Техника и технологии захоронения ТБО

В то же время возможность реализации эффективных методов управления отходами в условиях рыночной экономики достигается путем государственного регулирования указанной сферы деятельности через национальное законодательство. Одним из недостатков законодательства Российской Федерации является преоб­ладание правовых норм ограничительного и запретительного характера, направленных на обеспечение экологической безопасности при обращении с отходами, в то время как вопросам организации и управления потоками отходов не уделяется должное внимание.
В результате чего данный правовой дисбаланс привел к ситуации, когда управление потоками отходов сводится к простому удалению их от мест образования к местам их захоронения, что, в свою очередь, приводит к безвозвратным потерям ценных сырьевых компонентов (рис. 1).
Из данных на рис. 1 следует, что в процентном отношении от количест­ва всех образовавшихся отходов по годам объемы вовлекаемых отходов в хозяйственный оборот остаются на достаточно низком уровне. При этом необходимо отметить, что объем образующихся твердых коммунальных (бытовых) отходов (далее – ТБО) составляет порядка 1-3 % общего объе­ма образующихся в Российской Федерации отходов производства и потребления.
Наряду с этим наиболее сложная ситуация как раз сложилась в области обращения с ТБО в связи с тем, что до 95 % всех образующихся ТБО нап­равляется на захоронение, приводя к изъятию значительных площадей земель вокруг населенных пунк­тов и, как уже было отмечено, к безвозвратным потерям ценных сырьевых компонентов (рис. 2).
На рис. 2 представлена ситуационная карта-схема расположения наиболее крупных полигонов захоронения ТБО вокруг г. Москвы. Причем большинство объектов захоронения ТБО не обес­печивают защиту окружаю­щей среды от негативного воздействия размещаемых отходов, а декларируемые в проектах строи­тельства, эксплуатации и рекультивации сложные инженерно-технические решения для защиты окружающей среды практически не исполняются.
Таким образом, возникает необ­ходимость рассмотреть основные требования, предъявляемые при проектировании, строительстве, эксплуатации и рекультивации полигонов захоронения ТБО, основные виды негативного воздействия на окружающую среду полигонов захоронения ТБО и методы защиты окружающей среды при их эксплуатации.
Требования, предъявляемые при проектировании, строительстве, эксплуатации и рекультивации полигонов захоронения ТБО, в достаточной степени хорошо известны, а для технологий и оборудования, обеспечивающих экологически безопасное захоронение ТБО, были разработаны соответствующие методики по проек­тированию и эксплуатации таких устройств.
Основными требованиями к проек­тированию и строительству полигонов захоронения ТБО являются [2, 3]:
- положительное заключение государственной экологической экспертизы [4];
- расстояние до водозаборов не менее 1 км;
- расстояние до аэродромов не менее 15 км;
- отсутствие природоохранных зон на расстоянии 500 м;
- устройство непроницаемых экранов в основании котлована с коэффициен­том фильтрации 10-9 м/с;
- устройство систем сбора и обезвреживания полигонного биогаза и фильтрата.
Основными видами негативного воздействия на окружающую среду, которое оказывают полигоны захоронения ТБО, являются:
- загрязнение атмосферного воздуха, основным загрязнителем является полигонный биогаз – конечный продукт биотермического распада органической составляющей отходов, в результате жизнедеятельности различных типов и видов микроорганизмов;
- загрязнение подземных и поверхностных вод, основным загрязнителем является фильтрат – продукт взаимодействия природных осадков, проникающих в тело полигона, с отходами и продуктами жизнедеятельности различных типов и видов мик­роорганизмов;
- загрязнение почв вокруг полигона захоронения ТБО тяжелыми металлами.
Качественное и количественное изменение состава биогаза и фильтрата определяется различными стадиями деструкции биоразлагаемых отходов. В соответствии с современными представлениями анаэробное превращение практически любого вида биоразлагаемого вещества в метан включает четыре взаимосвязанные стадии:
- стадия ферментативного гидролиза (расщепления) сложных органических веществ (углеводов, белков, жиров) с образованием более простых растворимых веществ (мономеров, аминокислот и других);
- стадия кислотообразования (кислотогенная стадия – кислотогенез) с образованием летучих жирных кислот, спиртов, водорода, углекислого газа, аммиака, сероводорода и других;
- ацетогенная стадия (ацетогенез) – стадия превращения жирных кислот и других в уксусную кислоту, диссоциирующую на анион ацетата и ка­тион водорода;
- метаногенная стадия (метаногенез), с образованием метана из уксусной кислоты и ацетата, а также в результате реакции восстановления углекислого газа водородом.
Несмотря на схожесть процессов биологического разложения отходов в толщи полигона захоронения ТБО с процессами сбраживании осадков сточных вод в метантенках, состав полигонного биогаза отличается от биогаза, получаемого в метантенках (таблица 1).
Фильтрат полигонов захоронения ТБО наряду с полигонным биогазом имеет не менее специфический состав и отличается высокими показателями БПК5 и ХПК, а также их отношением, что свидетельствует о необходимос­ти применения специальной техники и технологий, которые способны предотвратить негативное воздействие на окружающую среду содержащихся в полигонном биогазе и фильтрате опасных компонентов.
Техника и технология обезвреживания полигонного биогаза в зависимости от целей использования и требований нормативно-правовой базы в области охраны окружающей среды для воздушного бассейна и противопожарной безопасности прилегающей территории может быть представлена следующей структурной схемой (рис. 3).
Методы обезвреживания полигонного биогаза подразделяются на два крупных направления – использование в энергетических целях и предотвращение образования полигонного биогаза путем перевода анаэробных условий биотермического распада органической составляющей отходов в аэробные условия. 

При этом необходимо отметить, что каждый метод, реализующий то или иное направление, можно отнес­ти к активному или пассивному методу.
Активный метод в своей основе использует внешний источник энергии  для осуществления выбранного направления в отличие от пассивного метода, который использует естест­венные условия, возникающие в процессе эксплуатации полигона захоронения ТБО (разность температур, избыток давления и другие).
На ряду с физико-химическими методами, также возможно использовать методы биологической очистки, но в виду климатических условий нашей страны данные методы практически не применимы.
Все перечисленные методы, как для обезвреживания полигонного биогаза, так и для фильтрата с полигонов ТБО ввиду отсутствия экономических стимулов, закрепленных в нормативных правовых актах Российской Федерации, в настоящий момент на объектах захоронения ТБО практически не применяются или существуют в опытно-промышленном исполнении.
Наряду с этим необходимо отметить, что отсутствуют и экономичес­кие стимулы по вовлечению отходов в хозяйственный оборот, в том числе по внедрению раздельного сбора ТБО от населения, что еще больше усугубляет сложившуюся ситуацию в области обращения с отходами.
Выходом из сложившейся ситуации может служить устранение правового дисбаланса, о котором шла речь в самом начале статьи, и внесение соответствующих изменений в нормативные правовые акты Российской Федерации в области обращения с отходами в целях экономического стимулирования указанной деятельности. 
Список литературы
1. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды.
2. СанПиН 2.1.7.1322-03 Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления.
3. СанПиН 2.1.7.1038-01 Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов.
4. Федеральный закон от 23 ноября 1995 г. № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе».
5. Методика расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов ТБО. – М. : АКХ им. Памфилова, 2004. – 12 с.
6. Гонопольский А.М., Николайкина Н.Е., Миташова Н.И., Кушнир К.Я. Экспериментальное исследование состава фильтрата полигона ТБО и технология его реагентного обезвреживания. – М. : МГУИЭ, 2009. – 11 с.