Результат интеллектуальной деятельности: Способ переработки твёрдых коммунальных отходов

Предполагаемое изобретение относится к области охраны окружающей среды и найдет применение при проведении работ по реконструкции полигонов хранения и переработки твердых коммунальных отходов.

Известен способ утилизации твердых бытовых отходов с использованием технологии двойного капсулирования, обеспечивающий 100% экологически чистую утилизацию ТБО. Этот способ включает разделение как поступающих на полигон твердых бытовых отходов, так и законсервированных на полигоне, измельчение отсортированной части отходов, смешивание их с антиоксид антами. Измельченные отходы прессуют в брикеты, которые высушивают, помещают в пресс-формы и заливают бетоном с получением бетонных строительных блоков. (Пат. РФ №2663020, МПК В09В 3/00, опубл. 01.08. 2018, Бюл. №22).

Недостатком данного способа является непригодность отсева бытовых отходов законсервированных свалок для изготовления строительных блоков из-за накопления в них за время хранения ионов тяжелых и цветных металлов, которые по мере разрушения блоков будут загрязнять окружающую среду.

Известен способ переработки твердых бытовых отходов на органическое удобрение. Этот способ включает подготовку и сортировку отходов с отделением надрешетных неперегнивающих отходов и подрешетного органического отсева. Подрешетный органический отсев очищают от ионов тяжелых и цветных металлов путем многократной циркуляции водной фазы через компост и катионообменный сорбент. Затем промытый отсев подвергают сушке и гранулированию (Пат. РФ №2049083, МПК C05F 9/00, опубл. 27.11.1995 г).

Недостатком данного способа является сложность и энергоемкость процесса многократной промывки органического отсева и очистки с помощью катионообменного сорбента с последующей сушкой и гранулированием удобрения, а также необходимый завоз грунта для послойной изоляции вновь поступающих отходов.

Устранить указанные недостатки позволяет способ переработки твердых коммунальных отходов, включающий сортировку мусора сепарацией на грохотах, вывоз целевых и побочных отходов с надрешетной части грохота для последующей переработки и очистку подрешетного отсева от тяжелых и цветных металлов, в котором согласно изобретению, в пределах границ полигона формируют площадку санации, которую покрывают гидроизоляцией, на эту площадку помещают подрешетный отсев слоем 0,25-0,3 Ом с добавлением сорбента в виде тонко дисперсного порошка железо-магниевого алюмосиликата (например, «Агроионит») в количестве 8-16% от массы сухого подрешетного отсева, поверх этого слоя укладывают такой же следующий слой подрешетного отсева с добавлением сорбента и послойную укладку отсева в смеси с сорбентом производят до формирования штабеля высотой 1,4-1,6 м, сформированную массу выдерживают в течение 6-48 часов при влажности 40-60% НВ, затем ее используют для послойной промежуточной изоляции поверхности вновь поступающих коммунальных отходов, при этом очищенный от твердых коммунальных отходов участок покрывают сорбентом в виде тонкодисперсного порошка железо-магниевого алюмосиликата в количестве 8-16% от массы слоя грунта глубиной 0,25-0,30 м и осуществляют рыхление грунта на эту глубину.

Кроме того, очищенный от твердых коммунальных отходов и санированный участок может быть использован для складирования вновь завозимых твердых коммунальных отходов, которые отсыпают слоем до 2 м с уплотнением и последующим перекрытием слоем 0,25-0,28 м подрешетного отсева, завозимого с площадки санации. В летнюю жару при температуре выше 30°С подрешетный отсев на участке санации плотно укрывают полиэтиленом для минимизации испарения, аналогичные действия осуществляют и при санации почвы участка, освобожденного от депонированных отходов.

Новый технический результат заключается в том, что предложенный способ переработки твердых коммунальных отходов позволяет, разделив отходы и проведя санацию подрешеточной их части, отказаться от завоза на свалку грунта для послойной промежуточной изоляции вновь поступающих отходов и сохранить мусороемкость свалки без увеличения ее территории.

Предлагаемый способ переработки твердых коммунальных отходов осуществляли на санкционированной свалке ТКО с. Ильбеши Чувашской Республики следующим образом:

В границах территории полигона была сформирована площадка санации грунта площадью около 1 га. Ее поверхность покрыли гидроизоляционным материалом - геомембраной Carbofol. Депонированные отходы вскрывали с помощью экскаватора и перемещали на участок сепарации, оборудованный грохотом. На грохоте отходы разделяли на надрешетный и подрешетный отсев. Надрешетные неперегнившие отходы, содержащие металлы, стекло, полимерные материалы, отправляли на мусоросортировочную станцию для последующей сортировки. Подрешетный отсев состоял из перегнивших органических продуктов и грунта, загрязненных ионами тяжелых металлов и нефтепродуктами в результате длительного контакта с твердыми коммунальными отходами. В подрешетном отсеве были обнаружены соли следующих металлов: свинец, никель, медь, цинк, мышьяк, ртуть, кадмий.

Примечание. В таблице использованы сокращения: вал. - валовая форма, под в. - подвижная форма. В числителе представлено содержание валовой формы металла, в знаменателе - подвижной. У таких металлов, как мышьяк, ртуть и кадмий, ПДК имеется только на валовую форму, в связи с чем только валовую форму и определяли в экспериментах. Коэффициент концентрации находили как отношение фактического содержания к ПДК.

Подрешетный отсев перевозили на площадку санации грунта, где укладывали слоем 0,25-0,30 м с добавлением сорбента «Агроионит», который представляет собой природный минеральный комплекс алюмосиликатов группы глауконитов и глинистых минералов группы монтмориллонитов. Он имеет слоистую структуру и обладает большой удельной поверхностью, что обеспечивает повышенную сорбционную емкость. Отличительная особенность сорбента состоит в том, что сорбированные на нем поллютанты прочно закрепляются и в дальнейшем не поступают в окружающую среду, что обеспечивает выполнение экологических требований. На основании ранее проведенных исследований было установлено, что данный минеральный комплекс обладает не только сорбционными, но и ионообменными и буферными свойствами, что повышает эффективность его действия в промышленных масштабах. Способность «Агроионита» извлекать тяжелые металлы из шламов и почв составляет (в % от исходного содержания): Pb2+ - 99, Hg2+ - 64, Со2+ - 97, Cu2+ - 96, Cd2+ - 96, Mn2+ - 95, Cr3+ - 92, М2+ - 90, Zn2+ - 90, Feп+ - 99.

В результате раннее проведенных экспериментов было обнаружено, что для снижения свинца и никеля до уровня ПДК достаточно дозы сорбента «Агроионит» в количестве 8% к объему воздушно-сухого подрешетного отсева. Концентрация меди снижается до ПДК при добавлении 12% сорбента, мышьяка - при добавлении 4%. Концентрация ртути и кадмия в подрешетном отсеве изначально была ниже ПДК. При относительно невысокой изначальной концентрации цинка в подрешетном отсеве его концентрация снижается до значений ПДК (2,74 ПДК) только при добавлении 16% сорбента «Агроионит» от воздушно-сухой массы отсева. Поверх этого слоя укладывали такой же следующий слой подрешетного отсева с добавлением сорбента. Послойную укладку отсева в смеси с сорбентом производили до формирования штабеля высотой 1.4-1,6 м, и сформированную массу выдерживали в течение 6-48 часов при влажности 40-60% НВ. Обычно такой уровень влажности обеспечивается за счет выпадающих осадков. Однако, в зимнее время прибегали к дополнительному увлажнению водой. Продолжительность выдерживания должна обеспечить взаимодействие сорбента с тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Поэтому в летнее время срок выдерживания ограничивают шестью часами. Зимой этот процесс может продолжаться до двух суток. Освободившийся после вывоза депонированных отходов на разделение и санацию участок выравнивали и рассевали по его поверхности сорбент «Агроионит» из расчета 8-16% от массы слоя грунта глубиной 0,25-0,30 м в пересчете на сухой грунт. Затем рыхлили этот слой грунта тяжелой дисковой бороной. Обработанный участок может быть использован для складирования вновь завозимых твердых коммунальных отходов, которые отсыпали слоем до 2 м с уплотнением и последующей промежуточной изоляцией слоем 0,25-0,28 м подрешетного отсева, завозимого с площадки санации. В теплое время года промежуточную изоляцию отходов производят ежесуточно, а в холодное время не реже одного раза за трое суток. В летнюю жару при температуре выше 30°С чтобы поддерживать необходимую влажность подрешетный отсев на участке санации плотно укрывают полиэтиленом для минимизации испарения. Аналогичные действия осуществляют и при санации почвы участка, освобожденного от депонированных отходов.

Таким образом, предложенный способ переработки твердых коммунальных отходов позволяет, разделив отходы и проведя санацию подрешеточной их части, отказаться от завоза на свалку грунта для послойной промежуточной изоляции вновь поступающих отходов и сохранить мусороемкость свалки без увеличения ее территории.