Результат интеллектуальной деятельности: Способ рекультивации мест хранения бытовых отходов

Изобретение относится к способам биологической рекультивации мест несанкционированного и санкционированного хранения бытовых отходов, а именно может быть использовано для восстановления экологии нарушенных земель, в том числе для озеленения.

Множество стихийных свалок с накопившимися бытовыми и промышленными отходами портят эстетический вид, нарушают экологию и занимают пригодные для использования земли, поэтому возникла необходимость в рекультивации этих участков.

Известен способ биологической рекультивации свалок твердых бытовых отходов (патент РФ №2448785 от 27.04.2012), включающий обследование свалки, очистку от обнаруженных металлических предметов, нанесение на выровненную поверхность поочередно двух слоев грунта, причем сначала наносят слой перегноя толщиной не более 20 см, затем слой потенциально плодородного грунта толщиной не менее 10 см, проведение уплотнения почвы, затем дискование и боронование площади рекультивируемого участка, после чего - посев травянистой и посадку древесной растительности, а затем выкапывание по всему периметру участка канавы для сбора фильтрата.

Недостатком является трудоемкость формирования плодородного слоя.

Известен способ рекультивации нарушенных земель (патент РФ №2425347 от 08.10.2008), включающий создание котлована, послойную укладку глины, твердого бытового мусора и растительного слоя, а именно почвы, пригодной для жизни растений и высева многолетних трав, заранее определенных в соответствии с физико-географическими условиями видов посадочного материала. Причем между слоем твердого бытового мусора и растительным слоем укладывают, перемешивая при помощи средств механизации, обезвоженные осадки биологической очистки сточных вод и древесные отходы.

Недостатком являются трудоемкость и значительные материальные затраты при формировании плодородного слоя.

Известен способ рекультивации нарушенных почв (патент РФ №:2044434 от 27.09.1995) путем укладки на рекультивируемую поверхность грунтов органического субстрата, причем в качестве органического субстрата используют компост, полученный из обезвоженного ила и коры при их массовом соотношении (0,5-1,5):1, а после укладки на рекультивируемую поверхность компост засыпают сверху слоем песка или почвы толщиной 5-10 см.

Недостатком являются затраты на предварительное получение органического компоста, который затем доставляется на нарушенные земли, и создание верхнего слоя песка или почвы.

Известен также способ рекультивации нарушенных почв (а.с. СССР №1360615), включающий проведение сплошного двухъярусного профилирования после планировки участка, затем нанесение слоя опилок мощностью 2-3 см, после чего нанесение на эту поверхность слоя ила очистных сооружений, равный половине мощности пахотного слоя, покрытие его перегнойным слоем почвы мощностью 8-10 см, через год проведение сплошного щелевания с разрушением подстилающей породы, а посев многолетних трав производят на следующий год по всей площади рекультивируемого участка, при этом в течение 2 лет траву скашивают и используют как зеленое удобрение. При этом с целью обеззараживания ила очистных сооружений опилки наносят с дезинфицирующим веществом, преимущественно хлорной известью, а после нанесения ила очистных сооружений на участок, его обрабатывают жидким аммиаком. Принимаем его за прототип.

Недостатком способа является его низкая эффективность из-за трудоемкости формирования плодородного слоя, низкая приживаемость растений из-за наличия в субстрате дезинфицирующих веществ и, вследствие этого, длительность процесса рекультивации нарушенных почв.

Техническим результатом предлагаемого способа является ускорение, повышение эффективности и снижение трудоемкости биологической рекультивации мест хранения бытовых отходов.

Технический результат заключается в том, что в способе рекультивации мест хранения бытовых отходов, включающем сплошную планировку участка с последующим послойным нанесением на него ила очистных сооружений и опилок, отличающемся тем, что перед сплошной планировкой участка обследуют свалку бытовых отходов и удаляют из них обнаруженные неорганические включения, затем в осенний период на перегнившие органические бытовые отходы наносят слои в следующей последовательности: сначала - слой предварительно обезвоженного речного ила, затем наносят слой ила очистных сооружений, предварительно инактивированного в течение не менее 1 года, после чего - слой опилок любых древесных пород при следующем соотношении обезвоженный речной ил : инактивированный ил очистных сооружений : опилки любых древесных пород - 1:1:1 в количестве 4 т/га, затем в первой декаде декабря проводят фрезерование, после чего оставляют компостную массу на осенне-зимний и ранневесенний период для дальнейшего созревания и разрыхления в естественных условиях, затем в ранневесенний период производят вспашку, после чего на заключительном этапе рекультивации производят высев трав или посадку кустарниковой растительности.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ отличается новой совокупностью признаков, состоящей в том, что для ускорения рекультивации мест несанкционированного и санкционированного хранения бытовых отходов до 6-7 месяцев на перегнившие органические бытовые отходы укладывают компостную массу, включающую обезвоженный речной ил, инактивированный в течение 1 года ил очистных сооружений и опилки любых древесных пород, взятых в определенных пропорциях, что является принципиально новым.

Вышеуказанные обстоятельства свидетельствуют о соответствии заявленного технического решения критерию «новизна».

Соответствие заявленного технического решения критерию «изобретательский уровень» свидетельствует наличие следующих признаков: предварительное обследование свалки бытовых отходов и удаление из них обнаруженных неорганических включений, нанесение на перегнившие органические бытовые отходы компостной массы из речного ила, инактивированного в течение 1 года ила очистных сооружений и опилок любых древесных пород, взятых в соотношении 1:1:1, производят в осенний период, созревание и разрыхление происходит в естественных условиях в осенне-зимний и ранневесенний период, а посев семян трав или посадку кустарниковых растений проводят после вспашки в ранневесенний период.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», т.к. может быть осуществлено на любом полигоне несанкционированного и санкционированного хранения бытовых отходов.

Предложенный способ позволит повысить эффективность и ускорить биологическую рекультивацию, так как при нанесении послойно обезвоженного речного ила, инактивированного в течение 1 года ила очистных сооружений и опилок любых древесных пород достигается наименьшее уплотнение поверхности, позволяющее кислороду проникать в центр компостной массы и способствовать жизнедеятельности редуцентных организмов и развитию корневой системы растений.

Соотношение компонентов компостной массы 1:1:1 позволяет получить наибольший процент всхожести и прорастания семян растений при озеленении, что указывает на повышение эффективности рекультивации. Внесение компостной массы в количестве 4 т/га равнозначно внесению минеральных удобрений при агрономических подходах в сельскохозяйственном производстве, а обезвоженный речной и инактивированный ил очистных сооружений заменят органические удобрения.

Ускорит рекультивацию термоэффект, образующийся при разложении бытовых отходов, покрытых заявляемыми слоями компостной массы, так как выделяется биогаз.

Повышение эффективности рекультивации достигается путем внесения слоев компостной массы в осенний период и фрезерование в первой декаде декабря, позволяющие пройти стадии созревания и разрыхления в естественных условиях, а также вспашка почвы перед весенним посевом или озеленением.

Снижение трудоемкости достигается нанесением компостной массы сразу на участок рекультивации.

Проведение фрезерования (одновременное глубокое рыхление, крошение и перемешивание почвы) в первой декаде декабря и дальнейшее созревание и разрыхление зимним промораживанием позволит снизить трудозатраты, так как компостная масса содержит различные вредные почвенные микроорганизмы, которых уничтожит мороз в естественных условиях.

Способ рекультивации мест хранения бытовых отходов осуществляют следующим образом.

Предварительно обследуют свалку бытовых отходов и удаляют из них обнаруженные неорганические включения. Осуществляют сплошную планировку участка. Затем в осенний период на перегнившие органические бытовые отходы наносят слои в следующей последовательности: сначала - слой предварительно обезвоженного речного ила, затем наносят слой ила очистных сооружений, предварительно инактивированного в течение не менее 1 года, после чего - слой опилок любых древесных пород при следующем соотношении обезвоженный речной ил : инактивированный ил очистных сооружений : опилки любых древесных пород - 1:1:1 в количестве 4 т/га. После этого в первой декаде декабря проводят фрезерование. После чего оставляют компостную массу на осенне-зимний и ранневесенний период для дальнейшего созревания и разрыхления в естественных условиях. Затем в ранневесенний период производят вспашку. После чего на заключительном этапе рекультивации производят высев трав или посадку кустарниковой растительности.

Пример конкретного применения рекультивации мест хранения бытовых отходов

Предварительно обследовали стихийную свалку бытовых отходов в Динском районе Краснодарского края площадью 40000 м² (200 м × 200 м) или 4 га. Затем очистили от обнаруженных неорганических включений, в том числе металлических предметов и других отходов, которые не разлагаются. А участок с оставшимися бытовыми отходами с частичным или полным разложением подвергли рекультивации.

Далее проводилась сплошная планировка поверхности свалки.

В осенний период, на выровненную поверхность перегнивших органических бытовых отходов, послойно наносился слой предварительно обезвоженного речного ила, затем слой инактивированного ила очистных сооружений, пролежавшего на полях фильтрации 1 год для полного уничтожения опасных микроорганизмов под воздействием ультрафиолета, после этого - слой опилок любых древесных пород, при соотношении компонентов: 1 часть обезвоженного речного ила, 1 часть инактивированного ила, 1 часть опилок любых древесных пород, в количестве 4 т/га.

Затем в первой декаде декабря производилось фрезерование, при этом происходит аэрация компоста при перемешивании компонентов: бытовые отходы, обезвоженный речной ил, инактивированный ил очистных сооружений, опилки любых древесных пород. После этого компостную массу оставляли для дальнейшего созревания и разрыхления. В осенне-зимний и ранневесенний период в естественных условиях при минусовых и плюсовых температурах компостная масса не только созревала, но и обезвоживалась и разрыхлялась посредством промораживания. А дополнительное перемешивание и аэрация компостной массы производилась при вспашке в ранневесенний период.

Посев газонных трав и посадка кустарников на заключительном этапе рекультивации позволили перевести территорию хранения отходов в зону рекреации.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет сократить время биологической рекультивации мест хранения бытовых отходов до 6-7 месяцев, повышает эффективность путем создания условий для жизнедеятельности редуцентных организмов и развития корневой системы растений, а также создать зону рекреации, улучшающую состояние окружающей среды.