CC BY
28
SANITARY-AND-HYGIENIC CHARACTERISTIC OF THE TECHNOLOGIES FOR HANDLING WITH THE FILTRATE OF SOLID DOMESTIC WASTE POLYGONS
RECOMMENDED FOR USE IN UKRAINE
Stankevych V.V., Teteneva I.O.
CAHITAPHOTinCHHHA ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГ1Й ПОВОДЖЕННЯ З Ф1ЛЬТРАТОМ ПОЛ1ГОН1В ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ В1ДХОД1В, РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЛЯ ЗАСТОСУВАННЯ В УКРА1Н1
концентрацiй забруднюючих речо-вин у фшьтрат мiсць видалення вд ходiв становить 15-25 poKiB для хлори^в, 95-105 рокiв - для ХСК, 110-140 рокiв - для юшв амонiю [5].
Зона впливу фтьтрату виходить далеко за межi нормативно! саш-тарно-захисноТ зони для таких об'ек^в (500 м) й iнодi сягае кiлькох десяткiв кiлометрiв [6].
Очистка фiльтрату з мюць видалення вiдходiв ТПВ е одшею з най-бiльш важких задач з попереджен-ня впливу ТПВ на довкшля. Фiльтрати з мюць видалення вщхо-дiв е висококонцентрованими суми шами з надзвичайно широким спектром хiмiчних та бюлопчних забрyднювачiв, що значно усклад-нюе процес Тх очищення та не доз-воляе очищати Тх разом з госпо-дарсько-фекальними cтiчними водами, осктьки вони дiють токсично на бюценози активного мулу та надають iнтенcивнy забарвленicть cтiчним водам нав^ь пicля проход-ження через увесь комплекс очис-них каналiзацiйних споруд.
Для очищення фiльтратy пропо-нуються рiзноманiтнi методи: механiчне очищення, аеробне та анаеробне бюлопчне очищення, ультрафюлетове опромiнення, адcорбцiйне очищення, мембран-
СТАНКЕВИЧ В.В., ТЕТЕНЬОВА 1.О.
ДУ "1нститут громадського здоров'я ím. О.М. Марзеева НАМН УкраТни", м. КиТв
УДК 628.46 : 628.396
Ключовi слова: твердi no6yTOBi вiдходи (ТПВ), фшьтрат, технологи очищення фiльтрату, зворотний осмос, випарювання.
о найбшьш значних та тривалих негативних впливiв на навколишне природне середовище при експлуа-таци мiсць видалення твердих побу-тових вiдходiв (ТПВ) - смiттезвалищ та пол^ошв - належить утворення фтьтрату, одного з основних чинни-юв забруднення фун^в.
Фiльтрат - рщка фракцiя полiгону, що видiляеться iз тiла накопичених ТПВ. Визначають три основы проце-си, якi пов'язаш з утворенням фтьт-рату з мюць розмщення ТПВ:
- бiохiмiчнi процеси, якi супровод-жуються утворенням води при анае-робному розкладанш ТхньоТ оргашч-ноТ складовоТ;
- шфтьтрацю через тiло полiгону атмосферних опадiв;
- вихiдну вологiсть окремих ви^в вiдходiв [1].
Фiльтрат з мюць видалення ТПВ характеризуеться високим вмютом оргаычних та неорганiчних речовин, а також юыв важких металiв, бiогенних речовин, якi перебувають у завислому та розчиненому виглядк Характер-ними ознаками фiльтрату е значний вмют органiчних речовин, що важко тдцаються бiологiчнiй деструкцп, основну масу яких складають гумiновi та фульвокислоти, великий солевмют, важкi метали [2-4].
Термш досягнення прийнятних
САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАЩЕНИЯ С ФИЛЬТРАТОМ ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ, РЕКОМЕНДОВАННЫХ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В УКРАИНЕ
Станкевич В.В., Тетенева И.А.
ГУ «Институт общественного здоровья им. А.Н. Марзеева НАМН Украины", г. Киев
Цель работы: дать санитарно-гигиеническую оценку технологий очистки фильтрата мест удаления твердых бытовых отходов, которые рекомендуются для применения в Украине Материалы и методы. Материалами исследований служили результаты анализов проб фильтрата полигона № 5 г. Киева до и после обработки на установках "PAL ROCHEM" и "VOMM". Исследования проводили по стандартизированным методикам. Тяжелые металлы определяли атомно-абсорбционным методом
на спектрофотометре типа КАС-120.1. Результаты. В работе дана санитарно-гигиеническая характеристика методов очистки фильтрата, которые применяются на полигоне № 5 г. Киева. Показано, что установки "PAL ROCHEM" и "VOMM" позволяют достичь достаточно высокой степени очистки фильтрата. 70% воды после доочистки от аммиака может быть сброшено в поверхностные водоемы. В результате работы установок образуются побочные продукты, для которых до сих пор не существует экономически обоснованных путей обращения с ними. Кроме того, предлагаемые технологии обращения с фильтратом являются энергоемкими, дорогостоящими в обслуживании, что сдерживает их широкое применение в Украине.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы (ТБО), фильтрат, технологии очистки фильтрата, обратный осмос, выпаривание.
© Станкевич В.В., Тетеньова 1.О. СТАТТЯ, 2018.
№ 2 2018 Environment & Health 58
SANITARY-AND-HYGIENIC CHARACTERISTIC
OF THE TECHNOLOGIES FOR HANDLING
WITH THE FILTRATE OF SOLID DOMESTIC WASTE
POLYGONS RECOMMENDED FOR USE IN UKRAINE
Stankevych V.V., Teteneva I.O.
State Institution "O. M. Marzeiev Institut
for Public Health, NAMSU", Kviv
Objective. We performed sanitary-and-hygienic assessment of the technologies for the filtrate purification from the places of the disposal of solid domestic waste recommended for use in Ukraine Materials and methods. For the study we used the results of the analyses of filtrate samples from the Kyiv polygon No. 5 before and after purification at the "PAL ROCHEM" and "VOMM" facilities. The study was performed according to standardized procedures. Heavy metals were detected by atom-
ic-adsorption method with the help of spectrometer KAC-120.1.
Results. Sanitary-and-hygienic characteristic of the methods for filtrate purification, used at the polygon № 5 in Kyiv, is presented in the work. The "PAL ROCHEM" and "VOMM" facilities make possible to purify the filtrate effectively. 70% of water can be discharged in the surface water body after purification from ammonia. By-products are formed as a result of the equipment operation, there are no economically substantiated ways for handling with them. In addition, proposed filtrate treatment technologies are energy-intensive, expensive in service, which deters their wide use in Ukraine.
Keywords: solid domestic waste, filtrate, purification technologies, reverse osmosis, evaporation.
ний cnoci6, електрохiмiчне очищения, пдроботашчний, бiохiмiчний, хiмiчний та iншi методи. Ниш у свт не юнуе будь-якоТ загально визначеноТ "класичноТ" технологи очи-щення таких стоюв [7, 8].
У Ымеччиы залежно Big якост фтьтрату, як правило, застосо-вуеться комбЫа^я конкретних методiв очищення, а саме: попередня бюлопчна обробка (з вщстоюванням) з подальшою абсорб^ею активованим вугт-лям; бюлопчна обробка з нпри-фкащею (зниження БСК) та дени трифка^ею, вщстоювання для вщдтення завислих речовин, ультрафтьтра^я та подальша обробка активованим вупллям; попередня бюлопчна обробка (з вщстоюванням) зi зворотним осмосом, концентрат випа-рюеться та висушуеться; зворот-ний осмос, випарювання та висушування, частково з вилу-ченням амоню; бюлопчна та хiмiко-оксидативна обробка [9].
Нин схеми переробки фтьтрату мюць видалення ТПВ, як правило, являють собою комбЫацю бюлопчних, фiзико-хiмiчних i мембранних процеав. Нaйбiльш перспективними е SBR-реакто-ри, мембраны бюреактори, установки зворотного осмосу, а також системи озонування [10].
Мета роботи: дати саытарно-ппешчну оцiнку технологiй поводження з фтьтратом мiсць видалення ТПВ, що пропонують-ся для застосовування в УкраТы.
Матерiали та методи дослщження. Мaтерiaлaми дослiджень слугували резуль-тати aнaлiзiв проб фiльтрaту пол^ону № 5 м. Киева до i пiсля обробки на установках очи-щення фiльтрaту. Дослщження виконaнi за стандартизовани-ми методиками. Важю метали
59 Environment & Health №2 2018
визначали атомно-абсорбцм-ним методом на спектрофото-MeTpi типу КАС-120.1 (Ц1НАО).
Результати дослiдження та Ух обговорення. В Украíнi для очистки фiльтрату використо-вуеться установка зворотного осмосу фiрми "Pal Rochem" (Нiмеччина) потужнiстю 200 м3 на добу. У результат обробки фтьтрату на установи отриму-еться 70% пермiату та 30% концентрату. 1стотною вiдмiннiстю зворотного осмосу "Rochem UF-Systeme GmbH" з ST- i ДТ-модулями, встановленими на полнот № 5, е високий робо-чий тиск, який забезпечуе високу ступiнь очистки фтьтрату i менший обсяг концентрату.
У таблиц 1 представленi результати санiтарно-хiмiчного аналiзу фiльтрату, пермiату та концентрату тсля обробки на установи „Pal Rochem".
Як видно з таблицу у резуль-TaTi очистки за caHÍTapHO-xÍMÍ4-ними показниками отриму-еться вода практично питноТ якост^ за виключенням азоту aмонiйного (ГДК - 2 мг/дм3).
Концентрат мютить високi концентрaцií важкоокислюва-них оргашчних i неоргaнiчних речовин. Рiшення зaдaчi з ути-лiзaцií таких вiдходiв вельми проблематичне. Рiдинa такоТ якост не придатна для скиду у системи мюько'Т кaнaлiзaцiйноí мережi та обробки разом з фекально-стчними водами через високу токсичнють для мк-рооргaнiзмiв активного мулу та високу забарвленють, яка не зшмаеться на кaнaлiзaцiйних очисних спорудах.
Установка "Pal Rochem", вста-новлена на полнот № 5 м. Киева, потребуе зaмiни 22000 фiльтрiв раз на 5 роюв.
Таблиця 1
Результати caHÍTapHO-xÍMÍ4Horo аналiзу фiльтрату полiгону № 5, nepMiaTy i концентрату тсля обробки на установц "Pal Rochem"
Показник Фтьтрат Пермiат Концентрат
рН 7,20 6,9±0,64 7,0
Сухий залишок, мг/дм3 11516,16±297,23 292,00±94,58 25650,00±1852,67
Гiдрокарбонати, мг/дм3 6288,00±415,81 225,70±95,31 -
Перманганатна окис-люван1сть, мг О2/дм3 532,43±50,45 2,75±0,30 2030,00±13,39
ХСК, мг/дм3 5186,67±1083,25 - 35500,00±1578,03
БСК5, мг О2/дм3 302,67±7,58 - 4200,00±194,00
Фосфати, мг/дм3 17,13±1,59 0,06±0,02 25,40±7,27
Сульфати, мг/дм3 595,57±96,13 15,80±2,36 1127,00±254,02
Хлориди, мг/дм3 2560,51±120,65 65,12±21,74 4095,33±547,96
Азот амон1йний, мг/дм3 690,00±71,47 2,25±0,75 966,00±97,79
Ытрати, мг/дм3 26,48±3,57 2,41±0,60 51,26±7,22
Загальна жорсткiсть, мг-екв/дм3 38,00±3,68 3,2±1,17 -
Установка працюе перюдично до необхiдностi замiни фiльтрiв. Концентрат накопичено в o6'eMÍ близько 18000 м3 у двох штучно створених озерах. Питання поводження з концентратом на даний момент не виршене.
Таким чином, установка "Pal Rochem" при регламентному функцiонуваннi забезпечуе дос-татньо високий ступiнь очищен-ня фтьтрату, який пiсля доочи-щення вiд сполук азоту дозво-ляе скидати пермiат у поверх-невi воднi об'екти. Концентрат, який становить 30% вщ об'ему фiльтрату, потребуе вжиття додаткових заходiв. Питання поводження з концентратом на сьогодншый день не виршене. Наразi його накопичують у спе-цiальних емностях. Ще не iснуe
технолопи I конструкц1и установок, як1 дозволяють економ1чно обфунтовано вир1шити питання утил1зац|| таких в1дход1в. KpiM того, ця технолопя е високовар-тiсною.
Для очистки фтьтрату i концентрату на полнот № 5 м. Киева також було запровад-жено установку термiчноí обробки фiльтрату iталiИськоí фiрми "VOMM", яка базуеться на двох л^ях концентрування i на одшй лiнií сушки. До складу секци концентрування входять такi вузли: перекачування фтьтрату з рекупера^ею енер-rii, складування, концентрування, роздiлення рщина/пара, повернення режимного газу, конденсацiя випарюваноí води, виробництво термiчноí енергií.
Таблиця 2
Якiсний склад рщко'Гфракцп(конденсату), отримананоГ пiсля обробки фiльтрату полiгону № 5 на установцi "VOMM"
Показник Одиниця вимiру Результат Норматив(додаток № 11 до ДСП 173-96)
рН 9,37±0,087 6,5-8,5
Завислi речовини мг/дм3 14,43±0,30 15,00*
Сухий залишок мг/дм3 118,33±4,97 1000
бск5 мг О2/дм3 14,00±0,23 15,00*
ХСК мг/дм3 56,33±1,38 80,00*
Сульфати мг/дм3 9,91±0,79 500,00
Хлориди мг/дм3 20,01±0,88 350,00
Азот амонiйний мг/дм3 2,38±0,18 2,0
Загальне залiзо мг/дм3 0,22±0,003 0,3
1ндекс ЛКП КУО/дм3 >300 1000
1ндекс колiфагiв БУО/дм3 >330 1000
Примтка: * — вимоги Постанови КМУ № 465 в 'щ 25.04.1999 р.
Таблиця 3
Результати санiтарно-хiмiчних дослщжень залишку пiсля обробки фiльтрату на установи "VOMM"
Показник Залишок тсля обробки фтьтрату на установи "VOMM" (M±m), n=3
рН 8,03±0,06
Масова частка вологи, % 19,93±2,36
Вмют мшеральних речовин, % 79,37±1,05
Вмют оргаычних речовин, % 20,63±1,04
Таблиця 4
Вмiст важких металiв в сухому залишку шсля обробки фтьтрату на установцi „VOMM"
Показник, мг/кг ГДК у фунД мг/кг Кларк, мг/кг Залишок тсля обробки фтьтрату на установи "VOMM", (M±m), n=3
Свинець 32,0 10 18,87±3,50
Мiдь 55,0 20 22,9±5,15
Цинк 100,0 50 300,7±38,41
Кадмiй - 0,5 1,6±0,14
Хром - 200 86,97±9,25
Нiкель 85 40 139,33±27,24
До складу секци сушки входять TaKi вузли: складування кон-центрованого фiльтрaту, сушка, роздтення твердо! та газопо-дiбноí фаз, рециркуляцiя режимного газу, виробництво тер-мiчноí енергií, збер^ання сухого фiльтрaту в упaковцi, конденсу-вання i скид конденсату. У результат дiяльностi установки для зневоднення фтьтрату утворюються конденсат (рiдкa фрак^я) та сухий залишок.
При ix дослiдженнi встанов-лено, що конденсат являе собою прозору з легкою опалес-ценцiею безбарвну рщину зi слабким запахом aмiaку. Анaлiз дослiджениx проб конденсату пiсля обробки фтьтрату поли гону № 5 на установи "VOMM" (табл. 2) дозволяе стверджува-ти, що за бтьшютю покaзникiв (мiнерaльний склад, зави^ речовини, вмiст оргaнiчниx ре-човин, бактерюлопчы показни-ки) якiсть рщини вiдповiдaе вимогам додатку № 11 до ДСП 173-96 та Постанови КМУ № 465 вщ 25.04.1999 "Правила охорони поверхневих вод вщ забруднення зворотними водами". Воду тако! якостi можна скидати у поверxневi водойми. Разом з тим, наявнють у водi наднормативних концентрaцiй азоту aмiaчного, що е причиною лужно! реaкцií середовища ри дини, обумовлюе необxiднiсть вжиття додаткових зaxодiв що-до рН та азоту амоыйного.
Дослiдження фiзико-xiмiчниx покaзникiв сухого залишку предстaвленi у таблиц 3, дослiдження валового вмюту важких метaлiв у зразках - у таблиц 4.
За результатами дослщжень встановлено, що дослiджувaнi зразки за агрегатним станом (пасти чорно-коричневого ко-льору) характеризуются сла-болужною реaкцiею середовища, п'яту частину складають оргaнiчнi речовини. Вмiст мд (в 1,4 рази), цинку (у 6,8 рaзiв), кaдмiю (у 3,5 рази) та нкелю (у 4,16 рази) перевищуе 'гхы кларки. Перевищення гДк вщзнача-еться у дослщжених пробах тть-ки для цинку (3,9 ГДК) та нкелю (1,95 ГДК).
За вмiстом важких метaлiв було визначено клас небезпе-ки наданих зрaзкiв. Усi зразки належать до помiрно небез-печних речовин, мають Ill клас небезпеки.
Зважаючи на те, що нaдaнi зразки мають пaстоподiбну
№ 2 2018 Environment & Health 60
консистенцю, волопсть ix не перевищуе 25%, мають Ill клас небезпеки, за складом под1бш до ТПВ. Залишок п1сля оброб-ки ф1льтрату пол1гону № 5 на установи "VOMM" можна захо-ронювати разом з твердими побутовими в1дходами, що не суперечить вимогам саштар-ного законодавства.
Перевагами дано! технолог!! е те, що вона ефективно пере-робляе достатньо велик! кть-кост1 фтьтрату, ii можна вико-ристати для очищення також мулових осад1в. Недолками ц1еТ технологи, кр1м високо! цши при ii покупц1 та експлуа-таци (велика газо- та електро-емн1сть), е те, що у результат! ii д!яльносл утворюються ¡нш! поб1чн1 продукти, як1 вима-гають розробки шлях1в повод-ження з ними.
Висновки
1. Технолопя обробки фтьт-рату, заснована на процесах зворотного осмосу (PAL ROCH EM), дозволяе отримати 70% перм1ату, який тсля доочищення в1д ам1аку може бути вщведений у поверхнев1 водойми, та 30% концентрату, який мютить значш концентра-ци м1неральних та важкооки-слюваних орган1чних речовин i не може бути скинутий на кана-лiзацiйнi очиснi споруди. У зв'язку з високим солевмiстом та вмютом важких металiв донинi не юнуе економiчно обГрунтованих шляxiв повод-ження з концентратом.
2. У результат дiяльностi установки "VOMM", яка вико-ристовуе теxнологii концентру-вання i сушки, утворюються конденсат та сухий залишок. Конденсат тсля доочищення вщ сполук азоту може бути выведений у поверxневi водойми. Сухий залишок як вщход Ill класу небезпеки пастоподiбноi| консистенци можна захороню-вати разом з твердими побутовими вщходами.
3. Запропоноваш для засто-сування в УкраМ на полiгонi № 5 м. Киева технологи обробки фтьтрату ("PAL ROCHEM", "VOMM") дозволяють досягти досить високого ступеня очи-щення фтьтрату, проте у результат дiяльностi установок утворюються побiчнi продукти, для яких дониш не юнуе еконо-мiчно обгрунтованих шляxiв поводження з ними. Крiм того, запропоноваш технологи поводження з фтьтратом е енер-
гоемними, високовартiсними в обслуговуванш, що стримуе широке застосування !х в Украiнi.
4. Для полтшення саштарно-гiгiенiчноi ситуацii на полконах, пов'язаноi з утворенням фтьтрату, пропонуеться застосування сучасних технологш поводження з ТПВ, спрямова-них на зменшення кiлькостi утворення фтьтрату на пол^о-нi (вилучення фракци, здатноi| до бiорозкпадання, за умови роздшьного збору з викори-станням утилiзаторiв харчових вiдxодiв) та покращання його якост за рахунок переведення анаеробного процесу розкла-дання оргашчних речовин в аеробний з використанням пробiотикiв.
Л1ТЕРАТУРА
1. Поворов А.А., Павлова В.Ф., Шиненкова Н.А. Очистка дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов (ТБО). URL : http://www. zaobmt.com/index.php/arti-cles/139-landfil-leachate.html.
2. Бородай Г.И. Пособие по мониторингу полигонов твердых бытовых отходов. Донецк : Тасис, 2004. 293 с.
3. Тетеньова I.O. Вплив см^-тезвалищ на довктля та умови проживання населення. Довктля та здоров'я. 2017.
№ (82). C. 26-30.
4. Селиванова Н.В., Трифонова Т. А., Селиванов О.Г., Чухланов В.Ю. Оценка и очистка фильтрационных вод полигонов ТБО. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 8-2. С. 99-102.
5. Варнавская И.В. Анализ условий образования и состава сточных вод полигонов твердых бытовых отходов. Экология и промышленность. 2008. № 1. С. 39-43.
6. Слюсарь Н., Вайсман Я., Коротаев В. Оценка долгосрочных эмиссий объектов захоронения твердых коммунальных отходов: результаты полевых исследований и лабораторного моделирования. Экология и промышленность России. 2016. Т. 20, № 4.
С. 32-39.
7. Гонопольский А.М., Нико-лайкина Н.К., Мурашов В.Е. и др. Многостадийная технология очистки фильтрата полигонов твердых бытовых отходов. Вода: химия и экология. 2008. № 2. С. 25-30.
8. Трифонова Т. А., Селиванова Н.В., Ширкин Л.А. и др. Проблемы утилизации ТБО на полигонах. Известия Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15, № 3 (2). С. 685-687.
9. Соколов Л.И., Кибарди-на С.М., Фламме С. и др. Как в Германии решают проблему утилизации бытовых отходов. Экология и промышленность России. 2009. № 4. С. 32-37.
10. Кофман В.Я. Очистка фильтрата полигонов хранения твердых бытовых отходов. Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 3, ч. 1.
С. 46-56.
REFERENCES
1. Povorov А.А., Pavlova V. F., Shinenkova N.A. Ochistka drenazhnykh vod poligonov tverdykh bytovykh otkhodov (TBO) [Purification of Drainage Water of Solid Domestic Waste (SDW) Polygons]. URL : http://www.zaobmt.eom/index.p hp/articles/139-landfil-leachate.html (in Russian).
2. Boroday G.I. Posobie po monitoring poligonov tverdykh bytovykh otkhodov [Manual of Monitoring of Solid Domestic Waste Polygons]. Donezk : Tasis; 2004 : 293 p. (in Russian).
3. Teteneva 1.О. Dovkillia ta zdorovia. 2017; 2 (82) : 26-30 (in Ukrainian).
4. Selivanova N.V., Trifono-va Т.А., Selivanov О^. and Chukhlanov V.Yu. Mezhduna-rodnyi zhurnal prikladnykh i fun-damtntalnykh issledovaniy. 2014 ; 8 (2) : 99-102 (in Russian).
5. Varnavskaya I.V. Ekologiia i promyshlennost. 2008 ; 1 : 3943 (in Russian).
6. Slusar N., Vaisman Ya. and Korotaev V. Ekologiia i promyshlennost Rossii. 2016 ; 20 (4) : 32-39 (in Russian).
7. Gonopolskiy А.М., Nikolaikina NX, Murashov V.E. et al. Voda: chimiia i ekolohiia. 2008 ; 2 : 25-30 (in Russian).
8. Trifonova Т.А., Selivanova N.V., Shyrkin L.A. et al. Izvestiia Samarskogo nauchno-go tsentra RAN. 2013 ; 15;
№ 3(2) : 685-687 (in Russian).
9. Sokolov L.I., Kibardina S.M., Flamme S. et al. Ekologiia i promyshlennost Rossii. 2009 ; 4
: 32-37 (in Russian).
10. Kofman V.Ya. Vodosnabzhenie i sanitarnaia tekhnika. 2013 ; 3 (1) : 46-56 (in Russian).
Надйшло до редакцИ 23.02.2018
61 Environment & Health №2 2018
