Материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев твердых бытовых отходов на полигоне


 


Владельцы патента RU 2521861:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

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.

 

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.

Содержание феррованадия, ферросилиция в металлической форме не более 1% по массе. Укрупненный химический состав представлен в таблице.

Таблица
Химический состав шлака
Массовая доля оксидов, %, не более
SiO2 Al2O3 MgO CaO V2O5
35,0 15,0 9,0 65,0 1,0

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 (БПК20) 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 (БПК20) 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 экологии. Для экологически безопасного термического обезвреживания биогаза полигонов твердых бытовых отходов извлекают бизогаз посредством дренажа и создания принудительного разрежения.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к способам подготовки кислого газа, содержащего сероводород и углекислый газ, для закачки в пласт через нагнетательную скважину.

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 способам и устройствам совместной утилизации нефтесодержащих и твердых бытовых отходов (ТБО). .
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 организации складирования твердых бытовых и промышленных отходов, а также к эксплуатации полигонов 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 энергетике и коммунальному хозяйству и может быть использовано для экологически безопасного складирования различных видов отходов - твердых бытовых, золошлаковых, шламов и т.д.
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.
Наверх