Раздел 2. Описание технологий, используемых при размещении отходов в Российской Федерации

Раздел 2 Описание технологий, используемых при размещении отходов в Российской Федерации

В разделе 2 справочника НДТ описаны технологии размещения отходов производства и потребления, используемые в настоящее время в Российской Федерации.

Раздел подготовлен на основе информации, полученной в результате обработки сведений из открытых информационных источников, сведений, полученных при консультации с экспертами, и сведений, предоставленных в результате анкетирования организациями, разрабатывающими технологии и оборудование для размещения отходов, и организациями, осуществляющими деятельность по размещению отходов в Российской Федерации.

2.1 Краткое описание технологического процесса размещения отходов

В справочнике НДТ размещение (хранение и захоронение) отходов рассматривается в соответствии с основными жизненными циклами ОРО:

- обустройство ОРО на этапе его проектирования и строительства;

- эксплуатация ОРО, включающая технологические операции: доставка отходов на ОРО; подготовка отходов к размещению; размещение отходов; обращение с фильтрационными, дренажными, талыми, дождевыми водами; обращение с выбросами в атмосферу;

- закрытие/консервация ОРО или его ликвидация.

Общая схема жизненного цикла ОРО представлена на рисунке 2.1.

После окончания эксплуатации объекта размещения отходов проводится контроль за состоянием ОРО и его воздействием на окружающую среду, а также выполняются работы по восстановлению нарушенных земель.

Рисунок 2.1 - Общая схема жизненного цикла ОРО

2.2 Технологии, используемые при размещении отходов

Основные технологии обустройства, эксплуатации и закрытия, применяемые на различных видах ОРО в Российской Федерации, представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Основные технологии обустройства, эксплуатации, закрытия ОРО, применяемые в Российской Федерации

Виды ОРО	Основные технологии, применяемые при обустройстве, эксплуатации и закрытии ОРО
	Обустройство (проектирование и строительство)	Эксплуатация					Закрытие (рекультивация, консервация, ликвидация)
		Доставка отходов на ОРО	Подготовка отходов к размещению	Размещение	Обращение с фильтрационными, дренажными, ливневыми водами	Обращение с выбросами в атмосферу
I. Объекты хранения отходов добычи и обогащения природных ресурсов
- отвалы отходов добычи полезных ископаемых	ПФЭ	ТА	Раз	РН	Отв	н/д	н/д
	ДС	ТГ	Сг	РГ
	О	ТК
- отвалы отходов обогащения полезных ископаемых	ПФЭ	ТА	Раз	РН	н/д	н/д	н/д
	ДС	ТГ	Сг	РГ
	О	ТК	Обв
- хранилища, предназначенные для хранения отходов добычи и/или обогащения полезных ископаемых, кроме отвалов	ПФЭ	ТА	Обр	РГ	Отв	н/д	ПИ
	ПФЗ	ТГ	Раз	РН	Исп		БК
	ДС	ТК	Сг		Оч
	Д
II. Объекты хранения отходов, образующихся в обрабатывающих производствах и и производствах электроэнергии и пара
- отвалы отходов обрабатывающих производств	ПФЭ	ТА	Раз	РН	Исп	н/д	н/д
	О	ТГ	Сг	РГ	Оч
	ДС	ТК
- отвалы отходов производства электроэнергии и пара	ПФЭ	ТА	Раз	РН	н/д	н/д	н/д
	ДС	ТГ	Сг	ГН
	О	ТК
- хранилища, предназначенные для хранения отходов обрабатывающих производств, кроме отвалов	ПФЭ	ТА	Отс	РГ	Отв	н/д	н/д
	ПФЗ	ТГ	РФ	РН	Рц
	ДС		Раз		Исп
	Д		Сг		Оч
- хранилища, предназначенные для хранения отходов производства электроэнергии и пара, кроме отвалов	ПФЭ	ТГ	Отс	РГ	Отв	н/д	н/д
	ПФЗ		Раз		Исп
	ДС		Раз
	Д		Сг
III. Объекты захоронения отходов производства и потребления, кроме твердых коммунальных отходов
- полигоны приповерхностного захоронения отходов производства и потребления, кроме твердых коммунальных отходов	ЖБ	ТА	Зат	РН	Отв	Пред	КЖБ
	ПФЭ	ТР	Обв	РТар	Рц		ПИ
	ПФЗ		Обр		Исп		БК
	ДС				Оч
	О
- системы подземного захоронения жидких и разжиженных отходов
- системы подземного захоронения жидких и разжиженных отходов, при захоронении в пласт-коллектор	НС	ТА	Изм	НПл	н/д	н/д	КНС
	СПС	ТГ	Отс				ЛПС
			РО
			УС
			Ф
			Раз
- системы подземного захоронения жидких и разжиженных отходов, при захоронении в подземный резервуар	СПР	ТА	Раз	ЗГ	Отв	н/д	ПИ
		ТГ		НПол			БК
- системы подземного захоронения твердых и отвержденных отходов	Г	ТГ	Обр	ЗГ	н/д	Пред	н/д
		ТК	Обв	ЗС
		ТР	От
		ТА	Пр
			Зат
			Раз
IV. Объекты захоронения твердых коммунальных отходов
- объекты захоронения твердых коммунальных отходов	ПФЭ	ТА	РСб	РН	Отв	Отв	ПИ
	ДС		СР	РБр	Рц	Рас	БК
	О		СА		Исп	Исп
	СОБ		Изм		Оч
	ССБ		Пр
			Бр
			ТО
			БО
Условные обозначения: Обустройство Г - герметизация контактной зоны с подземными водами, Д - дамбы, ДС - дренажные системы, ЖБ - железобетонные бункеры, НС - нагнетательные скважины, О - обваловка, ПФЗ - противофильтрационная завеса, СПР - скважинный подземный резервуар; ПФЭ - противофильтрационный экран, СОБ - системы отвода биогаза, ССБ - система сбора биогаза, СПС - специальная поглощающая скважина. Эксплуатация Способ доставки отходов на ОРО: ТА - транспорт автомобильный, ТГ - транспорт гидравлический, ТК - транспорт конвейерный, ТР - транспорт рельсовый. Подготовка отходов к размещению: БО - биологическая обработка, Бр - брикетирование, Зат - затаривание, Изм - измельчение, Обв - обезвоживание, Обр - обезвреживание, От - отверждение, Отс - отстаивание, Пр - прессование, Раз - разжижение, РО - реагентная обработка, РСб - раздельный сбор, РФ - разделение на фракции; СА - сортировка автоматическая, Сг - сгущение, СР - сортировка ручная, ТО - термическая обработка, УС - усреднение состава, Ф - фильтрация. Размещение: ЗГ - размещение закладкой гидравлической, ЗС - размещение закладкой сухой, НПл - размещение нагнетанием в пласт-коллектор, НПол - размещение нагнетанием в полость, РБр - размещение в брикетах, РГ - размещение гидронамывом, РН - размещение навалом (насыпью), РТар - размещение в таре. Обращение с фильтрационными, дренажными, ливневыми водами: Исп - использование, Отв - отвод, Оч - очистка, Рц - рециркуляция. Обращение с выбросами в атмосферу: Исп - использование, Отв - отвод, Пред - предотвращение, Рас - рассеивание. Закрытие КНС - консервация нагнетательных скважин, КЖБ - консервация железобетонных бункеров, ПИ - покрытие изоляционное, БК - биологический этап консервации, ЛПС - ликвидация поглощающей скважины. н/д - недостаточно данных.

2.2.1 Технологии, применяемые для обустройства объектов размещения отходов

Противофильтрационные устройства

Противофильтрационные устройства ОРО предназначены для предотвращения негативного воздействия размещаемых отходов на подземные воды и недра путем предотвращения прямого контакта отходов и подземных вод и исключения фильтрации жидкой фазы из ОРО вместе с растворенными в ней токсичными веществами.

Противофильтрационные устройства выполняются из материалов, инертных и устойчивых к:

- воздействию веществ, входящих в состав отходов;

- физическим воздействиям (перепадам влажности и температуры);

- механическим воздействиям (деформациям) [25].

Противофильтрационные устройства проектируются и сооружаются с учетом всего срока эксплуатации и постэксплуатационного обслуживания ОРО.

Различают два основных типа противофильтрационных устройств - противофильтрационные экраны и противофильтрационные завесы. В качестве дополнительных противофильтрационных устройств, имеющих ограниченное применение, выделяются железобетонные бункеры и герметизация контактной зоны с подземными водами.

Противофильтрационные экраны

Типы противофильтрационных экранов (далее - ПФЭ):

- противофильтрационные экраны из природных материалов;

- противофильтрационные экраны из искусственных материалов;

- комплексные противофильтрационные экраны из природных и искусственных материалов.

ПФЭ из природных материалов могут быть естественными, когда в основании участка, используемого под обустройство ОРО, залегают глинистые грунты с коэффициентом фильтрации, предусмотренным нормативными документами, и искусственными, сооружаемыми из глинистых грунтов.

Естественный ПФЭ, обеспечивающий нормативный коэффициент фильтрации не более 10 ^-7 м/с (0,0086 м/сут.) и мощностью не менее 1 м, не требует специальных мероприятий, оборудования и средств для реализации. Поэтому основными достоинствами естественного ПФЭ являются ресурсо- и энергосбережение, снижение капитальных затрат на строительство ОРО.

При этом глинистые грунты, слагающие геологический барьер уплотняют для обеспечения беспрепятственного проезда техники в период строительства.

Основным ограничением использования естественных ПФЭ, соответствующих нормативным требованиям, является их весьма ограниченное распространение.

ПФЭ, сооружаемые из глинистых грунтов, имеют низкую стоимость. Для устройства ПФЭ из природных материалов необходимо наличие вблизи обустраиваемого участка глинистых грунтов.

Сооружение ПФЭ из природных материалов включает в себя укладку глинистого грунта слоями, не менее чем в два слоя (минимальная толщина одного слоя - 0,25 м), и его послойного уплотнения с использованием специализированной техники (рисунок 2.2). Степень необходимого уплотнения определяется на основании предварительно проведенных лабораторных исследований.

Толщина глинистого экрана составляет не менее 0,5 м. Коэффициент фильтрации не более 10 ^-7 м/с (0,0086 м/сут.). Обеспечивается сохранение противофильтрационных свойств экрана на всем протяжении.

Рисунок 2.2 - Уплотнение глиняного экрана [26]

Для уплотнения глинистых грунтов применяются:

1. Укатка. Грунты уплотняют укаткой катками на пневмоколесном ходу и кулачковыми катками, а также транспортными и землеройно-транспортными машинами. Катками с гладкими вальцами укатывают грунты, главным образом на завершающей стадии уплотнения верхнего слоя. Катками на пневмоколесном ходу могут быть уплотнены все виды грунтов. Кулачковые катки применяют для уплотнения глинистых грунтов с примесью щебня и гравия, а также комковатых грунтов. Кулачковые катки не используются для уплотнения сланцевых глин и сильно увлажненных глинистых грунтов.

2. Трамбование. Трамбующие машины обеспечивают эффективное уплотнение, в том числе с включениями крупнообломочных грунтов, а также сухих комковатых глин. При трамбовании уклон поверхности уплотняемого слоя грунта не должен превышать в поперечном направлении 9 % и в продольном 18 %.

Глинистые грунты малочувствительны к механическим воздействиям, но крайне чувствительны к колебаниям влажности. При низкой влажности в них формируются трещины усыхания [25]. Нарушение сплошности глинистого экрана возможно также в результате неотектонических движений [27].

Проницаемость ПФЭ из глинистых материалов на практике не достигает нуля. Проницаемость ПФЭ из глинистых материалов снижают путем уменьшения на него гидравлической нагрузки. Для этого соблюдаются два основных принципа: коэффициент проницаемости должен быть как можно более низким, гидравлическая нагрузка на экран должна быть минимальной для уменьшения давления.

Для снижения проницаемости ПФЭ из глинистых материалов сооружают двухслойные экраны, где между двумя слоями глины устраивается дренажный слой из песка, а поступившая в дренажный слой вода отводится с помощью дренажной системы. Снижение проницаемости происходит за счет снижения напора жидкости, действующей на нижний слой, равного высоте жидкости в дренажном слое [14].

К основным недостаткам ПФЭ из глинистых грунтов относятся:

- образование трещин усыхания при низкой влажности;

- постепенное увеличение коэффициента фильтрации вследствие ухудшения коэффициента уплотнения от воздействия сезонных и суточных циклов замораживания-оттаивания;

- подверженность размыванию при высокой влажности;

- неустойчивость к неотектоническим движениям земной коры;

- химическая деградация под воздействием агрессивных фильтрационных вод;

- меньший объем складирования отходов, в сравнении с ПФЭ из искусственных материалов, в связи с большой толщиной ПФЭ (до 1 м и более) (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Устройство ПФЭ из глинистых материалов (А) и из бентонитовых матов (Б) [28]

В качестве разновидности грунтового ПФЭ используется грунтобитумный ПФЭ. Он используется обычно как основание для других типов экранов и представляет собой минеральный естественный грунт, обработанный на глубину 10-15 см жидким битумом или нефтью с добавлением цемента и уплотненный гладкими катками. В случае супесчаных или суглинистых грунтов перед розливом нефти или битума вносятся активные добавки - цемент или известь. Перед внесением добавок грунт протравливается гербицидами на глубину до 20 см [29].

Для ПФЭ из природных материалов как естественных, так и специально сооружаемых, характерны такие экологические преимущества, как: высокая устойчивость к механическим и химическим воздействиям; высокая эффективность предотвращения просачивания фильтрационных вод в подземные воды; способность к физико-химической сорбции загрязнителей; способность к "самозалечиванию" дефектов (трещин и т.п.).

ПФЭ из природных материалов имеют низкую стоимость материалов при их наличии на объекте размещения отходов, что существенно уменьшает капитальные затраты на сооружение экрана; долговечность экрана - уменьшается срок окупаемости технологии вследствие снижения амортизационных затрат на ее внедрение. Возможность применения ПФЭ из природных материалов в условиях сильно промерзающих грунтов требует специального обоснования (из-за риска возникновения морозобойных трещин, трещин в результате циклов интенсивного промерзания-оттаивания).

Также необходимо специальное обоснование при применении технологии в условиях засушливого или очень влажного климата (из-за риска возникновения трещин в результате циклов набухания-усадки, переувлажнения-высушивания).

Основным ограничением применения ПФЭ из природных материалов является необходимость наличия достаточных объемов местных природных глинистых материалов с необходимыми характеристиками. В случае отсутствия местных глинистых материалов необходимо использование привозных материалов, что резко увеличивает затраты на сооружение противофильтрационного экрана (ввиду необходимости больших объемов глин).

Период строительства ПФЭ из природных материалов оценивается как среднесрочный (до 6 месяцев). При устройстве глинистых ПФЭ для используемых грунтов устанавливаются:

а) основные характеристики, предусмотренные СП 39.13330.2012 по проектированию плотин из грунтовых материалов [79];

б) состав и содержание солей, растворимых в жидкой фазе отходов;

в) зависимость набухания (при действии жидкой фазы отходов и воды) от плотности сухого грунта и приложенной нагрузки;

г) данные об изменении коэффициента фильтрации во времени, полученные за период времени от начала фильтрации жидкой фазы до стабилизации процесса.

ПФЭ из искусственных материалов различают следующих видов:

- ПФЭ из бетонных материалов;

- ПФЭ из асфальтовых материалов;

- ПФЭ из геосинтетических материалов (полимерных геомембран, бентонитовых матов).

ПФЭ из бетонных материалов различают железобетонные, бетонопленочные, полимербетонные.

ПФЭ из материалов на основе бетона имеют сравнительно высокий коэффициент фильтрации и слабую трещиностойкость.

В связи с фильтрационными и прочностными особенностями бетонных и железобетонных ПФЭ толщина монолитных или сборных железобетонных плит принимается на практике не менее 10-15 см.

Снижение коэффициента фильтрации до нормативных значений достигают путем торкретирования или силикатизации, что является дорогостоящим процессом.

Бетонные ПФЭ применяются редко и используются в основном в небольших емкостных сооружениях.

Для ПФЭ для ПФЭ из комбинации природных и искусственных материалов на основе бетона характерны такие экологические преимущества, как: низкая водопроницаемость (kф < 1 х 10 ^-9 м/с); химическая стойкость; устойчивость к старению; сохранение сплошности при неравномерных осадках (до 0,5 м на длине 10 м).

ПФЭ на основе бетона: целесообразно использовать при неблагоприятных климатических условиях для укладки других ПФЭ; в сейсмических районах; в местностях с морским умеренно-континентальным климатом.

Период строительства ПФЭ из бетонных материалов оценивается как среднесрочный (до 6 месяцев).

ПФЭ из асфальтовых материалов различают асфальтобетонные, асфальтополимербетонные

Противофильтрационные устройства из асфальтовых материалов имеют низкую водопроницаемость, стойки к старению и сохраняют сплошность при неравномерных осадках.

Применение ПФЭ из асфальтовых материалов целесообразно: при отсутствии на месте строительства глинистых грунтов, пригодных для сооружения ПФЭ; при неблагоприятных для укладки глинистых экранов климатических условиях; в сейсмических районах; в местностях с морским умеренно континентальным климатом.

ПФЭ, выполняемые из гидротехнического мелкозернистого асфальтобетона, укладываются обычно по слою грунта, пропитанного битумом, толщиной 4-6 см, после чего поверхность асфальтобетона покрывается слоем жидкого битума с последующей посыпкой слоем песка толщиной 0,5-1 см. На откосах при необходимости устраивается дополнительное крепление.

ПФЭ из асфальтополимербетонных материалов конструктивно схожи с асфальтобетонными ПФЭ. ПФЭ из асфальтополимербетонов выполняются на модифицированном вяжущем, состоящем из битума с добавлением каучука или других полимеров в количестве 10-20 % от массы битума. Это придает асфальтополимербетону повышенную морозостойкость и эластичность, снижает его водопроницаемость.

ПФЭ из асфальтовых материалов имеют следующие недостатки:

- нестойки к воздействию концентрированных кислот, особенно при температуре свыше 40 °С;

- в щелочной среде, особенно при волновом воздействии или воздействии турбулентного потока, возможно эмульгирование битума;

- в тонком слое нефтяные битумы быстро стареют, особенно при воздействии ультрафиолетовых лучей и повышенной температуры;

- хрупки на морозе.

Асфальтобетонные ПФЭ экономически весьма эффективны при комплексной механизации производственного процесса; с помощью обычных дорожных асфальтобетонных заводов, асфальтоукладчиков и статических или вибрационных катков.

ПФЭ из асфальтовых материалов рекомендуется использовать только в случае, если фильтрационные воды не агрессивны по отношению к этим материалам.

Период строительства ПФЭ из асфальтовых материалов оценивается как среднесрочный (до 6 месяцев).

ПФЭ из геосинтетических материалов (полимерных геомембран, бентонитовых матов, полимернобитумных геомембран) практически полностью исключают фильтрацию жидкой фазы из ОРО.

Геосинтетические материалы делятся на 4 класса, каждый из которых может быть использован при строительстве ПФЭ:

- геотекстили;

- георешетки и геосетки;

- геомембраны;

- геокомпозиты.

По конструкции ПФЭ из геосинтетических материалов (полимерных геомембран, бентонитовых матов) могут быть однослойные и двухслойные. Однослойный ПФЭ из полимерных геомембран состоит из пленочного элемента, укладываемого на подстилающий и защитный слои, двухслойный экран состоит из двух пленочных элементов, разделенных дренажным слоем из песка, подстилающего и защитного слоев.

ПФЭ из геосинтетических материалов (полимерных геомембран, бентонитовых матов) целесообразно применять: при отсутствии достаточного количества грунтов, пригодных для строительства экрана; при наличии неблагоприятных погодных условий, затрудняющих укладку грунтового экрана; в сейсмических районах, где другие виды противофильтрационных устройств могут быть ненадежными.

Геосинтетические материалы, применяемые при строительстве ПФЭ, обладают высокими прочностными характеристиками, устойчивы к гниению и воздействию любых химических веществ и микроорганизмов, характерных для грунтов, подземных и фильтрационных вод. Геосинтетические материалы легко монтируются и долговечны (100-150 лет).

ПФЭ из геосинтетических материалов применяются при строительстве ОРО в различных регионах Российской Федерации.

Противофильтрационный экран из комбинации природных или искусственных материалов, в конструкции которого в качестве гидроизолирующего слоя используется геомембрана из полиэтилена высокой плотности (НDРЕ) или низкой плотности (LDPE), монтируется из отдельных полотнищ геомембраны путем их сварки (склейки). Осуществляется контроль качества сварного шва.

Перед укладкой геомембраны формируется подстилающий слой, или слой выравнивающего грунта, обустройство которого позволяет исключить риск повреждения геомембраны путем ее растяжения, разрыва или прокола. В качестве подстилающего слоя используется обычно слой грунта толщиной от 0,2 до 0,3 м с крупностью частиц не более 0,5 мм. Подготовленная поверхность подстилающего слоя должна быть гладкой и очищенной от мусора, корней и острых камней, органики и другого материала, который может повредить полотнище. Образование трещин по ширине или глубине, появление признаков набухания или вспучивания грунта не допускается, такие дефекты устраняются.

После укладки геомембраны из полиэтилена создается защитный слой, предохраняющий геомембрану от механических воздействий. В качестве защитного слоя используются слой геотекстиля с плотностью не менее 700 г/м ² и слой мелкого (с частицами не крупнее 0,5 мм) уплотненного песка толщиной не менее 0,15 м (значение плотности зависит от фракционного состава защитного слоя и наличия камней в вышележащем дренажном слое).

Поверх защитного слоя создается дренажный слой, обеспечивающий сток и отведение фильтрационных вод. Для предотвращения заиливания дренажного слоя поверх него при необходимости укладывается дополнительный защитный слой из геотекстиля.

Типовые операции технологического процесса по устройству ПФЭ из геосинтетических материалов - полимерных геомембран:

- устройство дренажного слоя;

- устройство подстилающего слоя;

- укладка слоя из геосинтетических листов;

- соединение геосинтетических листов;

- устройство защитного слоя;

- укладка защитных прокладок между смежными слоями;

- контроль качества геосинтетических листов, сварных швов;

- контроль качества ПФЭ геофизическими методами;

- проведение гидравлических испытаний ПФЭ.

Подстилающий и защитный слои выполняются из грунта. Поверхность подстилающего слоя очищается от мусора, корней и острых камней, органики или другого материала, который может повредить геосинтетические материалы. При устройстве подстилающего слоя, в случае применения ПФЭ из полимерной геомембраны, исключается образование трещин, появление признаков набухания или вспучивания грунта. Защитный слой обрабатывается гербицидами для исключения прорастания в нем растительности, способной повредить слой из геосинтетических материалов (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 - Устройство ПФЭ из полимерной геомембраны на ОРО в Московской области [26]

Устройство ПФЭ из геосинтетических материалов на основе полиэтилена - HDPE, LDPE и др. выполняется при положительной температуре воздуха.

Для ПФЭ из комбинации природных и искусственных материалов с гидроизолирующим слоем из полиэтиленовой геомембраны характерны такие экологические преимущества, как: устойчивость к химическим агрессивным средам; прочность структуры; устойчивость в отношении проколов и прочих механических повреждений, отличная растяжимость, безусадочность, гибкость; наличие высоких антикоррозийных свойств; устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения; устойчивость к процессам гниения.

Экономическими преимуществами ПФЭ с гидроизолирующим слоем из полиэтиленовой геомембраны являются: длительный (более 80 лет) срок эксплуатации без потери базовых свойств и характеристик, уменьшается срок окупаемости технологии вследствие снижения амортизационных затрат на ее внедрение; в сравнении с ПФЭ из глинистых грунтов, разница затрат может составлять до 30-60 % в пользу описываемого ПФЭ; за счет высокой степени эластичности пленки ее можно укладывать на горизонтальных поверхностях и откосах со скоростью до 2500 м ² в течение одной рабочей смены, что способствует значительному сокращению сроков сооружения ПФЭ.

При использовании ПФЭ из комбинации природных и искусственных материалов с гидроизолирующим слоем из полиэтиленовой геомембраны в условиях вечной мерзлоты необходимо использовать дополнительный слой из теплоизоляционных материалов, препятствующих оттаиванию подстилающих грунтов.

Для ПФЭ из комбинации природных и искусственных материалов с гидроизолирующим слоем из бентонитовых матов характерны такие экологические преимущества, как: коэффициент фильтрации 10 ^-11-10 ^-14 м/с в зависимости от типа материала; способность "самозалечиваться" ввиду значительного увеличения объема в замкнутом пространстве при гидратации; высокая устойчивость к механическим и химическим воздействиям; высокая способность к физико-химической сорбции загрязнителей; устойчивость при рН 5-10; стойки к неполярным жидкостям (нефтепродуктам) после гидратации, выдерживают неограниченное число циклов "замораживание-оттаивание" и "гидратация-дегидратация".

Основным ограничением применения ПФЭ из комбинации природных и искусственных материалов с гидроизолирующим слоем из полиэтиленовой геомембраны являются:

А. Риск повреждения геомембраны в процессе ее укладки. Сложность ремонта в случае повреждения на эксплуатируемом участке. Высокая стоимость материалов.

Б. Невозможность монтажа при температурах окружающего воздуха ниже плюс 5 °С и ветре. Требуются дополнительные меры по укреплению мембраны на откосах более 1:5 во избежание сползания защитного слоя. Высокий коэффициент температурного расширения полиэтилена (до 200 °С ^-1) создает напряжение в материале, его подвижки и перетирания, повреждения при отрицательных температурах при его эксплуатации. Высокие требования к квалификации рабочих монтажной организации. Необходимость специализированного сварочного оборудования.

Противофильтрационный экран состоит из комбинации природных или искусственных материалов, в конструкции которого в качестве гидроизолирующего слоя используются геотекстильные бентонитовые маты

Устройство ПФЭ из геосинтетических материалов на основе бентонита может производиться как при положительной, так и при отрицательной температуре воздуха.

Гидроизоляционный геокомпозитный материал, изготовленный из тканого (с одной стороны) и нетканого (с другой стороны) геотекстиля, соединенных в каркас прошиванием или иглопробиванием, внутри которого заключены гранулы или порошок природного натриевого или активированного бентонита. Полотнища бентонитовых матов укладываются внахлест с просыпанием мест стыков бентонитовыми гранулами, порошком или используют маты с саморегулирующимися краями. Маты необходимо предохранять от намокания до того, как на них будет расположен пригрузочный слой.

Перед укладкой бентонитовых матов формируется подстилающий слой, или слой выравнивающего грунта, обустройство которого позволяет исключить риск повреждения полотна путем его растяжения или разрыва. В качестве подстилающего слоя может использоваться слой грунта или уплотненное грунтовое основание. При использовании уплотненного грунтового основания его очищают от мусора, острых камней, растений и других материалов, которые могут повредить полотнище. Исключаются трещины по ширине или глубине, признаки набухания или вспучивания грунта. Образование трещин по ширине или глубине, появление признаков набухания или вспучивания грунта не допускается, такие дефекты подлежат устранению.

После укладки бентонитового мата создается пригрузочный слой, обеспечивающий требуемое давление, как правило не менее 200 кг/м ², и предохраняющий бентонитовые маты от механических воздействий. В качестве пригрузочного слоя может использоваться песчано-гравийный слой (с частицами обычно не крупнее 15 мм) или слой уплотненного песка.

Поверх пригрузочного слоя создается дренажный слой, обеспечивающий сток и отведение фильтрационных вод. Для предотвращения заиливания дренажного слоя поверх него при необходимости укладывается дополнительный защитный слой из геотекстиля.

Типовые операции технологического процесса по устройству ПФЭ из геосинтетических материалов - бентонитовых матов:

- устройство дренажного слоя;

- устройство подстилающего слоя;

- укладка слоя из бентонитовых матов;

- визуальный контроль качества: сплошность покрытия, достаточность нахлестов;

- устройство пригрузочного слоя.

На рисунке 2.5 представлена конструкция ПФЭ с из бентонитовых матов.

Рисунок 2.5 - Конструкция ПФЭ с использованием бентонитового мата [28]

В случае применения ПФЭ из бентонитовых матов обработка гербицидами не требуется, так как материал стоек к прорастанию корней.

Экономическими преимуществами ПФЭ для ПФЭ с гидроизолирующим слоем из бентонитовых матов являются: долговечность гидроизоляции, обусловленная неизменностью свойств со временем; в сравнении с ПФЭ из глинистых грунтов, разница затрат составляет до 60 % в пользу описываемого ПФЭ, в сравнении с ПФЭ из полимерных материалов до 30 % в пользу описываемого ПФЭ; легко крепятся с помощью анкеров на откосах 1:3 и более; обладает более высоким показателем на сдвиг, в сравнении с полимерными мембранами; можно укладывать на горизонтальных поверхностях и откосах со скоростью до 10 000 м ² в течение одной рабочей смены, это способствует значительному сокращению сроков сооружения ПФЭ; не требует сварки швов; монтаж не требует высокой квалификации рабочих, используется только общедоступная строительная техника; возможность движения строительной техники на пневмоходу непосредственно по ПФЭ из бентонитовых матов без пригрузочного слоя.

ПФЭ из комбинации природных и искусственных материалов с гидроизолирующим слоем из бентонитовых матов применяют всесезонно, не используя адгезивы или предварительную подготовку. При использовании в условиях вечной мерзлоты необходимо использовать дополнительный слой из теплоизоляционных материалов, препятствующих оттаиванию подстилающих грунтов.

Основным ограничением применения ПФЭ из комбинации природных и искусственных материалов с гидроизолирующим слоем из бентонитовых матов является то, что: бентонитовые маты запрещено устанавливать в стоячей воде, допускается влажная поверхность; минимальный пригруз не менее 200 кг/м ² и крупность включений не более 15 мм; ограничение по кислотности фильтрата в диапазоне рН 5-10; высокая стоимость материалов.

Системы гидроизоляции на основе битумной геомембраны

Перед укладкой битумной геомембраны выполняется подготовка основания путем планировки, выравнивания и утрамбовки грунта. На поверхности не должно быть крупных выпуклостей, выступов и отверстий.

Благодаря своей толщине и использованию геотекстиля в качестве армирования в структуре геомембраны к ней применяются менее жесткие требования относительно размеров частиц грунта. Обычно допускается размер частиц грунта 0/50 мм. Он может быть даже большим (до 0/400 мм) при условии равномерного распределения частиц или достаточного количества мелких частиц.

Далее на подготовленное грунтовое основание битумная геомембрана с типичной шириной полотен в 5 м укладывается в один этап. Швы мембраны выполняются внахлет и свариваются при помощи газовой горелки. Наличие электросетей на площадке необязательно, необходимы только газовые баллоны, горелка, кельма, нож, линейка. В качестве механизма для раскатки рулонов нужен экскаватор, оборудованный траверсой.

Если требуется укрытие защитным слоем грунта, его можно уложить непосредственно на битумную геомембрану, размер частиц должен составлять 0/150 мм или в отдельных случаях, как описано выше. Допускается движение легкой малогабаритной техники по поверхности битумной геомембраны или по покровному слою с достаточной толщиной гравия или бетона, железобетона или асфальтобетона.

Битумную геомембрану можно оставить без какого-либо защитного слоя.

Водонепроницаемость достигается благодаря битуму, входящему в армированную структуру, а также битумному покрытию самого армирования. Механические свойства обеспечиваются армированием, обычно в виде синтетического нетканого материала. Битум обеспечивает водонепроницаемость и устойчивость к воздействию химических веществ.

Качество сварного шва проверяется, как визуально, так и механически. Проверяется вытекание битума за края рулона или состояние краев рулонов верхним краем кельмы. Качество места шва также можно проверить при помощи ультразвука, вакуумного колпака или механическим способом (разрушающий контроль) путем отбора образцов шва без потери качества, с последующей установкой заплаты.

Экологическими преимуществами ПФЭ из битумной геомембраны являются:

- большая механическая прочность на прокол, статический и динамический;

- благодаря вязкоупругим и механическим свойствам, вероятность случайного повреждения битумной геомембраны весьма низкая; водонепроницаемость;

- химическая стойкость (кроме жидких нефтепродуктов и кислот высокой концентрации);

- сохранение сплошности при неравномерных осадках;

- высокий коэффициент растяжения битумной геомембраны, при котором она сохраняет свои первоначальные свойства (по результатам испытаний, составляет 34 %);

- за счет верхнего песчаного слоя битумная геомембрана способна удерживать на поверхности откоса грунт под углом в 32 градуса;

- битумная мембрана ремонтопригодна. Ремонтные работы могут проводиться на эксплуатируемых ОРО, в том числе под водой.

ПФЭ на основе полимерно-битумной геомембраны экономически эффективен за счет малого количества слоев, низких требований к качеству подготовки подстилающего земляного полотна благодаря своим физическим и механическим свойствам. А также экономическим преимуществом такой системы является процесс укладки в один этап - на укладку требуется меньше времени и трудозатрат.

ПФЭ из битумной геомембраны не применим на участках ОРО, где планируется размещать нефтесодержащие жидкие отходы или отходы, содержащие кислоты высокой концентрации.

ПФЭ из комбинации природных и искусственных материалов на основе полимерно-битумной геомембраны достаточно хорошо укладывается в условиях высокой влажности, в также во время умеренного снега или дождя. Укладку геомембраны можно производить при температуре не ниже - 40 °C, в любое время года.

Комплексные ПФЭ сооружают одновременно с использованием природных и искусственных материалов. В качестве природных материалов используются глинистые грунты, в качестве искусственных - геосинтетические материалы с использованием геомембраны на основе полиэтилена, геотекстильных бентонитовых матов и др.

Комплексный ПФЭ состоит из двух или трех противофильтрационных слоев, например:

1. Верхний слой - из геомембраны; нижний слой - из уплотненных глинистых материалов с коэффициентом фильтрации, предусмотренным нормативными документами.

2. Верхний слой - из бентонитовых матов; нижний слой - из уплотненных глинистых материалов с коэффициентом фильтрации, предусмотренным нормативными документами.

3. Верхний слой - из геомембраны; нижний слой - из бентонитового мата.

4. Верхний слой - из геомембраны; промежуточный слой - из бентонитовых матов; нижний слой - из уплотненных глинистых материалов с коэффициентом фильтрации, предусмотренным нормативными документами.

Комплексный ПФЭ обеспечивает высокую степень защиты подземных вод и недр на весь срок эксплуатации ОРО и на длительный постэксплуатационный период.

Контроль качества гидроизоляционных свойств поверхности противофильтрационного экрана и сварочных швов

Контроль качества гидроизоляционных свойств поверхности противофильтрационного экрана, нахлестов и сварочных швов для ПФЭ из искусственных материалов является необходимым условием исключения протечек на объектах размещения отходов.

Выполнение контроля гидроизоляционных свойств ПФЭ проводится подрядной организацией в процессе строительства, а также экспертами от одной или двух независимых организаций на всех этапах строительства.

Строгий перекрестный контроль качества гидроизоляционных свойств ПФЭ способствует обеспечению отсутствия протечек при эксплуатации ОРО. Тем самым исключается прямое воздействие отходов, размещаемых в ОРО, на геологическую среду и подземные воды.

До 70 % повреждений геомембран при устройстве искусственных и комбинированных ПФЭ при исследовании их целостности обнаруживаются в полотне мембран. Поэтому важно контролировать целостность как швов мембран, так и их полотна.

Контроль качества сварных швов и нахлестов в искусственных ПФЭ из искусственных материалов проверяется, как визуально, так и механически.

Для геосинтетических геомембран контроль качества сварных швов осуществляется с использованием воздуха, ультразвука.

Для битумных геомембран контролируется вытекание битума за края рулона или состояние краев рулонов верхним краем кельмы. Качество места шва битумной геомембраны также можно проверить при помощи ультразвука, вакуумного колпака или механическим способом (разрушающий контроль) путем отбора образцов шва без потери качества, с последующей установкой заплаты.

Для проверки целостности полотна ПФЭ до начала эксплуатации ОРО применяются методы обнаружения утечек: метод лужения (при непокрытых мембранах) и дипольный метод (применим на покрытых мембранах).

Противофильтрационные завесы

Противофильтрационные завесы (далее - ПФЗ) сооружаются в качестве альтернативы противофильтрационным экранам.

Применяются на ОРО, сооружаемых либо непосредственно на малопроницаемых грунтах (глинистых, слаботрещиноватых, скальных и др.), которые можно рассматривать как водоупор, либо на проницаемых грунтах ограниченной мощности (обычно около 10-15 м), подстилаемых водоупором, при наличии возможности устройства ПФЗ, полностью перерезающих эти грунты.

Главным преимуществом ПФЗ является возможность ее строительства на эксплуатируемом ОРО.

Применение ПФЗ наиболее экологически эффективно, когда водоупорные породы под ОРО располагаются относительно неглубоко и технически возможно обеспечить сопряжение водоупорных пород и ПФЗ, прорезающей полностью слои проницаемых водовмещающих пород.

Устройство ПФЗ экономически целесообразно при больших площадях ОРО, когда устройство ПФЭ является дорогостоящим.

Для создания противофильтрационных завес используются разнообразные материалы: природные глины, составы на основе бетона, инъекционные составы на основе натриевого бентонита, металлические или полимерные шпунты.

В практике применяются следующие типы противофильтрационных завес: "стена в грунте", "зуб", буросекущие сваи, шпунтовые сваи, струйная цементация, инъектирование [14].

Диафрагма, выполняемая методом "стена в грунте" создается путем обустройства траншеи и заполнения ее глинистым материалом. Глиняные диафрагмы типа "стена в грунте" толщиной 50-110 см устраиваются как в сухих, так и обводненных супесчаных, песчаных и гравийно-песчаных грунтах (без валунов) при глубинах до водоупора 6-50 м и уровне грунтовых вод не выше 1,5 м от поверхности земли.

Преимущества технологии "стена в грунте": качественная геометрия экрана (постоянная толщина вне зависимости от типа грунтов); высокая надежность конструкции.

Глиняная завеса в виде "зуба", выполняемого в открытой траншее создается путем обустройства траншеи и заполнения ее глинистым материалом. Зуб из пластических материалов (глины, тяжелого суглинка, глинобетона) выполняют глубиной не более 3-3,5 м. Ширину зуба понизу задают с учетом применяемых механизмов для рытья траншеи. Откосы траншеи под зуб выполняют так, чтобы они были устойчивы в период производства работ. Заглубление зуба в водоупор принимают не менее 0,5 м.

ПФЗ в виде "зуба" применяется в любых грунтах при глубине фильтрующей толщи до водоупора не более 6 м.

Для устройства шпунтовой "стенки" сваи скрепляют в шахматном порядке и погружают в грунт ударным, вибрационным или вдавливающим методами. При любом методе погружения требуется бурение скважин.

Устройство шпунтовой стенки может быть выполнено с использованием шпунтов из поливинлхлорида. Такие шпунты обладают высокой гибкостью и низкой прочностью. Полученная из поливинлхлоридных шпунтов конструкция ограничена по глубине - до 12 м.

Устройство шпунтовой стенки из стали, обладающей большей прочностью, чем поливинлхлорид, может быть выполнено до глубины 34 м.

Шпунты из поливилхлорида и из стали не имеют сорбционной емкости. Их замки служат для скрепления шпунтов между собой.

Буросекущие сваи создаются посредством бурения скважин и заполнения их бетоном. По внешнему виду готовые буросекущие сваи похожи на монолитную сплошную стену. Таким образом, достигается высокая прочность и полное ограждение от проникновения подземных вод. Последовательность погружения буросекущих свай включает: бурение первой серии скважин диаметром 62-75 см, центры которых расположены друг от друга на расстоянии 1,6-1,8 м; заливку бетоном без арматуры и уплотнение; бурение промежуточных скважин (для этого разбуриваются края готовых скважин); заливку бетоном и уплотнение вибратором.

Струйная цементация (Jet-grouting) основана на разрушении энергией высокоскоростной струи инъекционного раствора природной структуры грунта и перемешивании его с нагнетаемым под высоким давлением раствором. При этом в грунтовом массиве образуется грунтобентонитовая свая. В зависимости от инженерно-геологических условий выбирается последовательное расположение в один ряд с перекрытием контуров или в два ряда с расположением центров в шахматном порядке. Для создания противофильтрационной завесы большей толщины можно уменьшать шаг между осями свай при их шахматном расположении. Глубина грунтоглинистых свай может достигать 60 метров, а диаметр обычно составляет 0,9-1,2 м и зависит от характеристик грунта, и определяется глубиной проникновения в него инъектируемой смеси.

Преимущества технологии JET-grouting: небольшой объем изливаемой грунтовой массы (20-30 % объема столба); относительно низкая стоимость ввиду использования относительно недорогого оборудования; оперативные сроки выполнения работ.

Инъектирование выполняется путем нагнетания через погружаемые трубчатые инъекторы.

На начальном этапе гидратации материал имеет текучепластичную консистенцию, позволяющую производить работы инъекционным методом, далее происходит его загущение до устойчивого состояния тугопластичной консистенции. В этом состоянии коэффициент фильтрации материала не превышает м/с.

Для технологии инъектирования не требуется выполнение разработки грунта. Технология может применяться для восстановления изоляции на действующем объекте размещения отходов, приповерхностного наземного и подземного расположения.

Возможен ремонт путем повторного нагнетания в подготовленные инъекционные гнезда.

При проектировании ПФЗ в зависимости от конструкции и назначения проводятся следующие расчеты:

- прочностные и фильтрационные;

- на устойчивость;

- срока службы;

- уплотнений и непроницаемых компенсаторов в деформационных, температурных и технологических швах ПФЗ.

Железобетонные бункеры

Железобетонные бункеры предназначены для изоляции твердых и пастообразных отходов, содержащих водорастворимые вещества I-III классов опасности.

Железобетонные бункеры представляют собой короба или траншеи из железобетона, разделенные на отсеки объемом в среднем от 2 до 5 тыс. м ³, но могут использоваться и сверхмалые бункеры (58 м ³, Ставропольский край) или бункеры повышенной вместимости (16 тыс. м ³, Ставропольский край).

Стенки железобетонных бункеров выполняются из тяжелого бетона, с высокой прочностью на сжатие и низкой водопроницаемостью, с наружным торкретированием цементным раствором и затиркой. В целях предотвращения подтопления бункеров подземными водами предусматривается гидроизоляция всей поверхности бункера, соприкасающейся с грунтом.

На ОРО в Ставропольском крае гидроизоляция бункеров выполнена следующим образом: дно бункера выполнено щебнем с проливкой битумом; боковые поверхности бункеров снаружи покрыты битумом в 2 слоя по грунтовке; днище и стены бункеров армированы; внутренняя поверхность бункеров покрыта коррозионно-стойким полимерцементным торкретом (рисунок 2.6) [30]. Схожим образом устроены бункеры на ОРО в Красноярском крае [31].

Рисунок 2.6 - Бункер для захоронения отходов в Ставропольском крае. Вид изнутри [30]

В Оренбургской области под днищем бункеров предусмотрена укладка геотекстиля из полипропилена с уложенной поверх него геомембраной на основе полиэтилена [32].

ОРО, обустроенные железобетонными бункерами, располагаются в Красноярском крае, Калужской области, Ставропольском крае, Тюменской области, Республике Башкортостан, Нижегородской области и др. [33, 34].

Железобетонные бункеры применяются на полигонах приповерхностного захоронения производственных отходов.

Герметизация контактной зоны с подземными водами

Герметизация контактной зоны с подземными водами выполняется при захоронении отходов добывающих, обрабатывающих и иных производств методом закладки в искусственные или естественные полости недр.

Основным назначением данного способа обустройства является предотвращение притока подземных вод к ОРО.

Герметизация контактной зоны с подземными водами искусственных или естественных полостей недр, используемых для закладки отходов, может быть выполнена с помощью инъекций минеральных вяжущих или специальных полимерных (например, полиуретановых и эпоксидных) составов [35].

Дренажные системы

Дренажные системы, устраиваемые на ОРО, предназначены для отвода и сбора технологических и сточных вод при эксплуатации ОРО без нарушения целостности систем противофильтрационного и ограждающих устройств [36].

Образование сточных вод при эксплуатации ОРО происходит в процессе:

- выделения влаги из отходов при их складировании (фильтрационные воды);

- выпадения атмосферных осадков на территории хозяйственной зоны и автомобильных дорог (ливневые сточные воды);

- сбора и отвода поверхностного и подземного стока (дренажные воды).

Каждый из потоков сточных вод различается по составу, и поэтому на ОРО организуют отдельные дренажные системы для каждого типа стоков.

Дренажные системы (далее - ДС) для отвода и сбора фильтрационных вод

ДС для сбора и отвода фильтрационных вод из массива отходов могут быть выполнены:

- в виде дренирующего слоя, расположенного между изолирующими слоями ПФЭ;

- из дренажных труб, укладываемых в основании ОРО;

- в виде водоотводных канав по внутреннему периметру ОРО.

ДС, выполняемые в виде дренирующего слоя в двухслойных ПФЭ, конструктивно представляют собой два слоя из основного (противофильтрационного) материала с поперечным уклоном к оси участка размещения отходов [14], между которыми находится дренажный слой, используемый для самотечного отвода и сбора фильтрационных вод.

ДС из дренажных труб подразумевает укладку дренажных труб в траншеях, устраиваемых по дну карт ОРО с уклоном в сторону магистральных дрен, откуда фильтрационные воды самотеком поступают в дренажные колодцы и направляются в отдельные контрольно-регулирующие емкости.

ДС устраиваются также в виде водоотводных канав по внутреннему периметру ОРО в виде траншей переменной глубины, расположенных ниже основания ОРО и защищенных от размывания искусственными материалами. Дно ОРО планируется таким образом, чтобы сток фильтрационных вод был направлен в водоотводные канавы, по которым фильтрационные воды самотеком отводятся в специальные резервуары или открытые емкости.

Дренажные системы (далее - ДС) для отвода и сбора ливневых вод

ДС для сбора и отвода ливневых вод с территории ОРО выполняются в виде водоотводных канав по периметру ОРО. Отвод и сбор ливневых вод осуществляется самотеком в специализированные емкости.

ДС для отвода и сбора вод поверхностного и подземного стока с прилегающей территории

Для отвода и сбора вод поверхностного и подземного стока с прилегающей к ОРО территории по периметру ОРО устраиваются ДС следующих типов:

- нагорная канава;

- пластовый дренаж;

- дренажная завеса.

Преимущественно ДС организуют таким образом, чтобы организовать поверхностный и подземный сток в обход участка расположения ОРО. В случае невозможности такой организации дренажной системы дренажные воды собираются в дренажные колодцы и насосами перекачиваются в отдельные контрольно-регулирующие емкости.

Нагорная канава (кольцевой канал) устраивается относительно ОРО выше по рельефу. С помощью нагорной канавы предотвращаются контакт поверхностного стока с отходами и его загрязнение.

Пластовый дренаж, зачастую совместно с пристенным, устраивается для ОРО, когда участки размещения отходов заглублены под землю. Выполняется в неблагоприятных гидрогеологических условиях (в слабофильтрующих обводненных или подверженных обводнению грунтах, в трещиноватых скальных и полускальных породах, обладающих локальной водоносностью, при переслаивающемся литологическом строении), когда другие виды дренажей для борьбы с подтоплением подземными водами неэффективны.

Конструктивно пластовый дренаж представляет собой сплошной массив из одного или двух слоев фильтрующего материала - песка и щебня, уложенных с уклоном в сторону сборных трубчатых дрен. Каждый слой уплотняется легким катком за 2-3 прохода. Ослабленные увлажненные основания усиливаются уплотнением с добавлением щебня [14].

Пластовый дренаж применяется на полигоне приповерхностного захоронения производственных отходов в Свердловской области [37].

Дренажные завесы представляют собой вертикальные дренажи, устраиваемые по периметру ОРО. Основные типы дренажных завес:

- комбинированная дренажная завеса, состоящая из глиняной диафрагмы в сочетании с дренажем;

- дренажная завеса в виде открытого канала (применяется в сравнительно однородных грунтах с безнапорным режимом грунтовых вод, выполняется на глубину до 5 м);

- дренажная завеса в виде закрытой трубчатой дрены (применяется в тех же условиях, что и открытая завеса);

- дренажная завеса в виде ряда вертикальных скважин (устраивается при глубоком залегании водоупора или его отсутствии, когда верхний горизонт на глубину до 6 м сложен слабофильтрующими грунтами, а подтопление происходит через более глубокие слои);

- комбинированные дренажные завесы - траншея и самоизливающиеся в нее скважины, закрытая дрена и самоизливающиеся в нее скважины (применяются в сложных гидрогеологических условиях при слоистом строении водоносных пород, когда подземные воды на отдельных участках могут иметь напор).

В случае использования в качестве дренажа кольцевого канала, расположенного по внешнему периметру ОРО, он может быть углублен до 5 м и более, превращаясь в дренажную завесу. Такой способ дренажа для отвода поверхностного и подземного стока используется на полигоне приповерхностного захоронения производственных отходов в Свердловской области [37].

При устройстве дренажных систем на хранилищах, представляющих собой гидротехнические сооружения, помимо водоприемного и водоотводящего элементов дренажных систем, сооружают защитное устройство.

Защитное устройство предотвращает суффозию материала ограждающих обустройств (дамб). Защитным устройством может служить обратный фильтр, представляющий собой ряд последовательно уложенных слоев водопроницаемого грунта, отходов или других искусственных материалов с увеличивающейся крупностью частиц или пористостью от одного слоя к другому в направлении фильтрационного потока [38].

Выбор конструкции дренажной системы на ОРО зависит от ее назначения, свойств осушаемых грунтов и отходов, наличия необходимых для устройства дренажа материалов и механизмов, других местных условий.

Материалы, используемые для устройства дренажных систем, должны обладать необходимой прочностью, долговечностью, коррозионной стойкостью по отношению к фильтруемой сточной воде.

Для исправной работы дренажных систем в период года с отрицательными температурами воздуха предусматриваются мероприятия, предотвращающие промерзание дренажа. Это может быть расположение на достаточном удалении от поверхности, устройство теплозащитного слоя, обогрев и т.д. [38].

В местах распространения многолетнемерзлых пород дренажные системы устраиваются в сезоннооттаивающем слое.

Дренажные системы могут быть применены при обустройстве ОРО:

- отвалов отходов добычи; отходов обогащения; отходов обрабатывающих производств; отходов производства электроэнергии и пара;

- хранилищ, предназначенных для хранения (кроме отвалов) отходов добычи и/или обогащения полезных ископаемых; обрабатывающих производств; производства электроэнергии и пара;

- полигонов приповерхностного захоронения отходов;

- объектов захоронения твердых коммунальных отходов.

Ограждающие устройства

Ограждающие устройства, возводимые на ОРО, представляют собой сооружения по типу дамб.

Чаще всего на ОРО устраиваются дамбы обвалования. На ОРО, представляющих собой гидротехнические сооружения, и на ОРО, где отходы размещаются посредством гидравлического намыва, помимо дамб обвалования, устраиваются ограждающие дамбы первичного и вторичного обвалования, плотины и дамбы намывного типа.

Дамбы обвалования (обваловка) сооружаются по периметру участка размещения отходов. Дамбы обвалования (обваловка) участка размещения отходов предназначены для отвода поверхностного стока и его разделения между участком размещения отходов и прилегающими территориями.

Для устройства дамб обвалования (обваловки) используется грунт, вынутый при создании дренажных систем для отвода поверхностного и подземного стока, или привозной [15].

Ограждающие дамбы первичного и вторичного обвалования сооружаются на ОРО, где отходы размещаются посредством гидронамыва. Основным назначением дамб первичного и вторичного обвалования является удержания пульпы отходов в пределах площади участка размещения отходов.

Дамбы первичного обвалования сооружаются из природного грунта на поверхности участка размещения отходов. Дамбы вторичного обвалования сооружаются при помощи бульдозерной техники из отходов (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - Дамбы вторичного обвалования [40]

Дамба первичного обвалования укрепляется противофильтрационными элементами из глинистых грунтов или геосинтетических материалов.

В дамбах вторичного обвалования при необходимости перехвата фильтрационных вод могут быть устроены трубчатые дренажные системы.

Плотины и дамбы намывного типа возводятся из грунтов на хранилищах отходов, представляющих собой гидротехнические сооружения.

В зависимости от проницаемости грунтового основания, на котором возводятся дамбы и плотины намывного типа, тело плотины или дамбы экранируется глинистыми грунтами или геосинтетическими материалами. Сооружение противофильтрационного экрана осуществляется одновременно в теле дамб (плотин) и в основании ОРО.

В отдельных случаях сооружение плотин и дамб дополняется противофильтрационными завесами, устраиваемыми за придамбовой канавой и в бортах хранилища.

В целях экономии ресурсов и материальных средств плотины и дамбы намывного типа обычно сооружаются из грунтов и пород, полученных из искусственных выемок, и из отходов. Значительно реже при возведении плотин и дамб используется привозной грунт.

Укрепление откосов ограждающих устройств.

В настоящее время известен достаточно большой перечень технологий и сооружений обеспечивающих укрепление откосов.

Склоны ограждающих устройств могут быть укреплены быстро затвердевающими смесями, армированным грунтом, геофильтрационными материалами, дополнительными дренажами, геосинтетическими материалами, железобетонными плитами. Внешние откосы ограждающих устройств - посевом трав растительным грунтом, снятым при строительстве [39]. При выборе технологии в первую очередь учитывается величина уклона.

Укрепление откосов ограждающих устройств позволяет обеспечить их устойчивость и снизить выбросы пыли в атмосферный воздух.

Нагнетательные скважины

Нагнетательные скважины предназначены для захоронения жидких и разжиженных отходов посредством их нагнетания в специально подобранные для этих целей участки недр, представляющие собой пласты коллекторы или полости недр искусственного или естественного генезиса [41-43].

Конструкции скважин, используемых для нагнетания (закачки) отходов в недра, обеспечивают предотвращение вертикальных перетоков закачиваемых отходов по затрубному пространству.

Принципиальная схема обустройства нагнетательной системы для закачки отходов в недра представлена на рисунке 2.8.

Условные обозначения:

1 - емкость подготовки жидких отходов;

2 - нагнетательные насосы;

3, 7, 8, 9, 10 - контрольные манометры;

4 - расходомеры;

5 - нагнетательный трубопровод;

6 - поглощающая скважина;

11 - контролируемые водоносные горизонты;

12 - водоупоры;

13 - поток жидких отходов;

14 - пакер;

15 - поглощающий пласт;

16 - цементное кольцо

Рисунок 2.8 - Принципиальная схема обустройства нагнетательной скважины (Ивановская область) [41]

Нагнетательные скважины используются для захоронения отходов на системах подземного захоронения жидких и разжиженных отходов.

Специальные поглощающие скважины

Специальные поглощающие скважины используются при закачке в глубокие горизонты недр отходов бурения при добыче нефти и газа.

Специальная поглощающая скважина является частью подземного сооружения, предназначенного для захоронения жидких и разжиженных отходов посредством их нагнетания в специально подобранные для этих целей участки недр, как правило, в платы-коллекторы. Конструкции скважин, используемых для захоронения отходов бурения в недра, обеспечивают предотвращение вертикальных перетоков закачиваемых отходов по затрубному пространству. Принципиальная схема обустройства поглощающей скважины для закачки отходов бурения представлена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - Схема обустройства специальной поглощающей скважины (Сахалинская область) [44]

В условиях разработки шельфовых нефтяных и газовых месторождений с морских буровых и добывающих платформ чаще всего используется подземное захоронение отходов бурения в недрах через поглощающую скважину путем создания системы трещин в пласте-коллекторе.

Скважинные подземные резервуары

Скважинные подземные резервуары используются для захоронения твердых или жидких отходов путем заполнения ими искусственно созданных резервуаров.

На практике известно использование скважинных подземных резервуаров при захоронении отходов в многолетнемерзлых породах [45].

Для создания скважинного подземного резервуара осуществляется тепловое разрушение дисперсных, обычно песчаных, многолетнемерзлых пород. В качестве теплового агента используется пар. Оттаявший песок поднимается на поверхность.

Пример обустройства скважинного подземного резервуара представлен на рисунке 2.10.

Условные обозначения:

1 - подземный резервуар;

2 - скважинный снаряд;

3 - спиральный классификатор;

4 - шламовый насос;

5 - тонкослойный сгуститель;

6 - расходомер;

7 - компрессор;

8 - парогенераторные установки;

9 - водовод подпитки оборотной воды

Рисунок 2.10 - Обустройство скважинного подземного резервуара [45]

Использование специально создаваемых в многолетнемерзлых породах скважинных подземных резервуаров осуществляется в Ямало-ненецком автономном округе для гидравлической или сухой закладки отходов добывающих, обрабатывающих и иных производств. Для ускорения промерзания отходов в скважинном подземном резервуаре устанавливаются сезонно действующие охлаждающие устройства [45].

Системы обустройства для обращения с биогазом

Системы обустройства для обращения с биогазом сооружаются только на объектах захоронения твердых коммунальных отходов.

Они предназначены для предотвращения образования взрыво- и пожароопасных скоплений метана в массиве складированных отходов и защиты атмосферного воздуха.

Системы обустройства для обращения с биогазом подразделяются на:

- системы отвода биогаза;

- системы сбора биогаза.

Системы отвода биогаза выполняются в виде вертикальных и горизонтальных траншей и газоотводящих колодцев или скважин [46].

Системы отвода биогаза, выполняемые с помощью перечисленных устройств, основываются на природных процессах конвекции и диффузии. Такие системы устанавливаются в местах низкого газообразования и отсутствия перемещения газа.

Вертикальная траншея представляет собой полость, заполненную гравием, в пределах одной ячейки размещения отходов. Она сооружается на этапе эксплуатации ОРО.

Вертикальные траншеи восприимчивы к движениям тела ОРО, они легко деформируются и утрачивают свои функциональные свойства. Ремонт таких систем требует больших затрат.

Горизонтальная траншейная система устраивается после закрытия ОРО. Перед установкой верхнего изолирующего слоя на поверхности ОРО монтируются траншеи (рисунки 2.11, 2.12) на расстоянии друг от друга не более 50 м.

Рисунок 2.11 - Устройство горизонтальной траншеи [47]

Рисунок 2.12 - Газосборная траншея с дренажной трубой (Пермский край) [47]

В целях предотвращения засорения проницаемой среды снизу горизонтальные траншеи укрываются фильтрующим материалом, например, гравием.

В гравийном пакете устанавливаются дренажные перфорированные трубы из поливинилхлорида, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, стеклопластика или другого подходящего по прочности непористого материала. Из-за коррозии, возможной в среде биогаза и конденсата, рифленая сталь обычно не используется.

Трубы соединяются друг с другом c помощью гибких соединений, что позволяет монтировать системы различной конфигурации и делает их менее восприимчивыми к деформациям [46].

Для обеспечения выхода биогаза на поверхность на траншее монтируются газовыпуски (рисунки 2.13, 2.14).

Рисунок 2.13 - Газовыпуск при устройстве траншейной системы сбора биогаза [46]

Рисунок 2.14 - Газовыпуск при устройстве траншейной системы сбора биогаза (Пермский край) [46]

При установке портов отбора проб биогаза появляется возможность проведения измерений давления, температуры газа, концентрации и контроля работы траншейной системы [46].

Главные преимущества траншейной схемы - простота строительства и относительно однородное изъятие биогаза.

Кроме вертикальных и горизонтальных траншей, для отвода биогаза используются газоотводные скважины и газоотводные колодцы, для сооружения которых осуществляются буровые работы в теле отходов.

Системы сбора биогаза основываются на активных процессах дегазации и включают в себя устройства, создающие градиент давления (компрессоры, вентиляторы), экстракционные скважины и горизонтальную систему сбора биогаза.

Компрессоры (или вентиляторы) обеспечивают эффективное извлечение газа из тела отходов.

Системы сбора биогаза предусматривает последующую утилизацию извлеченного газа (сжигание, очистка, сжижение и т.д.).

Эффективность системы сбора биогаза зависит от организации ее работы и конструкции, а также от методов управления. Эффективная система ориентируется на максимальный уровень газогенерации и сбор биогаза со всей территории объекта захоронения твердых коммунальных отходов, обеспечение контроля каждого элемента системы дегазации.

2.2.2 Технологии, применяемые при эксплуатации объектов размещения отходов

Доставка отходов на объект размещения отходов

Доставка отходов на объект размещения отходов заключается в перемещении отходов от источника образования отходов к месту их размещения и осуществляется способами, исключающими негативное воздействие на ОС, посредством их потери в процессе перевозки или создания аварийных ситуаций.

Основные способы доставки отходов на ОРО:

- автомобильный транспорт;

- гидравлический транспорт;

- конвейерный транспорт;

- рельсовый транспорт.

Автомобильный транспорт используется для доставки отходов на все виды ОРО, когда отсутствует возможность организовать доставку другим видом транспорта.

Для доставки автомобильным транспортом используются специализированные машины: мусоровозы, шламовозы, самосвалы, прочий грузовой транспорт.

Предпочтительно использование автомобильного транспорта, когда:

- на ОРО поступают отходы от разных источников образования, в том числе расположенных отдельно друг от друга;

- между источником образования и ОРО значительное расстояние.

Гидравлический транспорт (гидротранспорт) по режиму работы системы гидротранспорта подразделяется на:

- безнапорные системы гидротранспорта;

- напорно-самотечные системы гидротранспорта;

- напорно-принудительные системы гидротранспорта;

- комбинированные системы гидротранспорта.

Безнапорная (самотечная) система гидротранспорта. Безнапорный гидротранспорт отходов осуществляется по наклонным желобам, лоткам, трубам при их неполном заполнении. Система гидротранспорта представляют собой открытые лотки прямоугольного или трапецеидального сечения из сборного или монолитного железобетона с футеровкой дна и боковых стенок [38].

Напорно-самотечная система гидротранспорта. Напорно-самотечный гидротранспорт отходов осуществляется по полностью заполненным трубам, перемещение пульпы происходит за счет напора, создаваемого разностью отметок между началом трубопровода и точкой выпуска пульпы [38].

Напорно-принудительная система гидротранспорта. Напорно-принудительный гидротранспорт отходов осуществляется по полностью заполненным трубам, перемещение пульпы происходит за счет напора, создаваемого насосами [38].

Комбинированная (смешанная) система гидротранспорта. При комбинированном способе гидротранспорта отходов перемещение пульпы происходит в зависимости от рельефа и может осуществляться по безнапорной системе и по напорно-самотечной или напорно-принудительной системе [38].

Основными преимуществами гидравлического способа доставки отходов является возможность:

- исключения погрузочно-разгрузочных работ;

- обеспечения непрерывности транспортно-технологического процесса;

- исключения пылеобразования и потери транспортируемого отхода, тем самым предотвращая негативное воздействие на ОС;

- проведения прокладки трубопроводов по кратчайшему расстоянию между источником образования и местом размещения отходов;

- создания полностью автоматизированной и дистанционно-управляемой системы транспорта.

К основным недостаткам гидравлического способа доставки отходов относятся:

- значительный расход воды;

- износ гидротранспортного оборудования при работе на абразивных материалах.

Гидравлический способ доставки может быть использован при размещении отходов:

- на отвалах отходов добычи; отходов обогащения; отходов обрабатывающих производств; отходов производства электроэнергии и пара;

- в хранилищах, предназначенных для хранения (кроме отвалов) отходов добычи и/или обогащения полезных ископаемых; обрабатывающих производств; производства электроэнергии и пара;

- в системах подземного захоронения жидких и разжиженных отходов;

- в системах подземного захоронения твердых и отвержденных отходов.

Конвейерный транспорт предусматривает доставку отходов посредством конвейеров по эстакадам и, в некоторых случаях, их пересыпку в перегрузочных узлах [40].

Конвейерный транспорт может быть использован при размещении отходов:

- на отвалах отходов добычи; отходов обогащения; отходов обрабатывающих производств; отходов производства электроэнергии и пара;

- в хранилищах, предназначенных для хранения (кроме отвалов) отходов добычи и/или обогащения полезных ископаемых;

- в системах подземного захоронения твердых и отвержденных отходов.

Рельсовый транспорт, используемый для доставки отходов к местам их размещения, расположенным на поверхности земли и в недрах.

Рельсовый транспорт, используемый на поверхности земли, представлен железнодорожными составами. Рельсовый транспорт, используемый для размещения отходов в недрах, представлен специальными составами на электрической тяге, курсирующими по отработанным горным выработкам.

Рельсовый транспорт может быть использован при размещении отходов:

- на полигонах приповерхностного захоронения производственных отходов;

- в отвалах отходов добычи полезных ископаемых;

- в отвалах отходов обрабатывающих производств;

- в системах подземного захоронения твердых и отвержденных отходов.

Прием отходов

Технологические операции по приему отходов на ОРО предназначены для ведения учета поступающих отходов и их контроля.

С целью контроля и учета отходов отходы могут подвергаться радиационному дозиметрическому контролю, лабораторному контролю, взвешиванию. При учете отходов чаще всего фиксируются сведения о виде поступивших отходов, их объеме и/или массе, источнике образования.

На практике объем отходов, поступающих на ОРО автомобильным транспортом, учитывается чаще всего исходя из вместимости транспортных средств, коэффициентов уплотнения отходов и переводится в показатели массы. Такая система учета приводит к значительным погрешностям.

Масса отходов, учитываемая по результатам взвешивания заполненного и пустого автотранспорта на специальных весах, является более точным показателем.

Для весового контроля отходов, поступающих автотранспортом, используются:

- передвижные весовые платформы с ручным управлением;

- стационарные весовые механические платформы с ручным управлением;

- электронные весовые платформы с компьютерным управлением и системой передачи данных с помощью регистрационных магнитных пластиковых карточек;

- электронные весовые платформы с компьютерным управлением и автоматической радиопередачей информации.

Система учета и контроля поступающих отходов может быть автоматизированной.

Автоматизированная система контроля и учета отходов, поступающих на ОРО автотранспортом, включает в себя оборудование для взвешивания отходов с возможностью получения, накопления и дальнейшей обработки данных в электронном виде, систему видеонаблюдения и программу обработки данных. Основой системы являются электронные весовые платформы с компьютерным управлением и системой передачи данных с помощью регистрационных магнитных пластиковых карточек, так называемых магнитных ключей (рисунок 2.15).

Рисунок 2.15 - Взвешивание отходов, поступающих автотранспортом, с использованием автоматизированной системы учета (Свердловская область) [48]

При использовании на ОРО автоматизированной системы учета водитель автотранспорта получает магнитный ключ с персональными данными. Этот ключ дает право круглосуточного доступа на ОРО.

Учет отходов, поступающих на ОРО автотранспортом, с использованием автоматизированной системы осуществляется следующим образом: автомобиль заезжает на весы, водитель прикладывает ключ к считывающему устройству, система распознает автомобиль, фиксирует данные, загорается зеленый сигнал светофора, открывается второй шлагбаум на выезде с весов, который позволяет продолжить движение на ОРО к месту выгрузки отходов; после выгрузки отходов схема взвешивания и фиксации данных повторяется.

Для осуществления радиационного дозиметрического контроля отходов используются автоматические стационарные средства непрерывного радиационного контроля или портативные дозиметры.

На ОРО ТКО при выезде автотранспорта с ОРО предусматривается дезинфекция его колес с целью предотвращения биологического загрязнения прилегающей к ОРО территории.

Для дезинфекции могут быть использованы железобетонные ванны, заполненные дезинфицирующим раствором, дезинфицирующие коврики (или дезбарьеры) из влагостойкого поливинилхлорида, ручные или автоматизированные бесконтактные мойки в виде аппарата высокого давления.

Использование железобетонных ванн требует большого расхода воды и дезинфицирующего средства из-за их испарения и разноса колесами автотранспорта. Использование бесконтактных моек также требует большого количества воды и организации очистки стоков, образующихся при обмыве колес.

Подготовка отходов к размещению

Подготовка отходов к размещению направлена на регулирование их состава, агрегатного состояния и опасных свойств, и в зависимости от состава, агрегатного состояния, опасных свойств отходов и способа их размещения, может выполняться следующими способами: раздельный сбор; сортировка (ручная, автоматическая); измельчение; прессование; брикетирование; комкование; затаривание; биологическая обработка; реагентная обработка; термическая обработка; обезвреживание; обезвоживание (в т. ч. отстаивание); сгущение; разжижение; фильтрация; усреднение состава; разделение на фракции; отверждение.

Операции по подготовке отходов к размещению могут производиться как непосредственно на ОРО, так и перед доставкой отходов к месту размещения.

Раздельное накопление отходов как способ подготовки отходов к захоронению на объектах захоронения твердых коммунальных отходов

Раздельное накопление и последующая дифференцированная обработка раздельно накопленных отходов позволяют не только сократить объем/массу отходов, поступающих на объекты захоронения ТКО, но и изменить свойства захораниваемых отходов. В частности, выделение и переработка биоразлагаемых компонентов позволяют снизить эмиссии биогаза.

Раздельное накопление отходов перед их захоронением на объектах захоронения ТКО применяется по отношению к ТКО, отходам производства или строительства, поступающим на объекты захоронения ТКО.

Существуют различные варианты организации раздельного накопления отходов.

С точки зрения последующего разложения отходов, захороненных на ОРО ТКО, и воздействия продуктов их разложения на объекты окружающей среды, приоритетно выделение и исключение захоронения, во-первых, органических биоразлагаемых материалов, являющихся источников образования биогаза, и, во-вторых, токсичных веществ, которые будут вымываться из массива отходов с фильтрационными водами. Поэтому выделение органических отходов в отдельный поток и их предварительная биологическая стабилизация, а также раздельный сбор и обезвреживание опасных материалов, например, ртутьсодержащих люминесцентных ламп и отработанных химических источников тока (батареек и аккумуляторов), имеют наибольшее значение.

Сортировка отходов применяется для подготовки ТКО, а также отходов строительства и отходов производства, к захоронению на объектах захоронения твердых коммунальных отходов.

Под сортировкой ТКО понимается процесс обработки отходов, который включает разделение отходов на качественно различающиеся компоненты (стекло, пластик, металл, бумага и пр.) с целью последующей утилизации.

В обычной практике сортировки материалов различают ручную, автоматизированную и автоматическую сортировку. При ручной сортировке распознавание нужных материалов производится персоналом визуально, а отбор осуществляется вручную, хотя отдельные вспомогательные операции (подача материала на сортировочный конвейер, предварительный рассев по крупности) могут быть механизированы. Линии автоматизированной сортировки значительно облегчают ручной труд, однако распознавание интересующих компонентов, как правило, выполняется человеком. На линиях полностью автоматической сортировки материалов весь процесс сортировки отходов, а именно идентификация отбираемых материалов и их выделение из общего потока, происходит без участия персонала. Как правило, в основе технологии линий автоматической сортировки лежит использование сенсоров оптического определения материалов путем облучения потока излучением с определенными длинами волны и последующего спектрального анализа отраженного от поверхности материала излучения или интенсивности и спектра рентгеновских лучей, прошедших сквозь образец.

Измельчение представляет собой процесс уменьшения размеров частиц до требуемых размеров путем механического воздействия.

Измельчение отходов используется для подготовки к захоронению отходов на полигонах твердых коммунальных отходов и для подготовки к захоронению отходов в системах подземного захоронения жидких и разжиженных отходов в пласт-коллектор, главным образом отходов, образованных в результате бурения скважин.

Измельчение отходов перед захоронением на полигонах твердых коммунальных отходов

На полигонах твердых коммунальных отходов захораниваются отходы, которые включают в себя обширную номенклатуру материалов с разными физико-механическими свойствами. Так, дерево плохо сопротивляется излому, а такие материалы, как металл, твердые пластики, полимерные пленки, обладающие высокой упругостью, при воздействии излома, раздавливания, раскалывания, истирания лишь деформируются без потери целостности компонента. Это обуславливает низкую эффективность применения таких способов измельчения. На практике для дробления ТКО используют только ударную технологию и технологию среза. Ударная технология реализована в конструкциях молотковых и роторных дробилок, технология среза - в конструкциях шредеров.

Для измельчения используются дробильные установки, принцип действия которых зависит от состава и свойств отходов. Они выпускаются в различных конструктивных вариантах:

- стационарные и мобильные (на колесной паре, гусеничном ходу);

- укомплектовываются дизельным или электрическими двигателями.

Для предварительного измельчения отходов перед захоронением на полигонах ТКО обычно используются:

- дробилки для древесных отходов;

- дробилки для строительных отходов;

- универсальные шредеры.

Дробление древесных отходов

Для дробления древесных отходов используются щековые, конусные, ударно-валковые (дисковые или стержневые), молотковые роторные, барабанные (вращающиеся или вибрирующие), роликовые дробилки.

Дробление строительных отходов

Дробилки для строительных отходов подразделяются на:

- щековые (дробимый материал разрушается, попадая в зазор между статичной и подвижной прессующими частями-щеками),

- молотковые (разрушение материала происходит от ударного воздействия установленных на роторе молотков).

Обычно используются щековые дробилки, способные перерабатывать бетон, асфальт и строительные отходы. В такие дробилки нельзя загружать волокнистые и клейкие материалы.

Измельчение буровых отходов перед их захоронением в системах подземного захоронения жидких и разжиженных отходов в пласт-коллектор

В период подготовки к закачке в недра через поглощающую скважину твердая фаза отходов (основную массу которой составляет, как правило, выбуренная порода) отделяется от жидкой фазы (как правило, бурового раствора) и измельчается.

Измельчение может осуществляться с использованием механических или гидравлических перемешивателей и перекачивающе-измельчающих насосов. Крупность измельченных частиц контролируется на виброситах.

На следующем этапе с целью разжижения твердой фазы и образования пульпы, пригодной для закачки в недра через скважину, может добавляться вода (морская вода, попутные воды или воды, использованные для собственных производственных и технологических нужд), и, при необходимости, специальные реагенты. Реагенты добавляются с целью достижения требуемых реологических свойств.

Свойства пульпы зависят от литологических характеристик выбуренной породы, гранулометрического состава и соотношения бурового шлама и воды в пульпе.

Готовая пульпа содержит около 5-10 % твердой фракции и 90-95 % жидкости [44].

Прессование представляет собой процесс обработки отходов давлением, производимый с целью увеличения плотности и уменьшения объема. Прессование применяется для подготовки к захоронению ТКО.

Прессование отходов обычно выполняется для уменьшения транспортных затрат при доставке отходов к месту захоронения с использованием следующего оборудования:

- уплотняющих мусоровозов, в том числе с толкающими плитами или роторного типа;

- мобильных пресс-компакторов;

- пресс-контейнеров.

После разгрузки из указанных устройств на месте захоронения отходы рассыпаются и их плотность снова снижается.

При использовании оборудования с высоким коэффициентом уплотнения плотность отходов после разгрузки выше плотности неуплотненных отходов, размещенных навалом. Это облегчает выполнение последующих операций по размещению отходов.

Брикетирование применяется при наличии большого транспортного плеча для подготовки к доставке твердых коммунальных отходов или остатков от их сортировки на объект захоронения. В таких условиях брикетирование позволяет защитить от загрязнения окружающую среду, в том числе предотвратить неприятный запах.

Представляет собой прессование отходов в куски однородного состава и геометрически правильной формы, так называемые брикеты, с последующей обвязкой их бечевкой, проволокой, сеткой, пленкой или другими материалами с целью предотвращения разрушения.

Для брикетирования обычно применяются специальные механизированные комплексы, состоящие из измельчителей (дробилок), уплотнителей - брикетирующих установок и, в отдельных случаях, упаковочных машин.

Технология уплотнения отходов с последующим складированием их на объекте захоронения твердых коммунальных отходов включает автоматизированное прессование отходов в тюки (брикеты). При этом используется пресс, создающий давление, обеспечивающее уменьшение первоначального объема отходов в несколько раз.

Упаковка отходов в тюки позволяет в 3-6 раз (в зависимости от прессуемого материала) уменьшить объемы обработанных отходов и осуществлять его длительное экологически безопасное хранение.

В транспорт тюки грузятся при помощи погрузчика, оборудованного специальным захватом.

Комкование (окатывание) представляет собой процесс окусковывания мелкодисперсных отходов в формы, близкие к сферической. Для придания необходимой прочности и водостойкости окомкованных отходов вводятся добавки, обладающие вяжущими свойствами (цемент, известь, золы и т.д.).

В качестве оборудования для комкования отходов могут использоваться грануляторы барабанного или тарельчатого типа [49].

Технология комкования позволяет уменьшить количество влаги в отходе, тем самым может быть обеспечено снижение образования фильтрационных вод и уменьшение объемов размещаемых отходов.

Биологическая обработка отходов применяется для подготовки к захоронению ТКО, в состав которых входят биологически разлагаемые компоненты. В качестве биологической обработки ТКО или их биологически разлагаемых компонентов используют компостирование или сбраживание.

Компостирование отходов может осуществляться несколькими способами, которые отличаются: уровнем механизации (площадки компостирования, биотермические барабаны, тоннели и т.п.); условиями и сроками проведения процесса (от нескольких недель до 2-х лет); качеством компоста (предварительная очистка от балластных компонентов или грохочение готового компоста).

При сбраживании отходы первоначально подвергаются аэробному гидролизу органической части отходов, при котором происходят перевод органических веществ в растворенное или взвешенное состояние и отделение полученной пульпы от нерастворимых компонентов (стекла, пластика) путем процеживания. Полученная пульпа подвергается анаэробному сбраживанию с образованием биогаза. Остатки сбраживания (около 40 % первоначальной массы отходов) поступают на компостирование.

В Ленинградской области на заводе по механизированной переработке ТКО отходы перерабатываются методом биотермического компостирования в биотермических барабанах с извлечением некомпостируемых фракций (черный и цветные металлы, камни, стекло, древесина, п/э пленка, ветошь, картон, макулатура и пр.) с получением компоста (биотоплива и органического удобрения).

Термическая обработка отходов перед их размещением осуществляется методами сжигания, пиролиза, газификации. Подробно технологии сжигания и пиролиза отходов рассмотрены соответственно в ИТС 9-2020 "Утилизация и обезвреживание отходов термическими способами" и в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)".

Обезвреживание отходов перед их размещением осуществляется с целью уменьшения массы отходов, изменения их состава, физических и химических свойств, что обеспечивает снижение их негативного воздействия на ОС. Подробно технологии обезвреживания отходов рассмотрены в ИТС 9-2020 "Утилизация и обезвреживание отходов термическими способами" и в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)".

Реагентная обработка применяется при подготовке к захоронению отходов в системах подземной закачки жидких и разжиженных отходов в пласт-коллектор. Применяется, например, при подготовке к закачке в пласт-коллектор буровых отходов. Выполняется после измельчения твердой фазы буровых отходов и смешения ее с жидкой фазой до образования пульпы пригодной для закачки. В случае если жидкость и тип горной породы, представленные в пульпе, не дают достаточную вязкость, то в пульпу добавляется реагент, представленный специальным полимером (загуститель), чтобы создать определенную реологию с целью предотвращения выпадения твердых частиц в осадок при подаче ее в нагнетательную скважину.

Затаривание отходов. Затариванию перед размещением подвергаются отходы, обладающие опасными свойствами, растворимые в воде и имеющие высокий класс опасности.

Твердые и пастообразные отходы, не обладающие пожароопасными свойствами, имеющие I класс опасности для окружающей среды, содержащие растворимые в воде компоненты, перед размещением затаривают в контейнеры, обычно стальные.

Для затаривания отходов конструкционный материал контейнера должен обладать коррозионной стойкостью по отношению к отходам (скорость коррозии не должна превышать 0,1 мм/год). Толщина стенки контейнера должна быть не менее 10 мм.

Контейнеры подвергаются двойному контролю на герметичность - до и после заполнения отходами.

Отходы, имеющие II-IV классы опасности для окружающей среды, перед размещением в железобетонных бункерах могут быть затарены в другие виды упаковки, помимо металлических контейнеров, например, в двойные полиэтиленовые или бумажные мешки.

Обезвоживание отходов применяется при размещении производственных отходов на полигонах приповерхностного захоронения и при захоронении твердых и отвержденных отходов в недрах.

Отходы могут обезвоживаться механическим или термическим методами. Физико-химические методы обезвоживания, основанные на поглощении влаги из высушиваемого материала путем соприкосновения с гигроскопическими веществами, при подготовке отходов к размещению не используются.

Процесс механического обезвоживания (в том числе отстаивание) заключается в разделении систем "жидкость - твердое тело" под действием механических сил (давления, гравитации, центробежной силы).

Механическому обезвоживанию подвергаются отходы в виде суспензий и прочих дисперсных систем.

Оборудование для механического обезвоживания по способу создания и значению движущей силы процесса делится на отстойники (где разделение осуществляется в поле сил тяжести), вакуум-фильтры (движущая сила процесса создается разрежением под фильтровальной перегородкой), отстойные и фильтрующие центрифуги (разделение в которых осуществляется за счет центробежной силы) и др. Для улучшения водоотдачи может проводиться их предварительная обработка реагентными и безреагентными способами (в качестве реагентов используют известь, соли железа и алюминия).

К термическим методам обезвоживания относятся выпаривание и сушка. Выпариванию подвергаются жидкие отходы; удаление влаги происходит из всей массы жидкости при ее температуре кипения. Влага из пастообразных и твердых отходов удаляется только сушкой; при сушке влага удаляется с поверхности материала. По мере удаления влаги с поверхности материала за счет разности концентраций влаги внутри материала и на его поверхности происходит движение влаги к поверхности путем диффузии. В некоторых случаях имеет место термодиффузия, когда движение влаги внутри отхода происходит за счет уменьшения разности температур на поверхности и внутри отхода.

Процесс сушки осуществляется за счет подводимой к отходу тепловой энергии, вырабатываемой в генераторе тепла. Генератором тепла могут служить паровые или газовые калориферы, топки, инфракрасные излучатели и генераторы электрического тока. Выбор генератора тепла обычно определяется схемой и методом сушки, физическими свойствами высушиваемого отхода и требуемым режимом сушки [50, 51].

Разжижение и сгущение применяется при подготовке отходов к размещению на разных видах ОРО.

Чаще всего операции разжижения и сгущения отходов применяются для подготовки отходов к доставке на ОРО гидравлическим транспортом. Например, при расходах пульпы отходов 5000-50000 м ³/ч ее сгущение с отношением твердой и жидкой фаз 1:10 считается целесообразным при удалении ОРО от источника образования отходов более 5-7 км, при размещении ОРО на расстоянии более 3 км гидравлическим транспортом на ОРО направляется пульпа с соотношением твердой и жидкой фаз 1:20-1:30 [38].

Разжижение, в том числе, применяется для подготовки пульпы буровых отходов для закачки в недра.

Фильтрация. Процесс фильтрации отходов применяется при подготовке жидких отходов обрабатывающих производств к закачке в недра и направлен на очистку отхода от взвешенных частиц. В качестве оборудования для фильтрации отходов могут использоваться патронные фильтры.

Усреднение состава отходов осуществляется при подготовке жидких отходов к закачке в недра через нагнетательные скважины. Усреднение состава отходов перед их закачкой направлено на приведение состава отходов к качеству, требуемому в соответствии с лицензионным соглашением на пользование недрами. Усреднение состава отходов осуществляется в прудах-усреднителях.

Разделение на фракции при захоронении жидких и разжиженных отходов в пласт-коллектор.

Применяется при подготовке буровых отходов и прочих дисперсных отходов, содержащих нефтепродукты, и заключается в выделении из отходов жидкой фазы (водорастворимой), твердой фазы и нефтепродуктов перед захоронением в системах подземной закачки жидких и разжиженных отходов в пласт-коллектор.

Для разделения отходов на фракции используются следующие операции: обезвоживание, нагрев, измельчение, центрифугирование.

Разделение отходов на фракции может рассматриваться как способ обработки отходов, которая подразумевает под собой использование отходов для производства продукции, выполнения работ, оказания услуг, включая повторное применение (рециклинг, регенерация, рекуперация).

Основными преимуществами разделения на фракции отходов, содержащих нефтепродукты, являются:

- извлечение полезного ресурса из отходов (нефтепродуктов;

- снижение опасных свойств отходов (пожароопасности).

Отверждение отходов при подготовке их к размещению применяется при закладке пастообразных отходов в недра. Отверждение отходов может происходить путем их обработки паром или химическими составами (например, остекловывание) [52].

Основным преимуществом отверждения пастообразных отходов перед закладкой является минимизация негативного воздействия на ОС.

Размещение (способы складирования отходов)

Технологические операции по размещению отходов различны в зависимости от их состава, агрегатного состояния и опасных свойств. Кроме того, выбор способа размещения отходов зависит от вместимости ОРО, климатических, топографических и геологических условий.

На практике встречаются следующие основные способы размещения отходов: размещение навалом (насыпью), размещение в брикетах, размещение в таре, размещение гидронамывом, размещение нагнетанием в пласт-коллектор, размещение нагнетанием в полость, размещение закладкой гидравлической, размещение закладкой сухой.

Размещение навалом (насыпью) представляет собой способ приповерхностного размещения отходов путем их наваливания, насыпания. Способ применяется при размещении отходов на поверхности земли и в бункерах.

Размещение отходов навалом (насыпью) на практике осуществляется как без дополнительных операций, так и с проведением дополнительных операций, таких как уплотнение отходов, их послойное покрытие (изоляция), орошение.

Размещение отходов навалом (насыпью) без дополнительных технологических операций на практике применяется при размещении в отвалах отходов добычи полезных ископаемых, в основном вскрышных пород, отходов обогащения полезных ископаемых и отходов производства электроэнергии и пара.

Такой способ размещения отходов не требует существенных экономических затрат, но не имеет экологических преимуществ. Отходы, размещаемые в отвалах без дополнительных технологических операций, могут оказывать воздействие на ОС посредством образования большого количества фильтрационных вод, пыления отходов (при размещении пылящих отходов).

Размещение отходов навалом (насыпью) с орошением имеет преимущество перед размещением навалом (насыпью) без дополнительных технологических операций, которое заключается в предотвращении пыления отходов и тем самым предотвращении загрязнения атмосферного воздуха и почв на прилегающих территориях. При использовании такого способа размещения уделяется большое значение операциям по обращению с фильтрационными водами, которые образуются в большом количестве. Фильтрационные воды могут накапливаться и использоваться для орошения отходов.

Размещение отходов навалом (насыпью) с уплотнением применяется при захоронении ТКО, производственных отходов, при хранении отходов добычи и обогащения полезных ископаемых.

Уплотнение отходов производится послойно при поступательном движении катков-уплотнителей, компакторов или стандартных землеройно-транспортных дорожных машин (бульдозеров или дорожных катков) по массиву отходов.

Послойное уплотнение отходов позволяет увеличить вместимость ОРО, улучшает условия проезда тяжелой техники по поверхности отходов, обеспечивает возможность высотного складирования без образования оползней, способствует уменьшению объемов образования фильтрационных вод, уменьшению объемов образования биогаза на ОРО ТКО, снижению пожароопасности ТКО, предотвращению биологического загрязнения вблизи ОРО ТКО посредством ограничения доступа животных к отходам [20].

Размещение отходов навалом (насыпью) с уплотнением и послойным покрытием (изоляцией) осуществляется при захоронении ТКО, производственных отходов, при хранении отходов обрабатывающих производств, хранении отходов добычи и обогащения полезных ископаемых.

Изоляция отходов осуществляется послойно и позволяет предотвратить проникновение атмосферных осадков в массив отходов, тем самым снизить объемы образования фильтрационных вод; предотвратить выбросы пыли в атмосферный воздух и предотвратить неорганизованные эмиссий биогаза; предотвратить водную и ветровую эрозию массива отходов; обеспечить стабильность массива отходов.

Дополнительно для объектов захоронения ТКО путем послойного покрытия отходов предотвращается также разнос ветром легких фракций ТКО, обеспечивается защита от проникновения птиц, грызунов, ликвидация кормовой базы, и предотвращается разнос возбудителей заболеваний животными и насекомыми, снижается вероятность возникновения пожаров.

В практике изоляции ТКО применяются природные, искусственные или комбинированные материалы, которые#

В практике для послойного покрытия отходов применяют грунт, отходы, альтернативные распыляемые покровные материалы, которые не подвергаются никаким существенным физическим, химическим или биологическим преобразованиям, не проявляют способность к генерации фильтрата, и не подвергают опасности качество окружающей среды.

Грунт или отходы наносятся на поверхность отходов с помощью специализированной техники.

Распыляемое альтернативное покрытие может включать бентонитовые глиняные породы, гипс, цемент, ПЭТ-волокна, поливинилацетат, целлюлозную мульчу.

Рецептура распыляемого покрытия разрабатывается в зависимости от типа покрытия (ежедневное, среднесрочное до 6 месяцев, долгосрочное до нескольких лет в качестве консервации), погодных условий в момент нанесения и сезона, геометрической формы тела полигона ТКО. Расход такого покрытия 0,01 т/м ².

Использование распыляемых покровных материалов позволяет увеличить вместимость объекта размещения отходов и срока его эксплуатации и позволяет сократить трудовые и временные затраты на устройство изолирующего слоя, поскольку для этого требуется минимальное количество техники и персонала, позволяет сократить расход топлива.

Распыляемые покровные материалы наносятся на поверхность отходов посредством распыляющего оборудования, которое является модификацией гидропосевной установки. Пульпа для распыления на поверхность отходов готовится в ADC машине, представляющей собой бак с перемешивающим устройством и мощный насос, подающий пульпу под давлением в распылитель.

Размещение отходов навалом (насыпью) с уплотнением, последующей изоляцией и орошением осуществляется при захоронении ТКО и обладает всеми вышеперечисленными преимуществами уплотнения, изоляции и орошения отходов при их размещении навалом.

Обеспечение стабильности массива отходов при размещении навалом (насыпью).

Стабильность массива отходов, размещенных навалом (насыпью) обеспечивается путем укрепления откосов.

Угол откоса массива отходов определяется нормативными требованиями, но при соответствующем обосновании возможно его увеличение.

При изменении угла откоса массива в каждом случае производится расчет, позволяющий оценить его устойчивость. Изменение угла откоса позволяет значительно повысить емкость участка захоронения отходов и продлить срок эксплуатации объекта.

При маленьких и средних уклонах до 8 % склон укрепляется растениями вертикального и горизонтального действия, а также деревьями. Во многом укреплению наклонных поверхностей участка способствуют растения с развитой корневой системой, которые можно специально высадить в ячейках укрепляющих конструкций. Корневая система растений, переплетаясь с крепежом и конструкцией укрепителя, усиливает почву, препятствует ее эрозии и оползневым процессам.

Растительные грунты в отношении пригодности для произрастания трав разделяются на:

- тяжелые, то есть такие, на которых трава плохо принимается; к ним относятся пески и глины;

- средние, к которым относятся суглинки и супеси;

- легкие, черноземные и другие грунты с большим содержанием примесей растительного или животного перегноя.

При грунтах легких и средних засев трав может быть произведен непосредственно по грунту, из которого отсыпан откос насыпи или в котором разработана выемка; при тяжелых грунтах следует сделать поверх откоса отсыпку легкого грунта. Песчаные откосы могут быть укреплены и без дополнительной отсыпки легкого грунта, но тогда следует применять для посева семена трав с длинными корнями: песчаный овес, песчаную рожь.

Дополнительная засыпка растительного грунта на откосах производится или между клетками, образованными одерновкой откосов в клетку, или сплошной присыпкой сверху откоса растительного грунта.

В первом случае никаких дополнительных укрепительных работ не требуется, во втором случае (при сплошной присыпке грунта) необходимо, для лучшего сцепления этого грунта с основным грунтом насыпи, устройство по откосам неглубоких уступов. Работы по устройству уступов производятся сверху вниз.

По присыпанной дополнительно на откос растительной земле производят посев трав различных сортов в зависимости от климатических условий и районов производства работ, например:

- для районов лесной и лесостепной зоны рекомендуются костер безостый, мятлик луговой, тимофеевка, клевер, овсяница;

- для степных районов костер прямой, житняк, люцерна желтая, пырей американский, мятлик.

Посев трав может производиться в период с ранней весны по 15 сентября, наиболее удобный эффективный период посевов считается с весны до 15 июня.

Посев трав в южных районах производят только ранней весной; при необходимости более поздних посевов поливка их обязательна.

К ограничениям использования технологии укрепления откосов растительным грунтом относится длительный период восстановления дернового слоя и возможность эрозии откосов до этого момента

При уклонах выше среднего, от 8 % до 15 %, обычно применяют искусственные конструкции в виде биоматов, газонных решеток, геосеток. Больший уклон предполагает использование георешеток, габионных конструкций. Их соединение увеличивает способность склона выдерживать нагрузки.

Все эти методы способствуют закреплению склонов за счет внутреннего армирования, то есть "вживления" каркаса укрепляющей конструкции в слой грунта. Процесс армирования склонов происходит либо за счет укрепительных металлических болтов - анкеров, либо заглублением вглубь поверхности (как у габионов).

Для укрепления массива отходов по его периметру может быть сооружена подпорная стенка из армированного грунта, обладающего водонепроницаемыми свойствами. Армированный грунт представляет собой композитный материал, для устройства которого применяются песок крупный (средний), щебень, арматурная сталь, стабигрунт, георешетка, биомат.

Укрепление откосов с использованием геосинтетических материалов выполняется с последующим залужением и посадкой деревьев.

Размещение в брикетах используется главным образом при захоронении ТКО и заключается в размещении спрессованных и обвязанных отходов. Брикетирование отходов описано в разделе "Подготовка отходов к размещению".

При поступлении на ОРО брикеты обычно складываются рядами и пересыпаются слоем изолирующего грунта. Плотность ТКО в брикетах высокая, провалы или серьезные деформации при размещении ТКО в брикетах не наблюдаются.

К преимуществам размещения ТКО в брикетах относятся:

- чистый и опрятный вид;

- отсутствие неприятных запахов;

- значительное снижение пожароопасности;

- защита от атмосферных осадков;

- предотвращение выделения загрязняющих веществ в атмосферных воздух;

- исключение развеивания ветром легких фракций ТКО;

- уменьшение объема отходов, поступающих на размещение;

- защита от проникновения насекомых, птиц, грызунов.

Размещение в таре используется при захоронении производственных отходов, обладающих опасными свойствами, растворимыми в воде, и может использоваться при захоронении твердых и отвержденных отходов в недрах. Затаривание отходов описано в разделе "Подготовка отходов к размещению".

Затаривание отходов направлено на предотвращение их воздействия на ОС.

Размещение гидронамывом осуществляется при хранении отходов добычи и обогащения природных ресурсов, отходов производства электроэнергии и пара, отходов обрабатывающих производств, поступающих в ОРО в основном гидравлическим транспортом, редко конвейерным.

При транспортировании отходов в сухом состоянии конвейерным транспортом пульпа для гидронамыва формируется в месте ссыпания отхода с конвейера, куда также подается жидкая фаза.

Размещение отходов гидронамывом способствует равномерному распространению отходов по площади.

Размещение нагнетанием в пласт-коллектор применяется при захоронении жидких и разжиженных отходов добывающих и обрабатывающих производств в недра.

Обеспечение технически успешной и экологически безопасной реализации подземного размещения может быть достигнуто в определенных, благоприятных для его применения гидрогеологических условиях. Наиболее благоприятными в данном отношении являются водоносные горизонты отрицательных платформенных структур, изолированные выдержанными водоупорными пластами от эксплуатируемых или пригодных к хозяйственному использованию водоносных горизонтов верхней гидродинамической зоны весьма затрудненного водообмена и содержащие подземные воды повышенной и высокой минерализации, исключающей их рациональное применение в настоящее время и в перспективе.

Основным назначением размещения отходов нагнетанием является обеспечение безопасной, стабильной и долгосрочной локализации закачанных отходов. Горизонты, предназначенные для нагнетания, имеют необходимые изолирующие пласты для того, чтобы обеспечить полную локализацию отходов в пласте и не допустить их выхода на поверхность. Для этого проводится глубокий анализ результатов геологического исследования и моделирования с использованием компьютерных программ.

В качестве участка недр используется пласт-коллектор, расположенный в зоне затрудненного или весьма затрудненного водообмена, отвечающий требованиям изоляции отходов от компонентов окружающей среды, пригодных к использованию в хозяйственной деятельности.

Нагнетание (закачка) отходов в пласт-коллектор осуществляется через нагнетательную скважину. Типовая конструкция нагнетательной скважины представлена в разделе 2.1.

Основным преимуществом размещение отходов нагнетанием в пласт-коллектор является минимизация эмиссий в ОС.

Размещение нагнетанием в полость осуществляется аналогично размещению нагнетанием в пласт-коллектор. Отличием является необходимость подготовки полости для закачки путем ее герметизации от подземных вод и соседних участков недр.

Подземные резервуары, например, создают в многолетнемерзлых породах методом водно-теплового разрушения многолетнемерзлых мелкодисперсных пород с последующим эрлифтным подъемом пульпы разрушенных пород на поверхность. Породы, содержащие большое количество глинистых частиц (глины, суглинки), плохо подвержены водно-тепловому разрушению, поэтому основной целью инженерных изысканий является поиск выдержанных по мощности пластов мелкодисперсных грунтов (пески, супеси и т.п.).

Размещение сухой или гидравлической закладкой применяется при захоронении твердых и отвержденных отходов в недра. Основным преимуществом размещения отходов закладкой является сохранение земельных ресурсов.

В целях предотвращения загрязнения ОС при размещении отходов закладкой необходимо особое внимание уделять герметизации контактной зоны отходов и подземных вод.

При размещении отходов сухой закладкой они доставляются в подземные камеры или в специально созданные подземные резервуары, например, в многолетнемерзлых породах, в сухом дробленом виде и распределяются механическим способом. В чистом виде сухая закладка используется редко ввиду ее большого коэффициента усадки (до 50 %), обычно используются ее разновидности - консолидированная или инъекционная закладки.

При консолидированной закладке формирование монолита происходит под воздействием пара или химических растворов на уже размещенную в очистном пространстве сухую закладку. При этом происходит проникновение реагентов в отходы, через определенное время происходит "кристаллизация" реагентов. Такая закладка обладает достаточно высокими прочностными характеристиками, которые сохраняются при длительном нагружении налегающими породами [53]. Иногда для консолидации сухой закладки используют жидкие цементирующие растворы (в т. ч. растворы самого цемента).

Сухая закладка применяется в Ямало-Ненецком автономном округе при размещении твердых отходов добывающих или обрабатывающих производств в скважинные подземные резервуары, создаваемые в дисперсных многолетнемерзлых породах. Сухая закладка на таких объектах осуществляется с использованием установки приема и подачи твердых отходов в подземных резервуар (рисунок 2.16).

Рисунок 2.16 - Сухая закладка отходов, связанных с добычей нефти и газа, в подземный резервуар (Ямало-Ненецкий автономный округ) [45]

При применении гидравлической (твердеющей) закладки в подземную камеру или в специально созданные подземные резервуары, например, в многолетнемерзлых породах, доставляются пульпообразные отходы. При завершении заполнения камеры закладочная смесь набирает прочность и переходит из текучего состояния в вязкопластичное, а затем в жесткопластичное с окончательным омоноличиванием.

Гидравлическая закладка применяется при захоронении жидких и разжиженных отходов добывающих и обрабатывающих производств в недра.

В российской практике для захоронения отходов закладкой используются в основном отработанные камеры рассолопромыслов либо отработанные пространства рудников.

В Ямало-Ненецком автономном округе гидравлическую закладку используют для размещения отходов в одиночный подземный резервуар или полигон подземных резервуаров, которые создаются в дисперсных многолетнемерзлых породах на глубине от 15 м.

Гидравлическая закладка отходов в резервуар осуществляется через технологическую скважину с помощью гидравлического насоса.

После закладки отходов в подземный резервуар в многолетнемерзлых породах отходы отверждаются посредством воздействия на них сезонно действующего охлаждающего устройства, устанавливаемого в резервуаре по окончании заполнения его отходами. Использование сезонно действующего охлаждающего устройства позволяет ускорить промерзание отходов в резервуаре [45].

Основными преимуществами размещения отходов в резервуарах в многолетнемерзлых породах являются [45]:

- надежная изоляция отходов в резервуаре (полости) с последующей их иммобилизацией вследствие охлаждающего воздействия массива многолетнемерзлых пород, в которых они сооружаются, а также за счет установки после загрузки отходов сезонно-охлаждающего устройства;

- отсутствие влияния ОРО на поверхностные среды, подтверждаемое соблюдением нормативов качества атмосферного воздуха, почв, поверхностных и надмерзлотных вод на границе участка расположения ОРО по результатам экологического мониторинга;

- возможность использования побочных продуктов строительства резервуаров (песок, вода) в качестве вторичных ресурсов.

Обращение с фильтрационными, дренажными, ливневыми водами

Обращение с фильтрационными, дренажными, ливневыми водами на ОРО может выполняться следующими способами:

- использование;

- рециркуляция;

- очистка;

- отвод.

Использование фильтрационных, дренажных, ливневых вод заключается в возможности их применения:

- для доставки отходов ОРО гидравлическим транспортом;

- для орошения (рециркуляции) отходов;

- в системе оборотного водоснабжения предприятия.

Использование фильтрационных и дренажных вод осуществляется на ОРО следующих видов:

- хранилищах, предназначенных для хранения (кроме отвалов) отходов добычи и/или обогащения полезных ископаемых; обрабатывающих производств; производства электроэнергии и пара;

- отвалах отходов обрабатывающих производств;

- полигонах приповерхностного захоронения производственных отходов;

- объектах захоронения твердых коммунальных отходов.

Рециркуляция является одним из способов уменьшения объема фильтрационных и дренажных вод путем их использования для орошения поверхности массива отходов.

Метод позволяет увеличить влажность отходов и тем самым снизить риски возгорания ТКО, стимулировать биохимические процессы их разложения (за счет выноса водорастворимых продуктов деструкции отходов, усиления метаногенеза) [54] на ОРО ТКО, уменьшить пылеподавление при размещении пылящих отходов и способствует более плотной укладке отходов.

Система рециркуляции фильтрационных вод реализована на ряде ОРО ТКО Российской Федерации. Схема рециркуляции фильтрационных вод приведена на рисунке 2.17.

В качестве распылителя фильтрационных вод используется перфорированная труба. Рециркуляция осуществляется распылением фильтрационных вод на поверхности массива отходов ТКО (рисунок 2.18).

Рисунок 2.17 - Схема рециркуляции фильтрационных вод [55] (ОРО ТКО в Пермском крае)

Рисунок 2.18 - Распыление фильтрационных вод на поверхности ОРО [55] (ОРО ТКО в Пермском крае)

Рециркуляция фильтрационных и дренажных вод осуществляется на ОРО следующих видов:

- хранилищах, предназначенных для хранения отходов обрабатывающих производств, кроме отвалов;

- полигонах приповерхностного захоронения производственных отходов;

- объектах захоронения твердых коммунальных отходов.

Очистка сточных вод осуществляется для достижения установленных нормативов с последующим их сбросом или использованием.

Очистка фильтрационных вод связана со сложным их химическим составом, изменяющимся в течение жизненного цикла ОРО ТКО, а также в связи со значительным его отличием от промышленных и муниципальных сточных вод. Возникают трудности в применении для очистки фильтрационных вод традиционных схем очистки, что приводит к необходимости разработки комплексных схем очистки.

Технологией очистки фильтрационных вод ОРО ТКО является использование процесса обратного осмоса на локальных очистных сооружениях. Обратный осмос представляет собой физический процесс, основанный на прохождении очищаемой жидкости через полупроницаемую синтетическую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор в результате воздействия давления, превышающего разницу осмотических давлений обоих растворов. При фильтрации через мембрану поток разделяется на очищенную воду (пермеат) и вторичный отход - концентрат, подлежащий утилизации.

Как правило, установки, включающие в себя блоки обратного осмоса, изготавливаются в контейнерном исполнении или монтируются на металлическую конструкцию. Установка контейнерного типа состоит из нескольких секций (рисунок 2.19):

- накопительный резервуар для очищаемой воды (фильтрационные воды) типа отстойника;

- секция предварительной очистки;

- секция обратного осмоса, включающая одну, две или три ступени, в зависимости от степени загрязненности исходной жидкости и требуемой степени очистки;

- накопительный резервуар для пермеата (очищенная вода).

В настоящее время данная система очистки фильтрационных вод установлена на ОРО ТКО в Московской области производительностью 400 м ³ в сутки и производительностью 600 м ³ в сутки [56].

Принцип обратного осмоса также положен в основу системы очистки "Осмотикс". Технология очистки включает в себя следующие стадии: механические фильтры, обеззараживание озонированием, очистка на мембранах обратного осмоса и регенерация.

Рисунок 2.19 - Технологическая схема очистки фильтрационных вод ОРО ТКО с использованием установок "ReverseOsmosis (RO) Plant" (ОРО ТКО в Московской области) [56]

Схема очистки фильтрационных вод ОРО ТКО с использованием технологии "Осмотикс" приведена на рисунке 2.20 [57].

Рисунок 2.20 - Технологическая схема очистки фильтрационных вод ОРО ТКО с использованием технологии "Осмотикс" [57]

Данная технология очистки фильтрационных вод реализована на объекте захоронения ТКО в Краснодарском крае производительностью 400 м ³ в сутки и производительностью 200 м ³ в сутки.

Технологией альтернативной технологии обратного осмоса является технология безреагентной очистки фильтрационных вод. Такой комплекс мобильный автоматизированный. Не требуются реагенты. Оборудование вырабатывает из фильтрата необходимые вещества для очистки и утилизации и не используются дополнительные химические реагенты. В результате процесса безреагентной очистки отсутствует концентрат (ретентат). Существенно уменьшаются количества и концентрации в теле полигона как самих загрязнений, так и биосреды, так как отсутствует необходимость возврата концентрата (ретентата) в тело полигона. Полученный в результате обработки фильтрата седимент является неактивным и не выше IV-V классов опасности, составляет не более 3 % от общего объема переработки фильтрата или промышленных стоков.

Литификация фильтрата является альтернативной технологией при обращении с фильтрационными водами на объектах захоронения твердых коммунальных отходов.

Литификация осуществляется путем смешения фильтрата со специальными реагентами в результате чего происходит коагуляция с осаждением коагулирующих веществ, а затем - процесс литификации с получением литифицированного фильтрата. Литифицированный фильтрат не подвергается никаким существенным физическим, химическим и биологическим преобразованиям.

При этом способе обращения с фильтратом отсутствует потребность его в очистке и дальнейшем сбросе. Появляется возможность использовать литифицированный фильтрат в технологическом процессе захоронения твердых коммунальных отходов.

Мероприятия по очистке дренажных вод зависят от организации ДС (типы дренажных систем приведены в разделе 2.2.1). При отсутствии контакта дренажных вод с отходами может проводиться очистка от взвешенных веществ и т.д. с последующим их использованием (рециркуляцией).

В случае возможности их контакта с отходами происходит сбор дренажных вод с целью их передачи на локальные очистные сооружения или сооружения местного или регионального назначения.

Очистка ливневых вод преимущественно на очистных сооружениях обеспечивает очистку от взвешенных примесей и нефтепродуктов, что, как показывает практика, достаточно для обеспечения нормативного качества очищенных вод, поскольку не происходит контакта с отходами.

Очистка сточных вод осуществляется на ОРО следующих видов:

- хранилищах, предназначенных для хранения (кроме отвалов) отходов добычи и/или обогащения полезных ископаемых; обрабатывающих производств;

- отвалах отходов обрабатывающих производств;

- полигонах приповерхностного захоронения производственных отходов;

- объектах захоронения твердых коммунальных отходов.

Отвод фильтрационных, дренажных и ливневых вод

Отвод фильтрационных вод осуществляется путем их стекания к дренажной траншее (рисунок 2.21), откуда самотеком поступают в приемный колодец насосной станции. Из насосной станции фильтрационные воды передаются либо на очистку, либо на полив захораниваемых ТКО в периоды, когда требуется его увлажнение.

Рисунок 2.21 - Пример схемы укладки дрен сбора и отвода фильтрационных вод [58]

Отвод дренажных вод осуществляется по ДС, организация которого обеспечивает беспрепятственный сток грунтовых вод ниже по горизонту. Соответственно, при реализации такой схемы грунтовые воды обтекают ОРО снизу. В этом случае сбор и вывоз дренажных вод не требуются. В случае невозможности такой организации ДС дренажные воды собираются в дренажные колодцы и насосами перекачиваются в отдельные контрольно-регулирующие емкости дренажных вод.

Отвод ливневых вод осуществляется с использованием ДС (типы дренажных система приведены в разделе 2.2.1) при отсутствии необходимости их очистки.

Отвод фильтрационных, дренажных, ливневых вод осуществляется на ОРО следующих видов:

- отвалах отходов добычи полезных ископаемых;

- хранилищах, предназначенных для хранения (кроме отвалов) отходов добычи и/или обогащения полезных ископаемых; обрабатывающих производств; производства электроэнергии и пара

- полигонах приповерхностного захоронения производственных отходов;

- объектах захоронения твердых коммунальных отходов.

Обращение с выбросами в атмосферу

Обращение с выбросами в атмосферу направлено на уменьшение рисков негативного воздействия на окружающую среду и может выполняться следующими способами:

- предотвращение;

- использование;

- отведение;

- рассеивание.

Предотвращение воздействия на атмосферный воздух при доставке отходов на ОРО и размещении отходов может включать мероприятия (при обосновании допустимости и возможности их применения):

- доставка, разгрузка и размещение отходов в полиэтиленовых и бумажных мешках;

- увлажнение разгружаемых отходов с помощью дождевальных установок [16, 39];

- система орошения пылящих пляжей [38, 59];

- намораживание льда и снегоудержание [38];

- химическое закрепление пылящих поверхностей специальными составами, (карбамидная, мочевинофенолформальдегидная и полиамидная смолы, нефтяной и хлопковый гудроны, сульфидно-дрожжевая бражка, нитролигнин и пр.) [25];

- укрытие отходов специальными пленками;

- своевременная промежуточная изоляция размещаемых отходов грунтом и изоляция заполненных подземных сооружений;

- использование вод из оборотных систем производств для проведения мероприятий по пылеподавлению.

Мероприятия по предотвращению выбросов в атмосферу осуществляются на ОРО следующих видов:

- полигонах приповерхностного захоронения производственных отходов;

- системах подземного захоронения твердых и отвержденных отходов.

На ОРО в Оренбургской области [32] предусмотрена система мероприятий, в соответствии с которыми сыпучие отходы IV-V классов опасности доставляются на ОРО в автосамосвалах навалом. При этом отходы в кузовах должны быть укрыты брезентовым пологом, который при разгрузке снимается. Доставка и разгрузка сыпучих пылевидных отходов производятся только под защитой брезентового полога. Длина и ширина брезентового полога принимаются с учетом полного закрытия поверхности разгруженных отходов. При этом необходимо, чтобы кузов автосамосвала поднимался медленно (в пределах его технической возможности) и пылевидные отходы ссыпались, а не срывались из кузова сразу.

При повышении ветра до 9 м/с осуществляется увлажнение поверхности отходов поливочной машиной.

Поверхность каждого яруса уложенных отходов засыпается грунтом. Наружные проектные откосы отходов закрываются изолирующим грунтом, верхний слой которого включает растительный грунт.

Все эти мероприятия позволяют исключить воздействие отходов на атмосферный воздух в момент выгрузки из автосамосвала и при их разравнивании [32].

Использование биогаза, образующегося на ОРО ТКО, заключается в получении электрической и/или тепловой энергии. Для осуществления этого необходимы системы хранения и подготовки биогаза и устройства сжигания.

Хранение биогаза. Энергия, содержащаяся в биогазе, не всегда может быть сразу же использована и преобразована в электрическую и тепловую энергию постоянно. Поскольку биогаз обладает очень низкой энергетической плотностью, то рационально буферизировать только объем, произведенный за день. В целях хранения биогаза используются различные типы газгольдеров (для сжиженного природного газа, абсорбционного типа, высокого давления, оболочковый газгольдер низкого давления) [60].

Подготовка биогаза. Биогаз является потенциальным источником коррозии вследствие содержания в нем галогенированных углеводородов, поэтому использование биогаза в двигателях внутреннего сгорания без предварительной подготовки может привести к образованию соляной кислоты в камере сгорания и, как следствие, к коррозии двигателя. Показатели влагосодержания и состав биогаза свидетельствуют о необходимости его осушки и очистки от вредных примесей, наиболее активной из которых является сероводород.

В связи с этим газопровод обычно заканчивается установкой по очистке и осушке биогаза. Для осушки биогаза используются адсорбционные технологии, в которых в качестве адсорбента обычно применяется активированный уголь. Обогащение метана путем отделения углекислого газа может производиться под давлением с использованием мембран.

Утилизация биогаза. Для получения электроэнергии биогаз используется в газовых двигателях и турбинах. Выработанное электричество может использоваться непосредственно на ОРО ТКО или подаваться в сеть. Для установок небольшой мощности, работающих на биогазе, широкое применение нашли двигатели внутреннего сгорания: газовые двигатели с искровым зажиганием и газодизельные двигатели [61].

При невозможности полного использования биогаза в качестве энергоносителя проводится их временное или периодическое сжигание на факельных установках. Существует два вида систем факельного сжигания биогаза: открытая ("свеча") и закрытая.

Открытый способ сжигания отличается простотой из-за отсутствия систем управления процессом горения, простотой установки, выгодностью и целесообразностью с экономической точки зрения и возможностью располагать открытое пламя как на уровне земли, так и на любой высоте.

К недостаткам открытого сжигания относятся отсутствие возможности управлять и следить за температурой, поступлением воздуха, контролировать параметры биогазового потока и непосредственно процесса горения; разделение продуктов горения.

Закрытый способ позволяется контролировать воздушный поток, нагнетание к пламени которого происходит через специальные воздушные заслонки, и поток биогаза, который выталкивается через пламя вентилятором. Такой способ позволяет исключить образование диоксинов и других опасных компонентов.

Отведение биогаза из ОРО ТКО позволяет уменьшить взрыво- и пожароопасность массива отходов, устранить залповые выбросы биогаза, снизить негативное вредное и опасное воздействие на персонал, население и объекты окружающей среды. При экономической целесообразности осуществляется утилизация отведенного и собранного биогаза.

Сбор и отведение биогаза выполняются с использованием газодренажной системы, состоящей из вертикальных и горизонтальных траншей, газоотводящих труб, колодцев и скважин [46].

Системы обустройства отвода биогаза приведены в разделе 2.2.1.

Кроме системы отведения биогаза, осуществляется система извлечения и транспортирования.

В качестве системы извлечения применяются вентиляторы и компрессоры, которые используются для сжатия и извлечения биогаза из системы сбора. Вентиляторы различают одноступенчатые (имеющие один винт) и многоступенчатые (два и более винтов в одном корпусе).

Для транспортирования биогаза используются газопроводы, трубы которых делают из прочных и стойких к коррозионной среде биогаза материалов (термопластичных, пластичных, стекловолоконных, железобетонных).

Рассеивание выбросов проводится для достижения концентраций вредных веществ в приземном слое атмосферного воздуха, не превышающих ПДК.

Для обеспечения выхода биогаза из ОРО ТКО на поверхности монтируются газовыпуски, которые представляют собой специальные трубы, являющиеся организованными источниками выбросов. Расстояние между газовыпусками и параметры источников выбросов определяются по расчету прогнозируемого количества биогаза и расчету рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Их конструкция способствует изменению условий рассеивания биогаза и, как следствие, снижению концентраций загрязняющих веществ в приземном слое воздуха в районе расположения объекта, а также препятствует попаданию осадков в систему газового дренажа.

2.2.3 Технологии, применяемые при закрытии и ликвидации объектов размещения отходов

Закрытие ОРО осуществляется по окончании срока их эксплуатации. На этапе закрытия ОРО предполагается окончательная изоляция отходов от ОС.

При закрытии ОРО могут быть проведены технический и биологический этапы консервации.

Технический этап консервации ОРО.

Работы и устройства, выполняемые на техническом этапе консервации ОРО, могут различаться в зависимости от вида ОРО. Так, при закрытии ОРО приповерхностного расположения на техническом этапе консервации обычно выполняется верхнее изоляционное покрытие. При закрытии ОРО, оборудованных железобетонными бункерами, устраивается изоляция бункеров. При захоронении жидких и разжиженных отходов добывающих и обрабатывающих производств путем их нагнетания в недра на этапе закрытия объекта производится консервация или ликвидация скважин.

Устройство верхнего изоляционного покрытия

Устройство верхнего изоляционного покрытия направлено на:

- обеспечение отвода поверхностного стока и исключение его инфильтрации в массив отходов;

- предотвращение ветровой, водной эрозии поверхности ОРО;

- обеспечение возможности укоренения травы, кустарников и деревьев на биологическом этапе консервации.

В российской практике на этапе технической рекультивации чаще всего уплотняется верхний слой отходов и устраивается изолирующее покрытие из глинистого грунта, полученного при строительстве ОРО. Толщина слоя обычно составляет не менее 2 м, включая первоначальный защитный слой 0,5 м.

С другой стороны, существует практика применения комплексного перекрытия, состоящего из нескольких различных слоев, каждый из которых выполняет определенные функции. В случае, когда необходимо полностью исключить инфильтрацию осадков в тело ОРО и неорганизованный выход биогаза (на ОРО ТКО), в конструкцию перекрытия вносится дополнительный элемент - водонепроницаемая полимерная геомембрана или бентонитовый мат.

Комплексные перекрытия используются на ОРО в Волгоградской области (г. Волжский), в Нижегородской области (Городецкий район, г. Балахна), в Камчатском крае (Соболевский район) и в других регионах [62].

На полигоне захоронения промышленных отходов, расположенном в г. Волжском, комплексное закрытие осуществляется следующим образом:

1 Заполненная карта с отходами IV и V классов опасности изолируется уплотненным слоем местного грунта толщиной 1,0 м с добавлением 10 % растительного грунта в верхнем слое толщиной 0,2 м. В изолирующем слое на глубине 0,5 м укладывают геомембрану толщиной 1,5 мм (рисунок 2.22).

Рисунок 2.22 - Разрез карты захоронения отходов IV и V классов опасности [62]

2 Заполненные карты с отходами III класса изолируются слоем местного грунта толщиной не менее 2,0 м, включая первоначальный защитный слой 0,5 м, по которому укладывается геомембрана толщиной 1,5 мм. Сверху отсыпают выравнивающий слой грунта толщиной 1,3 м, по которому устраивается растительный слой толщиной 0,2 м.

В Городецком районе Нижегородской области на ОРО ТКО в качестве изолирующего покрытия используют геотекстиль плотностью от 100 г/м ² с толщиной слоя 1,5 мм.

В г. Балахне Нижегородской области на ОРО ТКО последовательно для каждой заполненной карты в качестве изолирующего покрытия используют полимерный геосинтетический материал толщиной слоя 1,5 мм [62].

На поверхности ОРО, помимо исключения инфильтрации атмосферных осадков, организуется система отведения поверхностного стока. Для этого:

1) может осуществляться планировка поверхности с созданием ритмичной системы гряд (с шагом 50-100 м) для ускорения поверхностного стока; созданием ложбинной сети, усиленной по тальвегам железобетонными лотками для ускоренного стока поверхностных вод; созданием магистрального коллектора поверхностного стока с подачей на очистные сооружения;

2) может создаваться дренаж для сбора и отвода поверхностного стока с территории ОРО.

Для укрепления массива отходов при необходимости может создаваться стабилизирующий слой, состоящий из подготовительного выравнивающего слоя из песка, георешетки и слоя щебня.

При необходимости отведения газа из ОРО устраивается также система вертикальных газоприемных скважин, которые могут совмещаться с пластовым дренажем.

Консервация железобетонных бункеров может быть осуществлена несколькими способами:

1 Заполненный отсек бункера тампонируется глиной, закрывается плитами и герметизируется - закрывается асфальтом. При этом формируются наклонные поверхности над картой, сопрягающиеся с предварительно заасфальтированной территорией участка захоронения. Поверхность вновь заасфальтированного участка выполняется с уклоном в сторону пруда-регулятора.

2 Заполненный отсек бункера закрывается плитами, герметизируется, засыпается слоем уплотненного грунта толщиной 2 м, после чего обустраивается водонепроницаемое покрытие, которое должно возвышаться над прилегающей территорией и выходить за габариты бункера не менее чем на 2 м с каждой стороны [14, 16, 39].

В Оренбургской области для заполненных отходами железобетонных бункеров предусмотрено следующее изоляционное покрытие:

- на железобетонные плиты перекрытия бульдозером отсыпается местный суглинистый слой грунта толщиной 0,7 м;

- далее укладывается геомембрана толщиной 1 мм;

- отсыпается защитный слой суглинистого грунта толщиной 1,2 м, верхняя часть которого мощностью 0,2 м отсыпается с добавлением растительного грунта [32].

Консервация и ликвидация скважин, которые закладываются с целью захоронения отходов, осуществляется в соответствии с требованиями законодательства [64].

Работы по консервации и ликвидации скважин направлены на обеспечение изоляции отходов в недрах и исключения их перетока в выше- и нижележащие водоносные горизонты по скважинам.

Биологический этап консервации заключается в посадке растительности на поверхности ОРО.

Для посева растительности на поверхности окончательного изолирующего покрытия устраивается почвенно-грунтовый слой толщиной обычно не менее 150 мм. Как правило, он устраивается из резервов, созданных при сооружении ОРО. При его недостатке растительный грунт закупается, чаще всего в его роли выступает торфо-песчаная смесь в пропорциях 1:1.

После укладки и разравнивания растительного грунта производится залужение территории.

Проведение работ по залужению может производиться в первый год по схеме: дискование, внесение удобрения, последующее боронование, предпосевное прикатывание и раздельно-рядовой посев травосмеси, скашивание на высоту 5-6 см и полив 5 раз в год из расчета 200 м ³/га при одноразовом поливе.

Пример устройства технического и биологического покрытия ОРО представлен на рисунке 2.23.

Рисунок 2.23 - Конструкция комплексного перекрытия ОРО:

1 - растительный слой; 2 - чистый грунтовый слой; 3 - дренажный слой; 4 - гидроизоляционный материал; 5 - выравнивающий слой; 6 - минеральный слой из глинистых грунтов; 7 - газосборный экран из текстильного материала; 8 - отходы (Московская область) [63]

2.3 Производственный экологический контроль при размещении отходов

При производственном экологический контроле в период эксплуатации ОРО проводятся работы по контролю качества систем обустройства ОРО и контролю за соблюдением технологического процесса размещения отходов.

Контроль качества систем обустройства ОРО направлен на обеспечение их надлежащей работы, целостности и функциональности.

Контроль за соблюдением технологического процесса размещения отходов направлен на обеспечение качественного выполнения технологического процесса.

Контроль качества систем обустройства ОРО может быть как визуальным, так и инструментальным.

Примером организации системы инструментального контроля качества обустройства ОРО может служить организация контроля качества гидроизоляционных свойств противофильтрационных экранов.

Герметичность экранов контролируется различными способами в зависимости от гидрогеологических условий территории и конструкции экрана.

Контроль качества гидроизоляционных свойств противофильтрационных экранов в период эксплуатации ОРО может осуществляться дипольным методом.

К косвенным методам контроля качества гидроизоляционных свойств ПФЭ относятся методы контроля качества подземных вод.

Так, при экранах, устраиваемых на слабофильтрующих грунтах с относительно высоким уровнем стояния грунтовых вод (до 1 м) и небольших уклонах грунтового потока, контроль герметичности осуществляется путем отбора проб воды на химический анализ из дренажных колодцев, в которые поступает вода от дренажа.

При глубоком залегании уровня грунтовых вод и сравнительно высоком коэффициенте фильтрации грунтов контроль герметичности осуществляется путем отбора проб грунтовых вод из контрольных скважин.

При двухслойных экранах, когда между слоями устраивается дренаж, герметичность верхнего слоя контролируется путем установки в межслойном пространстве специальных электрических датчиков [65].

Другим примером контроля систем обустройства при размещении отходов является контроль герметичности колонн нагнетательных скважин, используемых для захоронения жидких и разжиженных отходов в недра.

Контроль герметичности колонн нагнетательной скважины предусматривает регулярный отбор проб рассола из межтрубного пространства колонн на содержание компонентов отходов. Пробы отбираются на оголовке скважины [43].

2.4 Мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды при размещении отходов

Мониторинг состояния и загрязнения ОС на территориях ОРО и в пределах их воздействия на ОС выполняется в соответствии с порядком, установленным законодательством [25].

Мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды на территориях ОРО и в пределах их воздействия на ОС представляет собой систему наблюдений за состоянием и загрязнением ОС, оценки и прогноза изменений ее состояния под воздействием ОРО

Мониторинг ОС осуществляется в целях предотвращения, уменьшения и ликвидации негативных изменений качества ОС.