книги / Основы проектирования и строительства хранилищ отходов.-1

Ill

При сооружении заградительных колодцев следует учесть,что вслед­ с виедисперсии вредные вещества в пределах водозаборного бассейнамогут про екать мимо колодца.В качестве временной мерызагради ельныколод­ цычасто имею специальные направляющиедлязахватавредных аген ов.

Микробиологические методы подходят только для загрязненного грун а с относительно небольшими концентрациями вредных веществ и в меньшей степени для обработки отходов.

Снижение содержания вредных веществ достигается посредством вве­ дения биологических веществ (рис.3.3). При микробиологической очистке зафязненного грунта токсичные органические вещества разлагаюся надву­ окись углерода, воду и неорганические соли.Для эффективного применения микробиологической санационной техники зараженное место должно рабо­ та ь как биореактор. Как правило, загрязненный грун обрабатывается по­ средствомстимуляции местной микрофлоры.Возможнатакже инфильтрация обогащенной питательными субстанциями и адап ированной к вредным ве­ ществамкультуры микроорганизмов. При этом осуществляется дискретная подача водных суспензий и обогащение кислородом путем аэрации почвы. Финансовые и энергетические затраты этого метода сравни ельно неболь­ шие. Недостатком метода является чувствительность в отношении биотоксичныхпримесей.

Наряду с глубинными методами биологической очисткой существую также методы поверхностной обработки грун а, например устранение за­ грязнения с помощью пены (применяется до глубины 0,4 м) и земледельче­ скийметод(применяется до глубины 2 м).

При “пенном” методе на вредные вещества наносятся в виде экологи­ чески безопасной пены специально выращенные микроорганизмы, обога­ щенны питательными веществами и поверхностно-активными добавками. При земледельческом методе загрязненный грунт сначала вынимается и

114

С абилизация и укрепление. С абилизация - классический способ обработки отходов,соединяющийметодыхимии иземляных работ.Приэ ом загрязненный грун или вообще материал, содержащий вредные вещес ва, смешивается с различными добавками, чтобы по возможности ней рализо­ вать или связать вредные вещества. Кроме того, для улучшения резуль ата зачастуюиспользуется укрепление.Взависимости от характеристик о ходов речь идет о цемен е,жидком стекле,извести,пунцолане, гипсе,термопласте ит.п.

Шлак, зола и пыль из фильтров электростанций и из установок для сжигания мусора могут при определенных условиях использоваться в каче­ стве добавок к строи ельным материалам на основе цемента при строи ель­ стведорог и плотин.Э о предполагает долговечную химическую и адсорби­ рованнуюсвязьэкологическиважных компонентов.Особое значение следуе уделять интенсивному уплотнениюукрепленного “вторичного вещества”. При уменьшении проницаемости структуры снижается также и степень вы­ щелачиваемое™.Наряду стяжелыми металлами связываю ся также хлориды и сульфаты.

Качество стабилизированных или укрепленных отходов должно быь проверено. Наряду с химической или адсорбированной связью вредных ве­ ществ значение для долговременной устойчивости и сопротивления выщела­ чиваниюимеетплотность структуры.

Термическая обработка.В процессе термической обработки заражен­ ный материал нагревается до такой степени,пока жидкие вредные вещества не начнут испаряться (200~400°С) или вообще не сгорят (800-1300°С).При сжиганиилюбых органических субстанцийтемпература не является главным критерием, большее значение имеет система сжигания (условия сгорания, геометрические параметры топочного пространства и камеры сжигания).В настоящее время предпочтение отдается полному сжиганию вредных ве­ ществ, что требует очень высоких температур. К способам термической об­

115

рабо ки относятся сушка, дистилляция,дегазация и сжигание.При этом ко­ нечными продуктами прежде всего являюся отфильтрованная пыль - при очис кегазаот пыли,остаточные вещества-пригазоочистке,и обожженный грунили отходный материал.Для сжигания используюся в основном:

-вращающиеся трубчатые печи (преимущественно для твердых отхо­ дов,атакже для жидких и пастообразныхвеществ);

•- системы сжигания в вихревой топке (для шлама и мелкозернистых вещес в);

-системы с механической цепной колосниковой решткой. Температура сжигания во вращающейся трубчатой печи устанавлива­

есявзависимости оттипа подлежащего обработкематериала.Присжигании неко орых видов отходов температура достигает 800—900°С.

При обработке материалов, загрязненных хлоруглеводородом и в осо­ бенности полихлорированным бифениленом, газы, выходящие из вращаю­ щейся трубчатой печи, должны дожигаться при 1200°С.Теплосодержание горячих отработанных газов целенаправленноиспользуетсядляпроизводства пара.

Применение систем сжигания в вихревой топке связано прежде всего соследующими условиями:

-материал не должен размягчаться при температуре обработки 950— 1100°С;

-разрушение зерен материала не должно влиять на структуру вихрево­ гослоя.

Большие объемы грунта,содержащего вредныевещества,могуттерми­ чески обрабатываться в агломерационной установке или,после грануляции, па механической цепной колосниковой рештке. Особенность агломерации заключается в обработке материала при температуре 1110—1300°С.При этом нетолько полностью выжигаю ся органические ингредиен ыиулетучиваю­ сятакие металлы, как ртуть, кадмий и,при определенных условиях,цинк и

116

сера,но материал поверхностно оплавляется и агломерируется. Не уле учц. ваюся цветные металлы,так как они связаны в материале в виде волокони силикатаи больше не выщелачиваюся.

Промывка грунта принадлежит к экстракционным методам, ко орые прежде всего подходят для грун а,загрязненного, например, маслами ирас­ твори елями.В процессе промывки вредные вещества отделяю ся от груна. Взависимости от экстракционного метода они концентрирую ся или в экс - раген ах (моющихрастворах),или в отделенном мелком шламе и о рабо ан­ номвоздухе.Вкачестве экстрагента в основном использую ся вода с хими­ катами (поверхностно-активными веществами, кислотами, щелочами ит.п.), быстроиспаряющиеся органические растворители, специальные холодные очисти ели и т.д.Для повышения эффективности или для минимизации до­ бавлений химикатов в отдельных методах дополнительно используется ме­ ханическая обработка.

Устранение вредных веществ требует современных технологий очис ки сточныхводиотработанных газов.При экстракционном методе часть моюще­ го раствора или экстраген а остается в обработанном грунте. В ходе измене­ ниясоставагранул грун а изменяюсяиих физическиехарактеристики.

Согласно методу промывки почвы при высоком давлении, вредные ве­ щества,закрепляющиеся за гранулами грунта, отделяю ся с помощью с руй водыв специальной струйнойтрубе.При давлении в насадке до 350 атм дос­ тигается такой высокий очищающий эффект, что можно отказаться от ис­ пользования моющих химикатов. Кроме того, в закры ой струйной трубе возникает пониженное давление,вследствие чего вместе с почвой всасывает­ ся большое количество воздуха,что положительно влияет на эффект о деле­ ния.Вредные вещества загрязненной почвы при этом переходят в жидкую или газообразнуюфазу,в которой они легче обрабатываю ся;после процесса промывки они остаюся на фильтре в виде осадка.

117

Микробиологическая обработка может рассматриваться как самое чис оеэкологическое решение.В этом направлении сейчас ведетсямного ис­ следований.При этом методе микроорганизмыи биологические веществасо­ единяюся с загрязненным материалом.Микробиологическая обработкапод­ ходи лучше всего для масел, фенола, бензола и грун а,загрязненного орга­ ническим компонентами от газовых и коксовых установок.Впроцессе очи­ с кивредные вещества нейтрализую ся. Другой способ образуютак назы­ ваемые регенеративные бурты.Для этого загрязненныйматериал смешивает­ ся со специальными микроорганизмами, а также субстанциями-носи елями (адсорбан ами) и укладывается слоями в форме "сэндвича", перемежаясь с вен иляционными слоями. С помощью оросительной установки могутдобав­ ля ься жидкие растворы, питательные соли,рН-регулирующие соединения и другие микроорганизмы.Таким образом создается биореактор.

Предварительно обработанная специальная субстанция-носи ель вы­ полняет несколько задач :

-адсорбирует загрязняющие вещества и увеличивает поверхность для микробиологического расщепления;

-повышает водо-и воздухопроницаемость смеси;

-повышает опорную способность кон амината и метаболи ов,ч о оз­ начаетминимизацию вымывания вредных веществ.

Такие вещества, как питательные соли, влияющие на окружающую среду и регулирующие кислотность соединения, наносят либо непосредст­ венно на субстанцию-носитель, либо дозированно добавляю в процессе смешивания.

Рассмотренные методы обработки загрязненного грун а, во-первых, требую очень больших финансовых и трудовых затра и подходят только для определенных видов почвы (с большим коэффициентом фильтрации К/).

Для загрязненных трещинноватых скальных пород они не подходят. Во- в орых,особые проблемы возникаю при наличии смеси вредных веществ,а

118

также при концен рациях вредных веществ, сильно отличающихся во вре­ менном и терри ориальном отношении. Органические загрязнения, напри­ мер,препятствуюочистке почвы от хлорированного углеводорода с помо­ щьюактивированного угля. Финансовые расходы при использовании э их методов сильно увеличиваюся,если остаточная контаминация должна рав­ няться “нулю”.В-третьих,всеуказанные технологии еще не до конца прора­ ботаны, поэтому они зачастуюимею противоречащие друг другу оценки. Обобщения здесь невозможны.Во всяком случае от целенаправленной меж­ дународной исследовательской деятельности можно постоянно ожидать но­ вых разработок. Акцен ы при этом делаюся на термические и биологиче­ ские методысанации и на капсуляции.При сильных загрязнениях на уровне грун овых водречь можетидти только о гидравлических мероприятиях.

С точки зрения затра в настоящее время более выгодны методы мест­ ной переработки загрязненного материала. Преимущество их в том, что об­ работка загрязненного материала может контролироваться. Значи ельное уменьшение объема отходов при сжигании оценивается особенно положи­ тельно. Закрепление отходов и загрязненного грунта с помощью вяжущих материалов должно ограничиваться случаями,когда структура отходов о но­ си ельно равномерна. Могут использоваться и различные комбинации о ­ дельных методов и промышленная обработка нового сырья (“вторичное сы­ рье”).Например,отработанныйшлам портов не может больше промышленно использоваться в промышленных зонах Европы вследствие высокого содер­ жания вредных веществ,а количество шлама,вынимаемого при очистке су­ доходных путей,огромно.Так,из водных путей Германии в 1982 г.было вынуто шлама 48 мпн.м3.ВГермании был разработан метод, прошедший уже технические испы ания, суть которого в том, что загрязненные осадочные отложения после термической очистки служат для производства легкого на­ полнителя,похожего на керамзитовый бетон,который в дальнейшем перера­ батывается втеплоизоляционный строительный материал.