содержание      ..      1      2      3      ..

ИТС 53-2022 Ликвидация объектов накопленного вреда окружающей среде (справочник) - часть 2

Продолжение таблицы 2.1

Технологии,

Технологии, методы, способы

методы, способы

ликвидации объектов накопленного

изоляции и

вреда окружающей среде,

защиты

расположенных на территориях,

Вид объекта накопленного

компонентов

акваториях и являющихся

вреда окружающей среде

окружающей

объектами капитального

среды от

строительства и объектами

негативного

размещения отходов (включая

воздействия

рекультивацию нарушенных земель)

объекта

«in situª

«ex situª

- земли, загрязненные

ПФЭ

МАМ, БМ

ЭКСК, ВЫВ, ОБ

промышленными отходами

IV Объекты, являющиеся результатом деятельности предприятий нефтепереработки,

нефтехимического производства

- нефте-, мазутохранилища

н/д

СМ, ОТВ

ОТ, ОБ

- нефтешламовые амбары,

н/д

СМ, ОТВ

ОТ, ОБ

нефтебазы

- линзы нефтепродуктов

ПФЗ

ВЗ, В, ХО, БМ, Э,

ОТ, ОБ

ПЭП, МАМ

V Объекты, расположенные в акватории водных объектов, участках акваторий

- затонувшие суда

н/д

Д, Р, СБ, ОЧ

П, Д, Р, ОЧ, К, ВЫВ

- инженерные сооружения

н/д

Д, Р, СБ, ОЧ

П, Д, Р, ОЧ, К, ВЫВ

разной степени сложности,

используемые для

транспортировки жидких и

газообразных веществ

- донные отложения

н/д

БМ

ЭКСК, ОБ, ОБЕЗВ,

ВЫВ

VI Объекты, являющиеся результатом деятельности агропромышленного комплекса

- хранилища пестицидов и

н/д

БМ

ЭКСК, ОТ, ОБ, ИМ,

ядохимикатов

ВЫВ

- пометохранилища

н/д

БМ

ЭКСК, ОТ, ОБ, ИМ,

КОМП, ФЕР, ВЫВ

- земли, загрязненные пести-

н/д

БМ

ЭКСК, ОБ, ИМ,

цидами и ядохимикатами

ВЫВ

VII Прочие объекты накопленного вреда окружающей среде

- объекты размещения и

СД, ПФЭ

н/д

ОТ, ОБ, КОМП,

обезвреживания отходов при

ОБЕЗВ

сборе и обработке сточных

вод, вод систем оборотного

водоснабжения (хранилища

31

Продолжение таблицы 2.1

Технологии,

Технологии, методы, способы

методы,

ликвидации объектов накопленного

способы

вреда окружающей среде,

изоляции и

расположенных на территориях,

защиты

акваториях и являющихся

Вид объекта накопленного

компонентов

объектами капитального

вреда окружающей среде

окружающей

строительства и объектами

среды от

размещения отходов (включая

негативного

рекультивацию нарушенных земель)

воздействия

«in situª

«ex situª

объекта

иловых осадков, образующихся

в биологических очистных

сооружениях)

- объекты, являющиеся

ПФЗ, АК

СМ

ЭКСК, ОБ, ВЫВ

результатом деятельности

топливно-энергетической

отрасли (отвалы отходов

производства электроэнергии и

пара - золошлакоотвалы)

- объекты, являющиеся

н/д

ПР, ОТВ, СМ, ФИ

ЭКСК, ОБ, ВЫВ

результатом деятельности

целлюлозно-бумажной

промышленности

- иные объекты накопленного

н/д

н/д

ЭКСК, ОБ, ВЫВ

вреда окружающей среде

(участок уничтожения хими-

ческого оружия, места накопле-

ния металлолома, полигон

строительных отходов и др.)

Условные обозначения:

ПФЭ - противофильтрационный экран; ПФЗ - противофильтрационная завеса, барьер (в том числе

геохимический, биологический); НС - наблюдательная скважина; ДС - дренажная система; СД - система

дегазации; ПР - планировочные работы; РМП - рекультивационное многофункциональное покрытие; СТ

- стабилизация свалочного тела; ОХЛ - охлаждение отвальной массы; УПЛ - уплотнение; МАМ -

мелиоративные агротехнические мероприятия; АК -армогрунтовые конструкции; Т - тампонаж скважин;

ГТС - гидротехническое сооружение, З - закачка реагентов; КОН - консервация; ФИ - фиторемедиация;

ЭКСК - экскавация; ВЫВ - вывоз; ПЕР - переукладка; ОБ - обезвреживание; ОТ - откачка; ОБЕЗ -

обеззараживание, Д - демонтаж; ВЫМ - вымораживание; ОТВ - отверждение; СМ - смешение с

инертными материалами и отходами; БМ - биотехнологический метод по внесению микроорганизмов и

биопрепаратов; ФИБ - фитобиоремедиация; ВЗ - взрыв; В - вымывание водой; ХО - химическое

оксидирование; Э

- электрокинез; ПЭП

- паровая экстракция почвы; П

- подъем; СБ - сбор

загрязняющих веществ с поверхности воды; Р - резка; ОЧ - очистка; К - компактирование; ИМ -

иммобилизация; КОМП - компостирование; ФЕР - ферментация; ОБЕЗВ - обезвоживание; н/д -

недостаточно данных

32

2.3.1 Технологии, методы, способы изоляции и защиты компонентов

окружающей среды от негативного воздействия объекта

Основными направлениями, технологиями, методами, способами изоляции и

защиты компонентов окружающей среды от негативного воздействия объекта являются:

- закрепление пылящей поверхности массива отходов для предотвращения

пыления и разноса загрязняющих веществ;

- изоляция массива отходов с целью защиты атмосферного воздуха, грунтовых и

поверхностных вод, почвы (устройство защитных экранов и др.);

- защита поверхностных и грунтовых вод, почвы посредством устройства

дренажных систем

(системы сбора, отвода и обезвреживания

(утилизации)

фильтрационных, ливневых и талых вод);

- защита атмосферного воздуха посредством устройства систем дегазации

(пассивных и активных);

- локализация и обезвреживание загрязнения грунтовых вод.

Технологии, применяемые для закрепления пылящих поверхностей

массива отходов

Дефляционные процессы на территории хвостохранилищ и отвалов зависят от

влажности размещенных отходов, их дисперсного состава и скорости ветра. Для

предотвращения дефляционных процессов применяют различные способы закрепления

пылящих поверхностей.

К известным способам закрепления пылящих поверхностей относятся [40]:

- физические;

- физико-химические;

- биологические.

Физические методы

Для ликвидации вредного воздействия пылящих поверхностей искусственных

сооружений известно устройство, включающее раму, емкость с трубопроводами и

соплами, средство для рыхления, дополнительно снабжено катком (рис. 2.1) [41].

33

Рисунок 2.1 - Устройство для закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ и

отвалов горных пород:

1 - диски 2 - каток; 3 - пневматические колеса; 4 - расходная емкость; 5 - подающие

трубопроводы; 6 - датчик давления в емкости; 7 - заливное устройство; 8 -

гидроцилиндры для перемещения рамы с дисками; 9 - сопла для подачи реагента и

для очистки внутренних поверхностей дисков; 10 - шарнирное соединение оси дисков-

смесителей с рамой; 11 - пластина с отверстиями; 12 - узел креплений трособлочной

системы

Для ускорения предотвращения пыления хвостохранилищ до начала

биологической рекультивации могут проводить сплошное покрытие поверхности хвостов

не пылящим материалом (щебень, глины и др.) [40].

Физико-химические методы

Технологические решения основаны на нанесении на пылящие поверхности

растворов активных химических добавок, латексов, битумных эмульсий для закрепления

нестабильных поверхностей.

Для закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ обогатительных

фабрик на отвалах горных пород используется метод химической обработки

поверхности следующими реагентами:

- продуктами реакции кислоторастворимых алюмосиликатов с фосфорной

кислотой или с пульпой сернокислотного разложения фосфорсодержащего сырья [42];

- водным раствором сульфатного мыла концентрацией 4-20 мас. % в количестве

0,5-5,0 л/м² с последующим засеванием семенами озимой ржи в количестве 6-30 г/м²,

семенами многолетних трав в количестве 1-5 г/м² обрабатываемой поверхности. После

обработки поверхность уплотняется. Образующееся защитное покрытие сохраняется

80-102 дня, при этом также образуется мощный растительный покров с наземной

корневой биомассой

288-315 г/м² и корневой биомассой

26-33 г/м², который

способствует увеличению пылеудерживающих и водопрочностных свойств поверхности

[43];

- раствором хлористого кальция концентрацией 10-20 %, а затем - серной

кислотой 10-20-процентной концентрации для борьбы с пылью на хвостохранилищах

обогатительных фабрик, содержащих кислоторастворимые алюмосиликаты [44].

34

Биологические методы

Технологические решения основаны на создании растительного покрова для

снижения или полного устранения дефляционных процессов, а также для

восстановления фито-, зоо- и микробоценозов; усиления газовой и фотосинтетической

деятельности; роста биологической массы и видового разнообразия на нарушенных

территориях.

Один из способов рекультивации хвостохранилищ заключается в поэтапном

процессе укладки субстрата, состоящего из цеолитсодержащей глины и торфа,

модифицированных минеральной сероводородной водой, и дальнейшего высева

амаранта, однолетних бобовых трав, рыжика озимого [45].

Для захоронения отработанных хвостохранилищ калийного производства

известен способ повышения эффективности покрытия за счет повышения надежности

закрепления защитного и растительного грунтов [46]. Для этого на хвостохранилище

формируют наклонную поверхность и укладывают на нее рассолонепроницаемый экран

из полиэтиленовой пленки (рисунок 2.2). На поверхности экрана отсыпают защитный

растительный грунт. Причем отсыпку слоя защитного грунта ведут с формированием в

слое в шахматном порядке упорных призм в виде охваченной перфорированным

полотнищем части защитного грунта. Края перфорированного полотнища скрепляют с

рассолонепроницаемым экраном. При этом на наклонном гладком пленочном основании

образуются островки грунта, которые препятствуют смещению (сползанию) остальной

части грунта, находящейся между ними. Отверстия перфорированного полотнища не

препятствуют фильтрации влаги и обеспечивают закрепление растительного слоя

грунта на наклонном основании за счет прорастания через них корневой системы

растительности.

Рисунок 2.2 - Покрытие отходов калийного производства в плане:

1 - слой защитного грунта; 2 - слой растительного грунта; 3 - наклонное основание; 4 -

пленочный перфорированный материал; 5 - полотнища пленочного перфорированного

материала; 6 - края полотнищ пленочного перфорированного материала; 7 -

отверстия; 8 - корневая система; 9 - растительность; 10 - каналы;

11 - дренируемый материал; 12 - отходы калийного производства

35

- слой плодородных грунтов для формирования почвенного покрова

-

выполняется из специально подготовленных плодородных грунтов. Функциональное

назначение

- обеспечение условий для произрастания сеяных трав, задернения

рекультивированной площади с целью придания поверхности эрозионной устойчивости

и улучшения качества ландшафта.

Верхние защитные экраны в зависимости от материала могут быть

минеральными, синтетическими и комбинированными.

Пример минерального защитного экрана представлен на рисунке

2.3,

комбинированного многослойного защитного экрана поверхности, состоящего из

выравнивающего, изолирующего и противоэрозионного слоев, представлен на рисунке

2.4.

Рисунок 2.3 - Защитный экран поверхности полигона ТКО с использованием

естественных минеральных грунтов

Рисунок 2.4 - Проектируемая конструкция защитного экрана шламонакопителя («Белое

мореª) [15]

Технологии устройства противофильтрационных экранов, верхних изоляционных

покрытий и противофильтрационных завес подробно описаны в ИТС

17-2021

«Размещение отходов производства и потребленияª [48].

37

Рисунок 2.5 - Конструкция полигона ТКО, реконструированного из

несанкционированной свалки [49, 50]:

1 - свалочное тело; 2 - кольцевой дренаж открытого типа; 3 - гидроизоляция; 4 - дно

дренажной траншеи; 5 - внешний склон дренажной траншеи; 6 - нижняя часть

внутреннего склона дренажной траншеи; 7 - дренажная траншея; 8 - место

соединения дренажной траншеи с водосборным колодцем; 9 - водосборный колодец;

10 - накопительная емкость; 11 - станция водоочистки; 12 - основание полигона; 13 -

строение полигона; 14 - верхняя часть внутренней стенки дренажной траншеи; 15 -

горизонтальная скважина; 16 - перфорированный трубопровод; 17 - насыпной грунт

На рисунке 2.6 показана система улавливания токсичных стоков на вечномерзлых

грунтах, включающая фильтрующую дамбу и трубчатый дренаж, дренажно-

пригрузочную призму, расположенную в нижней части дамбы со стороны ее низовой

грани, водонепроницаемый экран, размещенный на дренажно-пригрузочной призме, зуб

из водопроницаемого материала, расположенный под дренажно-пригрузочной призмой

и соединенный верхней частью с водонепроницаемым экраном, а нижней частью с зоной

вечной мерзлоты, пруд-накопитель, расположенный от зуба на расстоянии не менее

удвоенной мощности многолетнемерзлых пород и выполненный с дном из слоев

водонепроницаемого материала с расположенными между ними слоями теплоизоляции.

39

Рисунок 2.6 - Система улавливания стоков из хвостохранилищ на вечномерзлых

грунтах:

1 - хвостохранилище; 2 - дамба хвостохранилища; 3 - депрессионная кривая;

4 - трубопровод оборотной воды; 5 - насос; 6 - дренажно-пригрузочная призма;

7 - дренажная труба; 8 - экран из водонепроницаемого материала; 9 - зуб;

10 - насос пруда-накопителя; 11 - пруд-накопитель; 12 - дамба пруда-накопителя из

водонепроницаемого материала; 13 - граница многолетнемерзлых пород (ММП) [51]

Технологии, применяемые для устройства систем дегазации с целью

защиты атмосферного воздуха

Технические решения используются для защиты атмосферного воздуха от

биогаза, образующегося в массиве полигонов ТКО, а также устранения риска взрыво- и

пожароопасности. Система дегазации организуется для контролируемого удаления

биогаза из массива отходов, обезвреживания эмиссии свалочного газа в атмосферу,

утилизации биогаза путем производства тепловой и электрической энергии [52].

При ликвидации объекта размещения и обезвреживания отходов коммунальных,

подобных коммунальным на производстве и при предоставлении услуг населению на

месте инженерные системы газоотвода интегрируются в сформированное тело

полигона. Такие системы применимы на сформированных полигонах и позволяют

организовать газоотвод практически на любой стадии жизненного цикла полигона.

Конструктивное исполнение вертикальных газоотводных шахт, как правило,

представляет собой перфорированную трубу из стойкого к агрессивным средам

материала, помещенного в шахту, заполненную щебнем или гравием.

Системы сбора биогаза основываются на активных процессах дегазации и

включают в себя устройства, создающие градиент давления

(компрессоры,

вентиляторы), экстракционные скважины и горизонтальную систему сбора биогаза.

Системы дегазации делятся на:

- пассивные;

- активные.

40

Выбор системы сбора и утилизации биогаза на эксплуатируемом полигоне

твердых коммунальных отходов зависит от количества размещенных ТКО и возраста

полигона [14].

Системы обустройства для обращения с биогазом на объектах размещения и

обезвреживания отходов коммунальных, подобных коммунальным на производстве и

при предоставлении услуг населению подробно описаны в информационно-техническом

справочнике НДТ ИТС 17-2021 «Размещение отходов производства и потребленияª [48].

Технологии, применяемые для локализации и обезвреживания загрязнения

грунтовых вод

Технологии, применяемые при изливе шахтных вод

Технические решения используются для защиты компонентов окружающей среды

от негативного воздействия шахтных вод отработанных угольных месторождений.

Среди мероприятий по ликвидации изливов шахтных вод на примере территории

Кизеловского угольного бассейна можно выделить следующие технологические

решения [53]:

- тампонаж скважин (рисунок 2.7);

- объединение нескольких изливов с созданием централизованного выпуска;

- установка локальных очистных сооружений (рисунок 2.8);

- отвод поверхностных вод (ливневых, паводковых) нагорными канавами;

- создание каскада прудов с щелочным реагентом для нейтрализации шахтных

вод;

- понижение уровня шахтных вод;

- закачка щелочного реагента в выработанное пространство (рисунок 2.9);

- отсыпка русла рек, подвергшихся загрязнению шахтными водами, щелочными

продуктами (отсевами карбонатных карьеров).

Рисунок 2.7 - Ликвидационное тампонирование скважин

41

Рисунок 2.8 - Схема отвода и очистки шахтных вод

Рисунок 2.9 - Закачка щелочного раствора в выработанное пространство

Метод геохимических барьеров и метод Funnel & Gate

В случаях загрязнения грунтовых вод со значительным распространением с четко

разделенными водоносными пластами для предотвращения опасности путем

разложения или извлечения растворенных загрязнений в реактивных стенах

применяются метод геохимических барьеров и метод Funnel & Gate (рисунок 2.10).

Метод применяется при достаточно высокой скорости потока грунтовых вод,

достаточном коэффициенте фильтрации грунта, отсутствии ограничений во времени.

42

Метод геохимических барьеров и метод Funnel & Gate включает:

- санацию грунтовых вод путем помещения «реакторовª в потоке грунтовых вод

в местах после прохождения грунтовыми водами очага загрязнения;

- использование железа нулевой степени окисления Fe⁰; действие

-

дегалогенирование хлорированных углеводородов;

- использование активированного угля или других сорбентов; действие

-

адсорбция загрязнений, альтернативный вариант - разложение микроорганизмами;

- очистку путем химических реакций, например, окислением/восстановлением

(например, Cr⁶⁺/Cr³⁺) и дегалогенированием, осаждением, сорбцией и биологическим

разложением.

Рисунок 2.10 - Схема реализации технологии геохимических барьеров и метода Funnel

& Gate

Примером геохимического барьера может служить противомиграционная завеса

высокой сорбционной способности и высокой проницаемости, исключающая

распространение загрязнений с грунтовыми водами и обеспечивающая их очистку за

счет перехвата загрязняющих веществ.

Основное назначение противомиграционной завесы высокой сорбционной

способности и высокой проницаемости:

- локализация основных источников загрязнения на рассматриваемой

территории путем создания вертикальных геохимических барьеров, в том числе

исключающих заболачивание территории;

- предотвращение выноса загрязняющих веществ с грунтовой водой в

соответствии с данными гидрогеологического моделирования;

- обеспечение защиты поверхностных водных объектов, в которые

осуществляется разгрузка грунтовых вод;

- обеспечение постепенного очищения грунтов территории объекта в результате

сорбции вымываемых загрязнителей;

- обеспечение защиты недр от загрязнения.

43

Эффективность работы завесы может подтверждаться регулярными данными

гидрогеологического мониторинга.

Основная суть данного метода защиты заключается в том, что с помощью

геохимического барьера осуществляется перевод загрязняющих компонентов в

малоподвижные формы с целью снижения их концентраций в природных водах после

прохождения барьера до допустимых уровней, при этом подвижность, активность и

токсичность загрязнителей также сокращаются.

Противомиграционная завеса представляет собой стену из реактивного

материала, которая располагается поперек загрязненного потока. Загрязненные

подземные воды фильтруются через завесу под действием естественного градиента

(рисунок 2.11).

Рисунок 2.11 - Схематичное изображение противомиграционной завесы

Процедура применения технологии реактивных стен включает:

- создание котлована, в случае необходимости - с применением специальных

технологий подземного строительства;

- внесение реактивного материала.

Расчетная глубина завесы определяется как технологическими особенностями

проведения строительно-монтажных работ, так и положением в разрезе зоны

интенсивного водообмена, где в балансовом отношении проходит большая часть

загрязненного объема подземных вод с территории проектируемого объекта, что

позволит сорбировать основную массу загрязняющих веществ.

В качестве реактивного материала может быть использован песчано-гелевый

материал на основе щавелево-алюмосиликатного гелеобразующего компонента,

обладающего высокой сорбционной способностью в отношении тяжелых металлов и

радионуклидов [54].

Процедура применения технологии Funnel & Gate включает:

- установку классической вертикальной противофильтрационной стены, как,

например, шпунтовая стенка, однофазовая глухая стена и т.п. так, что ведущие стенки

образуют воронку;

44

- внесение реагента, как в случае с «реактивной стенойª в области одного или

нескольких окон [24].

Пример использования щелочных геохимических барьеров для очистки стоков

кислых вод с отвалов, образующихся при добыче и переработке угля, представлен на

рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 - Геохимический барьер для очистки стоков кислых вод [55, 56]

Биологический барьер

Технология биологического барьера (метод стимулированного биоразложения)

заключается в подаче питательных веществ и питательных солей в водоносный поток

через галереи скважин/инъекционные трубки для стимуляции микробиологического

разложения с целью предотвращения распространения загрязнений после прохода

через биологический барьер.

Метод включает различные пассивные процедуры микробиологической санации,

в первую очередь для обработки загрязнений грунтовых вод после прохождения очага

загрязнения для прекращения дальнейшего распространения загрязнений с грунтовой

водой. Реализуется путем оптимизации микробиологических процессов разложения с

помощью создания одной или нескольких галерей скважин в оттекающем потоке

загрязненных грунтовых вод (рисунки 2.13, 2.14) [24].

45

Рисунок 2.13 - Стимулированное одностадийное биоразложение

Рисунок 2.14. Стимулированное двух стадийное биоразложение

Метод разрезных стенок

Метод используется для обеспечения безопасности с помощью закапсулирования

загрязнений, мест складирования отходов и полигонов для предотвращения попадания

загрязнений в грунтовые воды. Включает создание вертикальной стены низкой

проницаемости, преимущественно с установкой в естественные гидравлические

барьеры (рисунок 2.15). Чаще всего связан с гидравлическими мероприятиями для

создания гидравлических градиентов при «камерном хозяйствованииª.

Метод применяется для загрязненных участков, большая часть захороненных

веществ которых или загрязненная почва находятся в грунтовых водах; имеется

загрязнение грунтовых вод. Метод эффективен только в случае большой области

распространения загрязнений с глубиной в пределах 30-40 метров. Применяемы почти

46

все меры, ограничение при высокой доле содержания органики (гуминовые кислоты) и

солей ввиду их влияния на процесс связывания. В результате обработки грунтовых вод

в рамках изоляции создается инверсивный гидравлический перепад.

Технология применима для всех грунтов и всех загрязнений.

Для реализации технологии необходимо наличие водоносного потока на

доступной глубине для установки основания герметичной стены, по возможности

отсутствие в грунтах мешающих блоков и валунов.

Технология включает производство классической разрезной стенки с помощью

фрезы или грейфера. Также в зависимости от грунта, потенциала загрязнений и рисков

возможно применение трех типов герметичных стен:

- однофазная стена: масса герметичной стенки

(бентонитовая суспензия)

остается в разрезе и затвердевает сама;

- двухфазная герметичная стена: как стена раздела из монолитного бетона,

встройка раздела с бентонитовой суспензией и обмен массы герметичной стены

(земляной бетон) способом «контракторª;

- комбинированная стена: однофазная или двухфазная с установленной

стальной шпунтовой стенкой или синтетическим гидроизоляционным материалом.

Рисунок 2.15 - Схема реализации технологии разрезных стенок

Массы герметичной стены должны иметь минимальную проницаемость.

Обязательно требуется проведение проверок на годность различных масс герметичной

стены с оригинальными проникающими водами. Возможны ограничения при высоком

содержании в грунте гуминовых кислот [24].

47

Рисунок 2.16 - Схема поперечного профиля насыпи, усиленного армогрунтовой стеной

системы Зеленый Террамеш

Землевание - комплекс работ по снятию, транспортированию и нанесению

плодородного слоя почвы и

(или) потенциально плодородных пород на

малопродуктивные угодья с целью их улучшения

[58]. Землевание также

осуществляется путем внесения в почвенный слой других почв с иными недостающими

этой малопродуктивной почве

(породе, отвалу, субстрату) свойствами

(водно-

физические, тепловые, агрохимические и другие свойства) [60].

Технологии вспашки, рыхления направлены на увеличение контактирующей с

воздухом площади поверхности грунта, что приводит к интенсивному выветриванию,

испарению и частичному разрушению загрязнителей, улучшению воздушного и водного

режима почвы, а также активирует жизнедеятельность аэробных бактерий [67].

Распространенным методом очистки грунтовых вод и почв является

биовентиляция. В загрязненную зону через скважины закачивают воздух в количестве,

достаточном для снабжения кислородом почвенных бактерий. Жидкие загрязнения

транспортируются через почву вместе с потоком воздуха. Большая часть загрязняющих

веществ разлагается к моменту достижения ими поверхности. Тем самым значительно

снижается загрязненность отходящих газов и уменьшаются затраты на их очистку [68].

Паровая экстракция почвы происходит за счет откачки воздуха из вадозной зоны

вакуумными насосами. Откачка порового воздуха способствует удалению летучих

органических веществ, содержащихся в грунте, из сконструированных определенным

образом экстракционных скважин [69]. Откачанный загрязненный воздух улавливается и

очищается в специальном приемнике на поверхности. За рубежом паровая экстракция

почвы - одна из наиболее широко используемых технологий, которая имеет множество

модификаций. Нагрев, позволяющий значительно повысить летучесть загрязнителей,

растворенных в подпочвенных водах и самой почве, можно осуществлять с помощью

50

электромагнитного излучения, пропускания электрического тока сквозь загрязненный

участок, закачки горячего воздуха или пара и т.п. [15].

Метод электрокинеза заключается во вводе электродов в подпочву и

подсоединении источника постоянного тока, индуктировании электрического поля,

способствующего целенаправленному движению воды из пор почвы и растворенных в

ней подвижных загрязнений параллельно с линиями поля. В результате стимулируются

процессы электроосмоса, электромиграции и электрофореза.

Технология применяется при загрязнении почв близко к поверхности для

среднесрочного уменьшения уровня загрязнений почвы (рисунок 2.17).

Рисунок 2.17 - Схема реализации технологии электрокинеза

Технология применима при низком коэффициенте фильтрации грунта и только в

том случае, когда исключено наличие в грунте металлических предметов (при создании

электрического поля бочки, трубопроводы, бетонные арматуры могут пострадать от

коррозии, металлические предметы разрушаются) [24].

Примером технологического решения ликвидации объекта накопленного вреда

окружающей среде с использованием взрывчатых веществ является способ

локализации и ликвидации нефтяных линз [70], который применяется, в первую очередь,

для блокировки и вытеснения линзы из почвы в целях освобождения ее от нефти и

последующего восстановления и оздоровления почвы, а также для дальнейшего

извлечения остаточной нефти с целью использования ее в качестве вторичного топлива.

Технология реализуется в два периода: локализация линзы, ликвидация линзы (рисунки

2.18-2.21).

51

Рисунок 2.18 - Схема локализации линзы

Рисунок 2.19 - Вытеснение линзы с

с помощью взрывчатых веществ:

помощью взрыва:

1 - шурфы; 2 - уплотнительные пробки;

1 - линза; 2 - уплотнительные пробки;

3 - поверхность почвы; 4 - полости с

3 - заряды большей мощности; 4 - зона

оплавленными стенками; 5 - заряды;

уплотнения; 5 - оплавленные и

6 - уплотненный грунт

непроницаемые внутренние стенки

полости; 6 - уплотненный грунт

Рисунок 2.20 - Схема вытеснения линзы

Рисунок 2.21 - Способ ликвидации

с предварительным замачиванием

нефтяной линзы, основанный на

грунта:

локализации с помощью взрывчатых

1 - дамба; 2 - шурфы; 3 - вода;

веществ и последующем замачивании

4 - обводненный грунт; 5 - линза;

грунта:

6 - заряды

1 - дамба; 2 - линза; 3- шурфы; 4 - вода;

5 - уплотненный грунт; 7 - заряды;

8 - оплавленные полости

Для локализации и ликвидации линзы проводят следующие мероприятия:

- обнаружение контрольных границ линзы с помощью газопочвенной съемки (с

применением газоанализаторов) или другими способами;

- бурение скважин (шурфов) по контурам линзы, в которые опускаются заряды

взрывчатых веществ заряда и мощности, необходимых для локализации линзы;

- опускание в пробуренные шурфы зарядов в водозащитной оболочке, а также

обводнение или замачивание грунта над областью линзы и наполнение водой скважин;

- локализация линзы с помощью взрыва с дальнейшим обводнением

(замачиванием) грунта. С поверхности нефть откачивается специальными насосами и

отделяется от воды.

52

смола, лигнин, портландцемент, безводный гипс, зола-уноса, образующаяся при

производстве и распределении энергии, и др. [78-81].

Для рекультивации карт-шламонакопителей предприятий по производству

целлюлозы известна технология получения золошламлигнинного субстрата. Технология

предусматривает нанесение на поверхность карты слоя золы от сжигания углей,

нейтрализованной до pH 7,0-8,0, в объемном соотношении шлама и золы 1:1-2:1 [82].

Примером широко используемых в мировой практике технических решений по

отверждению являются технологии экобетонирования и литификации/иммобилизации

промышленных отходов. Данные технологии обеспечивают обезвреживание отходов и

перевод их в твердое состояние в результате омоноличивания вследствие процессов

литификации, предельно снижая миграционную активность токсикантов [83-87],

Технологии, способы, основанные на окислительно-восстановительных

методах

Окислительно-восстановительные методы являются разновидностью реагентного

способа очистки. В их основе лежит способ использования различных соединений для

осуществления химических реакций. В качестве окислителей могут быть использованы

самые разные вещества, чаще всего - озон, пероксиды, кислоты (азотная, серная,

соляная), перманганат калия. В качестве восстановителей применяют реактивы на

основе щелочных и щелочноземельных металлов [15].

Известен метод химического оксидирования, заключающийся в химическом

преобразовании токсичных загрязняющих веществ, содержащихся в грунте, в

нетоксичные посредством взаимодействия с окисляющим реагентом. В качестве

окисляющего реагента используются озон, перекись водорода, хлорная известь и т.п.

[69].

Для ликвидации линз нефтепродуктов используется метод окисления (KMnO4,

H2O2) и восстановления (активированное Fe). Метод заключается во введении сильных

окислителей в определенных точках в области санации (KMnO4, H2O2, О3, Na2S2O8), в

результате чего происходит химическое окисление загрязнений, например, винил

хлорид + KMnO4 → CO2+KCl+MnO2+H2O или: нефтепродукты + H2O2 → CO2+H2O

(рисунок 2.22).

Рисунок 2.22- Схема реализации технологии окисления (KMnO4, H2O2) и

восстановления (активированное Fe)

54

Технологии, способы, основанные на методе фиторемедиации

Метод основан на высаживании растений для экстракции, разложения или

стабилизации вредных веществ в почве и воде. В зависимости от типа загрязнения и его

расположения действуют различные механизмы: фитоэкстракция, фитостабилизация,

фитодеградация, гидроконтроль и покровная система вегетации и др. (рисунок 2.23).

Рисунок 2.23 - Схема реализации технологии фиторемедиации

Метод предназначен для обработки обширных площадей преимущественно в

ненасыщенных зонах и почв, особенно тогда, когда другие мероприятия санации не

подходят, предназначен для стабилизации загрязнений в среде и предотвращения

миграции загрязнений.

Технология применима для загрязнений, доступных для растений и не

представляющих для растений токсичной угрозы. Для реализации необходимо

достаточно времени. Также должен отсутствовать риск образования недопустимых

метаболитов в области корней из-за бактерий, грибов или растительных энзимов.

Механизмы технологии фиторемедиации:

- фитоэкстракция: прием растениями тяжелых металлов, например, индийской

горчицей, подсолнечником;

- фитостабилизация: стабилизация в почве тяжелых металлов, например,

гибридным просвирником, травами;

- фитодеградация и корневая деградация: разложение органических загрязнений

в почве, как и в грунтовых и поверхностных водах, например, с помощью шелковицы

красной, харовых, черной ивы;

- гидроконтроль: изменение потоков грунтовых и поверхностных вод, например,

с помощью тополя и ивы;

- покровная система вегетации: повышение эвапотранспирации с помощью

насаждения растительного покрова, например, тополей и травы [24, 69].

57

При ликвидации линз нефти (нефтепродуктов) известен способ откачки через

скважины посредством сооружения нефтезабора, водных откачных и нагнетательных

скважин с реализацией гидрогеоэкологического мониторинга [117].

Для извлечения фазы продукта, например, минерального топлива

(нефтепродуктов), смазочных масел и фазы растворителя, децентрализованного

вторичного извлечения свободной, нерастворимой фазы продукта в очаге загрязнения

из скважин грунтовых вод (или из дренажных канав), известна технология обратного

извлечения жидкой фазы продукта с использованием плавающих насосов (скиммеров).

Данная технология применяется для ликвидации или постоянного уменьшения

мощности и распространения фазы продукта при наличии на территории сплошной зоны

загрязнения.

Для извлечения легких гидрофобных веществ (нефтепродуктов, ароматических

углеводородов) выполняются следующие мероприятия:

- установка скиммера у оголовка скважины/колодца;

- откачка всплывающей фазы (легкая фаза), «очисткаª и сбор фазы из скважин

или откачка;

- регулярный вывоз и переработка фазы продукта;

- в случае необходимости осуществляется поддержка понижением уровня

грунтовых вод, связанная с «ex situª очисткой грунтовых вод.

Для извлечения тяжелой фракции органических веществ

(ПAУ, летучие

хлорированные углеводороды, ПХБ, нелетучие хлорированные углеводороды) с

помощью насосов выполняются следующие мероприятия:

- установка системы забора тяжелых фаз в скважине;

- откачивание тяжелой фазы на подошве водоносного пласта;

- регулярный вывоз и переработка фазы продукта;

- в случае необходимости осуществляется поддержка понижением уровня

грунтовых вод, связанная с «ex situª очисткой грунтовых вод.

Схема реализации технологии обратной откачки представлена на рисунке 2.24.

Рисунок 2.24 - Схема реализации технологии обратной откачки [24]

59

Рисунок 2.25 - Устройство для обезвоживания осадков сточных вод на иловых полях:

1 - корпус; 2 - фильтрующий элемент; 3 - накопительная емкость; 4 - осадок сточных

вод; 5 - вибровозбудитель; 6 - направление колебаний; 7 - донный дренаж иловой

площадки; 8 - направление течения отфильтрованной жидкости;

9 - отфильтрованная жидкость; 10 - отвод влаги через дренаж

Применение такого устройства позволяет обезвоживать осадки сточных вод в

непосредственной близости от фильтрующей поверхности, без нарушения структуры

остальной части осадка [120].

Широко распространен способ обезвоживания отходов в геосинтетических тубах

(геотубирование). После реализации такого способа перемещение отходов

осуществляется в «фильтрационных рукавахª, что упрощает процесс транспортировки

[85].

Другим способом подготовки иловых осадков сточных вод является

использование сорбентов

(например, природного диатомита) с целью получения

илового осадка необходимой влажности, пригодного для дальнейшей переработки [121].

Технология предусматривает внесение в иловые карты влажностью 75-90 %

специально подготовленного влагопоглотителя на основе диатомита. Диатомит -

природный адсорбент, его впитывающая способность в

100 раз выше, чем у

активированного угля. Он стоек к агрессивным средам, не растворим кислотами и

щелочами, на 86-90 % состоит из кремнезема. Благодаря своей структуре и свойствам

он хорошо впитывает жидкости и практически не имеет обратной десорбции, при

насыщении не меняет своей формы и объема. Внесение диатомита в переувлажненные

иловые карты позволит снизить влажность илового осадка до требуемого для пиролиза

(60 %), исключив при этом процесс предварительной сушки илового осадка.

Реагентные методы

Изменение физических и химических свойств отходов может быть достигнуто при

помощи использования различных химических веществ (реагентов, катализаторов).

Известно технологическое решение, при котором территория объекта

накопленного вреда окружающей среде (свалки ТКО) разбивается на участки, в границах

которых осуществляется подбор концентраций растворов реагентов в зависимости от

токсичности свалочных масс, прошедших предварительное сепарирование

61

Часть методов компостирования включает смешивание и двухкомпонентное

компостирование древесных отходов с фекальными отходами животноводства (навоз,

птичий помет) или антропогенными (бытовые сточные воды или их осадки) [97, 134].

Схема процесса компостирования с применением мембран представлена на

рисунке 2.26.

Рисунок 2.26 - Принципиальная схема мембранного компостирования отходов

При небольшом объеме органических отходов применимы способы

компостирования отходов с использованием высших форм организмов, к примеру,

вермикультуры (разведение дождевых червей) или мускакультуры (разведение личинок

мух). В этом случае процесс компостирования можно сократить до 5-6 суток и получить

дополнительный продукт в виде биомассы живых организмов [91, 92, 135].

Технологические решения и наилучшие доступные технологии компостирования

и сбраживания твердых коммунальных отходов подробно описаны в информационно-

техническом справочнике НДТ ИТС 15-2021 «Утилизация и обезвреживание отходов

(кроме термических способов)ª.

Ферментация

Аэробная твердофазная ферментация заключается в смешении отходов,

загрязненных грунтов и других органических компонентов (торф, солома, древесные

опилки, лигнин) в определенных соотношениях в установках барабанного типа и

длительном (1-2 года) хранении полученной массы в буртах, в результате которого

происходит ее естественное созревание [91].

Анаэробная (метановая) ферментация осуществляется в метантенках.

Метод фитобиоремедиационной очистки загрязненных вод

Метод фитобиоремедиационной очистки заключается в использовании в качестве

основного очищающего компонента специфической бактериальной микрофлоры,

адаптированной водорослевой флоры и водных плавающих растений

(ряска,

сальвиния), способных развиваться в воде прудов-накопителей и обеспечивающих

очистку, аккумуляцию и сорбцию токсикантов среднего слоя накопителя. Метод

64

Метод подводной лазерной резки металлических конструкций

Метод применяется для демонтажа сооружений и конструкций под водой.

Среди известных изобретений в области подводной резки, разборки сооружений

и конструкций можно выделить способ подводной лазерной резки металлических

конструкций [138], включающий нагрев участка разрезаемой поверхности металла,

находящейся в водной среде, до температуры равной или более температуры

плавления металла посредством лазерного излучения, которое передают по волоконно-

оптическому каналу через оптическую систему, фокусирующую лазерное излучение в

пятно с заданными пространственно-энергетическими характеристиками на

разрезаемую поверхность, и формирование газового пузыря путем подачи основного

газового потока на место реза (рисунок 2.27).

Рисунок 2.27 - Схемы реализации заявляемого способа подводной лазерной

резки:

а - дополнительный газовый поток формируют перед пятном сфокусированного

лазерного излучения;

б - дополнительный газовый поток формируют за пятном сфокусированного

лазерного излучения

1 - пятно лазерного излучения; 2 - поперечное сечение потока основного

рабочего газа; 4 - основное сопло; 5 - дополнительное сопло; 6 - поверхность

разрезаемого металла; 7 - пятно лазерного излучения; 8 - сквозной прожиг;

9 - фокусирующий объектив; 10 - лазерный резак

66

Рисунок 2.28 - Боновое заграждение переменной плавучести:

1 - секция бонового заграждения; 2 - заглушка; 3, 4 - патрубки;

5 - компрессор; 6 - насос для подачи воды; 7 - патрубки для крепления

эластичных рукавов; 8 - трубопровод; 9 - подогревающее устройство (например,

парогенератор); 10 - полые гребни; 11 - электрический кабель; 12 - насос

нефтеоткачивающего устройства; 13 - подогревающие трубопроводы;

14 - площадка; 15 - надувная подушка; 16 - слой поролона; 17 - сорбирующие

маты; 18 - балласты; 19 - понтоны; 20 - стальная полоса для гашения турбулентности;

21 -щиты для варианта заграждения с возможностью пожаротушения; 22 - форсунки

для выхода пены; 23 - напорный рукав для подачи пены; 24 - пеногенератор; 25 -

тросы; 26 - якоря «мертвякиª

2.3.3.2 Технологии, технологические решения, методы, способы ликвидации

объекта накопленного вреда «ex situª

К технологическим решениям, используемым на месте («ex situª), относятся:

- подъем;

- выемка загрязненных донных отложений с применением технологий

(технических решений) дноуглубительных работ;

- демонтаж, резка;

- очистка конструкций и подготовка к транспортированию.

Технологии, применяемые для подъема затонувших объектов

Среди технологических решений, используемых для поднятия затонувших

объектов, можно выделить подъем без использования специальных устройств и подъем

с применением специальных устройств.

68

Методы подъема затонувших объектов без использования специальных

устройств

Метод применяется для подъема затонувших объектов у берега, на небольшой

глубине.

Подъем затонувших судов осуществляется механизированным способом при

помощи экскаваторов и бульдозеров. При подъеме устанавливаются боновые

заграждения для предотвращения загрязнения акватории ГСМ [141].

Технологии подъема затонувших объектов с использованием базового

надводного судна

Для подъема затонувших объектов с использованием базового судна существует

ряд запатентованных изобретений. Для подъема судов с морского дна при аварии с

любой глубины предлагается способ, включающий в себя подъем маркером двух концов

его троса, пропущенного через скобу на судне, и конца троса кольца, надетого на одну

из ветвей троса маркера, вытягивание тросом кольца для распутывания троса маркера,

протягивание троса маркера за один конец с наращиванием его второго конца силовым

тросом и после соединения обоих концов силового троса с грузоподъемным механизмом

подъем судна (рисунок 2.29). Такое выполнение способа обеспечивает удешевление

оборудования для его реализации и возможность использования на действующих судах

[142].

Положение судна и

Все тросы

Протягивание

Закрепление

всплывшие

натянуты и один

троса маркера с

обоих концов

маркеры

из маркеров

наращиванием его

силового троса на

отсоединен

силовым тросом грузоподъемном

механизме

Рисунок 2.29 - Способ подъема затонувшего судна с использованием маркера:

1 - судно; 2 - скобка; 3 - маркеры; 4 - единый трос; 5 - кольцо; 6 - трос

Для подъема затонувших плавсредств на поверхность моря с разной глубины их

залегания используются системы, включающие базовое надводное судно, понтонные

устройства и обслуживаемые ими средства контакта с затонувшим судном (рисунки

2.30-2.32) [143-146].

69

Рисунок 2.30 -Система подъема затонувшего судна:

1 - базовое надводное судно; 2 - грузовая лебедка; 3 - компрессор; 4 - этажерка для

укладки контейнеров; 5 - контейнеры; 6 - рабочая площадка; 7 - носовой глубоководный

якорь; 8 - кормовой глубоководный якорь; 9 - глубоководный якорь; 10 - трос; 11 - клюз;

12 - затонувшее судно; 13 - цилиндрическая станина;

14 - фланец; 15 - предохранительный клапан; 16 - отверстия; 17 - обратный клапан; 18 -

воздушный шланг; 19 - воздушная емкость (шар); 20 - футляр;

21 - фланец; 23 - цепь; 24 - гак; 25 - фиксированная планка; 26, 27 - шланги

Рисунок 2.31 - Устройство для подъема затонувшего объекта:

1 - базовое судно; 2 - подъемный механизм; 3 - гибкий элемент крепления обоймы

понтонов; 4 - обойма понтонов; 5 - понтон; 6 - грузозахватные приспособления;

7 - затонувший объект; 8 - герметизированная оболочка понтона; 9 - корпус понтона; 10 -

полости в корпусе понтона; 11 - жесткие перемычки; 12 - патрубок с запорным

приспособлением; 13 - центральная часть понтона; 14 - патрубок;

15 - запорное приспособление; 16 - приспособление для заполнения центральной части

понтона водой; 17 - водоем

70

содержание      ..      1      2      3      ..