Vynález se týká způsobu ukládání a zhutňování odpadového materiálu z tepláren, tepelných elektráren a topných zařízení na povrchové skládce, umístěné zejména v oblasti možných zdrojů vody, důlních zařízení a podzemních objektů a utěsnění této oblasti.

Je známý a používaný způsob ukládání odpadového materiálu z pecí dopravováním těchto látek na skládku ve formě směsi popela a strusky s velkým množstvím vody. Tento způsob spočívá v tom, že odpadové materiály, které jsou ve formě směsi popela a strusky s velkým množstvím vody hydraulicky dopraveny potrubím na podzemní nebo nadzemní skládky o velké ploše, jsou skladovány v oddělených částech skládky, které jsou využívány postupně systémem rotace tří polí — uskladnění, vysušení a příprava k opětnému uskladnění. Odstátá voda z pracovní části je po první sedimentaci odvedena ze skládky systémem jímek do sedimentačních nádrží a pak po vyčeření vedena zpět systémem čerpadel a potrubí do tepláren, tepelných elektráren a topných zařízení k opakovanému použití pro dopravu odpadních materiálů na skládku.

Je také známý a používaný způsob skladování odpadových materiálů z pecí, které jsou v suchém nebo mokrém stavu, spočívající v tom, že suchý nebo tekutý, vodou smočený popel je po dopravení na skládku použitím mechanického zařízení nebo kolového vozidla rozprostřen po skládce za použití standardního zařízení pro přesun zeminy a zhutněn pomocí vibračního válce. Takto vytvořený tvar skládky stejně jako její prostorové uspořádání mohou být přizpůsobeny okolním podmínkám, pozdějšímu využití plochy a požadavkům z hlediska ochrany přírody.

Hlavními nevýhodami prvního z obou uvedených způsobů jsou velká množství znečištěné a vysoce mineralizované vody ze skládky, což způsobuje infiltraci značného množství této vody přes základovou půdu a boční stěny skládky do spodních vod, jakož i nebezpečí pro objekty v sousedství skládky, nutnost vybudovat ochranné hráze v souhlasu s požadavky na objekty vodního stavitelství a aplikaci nákladných metod na utěsnění bočních stěn skládky proti pronikání vody, sekundární prášení odvodněného povrchu skládky dlouhé období stabilizace a nákladné rekulltivace za účelem zpětného získání užitné hodnoty plochy skládky po jejím naplnění a nutnost vybudování a provozování nákladných objektů pro čeření a čerpání vody ze skládky.

Hlavními nevýhodami druhého z popsaných způsobů je velká spotřeba práce při rozprostírání a zhutňování skladované hmoty, technické obtíže při tvarování do požadované prostorové formy a nákladná doprava odpadového materiálu z pece, jakož i nákladná ochrana skládky před sekundárním prášením.

Předmětem vynálezu je způsob ukládání a zuhtňování odpadového materiálu z tepláren a topných zařízení na povrchové skládce, při kterém se dosahuje současně utěsnění spodní zeminy a bočních stěn skládky, a vytvoření hmoty, charakterizované vysokou mechanickou pevností, malou propustností a prašností.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se na zeminu, která je základem skládky, rovnoměrně rozmisťuje suspenze popílku ve vodě o hmotnostním poměru 1:1 až 3 : 1, načež se po ztvrdnutí suspenze skládka postupně plní od bočních stěn bezprašnou hmotou s pevností v tlaku od 400 kPa do 600 kPa a s filtračním koeficientem od 10“⁸ cm . s¹ do 10-7 _cm . _s-i. po suspenze popílku ve vodě se přidají látky s vazebnými vlastnostmi, například pálené vápno; hydratované nebo hašené vápno v množství stopy až 6 % hmotnosti suspenze. K suspenzi popílku ve vodě se přidá struska nebo jiný odpadní materiál od 1 do 30% hmotnosti suspenze.

Způsob podle vynálezu umožňuje úplné zužitkování suspenze popílku ve vodě v procesu tuhnutí a tvrdnutí, kdy přirozené pojivé vlastnosti popílku vyplývají z obsahu pozzolanu a aktivního oxidu vápenatého, jakož i oxidu hořečnatého, obsažených v každém popelu. Pojivých vlastností popela se plně využije v procesu tuhnutí a tvrdnutí pouze při hmotnostním poměru popela k vodě více než 1:1 až 3 :1 z důvodu chemického vázání vody za vzniku hydratovaného silikátu hlinitovápenatého a hlinitohořeěnatého. Přebytek vody zbývající po tomto procesu v suspenzi smáčí po skončení procesu ztuhlou hmotu popela podobně jako smáčí přirozená vlhkost půdu. Průběh a rychlost tuhnutí a tvrdnutí popela závisí na koncentraci suspenze a vnějších atmosférických podmínkách a trvá asi 10 dní; po této době je pevnost ztvrdlé hmoty v tlaku v rozmezí od 400 kPa do 600 kPa a filtrační koeficient od 10^-8 cm . s¹ do 10“⁷ cm . . s^_1. Proces tvrdnutí dále pokračuje a po 1 roce pevnost a nepropustnost vzroste několikrát vůči hodnotám po 10 dnech. Proces tuhnutí a tvrdnutí suspenze, jakož i pevnost a propustnost ztvrdlé hmoty — podle okolních podmínek a stupni závislosti na nich — je možno regulovat přiměřeným přídavkem známých chemických látek v množství stopy až do 6 % hmotnosti suspenze. Těmito látkami jsou například hašené vápno, hy drátovaný síran hlinitý — Al2(SOd)3. . 18 H2O, hydratovaný dusičnan vápenatý —CafNOsjž. 4H2O, dusičnan draselný —KNO3, síran sodný —NA2SO4, síran draselný — K2SO4, hydratovaný chlorid vápenatý CaCh. 2H2O nebo směsi těchto látek. Uvedené přídavky mohou být různé podle místa, kde je suspenze připravena nebo odkud je dopravována na skládku. Při plnění skládky vodní suspenzí popílku o vysoké koncentraci nebo její směsí se škvárou z elektráren nebo jiným pevným materiálem probíhá proces utěsňování základové zeminy a bočních stěn současně s plněním skládky ve vrstvách v celé hmotě jak hladina plnění skládky vzrůstá, bez nutnosti budovat přepážky pro utěsnění bočních stěn. Plochu skládky je možno kultivovat již po 1 měsíci po skončení jejího plnění bez nutnosti dodatečné stabilizace půdy a bez aplikace jakéhokoliv postupu proti sekundárnímu prášení.

Způsob podle vynálezu nemá nevýhody dosud používaných způsobů plnění a utěsňování povrchových skládek odpadovým materiálem z tepláren, tepelných elektráren a topných zařízení.

Výhody způsobu podle vynálezu spočívají mimo jiné také v možnosti a rentabilnosti plnění skládek o malých kapacitách a plochách, možnosti ukládat odpadový materiál do potřebné výšky nad úroveň okolí na základě jeho pevnosti, vyloučení, prášení ztuhlé hmoty, v možnosti ukládat na skládku také jiný pevný a tekutý odpadový materiál, nízkých nákladech na skladování a možnosti brzké pojízdnosti po skládce po ukončení skladování pro ekonomicky užitečné záměry, bez nutnosti aplikace jakéhokoliv postupu k zabránění sekundárního prášení.