СПОСОБ СКЛАДИРОВАНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2005 года по МПК B09B1/00 

Изобретение относится к области обработки и размещения твердых бытовых отходов, а именно к совместному размещению отходов и биодобавок, полученных на основе осадков сточных вод, избыточных активных илов канализационных очистных сооружений и наполнителей - компостов заводов по переработке твердых бытовых отходов.

Известен способ размещения отходов слоями высотой 2,0-2,5 метра с организацией промежуточного изолирующего слоя из инертных материалов высотой 0,25-0,5 м с уплотнением путем 3-4-кратного прохода спецтехники, при этом уплотнение отходов складируемых данным способом осуществляют за счет многократного прохода техники (см. "Инструкция по проектированию и эксплуатации полигонов для твердых бытовых отходов "/ М.: Стройиздат, 1993).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе не используют введение биодобавок и, следовательно, не достигается желаемая осадка размещаемых отходов из-за недостаточного и неравномерного разложения органической компоненты твердых бытовых отходов, при этом не достигается экономия полезной вместимости полигона для размещения твердых бытовых отходов и не определяется время окончания процесса осадки размещаемых отходов.

Известен способ совместного захоронения осадков сточных вод и твердых бытовых отходов, включающий формирование боковых стенок котлована из прессованных брикетов твердых отходов, сформированное пространство заполняют осадками сточных вод влажностью 55-60% (см. патент РФ №2115492 С1, кл. В 09 В 1/00, 1997).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе твердые бытовые отходы в виде брикетов используют в качестве материала для построения ячеистого сооружения или каркаса, заполняемого осадками сточных вод, при этом не происходит деструкции органической компоненты отходов и экономии полезной вместимости полигона, не определяется время окончания процесса осадки размещаемых отходов.

Известен способ захоронения отходов в отвал с предварительным анализом топографических, геологических и гидрогеологических характеристик территорий захоронения отходов, включающий формирование отвала в зависимости от физико-механических свойств утилизируемых отходов либо отсыпкой на проектную высоту механического уплотнения созданием пригрузочного слоя из прессованных брикетов твердых бытовых отходов, покрываемых изолирующим слоем грунта (см. патент РФ №2136402 С1, кл. 6 В 09 В 1/00, 1999 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного способа, относится то, что в результате известного способа происходит захоронение отходов в отвал без введения биодобавок на основе смеси осадков сточных вод и компостов заводов по переработке твердых бытовых отходов, при котором не достигается желаемой степени осадки размещаемых отходов, следствием чего известный способ не является экономичным способом использования полезного пространства, отведенного под захоронение отходов, не позволяет определить время окончания процесса осадки размещаемых отходов.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ складирования твердых бытовых отходов, в котором осуществляют совместное складирование нефтеносных и твердых бытовых отходов, маслосодержащие отходы благодаря благоприятным специальным физическим, биохимическим и микробиологическим свойствам разлагаются с образованием биогаза, при этом твердые бытовые отходы плотностью 307-493 кг/м³ с содержанием органических веществ 203-342 г/кг интенсивно перемешивают с масляными отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки, при массовом соотношении (3-4,45:1) и при обеспечении содержания нефти в смеси не выше 5 мас.%, который принят за прототип (см. патент СССР №1658819 A3, кл. С 05 F 9/00, В 09 В 1/00, 1991 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе рассмотрен вариант складирования твердых бытовых отходов с совместной утилизацией нефтеносных отходов. При этом не достигается необходимой экономии полезной вместимости площадки размещения отходов, требуется дополнительное газоотводное оборудование для отвода биогаза, образующегося при разложение нефтеносных отходов, размещаемых совместно с твердыми бытовыми отходами, не определяется время окончания процесса осадки размещаемых отходов, не достигается желаемая степень осадки размещаемых отходов.

Сущность изобретения заключается в увеличении осадки размещаемых твердых бытовых отходов при внесении биодобавок на основе смеси осадков сточных вод, избыточных активных илов канализационных очистных сооружений и наполнителей - компостов заводов по переработке твердых бытовых отходов.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в том, что при размещении твердые бытовые отходы перемешивают со специально приготовленными биодобавками на основе осадков сточных вод, избыточных активных илов очистных сооружений и наполнителей - компостов заводов по переработке твердых бытовых отходов.

Технический результат - увеличение осадки размещаемых твердых бытовых отходов при оптимальных значениях концентрации вводимых биодобавок, экономия полезной вместимости полигона для размещения твердых бытовых отходов и повешение точности определения времени окончания процесса осадки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе размещения твердых бытовых отходов, включающем их размещение на специальных отведенных для этого площадках, обустроенных гидроизоляционным экраном, особенность заключается в том, что послойно вводят биодобавки на основе смеси осадков сточных вод, избыточных активных илов канализационных очистных сооружений и наполнителей - компостов заводов по переработке твердых бытовых отходов, при послойном размещении твердые бытовые отходы смешивают с биодобавками, обсемененность которых микрофлорой-редуцентом составляет 10⁸-10¹⁰ клеток/г, при массовом соотношении (20-22:1) или при обеспечении содержания биодобавок в количестве 5-7 маc.% от общей массы размещаемых твердых бытовых отходов, при этом величину осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов определяют по формуле:

, где

H_oc - величина осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, в метрах;

h - начальное значение высоты размещаемых твердых бытовых отходов, в метрах;

τ - время осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, в сутках;

Т - постоянная времени процесса осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, в сутках, а время определения максимальной осадки находят по формуле:

t=3·T,

t - время, при котором процесс осадки входит в зону 5% от величины максимальной осадки размещаемых твердых бытовых отходов - время окончания процесса позволяет выбрать рациональный способ организации строительной и иной хозяйственной деятельности на пострекультивационном пространстве полигона размещения отходов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, получены в ходе апробации способа размещения твердых бытовых отходов с внесением биодобавок на опытно-исследовательских площадках полигона захоронения твердых бытовых отходов г.Тольятти Самарской области.

Пример 1. На первой опытно-экспериментальной площадке полигона захоронения твердых бытовых отходов выделяют опытную карту с размерами в плане 15×20 м, заполняемую твердыми бытовыми отходами. Высота карты составляет порядка 8 метров, выделенную карту оборудуют наклонным въездом для бульдозера и разгрузочной площадкой для мусоровозов.

На выделенной карте размещают твердые бытовые отходы от селитебной зоны г.Тольятти, размещение отходов производится без внесения биодобавок.

На бровке выделенной карты устанавливаются репера для проведения технического нивелирования за степенью и значением осадки размещенных отходов. Замер высотных отметок осуществляется нивелиром Н-3, прошедшим метрологическую поверку.

Пример 2. На второй опытно-экспериментальной площадке полигона захоронения твердых бытовых отходов выделяются 7 опытных карт с размерами в плане 15×20 м каждая, заполняемых твердыми бытовыми отходами. Высота каждой карты составляет 8 метров, выделенные карты отсекаются друг от друга грунтовыми дамбами высотой 6-7 метров, каждая из которых оборудуется наклонным въездом для бульдозера и разгрузочной площадкой для мусоровозов. На выделенных картах послойно размещаются твердые бытовые отходы от селитебной зоны г. Тольятти. При послойном размещении отходов на каждую выделенную карту вносятся биодобавки на основе биотермически обработанной смеси осадков сточных вод, избыточных активных илов канализационных очистных сооружений и наполнителей - горячих компостов непосредственно из биобарабанов завода переработки твердых бытовых отходов (ЗПБО) г.Тольятти, в количестве от 1 до 7% от общей массы размещаемых отходов. Общее микробное число в компостах составляет более 10⁹ клеток/г масс.

На бровке каждой из 7 выделенных карт данного эксперимента устанавливаются репера для проведения технического нивелирования за степенью и значением осадки размещаемых отходов. Замер высотных отметок осуществляется нивелиром Н-3, прошедшим метрологическую поверку.

Пример 3. Процесс размещения твердых бытовых отходов проводится аналогично примеру 2. На специально обустроенных картах размещают твердые бытовые отходы, кроме отходов на карты послойно вносятся биодобавки, приготовленные аналогично биодобавкам, используемым в примере 2, в количестве 10, 15, 20% от массы размещаемых отходов.

На бровке каждой из экспериментальных карт устанавливаются репера для проведения технического нивелирования за степенью и значением осадки размещенных отходов. Замер высотных отметок осуществляется нивелиром Н-3, прошедшим метрологическую поверку.

Сопоставление результатов наблюдений трех параллельных экспериментов показывает, что оптимальное значение концентрации вносимых биодобавок в тело размещаемых твердых бытовых отходов, при котором достигается максимальная осадка отходов, составляет 5-7%.

Внесение биодобавок в количествах, превышающих 5-7% от общей массы отходов, не приводит к существенным изменениям значений осадки размещаемых отходов, не оказывает влияние на изменение общей продолжительности осадки, основе осадков сточных вод, избыточных активных илов и компостов завода по переработке твердых бытовых отходов, транспортные перевозки, затраты на работу землеройно-погрузочной техники. Третий эксперимент показывает, что внесением биодобавок в количествах 10, 15, 20% достигается результат, обратный желаемому, а именно степень осадки размещаемых твердых бытовых отходов уменьшается по сравнению с результатом, полученным при внесении биодобавок в количестве 5-7% (эксперимент 2) от общей массы размещаемых отходов. Это связано с пересыщением размещаемых отходов микрофлорой-редуцентом, что ведет к снижению степени разложения органической составляющей отходов и осадки размещаемых твердых бытовых отходов.

Таким образом, из полученных опытных данных следует, что указанный технический результат достигается при внесении биодобавок в количестве 5-7% от массы размещаемых твердых бытовых отходов, при этом время, при котором процесс осадки входит в зону 5% от величины максимальной осадки размещаемых твердых бытовых отходов, определяется по формуле:

t=3·T, где

Т - постоянная времени процесса осадки размещаемых твердых бытовых отходов, в сутках.

Способ относится к области обработки и размещения твердых бытовых отходов, а именно к совместному размещению отходов и биодобавок, полученных на основе осадков сточных вод, избыточных активных илов канализационных очистных сооружений и наполнителей - компостов заводов по переработке твердых бытовых отходов. Технический результат - увеличение осадки размещаемых твердых бытовых отходов при оптимальных значениях концентрации вводимых биодобавок, экономия полезной вместимости полигона размещения твердых бытовых отходов и повешение точности определения времени окончания процесса осадки. Способ включает введение биодобавок на основе смеси осадков сточных вод очистных сооружений и компостов завода по переработке твердых бытовых отходов, при введении биодобавок в количестве 5-7% от общей массы размещаемых отходов, обсемененность которых микрофлорой-редуцентом составляет 10⁸-10¹⁰ клеток/г, происходит интенсификация процесса разложения органической компоненты размещаемых отходов и за счет этого увеличение их осадки, при этом величину осадки слоев размещаемых отходов определяют по формуле: , где H_oc - величина осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, в метрах; h - начальное значение высоты размещаемых твердых бытовых отходов, в метрах; τ - время осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, в сутках; Т - постоянная времени процесса осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, в сутках, а время определения максимальной осадки находят по формуле: t - время, при котором процесс осадки входит в зону 5% от величины максимальной осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов - время окончания процесса.

Способ складирования твердых бытовых отходов, включающий их размещение на отведенных для этого площадках, отличающийся тем, что размещение твердых бытовых отходов производят на специально обустроенных гидроизоляционным экраном площадках послойно совместно с биодобавками на основе смеси осадков сточных вод, избыточных активных илов канализационных очистных сооружений и наполнителей - компостов заводов по переработке твердых бытовых отходов, при послойном размещении твердые бытовые отходы смешивают с биодобавками, обсемененность которых микрофлорой-редуцентом составляет 10⁸-10¹⁰ клеток/г, при массовом соотношении (20-22):1 и при обеспечении содержания биодобавок в количестве 5-7 мас.% от общей массы размещаемых твердых бытовых отходов, при этом величину осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов определяют по формуле:

где H_oc - величина осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, м;

h - начальное значение высоты размещаемых твердых бытовых отходов, м;

τ - время осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, сутки;

Т - постоянная времени процесса осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов, сутки,

а время определения максимальной осадки находят по формуле

t - время, при котором процесс осадки входит в зону 5% от величины максимальной осадки слоев размещаемых твердых бытовых отходов - время окончания процесса.