способ обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов

Формула изобретения

Способ обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов, включающий подачу обезвреживающего агента в толщу свалки, отличающийся тем, что в качестве обезвреживающего агента используют 10-50% водную суспензию гидролизованных алюмосиликатов, имеющую 12рН>9, при этом подачу обезвреживающего агента осуществляют путем его последовательного послойного инъектирования от подошвы свалки до ее верхнего слоя, причем верхний слой свалки после последовательного послойного инъектирования обезвреживающего агента поливают 50-70% водной суспензией гидролизованных алюмосиликатов, имеющей 12рН>9, после чего поверхность свалки засыпают слоем растительного грунта, который затем засевают дернообразующими травами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, природных ресурсов и экологии и может быть использовано для обезвреживания существующих свалок промышленно-бытовых отходов.

Известен способ санитарной консервации твердых бытовых отходов, включающий нанесение на поверхность твердых бытовых отходов защитного слоя воздухонепроницаемого материала; в качестве воздухонепроницаемого материала используют твердеющую пену, а нанесение ее на поверхность отходов осуществляют путем последовательной послойной заливки, причем каждая последовательная заливка осуществляется после отверждения материала предыдущей заливки, а суммарную толщину “В” слоя определяют из соотношения где К - коэффициент воздухопроницаемости, затвердевшей пены, А_mаx и А_min - максимально и минимально допустимые для санитарной консервации отходов величины воздухопроницаемости защитного слоя, см. RU № 2014164 от 30.11.1992, В 09 В 1/00.

Недостатком этого способа является то обстоятельство, что он обеспечивает не обезвреживание массы отходов, а лишь последовательную изоляцию слоев свалки по мере ее формирования. При этом не может быть достигнута достаточно надежная газонепроницаемость защитного слоя из пены, поскольку затвердевший слой пены имеет малую жесткость и прочность и легко повреждается, особенно при отсыпке вышележащих слоев отходов; кроме того, следует отметить, что формирование свалок происходит с использованием самосвалов, бульдозеров и другой тяжелой техники, перемещение которой по ранее уложенному и изолированному пеной слою неминуемо вызовет его разрушение; поскольку необезвреженные отходы подвержены биоферментации, то образующиеся при этом газы неизбежно разрушат изолирующую оболочку.

Известен способ обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов, заключающийся в бурении скважин в толще свалки до ее подошвы и подаче обезвреживающего газообразного агента в одну часть скважин и создании вакуума в другой части скважин; по расчетной сети скважин разбуривают всю площадь свалки, обвязывают скважины единой системой нагнетательной арматуры, связанной с источником газообразного агента, насыщают газообразным агентом всю толщу свалки путем подачи ее в донный слой под избыточным давлением, при этом часть скважин используют для временного создания вакуума, а также разуплотнения грунта увеличением фазовой проницаемости вследствие наложения полей упругих напряжений электроакустическими и пневмоакустическими наземными и скважинными вибраторами; кроме того, эти же скважины применяют для выполнения контрольных замеров дистанционными датчиками состава газовой смеси и температуры в толще свалки, при этом в качестве газового агента используют инертный газ, см. RU 2099158, В 09 В 1/00, 21.10.1996.

Этот способ, принятый за прототип настоящего изобретения, может обеспечить обезвреживание материала свалки, однако ему свойственны серьезные недостатки. Достигнуть необходимой степени насыщения массы свалочного материала инертным газом крайне затруднительно, поскольку газоизоляцию всего объема свалки осуществить, практически, невозможно. Создание вакуума тем более обусловлено необходимостью тщательной изоляции; известный способ, в основу которого положен принцип “удушения” биоты свалки вследствие вытеснения кислорода воздуха, требует сложного и дорогостоящего оборудования (скважинные вибраторы, средства газоизоляции, вакуум-насосы и т.д.); при этом в любом случае не обеспечивается необходимая степень фазовой проницаемости вследствие гетерогенности свалочной массы, в частности, неравномерного распределения упругих и пластичных компонентов свалки; при наложении полей упругих напряжений на разложившуюся пластичную перегнойную массу проницаемость инертных газов через эту массу, практически, не изменяется в необходимую сторону.

Кроме того, следует иметь ввиду, что даже при идеальном насыщении свалочной массы инертным газом не будет достигнуто уничтожение микроорганизмов, которые из аэробного режима существования перейдут в анаэробный режим. При этом биоферментация в массе свалки не прекратится, а, возможно, даже усилится, поскольку жизнеспособность микроорганизмов при переходе из одного режима в другой увеличивается; в результате продолжения биоферментации газообразные продукты жизнедеятельности биоты будут и далее выделяться в атмосферу и загрязнять окружающую среду; при этом образование метана будет более интенсивным при недостатке кислорода; по этой же причине вместо СО₂ будет выделяться СО; кроме того, анаэробные процессы способствуют образованию весьма токсичных соединений типа диоксинов, поскольку в качестве окислителей будут выступать не кислород, а хлор, фтор, йод и др.

Существенным недостатком способа - прототипа является также и то обстоятельство, что он ни в какой мере не обеспечивает обезвреживание минеральных загрязнителей, в частности, тяжелых металлов, а также органических загрязнителей: полициклических ароматических углеводородов, диоксинов и др.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи повышения эффективности и удешевления способа обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов, включающем подачу обезвреживающего агента в толщу свалки, в качестве обезвреживающего агента используют 10-50% водную суспензию гидролизованных алюмосиликатов, имеющую 12рН>9, при этом подачу обезвреживающего агента осуществляют путем его последовательного послойного инъектирования от подошвы свалки до ее верхнего слоя; верхний слой свалки после последовательного послойного инъектирования обезвреживающего агента поливают 50-70% водной суспензией гидролизованных алюмосиликатов, имеющей 12рН>9, после чего поверхность свалки засыпают слоем растительного грунта, который затем засевают дернообразующими травами.

Реализация отличительных признаков изобретения обусловливает важное, принципиально новое свойство объекта. Если способ-прототип направлен на вытеснение кислорода, что, по мнению его авторов, приводит к ограничению жизнедеятельности микроорганизмов, то настоящее изобретение обеспечивает их уничтожение. Это объясняется следующим. В условиях резко щелочной среды (рН>9) происходит щелочной гидролиз микроорганизмов и других компонентов биоты: грибов, одноклеточных водорослей, простейших организмов и т.д., в результате чего разрушаются их клеточные мембраны, что обусловливает их гибель; кроме того, гидролизованные алюмосиликаты обеспечивают высокую степень сорбции неорганических и органических загрязнителей; следует также отметить, что обработанная свалочная масса литифицируется, что предотвращает процесс биоферментации, а также, практически, исключает миграцию загрязнителей в окружающую среду; образование верхнего изолирующего слоя в результате полива поверхности свалки концентрированной суспензией гидролизованных алюмосиликатов с последующим нанесением слоя растительного грунта, засеваемого дернообразующими травами, обеспечивает предотвращение поверхностной эрозии техногенного массива, сформированного в результате обработки свалочной массы.

Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически изображен вертикальный разрез свалки.

Заявленный способ реализуют следующим образом.

В тело свалки вводят с помощью вибропогружателей инъекторы 1, представляющие собой трубы с отверстиями 2 и коническими наконечниками 3 в нижней части. Инъекторы 1 в верхней части соединены с нагнетающим коллектором 4, на вход которого с помощью насоса (на чертеже не показан) подается под давлением водная суспензия гидролизованных алюмосиликатов, содержание которых составляет от 10 до 50 мас.%. В конкретном примере диаметр инъекторов 1 составляет 50 мм, а расстояние между ними - 800 мм. Конические наконечники внедряются в грунтовое основание, при этом отверстия 2 находятся на уровне нижнего слоя 6 свалки. Через отверстия 2 водная суспензия гидролизованных алюмосиликатов проникает в нижний слой 6 свалки и взаимодействует со свалочной массой. Происходит щелочной гидролиз микроорганизмов и других компонентов биоты: грибов, одноклеточных водорослей, простейших организмов; их клеточные мембраны разрушаются, что обусловливает их гибель. Вместе с биологическим воздействием происходит литификация свалочной массы, что предотвращает процесс биоферментации, исключает миграцию загрязнителей в окружающую среду. Затем инъекторы 1 поднимают до того момента, когда отверстия 2 окажутся на уровне вышележащего слоя 7, который обрабатывают также, как и слой 6. После этого обрабатывают вышележащие слои 8.

Результаты испытаний образцов свалочной массы при различных значениях концентрации водной суспензии гидролизованных алюмосиликатов в диапазоне от 10 до 50 мас.% и различных значениях рН суспензии в диапазоне 12рН>9 приведены в таблице.

Верхний слой 9 свалки после последовательного инъектирования суспензии в нижележащие слои 6, 7, 8 поливают 50-70% водной суспензией гидролизованных алюмосиликатов, имеющей 12рН>9. Затем поверхность свалки засыпают слоем 10 растительного грунта, который затем засевают дернообразующими травами. В результате этого образуется прочный дерновый слой, который предотвращает поверхностную эрозию техногенного массива, сформированного в результате обработки свалочной массы; кроме того, при этом достигается эстетический эффект: рекультивированная свалка приобретает вид покрытого зеленью холма.

Для реализации способа использованы доступные химические реагенты, что обусловливает соответствие изобретения критерию “промышленная применимость”.