Накопитель для складирования промышленных отходов Советский патент 1990 года по МПК E02B3/16 

Фиг.1

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано для накопления отходов, содержащих токсичные или минерализованные стоки, при соблюдении требований к охране окружающей среды от загрязнения.

Цель изобретения - повышение надежности и -экономичности.

На фиг. 1 изображен накопитель для складирования промотходов с ограждающей дамбой и регулирующей емкостью с безвредными отходами, разрез; на фиг. 2 - накопитель с регулирующими емкостями в виде колодцев в теле дамбы; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - накопитель с регулирующими емкостями в виде колодцев в емкости собственно накопителя у низового откоса дамбь.

Накопитель для складирования промотходов (фиг. 1) включает емкость 1 с токсичными отходами, по дну и откосам которой уложен верхний малопроницаемый слой экрана 2, прослойку 3 из пористого материала, снабженную перфорированными трубами 4 с водой под давлением, нижний малопроницаемый слой 5 экрана, перегораживающую дамбу 6, регулирующую емкость 7. На фиг. 2 накопитель для складирования промотходов включает емкость 1 с токсичными отходами, верхний малонрони- паемый слой :)крана 2, прослойку 3 из пористого материала с перфорированными трубами 4, нижний малопроницаемый слой 5. дамбу (5. регулирующую емкость н виде водонепроницаемого колодца 8 в теле дамбы 6 и пеперфорированные трубы 9.

На фиг. 3 накопитель для складирования промотходов включает емкость 1 с ток- сичпыми отходами, перфорированные трубы 4 и неперфорировапные трубы 9 для подачи ноды н проницаемую прослойку 3.

На фиг. 4 накопитель для складирования промотходов включает емкость 1 с токсичными отходами, верхний малопроницаемый слой экрана 2, прослойку 3 из пористого материала с перфорированными трубами 4, нижний малопроницаемый слой 5, дамбу 6, регулирующую емкость в виде водонепроницаемого колодца 10 с фундаментом 11 и деталями 12 сопряжения верхнего слоя экрана с бетонным колодцем.

Накопитель для складирования промот- ходов работает следующим образом.

Жидкость, представляющая собой незагрязненные отходы, из емкости 7 поступает по неперфорированным трубам 9 в перфорированные трубы 4 и проницаемую прослойку 3 из пористого материала под напором, превышающем на напор, создаваемый жидкостью глубиной Н в накопителе 1. Зона повыщенного гидравлического давления в пропицаемой прослойке 3 по дну и бортам накопителя препятствует фильтрации загрязненной жидкости из накопителя 1 через малопроницаемый слой экрана 2

Малопроницаемый слой 5 экрана ограничивает потери жидкости из проницаемой прослойки 3 в грунт под накопителем.

При этом необходимое для создания заданного превышения напора ДЯх превышение

уровня жидкости в регулирующей емкости

7Д// определено по зависимости

,-..),

.

Г

10 где Д// - потеря напора на тренне в трубах на расстоянии от емкости до рас

четного сечення, м; с, b и р - принятые обозначения НИИ:

выраже15 //, + / X,,/

/„/„. К-. fKb ,.

Tt+Г.

(2)

P- l. ДЯ. - заданный перепад напоров в проницаемой прослойке в среднем сечении между трубами в накопителе, м;

е - основание натурального логарифма;

глубина жидкости в накопителе относительно поверхности экрана, м;

- толщина верхнего, нижнего слоев экрана и его проницаемой 0прослойки, 1;

t толщина экрана, равная t.

5

Wi

tb,.

fe

К. и

/

5

их коэфф:1циенгы фил -трации соответственно, м/сут; L - половина расстояния между соседними трубами, подающими воду, м.

Расстояние между трубами, подающими

воду в проницаемую прослойку, определяют

из условия заданной величины минималь0 ного противодавления в прослойке Д/,,

используя уравнение:

, 2L 4Ml /y: Mi±P -pe-vfi, (3)

1Ьt/l -Д//ладс

где ДЛ,и, - максимально допустимый перепад напоров в проницаемой прослойке и накопителе в месте размещения трубы, назначают из условия устойчивости на выпор верхнего слоя экрана.

Расчетная величина расстояния между трубами с учетом устойчивости верхнего слоя

экрана позволяет использовать при его устройстве оптимальное количество труб при обеспечении надежности устройства в целом. Для более надежного обеспечения предотвращения фильтрации по всей площади накопителя перфорированные трубы в проницаемой прослойке через определенный интервал, равный 50-100 м, по периметру соединены между собой распределительными трубами.

Трубы могут быть выполнены также и; пористого бетона.

Проницаемая прослойка по откосу перею- раживаюшей дамбы не нужна, поскольку в теле дамбы обеспечен противоток за счет разности уровней жидкости в отсеках како- пителя с загрязненными и незагрязненными отходами А/4,.

Ыакопитель для складирования отходов производства с двумя емкостями может быть создан как в естественном понижении рельефа, так и в искусственно созданной выемке или емкости, образованной ограждающей дамбой. Кроме тог(л для накопителя может быть использована балка с естественным водотоком. Две плотины в этом случае образуют две емкости; одну для складирования загрязненных отходов, другую - для пруда, который будет использован как регулирую- а1ая емкость по изобретению.

Другим вариантом накопителя для складирования промотходов является накопитель с двухслойным экраном и регулирующими емкостями в виде ряда колодцев в теле дамбы, заглубленных в грунт до отметок подои - вЫ двухслойного экрана и соединенных с проницаемой прослойком неперфорированными трубами.

Такой вариант целесообразн з использовать в тех случаях, когда об1)ем незагрязненных вредными компонентами отходов производства невелик или для солдапин гидравлического противодавления используют технически чистую вод из 6,1изле- жащего водоема и;т водотока.

Колодец выполняется водонепроницаемым. Заглубление его до отметок подошвы крана необходимо для возможности рационального использования устройства с нача.чь- ного момента заполнения накопителя.

Промотходы, не содержащие вредные компоненты, или вода поступают по трубопроводу (не указан) в колодцы, откуда по неперфорированным трубам - в перфорированные трубы и проницаемую прослойку, где создают необходимое противодавление, препятствующее фильтрации загрязненных стоков через верхний слой экрана.

В том случае, когда глубина накопителя невелика (не более 5-6 м), колодцы целесообразно устраивать непосредственно в накопителе на фундаменте, расположенном ниже экрана.

Накопитель с таким расположением регулирующих емкостей действует так же, как и в предыдущем варианте.

Контроль уровней жидкости в емкости с загрязненными отходами и регулирующей емкости осуществляют уровнемерами. Уровнемер регулирующей емкости соединен с пультом автоматического регулирования уровня жидкости.

В качестве примера выполнили расчет необходимого превып1ения уровня воды в

регулирующей емкости над уровнем н емкости собственно накопителя с загрязненными отходами и |)асстояния между трубами в проницаемой прослойке из ме.1кого щебня 5 для накопителя со следующими параметрами: Н - глубина жидкости в накопителе относительно поверхности экрана Н 15,0 м, . ь. t - толщина нижнего, верснего слоев экрана и проницаемой прослойки Q (,0 М, ,6 м, ,3 м); /, К,, К коэффициен- ы ф Ильтрации нижнею, верхнего слоев экрана и п юницаемой проСЛс/ЙКИ(,, 0,()OiМ/С :; Л „,

500 м/сут); Л/1.р - потеря напора на Tpi-- ние в трубах на участке г)т емкости до рас

5 четного сечения 0,9 м; // заданный перепад напоров в проницаемой прослойке в среднем сечении между подающими Tpvi ia- ми, и накопителе ,25 м, максимальное значение этой величины, определенное по

условию устойчивости на выпор ве)иего

слоя экрана /44АлС

Расстояние междч трубами в нроним.ае- мой прослойке определили по уравнению (3) и формулам (2).

Для принятых в примере данных рассюя э нис между трубами до.:жно быть нг Od/UH 1 12 м.

Для полученного значения L по формуле ( 1 ) определили необходимое превьпиение уровня воды в регулирующей емкости над уровнем в отсеке с загрязненными отходами: . l-32 м.

Выполнение регулирующей емкости в комплексе противофильтрационно о уст ройства накопителя для складирования нром- отходов позволяет создать надежную регу- ли)уемую зону гидравлического прсчиводавления в проницаемой прослойке двух- с.мойного экрана, полностью предотвратить фильтрацию из накопителя и за1рязнение грунтов и грунтовых вод, а гакже утилизировать часть отходов производства Кроме

Q гого, отсек с незагрязненной водой может быть использован для разведения рыбы.

Формула изобретения

1. Накопите. И) для складирования нро- 5 мышленных отходов, выпо,1ненный с ограждающей дамбой, включающий двухслойный экран с проннцаемой прослойкой из пористого материала, с установленными в ней перфорированными трубами, соединенными с источником воды, подающим воду под дав- лением, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, накопитель снабжен регулирующей емкостью, отделенной ограждающей дамбой от емкости собственно накопнтеля, причем регулирующая емкость заполнена безвредными жидкими отходами и выполнена с однослойным экраном, при этом необходимое превышение уровня жидкости в регу. шрчю

щей емкости уровнем в собственно накопителе равно

.АН/Л . ( +Р1А + /)

д - с/Ь -bVqfp sr.

где А//,4 - потеря напора на трение в трубах на расстоянии от емкости до расчетного сечения, м;

с, /7 и р - принятые обозначения выражений:

Hi+J J /,-

i,

/(,

nfi

K,,-t

Л(,,. .

Р-тт1 - -

н

н

л, / , /„

: аланнос превышение напора в проницаемой прослойке в среднем сечении между трубами относительно напора в накопителе, м; основание натурального логарифма;

половина расстояния между соседними трубами, подающими воду, м;

глубина жидкости в накопителе относительно поверхности экрана, м; толщина экрана, равная /л +

+ /V+V «тол иина верхнего, нижнего слоев экрана и его проницаемой прослойки, м;

/Сь, К,

/

/СлЬ 0

5

0

их коэффициенты фильтрации соответственно, м/сут.

2.Накопитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости путем рациональной укладки труб, расстояние между трубами, , подающими воду в проницаемую прослойку с перепадом напоров Л//, равно

, (

x. c/g . J

где ,, максимально допустимый перепад напоров в проницаемой прослойке и накопителе в месте размещения труб, м.

3.Накопитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что регулирующая емкость размещена в теле дамбы и выполнена в виде отдельных колодцев, заглубленных в грунт до отметок подощвы экрана, при этом перфорированные трубы, расположенные в нижней части проницаемой прослойки экрана, соединены с колодцами с помощью неперфорированных труб, уложенных на отметках перфорированных труб.

5 4. Накопитель по п. 3, отличающийся тем, что, с целью повышения статической устойчивости дамбы, регулирующие емкости, выполненные в виде колодцев, размещены у п{)доп1вы верхового откоса ограждающей дамбы.

0 5. Накопитель по пп. 3 и 4, отличающийся тем, что, расположенные на участке собст- BeiiHO накопителя регулируюпше емкости выполнены с гидроизоляцией.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям. Цель изобретения - повышение надежности и экономичности. Накопитель выполнен в виде двух емкостей, разделенных дамбой. В первой емкости 1 с двухслойным экраном 2 и проницаемой прослойкой 3 содержатся загрязненные отходы, а во второй, являющейся регулирующей емкостью 7 с однослойным экраном, - безвредные жидкие отходы. Регулирующая емкость 7 через проницаемую прослойку 3, выполненную, например, из мелкого щебня, и трубы 4 с водой под давлением, уложенные в основании перегораживающей дамбы 6, связана с проницаемой прослойкой двухслойного экрана, устроенного по дну накопителя и по откосам. Такая связь с учетом расчетного превышения напора в емкости 7, определяемого с учетом параметров экрана и потерь напора на трение в трубах на участке от емкости до расчетного сечения, гарантирует надежность противофильтрационной защиты. Регулирующая емкость 7 может быть выполнена в виде колодца. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фи.2

(Риг. Л

Фиг.