Опыт защиты поверхностных и грунтовых вод от загрязнения

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 628.19 (06)

опыт защиты поверхностных и грунтовых вод от загрязнения

А.С. Ведяшкин, Н.Р. Ахмедова

Рассматривается опыт защиты поверхностных и грунтовых вод от загрязнения при инфильтрации атмосферных осадков на полигонах захоронения твердых отходов.

Ключевые слова: полигон твердых отходов, водозащитный экран, поверхностные воды, грунтовые воды

EXPERIENCE OF PROTECTING SURRFACE AND SOIL WATERS FROM CONTAMINATION

A.S. Vedyashkin, N.R. Ahmedova

Experience of protecting surrface and soil waters from contamination when the atmospheric precipitation infiltering firing range at disposing hard wastes has been considered.

В мировой практике последних лет захоронение твердых бытовых отходов различного происхождения осуществляется на специально отведенных участках с предварительной подготовкой в основании полигона водозащитного экрана. Загрузка отходов поверх экрана ведется послойно с укаткой (трамбовкой) и изоляцией слоев между собой грунтовой прослойкой, которая исключает распространение вредных газов и паров, образующихся в результате разложения отходов [1-2]. Для экономии земельных площадей под полигоны твердых отходов применяют высоконагружаемые полигоны.

При создании водозащитного экрана в основании полигонов стремятся использовать участки с глинистым грунтом, т.е. природным изолирующим слоем. Полигоны большой высоты обладают большей устойчивостью, если их размещать в понижениях рельефа (ложбины, овраги и т.д.) или в искусственных выемках в грунте, возникших в результате открытых горных работ.

В Федеративной Республике Германии, в г.Вирмштале, свалка была устроена на месте отработанного карьера (старые каменоломни) [3-4], что позволило разместить на небольшой площади значительные запасы отходов. Широкое применение находит метод очистки сточных, загрязненных в местах свалок вод, фильтрационных систем обратного осмоса ROCHEM. Первая такая установка начала работу в 1986 г. В системах поток исходной сточной воды разделяется полупроницаемой мембраной на очищенную воду (пермеат) и концентрированный осадок не прошедших через мембрану продуктов (т.н. концентрат).

В настоящее время в ФРГ на свалках работают около 15 систем ROCHEM с контролируемым вводом полученных концентратов в тело свалки и 9 систем в других странах [3-4]. В 40 километрах от Карлсруе, в окрестности г. Gaggenau-Oberweier, на площади 19 га размещается свалка мусора, заполняемая в период с 1986 по 1995 гг. по 100000…200000 т/год. Система ROCHEM работает здесь с 1986 г., выдавая очищенную воду в объеме до 80% от поступающего объема, остальные 20% (концентрат) насосами закачиваются внутрь массива отходов. На свалке, расположенной в 50 км от Дрездена, заскладировано большое количество золы от сжигания твердого топлива на тепловой электростанции. Здесь работает установка - обратноосмотическая система ROCHEM, которая очищает около 70% поступающей загрязненной воды. С 1993г. действует инфильтрационная система подачи концентрата в массив свалки. Ежегодное складирование мусора на свалке, расположенной в 90 км юго-восточнее Гамбурга, оценивается в 60…80 тыс.т. На свалке работает система ROCHEM, производительностью 0,6 /ч. Аналогичная система работает с 1992 г. на свалке (север Германии), где с самого начала получаемый концентрат возвращается в массив свалки.

В 1993 г. введена в строй вторая очередь свалки в г.Лейпциг, основание которой выполнено (в соответствии с требованиями Евросоюза и законодательства ФРГ) с устройством водозащитного экрана. Проектные параметры свалки: объем бытового мусора - 2 млн.т., высота - 40 м.

С позиции возведения противофильтрационных контурных завес, ограждающих доступ грунтовых вод в тело свалки отходов, показателен опыт Австрии. Для локализации грунтовых вод на свалке г.Грац с трех сторон устраивалась «стенка в грунте» шириной 0,6 м.

В Соединенных Штатах Америки для защиты грунтовых вод от загрязнения широко используются геокомпозитные системы. В Нью-Джерси для свалки была использована двойная система, которая состоит из первичной и вторичной геокомпозитных облицовок, включающих слой высокоплотного полиэтилена и два слоя глины, уплотненных в процессе их укладки [4]. В штате Нью-Йорк, вблизи от Ниагарского водопада, применялась трехсторонняя однорядная противофильтрационная завеса, созданная путем нагнетания в скважины различных цементных смесей.

С середины 80-х годов прошлого столетия в мировой практике защиты грунтовых вод и атмосферы от загрязнения на свалках и полигонах активно внедряется применение геосинтетиков. Новые технологии изоляции отходов практикуются в ФРГ, США, Чехии, Италии.

В ФРГ гидроизоляция основания одного из полигонов выполнена материалом Бентофикс (заменитель природной глины) и настилаемой поверх него мембраны Карбофол с защитным слоем от повреждений из геотекстильного материала Секутекс, выше которого размещался дренажный слой из гальки.

В Республике Беларусь в 2006 г. введен в эксплуатацию полигон по захоронению твердых коммунальных и бытовых отходов г.Минска. Полигон «Тростенецкий» оборудован с использованием новейших достижений в обустройстве гидроизоляции и соответствует требованиям современных санитарных норм. Промышленные и бытовые отходы г.Минска ежегодно составляют около 4 млн.. Для их приема и предусмотрен один из новых полигонов площадью около 30 га, рассчитанный на 22,5 года эксплуатации, с планируемой ёмкостью 5,5 млн. при объеме фильтрата 50 тыс. /год. Водозащитный экран выполнен из бетонитового мата (4,2 мм) и мембраны марки Romfoli HDPE (2 мм), поверх которой укладывался слой нетканого геотекстиля. Слой гравия (25 см) и песка (5 см) выполняет роль дренажа.

В Италии [4] при расширении системы утилизации твердых бытовых отходов города-курорта Брешиа был сооружен новый блок, днище и откосы которого были изолированы от грунтов основания с применением геосинтетических материалов - геомембраны HDPE и геосеток Tenax на площади до 40 тыс. при емкости полигона 1 млн..

Примером системного и ответственного подхода к охране вод от загрязнения может служить проект городской свалки г.Уфа (Башкортостан, РФ). Запроектировано возведение следующих гидротехнических сооружений: дамб обвалования и каналов ливневой сети для регулирования поверхностного стока; контурной противофильтрационной завесы; горизонтального трубчатого дренажа, скважинного вертикального дренажа для регулирования подземного стока; прудов-накопителей для сбора загрязненных вод, расположенных в контуре свалки; насосных станций для перекачки вод, собираемых горизонтальным дренажем, на площадку очистных сооружений (пруды-накопители).

С использованием мирового опыта разработан способ защиты грунтовых вод от загрязнения при инфильтрации атмосферных осадков на полигонах твердых отходов [5]. Способ (рисунок) предусматривает возведение противофильтрационной завесы в сочетании с открытыми и закрытыми дренажными устройствами, оборудование сборного резервуара (пруда-отстойника). Отличительной особенностью предложенного способа является выполнение сборного резервуара из отдельных секций, разделенных противофильтрационными завесами, выполнение закрытого дренажного устройства в виде дренажных труб, образующих кольцевой дренаж. Трубы дренажа располагают с внутренней стороны контуров противофильтрационных завес, снабжают их трубами с выводом на поверхность, и используют для подачи воды в секции. Открытый дренаж выполняют в виде канав (каналов), по контуру полигона канавы оборудуют лотками, а уровень грунтовых вод внутри контура полигона поддерживают ниже уровня грунтовых вод за контуром завесы.

Рис. Вертикальный разрез грунтов в основании полигона и прудов в направлении уклона рельефа: 1 - контурная завеса; 2 - всасывающая труба; 3 - секции резервуара; 4 - нагнетательная труба; 5 - полигон отходов; 6 - атмосферные осадки; 7 - пьезометры; 8 - водоотводная канава; 9 - водоносный слой; 10 - дренажные трубы; 11 - водоприемная скважина; 12 - водоупорный слой; 13 - водопоглощающая канава;14 - разделительные завесы;

т 1 - уровень грунтовых вод; 2 - уровень воды в секциях

очистка сточный вода свалка

Другой способ предусматривает создание в грунте, содержащем незначительное количество глинистых частиц, временной противофильтрационной контурной завесы путем введения в грунт вместе с выпадающими осадками солей калия или натрия [6]. Присутствие указанных солей в грунтах, содержащих глинистые частицы, в сотни раз снижает фильтрационные свойства таких грунтов и выполняет роль противофильтрационной завесы.

Опыт защиты поверхностных и грунтовых вод позволяет сделать следующие выводы:

1. Проектирование мер защиты поверхностных и грунтовых вод на полигонах отходов должно базироваться на основе геологических, инженерно-геологических, гидрогеологических и топографических изысканий с учетом климатических условий региона.

2. Новые полигоны следует создавать на землях, имеющих невысокую ценность, по возможности использовать отработанные карьеры и понижения рельефа местности, удалять от естественных и искусственных водотоков.

3. Для создания водозащитных экранов и противофильтрационных завес можно использовать как природные материалы, так и разработанные пленочные покрытия различного функционального назначения, лучше - их комбинацию.

4. Для сбора поверхностных и грунтовых вод, их отвода и накопления можно использовать инженерные сооружения и системы, применяемые в мелиорации.

5. Очистку загрязненных вод, возможно производить на очистных сооружениях, либо на месте расположения свалки, используя установки обратного осмоса и другие фильтры, либо естественные фильтрующие материалы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Банников А.Г. Основы экологии и охрана окружающей среды / А.Г. Банников, А.А. Вакулин, А.К. Рустамов. - М.:Колос, 1999. - 304 с.

2. Дьяконов К.Н. Экологическое проектирование и экспертиза: учебник для вузов / К.Н. Дьяконов, А.В. Дончева. - М., 2002. - 384 с.

3. Минчукова М.Е. Современные системы гидроизоляции источников загрязнения окружающей среды / М.Е. Минчукова // Популярное бетоноведение. - 2008. - № 11. - С. 8- 14.

4. Шлее Ю. Современные технологии строительства полигонов для захоронения отходов с использованием геосинтетических материалов / Ю. Шлее, Х. Н. Никогосов, А. А. Ткачев // Экология и промышленность России. -- 2003. -- №1. - С. 18-22.

5. Пат. 2336206 РФ, МПК В 65 G 5/00. Способ защиты грунтовых вод от загрязнения /А.С. Ведяшкин, В.А. Наумов, Н.Р. Ахмедова (Россия). - № 2007119208.

6. Пат. 2338835 РФ, МПК В 65 G 5/00. Способ защиты грунтовых вод от загрязнения / А.С. Ведяшкин, Н.Р. Ахмедова (Россия). - № 2007115689.

Размещено на Allbest.ru