Способ захоронения супертоксичных промышленных отходов
Владельцы патента RU 2317160:
Гильманов Хатмулла Габдулович (RU)
Халилов Вячеслав Шамильевич (RU)
Изобретение относится к способу захоронения супертоксичных промышленных отходов. Способ захоронения супертоксичных промышленных отходов включает последовательную укладку водонепроницаемого экрана, уплотнение его, укладку и уплотнение отходов, покрытие отходов вторым водонепроницаемым экраном, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений. В качестве водонепроницаемого экрана используют изолирующий материал ИМ-1, содержащий нефтяной шлам, известняк в мелкокусковой форме, отходы бурения, глинистые породы, биопрепараты, пропитанный жидким битумом или гудроном. Перед укладкой из супертоксичных отходов формуют во влажной среде при 40-60°С в течение 1-3 суток зацементированные блоки, включающие: супертоксичные отходы, портладцемент, речной песок, изолирующий материал ИМ-1 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: супертоксичные отходы - 1 мас.ч., портладцемент - 0,1-0,3 мас.ч., речной песок - 0,1-0,3 мас.ч., изолирующий материал ИМ-1 - 0,05-0,1 мас.ч., которые покрывают жидким битумом или гудроном в течение 3-5 мин, затем охлаждают и направляют на укладку. Изобретение позволяет обеспечить эффективную защиту окружающей среды в процессе захоронения и безопасное длительное время хранения захороненных отходов. 3 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области окружающей среды, конкретно к технологии захоронения супертоксичных промышленных отходов.
Известен способ захоронения отходов, заключающийся в бурении скважин, в каждую из которых засыпают некоторое количество отходов. Эту массу уплотняют вибрацией или прессованием. После заполнения выработки ее устьевую часть заполняют слоем почвы /Патент РФ №2075357, МКИ В09В 1/00, Бюл. №8 от 1997 г./.
Недостатком этого способа является высокая вероятность загрязнения природной среды вследствие фильтрации подземных вод.
Известен способ захоронения токсичных промышленных отходов, включающем последовательную укладку и уплотнение водонефтенепроницаемого экрана в виде бурового шлама и отходов, покрытие последних водонефтенепроницаемым экраном, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений, согласно изобретению перед укладкой буровой шлам подвергают обезвоживанию до остаточной влажности 5-30%.
Способ используется для захоронения промышленных отходов 3 и 4 класса опасности для окружающей природной среды (ОПС) /Патент РФ №2271881, МКИ В09В 1/00, Бюл. №8 от 20.03.2006 г./.
Известен способ захоронения токсичных промышленных отходов, включающий последовательную укладку водонепроницаемого экрана на почвенно-растительный грунт, уплотнение его, укладку и уплотнение отходов, покрытие последних вторым водонепроницаемым слоем, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений, причем в качестве водонепроницаемых экранов используют мореные суглинки и глины /Патент РФ №2070102, МКИ В09В 1/00, Бюл. №34 от 10.12.96 г./.
Используемые суглинки в качестве водонепроницаемых экранов недостаточно эффективны против фильтрации грунтовых вод, атмосферных осадков.
Данный способ по своей технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близок к заявляемому изобретению и выбран в качестве прототипа. Основным недостатком данного способа является непригодность его для захоронения супертоксичных отходов 1 и 2 класса опасности. Задача, решаемая данным изобретением, заключается в обеспечении эффективной защиты окружающей среды в процессе захоронения и обеспечении безопасного длительного времени хранения захороненных отходов.
Кроме того, изобретение решает техническую задачу упрощения способа захоронения токсичных отходов 1 и 2 класса опасности.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе захоронения токсичных промышленных отходов, включающем последовательную укладку водонепроницаемого экрана на грунт, уплотнение его, укладку и уплотнение отходов, покрытие отходов вторым водонепроницаемым экраном, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений, согласно изобретению в качестве водонепроницаемого экрана используют изолирующий материал ИМ-1, пропитанный жидким битумом или гудроном, содержащий нефтяной шлам, известняк в мелкокусковой форме, отходы бурения, глинистые породы, биопрепараты перед укладкой блоки из супертоксичных отходов формуют во влажной среде при 40-60°С в течение 1-3 суток, включающие супертоксичные отходы, портландцемент, речной песок, изолирующий материал ИМ-1 при массовом соотношении компонентов.
| супертоксичный отход 1 или 2 класса опасности | 1 мас.ч. |
| портландцемент | 0,1-0,3 мас.ч. |
| речной песок | 0,1-0,3 мас.ч. |
| изолирующий материал ИМ-1 | 0,05-0,1 мас.ч. |
Полученные блоки покрывают в течение 3-5 мин жидким битумом или гудроном, затем охлаждают и направляют на укладку. Супертоксичные отходы 1 и 2 класса опасности в большинстве случаев представлены в виде твердых образований: пыль, крошка или в кусковой форме, а в жидкой форме значительно меньше, кроме боевых жидких отравляющих веществ (Зоман, Люизит, V-газов и др.).
Цементные блоки формуют из смесей согласно изобретению, но составы смесей для твердых и илистых супертоксичных отходов различны (табл.1 и 2). Состав супертоксичных шламов приведен в табл.3.
Изолирующий материл ИМ-1 ТУ 5717-001-48855219-2004 (приложение 1) освоен промышленностью и прошел государственную экологическую экспертизу (приложение 2).
Способ осуществляют следующим образом.
Пример 1. Известковые шламы ОАО «Уфахимпром» представляют собой твердые фракции различного размера. Пустоты заполняют изолирующим материалом ИМ-1 в количестве от 0,05 до 0,10. В полученную смесь известкового шлама с ИМ-1 добавляют 0,1-0,3 г портландцемент. Портландцемент в количестве 0,1 г придает цементируемым блокам 2×0,5×0,5 м минимальную прочность 0,5 МПа, что достаточно для безаварийной перевозки в карьер для захоронения.
Блоки, полученные с портландцементом 0,3 мас.ч., прочность повышается до 7,0 МПа. Блоки подвергают термообработке во влажной среде при 40-60°С в течение 1-3 суток.
Пример 2. Активный ил характеризуется высокопластичностью и для повышения прочности добавляют 0,1-0,3 мас.ч. речного песка.
Одну массовую часть (1,0 ч) ила смешивают с речным песком, в полученную смесь добавляют портландцемент 0,2-0,3 мас.ч. Сформованные блоки размером 2×0,5×0,5 м подвергают во влажной среде термообработке при температуре 40-60°С в течение 1-3 суток. Блоки состава 1 мас.ч. ил, песка 0,1 мас.ч., портландцемент 0,2 мас.ч. имеют прочность 0,5 МПа, а блоки состава 1 мас.ч. ил, песок 0,3 мас.ч., цемент 0,3 мас.ч. прочность повышается до 5 МПа.
Полученные блоки в обоих примерах подсушивают и опускают в расплавленный гудрон или жидкий битум на 3-5 минут. Охлажденные блоки имеют черный цвет и они водонепроницаемы и не опасны для перевозки к месту захоронения.
Захоронение производят на полигонах или карьерах следующим образом.
На чертеже представлен общий вид захороненных блоков в разрезе по вертикали. На ровной поверхности карьера раскладывают ИМ-1 (4) высотой 20-30 см, укатывают катками и пропитывают жидким битумом или гудроном. На подготовленную поверхность штабелями складывают цементные блоки (1). На поверхность штабеля наносят битумную мастику 3 с бикростом, на поверхность которой располагают ИМ-1 высотой 30-50 см (4), укатывают катками. Затем укладывают почвенно-растительный слой 2.
Таким образом, предлагаемый способ предлагаемой компаунд захоронения супертоксичных диоксинов полностью предотвращает загрязнение окружающей среды.
Использование процесса цементирования диоксинсодержащих отходов позволит повысить безопасность процесса захоронения, снизит капитальные затраты и улучшит экологическую безопасность. Кроме того, диоксиновые отходы, захороненные в бетонных блоках, разлагаются в безвредные органические соединения и молекулярный хлор удаляется в атмосферу.
| Таблица 1 | |
| Состав смеси для твердых супертоксичных шламов | |
| Твердый отход | 1 мас.ч. |
| Портландцемент | 0,1-0,3 мас.ч. |
| Изолирующий материал ИМ-1 | 0,05-0,1 мас.ч. |
| Таблица 2 | |
| Состав смеси для илистых супертоксичных шламов | |
| Илистый отход | 1 мас.ч. |
| Портландцемент | 0,2-0,3 мас.ч. |
| Речной песок | 0,1-0,3 мас.ч. |
| Таблица 3 | ||||
| Состав супертоксичного шлама ОАО «Уфимхимпром» | ||||
| Наименование шлама | ПХДД+ПХДФ нг/кг | Компоненты, мас.% | ||
| Нефтепродукты | Вода | Мехпримеси | ||
| Известковый шлам | 11170 | 0,0 | 56,0 | 44,0 |
| Активный ил | 3825 | 0,0 | 82,0 | 18,0 |
Способ захоронения супертоксичных промышленных отходов, включающий последовательную укладку водонепроницаемого экрана, уплотнение его, укладку и уплотнение отходов, покрытие отходов вторым водонепроницаемым экраном, уплотнение и засыпку его слоем почвенно-растительного грунта с последующей посадкой растений, отличающийся тем, что в качестве водонепроницаемого экрана используют изолирующий материал ИМ-1, содержащий нефтяной шлам, известняк в мелкокусковой форме, отходы бурения, глинистые породы, биопрепараты, пропитанный жидким битумом или гудроном, а перед укладкой из супертоксичных отходов формуют во влажной среде при 40-60°С в течение 1-3 сут зацементированные блоки, включающие супертоксичные отходы, портладцемент, речной песок, изолирующий материал ИМ-1 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| супертоксичные отходы | 1 |
| портладцемент | 0,1-0,3 |
| речной песок | 0,1-0,3 |
| изолирующий материал ИМ-1 | 0,05-0,1 |
которые покрывают жидким битумом или гудроном в течение 3-5 мин, затем охлаждают и направляют на укладку.
