Образование и размещение отходов

Технологии, основанные на электрохимических методах используются для обезвреживания хлорированных  углеводородов, фенолов и нефтепродуктов и обеззараживания грунта и почвы При пропускании электрического тока через грунты одновременно протекают электролиз воды в поровом пространстве, электрофчотация зчектрокоагуляция и электрохимическое окислениею Эффективность окисления фенола - 70-92% Однако, при этом образуется до 40% продуктов неполного окисления фенола, правда, менее токсичных, чем фенол Эффективность обеззараживания - 95-99% 

Фирмы "MONTANA", "DUPON" И "General Electric" совместно с Департаментами энергии и защиты окружающей среды  провели крупномасштабные испытания технологии IASAGNA. Ряды электродов размещались в почве параллельно очищаемой зоне Расход электроэнергии и стоимость обезвреживания зависят от начальной концентрации экотоксиканта, электропроводности грунта, водонасыщенности, количества и размеров электродов и конечной концентрации и обычно составляет соответственно 32-160 кВт·ч/т и 86-260 долл/м почвы. Японская фирма "ОБАЯСИ" разработала электрохимическую технологию очистки грунта территории демонтированных химических предприятий для введения в земли в оборот. Технология обеспечивает высокую степень очистки от токсичных органических веществ до 25 наименований Для очистки участка площадью 15 м² требуется обработка постоянным током напряжением 50 В с общим расходом электроэнергии 5 кВт Для удаления 90% кадмия, цианидов, свинца, хрома, ртути и мышьяка требуется три месяца. 

Технологии электрокинетическои  обработки применяются для очистки  глинистых и суглинистых грунтов  при полной или неполной водонасыщенности В переносе загрязнений в почвах и грунтах под действием постоянного электрического поля основную роль играют процессы электроосмоса и электрофореза Электрокинетические технологии применяют для очистки почв и грунтов от тяжелых металлов, цианидов, хлорорганики, нефти и нефтепродуктов [43-48]. Преимуществом электрокинетической технологии является высокая степень контроля и управления процессом очистки благодаря тому, что загрязнения перемещаются вдоль силовыхлиний электрического поля, распределение которых определяется расположением электродов, со скоростью, зависящей от напряженности поля [49]. Исходные концентрации экотоксикантов могут быть снижены с 10-50 мг/кг до 1-10 мг/кг [50] 

Параметры электрокинетического процесса: напряжение на электродах 4-200 В, напряженность поля 20-200 В/м, плотность тока 0.5-5.0 А/м², расстояние между электродами 2-10 м, глубина их заложения - 2-50 м [45]. Максимальный объем грунта, реально очищенный электрокинетической технологией на одном месте, - 5505 м². Эффективность очистки - 80-99%. Добиться высокой очистки без применения химреагентов или растворов ПАВ невозможно. Стоимость очистки грунтов составляет от 120 до 170 долл. США за 1 м³. 

Для очистки почв и грунтов от хлорорганики разработан метод сверхвысокочастотного нагрева [51]. СВЧ-оборудование позволяет быстро разогревать грунт, и при этом происходит быстрое окисление органических молекул вплоть до оплавления пород [51]. 

Импульсная ультрафиолетовая очистка эффективна для очистки  грунтов, загрязненных трихлорэтиленом, тетрахлоридом, хлороформом и другими  низкомолекулярными хлорированными углеводородами. При обработке загрязненного грунта неоновыми лампами происходит фотоокисление хлорорганики до НСl, С02, Н20, и при этом возможно образование формилхлорида НСОСl. Поэтому эффективность метода удовлетворительна для невысоких содержаний хлорированных углеводородов в почве [52]. 

Энергия лазеров  используется для расплавления грунта, содержащего экотоксиканты, и капсюлирования загрязнения [53,54]. 

Вышеперечисленные технологии используются редко, с их помощью обезвреживают небольшие количества загрязненного грунта, и реализация электромагнитных методов крайне дорога. 

Многообещающий метод  сверхкритической экстракции углекислым газом позволяет извлекать из грунта и почвы любые органические соединения. Процесс экстракции проводят при давлении 350-400 кг/см и температуре 35.5°С. Эффективность извлечения метода может достигать 100% при тщательном перемешивании загрязненного грунта в реакторе. Сверхкритическая экстракция - это универсальный, экологически безопасный процесс обезвреживания экотоксикантов из всех существующих [55-57]. Однако технология очистки на основе сверхкритической экстракции имеет низкую производительность (не более 100-200 кг/ч) и высокие капитальные затраты (500-700 долл. США на 1 кг отходов в час). 

В настоящее время распространено простое механическое удаление загрязненных грунтов с помощью различных машин и вывоз их для захоронения или обезвреживания [58]. Механическое перемешивание с вибросепарацией используется в путевых машинных станциях Российских железных дорог для очистки щебеночного балласта - верхней части железнодорожного пути от мелкой фракции и пыли, содержащей соли тяжелых металлов. Щебень при грохочении не очищается от пленочных нефтепродуктов. Степень очистки балласта от мелкой фракции и пыли не превышает 50%. 

Для очистки грунта и щебня от тяжелых металлов и  нефтепродуктов механическое перемешивание  совмещают с промывкой водой [59]. Фирма "RAIL-PRO" (HILVERSUM, Голландия) производит очистку промывкой водой щебеночного  балласта железнодорожных путей от нефтепродуктов и тяжелых металлов после глубокого капитального ремонта железнодорожного полотна. На заводе очищают до 95% балласта Голландии и до 60% балласта Дании, 12% очищенного балласта с размером фракций 64-32 мм возвращается в технологический процесс восстановления балластной призмы, 70% с размером фракций 32-4 и 4-0.5 мм продают строительным организациям. Фракция размером менее 0.5 мм, аккумулирующая практически все загрязнения (нефтепродукты и соли тяжелых металлов), отправляется на полигон для захоронения. Стоимость очищенного балласта 7-10 долл. за 1 тонну. 

Технология механической промывки грунтов водой разработана  фирмой "LURGI AG" (г. Франкфурт-на-Майне, Германия) Вначале грунт измельчают в дробильной установке до размеров кусков менее 100 мм и вместе с тонкой фракцией подают в промывной барабан. В промывном барабане за счет трения и ударов частиц друг о друга нефтепродукты и соли тяжелых металлов переходят в жидкость. После рассева промытого материала грубодисперсную фракцию повторно промывают в барабане. Тонкую фракцию (10-30%) грунта обезвоживают в гидроциклоне. Промывные воды очищают во флотаторе и используют вновь. Производительность установки - 1 т грунта в час. Стоимость очистки одной тонны грунта 30-50 долл. США [60]. 

Подобные промывные технологии внедрены и в России. Нефтеперерабатывающее предприятие "Шэрыкз" (г. Салават, Башкортостан) разработало технологию промывки загрязненных грунтов. Песчаные загрязненные нефтью почвы промывают растворами ПАВ, в качестве которых применяют ОП-10 или оксиэтилированные жирные кислоты (ОЖК). Соотношение грунт: раствор 0,02% ОП°10 равно 1:16, степень очистки -99.2%. При очистке дерново-карбонатных почв от нефтепродуктов раствором ОП-10 концентрацией 0.02% при соотношении грунт: раствор 1:30 степень извлечения составляет 93.5%. После очистки грунт или почва возвращаются для рекультивации. 

Для очистки несвязанных  грунтов (песок, щебень) от нефтепродуктов и фенолов Научно-исследовательский  центр "ЭКОЛОГИЯ" МПС России (г. Новосибирск) разработал технологию и изготовил и разместил на двух железнодорожных платформах мобильную установку, основанную на ротационном принципе перемешивания загрязненного грунта и раствора ПАВ в воде. Стоимость очистки одной тонны грунта 10-30 долл. США [61]. 

Одна из крупнейших в мире и в Европе компания "WATCO" (г. Grirabergem, Дания) специализируется на очистке грунтов и почв от нефтепродуктов, органических веществ и тяжелых металлов. Благодаря огромному опыту и значительным мощностям компания перерабатывает более 300 млн. тонн загрязненных грунтов не только Бельгии, но и Голландии. WATCO осуществляет очистку грунтов промывной водой, биообезвреживание грунтов, загрязненных ароматическими веществами, проводит термообработку грунтов при 800°С и очистку водоносных пластов от тяжелых металлов в адсорбционных колоннах. В зависимости от типа грунта и вида экотокси канта в научно исследовательском центре компании выбирают метод обезвреживания и технологическую линию нейтрализации загрязнений [62] c помощью биологических, электрохимических или электрокинетических технологий, приведенных в Таблице 4

* Такие низкие  капитальные затраты связаны  с тем что из печи синтез-газ  направтяется в ТЭЦ-1 без очистки

Список литературы 

О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 году Государственный доклад М, 1999 

Санитарная очистка  и уборка населенных мест //Справочник М Стройиздат 1990 -413с 

Гамов В. И. Двинских С.В. Керин А.С. Обработка осадка поверхностного стока II М Стройиздат 1991 427с 

Состояние окружающей среды Московской области в 1997 году II Государственный доклад - М 1998 

Lund H F Industrial pollition control handbook,// New-York McGraw-Hill, 1971 570 p 

Lewis С R, Edwards R E, Santora M A Incineration of industrial wastes // Chemical Engineering, 1976 v 83 №2 p 115-121 

Grosse F L Ir Incineration of hazardous wastes //Toxic Material News, 1981 v 8, N21,p323 

GiosseF L Jr Incineration of ha/ardous wastes //The handbook of hazardous waste magament, ed A A Metry -Wcstpoit Techn Publishing, 1980 p 310-322 

Kanury A M Intioduction to combustion phenomena//Ncw-Yoik Gordon & Breach, 1977, 257 p 

Reed 1 С , Moore ВL Ultimate hazardous waste diposal by incineration // Toxic and hazardous waste disposal, 1980 v4, p 163-174 Ann Arbor Science Publishers 

Гумен С Г Трухин Ю А Гоухберг М С Научно-технический прогресс в " Водоканале Санкт-Петербурга" //Тезисы докладов Третьего международного конгресса "Вода экология и технология" ЭКВАТЭК-98,с 391 

Лушвиц Х Удаление ила сточных вод II Гезисы докладов Ipeibcro международно! о кошресса "Вода экология и технология" ЭКВА1ЭК-98, с 426 

Рекламный листок фирмы "Molten Metal Technologies" 1998 

Способ переработки  твердых бытовых и промышленных отходов IIА В Воловик Патент Российской Федерации № 2086850 10авг>с1а 1997i 

АС 1315738 СССР Способ переработки отходов в оарботируемом шлаковом расплаве If А Б Усачев, В А Роменецидр 1986 i 

Усачев А Б Роменец  В А Баласанов А В и др //Экою1ия и промышленность России, 1998 ноябрь с 27-30 

Рекламный проспект фирмы ALFA LAVAL 1998 

Thornot E С Selection of a field demonstration site for in Situ chemical treatment of soil testing activites // Westmghouse Hanford Company, Richland, Washington, 1994 

Thornton E С Baechler M A Gas treatment of chromate-contammated soils from a chromate " . ,contaminated waste site II Draft Report, Westing-house Hanford company Richland Washington 1994 

Thornton E С , Baechler M A , Beck MA et al Laboratory evaluation of the hydrogen sulfide gas treatment approach for remediation of chromate, uranium (VI), and nitrate-contaminated soils II Draft Report, Westmghouse Hanford Company, Richland - Washington, 1993 

Thornton E С Delegard СH , Baechler MA et al Gas treatment and column leach testing of chromate, uranium (VI) and nitrate-contaminated soil, test plan /i Westmghouse Hanford Company Richland - Washington, 1993 

Ho Sa V Brodsky P H Remediation of contaminated heterogeneous soils //US US 5476992 A, 1995 19 Dec , 17 p 

Kawachi Т Kudo H Uruchibara КEtal // Soil Environ. 1995, №5 p1263 

Thoemmg J Calmano W // Soil Environ , 1995, № 5, p 895 

Проспект фирмы"Meissner Grundbau", 1997 

Seibel F , Stiber M , Wemer P , et al // Proceedings of SPIE tntSoc Opt Eng 2504 1995, p 86-97 

Gates D D , Siegnst R L Laboratory evaluation of chemical oxidation using hydrogen peroxide II Report from The X-231 Вproject for in Situ treatment of phys-icochemical process coupled with soil mixing - Tennessee, 1993 

Gates D D Siegust R L Clme S R Laboratory evaluation of the in Situ chemical oxidation of volatile and semi-volati/e organic compounds us/ng hydrogen peroxide and potassium permanganate II Tennessee, 1994 

Киреева Н А Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах //Уфа, БашГУ. 1994,-172с 

Lawrence A W , Miller J A et al // Par Int In Situ on -site Bioreclam Symp 3°rd Ohio Batteclle Press 1995, p 581-592 

Brown R A Leonard W С Leahy M С// Pap Int In Situ on - site Bioreclam Symp , 3-rd - Ohio Battelle Press 1995 p 185-190 

Burke G К , Rhodes D К// Par Int In Situ on -site Bioreclam Symp 3-rd-Ohio Battelle Press 1995, p 527-534 

Strong-Gunderson J M , Palumbo A V // Pap Int In situ on-site Bioreclam Symp , 3-rd - Ohio Battelle Press 1995 p 33-40 

Куличевская И С , Гузев В С , Паников НС// Микробиология 1995, т 64, N» 5, с 668-673 

SchneiderJ Grosser R , Jayasimhulu К et al //Appi Environ Microbiol, 1996, v 62(1), p 13-19 

Imamura Т Yano ТBactenum KB 2, process for degrading at least one of aromatic compounds and haloorganic compounds using microorganism, and processor environment remediation I/ Eur Pat Appi EP 714858 A 2, 1996, 5 June -p 23 

Головлева Л А. // Биотехнология  защиты окружающей среды Конф 18, 19 октября 1994 г - Пущино, 1993, с 3 

Заборина О Е  Головлева Л А // Здесь же с 27-28 

Головлева Л А  Финкельштейн 3 И Баскунов Б П  и др //Микробиология 1995 т 64 №2 с 197-200 

Ягафаров Г Г Хметкин Р Н // Башкирский химический журнал 1994, вып 1(3) с 46 47 

Королев В А Некрасова  М А // Тр Научи Конф Новые идеи в инженерной геологии" - М Издательство МГУ 1996 с 114 

Королев В А Некрасова  М А //1-я научно-практическая конференция  по проблемам охраны геологической среды -Минск БГУ 1995, с 123 

Осаг Y ВAlshawabken AN// Environ Sci Technol, 1993 №27 p 2638-2647 

US US 5476992 a 1995 19 Dec In-situ remediation of contaminated heterogeneous soil II Ho Sa V Bro-dakyPH p 17 

Peters R W . Enzien M Y Bouillard J К et al // Han-ford Symp Health Environ 33-rd, Ohio In-situ remid Sci Basis Curr Future Technol 1994 v2 p 737-762 

Takujama I R Huang С P // Hazard Ind Wastes 27-th 1995 p 835-846