Что такое свалочные воды фильтрат

Очистка фильтрата полигонов ТБО

Каждый полигон твердых бытовых отходов (ТБО) — биохимический реактор, в ходе эксплуатации которого образуется фильтрат. Речь идет о загрязненных стоках, возникающих в результате инфильтрации атмосферных осадков через тело полигона за счет влажности отходов и биологических процессов деструкции ТБО. Они высокотоксичны и могут привести к ухудшению экологического состояния окружающей флоры и фауны, грунтовых вод, почвы, наземных водоисточников. Именно поэтому вопрос очистки фильтрата актуален и остро стоит перед любым владельцем полигона ТБО.

Что представляет собой фильтрат полигонов ТБО?

Состав фильтрата зависит от срока эксплуатации полигона ТБО. Каждому периоду его жизненного цикла соответствует своя фаза биохимической деструкции отходов, определяющая закономерности формирования количественных характеристик вредных веществ. После короткого этапа аэробного разложения, при котором разлагаются в основном легкобиодеградируемые фракции, наступают две анаэробные стадии:

Как в «молодом», так и в «старом» фильтрате полигона ТБО содержатся следующие токсичные вещества:

Подробный состав и показатели по степени очистки

Точный перечень загрязнений и степень их содержания зависят не только от стадии разложения, но и от фактического состава и состояния отходов, объема поступления грунтовых и поверхностных вод, климата, влажности, инженерной инфраструктуры объекта, предварительной обработки мусора и особенностей его захоронения (степени уплотнения, высоты складирования).

Технология очистки фильтрата полигонов ТБО

Так как фильтрат полигона ТБО имеет сложный химический состав, то для его очистки до требуемых норм применяют многоступенчатую технологию. При этом используют следующие методы:

Сама процедура очистки предполагает сбор фильтрационных вод и их обезвреживание, что происходит либо в месте их образования, либо на муниципальных сооружениях (к ним сточные воды перекачиваются насосной станцией). При этом на финишном этапе потоки фильтрата разделяются: очищенная вода (пермеат) поступает далее на сброс, концентрат направляется на тело полигона ТБО.

В систему сбора входят следующие компоненты:

По итогам очистки происходит удаление большинства химических загрязнений, а также полное устранение микробных, вирусных и паразитарных организмов. В результате снижаются токсичные выбросы и улучшается экологическая ситуация.

Заказать установку очистных сооружений можно в фирме «ТОРОС». Компания предлагает комплексные технологические решения обезвреживания фильтратов с полигонов ТБО, на практике доказавшие свою эффективность.

Источник

Очистка стоков и фильтрата
с полигона ТБО

Состав фильтратов, источники их образования

Самым распространенным способом обращения с твердыми бытовыми отходами (ТБО) являются полигоны и несанкционированные свалки. При их эксплуатации образуется жидкая фаза отходов в виде фильтрационных растворов. Причинами формирования фильтрата служат:

Особенности образования и неравномерность накопления фильтрата в теле полигона, а также структурный состав отходов радикально отличают его от прочих стоков, фильтрационный раствор содержит высокотоксичные соединения. К ним относятся ионы Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Na⁺, соединения аммония, СаСО₃, SO₄²⁻, Cl⁻, микроорганизмы и фенол. Фильтраты содержат также трудноокисляемую органику например азотсодержащие примеси, в результате повышаются значения ХПК.

Химический состав не одинаков для разного структурного состава ТБО и изменяется на каждом возрастном этапе полигона.

Классификация полигонов ТБО по возрастным фазам

В жизненном цикле полигона выделяют следующие фазы биохимического распада ТБО:

Метаногенез делится на две стадии: активный (от 10 до 30 лет) и стабильный ( от 30 до 100 лет).

Формирование “молодого” фильтрата

Аэробная фаза характеризуется рН 6,5-7,2 и длится несколько месяцев. В процессе этой фазы происходит гидролиз и окисление органических соединений с образованием кислот, которые растворяют металлы и переносят их в фильтрат. Кроме того, повышение температуры тела полигона до 80 градусов и присутствие токсичных соединений способствует гибели или снижению активности патогенных микроорганизмов. Образования фильтрата в эту фазу незначительное из-за небольшой ее продолжительности.

Ацетогенная фаза длится от 3 до 10 лет. В этот период продуктами распада ТБО являются органические кислоты, СО₂ и Н₂О, что изменяет кислотность фильтрата рН до 4,5-6,5. Так же повышаются значения ХПК и БПК, а насыщенность ионами тяжелых металлов достигает 70 мг/дм³.

Формирование “старого” фильтрата

Формирование “старого” фильтрата начинается на стадии активного метаногенеза, продолжительность которого до 30 лет от начала закладки полигона. В эту фазу происходит ферментативное разложение кислот, образованных на предыдущем этапе. При этом выделяется значительное количество газов: метана, углекислого газа, меркаптана, аммиака и др. Повышается рН среды до 7,2-8,6. Идет постепенное уменьшение содержания органики, но повышается доля трудно окисляемых соединений (ПАВ, гуматы металлов, гуминовые соединения).

По истечению 30-40 лет от начала складирования ТБО начинается стабилизация биохимических процессов. В это время начинается рекультивационный период в жизненном цикле полигона, наступает стабильная фаза метаногенеза, которая длится до 100 лет. Фаза характеризуется снижением скорости и количества образования метана, а фильтрационные воды становятся основным источником загрязнения. Фильтрат содержит высокую концентрацию трудно окисляемых компонентов, минерализация достигает 7000 мг/дм³.

Выбор технологических схем очистки зависит от химического состава фильтрационных вод.

Источник

Фильтрат

В узком контексте окружающей среды фильтрат представляет собой любой жидкий материал, который стекает с земли или складированного материала и содержит значительно повышенные концентрации нежелательного материала, полученного из материала, через который он прошел.

СОДЕРЖАНИЕ

Фильтрат со свалки [ править ]

Состав фильтрата свалки [ править ]

Управление фильтратом [ править ]

История сбора фильтрата со свалок [ править ]

Предлагаемые места захоронения отходов также должны были быть обоснованы не только географическим, но и научным образом. Многие европейские страны решили выбрать свалки в геологических условиях, свободных от грунтовых вод, или потребовать, чтобы на площадке была инженерная облицовка. Вслед за европейскими достижениями Соединенные Штаты увеличили разработку систем улавливания и сбора фильтрата. Это быстро привело от принципа футеровки к использованию нескольких слоев футеровки на всех свалках (за исключением действительно инертных). [7]

Цели систем сбора фильтрата [ править ]

Основным критерием при проектировании системы фильтрования является то, чтобы весь фильтрат собирался и удалялся со свалки со скоростью, достаточной для предотвращения недопустимого гидравлического напора в любой точке над системой футеровки.

Компоненты систем сбора фильтрата [ править ]

Вкладыши [ править ]

Натуральные и синтетические футеровки могут использоваться как в качестве устройства для сбора, так и в качестве средства для изоляции фильтрата внутри насыпи для защиты почвы и грунтовых вод под ней. Основное беспокойство вызывает способность лайнера сохранять целостность и непроницаемость в течение всего срока службы полигона. Мониторинг подземных вод, сбор фильтрата и облицовка глиной обычно включаются в проектирование и строительство полигона для отходов. Чтобы эффективно удерживать фильтрат на свалке, система футеровки должна обладать рядом физических свойств. Футеровка должна иметь высокую прочность на разрыв, гибкость и безотказное удлинение. Также важно, чтобы лайнер сопротивлялся истиранию, проколу и химическому разложению фильтрата. Наконец, лайнер должен выдерживать перепады температуры и быть черным (чтобы противостоять ультрафиолетовому излучению), легко устанавливаться,и экономичный.

Система дренажа фильтрата [ править ]

Система отвода фильтрата отвечает за сбор и транспортировку фильтрата, собранного внутри футеровки. Размеры, тип и расположение труб должны быть спланированы с учетом веса и давления отходов и транспортных средств. Трубы расположены на полу камеры. Над сетью лежит огромный вес и давление. Для этого трубы могут быть гибкими или жесткими, но соединения для соединения труб дают лучшие результаты, если соединения гибкие. Альтернативой размещению системы сбора под отходами является размещение трубопроводов в траншеях или выше уровня земли.

Сеть сборных трубопроводов системы сбора фильтрата отводит, собирает и транспортирует фильтрат через дренажный слой в отстойник, откуда он удаляется для обработки или утилизации. Трубы также служат в качестве дренажа в дренажном слое, чтобы свести к минимуму скопление фильтрата в слое. Эти трубы имеют прорези под углом 120 градусов, предотвращающие попадание твердых частиц. [8]

Фильтры [ править ]

Фильтрующий слой используется над дренажным слоем при сборе фильтрата. В инженерной практике обычно используются два типа фильтров: гранулированный и геотекстильный. Гранулированные фильтры состоят из одного или нескольких слоев почвы или нескольких слоев, имеющих более крупную градацию в направлении просачивания, чем у почвы, которую необходимо защитить.

Отстойники или колодцы для фильтрата [ править ]

Когда жидкость попадает в ячейку мусорной свалки, она движется вниз по фильтру, проходит через трубопроводную сеть и остается в отстойнике. Поскольку системы сбора запланированы, количество, расположение и размер отстойников имеют жизненно важное значение для эффективной работы. При проектировании отстойников наибольшее внимание уделяется ожидаемому количеству фильтрата и жидкости. В районах, где количество осадков выше среднего, как правило, отстойники большего размера. Еще одним критерием планирования отстойника является учет производительности насоса. Отношение производительности насоса и размера отстойника обратное. Если производительность насоса мала, объем отстойника должен быть больше среднего. Очень важно, чтобы объем отстойника мог удерживать ожидаемый фильтрат между циклами откачки. Эти отношения помогают поддерживать нормальную работу. Отстойные насосы могут работать с заданным временем фазы. Если поток непредсказуем,заранее определенный уровень высоты фильтрата может автоматически включить систему.

Другими условиями планирования отстойника являются техническое обслуживание и спуск насоса.. Сборные трубы обычно переносят фильтрат под действием силы тяжести в один или несколько отстойников, в зависимости от размера осушаемой площади. Фильтрат, собранный в отстойнике, удаляется перекачкой в ​​транспортное средство, в хранилище для последующего забора или в очистное сооружение на месте. Размеры отстойника зависят от количества собираемого фильтрата, производительности насоса и минимальной просадки насоса. Объем отстойника должен быть достаточным для удержания максимального количества фильтрата, ожидаемого между циклами насоса, плюс дополнительный объем, равный минимальному объему откачки насоса. Размер отстойника также должен учитывать требования к размерам для проведения работ по техническому обслуживанию и осмотру. Отстойные насосы могут работать с заданным временем цикла или, если поток фильтрата менее предсказуем,насос может автоматически включаться, когда фильтрат достигает заданного уровня.

Мембрана и сборник для лечения [ править ]

Все мембраны имеют ограниченную пористость, поэтому со временем через мембрану будут проходить небольшие объемы фильтрата. Конструкция мембран свалки рассчитана на такие низкие объемы, что они никогда не должны оказывать заметного отрицательного воздействия на качество принимаемых грунтовых вод. Более значительным риском может быть отказ или отказ от системы сбора фильтрата. Такие системы подвержены внутренним сбоям, поскольку свалки подвергаются значительным внутренним перемещениям, поскольку отходы разлагаются неравномерно и, таким образом, изгибаются и деформируются трубы. Если система сбора фильтрата выйдет из строя, уровень фильтрата будет медленно увеличиваться на участке и может даже перекрыть содержащую мембрану и вытечь в окружающую среду. Повышение уровня фильтрата может также смачивать массы отходов, которые ранее были сухими, вызывая дальнейшее активное разложение и образование фильтрата. Таким образом,то, что кажется стабилизированным и неактивным участком, может быть повторно активировано и возобновить значительную добычу газа и продемонстрировать значительные изменения в готовых уровнях грунта.

Повторное закачивание на свалку [ править ]

Одним из методов управления фильтратом, который был более распространен на неизолированных участках, была рециркуляция фильтрата, при котором фильтрат собирался и повторно закачивался в массу отходов. Этот процесс значительно ускорил разложение и, следовательно, образование газа, а также оказал влияние на преобразование некоторого объема фильтрата в свалочный газ и уменьшение общего объема фильтрата для утилизации. Однако он также имел тенденцию к значительному увеличению концентрации загрязняющих материалов, что затрудняло обработку отходов. [9]

Лечение [ править ]

Обработка обратным осмосом также ограничена, что приводит к низкому извлечению и загрязнению мембран обратного осмоса. Применимость обратного осмоса ограничена проводимостью, органическими веществами и отложениями неорганических элементов, таких как CaSO4, Si и Ba.

Удаление в канализацию [ править ]

Однако на стареющих полигонах твердых бытовых отходов это может не быть проблемой, поскольку pH возвращается к нейтральному после начальной стадии ацидогенного разложения фильтрата. Многие канализационные предприятия ограничивают максимальную концентрацию аммиачного азота [11] в своих коллекторах до 250 мг / л, чтобы защитить рабочих, обслуживающих канализацию, поскольку максимальный предел безопасности труда ВОЗ будет превышен при pH выше 9-10, что часто является самым высоким допустимым уровнем pH. сточные воды.

Многие старые потоки фильтрата также содержат различные синтетические органические вещества и продукты их разложения, некоторые из которых могут нанести серьезный ущерб окружающей среде.

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Современные исследования в области методов оценки и технологий устранения экологических проблем, возникающих в результате выщелачивания свалок, были рассмотрены в статье, опубликованной в журнале Critical Reviews in Environmental Science and Technology. [12]

Также сообщалось о возможной экологической угрозе для водной среды из-за наличия органических микрозагрязнителей в сырых и очищенных сточных водах со свалок. [5] [13]

Проблемы и сбои с системами сбора [ править ]

В системах сбора фильтрата может возникнуть множество проблем, включая засорение грязью или илом. Биоблокирование может усугубляться ростом микроорганизмов в канале. Условия в системах сбора фильтрата идеальны для размножения микроорганизмов. Химические реакции в фильтре также могут вызвать засорение из-за образования твердых остатков. Химический состав фильтрата может ослабить стенки трубы, которые затем могут выйти из строя.

Другие типы фильтрата [ править ]

В недавних исследованиях также сообщалось о возможном риске для водной среды из-за наличия органических микрозагрязнителей в сырых или обработанных продуктах выщелачивания со свалок. [ необходима цитата ]

Источник

Фильтрат

В узком контексте окружающей среды фильтрат представляет собой любой жидкий материал, который стекает с земли или складированного материала и содержит значительно повышенные концентрации нежелательного материала, полученного из материала, через который он прошел.

Содержание

Фильтрат свалки [ править ]

Состав фильтрата свалки [ править ]

Управление фильтратом [ править ]

История сбора фильтрата на полигоне [ править ]

Предлагаемые места захоронения отходов также должны были быть обоснованы не только географическим положением, но и с научной точки зрения. Многие европейские страны решили выбрать свалки в геологических условиях, свободных от грунтовых вод, или потребовать, чтобы на площадке была инженерная облицовка. Вслед за европейскими достижениями Соединенные Штаты увеличили разработку систем улавливания и сбора фильтрата. Это быстро привело к переходу от футеровки к использованию нескольких слоев футеровки на всех свалках (за исключением действительно инертных). [7]

Цели систем сбора фильтрата [ править ]

Основным критерием при проектировании системы фильтрования является то, чтобы весь фильтрат собирался и удалялся со свалки со скоростью, достаточной для предотвращения недопустимого гидравлического напора в любой точке над системой футеровки.

Компоненты систем сбора сточных вод [ править ]

Вкладыши [ править ]

Натуральные и синтетические футеровки могут использоваться как в качестве устройства для сбора, так и в качестве средства изоляции фильтрата внутри насыпи для защиты почвы и грунтовых вод под ней. Главное беспокойство вызывает способность лайнера сохранять целостность и непроницаемость в течение всего срока службы полигона. Мониторинг подземных вод, сбор фильтрата и облицовка глиной обычно включаются в проектирование и строительство полигона для отходов. Чтобы эффективно удерживать фильтрат на свалке, система футеровки должна обладать рядом физических свойств. Футеровка должна иметь высокую прочность на разрыв, гибкость и безотказное удлинение. Также важно, чтобы вкладыш был устойчивым к истиранию, проколам и химическому разложению фильтрата. Наконец, лайнер должен выдерживать перепады температур и быть черным (чтобы противостоять ультрафиолетовому излучению), легко устанавливаться,и экономичный.

Футеровки из геосинтетической глины представляют собой комбинированные лайнеры. Одним из преимуществ использования облицовки из геосинтетической глины (GCL) является возможность заказать точное количество облицовки. Заказ точных сумм у производителя предотвращает излишки и перерасход. Еще одно преимущество GCL состоит в том, что облицовку можно использовать в местах, где отсутствует надлежащий источник глины. С другой стороны, ГКЛ тяжелые и громоздкие, а их установка очень трудоемка. В дополнение к тому, что в нормальных условиях установка является трудной и трудной, ее можно отменить во влажных условиях, поскольку бентонит поглощает влагу, что делает работу еще более обременительной и утомительной.

Система дренажа фильтрата [ править ]

Система отвода фильтрата отвечает за сбор и транспортировку фильтрата, собранного внутри футеровки. Размеры, тип и расположение труб должны быть спланированы с учетом веса и давления отходов и транспортных средств. Трубы расположены на полу камеры. Над сетью лежит огромный вес и давление. Для этого трубы могут быть гибкими или жесткими, но соединения для соединения труб дают лучшие результаты, если соединения гибкие. Альтернативой размещению системы сбора под отходами является размещение трубопроводов в траншеях или выше уровня земли.

Сеть сборных трубопроводов системы сбора фильтрата отводит, собирает и транспортирует фильтрат через дренажный слой в отстойник, откуда он удаляется для обработки или утилизации. Трубы также служат в качестве дренажа в дренажном слое, чтобы свести к минимуму скопление фильтрата в слое. Эти трубы имеют прорези под углом 120 градусов, предотвращающие попадание твердых частиц. [8]

Фильтры [ править ]

Слой фильтра используется над дренажным слоем при сборе фильтрата. В инженерной практике обычно используются два типа фильтров: гранулированный и геотекстильный. Гранулированные фильтры состоят из одного или нескольких слоев почвы или нескольких слоев, имеющих более крупную градацию в направлении фильтрации, чем у почвы, которую необходимо защитить.

Отстойники или колодцы для фильтрата [ править ]

Когда жидкость попадает в ячейку мусорной свалки, она движется вниз по фильтру, проходит через трубопроводную сеть и остается в отстойнике. Поскольку системы сбора запланированы, количество, расположение и размер отстойников имеют решающее значение для эффективной работы. При проектировании отстойников в первую очередь следует учитывать ожидаемое количество фильтрата и жидкости. В районах, где количество осадков выше среднего, как правило, отстойники большего размера. Еще одним критерием планирования отстойника является учет производительности насоса. Отношение производительности насоса и размера отстойника обратное. Если производительность насоса мала, объем отстойника должен быть больше среднего. Очень важно, чтобы объем отстойника мог хранить ожидаемый фильтрат между циклами откачки. Эти отношения помогают поддерживать нормальную работу. Погружные насосы могут работать с заранее установленным временем фазы. Если поток непредсказуем,заданный уровень высоты фильтрата может автоматически включить систему.

Другими условиями планирования отстойника являются техническое обслуживание и спуск насоса.. Сборные трубы обычно направляют фильтрат под действием силы тяжести в один или несколько отстойников, в зависимости от размера осушаемой площади. Фильтрат, собранный в отстойнике, удаляется перекачкой в ​​транспортное средство, в помещение для хранения для последующего забора или на очистное сооружение на месте. Размеры отстойника зависят от количества собираемого фильтрата, производительности насоса и минимальной просадки насоса. Объем отстойника должен быть достаточным для удержания максимального количества фильтрата, ожидаемого между циклами насоса, плюс дополнительный объем, равный минимальному объему откачки насоса. Размер отстойника также должен учитывать требования к размерам для проведения работ по техническому обслуживанию и проверке. Отстойные насосы могут работать с заданным временем цикла или, если поток фильтрата менее предсказуем,насос может автоматически включаться, когда фильтрат достигает заданного уровня.

Мембрана и сборник для лечения [ править ]

Все мембраны имеют ограниченную пористость, так что со временем через мембрану будут проходить небольшие объемы фильтрата. Конструкция мембран для захоронения отходов рассчитана на такие низкие объемы, что они никогда не должны оказывать заметного отрицательного воздействия на качество принимаемых грунтовых вод. Более значительным риском может быть отказ или отказ от системы сбора фильтрата. Такие системы подвержены внутренним сбоям, поскольку на свалках происходят большие внутренние перемещения, поскольку отходы разлагаются неравномерно и, таким образом, изгибаются и деформируются трубы. Если система сбора фильтрата выйдет из строя, уровень фильтрата будет медленно увеличиваться на участке и может даже перекрыть содержащую мембрану и вытечь в окружающую среду. Повышение уровня фильтрата может также смачивать массы отходов, которые ранее были сухими, вызывая дальнейшее активное разложение и образование фильтрата. Таким образом,то, что кажется стабилизированным и неактивным участком, может снова активироваться и возобновить значительную добычу газа и продемонстрировать значительные изменения в готовых уровнях грунта.

Повторное закачивание на свалку [ править ]

Одним из методов управления фильтратом, который был более распространен на неизолированных участках, была рециркуляция фильтрата, при котором фильтрат собирался и повторно закачивался в массу отходов. Этот процесс значительно ускорил разложение и, следовательно, производство газа, а также оказал влияние на преобразование некоторого объема фильтрата в свалочный газ и уменьшение общего объема фильтрата для утилизации. Однако он также имел тенденцию к значительному увеличению концентрации загрязняющих материалов, что затрудняло обработку отходов. [9]

Лечение [ править ]

Обработка обратным осмосом также ограничена, что приводит к низкому восстановлению и загрязнению мембран обратного осмоса. Применимость обратного осмоса ограничена проводимостью, органическими веществами и отложениями неорганических элементов, таких как CaSO4, Si и Ba.

Удаление в канализацию [ править ]

Однако на стареющих полигонах твердых бытовых отходов это может не быть проблемой, так как pH возвращается к нейтральному после начальной стадии ацидогенного разложения фильтрата. Многие канализационные предприятия ограничивают максимальную концентрацию аммиачного азота [11] в своих коллекторах до 250 мг / л для защиты рабочих, обслуживающих канализацию, поскольку максимальный предел безопасности труда ВОЗ будет превышен при pH выше 9-10, что часто является самым высоким допустимым уровнем pH сточные воды.

Многие старые стоки сточных вод также содержат различные синтетические органические вещества и продукты их разложения, некоторые из которых могут нанести серьезный ущерб окружающей среде.

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Современные исследования в области методов оценки и технологий устранения экологических проблем, возникающих в результате выщелачивания свалок, были рассмотрены в статье, опубликованной в журнале Critical Reviews in Environmental Science and Technology. [12]

Также сообщалось о возможной экологической угрозе для водной среды из-за наличия органических микрозагрязнителей в сырых и очищенных сточных водах со свалок. [5] [13]

Проблемы и сбои с системами сбора [ править ]

В системах сбора фильтрата может возникнуть множество проблем, включая засорение грязью или илом. Биоблокирование может усугубляться ростом микроорганизмов в канале. Условия в системах сбора сточных вод идеальны для размножения микроорганизмов. Химические реакции в фильтрате могут также вызвать засорение из-за образования твердых остатков. Химический состав фильтрата может ослабить стенки трубы, которые затем могут выйти из строя.

Другие типы фильтрата [ править ]

В недавних исследованиях также сообщалось о возможном риске для водной среды из-за наличия органических микрозагрязнителей в сырых или обработанных продуктах выщелачивания со свалок. [ необходима цитата ]

Источник