СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СВАЛКИ Российский патент 2005 года по МПК B09B1/00 B09B3/00 

Область техники

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, природных ресурсов и экологии и может быть использовано для обезвреживания свалок твердых бытовых и твердых промышленных отходов, включая шахтные терриконы и другие отвалы вмещающих пород.

Предшествующий уровень техники

Свалки твердых бытовых и твердых промышленных отходов в настоящее время являются одними из наиболее крупных и опасных источников загрязнения окружающей среды. По определению они аккумулируют отходы жизнедеятельности, которые разлагаются с выделением вредных газообразных, жидких и твердых веществ в атмосферу, грунт и грунтовые воды в виде большого спектра токсинов, тяжелых металлов, радионуклидов и другой отравы. Поэтому обеззараживание и рекультивация свалок, введение в хозяйственный оборот занятых ими обширных территорий, расположенных вблизи населенных пунктов, ценных земель, является одной из важнейших задач современной науки и практики.

Известен способ обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов, при котором бурят скважины в толще свалки до ее подошвы и подают газообразный агент в одну часть скважин, создавая вакуум в другой части скважин, насыщают газообразным агентом всю толщу свалки путем подачи в ее донный слой агента под избыточным давлением. В качестве газового агента используют инертный газ, например аргон, благодаря чему обеспечивается полное прекращение протекания химических реакций и биогенно-техногенного процесса в толще свалки, в связи с чем она ликвидируется как экологически опасный техногенный объект (процесс разложения органических веществ с выделением, в частности, метана и аммиака, прекращается) и температура во всей толще свалки снижается до средних показателей (RU №2099158, М. кл⁶: В 09 В 1/00, 1996 г.).

Основным недостатком известного способа является консервация свалки на многие годы с выключением обширной территории из хозяйственного использования с постоянной опасностью - мины замедленного действия, когда свалка в случае каких-то сбоев в подаче инертного газа начнет отравлять окружающую среду.

Наиболее близким аналогом заявленному предложению, принятым нами в качестве прототипа, является способ обезвреживания свалки, в котором наносят на поверхность ее выровненного слоя растительный грунт, в верхней части которого прокапывают ряды траншей для дренажа избыточной влаги, заполняют их пищевыми органическими отходами и илом очистных сооружений, пролежавшем не менее 5 лет, покрывают траншеи полиэтиленовой пленкой, а по истечении 2-4 месяцев в траншею под пленку запускают адаптированную культуру красного калифорнийского червя, по истечении следующих 4-6 месяцев в траншеях получают биогумус, часть червей с помощью ящиков-ловушек пересаживают в новые траншеи, траншеи дополняют пищевыми и органическими отходами, взятыми из "тела" свалки или привезенными вновь, а межтраншейное пространство засыпают растительным грунтом (RU №2155107, М.кл: В 09 В 1/00, 3/00, 1999 г.).

В прототипе за счет разложения органических отходов повышается температура всего «тела» свалки, что обеспечивает создание под пленкой условий для выработки биогумуса красным калифорнийским червем и в зимних условиях под снегом.

Недостатками прототипа являются сложность, дороговизна и длительность формирования плодородного почвенного слоя на поверхности свалок (нормативный срок стабилизации закрытых полигонов для создания огородов-садов в средних климатических зонах составляет 10 лет).

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является быстрое по времени и эффективное по качеству формирование плодородного почвенного слоя на поверхности свалок.

Поставленная задача решается следующим образом. В способе обезвреживания свалки, включающем биологический этап рекультивации - формирование на ее спланированной поверхности растительного грунта и озеленения, на поверхность свалки укладывают последовательно следующие материалы (м³/га):

- выравнивающий слой глины толщиной 0,5 м;

- слой песка для сооружения дренажного и выравнивающего слоев толщиной 0,5-0,6 м;

- слой глины толщиной не менее 0,1 м;

- слой куриного помета, пролежавшего не менее года в буртах и отвечающего санитарно-микробиологическим нормам слоя толщиной не менее 0,1 м.

После этого проводят биологический этап рекультивации с предварительным перемешиванием верхнего слоя на глубину 0,3 м.

Санитарно-бактериологические и паразитологические показатели помета (бактерии группы кишечной палочки, патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы и паразиты: яйца гельминтов, цисты патогенных простейших), в соответствии с протоколом испытаний №35 от 02.02.2004 г., проведенных Испытательным центром пищевой продукции, продовольственного сырья, кормов, воды и почв ФГУ ГЦАС «Московский», находятся в пределах Типовых норм по сертификации почв 1994 г. и приведены в таблице.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков, решающих ту же задачу, позволяет признать заявленный способ новым.

Из уровня техники не выявлены решения с заявленными признаками, обеспечивающие требуемый новый технический результат, поэтому предложение отвечает критерию «изобретательский уровень».

Возможность использования заявленного способа в промышленности позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость».

Основным мероприятием по рекультивации свалки, предшествующем биологическому этапу рекультивации (формированию на ее спланированной поверхности растительного грунта и озеленения), является создание слоя, сооружаемого из привозных глин, песка и куриного помета, вылежавшего в бурте (при доступе кислорода воздуха) не менее года и отвечающего санитарно- микробиологическим нормам (м³/га):

- выравнивающий слой глины толщиной 0,5 м;

- слой песка толщиной 0,5-0,6 м для дренирования и выравнивания насыпи;

- слой глины толщиной не менее 0,1 м;

- слой куриного помета, пролежавшего не менее года в буртах и отвечающего санитарно-микробиологическим нормам толщиной не менее 0,1 м, после чего проводят биологический этап рекультивации с предварительным перемешиванием верхнего слоя на глубину 0,3 м.

При этом в перемешиваемый горизонт входит самый верхний слой 0,1 м - куриный помет, под ним слой толщиной 0,1 м - глина, и еще глубже 0,1 м - слой песка. Перемешивание перечисленных ингредиентов превращает их по составу и качеству в настоящий биогумус. Благодаря полному окислению и переработке содержащимися в нем микроорганизмам куриный помет содержит важнейшие для плодородия почвы гумино- и фульвокислоты в объемах, не меньших, чем их содержится в натуральном гумусе, причем в доступной для растений форме.

В результате получают верхний гумусный слой почвы толщиной 25-30 см без внесения, как в прототипе, растительного грунта на ту же глубину, что является не только одной из наиболее трудоемких операций прототипа, но и создает проблемы с источниками растительного грунта.

При этом получают хорошо структурированный слой почвы - гумус, насыщенный фосфорными, калийными, а также другими удобрениями и микроэлементами, содержащимися в курином помете и стимулирующими рост растений.

Технические результаты

Предлагаемый способ может быть успешно реализован с помощью стандартной техники (бульдозеры, культиваторы, разбрасыватели органических удобрений и др.).

В отличие от прототипа, в котором биогумус вырабатывают с помощью красного калифорнийского червя в течение довольно продолжительного времени, заявленное предложение обеспечивает решение поставленной задачи индустриальным, жестко планируемым методом в доступные практикой сроки (в течение вегетационного периода).

Дополнительными техническими результатами является насыщение верхнего почвенного слоя на поверхности свалки удобрениями и микроэлементами.

Таблица№
п/пИндекс лактозоположительных кишечных палочек (НВЧ бактерий в 1 г)Индекс энтерококков (НВЧ бактерий в 1 г)Индекс патогенных микроорганизмов (НВЧ бактерий в1 г)Яйца и личинки гельминтов (экз/кг)Цисты кишечных патогенных простейших (экз/100 г)27/12,3Менее 1Не обнаруженыНе обнаруженыНе обнаружены

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, природных ресурсов и экологии и может быть использовано для обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов, включая шахтные терриконы и другие отвалы вмещающих пород. Позволяет быстро и эффективно по качеству формировать плодородный почвенный слой на поверхности свалок. На спланированную поверхность свалки укладывают следующие материалы: объем глины для сооружения слабопроницаемого экрана толщиной 0,5 м; объем песка для сооружения дренажного и выравнивающего слоев - 0,5÷0,6 м; слой глины толщиной не менее 0,1 м; объем куриного помета, пролежавшего не менее года и отвечающего санитарно-микробиологическим нормам слоя толщиной не менее 0,1 м, после чего проводят биологический этап рекультивации с предварительным перемешиванием верхнего слоя на глубину 0,3 м. 1 табл.

Способ обезвреживания свалки, включающий биологический этап рекультивации - формирование на ее спланированной поверхности растительного грунта и озеленения, отличающийся тем, что на поверхность свалки укладывают следующие материалы: выравнивающий слой глины толщиной 0,5 м, слой песка толщиной 0,5÷0,6 м для дренирования и выравнивания насыпи, слой глины толщиной не менее 0,1 м, слой куриного помета, пролежавшего не менее года в буртах и отвечающего санитарно-микробиологическим нормам толщиной не менее 0,1 м, после чего проводят биологический этап рекультивации с предварительным перемешиванием верхнего слоя на глубину 0,3 м.