Метод снижения антропогенного воздействия полигонов твердых бытовых отходов на окружающую среду тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат технических наук Юрьев, Юрий Юрьевич

• Юрьев, Юрий Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Юрьев, Юрий Юрьевич

Введение

ГЛАВА 1. ПОЛИГОНЫ ТВЁРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ.

1.1. Современные масштабы проблемы твёрдых бытовых 9 отходов.

1.2. Устройство полигонов ТБО.

1.3. Водный баланс полигонов ТБО.

1.4. Химический состав ФВ.

1.5. Микробиологический состав.

1.6. Технологии очистки фильтрационных вод.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, АППАРАТУРА И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Характеристика Волгоградского полигона захоронения 38 ТБО.

2.2. Материалы и методы исследования.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ФВ.

3.1. Исследование неорганического состава фильтрата.

3.2. Исследование органического состава фильтрата

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

БИОХИМИЧЕСКОГО МЕТОДА ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ВОД ПОЛИГОНОВ ТБО.

4.1. Очистка фильтрационных вод в аэробных условиях.

4.2. Исследование причин вспухания активного ила при 57 аэробной биологической очистке ФВ полигона ТБО г. Волгограда.

ГЛАВА 5. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА БИОЛОГИЧЕСКОЙ 62 ОЧИСТКИ ФВ ПОЛИГОНОВ ТБО. 5.1. Электрохимическая обработка фильтрата ТБО.

5.1.1. Основные металлы, инициирующие процесс деления 69 * нитчатых микроорганизмов.

5.1.2. Подбор условий для лабораторного моделирования процесса электрохимической обработки ФВ.

ГЛАВА 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛЕЧИНЫ ПРЕДОТВРАЩЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод снижения антропогенного воздействия полигонов твердых бытовых отходов на окружающую среду»

Актуальность проблемы. Проблема утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) является одной из острых и близкой к критической для большинства городских комплексов России. Анализ современных технологий утилизации твердых бытовых отходов показал, что в последние десятилетия, как в нашей стране, так и за рубежом, широкое применение находит такой метод, как складирование ТБО на специально оборудованных полигонах. Вместе с тем, в период строительства и эксплуатации сами полигоны становятся источником негативного воздействия на окружающую среду застроенных территорий.

Рассматривая в этом аспекте полигон ТБО, можно отметить, что одним из основных видов его антропогенного воздействия (40-45%) является загрязнение подземных и поверхностных вод, почв и подстилающих фунтов фильтратом полигона. Источники образования фильтрата - поступающие в толщу полигона атмосферные осадки, а также влага, содержащаяся в самих отходах. Образующийся фильтрат характеризуется высоким (в сотни раз превышающим ПДК) содержанием токсичных органических и неорганических веществ. Несмотря на то, что абсолютное количество фильтрата незначительно, из-за высоких концентраций загрязняющих веществ он представляет серьёзную угрозу для окружающей среды населенных пунктов.

Поэтому разработка методов снижения антропогенного воздействия фильтрационных вод полигонов ТБО и внедрение их в практику проектирования, строительства и эксплуатации этих инженерных сооружений является актуальной задачей.

Работа выполнялась в рамках программы «Отходы» Федеральной целевой программы «Экология и природные ресурсы России (2002 - 2010 годы)», а также в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Цель работы - снижение антропогенного воздействия полигонов ТБО на окружающую среду застроенных территорий посредством применения в практике проектирования, строительства и эксплуатации разработанного метода очистки фильтрационных вод.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- оценка полигонов ТБО как источников загрязнения атмосферного воздуха, почв, подземных и поверхностных вод;

- анализ существующих технологий очистки фильтрационных вод;

- исследование химического состава ФВ полигона ТБО на примере г. Волгограда;

- экспериментальные исследования по оценке эффективности применения аэробного метода очистки фильтрационных вод на модельных и реальных растворах;

- экспериментальные исследования по оценке эффективности применения предварительной электрохимической обработки ФВ;

- разработка технологической схемы обезвреживания фильтрационных вод полигона ТБО; оценка эколого-экономического эффекта от внедрения технологической схемы очистки фильтрационных вод на новых полигонах ТБО.

Основная идея работы состоит в повышении экологической безопасности полигонов ТБО посредством разработки эффективного и экономически оправданного метода очистки фильтрационных вод полигонов ТБО.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, натурные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПК, лабораторные и опытно-промышленные исследования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и опытно-промышленных условиях.

Научная новизна работы:

- определен состав фильтрационных вод (на примере одного из пяти полигонов ТБО города Волгограда), обусловливающий негативное воздействие на окружающую среду застроенных территорий;

- экспериментально выявлены основные факторы низкой эффективности аэробной биологической очистки фильтрата полигонов ТБО вызывающие вспухание активного ила;

- экспериментально установлены условия повышения качества аэробной биологической очистки - предварительная электрохимическая обработка ФВ;

- определены рациональные параметры электрохимической обработки, способствующие повышению эффективности аэробной биологической очистки ФВ;

- проведен анализ факторов, определяющих эколого-экономический эффект.

Практическое значение работы:

- разработана и рекомендована к практическому внедрению технологическая схема процесса обезвреживания ФВ, позволяющая на 40 -45% снизить антропогенное воздействие на окружающую среду застроенных территорий полигонов ТБО; разработан электрохимический способ удаления соединений, снижающих эффективность аэробной биологической очистки, внедрение которого позволяет снизить концентрации токсичных веществ в фильтрате на 85-87%.

Реализация результатов работы:

- рекомендации по снижению экологической опасности полигонов ТБО и проектированию системы очистки фильтрата использованы при эксплуатации полигона ТБО Городищенского района г. Волгограда;

- материалы диссертационной работы использованы кафедрой ВиВ ВолгГАСУ в курсах лекций и дипломном проектировании при подготовке инженеров по специальностям 330200 «Инженерная защита окружающей среды» и 290800 «Водоснабжение и водоотведение».

На защиту выносятся: результаты анализа состава фильтрационных вод исследуемого полигона ТБО г. Волгограда, обусловливающего негативное воздействие на окружающую среду застроенных территорий; результаты исследования по выявлению причин низкой эффективности аэробной биологической очистки фильтрата полигонов ТБО; установленные условия повышения качества аэробной биологической очистки для снижения антропогенного воздействия полигонов ТБО на окружающую среду застроенных территорий в результате использования электрохимической обработки ФВ; результаты исследований по определению параметров и условий проведения эффективной электрохимической обработки ФВ. Апробация работы. Основные положения и результаты докладывались и получили одобрение на: Международной научно — практической конференции «Архитектура, строительство, экология» (г. Волгоград, 2002г.), VII, VIII региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области по экологии (г. Волгоград, 2002, 2003гг.), научно-практической конференции, посвященной 70 - летию ФГУП «НИИ ВОДГЕО» (г. Москва, 2004г.), ежегодных научно-технических конференциях Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 124 страниц, в том числе: 106 страниц - основной текст, содержащий 18 таблиц на 22 страницах, 7 рисунков на 7 страницах, список литературы из 105 наименований на 10 страницах, 1 приложение на 7 страницах.

Заключение диссертации по теме «Экология», Юрьев, Юрий Юрьевич

ВЫВОДЫ:

1. Исследован состав фильтрационных вод полигона твёрдых бытовых отходов (на примере одного из пяти полигонов ТБО г. Волгограда), обусловливающий негативное воздействие на окружающую среду застроенных территорий.

2. Экспериментально выявлены основные факторы (высокие концентрации тяжёлых металлов, хлорорганических соединений, присутствующих в ФВ), обусловливающие снижение эффективности биологической очистки фильтрата полигонов ТБО вследствие вспухания активного ила.

3. Разработан электрохимический способ удаления соединений, снижающих эффективность аэробной биологической очистки, внедрение которого позволяет снизить концентрации токсичных веществ в фильтрате на 85-87%.

4. Определены рациональные условия электрохимической подготовки фильтрационных вод, способствующие повышению эффективности аэробной биологической очистки фильтрата и снижению негативного воздействия полигонов ТБО на окружающую среду населенных пунктов.

5. Разработана и рекомендована к практическому внедрению технологическая схема процесса обезвреживания ФВ, позволяющая на 40 — 45% снизить антропогенное воздействие на окружающую среду за строенных территорий полигонов ТБО.

6. Предполагаемый эколого-экономический эффект в результате применения разработанного метода очистки ФВ на примере Волгоградского полигона ТБО ориентировочно составил 1,6 млн. руб./год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная задача снижения антропогенного воздействия на окружающую среду фильтрационных вод полигонов ТБО посредством разработки эффективного метода очистки ФВ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Юрьев, Юрий Юрьевич, 2005 год

1. Экологическая биотехнология / Под ред.К.Ф. Фостера. Л.:Химия,1990. 383с.

2. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды

3. Российской Федерации в 1999 году». М., 2000. 580с.

4. Гухман Г.А. Свалки в Москве.//Энергия: Экон., техн., экол. 1998. №9.с.28-31.

5. Е. Е. Мариненко, Ю. Л. Беляева, Г. П. Комина. Тенденции развития систем сбора и обработки дренажных вод и метаносодержащего газа на полигонах твердых бытовых отходов: Отечественный и зарубежный опыт. СПб.: Недра, 2001. 160с.

6. Гелетуха Г.Г., Марценюк З.А. Обзор технологий добычи и использования биогаза на свалках твердых бытовых отходов и перспективы их развития в Украине.//Экотехнологии и ресурсосбережение. 1999. №4. С.7-13.

7. Taschenbuch der Wasserwirtschaft / НУ Brettschneider, К. Lecher, М. Schmidt. Hamburg, Berlin: Parey, 1993. 980 S.

8. Рязнощик B.B. (1981) Проектирование и эксплуатация полигонов длятвердых бытовых отходов. М.: Стройиздат., 104 с.

9. Перелыгин В. М. и Разнощик В. В. (1977) Гигиена почвы и санитарнаяочистка населенных мест. М.: Медицина, 198 с.

10. Разнощик В.В. (1976) Огнем и микробами. М.: Стройиздат, 96 с.

11. Разнощик В.В. и Абрамов Н.Ф. (1980) Некоторые вопросы очисткифильтрата твердых бытовых отходов с помощью экрана из суглинков.

12. Промышленные и полевые методы обезвреживания и переработкигородских отходов. Науч. тр. АКХ им. К.Д. Памфилова. Вып. 176. М.:1. АКХ, с. 63-70.

13. Прокопов В.А., Толстопятова Т.В. и Мактаз Э.Д. (1995) Пути решения проблемы очистки фильтрата свалки твердых бытовых отходов г.12.