Фильтраты свалок ТБО отличаются многообразием содержащихся в них загрязняющих компонентов, среди которых тяжелые металлы, галогенпроизводные, окисляемые и не окисляемые биологически органические вещества, азот в различных формах, соли и др.

Обезвреживание фильтрата более трудная задача, чем обработка канализационных стоков: фильтраты могут иметь в 200 и более раз высокий ХПК, а их состав и объем изменяются в широких пределах, как по годам, так и по сезонам года.

Сложный химический состав фильтрационных вод, зависимость от сезонных колебаний и этапа жизненного цикла полигона не дает возможности создания универсальной технологии их очистки. Кроме того, высокое содержание в воде солей, поверхностно-активных и биорезистентных примесей затрудняют применение традиционных схем очистки.

Зачастую технологии, разработанные для обработки фильтрата одной свалки, теряют свою эффективность по мере ее старения и не всегда могут быть применены на другой свалке.

Широко применявшийся ранее способ распыления фильтрата на почву для самоочищения в ходе естественных биологических, физических и физико-химических процессов признан опасным, способствующим полному уничтожению плодородия почвы.

Методы обработки фильтрата свалок ТБО можно объединить в следующие группы:

- биохимическая обработка (анаэробная и аэробная);

- физико-химическая обработка (химическое осаждение, химическое окисление, адсорбция с применением активированного угля, обратный осмос и др.).

Перекачка фильтрата со свалок в канализационные сети для дальнейшего обезвреживания его с городскими бытовыми стоками - один из наиболее распространенных методов. Основные трудности, возникающие при этом, связаны с высокой концентрацией органических и неорганических компонентов, имеющихся в фильтратах как новых, так и старых свалок.

Совместная обработка фильтратов с бытовыми сточными водами допускается только в случаях, когда объем фильтрата не превышает 5% общей подачи на очистную установку. При больших объемах перекачиваемого фильтрата ухудшается отстой стоков, увеличивается коррозия узлов очистной установки, а высокие концентрации тяжелых металлов в фильтрате могут помешать и даже полностью исключить возможность использования осадка в качестве сельскохозяйственного удобрения.

Широко распространена технология распределения собранного фильтрата по поверхности объекта, ускоряющая процесс стабилизации закрытых свалок.

Экспериментально установлено, что одним из важнейших условий стимулирования процесса биологического разложения органического материала, является обеспечение содержания влаги в нем в пределах от 50 до 70%. В засушливых районах или в жаркое сухое время года подача фильтрата на поверхность свалки повышает биологическую активность. Благодаря этому снижается концентрация органических загрязняющих веществ и соответственно увеличивается минерализация отходов. Улучшается в этом случае и эффективность свалки как генератора биогаза.

Вместе с тем сокращение сроков биологической стабилизации свалки требует строгого учета ее гидрологических условий, равномерного распределения фильтрата по поверхности, постоянного контроля кислотности (рН) тела свалки. Большие отклонения от рН=7 снижают активность анаэробной заселенности и увеличивают сроки разложения органики.

Необходимо учитывать и тот факт, что предлагаемая технология позволяет лишь уменьшить объем фильтрата за счет испарения, но не устранить его полностью. Причем конечный сток будет иметь значительно более высокие концентрации загрязняющих веществ. Вот почему технология подачи фильтрата на поверхность свалки применяется лишь как первая ступень процесса его обезвреживания.

1.3.1 Биохимическая очистка

Биохимический метод применяют для очистки фильтрационных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности, являющиеся для них источником углерода.

Процессы биохимической очистки фильтрата делятся на аэробные и анаэробные в зависимости от того, требуется ли поступление кислорода в среду биохимической обработки.

При аэробной обработке органические загрязнители преобразуются в углекислый газ и воду, а твердые биологические продукты возвращаются в фильтрат. При анаэробной обработке органические вещества преобразуются в биогаз, состоящий в основном из углекислого газа и метана, и твердую фазу - ил.

Аэробная очистка.

Аэробный метод очистки заключается в культивировании сообщества микроорганизмов, получающих энергию за счет процесса дыхания. Окисление кислородом углеродсодержащих восстановленных соединений - главная особенность аэробного культивирования микроорганизмов активного ила. Во всех аппаратах для аэробной очистки биологический агент может находиться в культуральной жидкости в свободном (взвешенном) состоянии или может быть закреплен на поверхности твердого носителя в виде биопленки. Системы со свободной микрофлорой называют аэротенками, с прикрепленной (иммобилизованной) - биофильтрами, с комбинированным расположением - биоаэротенками или аэротенками с заполнителями.

Основным методом аэробной очистки считается применение аэрационных прудов, которые эффективно снижают концентрацию ионов аммония в водах, образующихся на свалках. Разложение загрязнений в аэробных прудах производится организмами, способными существовать только в среде с растворенным кислородом. Это наиболее богатая видами группа гидробионтов, представители которой способны утилизировать самые разнообразные вещества.

Сущность метода очистки в биологических прудах основана на способности высшей и низшей растительности, а также гидробионтов поглощать из воды и накапливать различные минеральные элементы. Это поглощение и накопление является активным физиологическим процессом, связанным с жизнедеятельностью всего организма в целом. Большим достоинством этого метода является его экологическая безопасность, а также значительно меньшие экономические затраты, связанные с его пуском и эксплуатацией, по сравнению с техническими методами. При использовании этого метода исключается применение громоздкой аппаратуры, едких, токсичных и дорогостоящих реактивов. Метод прост в использовании, не требует больших затрат труда и квалифицированного персонала.

Очистку воды высшими водными растениями обычно проводят на гидроботанических площадках, представляющих собой пруды или каналы, засаженные прибрежно-водной, погруженной и плавающей растительностью. В зависимости от химического состава фильтрационных вод подбирается оптимальных комплекс растений, наиболее эффективно участвующий в процессе очистки данных стоков.

Широко применяется метод создания искусственных гидроботанических площадок, которые на 40-100% засаживаются высшей водной растительностью. Ложе пруда включает две зоны: прибрежно-мелководную зону (глубиной до 1 м), занимающую до 40% площади и засаженную прибрежно-водной растительностью, и глубоководную зону, засаженную плавающими формами. Фильтрационные воды проходят через заросли прибрежно-водных растений, являющихся хорошими фильтраторами и седиментаторами. Многочисленные исследования показали, что наиболее эффективной очистительной способностью обладают тростник обыкновенный, камыш озерный, рогоз узколистный и Лаксмана.

Для очистки фильтрационных вод могут быть использованы низшие растения - макро- и микроводоросли. Участие водорослей в активизации процессов самоочищения водоемов можно рассматривать в следующих основных направлениях:

- фотосинтетическая аэрация воды;

- удаление из воды биогенных и органических веществ;

- выделение в процессе жизнедеятельности и пост летально органических соединений, играющих важную роль в формировании природных гидробиоценозов и выполняющих функции питательного субстрата для нефотосинтезирующих микроорганизмов;

- детоксикация и минерализация рядя загрязнителей.

Качественный и количественный состав бактериальной микрофлоры зависит от химического состава воды и развивается спонтанно, в соответствии с конкретными условиями в водоеме. В настоящее время наибольший интерес представляет очистка фильтрационных вод с использованием единого гидробиоценоза, сходного с природным, где загрязнители, переходя с одного трофического уровня на другой, быстро трансформируются в стабильные вещества растительных и животных организмов, чем и завершается процесс очистки. Для различных вод подбирается свой, специально подобранный, искусственный биоценоз. Процесс очистки в этом случае протекает с использованием комплекса водорослей и высшей водной растительности, а также максимально разнообразных сообществ других организмов - агентов очистки - бактерий, простейших, беспозвоночных, рыб.

Микроорганизмы, являющиеся биохимическим агентом при аэробной очистке сточных вод, образуют сложные сообщества активного ила и биопленки. Такие сообщества состоят из бактерий, актиномицетов, грибов, водорослей, членистоногих. Основу биомассы таких сообществ составляют бактерии. Общая поверхность 1 г сухой биомассы оценивается площадью около 100 м², что и обусловливает высокую скорость обменных процессов при очистке.

Биопленка, покрывающая твердые поверхности, погруженные в объем жидкости аэробных биохимических реакторов, образуется за счет иммобилизованных клеток микроорганизмов, ее толщина обычно не более 3 мм, чаще 0,5-1,0 мм.

Состав микроорганизмов активного ила и биопленки подвержен изменениям и зависит от условий культивирования, температуры в реакторе, от состава очищаемой фильтрационной воды.

Капельные биофильтры - наиболее широко используемый тип аппаратов с неподвижной биопленкой и противотоком воздуха и жидкости. Биомасса растет на поверхности насадки в виде пленки.

Основной режим работы биофильтров - это однократное прохождение фильтрата. Фильтрационные воды постепенно просачиваются через фильтр, поступают в отстойник и затем удаляются.

В биопленке, покрывающей поверхности носителя в реакторах с иммобилизованной микрофлорой, помимо бактерий наблюдается большое количество простейших, коловраток, червей. Биоценоз ила аэротенков и биопленка идентичны при очистке одной и той же воды, однако, количество различных видов организмов разное. Показателем хорошего состояния биопленки является наличие инфузорий круглоресничных, брюхоресничных, жгутиковых, червей Nematoda, коловраток. На стадии окончания биологической очистки воды протекают процессы нитрификации с образованием нитритов и нитратов. В этом процессе в качестве биологических агентов выступают бактерии из родов Nitrosomonas и Nitrobacter. Наиболее изученным микроорганизмом, осуществляющим окисление аммонийного азота до нитритов - нитрификацию первой фазы, является Nitrosomonas europaea. Основной биологический агент второй фазы нитрификации - окисления нитритов в нитраты - Nitrobacter Vinogradskyi.

Анаэробная очистка.

Целесообразность применения анаэробных процессов очистки к концентрированным стокам обусловлена способностью сообществ анаэробных микроорганизмов продуцировать энергетическое сырье (биогаз) и снижать концентрацию субстратов до уровня, приемлемого для последующего применения аэробной очистки. К другим достоинствам анаэробной обработки можно отнести образование осадков, представляющих собой ценное органическое удобрение, или потенциальное сырье для получения протеина и биологически активных веществ.

Анаэробная очистка фильтрата обеспечивает продолжение идущего в теле свалки микробиологического анаэробного процесса и может осуществляться как в анаэробных прудах, так и на установках анаэробной обработки.

К реакторам, в которых очистка осуществляется иммобилизованными микроорганизмами, относят метантенки с псевдокипящим слоем носителя иммобилизованой микрофлоры. В качестве таких носителей используют гранулы активного угля и пластмасс, песок.

Все типы реакторов с иммобилизованной биопленкой характеризуются высокой степенью задержки биомассы, приспособлены к значительным колебаниям нагрузки, но требуют надежных систем автоматизации.

Разложение загрязнений в анаэробных прудах осуществляется бактериями, способными существовать в среде без свободного кислорода. Это в основном метанообразующие анаэробные бактерии, а также бактерии, сбраживающие клетчатку, жирные кислоты, трудноокисляемые углеводы, аммонифицирующие бактерии, восстанавливающие соли серной и азотной кислот.

Процесс анаэробного сбраживания имеет две фазы и зависит от наличия соответствующих каждой фазе бактерий, температуры и величины рН.

Рис. 1:

На первой фазе происходит образование низкомолекулярных органических кислот и спиртов из углеводов, белков и жиров, а также газообразных продуктов: CO₂, NH₃, H₂S и Н₂. Осуществляют это факультативные гетеротрофы (t=25⁰С, рН=6,5).

Второй фазой является метановое брожение, в процессе которого образовавшиеся органические кислоты и спирты разлагаются до метана, углекислоты и воды (t=32⁰С, рН=7).

При низких температурах скорость метанового брожения снижается, а при 4⁰С прекращается.

Присутствие солей меди, хрома и других тяжелых металлов подавляет работу бактерий в обеих фазах.

Анаэробные микроорганизмы осуществляют метановое сбраживание концентрированных углеродсодержащих субстратов, которая протекает в три стадии:

Полное анаэробное расщепление органического вещества происходит под влиянием трех основных групп бактерий:

1. гидролизующих;

2. облигатных ацетогенных;

3. ацетогенных;

4. метаногенных.

Первая стадия - гидролиз сложных соединений, биополимеров и конверсия продуктов в летучие жирные кислоты, спирты, альдегиды, диоксид углерода, аммиак, водород. Эти процессы осуществляются самыми разнообразными микроорганизмами, относящимися к аэробам, факультативным анаэробам, облигатным анаэробам.

На второй стадии - образования уксусной кислоты, водорода и диоксида углерода - биологическими агентами являются облигатные ацетогенные бактерии. Эти микроорганизмы расщепляют пропионовую и другие жирные кислоты, некоторые соединения, образующиеся после первой стадии анаэробной ферментации. Продуктами расщепления являются уксусная кислота, водород, диоксид углерода.

Третья стадия - метаногенная. Метаногенные бактерии - единственные организмы, способные трансформировать кислоты и водород в газообразный метан без внешних источников энергии или акцепторов электронов.

В случаях, когда нужно обеспечить низкое содержание тяжелых металлов в осадке, как после аэробной, так и после анаэробной очистки фильтрата, применяют соответствующую физико-химическую обработку (рис. 2).

Рис. 2. - Технологическая схема очистки фильтрата биохимическим методом:

Где:

1 - обработка с помощью высокоактивного ила;

2 - вращающийся биологический контактор площадью диска 5500 м²/га;

3 - постобработка (осаждение, флокуляция, адсорбция);

4 - бассейн - хранилище объемом 150 м³/га;

5 - возвращаемый ил;

6 - отстойник с трубами;

7 - сброс очищенной воды.

1.3.2 Физико-химические методы очистки фильтрационных вод и перспективы их применения

К физико-химическим методам очистки относят коагуляцию, адсорбцию, ионный обмен, обратный осмос и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц, растворимых газов, минеральных и органических веществ. В настоящее время в технике защиты окружающей среды начинают широко использоваться биосорбционные и ионообменные методы.

Использование физико-химических методов для очистки фильтрационных вод по сравнению с биохимическими имеет ряд преимуществ: возможность удаления из фильтрационных вод токсичных, биохимически не окисляемых органических загрязнений; достижение более глубокой и стабильной степени очистки; меньшие размеры сооружений; возможность рекуперации различных веществ.

Коагуляция.

Для осаждения загрязняющих веществ при физико-химической обработке фильтрата коагуляцией обычно используют известь или глинозем. При этом достигается некоторое осветление, происходит образование взвешенных твердых частиц и удаление тяжелых катионов. В то же время выделяется большое количество осадка, а ХПК снижается не более чем на 40%.

Химическое окисление с помощью Сl₂, Са(СlО)₂, КМnО₄ или О₃ дает лучшие результаты осветления и снижает ХПК (до 48%). Вместе с тем использование галогенов приводит к образованию опасных галогенированных соединений.

Адсорбция загрязняющих веществ с применением активированного угля в виде стержней или порошков позволяет достичь большего снижения концентраций органических веществ по сравнению с другими химико-физическими методами. Основной недостаток метода - необходимость частой регенерации угольных стержней, а значит и большой расход угольного порошка. Сейчас метод адсорбции с применением активированного угля используется в качестве последней, как правило, третьей, ступени очистки фильтратов. Конечное снижение ХПК при этом может составить 85%.

Еще один способ, который применяется, как правило, на конечной ступени очистки фильтрата, - обратный осмос. Этот способ обеспечивает высокоэффективное удаление органических соединений и других загрязняющих веществ в результате пропуска фильтрата через мембраны. Наиболее важными параметрами процесса являются тип мембраны, показатель рН и давление.

Для предотвращения засорения мембран коллоидными веществами фильтрат предварительно обрабатывают известью (до величины рН=12), затем серной кислотой (до рН=3-6) и осаждают, добавляя СаSО₄. Такая предварительная обработка уменьшает мутность фильтрата почти на 90% и сама по себе бывает достаточной для удаления некоторых металлов.

Фильтрационные воды, образующиеся при ликвидации токсичных и опасных отходов, могут быть переработаны с использованием сочетания физико-химических и биологических методов, однако эти методы дороги.

Электрохимический метод.

Российскими учеными изобретен новый, экологически безопасный способ с более высокой степенью очистки сложных многокомпонентных стоков с полигонов ТБО. Способ включает сбор и усреднение фильтрационных вод в водоприемнике, смешение с тонко измельченным коксом с электросепарацией, пропускание полученной взвеси параллельными потоками через анодную и катодную камеры диафрагменного электролизера с засыпным анодом из железной стружки при одновременном воздействии на потоки электрического тока, смешение католита и анолита на выходе и определение тонкодисперсного осадка, последний подают на стадию усреднения и осуществляют предочистку обрабатываемой воды до исчерпывания сорбционных и коагуляционных свойств тонкодисперсного осадка, включающего пылевидный кокс, а выделившиеся на аноде газообразные окислители барботируют через отстоянную воду перед ее сбросом (рис. 2).

На контакте железная стружка-кокс возникает множество гальванопар, что вызывает интенсивное растворение железа и электролиз воды, смещение рН и другие физико-химические процессы.

Чем сложнее состав вод, тем более разнообразные реакции протекают в процессе очистки.

В анодной камере происходит выделение загрязняющих среду веществ вследствие образования газообразных и пенообразных окислителей.

Поступающие в анодную камеру ионы железа переходят в различные формы комплексных соединений, которые являются коагулянтами и катализаторами очистки.

Фильтрационные воды с полигонов ТБО характеризуются сложным многокомпонентным составом в виде органических и неорганических загрязнений в растворенной и коллоидной формах. Многие из них токсичны и обладают низкой ПДК. В состав фильтрата может входить целый ряд металлов от натрия до калия, тяжелых металлов (хрома, свинца, марганца, кобальта, ванадия, вольфрама и др.). Эта поликомпонентность, сложность и изменчивость состава может быть с успехом использование вместо реагентов в процессе гальванокоагуляции и электросепарации. Эти процессы, начинающиеся уже на стадии предочистки путем контакта очищаемой воды с тонкодисперсным осадком, позволяет улучшить состав воды по загрязняющим макрокомпонентам в 2-10 раз. При этом в процесс очистки повторно вовлекается пылевидный кокс. Введение операции предочистки позволяет снизить энергоемкость процесса очистки на 20-50%.

Наличие в сточной воде хлоридов, сульфатов, сложных органических соединений приводит к образованию на аноде целого ряда газообразных и пенообразующих окислителей, таких, как хлор, озон. Экологически опасные отходящие газы путем барботирования через воду доокисляют органические соединения до допустимых значений ХПК.

Рис. 3. - Схема процесса очистки:

Где:

1 - водоем;

2 - насос;

3 - накопитель-усреднитель;

4 - твердый тонкодисперсный осадок;

5, 8, 9,10 - емкости;

6 - катодная камера диафрагменного электролизера;

7 - анодная камера диафрагменного электролизера.

Сточные воды из водоема 1 подают насосом 2 в накопитель-усреднитель 3, поскольку для фильтрационных вод характерна нестабильность состава и свойств. Сюда же подают твердый тонкодисперсный осадок 4, отделенный от очищенной воды. В усреднителе 3 путем контакта очищаемой воды с активным осадком 4 осуществляют предочистку. Частично очищенную воду в емкости 5 смешивают со свежим тонко измельченным углем и параллельными потоками подают через катодную 6 и анодную 7 камеры диафрагменного электролизера с засыпным анодом из железистых частиц. Одновременно с пропусканием очищаемой воды с углем через электролизер подают отрицательный потенциал от внешнего источника (напряжение 6-24 В, сила тока 1-4 А) на корпус, а положительный - на токопровод в анодной части. Вследствие наложения напряжения для осуществления электронной сепарации возникает процесс электрокоагуляции, протекающий параллельно уже с идущим процессом гальванокоагуляции, при этом ионная сепарация является оптимизирующим фактором протекающего процесса гальванокоагуляции. Процесс идет 5-15 мин. После отстаивания анолита в емкости 8 католит смешивают с раствором из катодной камеры 6 в емкости 9.

В результате смешения вод также происходит выпадение тонкодисперсного осадка 4 с высокими сорбционными свойствами. Активный осадок подают в накопитель-усреднитель 3 на стадию предварительной очистки.

Очищенную воду направляют на доочистку в емкость 10 путем барботирования газов-окислителей из анодной камеры 7 электролизера. Затем окончательно очищенную воду сбрасывают, например, в речную сеть.

Очистка фильтрата с использованием древесного угля.

Малайзийским университетом было проведено экспериментальное исследование возможности очистки фильтрата в группе фильтрационных блоков, где в качестве среды, поглощающей загрязнители из фильтрата, используется древесный уголь.

Трехступенчатая фильтрационная установка для очистки фильтрата была смонтирована на полигоне отходов «Ампанг Джояр». Фильтрационные установки заполнялись древесным углем разного гранулометрического состава.

Способность этого материала удалять загрязняющие вещества держалась под контролем. Положительные результаты были получены в зависимости от снижения БПК и ХПК фильтрата. Пропусканием фильтрата через слой известняка из конечных стоков эффективно удаляется избыточный кадмий.

К моменту исследования возраст массива отходов составлял 1 год. Фильтрат, образующийся в массе отходов, размещенных в течение длительного этапа, отводился в ближайший пруд, и данное исследование проводилось на пробах именно этого фильтрата.

Цель проводимого исследования состояла, во-первых, в изучении эффективности древесного угля для очистки фильтрата, во-вторых, в оптимизации эффективности очистных сооружений при удалении загрязняющих веществ и, в-третьих, в оценке способности известняка удалять тяжелые металлы из фильтрата. Древесный уголь и известняк выбраны в качестве фильтрующей среды благодаря обилию и долговечности этих материалов.

Для поведения данного исследования были построены 3 фильтрационных блока, состоящих из пластмассовых бочек диаметром 0,6 м, высотой 0,8 м, установленных на деревянной платформе, но на разной высоте. Фильтрующая среда для каждой фильтрационной установки указана в таблице 6. После заполнения первой бочки фильтрующим материалом до отметки 0,66 м, в неё вводили фильтрат до насыщения фильтрующей среды. Фильтрат оставляли в бочке в течение следующих периодов: 3, 4 и 7 суток. Затем фильтрат из бочки 1 сливали в бочку 2 и позднее в бочку 3. На выходе из каждой бочки брали пробы сточного фильтрата для аналитического определения рН, БПК, ХПК и ионов хлора (Cl ^-). Содержание тяжелых металлов, таких как железо (Fe), никель (Ni), кадмий (Cd) и цинк (Zn), определялось в пробах фильтрата до очистки и стоках после очистки. Затем очищенный фильтрат пропускали через слой известняка, меняя крупность зерен и время удерживания для изучения возможности удаления тяжелых металлов из фильтрата (Рис. 3.).

Таблица 3. - Древесный уголь и другие материалы, используемые в установках в качестве фильтрующей среды:

Проведенные исследования показали, что применение описанных фильтрационных блоков привело к эффективному снижению таких параметров, как ХПК (98%) и БПК (93%). При этом снижение содержания Cl, Fe, Ni, Cd и Zn было минимальным. Результаты также свидетельствуют о том, что значения ХПК и БПК очищенного фильтрата не удовлетворяют качеству стоков, достаточному для сброса его в водоем.

Каждый фильтрационный блок способен снижать ХПК и БПК при оптимальном времени удерживания в течение 4-7 суток соответственно. Полученные результаты позволяют предположить, что фильтрующая среда является биологически активной при отмечаемом бактериальном росте, который способствовал распаду загрязняющих веществ в составе фильтрата, поэтому время контактирования между фильтратом и фильтрующей средой должно быть достаточным для усиления биологических реакций.

Рис. 4. - Лабораторная установка для удаления тяжелых металлов из очищенного фильтрата:

Где:

1 - известняк, крупность зерен 12 мм;

2 - известняк, крупность зерен 8,2 мм;

3, 4 - очищенный фильтрат.

Что касается тяжелых металлов в фильтрате после очистки, а именно: Fe, Ni, Cd и Zn, то их концентрация оказалась в пределах норм.

Эффективность удаления Cd порядка 98,30% достигается при времени удерживания 60 минут и крупности частиц известняка - 8,18 мм. При крупности частиц 12 мм эффективность удаления Cd составила 77,5% при времени удерживания 60 минут.

Данное явление, как полагают, объясняется тем, что при уменьшении крупности частиц известняка увеличивается площадь поверхности для эффективной адсорбции тяжелых металлов.

Таблица 4. - Качество фильтрата после прохождения через трехступенчатую фильтровальную установку:

Где:

* - кумулятивное (суммарное) время удерживания 12 суток;

^# - источник: Малазийское Министерство экологии (1994 г.).

В заключении следует сказать, что трехступенчатые фильтрационные установки, в которых в качестве фильтрующего материала использован древесный уголь для очистки фильтрата, обеспечивали эффективное снижение ХПК и БПК на 98% и 93% соответственно (см. табл. 4). Что касается удаления тяжелых металлов, а именно, кадмия, оказалось, что известняк, как фильтрующий материал, является эффективным для извлечения кадмия из фильтрата, а очищенный фильтрат (с учетом снижения содержания тяжелых металлов) соответствует качеству стоков, записанному в Стандарте В.

1.4 Состояние проблемы очистки фильтрационных вод г. Кунгура

Кунгур - город областного подчинения.

Расположен в 100 км к юго-востоку от г. Перми. Занимает площадь 6891 га.

Численность населения города на 2000 год составляет 82000 человек. Одной из самых актуальных экологических, экономических и социальных проблем г. Кунгура становится удаление твердых бытовых и промышленных отходов.

Основными источниками ТБО на территории города являются благоустроенный и неблагоустроенный жилой фонд, находящийся в ведении муниципалитета, ведомств, общественных собственников (ЖСК) и частных владельцев.

Доля жилого сектора в образовании ТБО составляет около 70-80%. Остальную часть отходов производят торговые организации, административные и общественные здания, сфера соцкультбыта, образования, здравоохранения, общественного питания, промышленные предприятия и др.

Ежегодно по данным отчетности 2ТП-отходы образуется свыше 28 тыс. тонн твердых бытовых и промышленных отходов, порядка 5% отходов используется на предприятиях, продается, сдается на переработку.

С учетом отходов производства, складируемых на пром. площадках, ежегодно размещается в природной среде свыше 50 тыс. тонн отходов. Норматив образования отходов - 1,3 м³/чел в год, до 30% от количества ТБО, образующихся в домовладениях.

Динамика образования и использования промышленных и бытовых отходов по г. Кунгуру за 1992-2000 года. (тысяч тонн в один год) представлена в таблице 5.

Таблица 5:

Основные компоненты ТБО г. Кунгура представлены в таблице 6.

Таблица 6. - Характеристика отходов, накопленных на полигоне захоронения ТБО г. Кунгура:

Образующиеся на территории города ТБО и приравненные к ним не используемые промышленные отходы вывозятся специализированным транспортом спец. автохозяйств, предприятий и организаций на свалку ТБО в районе Ледяной горы.

Свалка отходов находится в заповедном месте - на Ледяной горе с ее реликтовыми растениями и знаменитой пещерой. Ее размещение не соответствует никаким экологическим требованиям.

Прежде всего, это связано с геологическим строением почвы, многочисленными карстовыми формами: воронками, провалами, пещерами, рвами, логами и т. д.

Участок под свалкой закарстован, изолирующего слоя глины нет, технология захоронения отходов не соблюдается, их сортировка не производится.

Все это создает вероятность попадания загрязняющих и сильнодействующих ядовитых веществ со свалочными водами в р. Сылву.

Гигиеническая экспертиза объекта для размещения ТБО г. Кунгура показала следующее: участок размещения отходов расположен к северу от автомобильного тракта Кунгур - Соликамск. Южную половину участка охватывают верховья лога Медвежьего, открывающегося в долину р. Сылва. С северного участка подходят лога от р. Шаква. Таким образом, участок площадью около 0,36 км², расположенный на водоразделе, относится к бассейну двух рек - Сылвы и Шаквы площадь участка - 36 га, в том числе 28,5 га - площадь, занимаемая объектом, 7,5 га - площадь СЗЗ. Вместимость - 68000т (17000 т/год). Накоплено отходов 398000 т (на 01.01.97). В эксплуатацию полигон введен в 1961 г.

Расчетный срок эксплуатации 40 лет. Подземные воды на участке залегают на глубине 83 м.

Расстояние до источников водоснабжения 3,1 км. Расстояние до ближайшего жилья 2,2 км. СЗЗ 1000 м.

На сегодняшний день свалка разрослась до огромных (для Кунгура) размеров и занимает сейчас около 36 га, почти вплотную приблизилась к автомагистрали, которая, по сути, является единственным ограничением для дальнейшего разрастания свалки в сторону рекреационной зоны, мешает перейти ей 100-метровый санитарный рубеж.

В настоящее время практически исчерпаны возможности дальнейшего сбора ТБО, так как степень заполнения свалки составляет на сегодняшний день 85%.

Площадка размещения и технология эксплуатации действующего полигона не отвечают строительным, санитарным и природоохранным нормам.