×
18.05.2019
219.017.5bc9

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02162059
Дата охранного документа
20.01.2001
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к охране окружающей среды, к коммунальному хозяйству, а именно к способам очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) и может быть использовано преимущественно в теплый период времени (весна-лето-осень) при температуре воздуха не ниже 0. Особенно актуально использование предлагаемого способа для полигонов в начальный период их эксплуатации. Способ очистки осуществляют путем обработки сточных вод и их рециркуляции сквозь массу отходов. Для обработки сточных вод используют раствор известного молока Са(ОН), который смешивают со сточными водами до рН=9,0-9,5, после чего обработанные сточные воды распределяют по поверхности полигона твердых бытовых отходов из расчета 1-2 мм в сутки. Общее количество рециркулируемых предварительно обработанных известковым молоком сточных вод ТБО не должно превышать 200-300 мм/год. Обработку проводят до достижения нейтральной реакции среды сточных вод, отводимых через дренажную систему. В случае выделения фильтрата, имеющего щелочную реакцию среды (когда состав фильтрата находится в метановой фазе), но с концентрацией тяжелых металлов выше нормы ПДК, рециркуляцию фильтра, предварительно обработанного раствором известкового молока до рН 9,0-9,5, проводят до максимального эффекта снижения концентрации тяжелых металлов в сточных водах, отводимых дренажной системой. Способ обеспечивает сокращение сроков биологической очистки сточных вод, жизненного цикла полигона ТБО, повышение степени очистки кислых сточных вод от тяжелых металлов, а также обеспечение возможности управления процессом очистки. 1 з.п.ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к охране окружающей среды, к коммунальному хозяйству, а именно к биологическим способам очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) и может быть использовано преимущественно в теплый период времени (весна-лето-осень) при температуре воздуха не ниже 0 град.С. Особенно актуально использование предлагаемого способа для полигонов в начальный период их эксплуатации.

Известны биологические способы очистки дренажных сточных вод твердых бытовых отходов (ТБО), например, путем многократной рециркуляции дренажных сточных вод сквозь массу складируемых на полигоне отходов (1). В результате многократной рециркуляции сточных вод ТБО происходит их очистка от органических и неорганических загрязнений (ХПК и БПК снижаются на 40-50%), ионов тяжелых металлов (эффект очистки составляет 50-60%), происходит повышение pH среды, ускоряется переход опасных кислотных процессов во внутренних слоях отходов, протекающих в начальный период эксплуатации полигона, в метановую стадию, повышается минерализованность отходов, сокращается жизненный цикл полигона.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, заключаются в том, что процесс очистки сточных вод очень продолжительный (около 7 лет), т.к. рециркуляцию проводят кислыми сточными водами, а повторный их возврат в массу отходов увеличивает сроки разложения органических фракций, а также приводит к повышению температуры в поверхностных слоях ТБО за счет активизации аэробных бактерий, что способствует возгоранию полигона. Кроме того, эффект очистки от тяжелых металлов недостаточно высок.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ очистки сточных вод путем многократной рециркуляции, при котором до процесса рециркуляции на поверхность отходов насыпают нейтрализующий слой карбоната кальция CaCO3. При этом происходит нейтрализация кислых сточных вод. Процесс очистки сточных вод осуществляется в среднем в течение 4-х лет (2).

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, заключаются в том, что при использовании этого способа возникают эксплуатационные трудности, обусловленные слеживаемостью и цементированием нейтрализующего слоя, которые приводят к образованию водонепроницаемого слоя на поверхности полигона и возникновению случайных боковых утечек кислых сточных вод. Процесс очистки сточных вод достаточно продолжителен, а степень очистки от тяжелых металлов невысокая (до 60%). Кроме того, при использовании данного способа затруднен процесс управления очисткой сточных вод.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - сокращение сроков биологической очистки сточных вод, жизненного цикла полигона ТБО, повышение степени очистки кислых сточных вод от тяжелых металлов за счет их нейтрализации, а также обеспечение возможности управления процессом очистки.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов от тяжелых металлов путем обработки сточных вод и их рециркуляции в качестве реагента для обработки используют известковое молоко - раствор Ca(OH)2. Раствор Ca(OH)2 активно перемешивают со сточными водами (фильтратом) до pH = 9,0-9,5 и распределяют по поверхности полигона твердых бытовых отходов из расчета 1-2 мм в сутки, при этой общее количество рециркулируемого фильтрата на одной секции ТБО не должно превышать 200-300 мм/год.

Способ осуществляется следующим образом. Сточные воды собирают при помощи дренажной системы и отводят в специальные пруды-накопители. Одновременно с этим готовят раствор известного молока Ca(OH)2 и собранные сточные воды смешивают в смесителях с раствором Ca(OH)2 в течение 10-15 мин до pH 9,0-9,5. Необходимую pH сточной воды создают, изменяя количество Ca(OH)2 по отношению к обрабатываемому фильтрату. Обработку фильтрата раствором Ca(OH)2 ведут при атмосферном давлении и естественном воздухообмене. Далее обработанные сточные воды распределяют по поверхности полигона твердых бытовых отходов из расчета 1-2 мм в сутки, при этом общее количество рециркулируемого фильтрата на одной секции ТБО не должно превышать 200-300 мм/год. В противном случае будет происходить переувлажнение отходов, что приведет к переливам фильтрата и бесконтрольным утечкам сточных вод. В случае выделения кислого фильтрата его обработку перед рециркуляцией проводят до тех пор, пока pH фильтрата, отводимого дренажной системой, будет не ниже 7 (до перехода в метановую фазу). В случае выделения фильтрата с pH более 7,0 (когда состав фильтрата находится в метановой фазе), но содержащего высокие концентрации тяжелых металлов, рециркуляцию фильтрата, предварительно обработанного раствором известкового молока до pH = 9,0 - 9,5, проводят до максимального эффекта снижения концентрации тяжелых металлов в сточных водах отводимых дренажной системой.

В процессе известкования основная часть ионов тяжелых металлов свяжется в нерастворимые гидроксиды по реакции:

где Me2+ - ион тяжелого метала, например, Fe2+, Mn2+, Zn2+ и т.д. Me(OH)2 - нерастворимое соединение, выпадающее в осадок.

Дальнейшая подача обработанных известковым молоком сточных вод в массу отходов, складируемых на полигоне ускоряет переход состава вытекающих сточных вод из кислотной фазы в метановую, при этом окислительно-восстановительный потенциал будет смещаться в сторону восстановительных процессов. Так сульфаты будут переходить в сульфиды по реакции:
SO42- +6H+ = H2S + 4OH
Концентрация тяжелых металлов в этом случае будет снижаться как за счет повышенной щелочности сточных вод, обработанных известковым молоком, так и за счет связывания их в нерастворимые сульфиды:


Кроме этого, процесс обработки сточных вод известковым молоком будет способствовать обеззараживанию стоков от патогенной микрофлоры. Особенно это важно при обработке кислого фильтрата, значительно загрязненного патогенными энеторобактериями, яйцами гельминтов и жизнеспособными цистами кишечных простейших.

Пример конкретного выполнения способа.

Был проведен эксперимент на лабораторной установке, в ходе которого массу измельченных отходов подвергали многократной рециркуляции образующимися сточными водами, обработанными известковым молоком. В состав исследуемой массы ТБО входили бумажные отходы 33%, пищевые отходы 20%, отходы древесины 15% металлические отходы смешанного состава (железо, цинк, свинец и т. д. ) 3%, остальные отходы представляли из себя инертный материал (стекло, полиэтилен, резина, мелкий щебень и т.д.). Предварительно массу ТБО насытили водой до 80%-ной влажности и подвергли биодеструкции в оптимальных мезофильных условиях. Образующиеся кислые сточные воды (pH = 4,5-5,0) отводили из нижней части лабораторной установки и смешивали их с 1 % раствором известкового молока в течение 10 минут до pH = 9,0 -9,5. Контроль pH проводили с помощью лабораторного pH-метра. После этого обработанные сточные воды распределяли по поверхности исследуемых отходов из расчета 2 мм в сутки. Дополнительно на поверхность отходов подавали воду, имитирующую атмосферные осадки в количестве 2 мм в сутки. Рециркуляцию обработанного известковым молоком фильтрата проводили до снижения концентраций тяжелых металлов до предельно-допустимых значении в течение 6 месяцев. Было установлено, что предварительная обработка известковым молоком рециркулируемого фильтрата способствует снижению концентраций свинца и железа в конечном стоке уже на 60 день. Значительное снижение концентраций цинка (на 98%) наблюдалось на 100 день эксперимента. Многократная рециркуляция предварительно произвесткованного фильтрата (до pH = 9,0-9,5) привела к значительному снижению (на 70%) концентраций тяжелых металлов в дренажном фильтрате. Время стабилизации процессов разложения отходов сократилось вдвое.

Источники информации
1. Экологически чистый полигон для захоронения ТБО г. Москва. /Агентство по охране окружающей среды Дании. - М.: 1995. - 150 с.

2. Christensen Т. , Cossu R.. Stegmann R., Landfilling of Waste, Leachate, London and N.Y., 1992.

1.Способочисткисточныхводполигоновтвердыхбытовыхотходовоттяжелыхметалловпутемобработкисточныхводиихрециркуляциисквозьмассуотходов,отличающийсятем,чтовкачествереагентадляобработкисточныхводиспользуютрастворизвестковогомолокаCa(OH),которыйсмешиваютсосточнымиводамидоpH9,0-9,5,послечегообработанныесточныеводыраспределяютпоповерхностиполигонатвердыхбытовыхотходовизрасчета1-2ммвсутки,приэтомобщееколичестворециркулируемых,предварительнообработанныхизвестковыммолоком,сточныхводтвердыхбытовыхотходовнедолжнопревышать200-300мм/год,обработкупроводятдодостижениянейтральнойреакциисредысточныхвод,отводимыхчерездренажнуюсистему.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтовслучаевыделенияфильтрата,имеющегощелочнуюреакциюсреды,когдасоставфильтратанаходитсявметановойфазе,носконцентрациейтяжелыхметалловвышенормыПДК,рециркуляциюфильтрата,предварительнообработанногорастворомизвестковогомолокадоpH9,0-9,5,проводятдомаксимальногоэффектасниженияконцентрациитяжелыхметалловвсточныхводах,отводимыхдренажнойсистемой.2
Источник поступления информации: Роспатент
+ добавить свой РИД