способ сбора, очистки и отвода фильтрата на полигоне твердых бытовых и промышленных отходов

Формула изобретения

1. Способ сбора, очистки и отвода фильтрата на полигоне твердых бытовых и промышленных отходов, включающий сооружение в основании полигона многослойного противофильтрационного экрана с дренажным прослоем, сбор, очистку и отвод фильтрата, отличающийся тем, что верхний слой экрана выполняют фильтрующим с заданными параметрами проницаемости, обеспечивающими отстаивание и анаэробную очистку фильтрата, собранного над фильтрующим слоем экрана, дополнительную очистку фильтрата в дренажном прослое и его отведение через дрены, укладываемые в дренажном прослое над нижним водоупорным слоем экрана.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для устройства верхнего слоя экрана используют мембраны на основе бентонитовых глин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительную очистку фильтрата в дренажном прослое осуществляют анаэробным способом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительную очистку фильтрата в дренажном прослое осуществляют аэробным способом с регулируемой подачей воздуха через дрены.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обезвреживанию твердых бытовых и промышленных отходов, а именно к способам сбора, очистки и отвода фильтратов, образующихся в толще полигона твердых бытовых и промышленных отходов (ТБПО).

Известен способ защиты грунтовых вод от попадания загрязняющих веществ с использованием противофильтрационного экрана, проницаемый слой которого выполнен из пористого материала глауконита, поглощающего некоторые токсиканты (Пат. №2226587, МКИ Е 02 В 3/16, опубл. 27.05.2003).

Однако использование глауконита для устройства фильтрующего слоя противофильтрационного экрана не обеспечивает надежной и продолжительной очистки стоков и защиты грунтовых вод от загрязнения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ защиты грунтовых вод от загрязнения неочищенными стоками, где противофильтрационный экран состоит из глинистого грунта с дренирующей прослойкой из проницаемого материала и отводящего дренажа, обеспечивающего отвод жидкости, профильтровавшейся через верхний слой дренажа (А.С. №310972, МКИ Е 02 В 3/16, опубл. 09.08.1971, Бюл. №24.).

Недостатком данного способа является то, что глинистые экраны не дают полной защиты подземных вод от эмиссии растворенных веществ в составе фильтрата.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении вредного воздействия на окружающую среду за счет снижения концентрации загрязнений в стоках, профильтровавшихся через верхний фильтрующий слой экрана и эффективного отведения профильтровавшихся стоков через дренажный прослой экрана.

Достигается это тем, что в способе сбора, очистки и отвода фильтрата на полигоне твердых бытовых и промышленных отходов, включающем сооружение в основании полигона многослойного противофильтрационного экрана с дренажным прослоем, сбор, очистку и отвод фильтрата, верхний слой экрана выполняют фильтрующим с заданными параметрами проницаемости, обеспечивающими отстаивание и анаэробную очистку фильтрата, собранного над фильтрующим слоем экрана, дополнительную очистку фильтрата в дренажном прослое и его отведение через дрены, укладываемые в дренажном прослое над нижним водоупорным слоем экрана.

При этом для устройства верхнего слоя экрана используют мембраны на основе бентонитовых глин, а дополнительную очистку фильтрата в дренажном прослое осуществляют анаэробным способом или аэробным способом с регулируемой подачей воздуха через дрены.

Сущность способа поясняется чертежом, на котором показана схема сбора, очистки и отвода фильтрата на полигоне твердых бытовых и промышленных отходов с помощью многослойного противофильтрационного экрана полигона.

На чертеже имеются обозначения: 1 - слой отходов, который выполняет функцию регулирующей емкости, 2 - уровень фильтрата над экраном, 3 - защитный слой экрана над мембраной, 4 - верхний фильтрующий слой экрана, 5 - дренажный прослой, 6 - трубчатые дрены, 7 - нижний водоупорный слой экрана, 8 - пленочное покрытие над водоупорным слоем экрана, 9 - направление движения стоков в толще отходов, 10 - поверхность фильтрата в дренажном прослое, 11 - направление движения фильтрата в дренажном прослое.

Сбор, очистку и отвод стоков на полигоне ТБО производят следующим образом.

Противофильтрационный экран в основании участка захоронения отходов выполнен многослойным.

Стоки, фильтрующиеся через толщу отходов в направлении 9, собираются в нижней части массива отходов 1, где образуется водонасыщенная зона, выполняющая функции регулирующей емкости, благодаря конструктивным решениям полигона, обеспечивающим возможность подъема уровня фильтрата с 2 до 2,5 м над верхним фильтрующим слоем экрана.

Приток фильтрата к многослойному экрану характеризуется крайней неравномерностью, обусловленной сезонными колебаниями гидрологических параметров и наличием свежеуложенных слоев отходов. При залповом поступлении воды в период весеннего снеготаяния или обильных дождей происходит увеличение объема и повышение уровня насыщенной зоны над экраном. Под действием повышенных напоров расходы фильтрации через многослойный экран также увеличиваются, затем, по мере снижения притока фильтрата и уровня насыщенной зоны, расходы фильтрации снижаются.

Верхний слой экрана выполняется в виде мембраны 4, имеющей заданную проницаемость - с таким расчетом, чтобы он пропускал среднегодовой слой фильтрата при напорах 2-2,5 м. С этой целью для устройства верхнего слоя экрана используется, например, рулонный материал на основе бентонитовой глины Бентомат AS50. Для защиты от механических повреждений мембраны 4 устраивают грунтовый защитный слой экрана 3.

Стоки, профильтровавшиеся через мембрану 4, имеют значительно сниженные концентрации загрязнений по сравнению с исходным фильтратом за счет следующих факторов:

- разбавление инфильтратом атмосферных осадков, главным образом весной при обильном поступлении с поверхности талых вод;

- анаэробная очистка при длительном нахождении в анаэробной насыщенной зоне над верхним слоем экрана 4; длительность пребывания составляет в среднем 200-250 сут, при слабом притоке фильтрата более года;

- задержание мембраной 4 взвешенных веществ, содержащихся в фильтрате и несущих значительную долю загрязнений;

- сорбция части загрязнений глинистыми минералами мембраны 4.

Ниже фильтрующего слоя экрана (мембраны) 4 устраивается водоупорный слой экрана, например, слой глины 7 с пленочным покрытием 8, препятствующий просачиванию профильтровавшихся через мембрану стоков в подземные воды.

Между фильтрующим 4 и водоупорным слоями 7 экрана находится дренажный прослой 5, выполненный, например, из песчано-гравийных грунтов, с расположенными в нем дренами 6, например, трубчатыми, через которые профильтровавшиеся через мембрану стоки отводятся в дренажный коллектор и далее на очистные сооружения, например, биологические (БОС).

Профильтровавшиеся через мембрану 4 стоки попадают в дренажный прослой 5, по которому мигрируют в направлении 11 к ближайшим дренам 6. Средняя продолжительность пребывания стоков в дренажном слое 5 составляет 50-60 сут. При прохождении стоков через дренажный слой 5 происходит их дополнительная очистка от загрязнений.

Очистка стоков в дренажном слое 5 может осуществляться двумя способами:

а) по схеме анаэробной очистки, без доступа воздуха в дренаж.

Экзотермический процесс анаэробного разложения органики обеспечивает поддержание стабильного температурного режима в нижних слоях толщи отходов (t=25-30°С), благодаря этому обеспечивается высокая эффективность анаэробной очистки фильтрата в насыщенной зоне над мембраной и в дренажном прослое.

б) по схеме аэробной очистки с нитрификацией-денитрификацией стоков с регулируемой подачей воздуха в дренажный слой через дрены.

Применение предлагаемого способа сбора, очистки и отвода фильтрата на полигоне ТБО позволяет отказаться от создания большой регулирующей емкости (пруда-накопителя), обеспечить эффективную предварительную очистку стоков перед очистными сооружениями (ОС) и исключить загрязнение подземных вод стоками полигона.