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"PROCEPE POUR L'ELIMINATION DE DECHETS CONTENANT DU PETROLE
PAR MISE EN DECHARGE ACTIVEE".
La présente invention concerne un procédé pour l'élimina- tion de dechets contenant du pétrole par mise an decharge activée, conjointement avec des déchets communaux solides.
Les dechets contenant du petrole figurent parmi les déchets dangereux pour l'environnement qui posent le plus de problèmes. Sur la quantité de ddchets, qui se forment annuellement à raison de plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes, sous des états physiques différents et avec des teneurs en pétrole diffdrentes, une partie seulement est collectée pour être éliminée ou mise à la
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décharge conformdment ä la reglementation. Le reste se répand da maniere incontrôlé dans l'environnement et constitue un danger permanent pour les eaux libres, l'eau souterraine et les surfaces des exploitations agricoles.
Des difficultés particulières apparaissentlors des contaminations de l'environnement qui surviennent en cas d'avaries (par exemple, rupture d'un oléoduc, déversement de petrole) en mer ou sur terre ferme,
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car il s'agit dans ces cas dliliminer des grandes quantities de matièreshuileuses, pour la plupart de la terre huileuse oude 1a Perlite souillêe d'huile.
De nombreux procédés sont connus pour éliminer les déchets contenant de l'huile.
Leur destruction par combustion est dispendieuse et exige des investissements relativement élevés.
Les déchets contenant de l'huile peuvent être également élimines par mise à la décharge, ce qui peut consister, indépendamment
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du ype de décharge, en un depot temporaire ou en une mise ä la décharge définitive. En raison des prescriptions imposées à la protection. l'environnement et a la protection de l'eau, les décharges doivent être deeffectuées sur des territoires offrant les caractéristiques hydrogdologiques correspondantes et/ou avec une protection technique correspondante
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contre la déperdition de l'eau par suintement ou infiltration. Pat suite, ces types de décharges ne peuvent etre aménagés que dans des zones deter- minées et au prix d'un coût extraordinairement élevé.
Les déchets contenant de l'huile peuvent etre également 5 éliminés par dégradation biologique.
Selon le brevet des U.S.A. n 4.328.104, les emulsions d'huile dans l'eau ou d'eau dans l'huile, contenant de l'huile minerale ou une hut1e de graissage, sont traités conjointement avec la boue biolo- gique provenant d'installations de purification des eaux residuaires, @ et l'huile est décomposée par voie anaérobie, conjointement avec la boue activée en excès dans des tours de putréfaction ou digestion.
Selon le brevet : britannique n 2.112.776, on procède au compostage de dechets à teneur en cellulose élevée (dechets de trans- formation du bois, en premier lieu sciure de bois et copeaux) conjoin- tement avec de la boue dite pétrolière (5-25'-). Au cours du processus de formation du compost, la vitesse de decomposition de la cellulose augmente sous l'action de la boue pétrolière. Dans ce procédé, par suite, la boue pétrolière remplit, conjointement avec les substances nutritives de supplément ( engrais animal, résidus de l'industrie alimentaire, de l'Industrie papetière et autres) couramment introduites dans le processus de compostage, la fonction d'un"catalyseur biologique".
Selon ce brevet, le rendement des processus de digestion, auxquels sont soumis des déchets da l'Industrie du bois conjointement avec la boue activée en provenance d'installation de purification des eaux résiduaires, peut également etre augmente par l'addition d'une boue pétrolière.
L'application de ce procédé à des fins de protection de l'environnement est entravé par le caractère saisonnier de la technologie du compostage ou l'utilisation du compost, ce qui ne permetpas. de traiter en continu des grandes quantités de déchets contenant de l'huile.
Dans le brevet hongrois nO 174. 531, on propose pour l'atnelio- ration de terrains arénacés meubles ou de terrains limoneux serres ou
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fermes, d'introduire en melange dans la couche superficielle une boue contenant de l'huile en tant que générateur d'humus et de maintenir l'état aéorobie du terrain par retournement fréquent (à la charrue, la herse à dispques ) jusqu'à la dégradation complète de l'huile (environ 2-3 ans). Ce procédé n'est utilisable que sur des territoires hydrogo- logiques ou assrotecbnot. ogiques, ä savoir de manière restreinte seulement, et il exige une surface importante et, pour le maintien de l'état aérobie,
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une Energie élevé.
Dans la demande de brevet hongrois disposition du public sous le numero H 2646, on décrit un procedé selon lequel on incorpore à des terrains souillés d'hydrocarbures, en vue d'accélérer * des contaminant, des cultures de groupes de micro-organismes aptes à réaliser la dégradation des hydrocar bures. La masse cellulaire se multiplie dans le terrain par voie aérobie, les hydrocarbures servant à cet égard de source d'énergie et le terrain se trouvant de nouveau rendu propre à recevoir des plantes cultivables.
Les solutions selon les brevets hongrois n 181. 560 et n 181. 817, qui sont fondées sur des principes similaires, font appel pour la dégradation du contenu de terrains en hydrocarbures, à la préparation de cultures microbiologiques différentes, dites cultures d'amorçage ou de déclenchement qu'on laisse ensuite se développer dans le terrain dans des conditions aérobies.
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Ces procédés sont appropriés pour débarrasser d'huile le terrain sur sa couche supérieure, sur une hauteui < 3e5-10cm.
E. eurdesava. n-tage réside dans la nature compliquée de la préparation et de la conservation des cultures nticrobiologiques clonées ainsi que dans la vitesse faible du processus de dégradation ( absence d'huile après 2-3 ans). Lesdits procédés conviennent en premier lieu pour rendre de nouveau propres
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à la culture des terrains souilles en surface par de l'huile déversée ou suite accidentelles et pour les zones technologiques (par
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à des avariesPour des raisons de capacité et d'économie,
les procédés precites n'offrent en conséquence une solution que partiellement pour l'elimination de déchets contenant de l'huile présents en quantités extraordinairement grandes.
Le but de l'invention est d'élaborer un procédé avec lequel on puisse traiter en continu des grandes quantités de déchets contenant de l'huile, par obtention d'une degradation microbiologique rapide et efficace de cette dernière, et qui puisse etre mis en oeuvre ä faible
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cour, sans le recours à une substance d'inoculation particultèrement ou c préparée a cet effet et sans l'utilisation de substances nutritives de suppleiaentacion.
L'invention est fondee sur la découverte que lors de la mise ä la décharge conjointe de déchets contenant de l'huile et d'ordures menageres solides, les déchets contenant de l'huile se trouvent degrades, sous l'effet des propriétés physiques, biochimiques et microbiologiques particulières et favorables du mélange, d'une maniere similaire à ce qui se produit dans le cas de la dégradation des déchets communaux et, comme on peut l'admettre, suivant le même mécanisme, jusqu'à la production de gaz biologique.
Ladite découverte peut entre déduite des corrélations suivantes.
1) Les déchets communaux solides ont une capacité d'adsorption
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d'huile élevée. Lorsqu'on règle la teneur en huile du melange à environ 50 g/kg, l'huile ressortant éventuellement par suintement à partir du déchet contenant de l'huile se trouve alors fixée avec un pouvoir adsorbant de cette nature sur la surface des ordures, si bien que la vitesse de desorption est inférieure à la vitesse de la dégradation.
2) La teneur en micro-organismes aptes ä la degradation
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des hydrocarbures, des déchet5 contenant de l'huile, provenant de techno-
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logies différentes, est elle-meme variable, tout en restant élevée (envi- 3 10 ron 10 es/g).
Q f\ Dans la microflore des déchets communaux -10 les types de microbes aptes à la dégradation de l'huile se trouvent -10 gereprésentés en nombre considérable ( bactéries telles que Pseudomonas, Flavobaeterium et Asthromabacter, levures telles que Candida, moisissures telles qu'Aspergillus, Fusarium, Penicillium). Le nombre élevé de germes et la composition de la microflore mélangée, favorable sous Itaspect d'une degradation se déroulant en plusieurs stades, fournissent une dégradation de l'huile s'effectuant ä une vitesse significative.
3) Par l'ut11isat1on des ordures ménagères solides, se trouve assurée la source de substances nutritives de composition et en quantité appropriées, nécessaire pour le nombre de germes. élevé. En conséquence de l'hétérogénéité extraordinaire resultant de la nature des ordures, on peut trouver dans celles-ci les maeroelements nécessaires (C, N, 0, P), et ceci en un rapport favorable ( le rapport C/N se situe entre 20 et 40 ), mais également les sources d'energie (hydrates de carbone, lipides) et les composés essentiels ( protéines, composés vitaminiques ) ainsi que tous les micro- et oligo-éléments importants.
La teneur en eau des déchets communaux dépend de l'epoque
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de l'annee de leur lieu de production, et s'élève en général ä 45- 50%. Dans le traitemetlt conjoint, selon l'invention, de déchets communaux et de déchets contenant de l'huile, une teneur en eau de 55-65%, avoisinant le maximum peut être assurée.
4) La degradation anaérobie des déchets contenant de l'huile se déroule en trois phases. a) Une oxydation enzymatique se déroulant en partie dans des conditions anaérobies, au début de laquelle participent des bactéries aérobies et ultérieurement, lorsque la concentration d'oxygène s'abaisse, des bactéries productrices d'acides, facultativement anaérobies.
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a.. batérie$ ploc 'ftr coCH -COOH pradugttiegq dfolt-Ide9. alcoog + 8] U¯coox + cs facultatiement
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b) Des bactéries 3naerobiesac6tog & nesdtermin6esconvertissent les composés formés suivant phase ci-dessus, en et hydrogene.
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R -cooS R-COOH x coos B-COOH O. s-C .
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c) Des bactéries anaérobies productrices de méthane dtenninées déccmposent l'acide acétique en les bactéries productrices de méthane particulières et Methansorcina) prennent en outre part ä la réaction de l'hydroane le dioxyde de carbone
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Dans le cas de la mise la décharge des déchets contenant de l'huile conjointement avec des ordures ménagères solides, les con- iitions ambiantes pour le mécanisme de degradation décrit se trouvent réalisées. Après le dépot du mélange, 11 règne dans celui-ci des coniitions aérobies pendant environ 15-25 jours en conséquence des propriétés @hysiques des déchets communaux (détachés en morceaux), et apres le recouvrement avec de la terre, les conditions facultativement anaérobies le la phase ultérieure.
5) Sous l'aspect de la mise en oeuvre d'une technologie unitaire, la constatation que la vitesse de dégradation des différents dérivés du petrole, tels que les fractions constituant l'huile blanches
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l'huile pour broches, l'huile pour machine et l'huile pour moteur, demeure pratiquement identique pendant toute la durée de la dégradation, est importante et significative. Jusqu'à une teneur initiale en huile de 70 g/kg, la vitesse avee laquelle le contenu en hydrocarbures du déchet contenant de l'huile se trouve degrade, ne varie que dans une faible mesure.
6) En conséquence des propriétés de dégradation microbiologiques favorables du melange ä base de déchets communaux sotides et de déchets contenant de l'huile (1a vitesse de la biodegradation est plus grande), la degradation se déroulant spontanément sur la décharge des ordures ménagères et conduisant au gaz biologique, peut être accélérée dans le temps, ce qui rend la recuperation du gaz plus économique.
La presente invention a par suite pour objet un procédé pour l'elimination des déchets contenant du petrole, par l'utilisa- tion de déchets ou immondices communaux. La caractéristique dudit procédé consiste essentiellement en ce qu'on melange intensivement, dans la proportion en masse d'au moins 3 :
1, des déchets communaux solides d'une densité apparente de 300-500 kg/m contenant au moins 200 g/kg de substances organiques, avec les déchets contenant de l'huile, tel que du petrole ou des sous-produits de traitement du pétrole, de telle façon que la teneur du mélange contenant du
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pétrole s'établisse au maximum a 5, de la masse, on met en depot (dans des caissons) le melange sur les décharges usuelles pour le dépôt des déchets communaux recouvertes de terre, et on recueille éventuellement le gaz de digestion biologique forme.
Pour le procédé de l'invention, il convient d'utiliser tous
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les déchets contenant de l'huile, ä savoir renfermant du pétrole et/ou des produits de traitement du pétrole en une quantité au maximum à Z de la masse, mais qui ne renferment toutefois aucun additif m s'élevant! toxique vis-a-viE du processus microbiologique.
Le procédé peut être utilisé sur les dépôts d'ordures communaux
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equipes de décharges dites classées dans est exclu le depot d'autres types de déchets,
Pour éviter une éventuelle contamination de l'eau par de l'eau d'infiltration, 11 est convenable d'entreprendre l'incorporation 5 en melange et la decharge des déchets contenant de l'huile sur la surface d'une couche de déchets communaux précédemment déposée sur une hauteur d'au moins 5 mètres, qui a étê compactée à une densité de 500-700 kg/m3, puis recouverte d'une couche de terre d'une épaisseur de 30-60 cm.
Le procédé de l'invention sera ci-après décrit avec plus ) de details dans les exemples de mise en oeuvre suivants. Ceux-ci sont donnés à titre indicatif seulement, et il est entendu que l'on peut mettre en oeuvre l'invention suivant de nombreuses tnodifieations ec variantes sans toutefois s'écarter de son cadre et son esprit.
Exemple 1
Dans une installation de simulation semi-industrielle, qui est équipée de dispositifs de retour de l'eau d'infiltration de recyclage, et d'analyse de gaz, on examine la dégradation accélérée de
0,2 m3 d'un mélange de dechets contenant de l'huile et d'ordures ménagères.
On rdgle la teneur en huile du melange ä une valeur de
50 g/kg avec les déchets dont les parmmètres sont indiqués dans le tableau I.
Les ordures ménagères contiennent 342 g/kg de substances organiques
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3 et 42, et leur
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Tableau. t
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<tb> 7% <SEP> d'Déchet <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> Microflore <SEP> Nombre <SEP> de
<tb> humidité <SEP> en <SEP> huile <SEP> propre <SEP> au <SEP> germes
<tb> % <SEP> g/kg <SEP> dechet <SEP> (germes/g)
<tb> Doulsion <SEP> de
<tb> lubrifiant- <SEP> Flavobacterium
<tb> réfrigérant <SEP> 86,9 <SEP> 119 <SEP> Bactéries <SEP> sporulantes <SEP> 3,8. <SEP> 105
<tb> Staphylobotritis
<tb> Trichoderma
<tb> Mucor <SEP> 0,5.
<SEP> 103
<tb> Aspergillus <SEP> flavus
<tb> Sciure <SEP> de <SEP> bois <SEP> Bactéries <SEP> gram-négatives
<tb> souillée <SEP> d'huile <SEP> 38,8 <SEP> 102 <SEP> Pseudomonas <SEP> 1,2.105
<tb> Chiffons <SEP> huileux <SEP> 8,8 <SEP> 148 <SEP> Bactéries <SEP> gram-négatives <SEP> 4,2. <SEP> 107
<tb> Pseudomonas
<tb> Trichoderma <SEP> 50
<tb> Fusarium
<tb> Mucor
<tb> Candida <SEP> 9. <SEP> 103
<tb> Ecume <SEP> de <SEP> lavage <SEP> Flavobacterium
<tb> d'automobile <SEP> 61,4 <SEP> 82 <SEP> Pseudomonas <SEP> 1,1. <SEP> 105
<tb> Ecume <SEP> de <SEP> lavage <SEP> Flavobacterium <SEP> 8. <SEP> 105
<tb> d'automobile <SEP> 96,1 <SEP> 11 <SEP> Sporulants
<tb>
La teneur en humidité du mélange s'élève ä 59,2%.
On remplit la cellule de simulation et on la ferme. On aère le mélange pendant 7 jours. Après avoir arrêté l'aération, on mesure en continu la quantité et la composition du gaz dégagé et les paramètres de t'eau d'infiltration. L'essai dure 250 jours.
Dans la phase initiale, la teneur de l'eau d'infiltrat. ion en composes organiques augmente, le maximum pouvant être mesure au 31ème jour, et diminue également avec le temps conjointement avec la teneur en huile la plus élevée de l'eau d'infiltration (48 mg/dm3). Laformation de gaz est faible et la teneur en méthane s'élève au maximum à 3%.
Après 50-70 jours, le dégagement gazeux devient intense et la composition du gaz varie constamment jusqu'a ce qu'une valeur de 65% de méthane et 30% de CO soit atteinte. Cette proportion se main-
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tient pendant environ 150 jours. Dans cet intervalle de temps, la teneur de l'eau d'infiltration en substances organiques est plus faible, la 3 teneur en huile la plus élevée se situant à 10 mg/dm.
Après la fin de l'essai, on vidange la cellule de simulation et on examine la teneur en huile du residu. 4, contenus, ce qui fournit pour la dégradation de l'huile un rendement de 91%. L'huile évacuée par l'eau d'Infiltration constitue par suite au maximum 0, de la masse de l'huile introduite.
En dehors du procédé décrit ci-dessus, avec lequel on l'elimination sur une décharge, on procède également à un essai d'adsorption d'huile. On envoie l'eau d'infiltration qui sort de la cellule, ä travers une colonne d'une longueur de 2, m et d'un volume utile de 3 t, qui est remplie de déchets communaux. L'eau qui est pratiquement exempte d'huile pendant toute la durée de ltessaidateneur en huile maximale est de 5 mg/dm). Au cours de la vidange on peut constater que la plus grande partie se fixe, dans le quart supérieur de la colonne, sur les déchets communaux. Après 1700 mm, on ne décèle pratiquement plus de contaminant huileux.
Exemple 2 Dans le premier stade, on examine la technologie productrice du déchet huileux, et on détermine la teneur en huile, la teneur en eau et le pouvoir de dégradation microbiologique du déchet On cree une décharge réceptrice sur un depot ä ordures pour ddchets communaux solides par pose d'un caisson sur une zone séparée. Le caisson a un volume d'au moins innen J, que son espace utile correspond ä la quantité de déchets accumulée en trois mois. Les parois latérales du caissonsontconstitudes par de crete de ces parois de forme prismatique s'élève à 34 mètres.
La surface de crete constitue la voie de circulation pour les véhicules de transport et les machines de travaux) et est de ce fait aménagée avec une largeur d'environ 3
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51 g/kg d'huile sont encore'mètres et tassée par damage ä une résistance mécanique correspondante.
Les prismes amoncelés et compacités délimitent un espace intérieur ayant environ 30 m de longueur, 10 m de largeur et 3-4 m de profondeur. En vue d'un étanchement, on reccuvre le fond et les côtés du caisson d'une couche de terre de 0, 4-0, 6 m d'épaisseur, puis on les soumet un compactage résistant. On peut ériger d'autres caissons en poursuivant la construction des parois dans la direction longitudinale ä la cadence du remplissage.
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Du coté du caisson le plus court, situe en direction du poste de remplissage, on aménage une surface de mélangeage d'au moins m de longueur et exactement de mamie largeur que le caisson. On recouvre la surface servant d'espace de mélange. d'une couche de terre d'une épaisseur de 0, 4-0, 5 m que 110n tasse.
Sur la emfaze de mélange , on confectionne un lit d'environ 6 m de large et 50 cm d'epaisseur, d'ordures
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g ménagères qui ont en moyenne une densité de 420 kg/m3 et qui contiennent en moyenne 250 g/kg de substances organiques, en une quantité calculée en connaissance de la teneur en huile et en humidité de 1a boue contenant de l'huile. On vide les déchets contenant de l'huile dans ce lit d'ordures, puis on les répartit régulièrement sur la surface à l'aide de machines de travaux. On retourne et melange entre eux plusieurs fois les déchets distribués en couches uniformes, au moyen d'une niveleuse ou d'une benne preneuse. On établit la teneur en huile du mélange à 3-5%, et sa teneur en humidité à 50-60%.
Puis on remplit le caisson avec le mélange.
On rénove la surface de melange, et on dlimine des contaminations huileuses qui 5'y trouvent éventuellement au moyen de la niveleuse.
On remplit le caisson avec la terre souillée et on recouvre la surface de mélange de terre fraîche, On remplit la décharge frontalement à partir du cote tourné vers la surfaee de mélange * Lorsque la hauteur de crête est atteinte, la surface de mélange. est transferee derrière
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le front apres que les conditions précitées aient été assurées.
Les tuyautages servant a la recuperation. du gaz biologique sont installis 1 à 3 ans parès le remplissage des caissons,
Exemple 3
Sur une décharge fonctionnant suivant la technologie du remplissage ou comblement des fosses pour déchets communaux solides, on traite en une année 2000 tonnes de déchets contenant de l'huile qui proviennent d'ateliers d'entretien de véhicules et d'industries mécaniques.
Pour le mélange, on utilise 14.000 m3 d'ordures ménagères venant de lotissements d'habitation, La densité apparente des of- dures $'dlbve ä 390 kg/m3 et leur teneur en substances organiques b 240 g/kg. on dtablit la teneur en eau du mélange b 57 t. On remplit
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3 avec le mélange trois caissons d'un volume utile pectifde5000m
On contrôle le processus microbiologique de ddgradation de l'huile par l'analyse d'échantillons ou carottes prélevés par forages à différentes profondeurs. Comme le montrent les resultants d'ana-
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lyse reportés dans le Tableau 11, le processus se ddroule avec une intensitd correspondante.
Dans une partie du caisson, déjà remplie 12 mois auparavant (forage N 1), l'huile s'est déjà dégradée à 95 - 97 %, et également apres 6 mois (forage NO 2) on observe déjà une dégrada-
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tion raison de 90-93 3 est appliqué & proximitd du front de remplissage, les valeurs de mesure indiquant la composition de départ du mdlange.
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Tableau Il
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<tb>
<tb> Profondeur <SEP> Forage <SEP> Forage <SEP> Forage
<tb> N <SEP> 1 <SEP> N <SEP> 2 <SEP> N <SEP> 3
<tb> (m) <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> buile <SEP> (g/kg)
<tb> 0,0-1,0 <SEP> 2,40 <SEP> 5,0 <SEP> 29,7
<tb> 1,0-2,0 <SEP> 1,84 <SEP> 3,25 <SEP> 43,5
<tb> 2,0-3,0 <SEP> 1,62 <SEP> 3,72 <SEP> 4,5
<tb> 3,0-4,0 <SEP> 1,72 <SEP> 7,62 <SEP> 38,2
<tb> 4,0-5,0 <SEP> 1,43 <SEP> 4,57 <SEP> 4,1
<tb> 5,0-5,
5 <SEP> 0,02 <SEP> 0,09 <SEP> 0,04
<tb>
Les echantillons prélevés au moyen de l'outil de forage démontrent égalment que les couches situdes en-dessous du mdlange,
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et qui ne contiennent que des ddchets communaux, ne sont pratiquement pas souillées d'huile. Seules des traces d'huile sont décelables ä la limite des couches.
Dans le forage NO 1, représentant sensiblement une dgra- dation pendant une annde, on applique un appareil de prélèvement d'echantillons de gaz. Comme le montrent les resultats d'analyse des gaz, le gaz de digestion biologique forme contient 59 % de méthane, 39 % de dioxyde de carbone et 2 t d'autres gaz. Dans la decharge témoin contenant exclusivement des déchets communaux, il se forme
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un gaz qui contient 35 % de mdthane, 60 de dioxyde de carbone et %5 % d'autres gaz.
Exemple 4
Pour l'elimination d'huile dans 6500 t de terre souillee en moyenne par 6,5 % d'huile minérale brute, ayant pour origine la rupture d'une canalisation pétrolière, on melange cette quantité de terre avec le triple de déchets communaux. Les déchets communaux ont une densité apparente moyenne de 480 kg/m et contiennent 210 g/kg de substances organiques. On etablit la teneur en humidité
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du melange à 55 en volume, tandis que sa teneur en huile s'élève ä 2, On decharge le melange sur un depsst d'ordures suivant la technologie de la construction en monticule.
Comme il est prévisble d'après la composition de départ, la vitesse de ddgradation est plus faible, et pour atteindre le rendement de 95-97 tionné dans l'Exemple 31 deux fois plus de temps est necessaire.
Exemple On entoure avec une paroi flottante de l'eau de mer dans laquelle s'est rdpandue de l'huile consécutivement A une fuite dans un navire-citerne pdtrolier, puis on élimine l'huile a partir de la surface de l'eau au moyen de perlite. On met a la decharge de la maniere décrite dans l'Exemple les 400 tonnes de perlite huileuse formees, qui prdsentent une teneur en pdtrole moyenne de 16 %. Les ddchets communaux utlllsés b cet effet ont une densité apparente de 493 kg/m et contiennent 203 g/kg de substances organiques. on règle la teneur en huile du melange mis à la decharge à 4, et sa teneur en humidité a 62, La vitesse de ddgradation est pratiquement aussi grande que dans l'Exemple 4.
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"PROCESS FOR THE DISPOSAL OF WASTE CONTAINING OIL
BY ACTIVE DISCHARGE ".
The present invention relates to a process for the disposal of petroleum-containing waste by activated discharge, together with municipal solid waste.
Waste containing petroleum is one of the most problematic environmentally hazardous wastes. Of the quantity of waste, which is formed annually at the rate of several tens of thousands of cubic meters, under different physical states and with different petroleum contents, only a part is collected for disposal or disposal.
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discharge in accordance with the regulations. The rest spread uncontrollably in the environment and constitute a permanent danger to open water, groundwater and the surfaces of agricultural holdings.
Particular difficulties arise during environmental contamination which occurs in the event of damage (for example, rupture of an oil pipeline, oil spill) at sea or on dry land,
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because in these cases it is a question of eliminating large quantities of oily matter, for the most part oily earth or perlite contaminated with oil.
Many methods are known for disposing of waste containing oil.
Their destruction by combustion is expensive and requires relatively high investment.
Waste containing oil can also be disposed of by landfill, which can be, independently
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of the landfill type, as a temporary deposit or as a final landfill. Due to the protection requirements. environment and water protection, discharges must be carried out on territories offering the corresponding hydrogdological characteristics and / or with corresponding technical protection
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against water loss by seepage or infiltration. As a result, these types of landfills can only be set up in specific areas and at an extraordinarily high cost.
Waste containing oil can also be removed by biological degradation.
According to US Patent No. 4,328,104, emulsions of oil in water or water in oil, containing mineral oil or a lubricating hut, are treated together with the biological sludge from waste water purification plants, @ and the oil is decomposed anaerobically, together with the excess activated sludge in putrefaction or digestion towers.
According to the patent: British No. 2,112,776, waste with a high cellulose content (wood processing waste, first sawdust and shavings) is composted together with so-called petroleum mud (5 -25'-). During the composting process, the rate of cellulose decomposition increases under the action of petroleum mud. In this process, therefore, the petroleum sludge performs, together with the supplemental nutrients (animal fertilizer, residues from the food industry, the paper industry and others) commonly introduced into the composting process, the function of a "biological catalyst".
According to this patent, the efficiency of the digestion processes to which wood industry waste is subjected in conjunction with the activated sludge from a waste water purification plant can also be increased by the addition of a sludge. oil.
The application of this process for environmental protection purposes is hampered by the seasonality of composting technology or the use of compost, which does not allow. continuously process large quantities of waste containing oil.
In Hungarian patent no. 174. 531, it is proposed for the attenuation of loose sandy soils or of silty greenhouses or
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firm, to introduce a mixture into the surface layer of a sludge containing oil as a humus generator and to maintain the aerobic state of the ground by frequent overturning (with the plow, the harrow) complete degradation of the oil (approximately 2-3 years). This process can only be used in hydrogological or assrotecbnot territories. ogical, namely only in a restricted manner, and it requires a large surface area and, for the maintenance of the aerobic state,
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high Energy.
In the Hungarian patent application available to the public under the number H 2646, a method is described according to which, in soil contaminated with hydrocarbons, cultures of groups of microorganisms capable of achieve the degradation of hydrocarbons. The cellular mass multiplies in the soil aerobically, the hydrocarbons serving in this respect as a source of energy and the soil being again made suitable for receiving cultivable plants.
The solutions according to Hungarian patents Nos. 18160 and 181. 817, which are based on similar principles, call for the preparation of hydrocarbon content of the soil, the preparation of different microbiological cultures, called seed cultures or trigger that is then allowed to develop in the field under aerobic conditions.
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These methods are suitable for ridding the ground of oil on its upper layer, on a height of <3e5-10cm.
E. eurdesava. n-tage lies in the complicated nature of the preparation and preservation of cloned microbiological cultures as well as in the low speed of the degradation process (absence of oil after 2-3 years). Said methods are suitable in the first place for making clean again
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for the cultivation of soiled soil on the surface by oil spilled or accidental and for technological areas (for
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For reasons of capacity and economy,
the aforementioned methods therefore offer a solution only partially for the elimination of waste containing oil present in extraordinarily large quantities.
The object of the invention is to develop a process with which it is possible to continuously process large quantities of waste containing oil, by obtaining rapid and effective microbiological degradation of the latter, and which can be implemented. weak work
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court, without the use of an inoculation substance especially or c prepared for this purpose and without the use of nutrients of suppleiaentacion.
The invention is based on the discovery that when the waste containing oil and solid household waste is dumped, the waste containing oil is degraded, under the effect of physical properties, biochemical and microbiological particular and favorable of the mixture, in a manner similar to what occurs in the case of the degradation of municipal waste and, as we can admit, according to the same mechanism, until the production of biological gas .
Said discovery can between deduced from the following correlations.
1) Solid municipal waste has an adsorption capacity
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high oil. When the oil content of the mixture is adjusted to approximately 50 g / kg, the oil possibly emerging by seepage from the waste containing oil is then fixed with an adsorbent power of this nature on the surface of the garbage, so that the rate of desorption is lower than the rate of degradation.
2) The content of microorganisms capable of degradation
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hydrocarbons, waste5 containing oil, from techno-
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different logies, is itself variable, while remaining high (about 3 10 ron 10 es / g).
Q f \ In the microflora of municipal waste -10 the types of microbes capable of degrading the oil are found -10 are represented in considerable numbers (bacteria such as Pseudomonas, Flavobaeterium and Asthromabacter, yeasts such as Candida, molds such as Aspergillus, Fusarium, Penicillium). The high number of germs and the composition of the mixed microflora, favorable under the aspect of degradation occurring in several stages, provide degradation of the oil taking place at a significant speed.
3) By the use of solid household waste, the source of nutritive substances of suitable composition and quantity is guaranteed, necessary for the number of germs. Student. As a consequence of the extraordinary heterogeneity resulting from the nature of the refuse, one can find in these the necessary maeroelements (C, N, 0, P), and this in a favorable ratio (the C / N ratio is between 20 and 40), but also energy sources (carbohydrates, lipids) and essential compounds (proteins, vitamin compounds) as well as all important micro- and trace elements.
The water content of municipal waste depends on the time
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from the year of their place of production, and generally amounts to 45-50%. In the joint treatment, according to the invention, of municipal waste and waste containing oil, a water content of 55-65%, close to the maximum can be ensured.
4) The anaerobic degradation of waste containing oil takes place in three phases. a) An enzymatic oxidation taking place partly under anaerobic conditions, at the beginning of which aerobic bacteria participate and subsequently, when the oxygen concentration decreases, acid producing bacteria, optionally anaerobic.
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a .. $ ploc 'ftr coCH -COOH pradugttiegq dfolt-Ide9 battery. alcoog + 8] U¯coox + cs optional
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b) 3naerobiesacetog & nesdterminéses bacteria convert the compounds formed according to phase above, into and hydrogenated.
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R -cooS R-COOH x coos B-COOH O. s-C.
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c) Determined anaerobic methane-producing bacteria break down acetic acid into the particular methane-producing bacteria and Methansorcina) also take part in the reaction of hydroane carbon dioxide
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In the case of the disposal of oil-containing waste together with solid household waste, the environmental conditions for the described degradation mechanism are achieved. After the deposition of the mixture, there prevails aerobic coniitions for about 15-25 days as a result of the physical properties of municipal waste (detached in pieces), and after covering with soil, the conditions optionally anaerobic the the later phase.
5) Under the aspect of the implementation of a unitary technology, the observation that the rate of degradation of the various petroleum derivatives, such as the fractions constituting the white oil
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the spindle oil, the machine oil and the engine oil, remains practically identical throughout the duration of the degradation, is significant and significant. Up to an initial oil content of 70 g / kg, the rate at which the hydrocarbon content of the oil-containing waste is degraded, varies only to a small extent.
6) As a consequence of the favorable microbiological degradation properties of the mixture based on sotid municipal waste and waste containing oil (the rate of biodegradation is greater), the degradation taking place spontaneously on the discharge of household waste and leading with biological gas, can be accelerated over time, which makes gas recovery more economical.
The present invention therefore relates to a process for the disposal of waste containing petroleum, by the use of municipal waste or refuse. The characteristic of said process essentially consists in mixing intensively, in the proportion by mass of at least 3:
1, municipal solid waste with an apparent density of 300-500 kg / m containing at least 200 g / kg of organic substances, with waste containing oil, such as petroleum or byproducts of treatment of petroleum so that the content of the mixture containing
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petroleum is established at a maximum of 5, of the mass, the mixture is placed (in boxes) on the usual landfills for the deposit of municipal waste covered with earth, and the biological digestion gas formed is possibly collected.
For the process of the invention, all
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waste containing oil, namely containing petroleum and / or petroleum treatment products in a quantity at most Z of the mass, but which however does not contain any additive m amounting! toxic to the microbiological process.
The process can be used on municipal refuse depots
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landfill facilities called classified in is excluded the deposit of other types of waste,
To avoid possible contamination of the water by infiltration water, it is advisable to undertake the incorporation 5 in mixture and the discharge of waste containing oil on the surface of a layer of municipal waste previously deposited on a height of at least 5 meters, which has been compacted to a density of 500-700 kg / m3, then covered with a layer of soil with a thickness of 30-60 cm.
The process of the invention will be described below in more detail in the following working examples. These are given for information only, and it is understood that the invention can be implemented according to numerous modifications and variants without however departing from its scope and spirit.
Example 1
In a semi-industrial simulation installation, which is equipped with devices for returning water, recycling infiltration and gas analysis, the accelerated degradation of
0.2 m3 of a mixture of waste containing oil and household waste.
The oil content of the mixture is adjusted to a value of
50 g / kg with the waste, the parameters of which are given in Table I.
Household waste contains 342 g / kg of organic substances
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3 and 42, and their
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Board. t
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<tb>
<tb> 7% <SEP> of Waste <SEP> Content <SEP> in <SEP> Content <SEP> in <SEP> Microflora <SEP> Number <SEP> in
<tb> humidity <SEP> in <SEP> oil <SEP> clean <SEP> with <SEP> germs
<tb>% <SEP> g / kg <SEP> waste <SEP> (germs / g)
<tb> Doulsion <SEP> from
<tb> lubricant- <SEP> Flavobacterium
<tb> refrigerant <SEP> 86.9 <SEP> 119 <SEP> Spore forming bacteria <SEP> <SEP> 3.8. <SEP> 105
<tb> Staphylobotritis
<tb> Trichoderma
<tb> Mucor <SEP> 0.5.
<SEP> 103
<tb> Aspergillus <SEP> flavus
<tb> Sawdust <SEP> from <SEP> wood <SEP> Bacteria <SEP> gram-negative
<tb> soiled <SEP> with oil <SEP> 38.8 <SEP> 102 <SEP> Pseudomonas <SEP> 1,2.105
<tb> Oily <SEP> cloths <SEP> 8.8 <SEP> 148 <SEP> Gram-negative <SEP> bacteria <SEP> 4.2. <SEP> 107
<tb> Pseudomonas
<tb> Trichoderma <SEP> 50
<tb> Fusarium
<tb> Mucor
<tb> Candida <SEP> 9. <SEP> 103
<tb> Foam <SEP> from <SEP> washing <SEP> Flavobacterium
<tb> automotive <SEP> 61.4 <SEP> 82 <SEP> Pseudomonas <SEP> 1.1. <SEP> 105
<tb> Scum <SEP> of <SEP> washing <SEP> Flavobacterium <SEP> 8. <SEP> 105
automotive <tb> <SEP> 96.1 <SEP> 11 <SEP> Sporulants
<tb>
The moisture content of the mixture is 59.2%.
We fill the simulation cell and close it. The mixture is aerated for 7 days. After stopping the aeration, the quantity and composition of the gas released and the parameters of the infiltration water are continuously measured. The trial lasts 250 days.
In the initial phase, the content of the infiltrate water. ion in organic compounds increases, the maximum can be measured on the 31st day, and also decreases over time together with the highest oil content of the infiltration water (48 mg / dm3). The gas formation is low and the methane content is a maximum of 3%.
After 50-70 days, the gas evolution becomes intense and the composition of the gas changes constantly until a value of 65% methane and 30% CO is reached. This proportion is maintained
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lasts for about 150 days. During this time, the organic matter content of the infiltration water is lower, the highest oil content being 10 mg / dm.
After the end of the test, the simulation cell is drained and the oil content of the residue is examined. 4, contained, which provides for the degradation of the oil a yield of 91%. The oil evacuated by the infiltration water therefore constitutes at most 0, of the mass of the oil introduced.
Besides the process described above, with which it is eliminated on a landfill, an oil adsorption test is also carried out. The infiltration water, which leaves the cell, is sent through a column with a length of 2 m and a useful volume of 3 t, which is filled with municipal waste. Water which is practically oil-free for the entire duration of the maximum oil content test is 5 mg / dm). During the emptying we can see that most of it is fixed, in the upper quarter of the column, on municipal waste. After 1700 mm, almost no oily contaminant is detected.
EXAMPLE 2 In the first stage, the technology producing oily waste is examined, and the oil content, the water content and the microbiological degradation power of the waste are determined. A receiving discharge is created on a refuse deposit for solid municipal waste. by placing a box on a separate area. The casing has a volume of at least innen J, that its useful space corresponds to the quantity of waste accumulated in three months. The side walls of the box are formed by the crest of these prismatic walls amounting to 34 meters.
The ridge surface constitutes the traffic lane for transport vehicles and work machines) and is therefore arranged with a width of approximately 3
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51 g / kg of oil are still measured and tamped down to a corresponding mechanical strength.
The piled up and compacted prisms delimit an interior space having approximately 30 m of length, 10 m of width and 3-4 m of depth. For sealing, the bottom and sides of the box are covered with a layer of soil 0.4-0.6 m thick, then subjected to strong compaction. Other boxes can be erected by continuing the construction of the walls in the longitudinal direction at the rate of filling.
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On the side of the shortest box, located in the direction of the filling station, a mixing surface of at least m in length and exactly as large as the box is provided. The surface serving as a mixing space is covered. of a layer of soil with a thickness of 0.4-0.5 m that 110n cup.
On the mixing emfaze, we make a bed about 6 m wide and 50 cm thick, rubbish
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g household which have an average density of 420 kg / m3 and which contain on average 250 g / kg of organic substances, in a quantity calculated with knowledge of the oil and moisture content of the sludge containing oil. The waste containing oil is emptied into this bed of garbage, then it is distributed regularly over the surface using working machines. The waste distributed in uniform layers is turned over and mixed together several times, using a grader or a clamshell. The oil content of the mixture is set at 3-5%, and its moisture content at 50-60%.
Then we fill the box with the mixture.
The mixing surface is renovated, and oily contaminations which can be found there are eliminated by means of the grader.
The box is filled with soiled soil and the mixing surface is covered with fresh earth. The discharge is filled frontally from the side facing the mixing surface. * When the peak height is reached, the mixing surface. is transferred behind
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the front after the above conditions have been met.
The pipes used for recovery. biological gas is installed 1 to 3 years after filling the boxes,
Example 3
On a landfill operating according to the technology of filling or filling the pits for municipal solid waste, in one year 2000 tonnes of waste containing oil are treated which come from vehicle maintenance workshops and mechanical industries.
For the mixture, 14,000 m3 of household waste from residential developments are used. The apparent density of the waste $ 'dlbve at 390 kg / m3 and their organic content b 240 g / kg. the water content of the mixture is determined b 57 t. We fill
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3 with the mixture three boxes of a useful volume of 5000m
The microbiological process of oil degradation is controlled by the analysis of samples or cores taken by drilling at different depths. As the results of ana-
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lysis reported in Table 11, the process takes place with a corresponding intensity.
In a part of the casing, already filled 12 months previously (drilling N 1), the oil has already degraded to 95 - 97%, and also after 6 months (drilling NO 2) there is already a degradation
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tion reason 90-93 3 is applied near the filling front, the measurement values indicating the starting composition of the mixture.
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Table II
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<tb>
<tb> Depth <SEP> Drilling <SEP> Drilling <SEP> Drilling
<tb> N <SEP> 1 <SEP> N <SEP> 2 <SEP> N <SEP> 3
<tb> (m) <SEP> <SEP> <SEP> buile <SEP> content (g / kg)
<tb> 0.0-1.0 <SEP> 2.40 <SEP> 5.0 <SEP> 29.7
<tb> 1.0-2.0 <SEP> 1.84 <SEP> 3.25 <SEP> 43.5
<tb> 2.0-3.0 <SEP> 1.62 <SEP> 3.72 <SEP> 4.5
<tb> 3.0-4.0 <SEP> 1.72 <SEP> 7.62 <SEP> 38.2
<tb> 4.0-5.0 <SEP> 1.43 <SEP> 4.57 <SEP> 4.1
<tb> 5.0-5,
5 <SEP> 0.02 <SEP> 0.09 <SEP> 0.04
<tb>
The samples taken using the drilling tool also demonstrate that the layers located below the mixture,
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and which contain only municipal waste, are practically not contaminated with oil. Only traces of oil are detectable at the edge of the layers.
In borehole NO 1, representing substantially a deterioration during one year, a gas sample taking apparatus is applied. As the results of the gas analysis show, the biological digestion gas formed contains 59% methane, 39% carbon dioxide and 2 t of other gases. In the witness discharge containing exclusively municipal waste, it forms
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a gas that contains 35% methane, 60% carbon dioxide and% 5% other gases.
Example 4
For the elimination of oil in 6,500 t of soil contaminated on average with 6.5% of crude mineral oil, originating from the rupture of an oil pipeline, this quantity of soil is mixed with three times municipal waste. Municipal waste has an average bulk density of 480 kg / m and contains 210 g / kg of organic substances. We establish the moisture content
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of the mixture at 55 by volume, while its oil content rises to 2, The mixture is unloaded on a depsst of garbage according to the technology of mound construction.
As can be predicted from the starting composition, the degradation rate is lower, and to reach the yield of 95-97 worked in Example 31 twice as much time is required.
Example A sea wall in which oil has spread due to a leak in an oil tanker is surrounded with a floating wall, then the oil is removed from the surface of the water at medium perlite. The 400 tonnes of oily perlite formed, which have an average petroleum content of 16%, are discharged in the manner described in the Example. The municipal waste used for this purpose has an apparent density of 493 kg / m and contains 203 g / kg of organic substances. the oil content of the mixture discharged is adjusted to 4, and its moisture content to 62, The degradation rate is practically as great as in Example 4.