Осуществление захоронения отходов на полигонах - как утилизируется мусор?

Захоронение отходов относится к самым простым способам утилизации мусора. Непригодные к дальнейшей переработке материалы вывозятся на полигон для уплотнения и складирования. Территория оборудуется специальными каналами, предотвращающими проникновение загрязненной воды (появляется во время дождей или таяния снега) в почву и природные или искусственные водоемы.

Какой мусор допускается к захоронению

На территории свалки допускается захоранивать отходы следующих разновидностей:

• твердые коммунальные отходы (ТКО, до принятия новых нормативных актов именовались твердыми бытовыми отходами - ТБО);
• вещества, причисленные к 1-4 категориям опасности;
• химически инертные материалы.

Требования к полигону для захоронения отходов

Основные требования, предъявляемые к стационарным площадкам для сбора отходов:

• свалка располагается на удалении от жилых построек;
• место складирования отходов должно находиться на расстоянии не менее 15 км от аэропортов;
• для складирования отходов используется возвышенная площадка;
• уровень грунтовых вод должен находиться на глубине от 2 м;
• по периметру полигона ТКО строится ограждение, имеющее высоту от 1800 мм;
• рекомендуется использовать территории с глинистой почвой, удерживающей загрязненную воду;
• для обеспечения равномерного заполнения территория делится на секторы одинаковой площади;
• срок эксплуатации сектора свалки не превышает 7 лет;
• на въезде на площадку монтируется автоматическая или ручная установка для дезинфекции колес мусоровозов;
• на территории предусматривается система пожаротушения;
• вдоль площадки располагаются специальные фильтры, не допускающие сток загрязненной воды;
• по периметру обустраиваются колодцы (глубина соответствует уровню залегания грунтовых вод), предназначенные для контроля химического состава жидкости.

Разновидности полигонов

Полигоны различаются по типу захораниваемых материалов:

• промышленные;
• бытовые;
• смешанные.

Захоронения могут быть надземными и подземными. На поверхности грунта складируются хозяйственные или строительные материалы, а также индустриальное сырье с низкой токсичностью. Открытый способ хранения позволяет сортировать отходы и откачивать скопившуюся воду естественным путем.

Для сбора радиоактивных или токсичных материалов используются выведенные из эксплуатации шахты, но подземные хранилища отличаются небольшой вместимостью.

Как происходит захоронение

Коммунальные отходы вывозятся на территорию полигона специальными мусоровозами, построенными на основе шасси грузовых автомобилей. Поступивший груз проходит через участок визуального осмотра, где выявляются запрещенные к утилизации материалы. Выгруженные отходы уплотняются в пласты при помощи бульдозеров, имеющих вес до 40 т. В процессе прессования в состав мусора вводится грунт и опилки, ускоряющие процесс разложения органических материалов.

Для обеспечения равномерной загрузки территории полигона выгрузка и уплотнение отходов производится на несколько площадок, которые чередуются с интервалом 1-2 дня. Уложенный материал уплотняется на протяжении нескольких дней, что позволяет устранить риск образования провалов. Затем производится укладка следующего слоя отходов.

Дождевая или талая вода, попадающая на мусор, скапливается в толще отходов. В жидкости присутствуют растворенные органические вещества, соли металлов и токсичные материалы. Раствор откачивается для очистки, концентрат, образовавшийся в фильтре, возвращается на свалку.

Сложенные и уплотненные материалы разлагаются, причем поверхностный слой (толщина достигает 1500 мм) вступает во взаимодействие с кислородом воздуха. Такое разрушение называется аэробным, образующиеся в результате химической катализации вещества не пропускают кислород к нижним слоям отходов. Из-за дефицита окислителя начинается анаэробный распад, в ходе которого происходит выделение смеси метана и углекислого газа (свалочный газ).

Методы утилизации

Распространенные способы утилизации:

1. Термические методы обработки (плазмой или горящим газом) позволяют уничтожать отходы медицинских учреждений. Воздействие высокой температуры уничтожает бактерии, происходит разложение токсичных материалов до безвредных для окружающей среды компонентов.
2. Сортировка отходов с отделением сырья, пригодного для вторичной переработки. Оставшаяся масса сжигается и захоранивается на полигонах.
3. Для утилизации радиоактивных растворов используются методы химической обработки и выпаривания. Оставшийся материал подлежит захоронению в герметичных контейнерах.

Применение плазмы

Плазменная высокотемпературная обработка позволяет перерабатывать жидкие или газообразные вещества с повышенной токсичностью. Процесс происходит в специальной установке (плазматроне), способной поддерживать температуру в рабочей камере на уровне 4000 °С.

За счет воздействия высокой температуры степень утилизации достигает 99,9%. Методика отличается повышенными затратами электроэнергии, поэтому при помощи плазмы утилизируют те материалы, которые невозможно уничтожить другими способами.

Термическая обработка

Существует несколько методик термического уничтожения, позволяющего снизить объем твердых материалов:

1. Жидкофазное окисление, которое производится при нагреве установки до температуры от 150 до 350 °С. Полученный шлак захоранивается или используется в производстве. Например, пепел от переработанных автомобильных покрышек вводится в состав цементной смеси для повышения прочности и влагоустойчивости.
2. Катализ гетерогенного типа, происходящий при температуре до 400 °С. Существуют установки для более глубокой обработки путем нагрева до 600-800 °С.
3. Термическое разложение органических и неорганических материалов (пиролиз), выполняемое путем нагрева компонентов до 1050 °С.
4. Часть отходов разрушается только путем непосредственно огневой обработки (струей горящего газа), при этом рабочая температура в камере достигает 1300 °С.

Инновации в области уничтожения мусора

Методы термического уничтожения отходов под воздействием повышенных температур относятся к инновационным способам утилизации. Другим направлением является снижение количества мусора, который не разлагается естественным путем. Например, разработан пластик на основе крахмала, который при попадании в грунт полностью распадается за 3-4 месяца. Недостатком материала является высокая стоимость и неприятный запах (из-за органической основы).

Поскольку при сжигании мусора требуется установка фильтров, а поддержание высокой температуры приводит к увеличенному расходу газа и электроэнергии, вводится методика предварительной сортировки поставляемых на полигон материалов. Из состава отходов отделяются материалы, пригодные к вторичной переработке, например бой стекла или металлические банки. Полученные остатки имеют меньший объем, что позволяет снизить площадь территории, необходимой для захоронения.

Дезактивация жидкостей

Наибольшую сложность для утилизации представляют жидкости с растворенными радиоактивными материалами. Дезактивация производится физическим или физико-химическим способом. Раствор подвергается воздействию высоких температур, что позволяет отделить воду. Встречается технология глубокой заморозки: вода отделяется от радиоактивных компонентов в виде кристаллов льда. Введение дополнительных химических реактивов позволяет дополнительно отфильтровать примеси от жидкости.

Полученный отстой захоранивается в герметичных емкостях, в которых контролируются температура и давление. Для снижения уровня радиации используется методика химического разложения. В результате воздействия реагентов образуются менее агрессивные или безвредные вещества.