SU1658819A3 - Способ складировани твердых бытовых отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к складированию и утилизации различных отходов. Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности способа за счет одновременной утилизации нефтеносных отходов Дл  этого твердые бытовые отходы плотностью 307-493 кг/м с содержанием органических веществ 203-342 г/кг интенсивно перемешивают с масл ными отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки при массовом соотношении (3-4,45): 1 и при обеспечении содержани  нефти в смеси не выше 5 мас.% Полученную смесь укладывают на отведенные дл  этого покрытые землей площадки в кассеты и в случае необходимости извлекают образующийс  биогаз. 2 табл

Description

Изобретение относитс  к складированию и утилизации различных отходов

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности способа за счет одновременной утилизации нефтеносных отходов.

При совместном складировании нефтеносных отходов вместе с твердыми бытовыми отходами маслосодержащие отходы благодар  специальным благопри тным физическим , биохимическим и микробиологическим свойствам смеси аналогично разложению бытовых отходов и в соответствии с аналогичным механизмом разлагаютс  с образованием биогаза.

Этот вывод делают на основании следующих св зей.

Твердые бытовые отходы обладают высокой способностью адсорбции масла Если содержание масла в смеси устанавливаетс 

на уровне 50 г/кг, то масло, выход щее при известных обсто тельствах из маслосодер- жащих отходов, св зываетс  с поверхностью отходов с такой адсорбционной силой что скорость десорбции ниже скорости разложени .

Содержание микроорганизмов, способных к разложению углеводородов в масло- содержащих отходах различных технологий  вл  тс  различным, однлко высоким (около 10 -10 микроорганизмов на 1 п В микрофлоре бытовых отходов (10 10 микроор ганизмов на 1 г) в значительном количестве представлены виды микробов, способные к разложению масла (бактерии pseudomonas Flavobacterium и Asthrpmatwter, дрожжи Candida; плесневые грибки Aspvrgillus Fusorium и pemrillium) Большое число микроорганизмов и благопри тный ,. отношении Осуществлени  рл Я НРГКОЛЬКО

О

Јл оо

00

ю

00

стадий состав смешанной микрофпоры приводит к тому, что процесс разложени  масла протекает со значительной скоростью.

Благодар  применению твердых бытовых отходов обеспечиваетс  необходимый дл  большого числа микроорганизмов источник питательной среды требуемого состава и в требуемом количестве. Вследствие необычайной неоднородности, вызванной характером отходов, в них содержатс  необходимые микроэлементы (С, N, О, Р), а именно в благопри тном соотношении (соотношение C/N составл ет от 20 до 40), а также источники энергии (углеводы, липи- ды) и основные соединени  (белки, витаминные соединени ), а также все важные микроэлементы.

Влажность бытовых отходов зависит от времени года и места выхода и в основном составл ет 45-50%. При совместной обработке по предлагаемому способу бытовых и нефтеносных отходов может быть обеспечена близка  к оптимальной влажность, равна  55-65%.

Анаэробное разложение нефтеносных отходов проходит в три фазы. Осуществл емое частично в анаэробных услови х ферментативное окисление, в котором участвуют сначала аэробные, затем при сни жении концентрации кислорода факультативно анаэробные, кислототворные бактерии

R-CH2-CH3 R-CH2 COOH

аэробные бактерии факультативно анаэробные

R -COO- -R -COOH+CH4.

кислототворные

Определенные анаэробно-ацетогенные бактерии преобразуют полученные на пер вой стадии соединени  в уксусную кислоту и водород:

R-COOH СООН Н20

ацетогенные

бактерии сиз соон Н2

Определенные анаэробные метанотвор- ные бактерии разлагают уксусную кислоту в метан и специальные метанотворные бактерии (Methanococcus, Methanobacterium и Methanosorcina) участвуют помимо этого в реакции водорода с двуокисью углерода:

СНз-СОО СН4 + С02:

СО + Н2 + Н20.

При хранении неф теносных отходов вместе с твердыми бытовыми отходами заданы услови  окружающей среды дл  рассмотренного механизма разложени . После складировани  смеси в ней вследствие физических свойств бытовых отходов (рыхлые, кусковые) в течение, примерно, 15 25 дней

преобладают аэробные услови , и после засыпки землей создаютс  факультативно анаэробные услови  последующей стадии. С учетом разработки единообразной

технологии важным и значительным  вл етс  тот факт, что скорость разложени  раз-. личных масл ных производных: фракции белого масла, веретенного масла, машинного масла и моторного масла, в течение всего

0 периода разложени   вл етс  практически идентичной. До начального содержани  масла, равного 70 г/кг, скорость, с которой снижаетс  содержание углеводородов в масл ных отходах, измен етс  лишь в не5 значительной мере.

Вследствие благопри тных микробиологических особенностей разложени  смеси , состо щей из твердых бытовых отходов и масл ных отходов (скорость биодеграда0 ции выше), можно ускорить по времени процесс разложени , спонтанно протекающий в хранилищах бытовых отходов и ведущий к образованию биогаза, в результате чего получение газа будет экономичнее.

5Согласно предлагаемому способу твердые бытовые отходы плотностью 307- 493 кг/м и содержанием органического вещества 203-342 г/кг интенсивно перемешивают в массовом соотношении (3-4,45):1

0 с масл нистыми отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки , тем самым устанавливают содержание нефти в смеси на уровне не выше 5 мас.%, складируют смесь на прин тых

5 дл  хранени  бытовых отходов, покрытых землей площадках (в кассетах) и в случае необходимости извлекают образующийс  биогаз.

Предлагаемый способ рассчитан на все

0 масл нистые отходы, содержащие нефть и/или продукты нефтепереработки, не содержащие примесей, токсичных дл  микробиологических процессов.

Во избежание возможного загр знени 

5 воды фильтрационной водой целесообразно , если примешивание и складирование нефтеносных отходов осуществл ют на поверхности ранее складированного, имеющего толщину по меньшей мере 5 м сло 

0 бытовых отходов, который уплотн ют до плотности 500 700 кг/м и затем покрывают слоем грунта толщиной 30-60 см.

П р и м е р 1. В полупромышленном моделирующем устройстве, оснащенном ус5 тройствами дл  отвода фильтрационной воды , дл  рециркул ции и газового анализа

3

исследуют ускоренное разложение 0.2 м смеси из масл ных отходов и бытовых отходов . Количественное соотношение нефтеносных отходов коммунальным составл ет

1:3. Из масл ных отходов, охарактеризованных в табл. 1, готов т предварительно смесь так, чго содержание нефти в ней составл ет 50 г/кг. Твердые бытовые отходы, которые используют дл  смешени , содержат 342 г/кг органических веществ и 42,7% воды, их объемный вес составл ет 307 кг/мЗ.

Влажность смеси составл ет 59,2%. содержание нефти в смеси 12.5 г/кг.

Ячейку моделирующего устройства заполн ют и закрывают,смесь вентилируют в течение 7 дн. После окончани  вентил ции измер ют количество и состав выдел ющегос  газа, а также параметры просачивающейс  воды. Опыт длитс  250 дн.

На начальном этапе содержание органических соединений в фильтрационной воде возрастает, максимум измерен на 31-й день и по времени совпадает с максимальным содержанием масла в фильтрационной воде (48 мг/дм3). Газовыделение незначительное , содержание метана составл ет максимум 3%.

Через 50-70 дн газовыделение становитс  интенсивным, состав газа посто нно измен етс , пока не достигает 65% метана и 30% С02. Это соотношение сохран етс  в течение 150 дн. В этот период содержание органических веществ в фильтрационной воде снижаетс , максимальна  концентраци  масла составл ет 10 мг/дм

По окончании опыта  чейку устройства опорожн ют и исследуют содержание масла в остатке. Содержание масла составл ет 4,51 г/кг, что применительно к разложению масла означает КПД, равный 91%. Выпущенное из фильтрационной воды масло составл ет тем самым максимум 0,006 мас.% от использованного масла.

Помимо указанного опыта, с помощью которого имитируют удаление при хранении , провод ттакже опытадсорбции масла. Выпущенную из  чейки фильтрационную воду пропускают через заполненную бытовыми отходами колонну длиной 2 м и полезным объемом 1,3 дм . Стекающа  вода в течение всего периода проведени  опыта практически не содержит масла (максимчль- ное содержание масла составл ет 5 мг/дм. При опорожнении колонны устанавливают, что наибольша  часть масла соединилась с бытовыми отходами в верхней четверти колонны . После 1700 мм масл ные примеси практически не обнаружены.

П р и м е р 2. На первом этапе исследуют технологию, имитирующую масл ные отходы , и определ ют содержание м сла. влажность и возможность микробиологического разложени  отходов.

Хранилище устраивают на спллке твер дых бытовых отходов путем устройства кассеты на изолированном участке. Объем кассеты составл ет по меньшей мере 1000 м3, т.е. ее полезный обьем соответст вует количеству отходов, скапливающихс  в течение 3 мес. Боковые стенки кассеты образованы из бытовых отходов Верхн   часть этих призматических стенок находит0 с  на уровне 3-4 м. Поверхность верхней части образует путь сообщени  дл  транспортных средств и рабочих машин, поэтому она имеет ширину около 3 м и уплотн етс  путем трамбовани  до соответствующей

5 прочности. Насыпанные и уплотненные призмы образуют пространство длиной 30 м, шириной 10 м и глубиной 3-4 м Дно и стенки кассеты в цел х изол ции покрывают слоем земли толщиной 0.4-0,6 м и затем

0 плотно утрамбовывают. Последующие кассеты можно устраивать так, чтобы в соответствии с темпом засыпки наращивать стенки в продольном направлении.

На более короткой, расположенной в

5 направлении места засыпки стороне кассе ты создаетс  площадка дл  перемешивани  длиной по меньшей мере 6 м. имеюща  такую же ширину, что и кассета Площадка служаща  в качестве пространства дл  пе0 ремешивани . покрываетс  слоем грунта толщиной 0,4-0,5 м, который уплотн ют

Бытовые отходы в количестве которое рассчитываетс  с учетом содержани  масла и влажности масл ного шлама имеющие

о

5 обьемный вес 420 кг/м и содержание 250 г/кг органических веществ укладывают на площадке дл  перемешивани  р виде сло  шириной 6 м и толщиной 50 см. На этот слой мусора выгружают масл ные отходы и

0 затем с помощью рабочих машин равномерно распредел ют по поверхности Уложенные равномерными сло ми отходы неоднократно поворачивают с помощью грейдера или грейфера и перемешивают

5 между собой. Содержание м сла устзн вли вают на уровне 3 5% при влажности 50- 60% Затем смесь помещают в кассету Соотношение твердых быгопых отходов и масл ного шлама составл ет 3.1

0Площадку дл  перемешивани  восстанавливают , возможно наход щиес  там масл ные примеси удал ют с помощью грейдера Загр зненную землю помещают в кассету, и площадку дл  перимгшгнани  по

5 крывают свежей землей Отн.чл злсыгыкн фронтально со о лрпнн ohp . щгннгп м ю щадке дн  прррпетмюн,- При ;ич, шже нии уропн  иер.-нсп м- i м,;, ь., дч 

nepeMf ишнмннч ги-г/ -.ч,| : . ,

чении vKri inni i yi;i - глцтом . Трубы, служащие дл  получени  биогаза, прокладывают через 1-3 года по еле заполнени  кассет.

П р и м е р 3. На отвале, действующем по технологии засыпки котлована, дл  твердых бытовых отходов в течение года перера- батывают 2000 т масл ных отходов со станции техобслуживани  автомобилей и машиностроительной промышленности.

Дл  смешивани  используют 14000 м3 предварительно измельченного в мусоровозах бытового мусора из населенных пунктов . Средн   объемна  плотность мусора составл ет 430 кг/м3, содержание органических веществ 240 г/кг. Влажность смеси устанавливают на уровне 57%. Смесью заполн ют три кассеты полезным объемом соответственно 5000 м .

Микробиологические процессы разложени  масла контролируют путем анализа проб, отобранных из скважин с различной глубины. Как показывают результаты анализа , приведенные в табл. 2, процесс проходит с соответствующей интенсивностью.

В части кассеты (скважина № 2), заполненной 12 мес тому назад, масло разрушилось уже на 95-97% и даже через 6 мес (скважина № 2) отмечают уже 90-93%-ное разрушение. Скважина № 3 проходит вблизи фронта заполнени , данные измерений показывают исходный состав смеси.

Пробы, вз тые с помощью бура, показывают , что слои, расположенные под смесью, содержащие лишь бытовые отходы, практически не загр знены маслом; лишь на границе сло  обнаружены следы масла.

В скважине Ms 1, представл ющей процесс разложени  в течение года, размещают пробоотборник дл  вз ти  проб газа. Как показывают результаты анализа газа, образовавшийс  биогаз содержит 59% метана, 39% двуокиси углерода и 2% прочих газов. В контрольном отвале, содержащем исключительно бытовые отходы, образовалс  газ, содержащий 35% метана, 60% двуокиси углерода и 5% прочих газов, Данные по содержанию масла в скажинах приведены в табл.2.

П р и м е р 4. Дл  удалени  6500 т грунта, загр зненного 6,5% сырой нефти, выделившейс  во врем  разрыва нефтепровода , грунт смешивают с трехкратным количеством бытовых отходов. Бытовые отходы

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

имеют объемную плотность 480 кг/м и содержат 210 г/кг органических веществ. Влажность смеси устанавливают на уровне 55 об.%, содержание масла составл ет 2,2%. Смесь складируют на свалке мусора по технологии устройства холма. С учетом исходного состава скорость разложени  ниже и дл  достижени  указанного в примере 3 коэффициента полезного действи  (95- 97%) требуетс  в два раза больше времени.

П р и м е р 5. Нефть, выливша с  в море из нефт ного танкера в результате пробоины , окружена на воде плавучей стеной и затем удалена с поверхности воды с помощью перлита. Образовавшиес  400 т нефт ного перлита со средним содержанием сырой нефти 16% складированы аналогично примеру 4. Использованные дл  этого бытовые отходы имеют объемную плотность 493 кг/м3 и содержат 203 г/кг органических веществ. Складируема  смесь имеет содержание масла 4,7% и влажность 62,7%. Скорость разложени  практически аналогична приведенной в примере 4.

П р и м е р 6. 5000 г почвы, котора  загр знена дизельным топливом (12 мас.%) и возникла путем пробивки отверсти  в резервуаре , смешивают в количественном соотношении 4,45:1 с коммунальными отходами плотностью 420 кг/м и с содержанием органических веществ 215 г/кг. Влажность смеси составл ет 59,2%. Отходы складируют в бурт. Содержаща с  нефть спуст  6 мес разлагаетс  на 69%, а спуст  14 мес-на 93,9%.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ складировани  твердых бытовых отходов путем укладки их на отведенных дл  этого покрытых землей площадках в кассеты и в случае необходимости извлечени  образовавшегос  биогаза, отличающийс  тем. что, с целью повышени  экономичности способа за счет одновременной утилизации нефтеносных отходов, перед укладкой в кассеты твердые бытовые отходы объемной плотностью 307- 493 кг/м и с содержанием органических веществ 203-342 г/кг интенсивно перемешивают с масл ными отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки, при массовом соотношении (3-4,5):1 и при обеспечении содержани  нефти в смеси не выше 5 мас.%.

   86,9

   I 9

   Древесные опилки , загр зненные маслом

   Масл на  ветошь

   Flavobacterium Sporoubacteriun

   Staphylobotutic

   Tr ichoderma

   Mucor

   Aspergillus flauris

   Грамм-негативные бакт.

   psendomonas

   Грамм-негативные

   бакт.

   psendomonas v Trichoderma

   Fusarium

   Mucor

   Candida

   61 ,Д

   82

   Шлам после мойки автомобилей

   96,1

   Глубина, м

   Содержание масла, г/кг, в скважине

   Flavobacterium psendomonas

   1,1 10

   Flavobacterturn (спорообразорат е- ли)

   8 10

   Таблица 2