Патент на изобретение №2396131

(54) ИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

(57) Реферат:

Группа изобретений относится к области охраны окружающей среды и может быть применена при многократном использовании площадок захоронения твердых бытовых отходов (ТБО). Изолирующая смесь для полигонов твердых бытовых отходов – ТБО – содержит золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки термообработки твердых бытовых отходов, грунт в массовом отношении, равном предпочтительно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5. Смесь имеет предпочтительно влажность 30-60 мас.%. Способ ее получения заключается в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы. Из полученной массы формируют два вала высотой от 50 см до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра. Проводят подачу в вышеуказанный зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки ТБО с влажностью не более 30 мас.%. Далее заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы с влажностью 30-60 мас.%. На всех этапах приготовления производят контроль влажности образуемых масс. Получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в вышеуказанном массовом отношении. Способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО включает послойное размещение отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси. При этом используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в вышеуказанном массовом отношении. Технический результат: получение изолирующей смеси, обладающей характеристиками, позволяющими повысить эффективность ее применения, снижение времени проведения процесса получения смеси, уменьшение вредного воздействия на окружающую среду при проведении способа захоронения твердых бытовых отходов. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящая группа изобретений относится к области охраны окружающей среды, а именно к изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов, способу ее получения, а также к способу захоронения твердых отходов, в частности бытовых, промышленных, на полигонах ТБО с использованием указанной смеси и может быть применена при многократном использовании площадок захоронения твердых бытовых отходов (ТБО).

Известны изолирующие смеси для полигонов твердых бытовых отходов и способы их получения (RU 2059034, 1996, RU 2184095, 2002, RU 2162068, 2001, RU 2006130451, 2006, RU 227882, 2006). Известны также способы захоронения (обезвреживания) твердых бытовых отходов на полигонах (RU 2006109899, 2007, RU 1792350, 1991, RU 2247610, 2005, RU 2014164, 1994).

При этом данным смесям свойственны многокомпонентность и, как следствие, сложность их получения. Описываемые способы обезвреживания твердых бытовых отходов на полигонах характеризуются сложностью технологии.

Более близкой к предложенной изолирующей смеси является изолирующая смесь, представляющая собой грунт и использующаяся в способе обезвреживания твердых бытовых отходов на полигонах (ТБО) с использованием послойного размещения отходов с изолирующими слоями (RU 2330733, 2008).

Однако с течением времени происходит усадка указанной смеси. Последнее приводит к такому последствию, как возгорание твердых бытовых отходов. Кроме того, низкая эффективность использования грунта связана с тем, что последний имеет высокий коэффициент фильтрации, что приводит, в частности, к загрязнению подземных вод.

Задача изобретения заключается в создании изолирующей смеси, обеспечивающей повышение надежности изоляции и обезвреживания отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам.

Поставленная задача решается созданием изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов – ТБО, содержащей грунт и дополнительно содержащей золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

Предпочтительно изолирующая смесь содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

Технический результат заключается в том, что описываемая изолирующая смесь не склонна к усадке, а также обеспечивает предотвращение возгорания и инициирования взрыва твердых бытовых отходов на полигоне.

Более близким к способу получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов является способ по патенту RU 2271882, 2006.

Указанная изолирующая смесь содержит глину, отработанный известковый материал и нефтяной шлам при следующем содержании компонентов, мас.%: глина 10-60, отработанный известковый материал 15-40, нефтяной шлам 25-40.

Известный способ получения изолирующей смеси проводят следующим образом.

Нефтяные шламы бульдозером смешивают с глиной в различных пропорциях, складируют и оставляют на 30-40 дней для адсорбции нефтяной части нефтешламов в порах глин. По истечении 30-40 дней полученную смесь (глина + нефтешлам) дополнительно смешивают с отработанным известковым материалом (шлам химоводоочистки или осадок гашеной извести).

Недостаток способа заключается в недостаточно высокой эффективности, обусловленной, в том числе, значительной продолжительностью процесса адсорбции нефтяной части нефтешламов в порах глин, составляющей не менее 30 дней.

Задача изобретения в части способа получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов заключается в сокращении затрат времени на процесс формирования смеси, обеспечивающей повышенную надежность изоляции и обезвреживание отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам.

Поставленная задача достигается описываемым способом получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов – ТБО, заключающимся в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы, затем из полученной массы формируют два вала высотой от 50 см до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга, после чего проводят подачу в зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.%, после заполнения зазора заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы изолирующей смеси влажностью 30-60 мас.%, при этом на всех этапах приготовления проводят контроль влажности образуемых масс для поддержания ее значений в вышеуказанном интервале.

При этом желательно валы размещают с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра.

Предпочтительно получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5.

Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении затрат времени на создание эффективной смеси.

Более близким к описываемому способу захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО является способ согласно патенту RU 2330733, 2008.

Данный способ включает подготовку основания полигона, устройство ограждающих сооружений, сооружение противофильтрационного экрана, дренажной системы для сбора и очистки фильтрата, а также газосборной системы, послойное размещение отходов с грунтовыми изолирующими слоями, обустройство изолирующего покрытия поверхности сформированного полигона.

Территорию полигона разбивают на рабочие секции в количестве не менее трех. Каждую секцию полигона формируют независимой от остальных. Заполнение отходами каждой последующей секции начинают по окончании заполнения предыдущей.

Извлечение и переработку отходов с площади первой заполненной секции и подготовку ее к повторному заполнению выполняют в период заполнения отходами последней секции, затем на подготовленной площади первой секции производят повторное размещение отходов, одновременно выполняя извлечение и переработку отходов второй секции с подготовкой ее к повторному заполнению, после чего цикл повторяют в последовательности первоначального заполнения секций. Соотношение между средней продолжительностью заполнения одной секции и количеством секций находят по математической зависимости.

Недостатки способа заключаются в его многостадийности и низкой степени изоляции за счет использования в качестве изолирующих слоев грунта, обладающего, как известно, низкими эксплуатационными характеристиками.

Задача изобретения в части способа захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО заключается в создании способа захоронения, обеспечивающего повышение надежности изоляции и обезвреживания отходов, соответствующих природоохранным и санитарным нормам при его упрощении.

Поставленная задача достигается описываемым способом захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси, содержащей грунт, в котором согласно изобретению в качестве изолирующей смеси используют смесь, содержащую дополнительно золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

Предпочтительно используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом отношении, равном, соответственно, 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

Сущность описываемой группы изобретений поясняется фиг.1-5, на которых схематически представлено производство изолирующей смеси для полигонов ТБО, и нижеприведенным примером, иллюстрирующим, но не ограничивающим изобретения.

Исходным сырьем для приготовления изолирующей смеси являются золошлаковые отходы от термической обработки ТБО и отходы газоочистки от термической обработки ТБО. В качестве дополнительного разбавляющего материала используют грунт (почву), в том числе отвальный.

Используемые при получении смеси золошлаковые отходы термообработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки термообработки твердых бытовых отходов получают следующим образом.

Твердые бытовые отходы подвергают сжиганию в топочных камерах котлоагрегатов. Золошлаковые отходы термообработки твердых бытовых отходов представляют собой смесь шлака, образующегося в топочной камере, и котельной золы, которая уносится с дымовыми газами и отделяется от последних в конвективной зоне котла.

Отходы газоочистки представляют собой отходы очистки дымовых газов, образующихся при сжигании твердых бытовых отходов. При этом дымовые газы подвергают полусухой очистке на установке, состоящей из абсорбера и рукавного фильтра.

Используемые при получении смеси золошлаковые отходы и отходы газоочистки имеют следующие характеристики: влажность – не более 30 мас.%, фракционный состав предпочтительно не более 100 мм, радиационный фон, не превышающий естественный.

Используемый грунт (почва) имеет следующие характеристики: радиационный фон не превышающий естественный, по санитарно-эпидемиологическим показателям соответствует требованиям, предъявляемым к качеству почв территории населенных мест, влажность – не более 60 мас.%, фракционный состав предпочтительно не более 250 мм.

Процесс приготовления изолирующей смеси основан на смешивании золошлаковых отходов и отходов газоочистки от термической обработки ТБО с грунтом (почвой), в том числе отвальным, осуществляется по нижеописываемой технологии.

В данном примере используют массовое отношение золошлаковые отходы:отходы газоочистки:грунт, равное, соответственно, 2,0:5,0:10,0.

Процесс проводят на специально выделенной площадке.

Получение смеси состоит из двух этапов.

На 1-м этапе на производственную площадку привозят и выгружают поочередно грунт (почву) и «Золошлаковые отходы от термической обработки ТБО» (фиг.1). Далее при помощи тракторной техники проводят перемешивание до получения однородной массы. За счет влажности «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО» и сухости грунта происходит равномерное смешивание компонентов.

После перемешивания трактором формируют два вала высотой от 50 см до 100 см из смешанных компонентов с небольшим пространством, т.е. зазором между ними. Валы предпочтительно сориентированы по отношению к преобладающему ветру так, чтобы направление движения ветра было перпендикулярно направлению валов (фиг.2).

На 2-м этапе «Отходы газоочистки от термической обработки ТБО» подают из полуприцеп-цистерны по рукавному шлангу диаметром 100 мм на предельно низком давлении в пространство (зазор) между двумя валами (фиг.3). Использование низкого давления препятствует образованию облака из пыли.

В производственном процессе проводят увлажнение водой «Отходов газоочистки от термической обработки ТБО» для предотвращения пыления. При увлажнении производят замеры влажности смеси для исключения ее переувлажнения.

Влажность смеси грунта и «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО» способствует налипанию пыли на «Золошлаковые отходы от термической обработки ТБО». Происходит поглощение «Отходами газоочистки от термической обработки ТБО» влаги из «Золошлаковых отходов от термической обработки ТБО».

По мере заполнения пространства рукавный шланг отодвигают в незаполненную сторону и трактором заравнивают оба вала и «Отходы газоочистки от термической обработки ТБО» (фиг.4). Далее проводят смешивание трактором всех компонентов до однородной массы. На всем этапе проводят оперативный контроль влажности смеси.

Готовую изолирующую смесь собирают трактором для удобства загрузки (фиг.5).

Для контроля качества получаемой изолирующей смеси осуществляют отбор и транспортировку проб в соответствии с СП 2.1.7.1386-03 «Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления» раздел 3.

Произведенную изолирующую смесь для полигонов ТБО загружают погрузчиком в самосвалы и доставляют потребителю на участок складирования ТБО. Производство смеси занимает около двух часов.

Полученная изолирующая смесь имеет следующие характеристики:

класс опасности для окружающей природной среды – 5;

класс опасности для здоровья человека – 4;

влажность – от 30 до 60 мас.%;

цвет – серо-коричневый, с темно-коричневатым оттенком; прессуется хорошо, не взрывоопасна.

Описываемый способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО осуществляют путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев.

Определяют участок рабочей карты, не покрытый изолирующей смесью. Свежий пласт отходов ТБО утрамбовывают полигонной техникой до толщины слоя предпочтительно 2 м. Далее самосвалами изолирующую смесь доставляют на утрамбованный участок. Смесь равномерно разравнивают тракторной техникой по выбранному участку. После разравнивания изолирующий слой утрамбовывают полигонной техникой до толщины предпочтительно 25 см. Поверх утрамбованного изолирующего слоя полигонной техникой доставляют новые отходы. По мере накопления отходы разравнивают по площади рабочей карты и вновь утрамбовывают до толщины слоя предпочтительно 2 м. Далее самосвалами изолирующую смесь доставляют на утрамбованный участок и цикл повторяют. При обеспечении уплотнения ТБО в 3,5 раза и более допускается понижение толщины изолирующего слоя до 15 см. «Изолирующая смесь для полигонов ТБО» применяется в качестве изолирующего материала для полигонов ТБО в качестве промежуточного изолирующего слоя на полигоне ТБО в соответствии с СП 2.1.7.1038-01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов» и «Инструкцией по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов», утвержденной Минстроем России 02.11.96, согласованной с Госкомсанэпиднадзором России 10.06.96 01-8/1711.

Влияние производства изолирующей смеси для полигонов ТБО по описываемому способу на окружающую среду сводится к минимуму, в частности, по следующим причинам:

– производство размещается на полигоне, на изолированной площадке;

– исключается необходимость использования тары;

– исключается необходимость использования складов размещения сырья (компонентов) изолирующей смеси;

– обеспечивается защита от сдувания ветром сырья (компонентов смеси) за счет естественной влажности смеси, создания барьеров (валов при производстве) и увлажнения сырья во время производственного процесса.

Таким образом, описываемая группа изобретений позволяет создать эффективную изолирующую смесь для захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО, сократить время проведения процесса получения изолирующей смеси, по меньшей мере, до двух часов, уменьшить вредное воздействие на окружающую среду при проведении способа захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО с использованием вышеуказанной изолирующей смеси.

Формула изобретения

1. Изолирующая смесь для полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), содержащая грунт, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

2. Изолирующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

3. Способ получения изолирующей смеси для полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), заключающийся в том, что осуществляют перемешивание золошлаковых отходов от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.% с грунтом влажностью не более 60 мас.% до получения однородной массы, затем из полученной массы формируют два вала высотой от 50 до 100 см и размещают их с зазором относительно друг друга, после чего проводят подачу в зазор при минимально низком давлении отходов газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов с влажностью не более 30 мас.%, после заполнения зазора заравнивают образованную массу и проводят перемешивание всех компонентов до получения однородной массы изолирующей смеси влажностью 30-60 мас.%, при этом на всех этапах приготовления проводят контроль влажности образуемых масс для поддержания ее значений в вышеуказанном интервале.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что валы размещают с перпендикулярной ориентацией относительно преобладающего направления ветра.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что получаемая однородная масса изолирующей смеси содержит золошлаковые отходы, отходы газоочистки, грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5.

6. Способ захоронения твердых бытовых отходов на полигонах ТБО путем послойного размещения отходов и изолирующих слоев из изолирующей смеси, содержащей грунт, отличающийся тем, что в качестве изолирующей смеси используют смесь, содержащую дополнительно золошлаковые отходы от термической обработки твердых бытовых отходов и отходы газоочистки от термической обработки твердых бытовых отходов.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что используют изолирующую смесь, содержащую золошлаковые отходы, отходы газоочистки и грунт в массовом соотношении соответственно 0,2-4,5:0,2-4,5:2,9-10,5, при этом смесь имеет влажность 30-60 мас.%.

РИСУНКИ