Главная страница
08.12.2017 16:04
БИОРЕМЕДИАЦИЯ. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ПОЛИГОНА ТБО ОТ ОГРАНКИ С ДАЛЬНЕЙШЕЙ РЕКУЛЬТИВАЦИЕЙ ТЕЛА ПОЛИГОНА
Биоремедиация включает в себя комплекс разработок и технологий, задачей которых является использование биохимического потенциала аборигенных, адаптированных или модифицированных биологических систем, прежде всего микроорганизмов, для деградации органической составляющей тела полигона ТБО и детоксикации поллютантов. Процессы биоремедиации осуществляется природными микроорганизмами. Задача нашей технологоии заключается в стимуляции биодеградативной активности этих микроорганизмов. Если в отходах, почве или воде, загрязненной ксенобиотиками, отсутствуют микроорганизмы, способные к деградации данных соединений, мы делаем инъекцию (интродукцию) туда археев, микроорганизмов-биодеструкторов, катализаторов и определенную питательную среду (водный композит). В случаях, когда при биоремедиации используются биопрепараты, речь идет о применении двух технологий. Целью первой биотехнологии является получение препаратов и композитов, микроорганизмов, которые будут использоваться при осуществлении второго биотехнологического процесса – собственно биоремедиации . Биоремедиация рассматривается как предпочтительная альтернатива физическим и химическим методам очистки и удаления из отходов, почв, грунтовых вод и других экосистем различных токсичных поллютантов. Особое значение мы придаем метанокисляющим бактериям (метанотрофам), благодаря целому ряду их преимуществ перед другими микроорганизмами. Реализация этих преимуществ метанотрофов служит широкая субстратная специфичность метанмонооксигеназы (ММО), ключевого фермента в цепи окисления метана - его растворимой формы (sMMO). Посредством sMMO метанотрофы способны деградировать различные производные алканов, ароматические соединения и другие опасные поллютанты для окружающей среды. Существенным тормозом для эффективного использования метанотрофных бактерий для целей биоремедиации «in situ» есть отсутствие в распоряжении биотехнологов таких штаммов, которые наряду с экспрессией sMMO, были бы способны активно расти и продуцировать этот фермент при 20о С и ниже, т.е. психротрофов и психрофилов, в отличие от мезофилов, которые составляют основу коллекций метанотрофов. Именно такие температуры преобладают в течение года в теле полигона ТБО. Решаемая задача предлагаемой технологии состоит в акселерации психротрофных штаммов метанокисляющих бактерий, продуцирующих sMMO. Эта схема включала в себя: 1) Определение морфологического состава отходов. Отбор проб и выбор экотопов с необходимыми физико-химическими характеристиками (температура, относительное содержание метана и кислорода и др.), 2) специфическую обработку тела полигона, 3) создание элективных условий для превалирования психротрофных метанокисляющих штаммов, экспрессирующих sMMO (с использованием литических агентов, углеводородов,аэробной среды и варьирования состава композита ростовой среды). В результате отбора получается несколько накопительных культур метанотрофных бактерий, способных активно расти и продуцировать sMMO. В основной массе композитов штаммы рода Methylosinus и Methylocystis.Культуральная, морфологическая, ультраструктурная, физиологическая и метаболическая характеристики выделенных аборигенных микроорганизмов катализируется энзимами и археями. Полученные композитные смеси вносятся в тело полигона инъекционным способом по сетке скважин. Через определенный промежуток времени (определяемый составом фильтрата), тело полигона становится готовым к экскавации и рекуперации (сортировки) отходов, или к уменьшению объема тела полигона методом трамбовки тяжелым компактатором с дальнейшей рекультивацией. На полигоне ТБО создается комплекс, состоящий из скважин, трубопроводов, емкостей, реактора очистки фильтрата, системы фильтрации и насосов. В одном из резервуаров собирается фильтрат, который, пройдя систему очистки, подается на фильтрацию, после чего продукт попадает в емкость сбора технической воды. Параллельно с этим на основе ферментов, белковых соединений и микроорганизмов готовятся биопрепараты, которые смешиваются с технической водой и подаются насосами в инъекционные скважины (при глубинной биоремедиации) или распрыскиваются по полигону. Возможно проведение работ при пониженных температурах, но при глубинах залегания отходов на уровне не менее 15 метров. Способ биоремедиации позволяет: 1.устранить выделение метана (парникового газа) в свалочном газе; 2. ускорить деструкцию органической составляющей ТБО; 3. устранить запахи гниения отходов; 4.очистить дренажные воды (фильтрат); 5.дополнительно уплотнить тело полигона (методом трамбовки); 6. устранить рознос ветром легких фракций и пыли; 7. переключать анаэробную среду микроорганизмов на аэробную; 8.продлить сроки эксплуатации полигона ТБО; 9.катализировать работу аборигенной микрофлоры на разложение загрязнений окружающей среды и подземных вод; 10.сэкономить земли или освободить (при полном устранении ТБО экскавацией и сортировкой) их для различных целевых назначений. Преимущества технологии: 1. не деструктивный характер в отношении окружающей среды; 2. возможность целенаправленного и дозированного применения технологии в нужном месте в нужное время; 3. достаточно высокая скорость и эффективность усвоения и переработки микроорганизмами органических отходов и загрязнений; 4. резкое уменьшение эмиссии вредных газов и опасных стоков фильтратов; Первые результаты видны уже через 3-4 недели: исчезает неприятный специфический запах, полигоны покидают насекомые, грызуны, птицы. Полное обезвреживание происходит в течении 4-5 месяцев после обработки. После чего можно вскрывать полигон и приступать к сортировке. Экономическая привлекательность данного решения для организаций, эксплуатирующих полигоныТБО: 1. возможность получения дополнительного дохода от продукции цеха сортировки ТБО за счет вторсырья, хранящегося в полигонах, которое до биоремедиации нельзя было получить (все полигоны ТБО считаются биоопасными объектами, не подлежащими вскрытию); 2. привидение в соответствие с нормами санитарно-эпидиологической ситуации на полигоне и в цехе сортировки ТБО, что уменьшит затраты организации на утилизацию фильтрата; 3. продление в 1,5 раза срока эксплуатации существующего полигона ТБО и соответствующий доход от компенсации из местных органов власти и частных клиентов за утилизацию ТБО; 4. возможность существенного повышения стоимости земельного участка под полигоном и окружающей его загрязненной территории после биоремедиации для ее дальнейшего спользованя в других целях (напр., строительство); 5.также доходом может служить компенсация за снижение выбросов парниковых газов (в пересчете на СО₂). Предложение по структуре предприятия. Заказчик ЖКХ после разработки рабочего проекта и бизнес-плана по рекультивации полигона ТБО привлекает инвестора или обращается в Комитет по экологическим инвестициям за финансированием. Генподрядчик заключает договор с ЖКХ на очистку и рекультивацию полигона ТБО. А так же заключает договора с субподрядчиками на выполнение отдельных видов работ (биоремедиация, земляные работы и т.д.). После обезвреживания полигона ТБО можно приступать к сортировке и извлечению вторичных сырьевых ресурсов (металл, стекло, пластик). Одновременно с началом разработки проекта целесообразно приступить к работам по подготовке проекта устранения источника выбросов парниковых газов (Киотский протокол).