захоронения  расположено на земной поверхности;

 имеется хорошая возможность  контроля за уплотнением размещаемого материала;

 отвод вод происходит  без использования насосов;

 имеется хороший контроль за состоянием дренажных систем.

Недостатки захоронений  отвального типа состоят в:

сложности оценки устойчивости откосов, особенно при большой высоте захоронения;

 высоких сдвиговых  напряжениях на основании откосов;

 необходимости использования  специальных строительных конструкций  для повышения устойчивости захоронения;

 создании эстетической нагрузки на ландшафт.

Захоронения на склонах в  отличие от рассмотренных захоронений  отвального типа требуют дополнительной защиты тела захоронения от сползания  и от смыва водой, стекающей по склону. Защита осуществляется с помощью  строительных конструкций.

Захоронение в котлованах в меньшей степени влияет на ландшафт и не создает опасности, связанной  с устойчивостью. Однако оно требует  отвода вод с помощью насосов, так как основание расположено  ниже поверхности земли. Такое захоронение  создает дополнительные трудности  для гидроизоляции боковых склонов  и основания захоронения отходов, а также требует постоянного  контроля за дренажными системами.

Захоронения в подземных  бункерах по всем параметрам более  удобны и экологически чисты, однако из–за больших капитальных затрат на их сооружение они могут использоваться только для удаления небольших количеств отходов. Для захоронения отходов промышленности целесообразно использовать резервуары в геологических формациях: гранит, вулканические породы, туфы, базальты, соляные толщи, гипс, ангидрит, доломит, глина, гнейсы. Такого рода хранилища могут существовать как самостоятельно, так и совместно с горнодобывающими предприятиями на его шахтном поле.

При размещении отходов  необходимо соблюдать ряд определенных условий и ограничений:

1. Водонепроницаемость толщ и наличие над и под ними обильных водоносных толщ;
2. Полное исключение возникновения деформаций, способных сделать толщу водопроводящей (сдвиг под действием собственной массы, динамические нагрузки, вызванные землетрясениями, газодинамическими явлениями, наземными взрывами и т.п.);
3. Размещение вдали от населенных пунктов, территорий возможных появлений наводнений, селей, прорыва дамб и плотин, оседание земной поверхности в результате горных работ;
4. Наличие способов и средств, позволяющих при необходимости оперативно и с полной гарантией навечно перекрыть выработки, через которые отходы будут подаваться в выработанные пространства.

Подземное захоронение  отходов может осуществляться на различных глубинах и гидродинамических  зонах литосферы, согласно этому  хранилища подразделяются [23]:

• Неглубокие – В зоне аэрации и активного водообмена;
• Среднеглубокие – Ниже зоны активного водообмена, в пределах пластовых температур 50 – 70º С;
• Глубокие – на глубине свыше 2000 м.

Необходим учет мощности зоны аэрации и фильтрационные свойства пород, интенсивность экзогенных геологических  процессов (карст, эрозия, оползень и  др.), влияющих на герметичность хранилищ.

Существуют предложения  по нетрадиционным способам создания подземных емкостей посредством  энергии камуфлетного взрыва[24] и ядерного взрыва [25].

Укладка отходов должна осуществляться слоями толщиной не более 2 м при  обязательном уплотнении, обеспечивающем наибольшую компактность и отсутствие пустот, что особенно важно при  захоронении крупногабаритных отходов.

Уплотнение отходов при  захоронении необходимо не только для  максимального использования свободного пространства, но и для исключения проблем, связанных с последующим  оседанием тела захоронения. Кроме  того, рыхлое тело захоронения, имеющее  плотность ниже 0,6 т/м³, усложняет контроль за фильтратом, так как в теле неизбежно возникает множество каналов, затрудняющих его сбор и удаление.

Степень компактирования отходов зависит от используемого оборудования, природы отходов и способа их размещения. Для компактирования отходов применяют обычные дорожные машины, такие как бульдозеры на гусеничном ходу, а также специальные тяжелые компакторы со стальными зубчатыми колесами. Использование компакторов позволяет уплотнять тело захоронения до 0,7–0,8 т/м³.

Послойное перекрытие всего  основания небольшими слоями отходов  равномерной толщины более целесообразно, чем укладка отходов на всю  высоту захоронения, но на отдельных  участках.

Однако иногда, прежде всего  по экономическим соображениям, заполнение хранилища производят посекционно. Основными причинами секционного заполнения являются: необходимость разделения различных типов отходов в пределах одного полигона, а также стремление к уменьшению площадей, на которых образуется фильтрат. [26]

При оценке устойчивости тела захоронения следует различать  внешнюю и внутреннюю устойчивость. Под внутренней устойчивостью понимают состояние самого тела захоронения (устойчивость бортов, устойчивость к  вспучиванию); под внешней устойчивостью  понимают устойчивость основания захоронения (оседание, раздавливание). Недостаточная  устойчивость может повредить дренажную  систему и гидроизоляцию.

Оседание может явиться  следствием следующих причин:

• вытеснения воды из влажных отходов;
• увеличения объема пустот вследствие истечения биогазов, образующихся в результате микробиологических процессов;
• дробления отходов за счет механических нагрузок.

Некоторые специалисты считают, что уложенный слой отходов после компактирования должен ежедневно пересыпаться грунтом, что позволяет снизить опасность переноса инфекций грызунами и птицами, а также исключить загрязнение местности при ветреной погоде. При больших площадях полигона это не всегда выполняется из–за технических и экономических трудностей. Более выгодным является использование для временного укрытия тела захоронения полимерных пленок, синтетических разрушающихся пен и других материалов.

После завершения захоронения  его необходимо гидроизолировать сверху и провести рекультивацию земель. Такие захоронения должны быть защищены от дальнейшего проникновения осадков и вод просачивания. Делается это не сразу после завершения захоронения, а после окончания биологических процессов в теле захоронения и полного прекращения выделения газов. В противном случае закрытое захоронение может превратиться в бомбу замедленного действия.

Поскольку при захоронении  отходов на неорганизованных свалках  не выполняются современные требования по гидроизоляции, то эти свалки являются источником загрязнения грунтовых  вод и почвы. [27]

 

Выводы

Проблема безопасного складирования, накопления, хранения и утилизации  производственных отходов на любом этапе технологических процессов всегда будет одной из важнейших в системе экологического контроля на  любом передовом  предприятии.

Из сооружений производственных комплексов добывающих и перерабатывающих  предприятий особого пристального  экологического  контроля требуют:

• накопители отходов: хвостохранилища  (открытого и закрытого типа), площадки кучного выщелачивания (химического, бактериального), полигоны складирования кека;
• промышленные водоемы с токсичным содержанием (пруды иловых осадков, отстойники, водоотводные канавы и соотв.);
• ограждающие грунтовые гидросооружения/дамбы;
• емкости складирования химических реагентов, 
  

Список используемых источников

 

1. Природоохранные мероприятия. Информационный бюллетень №3. Н.Новгород: Поиск,2002 г.
2. ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения. - Введ. 01–07–2002 –М. : Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2002.
3. Дрейер А.А., Сачков А. Н., Никольский К.С..Твердые примышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка // «Экология городов»,1997 г.
4. Мирный А.Н. Критерии выбора технологии обезвреживания и переработки твердых промышленных отходов // Чистый город. 1998 г.№1
5. Федеральный классификационный каталог отходов,2002 г. Дополнения к Федеральному классификационному каталогу отходов, 2003 г.
6. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. Строительные материалы из отходов промышленности: учебно-справочное пособие, – Ростов н/Д. : Феникс, 2007
7. П.И. Черноусов Рециклинг. Технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов в черной металлургии : монография / Нац. исслед. технологический ун-т "МИСиС" . – М. : Изд. Дом МИСиС, 2011
8. Природоохранные мероприятия. Информационный бюллетень №3. Н.Новгород: Поиск,2002 г.
9. Пальгунов П. П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов.- М: Стройиздат, 1990 г.
10. Воловик А.В., Шелков Е.М., Долгоносова И.А. Переработка бытовых и промышленных отходов в высокотемпературной шахтной печи // Экология и промышленность России. – 2001, № 10, с. 9 – 12.
11. Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. Л., Химия, 1981.
12. Лукашов В.П., Янковский А.И. Переработка и обезвреживание промышленных и бытовых отходов с применением низкотемпературной плазмы. //Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
13. Дмитриев В.И., Коршунов Н.Н., Соловьев Н.И. Термическое обезвреживание отходов хлорорганических производств // Химическая технология, 1996, №5.
14. Инструкции о порядке единовременного учета образования и обезвреживания токсичных отходов. М, 1990.
15. Термические способы обработки и уничтожения отходов промышленных предприятий.- М: Стройиздат, 1990 г.
16. Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М., Химия, 1990.
17. Никулин Ф.Е. Утилизация и очистка промышленных отходов.- Л: Судостроение, 1980 г.
18. Кукуева Т.И. Утилизация промышленных и бытовых отходов. Томск, 1992.
19. Б.Б. Бобович Транспортирование, сжигание и захоронение отходов: Учебное пособие. М-во общ и проф образования РФ, Моск. гос. индустр. университет, 1998.
20. Размещение промышленных отходов в подземных хранилищах. Зильбельшмидт В.Г., Зильбельшмидт В.В. и др. Пермь: ПГТУ, 1995.
21.   Размещение промышленных отходов в подземных хранилищах. Пермь, ПГТУ, 1995/
22. Изоляция радиоактивных отходов в геологических фармациях. Международная конференция. Киев, 1994.
23. Размещение промышленных отходов в подземных хранилищах. Пермь, ПГТУ, 1995.
24. Глоба В.Н., Яковлев Е.И., Борисов В.В. Строительство и эксплуатация подземных хранилищ. Киев: Будивельник, 1985.
25. Подземные ядерные взрывы для улучшения экологической обстановки. ВасильевА.П., Приходько Н.К., Симоненко В.А. // Природа, 1991, №2.
26. Пособие по проектированию полигонов по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Москва, 1990.
27. Раковская Е.Г. Промышленная экология. С.-П., 2002.