CC BY
16
УДК 504.064.4
Мустафин Д.И., Кошелев А.В.
КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ САНАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
Мустафин Дмитрий Исхакович, д. х. н., профессор кафедры ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития» Российского химико-технологического университета имени Д.И.Менделеева; e-mail: dim.moscow@gmail.com
Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия, 125047, Москва, Миусская пл.,9
Кошелев Алексей Васильевич, к.т.н., старший научный сотрудник ФГУП «ГосНИИОХТ», Москва, Россия
В статье представлена комплексная технология очистки техногенных территорий, загрязненных тяжелыми металлами, мышьяком и органическими поллютантами, включающая в себя методы термообезвреживания и выщелачивания. Комплексная технология соответствует стандартам охраны окружающей среды и энергосбережения Российской Федерации.
Ключевые слова: загрязнение окружающей среды; накопленный экологический ущерб; почвы техногенных территорий; технология санации.
A COMPLEX TECHNOLOGY FOR SANATION OF TECHNOGENIC OBJECTS
Mustafin Dmitry Iskhakovich
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. Koshelev Aleksej Vasil'evich FSUE GosNIIOKhT
A complex technology for sanation of technogenic territories soils contaminated by heavy metals, arsenic and organic substances based on combination of thermo destruction and leaching methods is proposed. The complex technology fully meets the standards of environmental friendliness and energy efficiency adopted in the Russian Federation. Keyword: environmental contamination; past environmental damage; soil of technogenic territories; sanation technology.
К объектам накопленного в прошлом экологического ущерба (далее - ОНЭУ) можно отнести загрязненные территории бывших химических производств, предприятий топливно-энергетического и горнометаллургического комплексов, заброшенные полигоны захоронения промышленных и бытовых отходов, склады пришедших в негодность ядохимикатов и т.п. [1] По разным оценкам площади загрязненных производственных территорий в РФ составляют сотни тысяч гектаров. Как правило, эти территории загрязнены токсичными химическими веществами и являются источником негативного воздействия на окружающую природную среду и здоровье населения. Земли, здания и сооружения, химико-технологическое оборудование на ряде предприятий, ранее производивших опасные химические вещества ОХВ (в том числе, токсичные химикаты), являются источниками химической опасности и создают реальную угрозу для населения и окружающей среды. С течением времени эти химикаты способны выщелачиваться в грунтовые воды, попадать в атмосферный воздух в результате ветровой эрозии и распространяться на значительные расстояния, что может привести к дальнейшему ухудшению экологической ситуации [2]. На рис. 1 представлена схема предприятия как объекта накопленного экологического ущерба.
Выделены основные элементы ОНЭУ: зараженные почвы и грунты; грунтовые воды; здания и сооружения; основное и вспомогательное оборудование; коммуникации, склады с ОХВ; свалки производственных и бытовых отходов; шламохранилища.
В результате выполненных лабораторных и модельных исследований, проведенных работ по рекультивации различных объектов накопленного экологического ущерба, предложена технология санации (очистки) загрязненных элементов ОНЭУ. Согласно законодательству РФ [3-4], при рекультивации территории предприятия
загрязненные почвы и строительные материалы подлежат вывозу на полигоны захоронения. Однако объем загрязненных отходов может составлять десятки и сотни тысяч тонн, что заставляет искать решение задачи их очистки на месте [5]. Причем, на крупных техногенных объектах эта задача осложняется наличием как органических (например, бензапирен, пестициды, нефть и нефтепродукты, совтол), так и неорганических (тяжелые металлы, мышьяк) загрязнителей одновременно. Нами предложена комплексная технология санации, которая основана на сочетании методов термообезвреживания и выщелачивания, схематично представленная на рисунках 2 и 3.
Грунтовые вслы
Рис. 1. Схема промышленного предприятия как объекта накопленного экологического ущерба:
1 - техногенные почвы и грунты; 2 - здания и сооружения; 3 - оборудование; 4 - коммуникации; 5 - склады; 6 -шламонакопители; 7 - свалка бытовых и промышленных отходов.
I г ъ ))) 4 5 6
\
Грунтовые всаы
Рис.2. Схема объекта накопленного экологического ущерба на стадии технического этапа рекультивации:
1 - щебень из очищенных вторичных стройматериалов, 2 - временный склад с затаренными отходами; 3 -установка термообезвреживания; 4 - очищенный грунт; 5 - полигон выщелачивания; 6 - станция водоочистки.
Полигон выщелачивания представляет собой производственный участок, в состав которого входят: гидроизолированный котлован с заданным наклоном дна в сторону приемника сточных (продукционных) вод; приемник сточных вод (приемный колодец); дренажная система со сбором сточных вод в приемном колодце; система орошения почвогрунтов; станция водоочистки (с фильтрами и отстойником), в которой готовится раствор для выщелачивания, а также осуществляется очистка сточных вод. Загрязненная почва послойно укладывается в гидроизолированный котлован, при этом высота ее слоя определяется фильтрующими свойствами почвы, зависящими от природы и гранулометрического состава. Собирается система орошения, которая должна обеспечивать равномерное увлажнение почвы. Станция водоочистки размещается рядом с котлованом во временном строении
На рис. 3 представлена схема санации почв и грунтов. Аналогично очищаются и загрязненные измельченные строительные материалы. На установку термообезвреживания подается почва, загрязненная органическими загрязнителями (Грунт 1) или смесью органических и неорганических (Грунт 2) веществ. После термообезвреживания очищенная почва (Грунт 1-ТО) может быть возвращена на место изъятия, а термообработанная
почва Грунт 2-ТО поступает на полигон выщелачивания вместе с почвой (Грунт 3), загрязненной неорганическими соединениями. Образующиеся отходящие газы проходят очистку на санитарной колонне и электрофильтре. Промывные воды со стадии абсорбции и очистки на электрофильтре поступают на станцию водоочистки участка выщелачивания, а после очистки направляются на повторное использование. Очищенная от загрязнителей почва восстанавливается путем обработки растворами солей гуминовых кислот и возвращается на место изъятия для проведения биологического этапа рекультивации ОНЭУ [6].
Предложенная технология санации загрязненного грунта, строительных материалов и отходов полностью отвечает стандартам экологичности и энергоэффективности, принятым в Российской Федерации, за счет следующего комплекса мер: -исключение операций по вывозу загрязненных земель и завозу чистых почв.
-минимизация затрат на нагрев рабочих сред за счет введения технологии выщелачивания. -рециклирование раствора-выщелачивателя в основном технологическом процессе санации почв за счет стадии очистки и корректировки состава на станции водоочистки и водоподготовки.
Рис. 3. Схема санации почвы и грунта на участках термического обезвреживания и выщелачивания:
Грунт 1 и Грунт 1 -ТО - почва, загрязненная органическими соединениями, и соответствующая ей очищенная
почва;
Грунт 2 и Грунт 2-ТО - почва, загрязненная смесью органических и неорганических веществ, и соответствующая
ей очищенная почва;
Грунт 3 и Грунт 3-ТО - почва, загрязненная неорганическими соединениями, и соответствующая ей очищенная
почва.
Предложенная в статье комплексная технология ликвидации объекта накопленного экологического ущерба соответствует 15 цели устойчивого развития по сохранению экосистем суши.
Список литературы
1. Методические рекомендации по проведению инветаризации объектов накопленного экологического ущерба // Утверждены Приказом Федеральной службы по надзору в сфере природопользования от 25 апреля 2012 г. N 193 -М.: 2012 - 16 с.
2. Кошелев А.В. Тихомирова Е.И., Вакараева М.М. Ликвидация объектов накопленного экологического ущерба // Вестник ЧГУ. - 2017. - № 2 (26). - С. 113116.
3. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. -М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. 2004 - 16 с.
4. МУ 2.1.7.730-99. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест: Методические указания. -М.: Минздрав России. 1999. - 43 с.
5. Мустафин Д.И., Кошелев А.В., Головков В.Ф., Елеев Ю.А., Глухан Е.Н. Химико-технологические аспекты санации техногенных почв // Химия и технология органических веществ. - 2018. - № 4. - С. 32-43.
6. Головков В.Ф., Кошелев А.В., Афанасьев В.В., Козлов В.В., Елеев Ю.А. Применение солей гуминовых кислот при рекультивации загрязненных территорий // Химия и технология органических веществ. - 2017. № 2. - С. 64-69.
