Способ захоронения сточных вод Советский патент 1980 года по МПК C02F1/00 C02F103/34 

.

Изобретение относится к способам обезвреживания промышленшлх отходов методом захоронения.

В настоящее время особое внимание обращйется на организацию централизованного сбора и обезвреживания промышленных отходоэ как крайне опасных для окружающей среды городов и пригородов.

При централизованном рборе отходов происходит смешение десятков сотен и тысяч совершенно различньгх видов веществ.

Обезвреживание такой смеси отходов существующими физико-химическими методами - трудно осуществимо. Поэтому захоронение токсичных промыщлениых отходов при централизован юм сборе является одним из способов их обезвреживания 1.

Захоронение жидких гфомыщленных отходов - процесс очень сложный и трудоемкий. Это объясняется тем, что захоронение связано с обратной засыпкой грунтом захороняемого Предмета или вещества.

Захоронение твердых и пастообразных тел не вызывает затруднений. Жидкие промыщленные отходы известными способами захороняют цутем , предварительного помещения их в контейнеры из металла, пластмасс и других материалов 2.

В этом случае происходит захоронение контейнера и нет тфямого контакта между грунтом и жидкими отходами.

Известен способ захоронения жидких отходов путем их закачки через специальные скваж ны в подземнью горизонты на глубину до 89 км 3.

В зтом случае не тфоизводят засыпки грунтом закаченные в подземные пласты жидкие промь1щленные отходьт, а именно непосредственно засыпается грунтом лищь сама нагнетательная скважина. Приведенные гфимеры имеют существенные недостатки и не могут быть широко использованы. Невозможно большие количества жидких отходов упаковать в контейнеры. Это было бы дорого и практически не осуществимо.

Закачка жидких отходов в подземт ю горизонты возможна в весьма редких случаях из %1ШШйта заражения; пбдземнь(5Гвбдтоксичными веществами. Кроме того, жидкие отходы перед закачкой необходимо очищать от взвесей, волокон, йолоидйБк частиц, органических Остатков, от масел, жиров, парафинов, осмоляющих веществ, а также составов, способствующих . бактериальной деятельности. Этот способ требует спещ1ального оборудования для закачки жидких отходов в пластыколлекторы (скважины, имеющие антикоррозионное покрытие, насосы, рассчитанные на рабочее давление 300-350 ат, производительность от 1000 до 4000 м/сут и соответствующие энергетические мощности для работы этого обо рудования). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ захоронения сточных вод в емкость в толще водоупорного грунта с последующей засыпкой водоупорным и растительным грунтами 14. Однако на практике данный способ захоро; нения жидких щзОмыйшенных отходов не эффективен и не экономичен. Глина естественной влажности тяжелее жидких отходов В 2,2 раза (S глины 2200 кг/м, S жидких отходов 1000 кг/м), она сразу же оседает- йа дно и вытесняет жидкие отходы на поверхность. Коэффициент влагонасыщения глины, вынутой при отрытии котлована (глина естественной влажности), близок к единице, поэтому она не поглощает.жидкость. Использование полезного объема котлована (емкости), т.е. объема, расположенного в толще кембрийской глины, крайне мало (не более 10%). Жидкая фаза промь1шленнь1х отходов находится восновном в nyctofax между комьями гшны.Частицы сырой глины не связьгоают жидкую фазу,в связи с этим имеется возможность проникновения токсичных в ществ в поверхностный водоносный горизонт почв Целью изобретения является повышение эффективнрсти способа путем увеличения заполнешя подезного объема емкости. Поставленная цель достигШсяШМ, что захоронение сточных вод осуществляют совместно сьшучйми тонкодисперсными промыпетенными о ходами в соотиощении 1: (1,8-2,1), соответственно Рекомендуется в качестве тонкодИсперсных промъшшенш 1х Отходов использовать керамзитовую или цементизто пыль. Способ осуществляют следующим образом. В емкость, выполнеин)ю в водоупорном (например, в толще глины), сливают жидкие промыщленные отходы (концентрированные растворы минеральных и органических веществ), не оказьгоающие агрессивного действия на водоупорный грунт, реакция среды которых в пределах 3 рН 12. В эту же емкость принимают сы1-р,ше тонко/шсперсные промышле1шые отходы, например галлеунос при производстве керамзита, цемента, пыль из фильтров газовой очистки и т.п. Сьшучие тонкодисперсныё промышленные отходы обладают пластшшостыр и вяжущими свойствами. Консистенция смеси сыпучего тонкодисперсного материала с жидкими отходами может бЬ1ть различной (твердой, пластичной, текучей). При заг)тцении жидких промышленных отходов сыпучими тонкодисперсными промьщшенкыми отходами необходимо стремиться Получить смесь, в которой содержание жидких отходов было бы максимальное (таким образом увеличивается содержание жидких отходов в единице объема емкости), получить смесь такой консистенции, которая выдержала бы нагрузку, создаваемую укрьшочным слоем водоупорного грунта. МногочисленнЬте экспериментальные данные и практика захоронения жидких отходов на полигоне гфедлагаемым способом показали, что оптимальным вариантом смешения отходов является соотношение объемов жидких отходов и сыпучих тонкодисперсных отходов 1: (1,8-2,1), соответственно. Причем общий объем смеси не отличается от объема загруженных сыпучих тонкодисперсных отходов. Таким образом, в предлагаемом способе жидкие промышленные отходы занимают 50% объема емкости, тогда как в известном способе только 10%. Итак, предлагаемый способ захоронения жидких отходов позволяет в пять раз увеличить по сравнению с известным количество захороненных жидких промышленных отходов в единице объема емкости. Это, в свою очередь, приводит к пятикратному сиижению расходов т захоронение одной тонны жидких отходов и пятикратному снижению использовайия отведенной под захоронение земельной площади. Смещение отходов одинаково достигается как в с.лучае одновременной подачи отходов в емкость, так и в том случае, если в емкость сначала принимают все жидкие отходы, а затем в двойном количестве по отнрщению к объему жидких оуходов подают сыпучие тонкодисперсные гфомьппленные отход ь Заполнение емкости отходами ведут до полного использования всего полезного объема емкости. Тонкодисперсные промышленные отходы обладают способностью связывать жидкость. Связь жидкости с частицами пыли обусловлена большой удельной поверхность частиц пыли и значительной свободной энергией, которой обладает эта поверхность. Вся жидкость в смеси находится в Виде неподвижной связанной , жидкости. Только применяя очень высокие градиенты напора, можцр заставить двигаться в этой смеси. Это обстоятельство особенно важно. так , как связывание жидкости с частицами смпучих тонкодисперсных поглотителей исключает пооиикновение жидких отходов в поверхностный водоносиый горизонт и их даутьнеишее рас пространение с поверхностными и грунтовыми водами, повышает эффективность обезвреживания жидких отходов по сравнению с методом обезвреживания, указанным в прототипе. В мет де обезвреживания, указанном в прототипе, жидкость физически не связана с частицами сы рой глины, а находится в пространстве между комьями глины и может свободно перемещаться под действием нафузки. Учитывая, что захоронение жидких промышленных отходов производится навечно, необходимо полностью исключить возможность миграции захороненных жидких отходов в . Это достигается в предлагаемом способе обезвреживания. В связи с тем, что срок эксплуатации полигона невелик ( 7 лет), а миграция токсичных веществ в грунтах - процесс сравнительно медленный, эффективность обезвреживания жидких промышленных отходов предл гаемым способом по сравнению с прототипом определится спустя более значительньш промежуток времени. П. р и м е р 1. Рассмотрим способ захоро нения в глине, расположенной под водоносным слоем вскрыпшых пород, жидких промышленных отходов путем их загущения в емкости керамзиУовой пылью и засыпки полученной смеси изолируюишми слоями глишли растительного грунта. . На участке, предназначенном для захоронения жидких отходов, открывают емкость (котлован) так, чтобы больщая часть объема емкости находилась в толще глины (полезный объем емкости). Толща глины должна быть однородной плотного сложения и не иметь прослоек песчаника, пустот, водоносных слоев.:. Меньшая часть, объема емкости располагается в слоях вскрышных пород, представляющих собой водоносный горизонт, не обладающий водоупорными свойства1ии. Глубина (мощностъ) вскрышных пород 2 м, общая глубина котлована 12-15 м. Глубина котлована обсусловлена техническими возможностями используемого для образования котлованов оборудования (экскаваторы, бульдозеры, автосамосвал). В кот лован по лоткам сливают жидкие промышленные отходы, которые представляют собой загрязненные механическими примесями концентрированные растворы минерального или органического состава. В этот же котлован принимают керамзитовую пыль -- пылеунос при производстве керамзита. Это тонкодиспе сный порощок, дегидратированный при 1100-1200°С, с насыпным весом 1,1 г /см, влажность менее 1%, ненабухающий при увшжнении. Керамзитовую пыль доставляют специальным транспортом цементовозами и по шлангам под напором подают в жидкие промышленные отходы. Заполнение котлована смесью жидких отходов с керамзитовой гыЛью ведут до полного и :пользования всего полезного объема котлована. При Ьмешении 1,8 объема керамзитовой пыли с 1 объемом жидких про.мышленных отходов происходит загущение жидкости с образованием смеси пластичной консистенции, которая со временем способна затвердевать. Общий объем смеси не отличается от объема загруженной керамзитовой пыли. Это происходит за счет полного поглощения жидких отходов сухими тонкодисперсными промышленными отходами и отсутствия набухания керамзитовой пыли при ее увлажнении. Таким образом, можно считатъ, что жидкие промъшшеннък отходы практически занимают 50% полезного объема котлована (в то время как в известном способе только 10%), что приводит к повышению эффективности заполнения котлована жидкими отходами в пять раз. Полученную смесь изолируют от грунтовых и гаэверхностных вод слоями водоупорного грунта (глиной). Глину подают в котлован автосамосвалами, разравнивают и уплотняют бульдЬзерами. Высота изолирующего слоя глины равна мощности вскрыйшрго водоносного слоя. В рассматриваемом случае около 2 м. В целях рекультивации отведенной под захоронение отходов площади изолирующий слой глины покрывают полуметровым слоем растительного грунта, на котором производят посев трав, посадку деревьев и декоративных кустарников. Двухметровый изолирующий слой глинъ и полуметровый слой растительного грунта щзоизводят общее давление на смесь жидких отходов с керамзитовой пылью, равное 500 г/см, что значительно меньше того норл тивного давления, KOtopop согласно СНиП (у) выдерживают смеси тонкодисперсных материалов (подобно супесям и суглинкам) с жидкостью, имеющих пластИчную консистенцию. Пример 2. Рассмбтрим способ захоронения жидких промышленных отходов вместе с цементной пьшью в толще водоупорного грунта , когда на территории, отведенной под захоронение, нет верхнего водоносного горизонта (вскрьпнных пород). На участке, предназначенном под захоронение промышленных отходов, образуют емкость (котдован). В этом случае полезный объем котлована будет равен его полному объему, так как на участке нет толидас вскрышных пород. Глубина котлована зависит от технических возможностей механизмов (в частности, экскаваторов), образующих котлован, длина н игирина могут быть гфоизвольных размеров. По специ