Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Чертес Константин Львович

Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах
<
Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Чертес Константин Львович. Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах : диссертация ... доктора технических наук : 25.00.36.- Самара, 2006.- 280 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-5/36

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ направлений и методов подготовки и размещения органно- минеральных отходов в отработанных карьерах 9

1.1. Место отработанного карьера в технологиях обращения с отходами 9

1.2. Характеристика воздействия отработанных карьеров на окружающую среду и анализ существующих направлений их рекультивации 15

1.3. Существующие критерии использования отработанных карьеров в качестве объектов размещения отходов 23

1.4. Использование отходов в качестве материалов для заполнения выработанного пространства карьера и анализ технологий их предварительной обработки 28

Разработка систем эколого-техиического отбора и дифференцирования пространства карьеров для строительства объектов размещения оргаио-минеральных отходов 37

2.1. Оценка отработанных карьеров для использования в качестве объектов размещения органно-минеральных отходов 37

2.1.1. Экологические критерии отбора отработанных карьеров... 38

2.1.2. Технические критерии отбора отработанных карьеров 41

2.1.3. Ресурсные критерии отбора отработанных карьеров 48

2.2. Система дифференцирования пространства карьера на структурные элементы 54

Изучение факторов соответствия отходов структурным элементам карьера 60

3.1. Классификация отходов; как целевых рекультивационных материалов 60

3.2. Факторы соответствия органо-минеральных отходов структурным элементам карьера 63

3.2.1. Э кол ого-гигиенический фактор 63

3.2.2. Ресурсный фактор 69

3.2.3. Фактор реакционной способности 70

3.2.4. Фактор природного подобия 76

3.3. Характеристики некоторых видов отходов, используемых в качестве материалов заполнения выемки 86

3.3.1. Твердые бытовые отходы 86

3.3.2. Осадки городских очистных сооружений 90

3.3.3. Замазученньте грунты 93

3.3.4. Отходы лесопромышленного комплекса и другие пористые отходы 96

3.3.5. Кислотно-щелочные отходы 98

3.3.6. Полимерные отходы 100

3.3.7. Солевые отходы металлургического производства 106

3.3.8. Строительные отходы 109

Глава 4. Технологии подготовки органо-миыеральных отходов к использованию в качестве материалов элементной рекультивации карьера 113

4.1. Биотермическая обработка органно-минеральньтх отходов 114

4.1.1. Характеристика объектов и методов исследований 114

4.1.2. Влияние соотношения осадков сточных вод и порообразующих добавок на интенсивность совместной биотермической обработки 122

4.1.3. Изучение влияния межкомпонентной однородности компостных смесей на ход биотермической обработки 128

4.1.4. Интенсификация биотермической обработки за счет применения порообразующих добавок на основе горячих шламовых отходов 130

4.1.5. Интенсификация биотермической обработки инокулирующими порообразующими добавками 134

4.2. Технология переработки замазученных грунтов 137

4.2.1. Биоконверсия углеводородов в замазученных грунтах 137

4.2.2. Технологические основы работ по восстановлению нефтезагрязнённых грунтов в условиях рекультивируемого карьера 147

лава 5. Использование компостов в качестве карьерных рекультивационных материалов 151

5.1. Использование компостов в качестве материалов биологического экранирования поверхности 151

5.2. Использование компостных биодобавок для ускорения осадки массива твердых бытовых отходов. 158

Глава 6. Разработка решений элементной рекультивации карьеров с использованием органо-минеральных отходов 165

6.1. Использование пеечано-шламовой смеси в качестве заполнителя при рекультивации карьеров 166

6.2. Использование промышленных отходов для формирования объемных структурных элементов рекультивируемого карьера 167

6.3. Использование промышленных отходов в качестве выравнивателей при подготовке плоскостных структурных элементов 175

6.4. Использование биовосстановленных замазученных грунтов для послойной пересыпки ярусов ТБО.,..: 176

6.5. Линзообразное капсулирование отходов повышенных классов опасности в техногенном массиве крупнотоннажного полигона 182

Глава 7. Конструктивно-технологическое оформление комплексов рекультивации карьеров 187

7.1. Принципы проектирования комплексов рекультивации карьеров... 187

7.1.1. Производственно-хозяйственный принцип 187

7.1.2. Принцип блочно-модульного оформления сооружений 188

7.1.3. Принцип выделения функциональных зон 189

7.1.4. Принцип минимизации воздействия па окружающую природную среду.: 192

7.2. Разработка комплексов рекультивации отработанных карьеров в зависимости от мощности материального рекультивирующего потока 193

7.2.1. Карьер, рекультивируемый коммунальными и сельскохозяйственными отходами от агломерации сельских населенных пунктов с населением до 10 000 жителей 193

7.2.2. Единый полигон размещения коммунальных и промышленных отходов города с населением около

100 000 жителей 203

7.2.3. Комплекс рекультивации карьера с использованием отходов градопромышленной агломерации общей

численностью свыше 1 000 000 жителей 212

7.3. Определение экономического эффекта от использования комлостов в качестве рекультивационных материалов 219

Зыводы 223

Литература ' : 224

Лриложения 267

Введение к работе

Добыча полезных ископаемых открытым способом влечет за собой образование большого количества карьеров, которые наносят значительный ущерб окружающей среде и нуждаются в рекультивации.

В случае комплексного подхода к проблеме, рекультивация может подразумевать под собой не только приведение карьера в безопасное состояние с полным восстановлением гипсометрических уровней, но и технически полезное использование горной выработки.

Поскольку извлеченные полезные ископаемые безвозвратно использованы, единственными рекультивационными материалами могут выступать отходы производства и потребления. В настоящее время, их размещение в карьерной выемке осуществляется бессистемно, без учета реакционной способности компонентов. Что приводит, в конечном итоге, к дальнейшему нарушению природно-технических систем в ареалах карьерных выемок.

Некоторые отходы, в основном инертные минеральные, могут напрямую использоваться в качестве материалов, заполняющих выработанное пространство карьера. Большинство отходов, особенно органо-минеральных, требует предварительной подготовки перед размещением, способствующей повышению химической индифферентности компонентов, с тем, чтобы при восстановлении деградированной территории приблизить их свойства природным материалам выемки.

Одним из наиболее эффективных способов подготовки оргаио-минеральных отходов к использованию для рекультивации нарушенных земель выступает компостирование. Однако, современные воззрения на процесс рекультивации карьеров требуют усовершенствования технологий компостирования отходов с целью их эффективного, обеззараживания, минерализации, корректировки состава.

При заполнении карьеров отходами, рекультивируемый объект фактически становится полигоном, который должен соответствовать целому ряду природоохранных требований. Поэтому, для осуществления рекультивации отработанных карьеров органо-минеральными отходами необходимо разработать научное геоэкологическое обоснование их безопасного размещения и технические методы утилизации в качестве рекультивационных материалов.

Целью настоящей работы является разработка комплексной системы подготовки и размещения органо-минеральных отходов в карьерах с использованием усовершенствованных технологий компостирования.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи: разработать систему геоэкологического отбора карьеров, которые могут быть рекультивированы с использованием отходов; разработать систему дифференцирования пространства карьера на структурные элементы и изучить факторы соответствия различных видов отходов, выделенным структурным элементам карьера при рекультивации; усовершенствовать технологии компостирования для предварительного обезвреживания органо-минеральных отходов перед размещением и получения на их основе карьерных рекультивационных материалов; - разработать эффективные технологии совместного размещения различных отходов в пространстве карьерной выемки; - разработать принципы проектирования объектов комплексной подготовки и размещения органо-минеральных отходов в карьерной выемке с ее одновременной рекультивацией.

Научная новизна.

Создана и теоретически обоснована новая комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах, с их одновременной рекультивацией, включающая поэтапный отбор карьеров, как потенциальных объектов размещения отходов, дифференцирование карьера на структурные элементы и определение соответствия видов размещаемых отходов выделенным структурным элементам.

Усовершенствованные технологии компостирования предложены в качестве процессов подготовки отходов к размещению.

3. Предложены новые методы интенсификации компостирования смесей крупнотоннажных отходов с целью ускорения производства рекультивационных материалов в условиях карьера путем: корректировки объемного соотношения компонентов, повышения их межзерновой однородности, введения добавок на основе горячих шламовых отходов, введения инокулирующих порообразующих добавок, введения отходов, содержащих микроорганизмы - деструкторы углеводородов.

4. Для обеспечения стабилизации массива отходов в карьере предложен и апробирован метод совместного размещения ТБО и компостных биодобавок.

5. Обоснованы технические принципы проектирования комплексов рекультивации карьеров с использованием органо-минеральных отходов.

Практическая значимость и реализация работы.

1. Созданная система позволяет проектировать объекты подготовки и размещения органо-минеральных отходов на базе отработанных карьеров с минимально допустимым воздействием на окружающую среду.

2. Усовершенствованные в настоящей работе технологии компостирования позволяют осуществлять ускоренное производство в условиях карьера материалов восстановления гипсометрических уровней, с одновременной рекультивацией отработанных .карьеров.

Использование компостной биодобавки при размещении ТБО обеспечивает сокращение срока стабилизации техногенного массива в карьерной выемке.

Положения и технологии, представленные в настоящей работе, легли в основу рекультивации более чем 20 отработанных карьеров. Возвращено в хозяйственное использование более 60 га деградированных земель. Новизна технических решений защищена 7 авторскими свидетельствами. Материалы диссертации используются в учебном процессе СамГТУ.

Положения, выносимые на защиту.

1. Системы: поэтапного отбора карьеров под полигоны размещения отходов; дифференцирования пространства карьера на структурные элементы; соответствия видов размещаемых отходов структурным элементам карьера

2. Результаты экспериментальных исследований и усовершенствованные технологии компостирования осадков сточных вод, замазученных грунтов, отходов лесопромышленного комплекса, сельскохозяйственных отходов, отходов заводской переработки ТБО.

3. Метод стабилизации массива ТБО в карьере путем введения компостной биодобавки.

4. Концепция использования отработанного карьера в качестве ядра геотехнического комплекса по подготовке и размещению органо- минеральных отходов.

Место отработанного карьера в технологиях обращения с отходами

Практически во все времена отработанные карьеры имели свое место в системе обращения с органо-минеральными отходами. Вывоз отходов из домовладений, с последующим захоронением за пределами жилой застройки, осуществлялся с глубокой древности. Как правило, для этих целей использовались выемки. Так, эпизодическое удаление отходов в Древнем Риме производилось в открытые каменоломни (карьеры) поблизости от Аппиевой дороги [ 1 ].

Наиболее крупные объекты размещения отходов исторически формировались с середины XIX века в столичных пригородах развитых стран Европы. Высокие темпы производства, возрастающий уровень жизни населения и, как следствие, потребление товаров приводили к образованию крупнотоннажного потока бытовых, а затем и промышленных отходов. нуждавшихся в скорейшем удалении из городской черты.

В соответствии с представлениями муниципальных служб того времени наиболее удобными являлись полевое сжигание, сброс в море, а также складирование отходов в естественные и искусственные полости земной поверхности. Отработанный карьер, вне пределов жилой застройки, с подветренной стороны, представлялся наиболее удобным с точки зрения экономики и санитарии. Не требовалось производства трудоемких земляных работ, сжигание отходов в выемке было относительно безопасным в пожарном отношении [2].

Одним из первых объектов размещения отходов в окружающей среде выступила неорганизованная свалка в отработанном карьере бентонитовых глин западной части Парижа. Свалка эксплуатировалась во второй половине XIX века и принимала коммунальные отбросы от благоустроенных районов с населением более 1 млп. чел [3,4].

В Лондоне, приблизительно в это же время, бытовые нечистоты и отходы мануфактур вывозились в угольные карьеры, расположенные в районе Вест-энда. По данным [5], именно в Англии, впервые, предложили пересыпать складируемые отходы землей, угольной крошкой и другими грунтоподобными материалами, для чего был использован старый паровой экскаватор. Первый в мире мусоросжигательный завод, построенный в Лондоне в 1870 г., также размещал в этом карьере золу от сжигания мусора [б].

Аналогичное обращение с городскими и промышленными отходами осуществлялось во времена промышленного подъема в конце XIX века в крупных городах России. Как правило, места вывоза отходов согласовывались санитарным инспектором и объединялись с участками слива жидких нечистот в выемках карьерного типа: в Москве - на территории копаней поблизости от Филевских молей фильтрации [7], в Санкт-Петербурге - в Гореловском и Волхоиском карьерах бывших торфоразработок [8], в Харькове - на карьерах в районе п. Салтовки [9].

В 20-30-е гг. XX века в США внедряется метод полигонного захоронения твердых отходов с изоляцией основания привозными глинами, послойной пересыпкой грунтом и последующей рекультивацией поверхности, ("троятся сооружения отвода биогаза и фильтрационного стока, осуществляется картовая система размещения отходов, ведется мониторинг-геологической среды [10]. Предложенное направление в обращении с органно-минеральными отходами оказалось конкурентоспособным в эколого-экономическом отношении по сравнению со сжиганием (мусоросжигательные установки в США появились несколько раньше - в конце ХТХ века) [11]. До появления механизированной сортировки (сер. 50-х гг. XX века) метод полигонного захоронения в США продолжал оставаться наиболее распространенным в обращении с бытовыми и большей частью твердыми npoMbiiMjгенными отходами, Причем, в большинстве случаев, для этих целей использовались отработанные карьеры [12,13].

В высокоразвитых странах Европы (Дания, Нидерланды, Швеция, Бельгия) в 50-60-с гг XX века была реализована концепция заводской переработки отходов путем совмещения методов механизированной сортировки и биотермического компостирования. Это было связано с большими объемами отходообразования и ограниченностью земельных площадей для складирования. 3,десь внедрено значительное количество мусор оперерабатывающих установок, работающих с использованием методов «Даио-Биостабилизатор», «BAV», «Шнорра», «Мульти-Бакто», «HKS», «Пратта» [14-18]. В данных технологиях применяются статические и динамические реакторы совместной биотермической обработки ТЬО и его смеси с крупнотоннажными органоминеральными промышленными отходами - осадками сточных вод, угольной пылью, бросовый торфом, растительными остатками, резиновой крошкой и др. Однако большинство продуктов промежуточной переработки органно-минеральных отходов, а также конечный продукт - компост, не находили широкого применения и, зачастую, долговременно размещались на территории предприятия. Поэтому в отдельных странах (Германия, Великобритания, Франция) опять стали возвращаться к сжиганию отходов и полигонному захоронению [12].

В Дании, например, где эксплуатируется более 60 муеороперерабатывающих заводов [19], их размещение предусматривалось рядом с отработанным карьером, который после соответствующего инженерного обустройства превращался в высоконагружаемый полигон. В Германии на полигонах осуществляется складирование продуктов промежуточной переработки ТБО: некомпостируемых бытовых отходов (НБО-Г); продуктов промежуточной сортировки (НБО-2) и, собственно, компоста. Здесь считается, что процессы механико-биологической и термической обработки отходов и складирование в карьерах должны рассматриваться совместно [20]. Таким образом, наряду с заводской переработкой отходов осуществляется частичная рекультивация карьера путем повышения гипсометрических уровней.

Оценка отработанных карьеров для использования в качестве объектов размещения органно-минеральных отходов

При организации полигонов на основе отработанных карьеров должен быть рассмотрен целый ряд вопросов, связанных с экологической, технической и экономической сторонами создания объекта размещения органо-минеральных отходов. Несмотря на то, что полигоны относятся к природоохранным сооружениям, , при их организации и дальнейшей эксплуатации возникает риск негативного воздействия на компоненты окружающей природной среды. При размещении отходов возможно загрязнение территорий поверхностным стоком и фильтратом, образующимися в результате взаимодействия атмосферных осадков и складируемых отходов. Кроме того, в ареале размещения полигона наблюдается загрязнение атмосферного воздуха из-за выделения легколетучих компонентов из отходов. Поэтому при рекультивации отработанного карьера путем организации на его основе полигона органно-минеральных отходов необходим тщательный отбор горных выработок с целью минимизации экологического ущерба в результате складирования отходов. Отработанный карьер, как потенциальный объект размещения отходов, должен соответствовать всем требованиям природоохранного законодательства РФ.

В связи с вышесказанным горные выработки должны быть подвергнуты тщательному отбору в соответствии с рядом критериев. В настоящей работе в качестве основных составляющих системного анализа отработанных карьеров предложены три группы критериев - экологические, технические и ресурсные. Их сочетание позволяет оптимальным образом оценить пригодность использования выработанного пространства под строительство полигона отходов.

Экологические критерии являются доминирующими при принятии решения о строительстве на основе отработанного карьера полигона размещения отходов. Это объясняется тем, что его организация не должна вызвать негативных изменений окружающей среды в ареале расположения горной выработки.

Вторым этапом является анализ отработанных карьеров по техническим критериям. Здесь производится отбор горных выработок с учетом их технических характеристик. Технический отбор отработанных карьеров менее жесткий, чем экологический, так как направлен на оценку параметров, которые в той или иной степени можно преобразовать при проведении предварительных работ перед размещением отходов.

Третьим и последним этапом является отбор по ресурсным критериям. При этом рассматривается ресурсная обеспеченность района расположения отработанного карьера рекультивациоииьши материалами, в качестве которых будут использованы органно:минеральные отходы.

Поэтапный анализ позволяет определить возможность рекультивации того или иного отработанного карьера с помощью отходов. При этом воздействие полигона на состояние окружающей природной среды и здоровье населения в ареале расположения горной выработки будет допустимым.

Первым этапом системного анализа горных выработок является отбор по экологическим критериям. В настоящей работе экологические критерии представлены двумя группами - природные и антропогенные. Природные, в свою очередь, делятся на подгруппы - геологические, гидрогеологические, гидрологические и ландшафтные. Каждая подгруппа содержит ряд характеристик, определяющих возможность безопасного размещения полигона в выработанном пространстве горной выработки.

В первую очередь при организации полигона размещения отходов, необходимо проанализировать информацию о состоянии грунтовых вод в районе расположения карьера. Наиболее важной информацией являются данные об уровне залегания первого водоносного горизонта, направлении движения и области разгрузки подземных вод, их минеральном составе. Это связано с тем, что при складировании отходов на полигоне возникает опасность загрязнения геологической среды. Поэтому расстояние от

основания отработанного карьера до первого водоносного горизонта должно составлять не менее 2 м [163]. В соответствии с инструкцией по проектированию полигонов бытовых и промышленных отходов основание и откосы обустраиваются гидроизоляционным экраном на основе природных или полимерных материалов [23]. Однако в отдельных случаях, при нарушении технологии укладки гидроизоляционных экранов или в аварийных ситуациях, происходит попадание загрязненного поверхностного стока и фильтрата в подземные горизонты, что приводит к загрязнению геологической среды на территории расположения отработанного карьера. Для предотвращения распространения загрязнения необходимо знать направление движения и область разгрузки грунтовых вод. Минеральный состав подземных вод на рассматриваемой территории позволяет судить о степени загрязненности геологической среды в ареале расположения горной выработки.

Важной характеристикой, входящей в гидрогеологическую подгруппу критериев, является коэффициент фильтрации пород основания и откосов отработанного карьера. Размещение полигона рекомендуется на грунтах с коэффициентом фильтрации не больше 10"6-107 см/с, так как при большем коэффициенте фильтрации грунты обладают повышенной пропускной способностью загрязнений [25].

В геологическую подгруппу критериев включены данные о возможности проявления опасных природных процессов. Это связано с тем, что категорически запрещается размещение полигонов на территориях активного карста, оползнеобразования и высокой степени просадочности пород основания карьера [65]. Пренебрежение этими требованиями может повлечь за собой образование провалов, что, в свою очередь, вызовет нарушение целостности и массива размещаемых отходов и гидроизоляционного экрана в его основании.

К гидрологическим критериям отбора отработанных карьеров в основном относятся характеристики района расположения горной выработки. При выборе места строительства полигона существует ряд ограничений. В соответствии с нормативной документацией, строительство полигонов промышленных отходов запрещается на территории I, II и III поясов зоны санитарной охраны водоисточников и I и II поясов - для полигонов твердых бытовых отходов [163].

Факторы соответствия органо-минеральных отходов структурным элементам карьера

Перед использованием органно-минеральных отходов в качестве материалов для заполнения выработанного пространства необходим их анализ с точки зрения механических и физико-химических свойств. При этом к отходам предъявляется ряд требований [59, 68, 69, 203]. В настоящей работе предложена система анализа соответствия коммунальных и промышленных отходов структурным элементам для проведения рекультивации по следующим факторам: - эколого-гигиенический; - ресурсный; - реакционной способности; - природного подобия.

Каждый из факторов учитывает определенные свойства и характеристики отходов. Ниже представлены подробные характеристики каждого из вышеперечисленных факторов.

Определяет допустимость использования отходов в качестве рекультивационных материалов с позиций их потенциальной опасности для окружающей природной среды и здоровья населения.

При использовании отходов необходимо учитывать характер воздействия всех компонентов.

Важнейшими характеристиками промышленных отходов в разрезе эколого-гигиенического фактора являются: концентрационные показатели токсичности компонентов, входящих в состав отходов; способность компонентов усиливать токсическое воздействие друг друга; способность отхода вызывать генетические изменения; наличие в составе отходов патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов; способность отходов быть средой для обитания патогенных микроорганизмов.

Эколого-гигиенический фактор, определяющий возможность использования отхода в качестве рекультивационного материала, находится в прямой взаимосвязи с экологическими критериями выбора карьера, в котором отходы размещаются.

Эколого-гигиенический фактор, в первую очередь, обусловлен степенью токсичности отхода или его классом опасности.

При выборе органно-минеральных отходов для использования в качестве рекультивационных материалов предпочтение отдается малотоксичным отходам. При использовании более токсичных отходов необходима разработка специальной технологии их размещения. Например, для размещения отходов III класса опасности в теле запроектированных полигонов в карьерах «Даниловский-1» и «Тимофеевский» нами были предусмотрены специально оборудованные секционированные карты, на которых одновременно с размещением производится предварительная обработка - естественная сушка, землевание, биодеструкция и др. [331, 332]. Отходы II класса опасности были размещены па запроектированных полигонах промотходов «Алексеевский» и «Даниловский-2» в выработанном пространстве карьера в виде капсул, отсеченных от основной массы отходов [70, 333]. Эколого-гигиенический фактор влияет на степень сложности защитного инженерного обустройства карьерного полигона. Чем выше класс опасности, тем сложнее конструктивное оформление изолирующих экранов в основании и на поверхности размещаемых в карьере отходов.

Биотермическая обработка органно-минеральньтх отходов

Исследования по совместной биотермической обработке органо-минеральных отходов, изложенные в настоящей работе, проводили на опытных компостных площадках КОС городов Петрозаводска, Костомукши, Суоярви (Карелия, 1985-1988 гг.), Жигулевска (1990-1991 гг.), Архангельска 114 (1991-1992 гг.), полигона ТБО и промотходов г. Кинеля (1996-1998 гг.), завода переработки бытовых отходов г. Тольятти (1999-2002 гг.), рекультивируемой свалки ТБО г. Отрадного (2001-2003 гг.) [210,251,265,272-274,324,327,329,364,365,385,386].

Целью исследований являлось изучение возможности получения однородных малотоксичных рекультивационных материалов на основе биотермически обработанных коммунальных и промышленных отходов, а также разработка методов интенсификации производства компостных смесей.

В ходе выполнения исследований были решены следующие задачи: определение технологических, биохимических и санитарных показателей биотермической обработки отходов; определение постадийной продолжительности биотермической обработки отходов и композитов на их основе с целью последующей утилизации в качестве карьерных рекультивационных материалов; формулирование критериев готовности компостов на основе органо минеральных отходов к утилизации; разработка методов интенсификации биотермической обработки отходов путем повышения межкомпонентной однородности исходной компостной смеси, а также использования порообразующих добавок на основе горячих шламовых отходов, нагретых в ходе основного технологического процесса и инокулирующих порообразующих добавок; разработка технологии производства карьерных рекультивационных материалов на основе биотермически обработанных компостных смесей, ее аппаратурное и конструктивное оформление.

В качестве источников биогенеза использовали осадки сточных вод очистных сооружений водоотведения городов Петрозаводска, Костомукши, Суоярви (Карелия), Тольятти, Жигулевска, Отрадного, Кинеля (Самарская область), избыточный активный ил очистных сооружений Со л омбальского ЦБК г. Архангельска, свежий подстилочный навоз Приволжского свинокомплекса (Ставропольский район Самарской области).

В качестве порообразующих добавок использовали: отходы деревообработки (смесь опилок, мелкой стружки и дробленой коры) Петрозаводского ДОКа, Петрозаводского ДСК, Жигулевского ДОКа (исследования по определению рационального объемного соотношения компонентов компостной смеси и изучение влияния межкомпонентной однородности на ход биотермической обработки); лигнин Архангельского гидролизного завода из варочного аппарата и буртов дозревания с температурами 20-130±5С, (исследования по интенсификации процесса путем введения горячих шламовых отходов); компост из биобарабанов завода переработки бытовых отходов (ЗПБО) г. Тольятти, компосты на основе осадков сточных вод и отходов деревообработки, находящиеся на различных стадиях готовности, доломитовая мука Жигулевского карьероуправления, горелая земля литейного производства (исследования по интенсификации процесса путем введения инокулирующих порообразующих добавок).

Усредненные данные физико-химического и санитарного состава отходов, использованных в качестве компонентов для производства компостных смесей, представлены в приложениях (табл. П. 1.1. - 1.3).

Гомогенизация отходов, используемых в качестве компонентов компостных смесей, осуществлялась с применение стационарных смесителей, а также землеройно-иогрузочной техники. Для получения компостных смесей повышенной однородности была смонтирована промышленная смесительная установка (рис. 4.1).

Всего на установке было испытано три типа смесительных устройств: барабанный, шнековый и плужковый. Для повышения эффективности перемешивания за счет устранения застойных внутрикорпусных зон плужковый смеситель был модифицирован путем устройства продольных многорядных стержней, шарниров и эксцентриковых кулачков [323].

Похожие диссертации на Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах