Продуктом анаэробного разложения органической составляющей отходов является биогаз, представляющий собой в основном смесь метана и углекислого газа. Система сбора биогаза состоит из нескольких рядов вертикальных колодцев или горизонтальных траншей. Последние заполнены песком или щебнем и перфорированными трубами.
Очистка фильтрата. Собираемый и отводимый дренажной системой фильтрат токсичен. Фильтрат свалок ТБО сбрасывают в канализацию для последующей совместной обработки с бытовыми сточными водами или подают на поверхность свалки по замкнутому циклу; подвергают биологической обработке (аэробной и анаэробной); подвергают физико-химической обработке (осаждению, окислению, адсорбции с применением угля, обратному осмосу и др.).
Перекачка фильтрата со свалок в канализационные сети – наиболее распространенный способ. Совместная обработка фильтрата с бытовыми сточными водами допускается только в случае, когда объем фильтрата не превышает 5% подачи стоков на очистную установку. При больших объемах фильтрата ухудшается качество очистки сточных вод, усиливается коррозия узлов очистной установки, осадок сточных вод загрязняется тяжелыми металлами.
Широко распространена технология распределения собранного фильтрата по поверхности складируемого материала, как одна из самых дешевых и ускоряющих процессы биологического разложения органического вещества. Однако при этой технологии объем фильтрата уменьшается только за счет его испарения, а концентрация загрязняющих веществ в конечном стоке фильтрата будет более высокой.
Биологическую очистку фильтрата делят на аэробную и анаэробную. Продуктами переработки органических загрязнителей при аэробной обработке являются углекислый газ, вода и твердые биопродукты, которые возвращаются в фильтрат. При анаэробной обработке органические вещества преобразуются в биогаз и твердую фазу – ил. Основные преимущества анаэробной очистки фильтрата по сравнению с аэробной следующие: не требуется подача кислорода в обрабатываемую среду; уменьшаются затраты энергии; 85…90% органического вещества преобразуется в биогаз; образуется меньшее количество осадка; уменьшается время обеззараживания; устраняются неприятные запахи и др. Недостатки анаэробной очистки: необходимость применения повышенных температур (более 300С); недостаточная степень очистки фильтрата от тяжелых металлов.
Для обработки фильтрата физико-химическими методами используются дорогостоящие оборудование и реагенты. Эти методы целесообразно применять для удаления отдельных загрязнителей, присутствующих в больших концентрациях.
Обычно для очистки фильтрата используется комплекс методов. Выбору способа очистки или комбинации способов предшествует анализ состава фильтрата, который изменяется в широком диапазоне концентраций загрязняющих веществ как по годам, так и по сезонам года.
Для исключения отрицательного влияния биогаза на окружающую среду проводят дегазацию свалок сбор биогаза. Используют пассивную и активную дегазацию свалок. Пассивная осуществляется за счет избыточного давления, имеющегося в толще свалки. Этот метод применяется редко, так как недостаточно эффективен и требует высокой степени изоляции свалки. Активная дегазация осуществляется с помощью специальных устройств для добычи газа. Хорошо зарекомендовали себя системы вертикальных скважин, соединенные горизонтальными дегазационными трубопроводами. Биогаз, после его очистки от углекислого газа, используется как источник тепловой энергии.
На строительство полигона затрачивается около 3 лет, эксплуатируется полигон – заполняется отходами 15…30 лет, на закрытие полигона уходит 1…2 года. При захоронении ТБО теряются содержащиеся в них ценные компоненты. Свалки и полигоны в нашей стране занимают свыше 40 тыс. га земли. Около 50 тыс. га занимает площадь закрытых (заполненных) свалок и полигонов. Из всего количества полигонов только около 8 % отвечают санитарным требованиям [88]. Места свалок и полигонов представляют собой эпидемиологическую опасность – возникают условия распространения инфекций. Окружающая природная среда загрязняется выделениями в атмосферный воздух токсичных и взрывоопасных газов (метан, угарный газ), образованием токсичного фильтрата, проникающего в грунтовые и поверхностные воды.
Складирование отходов на полигонах остается пока основным методом их обезвреживания. В последние годы в США, Голландии, Франции, Португалии заметно растут объемы отходов, подвергаемых вторичному использованию и переработке. Если в 1989 г. в США 80% ТБО направлялось на полигоны и только 9% сжигалось, то в 1998 г. степень утилизации отходов составила уже 30%. Сложившаяся в России система обеззараживания ТБО основана на захоронении около 98 % отходов на полигонах и неорганизованных свалках, промышленными методами в РФ перерабатывается только 2% [88].
Наиболее перспективной является промышленная технология, основанная на комбинации различных методов переработки ТБО. Она нивелирует недостатки каждого метода, обеспечивает уменьшение отходов производства, его максимальную экологическую и экономическую целесообразность. Так, при использовании технологии «сортировка + сжигание» количество шлака снижается до 15 % исходных ТБО, а золы - до 1 %. При этом шлак может использоваться, например, для производства строительных материалов. Предварительная сортировка улучшает и ускоряет процесс компостирования органических веществ ТБО, облегчает очистку компоста от примесей, улучшает состав отходящих газов, облегчает ведение процесса термообработки.
Методы переработки ТБОвыбираются конкретно для каждого города исходя из местных условий:
состава и свойств ТБО, их изменение по сезонам года;
годовой нормы накопления ТБО;
климатических условий;
потребности в органических удобрениях, энергетических ресурсах и вторичном сырье;