PL165428B1 - Sposób zapobiegania Infiltracji wód opadowych do wód gruntowych pierwszego poziomu w podłożu piaszczystym - Google Patents

Abstract

Sposób zapobiegania infiltracji wód opadowych do wód gruntowych pierwszego poziomu w podłożu piaszczystym, zwłaszcza przy budowie wysypisk na śmieci i odpady, przez zastosowanie izolacyjnych ekranów i zagęszczenie podłoża czaszy wysypiska, znamienny tym, że w podłożu formuje się dwa poziome ekrany usytuowane równolegle jeden nad drugim z zachowaniem między nimi odstępu o grubości co najmniej 20 cm, wypełnionego zabezpieczającą warstwą piasku, jak również warstwą piasku o grubości co najmniej 40 cm nakłada się na górny ekran izolacyjny jako zabezpieczenie powierzchniowe, przy czym każdy z ekranów tworzy się przez wprowadzenie na piasek warstwy osadów ściekowych pochodzących z zakładów garbarskich w takiej ilości, aby na każdy m2 powierzchni utworzonego ekranu przypadało co najmniej 8 kg suchej masy tych ścieków.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób znacznego obniżenia infiltracji wód opadowych do wód gruntowych pierwszego poziomu w podłożu piaszczystym.

Przy pracach budowlanych specjalistycznych, szczególnie dotyczących budowy wysypisk śmieci komunalnych i odpadów przemysłowych zachodzi konieczność odpowiedniego uszczelnienia przepuszczalnego podłoża piaszczystego w celu wyeliminowania odcieków wód ze złoża odpadów do głębszych warstw wodonośnych. Znane sposoby tworzenia ekranów w spągu złoża odpadów polegają zazwyczaj na naniesieniu powierzchniowym na dno przygotowanej czaszy wysypiska grubej warstwy gruntu naturalnego w postaci gliny lub iłu. Stosowane jest również zagęszczenie gruntu w połączeniu z cementowaniem dodatkami uszczelniającymi. Oo gruntu wprowadza się również ekrany sztuczne w postaci papy smołowej lub asfaltowej i folię z tworzywa sztucznego. Według polskiego opisu zgłoszenia patentowego P-2B7 26B ekranizację gruntu uzyskuje się przez wprowadzenie foli i naniesienie warstwy kolmotanta w postaci zawiesiny wodnej iłu. Inne rozwiązanie znane z polskiego opisu zgłoszenia patentowego P-290 344 polega na tym, że do gruntu wprowadza się ekran w postaci warstwy innego rodzaju kolmotanta a mianowicie gytii, która jest bardziej dostępna.

Współczesne tendencje stosowania kolmotantów w postaci różnych wodnych zawiesin stanowią bodziec zachęcający do poszukiwania i zastosowania dalszych materiałów uszczelniających, które mogłyby tę rolę spełniać pozytywnie ze znacznie lepszymi rezultatami technicznymi i ekonomicznymi .

W związku z przedstawionym stanem rzeczy wytyczono sobie cel kontynuowania takich kierunkowych działań i postawiono zadanie wprowadzenia do praktyki dalszego rozwiązania tego zagadnienia.

Zwrócono uwagę na sferę utylizacji uciążliwych materiałów odpadowych przemysłowych i komunalnych. Zgodnie z istotą wynalazku, po licznych próbach, doświadczeniach i badaniach, okazało się niespodziewanie, że ścieki i osady zakładów garbarskich mogą być doskonałym materiałem, który przy zachowaniu odpowiednich wymogów technologicznych może być wykorzystany dla celów określonych zadaniem.

Przeciętnej wielkości zakłady garbarskie wydalają z produkcji około 6 000 m3 osadów ściekowych, co przy wykazanej wilgotności 55% i gęstości właściwej 1,0 g· cm3, odpowiada ilości około 3000 t osadu rocznie w przeliczeniu na suchą masę.

165 428 y

Ścieki garbarskie zaliczane są do II klasy szkodliwości i utylizacja ich stenowi poważny problem do zadań ekologicznych. Zawierają one zanieczyszczenia powstałe podczas wstępnego moczenia skór w postaci resztek odpadów zwierzęcych a także sole mineralne, na przykład NaCl oraz Na2S używane do konserwacji skór surowych. Z procesów wapnienia ścieki zawierają przede wszystkim związki wapnia, zarówno rozpuszczalnego jak i w postaci zawiesin a z procesu wytrawiania i chromowania zawierają ślady zanieczyszczeń pochodzenia białkowego, i chrom trójwartościowy. Dodawanie wapna hydratyzowanego w procesach wytrawiania i chromowania powoduje naturalizację kwaśnych ścieków i wytrącanie chromu w postaci wodorotlenku. W składzie suchej masy osadu znajduje się przeciętnie następujące ilości procentowe substancji: azot amonowy 2,46, azot organiczny 2,84, fenole 0,0078, metale: Cu 0,00098, chrom ogólny 0,4404,

Fe 5,39, Ni 0,0019, Zn 0,0093. Ponadto w składzie znajduje się: wapń 8,75, sód 0,53, siarczki i siarczany 4,93, chlorki 0,52, azotany 0,0024. Odczyn osadu wyrażający stężenie jonów wodorowych wynosi pH 7,6.

Użycie ścieków garbarskich dla celów nawozowych pozostaje jeszcze w fazie dyskusjjeej mimo, że istnieje grupa specjalistów skłaniających się do tego kierunku rozwiązania zagadnienia i którzy proponują przeprowadzenie oompeksoowchb badńń i ebbannee wyników laboratoryjnych i polowych. Konkretna realizacja zamierzeń oczekuje więc jeszcze potwierdzeń czy ścieki te spełniać mogą rolę nawozów w rolnictwie. Zgodnie z istotą wynalazku osad ściekowy garbarski jak to nieoczekiwanie stwierdzono, stanowić może materiał dla przygotowania zawiesiny koPootacyjnij służącej dla utworzenia w gruncie piaszczystym ekranu izolującego głębsze warstwy przed infiltracją opadów i odcieków. Dla tego celu nadaje się najkorzystniej osad zawiesiny mający 11-200 ooóllnj ssuhej masy. W przypadkach gdy teren budowę wymagjąący ekranowania podłoża znajduje się w dużej odległości od zakładów garbarskich wskazane jest, aby ścieki w zakładach poddane zostały procesowi sedymentacji w celu zwiększenia zawartości suchej masy przez zmniejszenie ich objętości. środki transportowe będą wtedy mniej obciążone. Teren budowy na przykład w przypadku przygotowania go pod wysypisko odpadów przemysłowych i komunalnych, poddany być musi znanym rutynowym pracom przygotowawczym. Po dokładnym wyrównaniu powierzchni czaszy wysypiska, zagęszczeniu powierzchniowej warstwy dowolnym sposobem i urządzeniem, nanosi się na powierzchnię warstwę ściekową osadu tak aby pokryła ją ona na wysokość

4-6 cm przy utrzymaniu zasady, aby na każdy m powierzchni czaszy przypadło 8-12 kg suchej masy ścieków. Po dokonaniu tego przerywa się dalszą pracę co najmniej na 1 dobę w celu doprowadzenia do tego, aby płynna frakcja ścieków została zaabsorbowana przez powierzchniową warstwę gruntu a na powierzchni utworzyła się powłoka ochronna ze składników suchej masy osadu ściekowego. Po doprowadzeniu do tego stanu na powłokę tą nanosi się warstwę piasku o grubości nie mniejszej niż 20 cm, którą korzystnie jest również zagęścić. Na tą warstwę należy ponownie wprowadzić 4-6 cm warstwę ścieków z podobnym zastosowaniem jednodobowej przerwy w pracy, aby na drodze naturalnej sedymentacji i absorbcji fazy ciekłej przez warstwę piasku powierzchnia czaszy uzyskała izolacyjną powłokę ochronną. Po wykonaniu takiego stanu na powłokę tą nanosi się drugą powierzchniową ochronną warstwę piasku o grubości 40-60 cm, którą również korzystnie jest zagęścić dowolnym sposobem.

Nie zmieni istoty wynalazku okoliczność, jeśli w szczególnych przypadkach należałoby wzmocnić ekranizację przez wprowadzenie trzeciej warstwy ekranu w podłożu. Tak samo w takich przypadkach zastosować można wzmocnienie ekranu przez wprowadzenie bezpośredniego na jego powierzchnię cienkiej warstwy dowolnego materiału drobnoziarnistego, na przykład trocin drzewnych, pyłu dymnicowego i innego albo zbrojenie dowolnym materiałem.

Sposób według wynalazku okazał duże zalety w praktycznym zastosowaniu. Uzyskane rezultaty wskazują na to, że tak zαekrαnooanw grunt odpowiada parametrami filtracji gruntu w podłożu gliniastym. Zaobserwowano przy badaniach laboratoryjnych a następnie w wykonawstwie praktycznym, że uformowana ekranowa powłoka ma konsystencje i strukturę żelu, jest elastyczna i nie ulegająca przerwaniu przy wywieraniu nieznacznego nacisku. Okazuje się, że takie składniki domi nujące w ściekach jak zanieczyszczenia białkowe, również związki azotowe w różnych postaciach szczególnie azot organiczny a także wapń, siarczki i siarczany, składają się na to, że utworzona błona uzyskała korzystne właściwości. Obecność w osadzie soli działa stabilizująco na konsystencję i strukturę tej błonistej powłoki.

Sposób według wynalazku przedstawia bliżej przykład wykonania.

165 428

Przykład. Pod budowę czaszy wysypiska przeznaczono teren wyrobiska po byłej kopalni kruszyw budowlanych. W podłożu wyrobiska zalegały utwory niespoiste odpowiadające uziarnieniu piaskom grubym i pospółce charakteryzującym się współczynnikiem wodoprzepuszczalności rzędu 2,0-4,0 · 10~² cm/sek. Wielkość powierzchni dna czaszy przeznaczonej do uszczelnienia na potrzeby wysypiska wynosiła 0,5 ha. Powierzchnię tą dla usprawnienia pracy podzielono wzdłużnie na kwadraty o szerokości 6m. W charakterze kolmotanta zastosowano osady ściekowe świeże, nieco zagęszczone na drodze sedymantacji zawierające 17% suchej masy, pochodzące z Zakładów garbarskich. Powierzchnię czaszy wyrobiska starannie wyrównano, zagęszczono za pomocą wibrozagęszczaczy i na nią rozlano zawiesinę ściekową w takiej ilości aby utworzyła warstwę o grubości utrzymanej w granicach 4-6 cm. Naniesienie zawiesiny ściekowej dokonano przy pomocy ciągnika z doczepionym zraszaczem wyposażonym w belkę roboczą z dyszami o długości 6 m. Po wykonaniu tej czynności zastosowano jednodobową przerwę w pracy w celu spowodowania absorpcji płynnej frakcji osadu ściekowego przez warstwę zagęszczonego piasku. Na drugi dzień stwierdzono, że na powierzchni czaszy utworzyła się powłoka o charakterze utrzymującej się grubej błony o konsystencji żelu. Po stwierdzeniu, że to nastąpiło na tak utworzoną powłokę narzucono metodą od czoła piasek w takiej ilości aby na ekranie utworzonym przez osad ściekowy uformowała się zabezpieczająca warstwa piasku o grubości mieszczącej się w granicach 20-30 cm. Warstwę tą starannie wyrównano, wygładzono i zagęszczono a następnie rozlano na niej w podobny sposób drugą warstwę zawiesiny osadu ściekowego o grubości około 5 cm. Zawiesina ta posiadała 20% zawartości suchej masy. Na drugi dzień po stwierdzeniu ustabilizowania się powłoki osadowej, podobnie jak przy pierwszym ekranie izolacyjnym narzucono na nią warstwę piasku jako powierzchniowe zabezpieczenie o grubości około 50 cm. Warstwę tą po wygładzeniu również zagęszczono.

W ten sposób czasza wysypiska zabezpieczona została przed odciekami wód dwoma ekranami utworzonymi warstwą osadu ściekowego, między którymi znajdowała się warstwa przedzielająca i zabezpieczająca piasku o grubości 20-30 cm. , natomiast górny ekran izolacyjny zabezpieczony został warstwą piasku o grubości 50 cm. Tak dokonana izolacja dna czaszy wysypiska została sprawdzona znaną metodą podwójnego pierścienia. Przy jej pomocy określono wartość wskaźnika wodoprzepuszczalności, który wyniósł 2,0 · 10-7 cm · s”!

Parametr ten odpowiada filtracji w podłożu gliniastym, a więc rezultat ekranowania był ?

bardzo korzystny. Na 1 m powierzchni dolnego ekranu zużyto przeciętnie 59 litrów ściekowego 2 osadu, który zawierał 17% suchej masy a więc na 1 m przypadało około 10 kg suchej masy osadu. Natomiast na ekran górny zużyto przeciętnie około 50 litrów osadu o zawartości 20% suchej masy a więc na 1 m powierzchni przypadało przeciętnie 12 kg suchej masy osadu. Łącznie na ekran dolny wprowadzono 295 m3 osadu o przeciętnej zawartości 17% suchej masy a na ekran górny 250 m³ osadu o zawartości przeciętnej 20% masy suchej.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób zapobiegania infiltracji wód opadowych do wód gruntowych pierwszego poziomu w podłożu piaszczystym, zwłaszcza przy budowie wysypisk na śmieci i odpady, przez zastosowanie izolacyjnych ekranów i zagęszczenie podłoża czaszy wysypiska, znamienny tym, że w podłożu formuje się dwa poziome ekrany usytuowane równolegle jeden nad drugim z zachowaniem między nimi odstępu o grubości co najmniej 20 cm, wypełnionego zabezpieczającą warstwą piasku, jak również warstwą piasku o grubości co najmniej 40 cm nakłada się na górny ekran izolacyjny jako zabezpieczenie powierzchniowe, przy czym każdy z ekranów tworzy się przez wprowadzenie na piasek warstwy osadów ściekowych pochodzących z zakładów garbarskich w takiej 2 ilości, aby na każdy m powierzchni utworzonego ekranu przypadało co najmniej B kg suchej masy tych ścieków.

   * * *