Очистка стоков и фильтрата
с полигона ТБО

Самым распространенным способом обращения с твердыми бытовыми отходами (ТБО) являются полигоны и несанкционированные свалки. При их эксплуатации образуется жидкая фаза отходов в виде фильтрационных растворов. Причинами формирования фильтрата служат:

• влага, выделяемая отходами;
• просачивание атмосферных осадков через тело полигона;
• биохимические процессы анаэробного разложения.

Особенности образования и неравномерность накопления фильтрата в теле полигона, а также структурный состав отходов радикально отличают его от прочих стоков, фильтрационный раствор содержит высокотоксичные соединения. К ним относятся ионы Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Na⁺, соединения аммония, СаСО₃, SO₄²⁻, Cl⁻, микроорганизмы и фенол. Фильтраты содержат также трудноокисляемую органику например азотсодержащие примеси, в результате повышаются значения ХПК.

Химический состав не одинаков для разного структурного состава ТБО и изменяется на каждом возрастном этапе полигона.

Классификация полигонов ТБО по возрастным фазам

В жизненном цикле полигона выделяют следующие фазы биохимического распада ТБО:

• аэробная - период в несколько месяцев;
• анаэробная - гидролиз (1-3 года);
• ацетогенез (3-10 лет);
• метаногенез (10-30 лет);
• ассимиляция (до 100 лет).

Фильтрат, образовавшийся в фазу ацетогенеза принято называть “молодой”. Он формируется в течение от 3 до 10 лет и характеризуется общей рН 4,0 - 6,5 и высокими величинами ХПК (5 000 - 30 000 мг О₂/дм³) и БПК5 (2 000 - 20 000 мг О₂/дм³).

Метаногенез делится на две стадии: активный (от 10 до 30 лет) и стабильный ( от 30 до 100 лет).

“Старый” фильтрат метаногенеза имеет рН 7,2 - 8,5 и тенденцию к снижению ХПК (3 000 - 4 000 мг О₂/дм³) и БПК5 (в 10 - 400 мг О₂/дм³)

Формирование “молодого” фильтрата

Аэробная фаза характеризуется рН 6,5-7,2 и длится несколько месяцев. В процессе этой фазы происходит гидролиз и окисление органических соединений с образованием кислот, которые растворяют металлы и переносят их в фильтрат. Кроме того, повышение температуры тела полигона до 80 градусов и присутствие токсичных соединений способствует гибели или снижению активности патогенных микроорганизмов. Образования фильтрата в эту фазу незначительное из-за небольшой ее продолжительности.

Ацетогенная фаза длится от 3 до 10 лет. В этот период продуктами распада ТБО являются органические кислоты, СО₂ и Н₂О, что изменяет кислотность фильтрата рН до 4,5-6,5. Так же повышаются значения ХПК и БПК, а насыщенность ионами тяжелых металлов достигает 70 мг/дм³.

Формирование “старого” фильтрата

Формирование “старого” фильтрата начинается на стадии активного метаногенеза, продолжительность которого до 30 лет от начала закладки полигона. В эту фазу происходит ферментативное разложение кислот, образованных на предыдущем этапе. При этом выделяется значительное количество газов: метана, углекислого газа, меркаптана, аммиака и др. Повышается рН среды до 7,2-8,6. Идет постепенное уменьшение содержания органики, но повышается доля трудно окисляемых соединений (ПАВ, гуматы металлов, гуминовые соединения).

По истечению 30-40 лет от начала складирования ТБО начинается стабилизация биохимических процессов. В это время начинается рекультивационный период в жизненном цикле полигона, наступает стабильная фаза метаногенеза, которая длится до 100 лет. Фаза характеризуется снижением скорости и количества образования метана, а фильтрационные воды становятся основным источником загрязнения. Фильтрат содержит высокую концентрацию трудно окисляемых компонентов, минерализация достигает 7000 мг/дм³.

Выбор технологических схем очистки зависит от химического состава фильтрационных вод.