Методы и технологии экологической реабилитации (переработка ТБО, очистка промышленных стоков и др.)

Сточные воды с полигонов захоронения бытовых отходов вследствие разнообразия потенциальных загрязнителей, должны быть подвергнуты тщательной очистке. Сточные воды очищают от примесей механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и термическими методами. Все эти методы могут работать в режиме рекуперации идеструкции. Первый режим предусматривает извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку ценных веществ. Второй – разрушение загрязняющих веществ путем окисления или восстановления и последующее удаление этих продуктов из воды вгазов или осадков. Очищенную сточную воду перед выпуском в водоем подвергают дезинфекции для уничтожения болезнетворных микроорганизмов. Технология очистки сточных вод развивается в направлении интенсификации процессов биологической очистки, сочетания биологической очистки с физико-химической доочисткойчто дает глубоко очищенные сточные воды. В результате механической очистки, которая может быть локальной или в составе общих сооружений, из сточной воды удаляются нерастворимые — взвешенные и плавающие — коллоидные загрязнения. Из существующих механических методов очистки промышленных стоков с целью осветления воды наиболее простым является ее отстаивание.Крупные загрязнения задерживаются решетками, минеральные (песок, шлак) — мелкоячеистыми сетками, основная масса нерастворимых загрязнителей задерживается в отстойниках. Для удаления плавающих загрязнителей применяют жироловки, нефтеловушки, маслоотделители и др., а также флотаторы, в которых пузырьки воздуха поднимают флотируемые вещества на поверхность и удаляют их. Химические методы очистки применяют для удаления из сточных вод растворимых примесей. Наиболее распространенные методы: нейтрализации, осаждения и окисления.Биохимические методы считаются основными для обезвреживания органических примесей, которые окисляются микроорганизмами, то есть происходит минерализация органического вещества в процессе использования его в качестве питания микроорганизмами (аэробные процессы). Эти процессы могут проходить в естественных условиях, например на полях фильтрации, где содержится микробная масса (например, активныйил).Организмы систем биологической очистки воды или воздуханаходятся в специальных аппаратах в виде активногоила или биопленки. Активный ил состоит в среднем из 12 видоворганизмов — бактерий, простейших, грибов, личиноки пр. Используются как аэробные, так и анаэробные организмы.На рис. 3(стр. 17) в качестве примера приведена технологическаясхема биохимической очистки сточных вод. Загрязненная(сточная) вода очищается от взвешенных частиц в отстойнике1 и поступает в предаэратор 2. Туда же подается часть активногоила (около 10 % общего расхода) и воздух. Примерно20 мин воздух перемешивает активный ил с водой, после чегомесь подается в главный аппарат очистки — аэротенк 3.Время нахождения воды в аэротенке 3 выбирается достаточнымдля того, чтобы организмы активного ила переработали(разложили) загрязняющие вещества. Потребляя загрязненияв пищу, организмы быстро размножаются, и объем активногоила увеличивается.Рис. 3. Технологическаясхемабиохимическойочисткисточныхвод:1 —первичныйотстойник; 2 —предаэратор; 3 —аэротенк; 4 —вторичныйотстойникИз аэротенка 3 смесь воды и ила поступает во вторичныйотстойник 4, а оттуда очищенная и отстоявшаяся вода можетсбрасываться в природный водоем либо вновь использоватьсядля производственных нужд. Активный ил со дна отстойника4 возвращается в технологический процесс (в аппараты 2 и 3),а его избыток вывозится на специально оборудованные иловыеплощадки. Избыточный ил можно использовать в качествеудобрения, для подкормки скота и др.После биологической очистки могут остаться органические вещества, плохо усваиваемые микробами. Лучший способ их удаления — адсорбция активированным углем. Это весьма эффективный метод, он позволяет очистить сточные воды до БПК < 1 мг/мл (меньше ГОСТа). Метод имеет сравнительно простое аппаратурное оформление.Адсорбция активированным углем эффективна для большинства органических соединений и используется для очистки бытовых стоков.Сточные воды полигонов ТБО Фильтрат полигонов ТБО представляет собой темную, бурую, резко пахнущую жидкость, содержащую в своем составе органические вещества (по БПК, ХПК), тяжелые металлы (цинк, хром, свинец, кадмий, медь и т.д.) и биогенные соединения (азот аммонийный, фосфаты и др.). Согласно результатам биотестирования, загрязненный токсичными соединениями фильтрат не может быть сброшен на рельеф или в водоем культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения без тщательной и многоступенчатой очистки.Современные комплексные технологии, сочетают традиционные методы очистки с прогрессивной мембранной технологией – обратным осмосом, обеспечивающим, в зависимости от качества исходной воды и ступеней очистки, задержание от 98 до 99% всех растворимых в исходной сточной воде органических и неорганических примесей. Комплексные технологии с использованием мембранных процессов широко используются в настоящее время для очистки фильтратных вод полигонов твердых бытовых отходов за рубежом. В последнее время мембранные элементы для обработки сточных вод появились и на российском рынке.Основные технологические решения данного способа очистки – это:1) электрохимическая обработка исходной сточной воды в электрофлотодеструкторе, в результате чего извлекаются коллоидные и взвешенныепримеси; основная масса аммонийного азотапереводится в нитритный и далее в нитратный азот; соединения двухвалентного железа окисляются до нерастворимых соединений трехвалентного железа; снижается цветность и мутность; а также происходит обеззараживание активным хлором; 2) отстаивание полученной суспензии с использованием тонкослойных блоков. Чтобы интенсифицировать процесс отстаивания, очищаемая вода предварительно обрабатывается коагулянтом и флокулянтом;3) тонкая фильтрация осветленной воды на фильтрах с зернистой спецзагрузкой;4) дехлорирование обработанной сточной воды для удаления остаточного свободного хлора реагентным методом для последующей подачи стоков на обратноосмотическую установку. 5) глубокая очистка от растворенных примесей и обессоливание на 2-х ступенчатой обратноосмотической установке с использованием высокоселективных мембран импортного производства. Концентрат утилизируется в теле полигона для улучшения биохимических процессов органических остатков, а также для ускорения процессов иммобилизации и деструктуризации органических соединений, находящихся в составе концентрата. Как вариант переработки концентрата используется его выпаривание до сухих солей на 2-х ступенчатых выпарных аппаратах нового поколения с механической рекомпрессией вторичного пара. Таким образом, современные технологии позволяют обеспечить очистку сточных вод до установленных нормативов.ЗаключениеПроблема ликвидации отходов потребления с каждым годом становится все острее. Это связано с тем, что жизнедеятельность человека неизбежно сопряжена с загрязнением окружающей среды. Чем выше комфортность жизни и гуще население городов, тем сильнее страдают природа и сами люди от производимого ими мусора. Некоторые города России уже оказались в «кольце» мусорных свалок, под которые не хватает земель. Также остро стоит и проблема истощения природных ресурсов. Расточительность, с которой на свалку в огромном количестве вывозятся материалы, которые могут быть использованы вторично, непозволительна. Для решения этих проблем необходимы существенные экономические вложения, и хотя передовой мировой опыт уже имеет эффективные решения для снижения экологической нагрузки на окружающую природную среду, и технологии переработки мусора постоянно развиваются, их внедрение в России пока идет гораздо медленнее, чем этого требует напряженная экологическая обстановка. ЛитератураГрибанова Л.П., Гудкова В.Н. Экологическая реабилитация окружающей природной среды в зонах влияния полигонов ТБО Московской области. – Интернет-источник: http://www.noeks.ru/pdf/gribanova.pdfИнженерная экология и экологический менеджмент: Учебник / М.В.Буторина, Л.Ф. Дроздова, Н.И.Иванов и др. – М.: Логос, 2004. – 520 с.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов твердых бытовых отходов. – М., 1997.Калыгин В.Г. Промышленная экология. Курс лекций. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2000. - 240 с.Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов н/Д, 2005. – 576 с.Курс лекций по устойчивому развитию / Миркин Б.М., Наумова Л.Г. — М.: Агентство CIP РГБ. – 2005. - 248 с.Николайкин Н. И. Экология: Учеб.для вузов / Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелехова. — 3-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2004. — 624 с: ил.Павлов А.Н. Экология: рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности. – М., 2005. – 343 с.