Необходимое количество изолирующего материала рассчитываем с учетом увеличения коэффициента грунта изоляции (k), который равняется 1,25 по схеме усеченной призмы .

Необходимость в изолирующем материале определяется (по формуле 2.8):

где: k - коэффициент увеличения грунта изоляции;

Таким образом реальный объем ТБО определяется из соотношения (формула 2.9):

Общая площадь участка складирования составляет 34 га и разбивается на две очереди эксплуатации и площадью каждой очереди 17 га

Необходимо 2 дороги шириной по 3м. В каждой очереди укладывается по 7 рабочих слоев ТБО и грунта (2 м ТБО и 0,25 м грунта). Общая высота уложения отходов составляет 15*2+14*0,25=33,5(м).

Для рекультивации полигона выполняется наращивание высоты кургана захоронения на дополнительные 1,5 м. Таким образом, общая высота кургана с учетом изолирующего слоя купола полигона, укладки почвенно-растительного слоя и посадки деревьев, составляет: 33,5 + 1,5 = 35 м.

Выбор рабочих карт складирования отходов

Проектирование участка депонирования отходов является наиболее ответственной задачей, которую приходится решать проектировщику при разработке рабочей документации полигона. Это связано с тем, что от принятого технического решения зависит общая устойчивость полигона в целом как искусственного сооружения, соответствующего определенному классу ответственности, а также сопряжено с гарантированным обеспечением экологической безопасности для населения и окружающей среды района будущего строительства.

Захоронение отходов осуществляется раздельно в специальные карты (чаши), расположенные на участке депонирования. Чаши депонирования являются наиболее ответственным сооружением полигона и представляют собой котлован с изолирующим экраном для надежной защиты окружающей среды от складируемых отходов. Размеры чаш и их количество не нормируются и зависят от количества поступающих отходов и расчетного срока эксплуатации полигона. Рекомендуется устраивать карты вытянутой формой с целью сокращения открытой поверхности отходов при захоронении. Захоронение в одной карте разноименных отходов допускается, если при совместном захоронении они не образуют более токсичных, взрывопожароопасных веществ и если при этом не происходит газообразование . Размеры карт для захоронения отходов не регламентируются.

Днище котлованов должно быть горизонтальным и иметь незначительный уклон для отвода фильтрата, образующегося в чашах от складируемых отходов и атмосферных осадков, за пределы полигона на очистные сооружения.

В чашах захоронения отходы складируются послойно с общей высотой рабочего слоя 2 м и систематически разравниваются слоями толщиной 0,25-0,5 м и уплотняются 2-4-кратными проходами катка-уплотнителя до общей высоты рабочего слоя 2 м.

Каждый рабочий слой отходов покрывается промежуточным изолирующим слоем высотой 0,25 м. Для изолирующих слоев можно использовать глинистые грунты с влажностью до 30-50%, строительный мусор, шлак, промышленные отходы (отходы производства извести, мела, соды, гипса, графита, асбестоцемента, шифера и т.д.).

Грунт, получаемый в результате разработки чаш, в дальнейшем применяют для изоляции слоев отходов. Поэтому на площадках складирования отходов необходимо предусмотреть участки для резерва грунта.

Дневная норма приема ТБО согласно с условием составляет = 500 м 3 /сут. ТБО доставляются контейнеровозами с объемом 12 м 3 . Каждому контейнеровозу необходима площадка в 50 м 2 для разгрузки, . Полигон работает в одну смену. Объем ТБО, который разгружается на протяжении одного часа, при односменной работе составит:

т/час (2.10)

Определим необходимое количество контейнеровозов по формуле 2.11.

В процессе разложения ТБО образуются фильтрат и биогаз. Фильтрат при недостаточной изоляции полигона попадает в окружающую среду, а именно в почву, а оттуда - в подземные воды или поверхностный сток. Это приводит к загрязнению природной среды такими веществами, как соли тяжелых металлов, различные углеводороды и др.

Большинство полигонов для захоронения ТБО располагается достаточно близко от крупных населенных пунктов (для минимизации транспортных расходов). При этом вопрос защиты окружающей среды становится определяющим, что, в свою очередь, тесно связано с конструкцией полигона, качеством используемых материалов, их монтажом и т.д.

В начале 1970-х гг. в Германии вышел закон «Об ответственности региональных и местных властей за управление отходами», определяющий начало перехода от «диких» свалок к централизованным полигонам по захоронению отходов. Административные предписания к Закону по обращению с отходами (ТАА) и Технические руководства по переработке и захоронению отходов (TASi) на сегодняшний день в Германии предусматривают жесткие требования к системе строительства полигонов.

Обычно при строительстве полигона в основном используются природные материалы, такие как глина и галька. В то же время разработаны так называемые геосинтетические материалы, обеспечивающие высокоэффективную изоляцию свалочного тела полигона от окружающей среды.

Сравнительная характеристика природных (система I) и геосинтегических (система II) материалов приведена в табл. 17.1 и на рис. 17.1.

Сравнительные характеристики природных и геосинтетических материалов

Бентофикс - это универсальный изолирующий материал на минеральной основе. Синтетическое покрытие на минеральной основе из армированного волокна представляет собой самоизолирующуюся защитную мембрану с комбинированной структурой. Бентофикс состоит из трех слоев:

• несущая геоткань;
• бентонитовый порошок (изоляционный элемент) толщиной примерно 1 см;
• покрывающий штапельно-волокнистый геотекстиль иглопробивного уплотнения.

Рис. 1/.1. Принципиальные схемы устройства полигонов, выполненных в соответствии с Директивами ЕС система I (а) и с применением геосинтетических материалов - система II (б)

Прочный и износостойкий нетканый геотекстильный материал герметизирует и защищает слой чистого бентонита, обеспечивая его длительную эксплуатацию. Бентофикс содержит натуральный натриевый бентонит самого высокого качества, обладающий высокой степенью водопоглощения. Это означает, что бентонит абсорбирует воду внутрь кристаллов и влагонасыщается (до 90%), благодаря чему и закрываются остаточные пространства пор минерала, после чего коэффициент фильтрации составляет 10 9 м/с. Процесс эффективного водопоглощения бентонитом длится примерно сутки. После гидратирования бентофикс становится эффективной преградой для жидкостей, паров и газов.

Карбофол - это изолирующее покрытие, которое изготавливается из полиэтилена высокой плотности низкого давления (IIDPE). Он может производиться различной толщины (от 1 до 3 мм) с гладкой или структурированной поверхностью шириной 5,1 и 9,4 м. Карбофол в качестве геомембраны обеспечивает полную изоляцию от различных жидкостей, в том числе токсичных. Его применение в качестве составной части гидроизоляции основания защищает грунтовые воды от загрязнения.

Секутекс представляет собой иглопробивной штапельноволокнистый нетканый геотекстильный материал, используемый в качестве разделительного, фильтрующего, защитного и дренажного слоев. Он изготавливается из 100%-ного синтетического волокна, обеспечивающего его долговечность. Секутекс применяется в качестве защитного слоя, защищающего геомембрану от механических повреждений. Этот материал применяется во многих областях гражданского строительства, включая гидротехническое, дорожное, строительство полигонов и тоннелей. Использование секутекса в качестве разделительного слоя предотвращает взаимное смешивание слоев разнородных материалов. Благодаря этому верхний заполняемый слой и подстилающий слой сохраняют свою целостность на значительно более долгий период времени, чем это было бы возможно каким-либо другим способом.

Секудрен представляет собой трехмерную дренажную систему, состоящую из дренажной сердцевины и как минимум одного фильтровального слоя из нетканого текстильного материала. Фильтровальный слой защищает дренажную сердцевину от проникновения частиц почвы (заиливания), в то же время он не препятствует циркуляции газов и воды. Все слои прочно скрепляются между собой. Секудрен нашел широкое применение в решении проблем, связанных с дренажем воды и газов, возникающих при строительстве дорог и полигонов. Если при строительстве полигонов располагать секудрен непосредственно поверх геомембраны, то он сможет одновременно выполнять три функции: фильтрование, защиту, дренаж. В зависимости от необходимой пропускной способности и планируемого использования фильтровальному геотекстильному материалу и дренажной сердцевине могут быть приданы оптимальные размеры. Материалы, из которых изготавливаются дренажный стержень и геотекстиль- ное полотно, могут подбираться в зависимости от агрессивности среды применения.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для промежуточной изоляции уплотненных слоев твердых бытовых отходов, размещенных на полигонах.

Известны изолирующие материалы: природный грунт, строительные отходы, известь, мел, древесина, стеклобой, бетон, керамическая плитка, гипс, асфальтобетон, сода и др. материалы (Санитарные правила СП 2.1.7.1038-01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов»).

Однако использование природного грунта для изоляции слоев приводит к нарушению ландшафтов. Вырытые глубокие карьеры и отвалы грунта разрушают не только земли, подлежащие разработке, но и окружающие территории, при этом нарушается гидрологический режим местности, загрязняются водные объекты, почва. Разработка грунта в зимний период затруднена из-за смерзания. Отходы стройиндустрии имеют разный гранулометрический состав и, как правило, перед использованием требуют дробления и грохочения.

Известна смесь для обезвреживания и литификации бытовых и промышленных отходов, донных осадков, шламов и нефтезагрязненных грунтов, включающая алюмосиликатную породу, известь и портландцемент, дисперсный органический сорбент при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюмосиликатная порода 55-80, известь 5-10, портландцемент 10-30, дисперсный органический сорбент 5-30, при этом в качестве дисперсного органического сорбента могут содержаться торф, древесная мука, измельченные отходы сельского хозяйства, например мякина, а также сапропель (патент RU №2184095 от 27.06.2002).

К недостаткам известной смеси относится ее многокомпонентность и, как следствие, сложность получения.

Известна изолирующая смесь, содержащая золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов, отходы газоочистки термообработки твердых бытовых отходов и грунт в массовом отношении, равном предпочтительно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5 (патент RU №2396131 от 10.08.2010).

Недостатком известного материала является сложность технологии получения изолирующего материала.

Задачей изобретения является получение материала, позволяющего круглогодично изолировать уплотненные слои твердых бытовых отходов на полигонах без использования природных материалов при упрощении технологии его получения, расширение сырьевых ресурсов.

Поставленная задача решается за счет того, что материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев твердых бытовых отходов на полигоне представляет собой конечный шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом.

Конечный шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, представляет собой мелкодисперсный порошок.

Гранулометрический состав: фракции не более 2 мм - 95,0%, крупностью до 300 мм не более 5,0%, наличие влаги не более 10,0%.

Имеет цвет от белого, голубоватого, оливкового до серого.

Минералогический состав шлака состоит в основном из мервинита и двукальцевого силиката. Наряду с этим присутствуют мелит, периклаз и феррованадий металлический. Шлак в настоящее время не утилизируется, а размещается на промышленных площадках в виде отвалов, которые зачастую расположены в поймах рек и в непосредственной близости от населенных пунктов. При этом происходит задалживание территорий, загрязнение водных объектов и почвы на значительном удалении от места размещения отходов. С предприятия взимаются платежи за размещение отходов.

Согласно паспорту на отход производства шлак производства феррованадия - это промышленный отход IV класса опасности, характеризующийся содержанием в водной вытяжке (1 л воды на 1 кг отходов) токсичных веществ на уровне ниже фильтрата из твердых бытовых отходов, а по интегральным показателям - биохимической потребности в кислороде (БПК 20) и химической потребности в кислороде (ХПК) - не выше 300 мг/л. Благодаря своей структуре он хорошо уплотняется и, как следствие, неудобен для устройства лазеек и нор, препятствует доступу птиц, грызунов и влаги в рабочее тело полигона, надежно изолирует ТБО от контакта с насекомыми. Сочетание в нем оксидов кальция, кремния и магния обеспечивает создание щелочной среды, что также благоприятно влияет на консервацию бытовых отходов и подавление патогенной микрофлоры полигона.

Материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев ТБО на полигоне получают следующим образом.

При производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом образуется конечный шлак. Шлак после окончания плавки сливают в шлаковоз и вывозят на технологическую площадку завода, выгружают в виде массивного тела. Шлак медленно охлаждают на площадке при температуре окружающей среды (+40 - -30°C). При этом происходит самораспад шлака с образованием частиц от 0,01 до 2 мм. Далее производят грохочение шлака, при этом удаляется фракция шлака более 250 мм, которая направляется на дробление на щековой дробилке до размеров менее 250 мм. Данный размер регламентируется как наиболее крупная фракция материала, допускаемая для использования в качестве пересыпного на полигонах ТБО. В общей массе исходного сырья фракция, которая должна пройти дробление, составляет не более 3%. Материал, полностью удовлетворяющий гранулометрическому составу, проходит магнитную сепарацию, при которой удаляются металлические включения феррованадия и ферросилиция. Механическое воздействие не изменяет химический состав шлака.

Для полученного материала были проведены исследования согласно СП 2.1.7.1386-03 «Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления» в «Центре гигиены и эпидимологии в Пермском крае», ФР. 1.39.2007.03222 и ФР.1.39.2007.03223 в «Центре аналитических исследований и метрологического обеспечения экологических измерений». Получены заключения об отнесении материала для пересыпки к 4 классу опасности. Содержание в водной вытяжке токсичных веществ на уровне ниже фильтрата из твердых бытовых отходов, интегральный показатель - биохимической потребности в кислороде (БПК 20) и химической потребности в кислороде (ХПК) - не превышает 300 мг/л.

В соответствии с СП 2.1.7.1038-01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов» полученный материал удовлетворяет требованиям, предъявляемым к материалам, предназначенным для пересыпки уплотненных слоев ТБО на полигоне.

Таким образом, шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, не требует сложных технологических переделов, объем материала, требующего дополнительного дробления, не превышает 3% от общей массы, и может быть использован для изоляции слоев ТБО круглогодично.

Следовательно, заявляемое изобретение позволяет получить материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев ТБО на полигоне без использования природных материалов по простой технологии, с малыми экономическими затратами и расширить сырьевые ресурсы.

Материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев твердых бытовых отходов на полигоне, характеризующийся тем, что представляет собой конечный шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом.

Похожие патенты:

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области консервации радиоактивных отходов (РАО) в породных массивах. Предложенное хранилище РАО включает форшахту 1, закрепленную стальной обечайкой 2, пробуренную через эту форшахту 1 в породном массиве 3 скважину 4, обсаженную металлической обсадной колонной 6 с дном 7, термоизолятор 11 из инертного водонепроницаемого и термостойкого материала, размещенный по внутренней образующей металлической обсадной колонны 6, внешний инженерный защитный барьер 9 с нижним защитным экраном 10 из бентонито-цементного монолита, внутренний инженерный защитный барьер 12 с верхним защитным экраном 13, систему управления агрегатным состоянием 14 материала внутреннего инженерного защитного барьера 12, выполненную из труб 15, спускоподъемную колонну 16 с размещенными на ней контейнерами 17, 18 с РАО, систему радиоэкологического мониторинга 20 и крышку 21 обсадной колонны 6.

Изобретение относится к области рекультивации, в частности, может быть использовано при захоронении токсичных промышленных отходов 3 и 4-го класса опасности, в том числе и твердых бытовых отходов.

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, более конкретно - к средствам санитарной очистки населенных пунктов, и предназначено для улучшения экологии мест компактного проживания людей и повышения эффективности утилизации муниципальных отходов.

Изобретение относится к охране окружающей природной среды. Грунтошламовая смесь содержит нефтешлам, буровой шлам, торф, песок, воду, сорбенты и биодеструкторы углеводородов при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтешлам и буровой шлам - 20-25; песок - 20-30; торф - 30-35; сорбенты - 2-5; биодеструкторы углеводородов - 2-5; вода - 10. Обеспечивается улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нефтезагрязненных и нарушенных земель в результате обогащения при очистке загрязненных земель кислородом и минеральными удобрениями, уменьшение нефтезагрязненных участков. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Для изоляции карты действующего отвала промышленных отходов проводят послойное складирование свалочных масс 1, 10 с промежуточным слоем 2 и создают водонепроницаемый экран в месте размещения основания 11. При этом промежуточный слой 2 выполняют в виде многосоставной стабилизирующей конструкции, для чего на свалочную массу 10 укладывают георешетку 3, слой битого кирпича 4 фракции 20-40 мм мощностью 15 см, слой загрязненного песка 5 мощностью 20 см, геомембрану 6, слой загрязненного песка 7 мощностью 70 см с уплотнением, георешетку 8, слой битого кирпича 9 фракции 20-40 мм мощностью 50 см. Складирование последующих свалочных масс 1 осуществляют на промежуточный слой 2. Водонепроницаемый экран создают под основанием 11 карты по его периметру путем нагнетания вязкоупругой смеси 14 в виде полимерглинистой смеси через перфорационные отверстия фильтра 13 горизонтальных скважин 12, образованных при бурении, в любом из углов основания по двум лучам этого угла. При этом последующий угол для бурения горизонтальных скважин 12 выбирают с учетом возможности нагнетания полимерглинистой смеси по двум или одному лучу до создания водонепроницаемого экрана по всему периметру. Изобретение обеспечивает стабилизацию хранения осадок свалочных масс, повышение изолирующих свойств основания карты, упрощение изоляции карты. 5 ил.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Материал для рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и карьеров содержит природный грунт и промышленные отходы. В качестве промышленных отходов он содержит конечный шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, при массовом отношении природного грунта к промышленным отходам, равном 1:1. Изобретение обеспечивает расширение арсенала технических средств. 2 ил.,1 табл.

Предложенная группа изобретений относится к области захоронения отходов. Покрывная система 100 для свалок отходов содержит искусственную траву, которая включает композит из одного геотекстильного слоя 104, сплетенного или связанного в одну или более синтетических нитей, и непроницаемую геомембрану 102, состоящую из полимерного материала. Непроницаемая геомембрана 102 используется с искусственным дренажным компонентом 106. Покрывная система используется в отсутствие верхнего опорного почвенно-растительного покрова. По второму варианту система 100 для свалок отходов включает также дренажную систему, содержащую искусственный дренажный компонент 106. Группа изобретений обеспечивает ограничение образования сточных вода, усиление прочности, уменьшение эксплуатационных затрат на уборку травы и борьбу с эрозией. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области обработки бытовых отходов, в частности к выводу тяжелых металлов из отвалов твердых бытовых отходов. Для внутриотвальной переработки твердых бытовых отходов формируют отвал, обрабатывают его водами, насыщенными радиоактивными веществами, разрушают, вымывают и растворяют тяжелые металлы за счет миграции активных вод внутри отвала сверху вниз, осаждают тяжелые металлы в нижнем слое отвала на геохимическом барьере. Формируемый отвал своей длинной стороной размещают по оси простирания зоны разрывного тектонического нарушения, из которого истекает радиоактивный газ радон, ионизирующий поступающую в отвал воду, а ширину основания отвала устанавливают равной размерам вкрест простирания разрыхленных пород тектонического разрыва. Изобретение обеспечивает повышение безопасности выполнения работ по переработке складируемых твердых бытовых отходов и снижение их стоимости. 1 ил.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Для захоронения промышленных отходов отрывают котлован. Отходы обезвоживают и перемешивают с «тяжелой» нефтью, нагревают и термоокисляют полученную смесь, укладывают слой смеси на дно и откосы котлована с созданием в процессе полимеризации смеси упрочненного гидроизоляционного экрана, затем заполняют котлован промышленными отходами и возводят над ними защитное покрытие. После создания упрочненного гидроизоляционного экрана на дне котлована устанавливают щиты многооборачиваемой опалубки, которую заполняют термоокисленной смесью грунта с нефтью. На всю глубину котлована дополнительно создают перпендикулярные друг к другу вертикальные упрочненные экраны и соответственно автономные друг от друга емкости. Полости этих емкостей заполняют обводненными промышленными отходами и над ними с использованием термоокисленной смеси грунта с нефтью возводят опирающееся на откосы котлована и экраны, упрочненное сетками защитное покрытие. Изобретение обеспечивает экологическую безопасность. 1 ил.

Предложенное изобретение относится к строительным материалам и утилизации отходов электротермического производства. Изолирующий материал для шламохранилищ промышленных отходов включает глиносодержащий материал и материал в виде техногенного отхода, в качестве глиносодержащего материала он содержит глину или суглинок, в качестве техногенного отхода - мелкодисперсную пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов при следующем содержании компонентов, мас.%: глина или суглинок 70-85; мелкодисперсная пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов 15-30. Изобретение позволит предотвратить загрязнение прилегающего к шламохранилищам почвенного слоя за счет уменьшения коэффициента фильтрации изолирующего материала, утилизировать техногенные отходы в виде мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов. 1 табл.

Изобретение относится к области экологии. Предложенный изолирующий материал включает глину, известковый материал, нефтяной шлам и буровой шлам при следующем содержании компонентов, вес. ч.: глина 1,0 известковый материал 0,5-5,0 буровой шлам 0,5-3,0 нефтяной шлам 0,5-7,0 Изобретение обеспечивает уменьшение потребления природных глин, снижает отходы производства при строительстве автодорог и полигонов твердых бытовых отходов, повышает качество конечного продукта. 2 з.п. ф-лы,1 ил., 8 табл.

Изобретение относится к области строительства и экологической безопасности. Для сбора и отвода фильтрата и биогаза на полигонах твердых бытовых отходов в складках местности подготавливают основание 3, выполняют на нем раскрой и раскатку по днищу 16 и откосам 17 складки местности гидроизоляционного материала 4. Затем производят монтаж дренажной трубы 10, послойную укладку твердых бытовых отходов слоями с промежуточными прослойками 5 из инертных материалов, устройство поверхностной гидроизоляции отходов и монтаж системы сбора биогаза. При этом на гидроизоляционный материал укладывают дренажный слой 1, на который монтируют по естественному уклону местности основную дренажную трубу с серией вспомогательных труб, соединенных с основной 10 дренажной трубой и образующих конструкцию типа «елочка» для обеспечения отвода фильтрата по всей площади полигона под действием гравитационных сил. Причем сбор и отвод фильтрата и биогаза производят по отдельно смонтированным на разных уровнях трубопроводным системам, выполненным из полимерных материалов. Сбор биогаза производят газосборной системой 6, включающей заглубленные в толщу отходов вертикальные перфорированные трубы, которые по верхнему торцу соединены с магистральными сборными коллекторами 9, в концевой части которых устанавливают вакуум-насос 19. Изобретение обеспечивает повышение эффективности сбора и отвода фильтрата и биогаза, увеличивает технологичность процесса их удаления. 4 ил.

Изобретение относится к эксплуатации полигонов твердых бытовых отходов и может быть использовано для получения биогаза и экологически чистого эффективного удобрения. Последовательно послойно укладывают органические отходы и вносят биодобаву в жидкой форме, осуществляют биологический разогрев и анаэробную ферментацию смеси, собирают и отводят образовавшийся биогаз. В качестве биодобавки используют эффлюент, в количестве 3-8% от общей массы органических отходов, в состав которого входят минеральные удобрения - N:P:K в количестве 0,1:0,16:0,18% соответственно и аборигенная микрофлора с плотностью по микроорганизмам 260×108 КОЕ/мл. Изобретение позволяет повысить эффективность полигонов твердых бытовых отходов за счет отсутствия затрат на культивирование штаммов микроорганизмов, повысить эффективность и скорость переработки органических отходов, сопровождаемые снижением его класса опасности с IV до V, сократить площади полигона за счет исключения «загорания» органических отходов в бурте.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Предложен материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев твердых бытовых отходов на полигоне. В качестве материала используют конечный шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом. Изобретение обеспечивает получение материала, позволяющего круглогодично изолировать уплотненные слои твердых бытовых отходов на полигонах без использования природных материалов, и расширение сырьевых ресурсов. 1 табл.

Группа изобретений относится к области охраны окружающей среды и может быть применена при многократном использовании площадок захоронения твердых бытовых отходов (ТБО). Изолирующая смесь для полигонов твердых бытовых отходов - ТБО - содержит золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки термообработки твердых бытовых отходов, грунт в массовом отношении, равном предпочтительно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5. Смесь имеет предпочтительно влажность 30-60 мас.%. Способ ее получения заключается в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы. Из полученной массы формируют два вала высотой от 50 см до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра. Проводят подачу в вышеуказанный зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки ТБО с влажностью не более 30 мас.%. Далее заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы с влажностью 30-60 мас.%. На всех этапах приготовления производят контроль влажности образуемых масс. Получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в вышеуказанном массовом отношении. Способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО включает послойное размещение отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси. При этом используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в вышеуказанном массовом отношении. Технический результат: получение изолирующей смеси, обладающей характеристиками, позволяющими повысить эффективность ее применения, снижение времени проведения процесса получения смеси, уменьшение вредного воздействия на окружающую среду при проведении способа захоронения твердых бытовых отходов. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Рисунки к патенту РФ 2396131

Настоящая группа изобретений относится к области охраны окружающей среды, а именно к изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов, способу ее получения, а также к способу захоронения твердых отходов, в частности бытовых, промышленных, на полигонах ТБО с использованием указанной смеси и может быть применена при многократном использовании площадок захоронения твердых бытовых отходов (ТБО).

Известны изолирующие смеси для полигонов твердых бытовых отходов и способы их получения (RU 2059034 , 1996, RU 2184095 , 2002, RU 2162068 , 2001, RU 2006130 451, 2006, RU 227882, 2006). Известны также способы захоронения (обезвреживания) твердых бытовых отходов на полигонах (RU 2006109 899, 2007, RU 1792350, 1991, RU 2247610 , 2005, RU 2014164 , 1994).

При этом данным смесям свойственны многокомпонентность и, как следствие, сложность их получения. Описываемые способы обезвреживания твердых бытовых отходов на полигонах характеризуются сложностью технологии.

Более близкой к предложенной изолирующей смеси является изолирующая смесь, представляющая собой грунт и использующаяся в способе обезвреживания твердых бытовых отходов на полигонах (ТБО) с использованием послойного размещения отходов с изолирующими слоями ( RU 2330733 , 2008).

Однако с течением времени происходит усадка указанной смеси. Последнее приводит к такому последствию, как возгорание твердых бытовых отходов. Кроме того, низкая эффективность использования грунта связана с тем, что последний имеет высокий коэффициент фильтрации, что приводит, в частности, к загрязнению подземных вод.

Задача изобретения заключается в создании изолирующей смеси, обеспечивающей повышение надежности изоляции и обезвреживания отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам.

Поставленная задача решается созданием изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов - ТБО, содержащей грунт и дополнительно содержащей золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

Предпочтительно изолирующая смесь содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

Технический результат заключается в том, что описываемая изолирующая смесь не склонна к усадке, а также обеспечивает предотвращение возгорания и инициирования взрыва твердых бытовых отходов на полигоне.

Более близким к способу получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов является способ по патенту RU 2271882 , 2006.

Указанная изолирующая смесь содержит глину, отработанный известковый материал и нефтяной шлам при следующем содержании компонентов, мас.%: глина 10-60, отработанный известковый материал 15-40, нефтяной шлам 25-40.

Известный способ получения изолирующей смеси проводят следующим образом.

Нефтяные шламы бульдозером смешивают с глиной в различных пропорциях, складируют и оставляют на 30-40 дней для адсорбции нефтяной части нефтешламов в порах глин. По истечении 30-40 дней полученную смесь (глина + нефтешлам) дополнительно смешивают с отработанным известковым материалом (шлам химоводоочистки или осадок гашеной извести).

Недостаток способа заключается в недостаточно высокой эффективности, обусловленной, в том числе, значительной продолжительностью процесса адсорбции нефтяной части нефтешламов в порах глин, составляющей не менее 30 дней.

Задача изобретения в части способа получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов заключается в сокращении затрат времени на процесс формирования смеси, обеспечивающей повышенную надежность изоляции и обезвреживание отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам.

Поставленная задача достигается описываемым способом получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов - ТБО, заключающимся в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы, затем из полученной массы формируют два вала высотой от 50 см до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга, после чего проводят подачу в зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.%, после заполнения зазора заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы изолирующей смеси влажностью 30-60 мас.%, при этом на всех этапах приготовления проводят контроль влажности образуемых масс для поддержания ее значений в вышеуказанном интервале.

При этом желательно валы размещают с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра.

Предпочтительно получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5.

Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении затрат времени на создание эффективной смеси.

Более близким к описываемому способу захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО является способ согласно патенту RU 2330733 , 2008.

Данный способ включает подготовку основания полигона, устройство ограждающих сооружений, сооружение противофильтрационного экрана, дренажной системы для сбора и очистки фильтрата, а также газосборной системы, послойное размещение отходов с грунтовыми изолирующими слоями, обустройство изолирующего покрытия поверхности сформированного полигона.

Территорию полигона разбивают на рабочие секции в количестве не менее трех. Каждую секцию полигона формируют независимой от остальных. Заполнение отходами каждой последующей секции начинают по окончании заполнения предыдущей.

Извлечение и переработку отходов с площади первой заполненной секции и подготовку ее к повторному заполнению выполняют в период заполнения отходами последней секции, затем на подготовленной площади первой секции производят повторное размещение отходов, одновременно выполняя извлечение и переработку отходов второй секции с подготовкой ее к повторному заполнению, после чего цикл повторяют в последовательности первоначального заполнения секций. Соотношение между средней продолжительностью заполнения одной секции и количеством секций находят по математической зависимости.

Недостатки способа заключаются в его многостадийности и низкой степени изоляции за счет использования в качестве изолирующих слоев грунта, обладающего, как известно, низкими эксплуатационными характеристиками.

Задача изобретения в части способа захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО заключается в создании способа захоронения, обеспечивающего повышение надежности изоляции и обезвреживания отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам при его упрощении.

Поставленная задача достигается описываемым способом захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси, содержащей грунт, в котором согласно изобретению в качестве изолирующей смеси используют смесь, содержащую дополнительно золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

Предпочтительно используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

Сущность описываемой группы изобретений поясняется фиг.1-5, на которых схематически представлено производство изолирующей смеси для полигонов ТБО, и нижеприведенным примером, иллюстрирующим, но не ограничивающим изобретения.

Исходным сырьем для приготовления изолирующей смеси являются золошлаковые отходы от термической обработки ТБО и отходы газоочистки от термической обработки ТБО. В качестве дополнительного разбавляющего материала используют грунт (почву), в том числе отвальный.

Используемые при получении смеси золошлаковые отходы термообработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки термообработки твердых бытовых отходов получают следующим образом.

Твердые бытовые отходы подвергают сжиганию в топочных камерах котлоагрегатов. Золошлаковые отходы термообработки твердых бытовых отходов представляют собой смесь шлака, образующегося в топочной камере, и котельной золы, которая уносится с дымовыми газами и отделяется от последних в конвективной зоне котла.

Отходы газоочистки представляют собой отходы очистки дымовых газов, образующихся при сжигании твердых бытовых отходов. При этом дымовые газы подвергают полусухой очистке на установке, состоящей из абсорбера и рукавного фильтра.

Используемые при получении смеси золошлаковые отходы и отходы газоочистки имеют следующие характеристики: влажность - не более 30 мас.%, фракционный состав предпочтительно не более 100 мм, радиационный фон, не превышающий естественный.

Используемый грунт (почва) имеет следующие характеристики: радиационный фон не превышающий естественный, по санитарно-эпидемиологическим показателям соответствует требованиям, предъявляемым к качеству почв территории населенных мест, влажность - не более 60 мас.%, фракционный состав предпочтительно не более 250 мм.

Процесс приготовления изолирующей смеси основан на смешивании золошлаковых отходов и отходов газоочистки от термической обработки ТБО с грунтом (почвой), в том числе отвальным, осуществляется по нижеописываемой технологии.

В данном примере используют массовое отношение золошлаковые отходы:отходы газоочистки:грунт, равное, соответственно, 2,0:5,0:10,0.

Процесс проводят на специально выделенной площадке.

Получение смеси состоит из двух этапов.

На 1-м этапе на производственную площадку привозят и выгружают поочередно грунт (почву) и «Золошлаковые отходы от термической обработки ТБО» (фиг.1). Далее при помощи тракторной техники проводят перемешивание до получения однородной массы. За счет влажности «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО» и сухости грунта происходит равномерное смешивание компонентов.

После перемешивания трактором формируют два вала высотой от 50 см до 100 см из смешанных компонентов с небольшим пространством, т.е. зазором между ними. Валы предпочтительно сориентированы по отношению к преобладающему ветру так, чтобы направление движения ветра было перпендикулярно направлению валов (фиг.2).

На 2-м этапе «Отходы газоочистки от термической обработки ТБО» подают из полуприцеп-цистерны по рукавному шлангу диаметром 100 мм на предельно низком давлении в пространство (зазор) между двумя валами (фиг.3). Использование низкого давления препятствует образованию облака из пыли.

В производственном процессе проводят увлажнение водой «Отходов газоочистки от термической обработки ТБО» для предотвращения пыления. При увлажнении производят замеры влажности смеси для исключения ее переувлажнения.

Влажность смеси грунта и «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО» способствует налипанию пыли на «Золошлаковые отходы от термической обработки ТБО». Происходит поглощение «Отходами газоочистки от термической обработки ТБО» влаги из «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО».

По мере заполнения пространства рукавный шланг отодвигают в незаполненную сторону и трактором заравнивают оба вала и «Отходы газоочистки от термической обработки ТБО» (фиг.4). Далее проводят смешивание трактором всех компонентов до однородной массы. На всем этапе проводят оперативный контроль влажности смеси.

Готовую изолирующую смесь собирают трактором для удобства загрузки (фиг.5).

Для контроля качества получаемой изолирующей смеси осуществляют отбор и транспортировку проб в соответствии с СП 2.1.7.1386-03 «Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления» раздел 3.

Произведенную изолирующую смесь для полигонов ТБО загружают погрузчиком в самосвалы и доставляют потребителю на участок складирования ТБО. Производство смеси занимает около двух часов.

Полученная изолирующая смесь имеет следующие характеристики:

класс опасности для окружающей природной среды - 5;

класс опасности для здоровья человека - 4;

влажность - от 30 до 60 мас.%;

цвет - серо-коричневый, с темно-коричневатым оттенком; прессуется хорошо, не взрывоопасна.

Описываемый способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО осуществляют путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев.

Определяют участок рабочей карты, не покрытый изолирующей смесью. Свежий пласт отходов ТБО утрамбовывают полигонной техникой до толщины слоя предпочтительно 2 м. Далее самосвалами изолирующую смесь доставляют на утрамбованный участок. Смесь равномерно разравнивают тракторной техникой по выбранному участку. После разравнивания изолирующий слой утрамбовывают полигонной техникой до толщины предпочтительно 25 см. Поверх утрамбованного изолирующего слоя полигонной техникой доставляют новые отходы. По мере накопления отходы разравнивают по площади рабочей карты и вновь утрамбовывают до толщины слоя предпочтительно 2 м. Далее самосвалами изолирующую смесь доставляют на утрамбованный участок и цикл повторяют. При обеспечении уплотнения ТБО в 3,5 раза и более допускается понижение толщины изолирующего слоя до 15 см. «Изолирующая смесь для полигонов ТБО» применяется в качестве изолирующего материала для полигонов ТБО в качестве промежуточного изолирующего слоя на полигоне ТБО в соответствии с СП 2.1.7.1038-01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов» и «Инструкцией по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов», утвержденной Минстроем России 02.11.96, согласованной с Госкомсанэпиднадзором России 10.06.96 № 01-8/1711.

Влияние производства изолирующей смеси для полигонов ТБО по описываемому способу на окружающую среду сводится к минимуму, в частности, по следующим причинам:

Производство размещается на полигоне, на изолированной площадке;

Исключается необходимость использования тары;

Исключается необходимость использования складов размещения сырья (компонентов) изолирующей смеси;

Обеспечивается защита от сдувания ветром сырья (компонентов смеси) за счет естественной влажности смеси, создания барьеров (валов при производстве) и увлажнения сырья во время производственного процесса.

Таким образом, описываемая группа изобретений позволяет создать эффективную изолирующую смесь для захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО, сократить время проведения процесса получения изолирующей смеси, по меньшей мере, до двух часов, уменьшить вредное воздействие на окружающую среду при проведении способа захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО с использованием вышеуказанной изолирующей смеси.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Изолирующая смесь для полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), содержащая грунт, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

2. Изолирующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

3. Способ получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), заключающийся в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы, затем из полученной массы формируют два вала высотой от 50 до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга, после чего проводят подачу в зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.%, после заполнения зазора заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы изолирующей смеси влажностью 30-60 мас.%, при этом на всех этапах приготовления проводят контроль влажности образуемых масс для поддержания ее значений в вышеуказанном интервале.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что валы размещают с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5.

6. Способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси, содержащей грунт, отличающийся тем, что в качестве изолирующей смеси используют смесь, содержащую дополнительно золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.