Очистка фильтрата полигона ТБО с помощью мембранных технологий на территории Московской области

Журнал «Коммунальщик» № 06/2011

Любой полигон твердых бытовых отходов (ТБО) представляет собой большой биохимический реактор, в недрах которого в процессе эксплуатации, а также в течение нескольких десятилетий после закрытия, в результате взаимодействия проникающих в тело полигона природных осадков с отходами растительного и животного происхождения и продуктами их разложения, образуется фильтрат полигона ТБО.

Экологически наиболее опасным фактором влияния полигона ТБО на природную среду является сильно минерализованные сточные воды (фильтрат) полигона, представляющие собой концентрированный многокомпонентный раствор, широкой химической природы. Он может приводить к прямому уничтожению окружающей флоры и фауны, а также к загрязнению грунтовых вод, почвы и наземных водоисточников.

Фильтрат, формирующийся в теле полигона, содержит многочисленные компоненты распада органических минеральных веществ, поэтому такие воды, образующиеся в местах захоронения отходов, весьма различны по составу и концентрации.

Также установлено, что состав фильтрата полигона ТБО зависит от этапа жизненного цикла полигона. Каждому этапу соответствует определенная стадия биохимической деструкции отходов, которая определяет закономерности формирования количественных и качественных характеристик фильтрата полигона.

На ранних стадиях эксплуатации полигона отходы подвергаются аэробной деструкции. На этой стадии под действием аэробных микроорганизмов разлагаются, главным образом, легкобиодеградируемые фракции ТБО (пищевые отходы) с образованием жирных кислот, углекислого газа и воды.

По мере уплотнения и увеличения количества отходов в теле полигона начинаются процессы, длящиеся десятки лет и обуславливающие основную эмиссию загрязняющих веществ.

Подробный анализ процессов деструкции различных фракций ТБО позволил установить химический состав фильтрата полигона на каждом этапе жизненного цикла полигона. Содержание отдельных классов органических соединений фильтрата полигона на протяжении жизненного цикла полигона ТБО уменьшается в следующей последовательности: летучие кислоты жирного ряда, низкомолекулярные альдегиды, аминокислоты, углеводы, пептиды, гуминовые кислоты, фенолы и полифенолы, фульвокислоты.

Количественный состав фильтрата определяется его объемом, который зависит от климатических факторов, влажности отходов, инженерной инфраструктуры полигона, предварительной обработки отходов и т. д.

По данным исследований в фильтрате присутствуют:

  • биологически разлагаемые вещества;
  • биологические трудно разлагаемые вещества;
  • азот (в основном, в виде аммония);
  • растворимые соли;
  • тяжелые металлы.

С целью минимизации негативного влияния на природный водный объект для очистки фильтрата в 2010 году были введены в эксплуатацию на полигонах ТБО «Тимохово» и «Хметьево», Московская область, очистные сооружения фильтрата полигона ТБО. Для очистки фильтрата полигона используется Установка «Reverse Osmosis (рис. 1, рис. 2).

Технология очистки основана на процессе обратного осмоса. Используемые в Установках мембраны характеризуются минимальным размером пор (до 1 нм), соизмеримым с размером одиночных ионов, в 200 раз меньшим размера вирусов и в 4000 раз меньшим размера бактерий. Такие технологические характеристики обеспечивают высокую степень очистки фильтрата полигона от химического загрязнения, а также полное удаление микробного, вирусного и, тем более, паразитарного загрязнения.

Необходимо отметить, что при вводе в эксплуатацию очистных сооружений фильтрата на полигоне чрезвычайно эффективно, с точки зрения, существенного снижения сбросов загрязняющих веществ в окружающую водную среду и обеспечения улучшения экологической ситуации вокруг полигонов ТБО.

Эффективность данной технологии подтверждается результатами проведенных в НИИ ЭЧ и ГОС им.А. Н. Сысина РАМН и в ФГУ «ЦЛАТИ по ЦФО» испытаний фильтрата полигонов ТБО «Тимохово» и «Хметьево» из пруда-накопителя и после очистки на Установках «Reverse Osmosis (RO) Plant». Концентрации основных загрязняющих веществ в очищенном фильтрате не превышают гигиенических нормативов, установленных для воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (СанПиН 2.1.5.980–00, ГН 2.1.5.1315–03, ГН 2.1.5.2280–07), а также нормативов, установленных для воды водных объектов рыбохозяйственного значения (Приказ Федерального Агентства по Рыболовству №20 от 18.01.2010 г.).

На Рисунках 3 и 4 представлен фильтрат полигона ТБО до и после очистки на Установке «Reverse Osmosis (RO) Plant» соответственно.