Материал для рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и карьеров



Материал для рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и карьеров
Материал для рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и карьеров

 


Владельцы патента RU 2536062:

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

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.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и карьеров.

Известен состав для рекультивации нарушенных земель, содержащий, мас.%: торф - 20-50, глауконитовый песок - 22-68, фосфоритную руду - 8-16, диктионемовый сланец - 4-16 (авт. свид. СССР №1247388, опубл. 30.07.86).

Недостатком известного состава является повышенный расход качественного песка и торфа - 72-88% (по массе), а также введение дорогостоящих и дефицитных добавок - фосфоритной руды и диктионемового сланца.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности является материал для рекультивации карьеров, состоящий из смеси природного грунта, в виде вскрышных пород от горного дела, включающий слой почвы и горных пород, и отходы от цементного производства - пыли электрофильтров, или производства лимонной кислоты - цитрогипса (патент RU №2479721 от 20.04.13). Данный материал принят в качестве прототипа.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, - природный грунт, промышленные отходы.

Недостатком известного материала, принятого за прототип, является сложность технологии получения рекультивационного материала.

Задачей изобретения является получение материала, позволяющего рекультивировать полигоны ТБО и карьеры, с минимальным использованием природных материалов при упрощении технологии, расширение сырьевых ресурсов.

Поставленная задача решается за счет того, что известный материал, содержащий природный грунт и промышленные отходы, в качестве промышленных отходов содержит конечный шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, при массовом отношении природного грунта к промышленным отходам, равном 1:1.

Отличительными признаками заявляемого материала от материала по прототипу является использование в качестве промышленных отходов конечного шлака, образующегося при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом; массовое отношение природного грунта к промышленным отходам составляет 1 к 1.

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

Гранулометрический состав конечного шлака: 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.

Химический состав шлака
Массовая доля оксидов, %, не более
SiO2 Аl2O3 MgO CaO V2O5
35,0 15,0 9,0 65,0 1,0

Основными составляющими минералогического состава шлака являются мервинит и двукальцевый силикат. Также присутствуют, мелит, периклаз и феррованадий металлический. В настоящее время шлак размещается на промышленных площадках в виде отвалов, которые часто расположены в поймах рек и в непосредственной близости от населенных пунктов, что приводит к загрязнению водных объектов и почвы на значительном расстоянии от места размещения отходов, задалживанию территорий. 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. 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.

В качестве природного грунта возможно использование почвы, песка, глины, вскрышных пород или смеси данных материалов.

На фиг.1 изображена технологическая схема рекультивации полигонов ТБО. На схеме (фиг.1) показаны:

1 - тело полигона ТБО,

2 - слой рекультивационного материала,

3 - потенциально плодородный слой почвы,

4 - биологический этап рекультивации,

5 - рекреационные, сельскохозяйственное, лесохозяйственное направления рекультивации.

На фиг.2 изображена технологическая схема рекультивации карьеров. На схеме (фиг.2) показаны:

2 - слой рекультивационного материала;

3 - потенциально плодородный слой почвы.

Способ получения материала для рекультивации полигона.

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 рекультивационного материала на полигонах ТБО и карьеров. 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. Отобранный шлак смешивают с природным грунтом в соотношении 1:1.

Для полученного материала были исследованы его физико-химические и токсикологические характеристики, определен класс опасности по методике Роспотребнадзора. Дана оценка соответствия пересыпного материала гигиеническим и природоохранным требованиям, предъявляемым к размещению отходов производства и потребления на полигонах захоронения твердых бытовых отходов (ТБО). А также проведен анализ на бактерицидность материала.

Проведенные исследования показали, что полученный материал на основе конечного шлака, образующегося при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, может быть использован в качестве рекультивационного материала для пересыпки ТБО. Эту возможность подтверждают заключения, выданные лабораториями Роспотребнадзора, по отнесению полученного материала к материалам четвертого класса опасности. Кроме того, полученный материал по механическим и физико-химическим свойствам соответствует требованиям, предъявляемым к материалам для рекультивации полигонов ТБО и карьеров, в соответствии с инструкцией «Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов».

Технологическая схема рекультивации полигона ТБО включает: засыпка тела полигона ТБО слоем рекультивационного материала, представляющего собой смесь конечного шлака, образующегося при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, и природного грунта, в соотношении 1:1. Далее биологический этап рекультивации с укладкой слоя потенциально плодородного слоя почвы и высадкой насаждений (фиг. 1).

Технологическая схема рекультивации карьеров: засыпка карьера смесью конечного шлака, образующегося при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, и природного грунта, образованного при разработке карьера, в соотношении 1:1. Далее биологический этап рекультивации с укладкой слоя потенциально плодородного слоя почвы и высадкой насаждений (фиг. 2).

Таким образом, конечный шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, не требует сложных технологических переделов, объем материала, требующего дополнительное дробление, не превышает 3% от общей массы, и может быть использован в смеси с природным грунтом для рекультивации полигонов ТБО и карьеров.

Следовательно, заявляемое изобретение позволяет получить материал для рекультивации полигона ТБО и карьеров с минимальным использованием природных материалов по простой технологии с малыми экономическими затратами и расширить сырьевые ресурсы.

Материал для рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и карьеров, содержащий природный грунт и промышленные отходы, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технической рекультивации карьерных выемок, остающихся после добычи строительного камня и других приповерхностных полезных ископаемых. Техническим результатом является снижение объемов извлечения почвы для создания плодородного слоя и улучшение экологической ситуации.

Изобретение относится к способам рекультивации земель в долинах рек, нарушенных дражными разработками. Техническим результатом является возвращение глинистого материала в поровое пространство грубообломочных дражных отложений, что приведет к насыщению отложений мелкоземом и к улучшению водно-теплового режима и повышению плодородия.
Изобретение относится к горному делу, в частности к освоению угольного месторождения открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использовано при добыче угля и рекультивации породных отвалов.
Изобретение относится к технической рекультивации карьерных выемок, остающихся после добычи строительного камня и других приповерхностных полезных ископаемых. Техническим результатом является снижение трудозатрат восстановительных работ, а также защита почвы от ветровой и водной эрозии.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для рекультивации техногенных сооружений и закрепления пылящих поверхностей. Техническим результатом является создание почвообразующего слоя за счет нанесения цеолитовых туфов на поверхность хвостохранилища, позволяющего исключить внесение удобрений, усилить развитие корневой системы трав, тем самым повысить эффективность биологической рекультивации хвостохранилища.
Изобретение относится к горному делу и может использоваться для биологической рекультивации горных отвалов открытых разработок полезных ископаемых. Техническим результатом является сокращение сроков полного проективного покрытия растительностью техногенно нарушенных земель.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для технической рекультивации выработанных карьеров. Техническим результатом является снижение трудозатрат и стоимости восстановительных работ, рациональное использование земельных площадей.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для технической рекультивации карьеров. .

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для технической рекультивации нарушенных земель. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для рекультивации отработанных карьеров при открытой разработке месторождений. .

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.
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.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Предложен материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев твердых бытовых отходов на полигоне.

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. .

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.
Наверх