Отчет по практике

Содержание



Введение

На сегодняшний день, большое количество мусора является одной из наиболее важных проблем, как в Казахстане, так и во всем мире.

Так, в Казахстане на текущий момент объем накопленных твердых бытовых отходов (ТБО) составляет более 100 млн тонн. При этом, ежегодно в стране образуется 5-6 млн отходов. До 2025 года их объем будет постепенно увеличиваться и подойдет к отметке в 8 млн тонн ежегодно. Вредные соединения, образующиеся в результате совместного хранения ТБО, наносят огромный урон экологической среде, а также увеличивают расходы на ее улучшение.

В наше время ведется множество дискуссий о важности сортировки мусора, это действительно крайне важно, но к сожалению не достаточно. Важна не только сортировка отходов, но и возможность их в последствии утилизировать без вреда для окружающей среды.

При длительном «хранении» твердых бытовых отходов образуются сточные воды или фильтраты, которые в свою очередь способны наносить значительный ущерб окружающей среде, так как в следствие биохимических процессов происходит образование высокотоксичных веществ, как органических, так и неорганических.

Потому крайне важно внедрять в сферу сбора и переработки твердых бытовых отходов различные методы очистки сточных вод, способные предотвратить негативные последствия для окружающей среды.

1. Места захоронения твердых бытовых отходов
Самым распространенным способом обращения с твердыми бытовыми отходами (далее – ТБО) являются полигоны и несанкционированные свалки. Однако создание полигонов ТБО в свою очередь порождает ряд проблем, одной из которых является образование сточных вод или фильтратов, так как большинство существующий полигонов в Казахстане не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к условиям складирования отходов, и чаще всего представляют собой свалки, на которых отсутствует инженерная инфраструктура

---

, обеспечивающая защиту объектов биосферы от загрязнений: многие из них не оборудованы противофильтрационными экранами, нет систем отвода образующегося фильтрата и биогаза.

На протяжении всего жизненного цикла полигона захоронения ТБО является источником экологической опасности. Сточные воды полигонов ТБО при отсутствии их организованного отвода и очистки оказывают негативное влияние на окружающую среду, загрязняя ее токсичными органическими и неорганическими веществами, солями тяжелых металлов.

Тяжелые металлы, взаимодействуя с органическими соединениями, продуктами разложения пищевых отходов, приобретают способность к миграции в виде токсичных соединений и проникают в почву и водоносные слои.

Высокое содержание токсичных компонентов в стоках, в том числе ионов тяжелых металлов, не позволяет очищать стоки на городских очистных сооружениях.

Во многих случаях полигоны расположены в отдаленных местностях, где вообще отсутствует система городской канализации. Проблемой же для внедрения методов очистки в Казахстане является большая площадь полигонов ТБО.

В соответствии с Концепцией к 2030 году доля переработки отходов должна быть доведена до 40%, к 2050 году – до 50%.

Ежегодно в Казахстане образуется 4,5-5 млн. тонн твердых бытовых отходов. ТБО сортируются и перерабатываются на заводах в городах Астана, Шымкент и Жанаозен, а также предприятиях, в основном малого и среднего бизнеса.

Доля переработанных и утилизированных ТБО за 3 квартал 2022г. составил 15,8%.

По данным egov.kz, самое большое скопление отходов наблюдается в Акмолинской области - 1 527, из которых ликвидировано 742 свалок - 49%, Алматинской области - 688, из которых ликвидировано 307 свалок - 45%, Туркестанской области - 404, из которых ликвидировано 122 свалок - 30%, ЗКО - 419, из которых ликвидировано 204 свалок - 49%, Павлодарской области - 488, из которых ликвидировано 54 свалок - 11%.

Общее количество полигонов превышает 4 тысяч, причем узаконенных только 307. По итогам 3 квартала 2022 года по республике количество объектов размещения ТБО составило 3 292, из них соответствуют экологическим и санитарным нормам – 601 (18,2%).

Наименьшая доля полигонов, соответствующих экологическим нормам, в Западно-Казахстанской (0,96% от общего количества полигонов - 208), Павлодарской (1,49% от 336 полигонов) и Кызылординской (2,76% от 145 полигонов) областях. Все имеющиеся полигоны в Нур-Султан (1 полигон), Шымкенте (1 полигон) и Жамбылской области (162 полигона) соответствуют экологическим нормам.

---

Рис.1 – Карта свалок Казахстана
2. Загрязняющие вещества в фильтрационных водах и их опасность для окружающей среды

2.1 Процесс формирования фильтрационных вод (ФВ)

За счет атмосферных осадков, просачивающихся через толщу свалочных отложений, а также влаги, которая поступает из отходов, в теле свалки образуется фильтрат, существенно загрязненный разнообразными соединениями как органической, так и неорганической породы.

Превалирующую роль при разложении отходов играют биохимические процессы, протекающие в аэробных и анаэробных условиях.

Все отходы в зависимости от процессов, лежащих в основе их разложения, целесообразно разделить на следующие виды:

• 
  биодеградируемые, к которым относятся пищевые, садово-парковые отходы, бумага, древесина, некоторые виды текстиля, составляющие в среднем 60-80 % от массы ТБО;
  
• 
  отходы, подвергающиеся химической деструкции - черные и цветные металлы, пластмассы;
  
• 
  балластные - камни, стекло, строительные материалы.
  

Таким образом, основную часть биодеградируемой фракции представляют древесные и бумажные отходы, химический состав которых представлен целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином, дубильными веществами и др.

В основе метаболизма органических веществ лежат окислительно- восстановительные процессы, в которых окислителем может быть либо кислород (аэробные условия), либо элементы с переменной валентностью в различных степенях окисления, оксиды азота, серы и др., а также органическое вещество (анаэробные условия). При взаимодействии сильных окислителей с органическими веществами может происходить полное или неполное окисление этих соединений.

Основная схема разложения органических веществ на свалках представлена на рис. 2






Рис. 2 – Схема процесса разложения органических фракций отходов

Состав ФВ бывает разным в зависимости от этапа жизненного цикла полигона. Каждому этапу соответствует определенная стадия биохимической деструкции отходов, которая определяет закономерности формирования количественных и качественных характеристик фильтрата.

---

На ранних стадиях эксплуатации полигона (до 1 года) отходы подвергаются аэробной биодеструкции.

На этой стадии под действием аэробных микроорганизмов разлагаются, главным образом, легкобиодеградируемые фракции ТБО (пищевые отходы) с образованием жирных кислот, углекислого газа и воды.

По мере уплотнения и увеличения количества отходов в теле полигона начинаются анаэробные процессы, длящиеся десятки лет, и обусловливающие основные эмиссии загрязняющих веществ.

Можно выделить следующие основные фазы анаэробной биодеструкции отходов: гидролиз, ацетогенез, активный метаногенез, стабильную фазу метаногенеза, полную ассимиляцию, которые совпадают с основными этапами жизненного цикла полигона: активной эксплуатацией (5-25 лет), рекультивацией, постэксплуатацией и ассимиляцией (после 20-40 лет с начала депонирования отходов).
Подробный анализ процессов деструкции различных фракций ТБО, позволяет установить химический состав фильтрационных вод на каждом этапе жизненного цикла полигона.

Содержание отдельных классов органических соединений в ФВ на протяжении жизненного цикла полигона ТБО уменьшается в следующей последовательности: летучие кислоты жирного ряда→ низкомолекулярные альдегиды → аминокислоты → углеводы, пептиды → гуминовые кислоты → фенолы и полифенолы → фульвокислоты.

Количественный состав фильтрационных вод определяется его объемом, который зависит от климатических факторов, влажности отходов, инженерной инфраструктуры полигона, предварительной обработки отходов.

Расчет объема фильтрационных вод возможен на основе водного баланса полигона ТБО:

ФВ = АО+К±БХ-И-БГ-ПС-О,

ФВ - накопление фильтрационных вод;

АО - атмосферные осадки;

К - циркуляция воды;

БХ - разница между биохимически образуемой и потребляемой

водой;

И - испарение с поверхности;

БГ - вынос воды биогазом;

ПС - поверхностный сток;

О - вода, адсорбируемая отходами.

Существенным отличием ФВ от других типов сточных вод является неравномерность их накопления в течение года за счет сезонных колебаний уровня атмосферных осадков.

На практике ФВ принято подразделять на 2 вида: «молодой фильтрат», образующийся на первых этапах разложения отходов в аэробной и анаэробной ацетогенной фазе (от 2 до 7-10 лет складирования), «старый фильтрат», формирующийся на стадиях метаногенеза .

---

Существует два параметра оценки загрязнения природных и сточных вод органическими соединениями: химическое потребление кислорода (ХПК), биологическое потребление кислорода (БПК).

ХПК - это количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием различных окислителей, в свою очередь с помощью БПК характеризуется содержание в воде органических примесей.

Таким образом фильтрационные воды, образующиеся в ацетогенной фазе (рН =3,5- 6,0), характеризуются высокими значениями ХПК (500-60000 мг О₂/дм³) и БПК (200-40000 мг О₂/дм³).

Состав органических примесей в основном представлен летучими органическими кислотами жирного ряда. На этой стадии начинает также протекать процесс преобразования органических остатков в верхних слоях почвы в специфические гумусовые вещества.

В фильтрационных водах, образующихся на стадии активного метаногенеза (рН = 6,5-8,8), значительно снижаются величины ХПК (3000-4000 мг О₂/дм³) и БПК (100-400мг О₂/дм³).

В дальнейшем концентрация органических веществ в фильтрационных водах также снижается, однако увеличивается доля трудноокисляемых соединений, образующихся при распаде отходов.

Особенностями фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов являются:

• 
  сложный химический состав, представленный как органическими, так и неорганическими примесями, и изменяющийся на каждом этапе жизненного цикла полигона;
  
• 
  зависимость объема и состава ФВ от сезонных колебаний количества атмосферных осадков;
  
• 
  высокое содержание токсичных компонентов;
  
• 
  зависимость объема и состава ФВ от площади и мощности полигона, инженерной инфраструктуры полигона, морфологического состава ТБО;
  
• 
  наличие бактериального загрязнения.
  

Такие особенности позволяют сделать вывод, что для очистки фильтрационных вод необходим не один, а несколько этапов очистки, которые бы обеспечивали очистку фильтрата от всех видов загрязнений.
2.2 Загрязняющие вещества фильтрационных вод
В составе сточных вод выделяют две основных группы загрязнителей: консервативные, то есть такие, которые с трудом вступают в химические реакции и практически не поддаются биологическому разложению (примеры таких загрязнителей соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды) и неконсервативные, то есть такие, которые могут в том числе подвергаться процессам самоочищения водоёмов.

---

Смотрите также файлы

• ЮгоЗападная Азия.docx

• Сценарий урока построен на трех базовых компонентах, которые необходимо учитывать при выборе хочу ваши интересы.doc

• 1.docx

• Курсовая работа отт 40. 02. 03. Разработала студентка Сенцак Е. Н. (Ф. И. О., подпись) 2023 г.docx

• Оперативная Память.doc