Рекультивация несанкционированных свалок и полигонов ТБО

Технические решения по рекультивации  несанкционированных свалок принимаются  в зависимости от функционального  назначения и использования территории после рекультивации. Эти условия  определяют объем работ при рекультивации  с учетом всех неблагоприятных факторов, сопутствующих свалкам (с полным или частичным удалением техногенного грунта, заменой нормативно чистым грунтом, перекрытием без удаления  и др.).

Гражданское строительство (жилые здания, детские и лечебно-профилактические учреждения) на территории свалки без  вывоза техногенного грунта не допускается. Жилищное строительство может быть разрешено только после достижения в результате рекультивации нормативных значений показателей загрязненности грунтов и атмосферы.

Мероприятия по обезвреживания и рекультивации свалок зависят  от конкретных условий. В самом простом  случае, небольшую свалку можно удалить  экскаватором и перевезти отходы на лицензированный полигон (извлечение, удаление и надежное захоронение). В  худшем случае, для решения проблемы можно предусмотреть устройство дорогостоящего финального покрытия в  сочетании с интенсивными мероприятиями  по управлению фильтратом и свалочным  газом (фиксация загрязнителей на месте).

Особое внимание следует  уделить наиболее перспективному методу рекультивации старых захоронений получившему широкое применение в последнее время - эскалация свалочных тел с последующей их переработкой (LMFR) (уничтожение на месте). Метод представляет собой организованную выемки свалочного грунта и его последующую переработку. Метод может использоваться как способ ликвидации старых захоронений, а также неудачно спроектированных или неэффективно функционирующих полигонов, которые не отвечают требованиям охраны окружающей среды и здоровья населения [11]. Технология LMFR варьирует от маломощных систем с интенсивным использованием ручного труда до высоко производительных механизированных сортировочных систем. В высокопроизводительных системах (производительностью от 50 до 100 т/час извлекаемого материала), используют серию механических, либо комбинированных ручных и механических систем выемки и сортировки отходов.

При работе с использованием высокотехнологичных систем LMFR широко используются экскаваторы, грохоты, сепараторы, дробилки и конвейеры. В низкопроизводительных системах, как правило, используют ограниченное и очень простое оборудование (например, грохоты), а также ручной труд. Независимо от технического уровня все эти системы имеют общую черту – мобильность, то есть легкость перемещения на новый участок после завершения выемки отходов и их сортировки

Применение метода LMFR перспективно по следующим причинам:

1) выемка, сортировка и  последующая переработка извлекаемых  вторичных материалов позволяет  превратить свалку в чистую  территории, для последующего хозяйственного  использования; 

2) проводится рекультивация  экологически опасных свалок  путем выемки и сортировки  с получением вторичного сырья для последующей переработки. 

Количество и характеристики фракций вторичных материалов (потоков), образуемых в процессе применения методики LMFR, зависят от:

1) физико-химических свойств  вынутого материала; 

2) эффективности используемой  технологии разработки свалки;

3) эффективности применения  технологии.

По имеющейся информации и на основании предположения, что  извлекаемый материал достаточно стабилен, а механическая сортировка достаточно эффективна, регенерация вторичных  ресурсов может составлять 30-70 % вынутой  массы отходов.

При наличии ряда вариантов, для определения оптимального, необходимо провести краткую их оценку на предпроектной стадии. Затем можно сравнить отобранные варианты для выявления окончательного.

После выбора и описания приемлемых вариантов, необходимо составить  список преимуществ и недостатков, а также сметную стоимость  работ, составленную по укрупненным  показателям.

Отобранные варианты обезвреживания и рекультивации составляют основу для разработки проектных решений. Каждый из вариантов представляет серию  мероприятий, направленных на достижение поставленной задачи.

Принятые по вариантам  проектные решения должны обеспечить максимальную охрану здоровья населения  и защиту окружающей среды.

Принятие проектных решений  во многом зависит от экономических  факторов Важно установить имеющийся  предел и источники финансирования для инвестиционного проекта. После  того как «допустимый» предел установлен, можно разрабатывать конкретные проектные решения по рекультивации  и обезвреживанию свалки.

В проекте необходимо установить соотношение капитальных и эксплуатационных затрат, а также источники и  сроки поступления финансовых средств.

Выбор окончательного варианта будет зависеть от местных условий (наличия местных строительных материалов, строительной техники, степени освоения технологии).

При оценке и сравнении  различных вариантов необходимо учитывать ряд следующих факторов:

• техническое обоснование предлагаемого варианта рекультивации и ликвидации свалки;
• капитальные и эксплуатационные расходы;
• надежность/прошлый опыт/риск;
• кратко- и долгосрочное экологическое воздействия на окружающую среду;
• влияние строительства на окружающую среду;
• возможность дальнейшего использования участка;
• оценка эффективности инвестиционного проекта,
• соответствие требованиям законодательства;
• эстетические факторы.

При определении эффективности  инвестиций каждого варианта необходимо учитывать инфляцию и процент  по кредиту.

 

2. Метод рекультивации полигона

Рекультивация полигонов  – комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности восстанавливаемых территорий, а также на улучшение окружающей среды. 

Выполняется в два этапа: 

- технический; 

- биологический. 

Технический этап - включает исследования состояния свалочного тела и его воздействия на окружающую природную среду, подготовку территории полигона (свалки) к последующему целевому использованию. 

К нему относятся: 

• получение исчерпывающих данных о геологических, гидрогеологических, геофизических, ландшафтно-геохимических, газохимических и других условий участка размещения полигона (свалки); 
• создание рекультивационного многофункционального покрытия;
• планировка и формирование откосов; 
• разработка, транспортировка и нанесение технологических слоев и потенциально плодородных почв; 
• строительство дорог, гидротехнических и других сооружений. 

Для выработки решений  по исключению влияния газохимического загрязнения атмосферы определяют состав и свойства образующегося биогаза, содержания органики, влажность и др. данные. 

С учетом полученных данных и анализа, климатических и геологических  условий расположения полигона, составляется прогноз образования биогаза и выбирается метод дегазации и конструкция рекультивационного покрытия полигона. 

Биологический этап - включает мероприятия по восстановлению территории закрытых полигонов для их дальнейшего  целевого использования в народном хозяйстве. К нему относится комплекс агротехнических и фитомелиоративных  мероприятий, направленных на восстановление нарушенных земель. Биологический этап осуществляется вслед за техническим этапом рекультивации. 

Наиболее приемлемы для  закрытых полигонов сельскохозяйственное, лесохозяйственное, рекреационное  и строительное направления рекультивации. 

3. Ориентировочные данные по рекультивации полигонов ТБО

Перспективным материалом для  проведения рекультивации полигонов являются модифицированные торфа с повышенным содержанием гуминовых кислот, так как они могут выполнять несколько функций:

- снижение техногенного  влияния потенциально опасных  веществ;

- рекультивацию почв (улучшение  ее состояния, увеличение плодородия);

- стимуляцию роста растений, развитие микроорганизмов и др.

Роль гумусовых кислот определяется особенностями их химического  строения. В результате гумификации  в молекулах гумусовых кислот появляются группировки, обладающие свойствами слабых кислот. Эти группы диссоциируют, в результате получаются ионы водорода и «гумат – анион». «Гумат – аноион» реагирует с положительно заряженными ионами металлов с образованием комплексов, причем комплексы большинства металлов с гумусовыми кислотами отличаются высокой прочностью. В природных системах такие условия не встречаются, и гуминовые кислоты ведут себя как комплексообразующие сорбенты, удерживая и концентрируя элементы.

Гуминовые кислоты обладают высокой сорбционной емкостью по отношению к ионам загрязняющих и рудных элементов, а так же изотопных  носителей долгоживущих радионуклидов. 

Один грамм гуминовых  кислот способен сорбировать: 30 мг цезия; 18 мг стронция; 18 мг меди; 60 – 150 мг свинца; 80 мг хрома; 300 мг ртути; 300 – 600 мг золота; 85 – 100 мг палладия. 

Так, например, при фазовом  химическом анализе почв района Чернобыля  показано, что основная доля радионуклидов  связана с трудно – растворимыми фракциями, прежде всего с гуминовыми кислотами почвы. 

Испытания препарата «Амберпит», проведенные в лаборатории геохимии техногенеза Института Геологии СО РАН, на сульфидных отходах Карабашского медеплавильного завода и ряде гальванических производств, показали серьезные перспективы использования биопротектора для нейтрализации промышленных отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, как в водной среде, так и в почве.

Полученные данные свидетельствуют, что биопротектор имеет огромные перспективы, как в экологическом, так и в экономическом (рециклинг металлов) аспектах. Его применение на порядок ускоряет процессы восстановления биоценозов при рекультивации почв после техногенных воздействий (свалки, карьерные и шахтные выработки и т.д.), т.к. препарат обладает и биологически активными свойствами.

Технология рекультивации  осуществляется поэтапно:

1) создание поверхностного  биогеохимического защитного барьера  достигается внесением в грунт  рабочего раствора биопротектора на глубину 5÷7 см, трёхкратным поливом с интервалом 3÷5 дней (ориентировочный расход рабочего раствора составляет 2л на 1м2 за каждую обработку или 5÷6л на м2 за весь этап);

2) экстенсивный этап (обработка  отсутствует) – период развития  автономных процессов обезвреживания. Длительность от 1 до 4 мес (в зависимости от времени года);

3) стимуляционный этап – интенсивное развитие почвообразующей микробиоты. Достигается однократным проливом рекультивируемой территории рабочим раствором (2л/м2);

4) этап закрепления –  засев травянистыми растениями  обрабатываемой площади (через  10÷15 дней после 3 этапа);

5) этап интенсификации  развития растительного покрова  осуществляется двукратным проливом  с интервалом 10÷15 дней, с расходом  рабочего раствора 0,5 л на м2 за одну обработку или на 1л за весь этап. 
Расход рабочего раствора биопротектора на первом этапе – 6л/м2, на 3 этапе - 2л/м2. Всего – 9л/м2. Стоимость 1 литра рабочего раствора – 0,21 руб, стоимость концентрата - 210 руб/кг. Разводится (в соответствии с этапом) от 300 до 1000 раз водой). Раствор вносится штанговыми опрыскивателями типа ОПШ – 15, а так же иными поливочными механизмами.

Предположим, что заданная площадь составляет 30 га. С учетом интервала между обработками  – 5 дней, представляется, достаточной  суточная обработка площади в 6 га и расходом рабочего раствора 120 м3/сутки (2л/м2). При использовании поливомоечной коммунальной машины КО – 829Б с емкостью рабочей цистерны 13,5 м3 и шириной пролива 20 м, минимальное время опорожнения цистерны составляет 30 мин.

Таким образом, объективные  причины обуславливают необходимость  проведения рекультивации территорий занятых полигонами и свалками. Метод  рекультивации в каждом случае должен определяться отдельно с учетом всей специфики объекта рекультивации. 

Использование данного метода на объекте захоронения отходов  позволит с использованием послойной  обработки ранее измельченных отходов, а также с учетом глубины действия препарата, которая в свою очередь  зависит от интенсивности обработки, по истечении 2-3 лет позволяет использовать гуминизорованный свалочный грунт для пересыпки вновь завозимых бытовых отходов, создавая при этом изолирующий биозащитный слой. Возвращение к первоначально осваиваемому участку ТБО целесообразно через 10-12 лет, что в конечном итоге будет способствовать возможности использования данного объекта многократно.