RU2174939C2

RU2174939C2 - Method for underground disposal of liquid domestic wastes and rain-fall drains

Info

Publication number: RU2174939C2
Application number: RU99125676A
Authority: RU
Inventors: А.И. Ахметов; П.В. Колягин; Д.В. Захаржевский; В.А. Дмитриев
Original assignee: Ахметов Алексей Илаевич; Колягин Павел Владимирович; Захаржевский Дмитрий Владимирович; Дмитриев Владимир Анатольевич
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2001-10-20

Abstract

FIELD: environmental control. SUBSTANCE: method involves geological and geophysical investigations of rocks to discover natural local isolated voids encircled by low-penetrating rocks, for example, basalt rocks and injection of liquid domestic (fecal) and rain-fall (atmospheric) drains in mentioned voids; gaseous materials of biological decomposition are conveyed through especially bored second hole for their future recovery. Domestic wastes and rain-fall drains handled by proposed method are not only to disposed but also recovered and purified with minimal cost because their anaerobic treatment does not require building special tanks or creating specific conditions: such conditions are created by nature. In addition, biological decomposition products may be recovered to organize enclosed wasteless process cycle. Natural local isolated voids are usually large in size which provides for using them during long period of time. EFFECT: reduced cost; provision for organizing wasteless process cycle. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области экологии и охраны окружающей среды и предполагает рациональное использование природных ресурсов, а именно использование естественных локально-изолированных емкостей для захоронения и переработки жидких бытовых (хозяйственно-фекальных) и дождевых (атмосферных) стоков. The invention relates to the field of ecology and environmental protection and involves the rational use of natural resources, namely the use of natural locally-isolated containers for burial and processing of liquid household (household and fecal) and rain (atmospheric) drains.

Известен способ подземного складирования жидких отходов производства, включающий отбор и аккумуляцию жидких отходов в поверхностных накопителях, закачку их через горную выработку в массив горных пород с растворением последних и образованием полости, причем жидкие отходы закачивают в малопроницаемые породы, химически растворимые в складируемых отходах, смежные с водоносным горизонтом, при закачке производят циклическое изменение давления, обрушают разделяющий горные породы слой и вытесняют закачиваемые отходы в водоносный горизонт, при этом жидкие отходы закачивают посезонно с положительной и отрицательной температурой (патент СССР N 1838214, МПК B 65 G 5/00 - аналог). A known method of underground storage of liquid industrial waste, including the selection and accumulation of liquid waste in surface storage tanks, pumping them through a mine into a rock mass with dissolution of the latter and forming a cavity, the liquid waste being pumped into low-permeability rocks chemically soluble in the stored waste adjacent to aquifer, when injected, produce a cyclic change in pressure, break down the layer separating rocks and displace injected waste into the aquifer, liquid waste is pumped seasonally with positive and negative temperatures (USSR patent N 1838214, IPC B 65 G 5/00 - analogue).

Описанный способ не пригоден для хранения бытовых (хозяйственно-фекальных) и атмосферных стоков, т.к. близкое расположение водоносного слоя при высоких концентрациях указанных стоков может привести к их выходу на поверхность. Бытовые стоки подвергаются разложению и необходим выход продуктов распада на поверхность, что затруднительно при одной горной выработке, постоянно эксплуатируемой для закачки. Фекальные стоки имеют большое количество анаэробных бактерий, следовательно, в описанном способе они будут погибать, т.к. в водоносном слое присутствует растворенный кислород. The described method is not suitable for storage of domestic (household-fecal) and atmospheric effluents, because the close location of the aquifer at high concentrations of these effluents can lead to their emergence to the surface. Domestic effluents are decomposed and the decomposition products must be released to the surface, which is difficult with a single mine working constantly used for injection. Fecal effluents have a large number of anaerobic bacteria, therefore, in the described method they will die, because dissolved oxygen is present in the aquifer.

Известен также способ подземного размещения (захоронения) жидких муниципальных отходов (стоков), который включает определение подземной формации для закачивания с аномально низким пластовым давлением, окруженную непроницаемым материалом, пробуривание скважины и закачку в породу жидких отходов через имеющуюся трещину или с образованием трещины (патент США N 5734988, МПК B 09 B 1/00 - прототип). There is also known a method of underground disposal (burial) of liquid municipal waste (effluent), which includes determining the underground formation for injection with an abnormally low reservoir pressure surrounded by impermeable material, drilling a well and injecting liquid waste into the rock through an existing crack or crack (US Pat. N 5734988, IPC B 09 B 1/00 - prototype).

Способ, описанный в прототипе, также не пригоден для хранения и переработки жидких муниципальных отходов - городских сточных вод, содержащих в своем составе бытовые воды, дождевые (ливневые) и промышленные стоки, т.к. он исключает возможность каналов отвода газообразных продуктов биологического распада. Способ исключает очистку эффективной области захоронения, поскольку предназначен для полного заполнения и захоронения области на длительный промежуток времени. Способ предназначен для использования подземной формации с аномально низким пластовым давлением, окруженную непроницаемым материалом, и в случае переполнения предотвращает возможность искусственного выдавливания уже распавшихся утилизируемых стоков из зоны захоронения в близлежащие области. The method described in the prototype is also not suitable for storage and processing of municipal liquid waste - urban wastewater containing domestic water, rainwater (storm) and industrial effluents, because it excludes the possibility of channels for the removal of gaseous products of biological decay. The method eliminates the cleaning of the effective burial area, since it is designed to completely fill and bury the area for a long period of time. The method is intended to use an underground formation with an abnormally low reservoir pressure surrounded by an impermeable material, and in case of overflow prevents the possibility of artificial extrusion of already disintegrated utilized effluents from the burial zone to nearby areas.

Целью изобретения является создание экологически чистого способа захоронения, утилизации и очистки бытовых (хозяйственно-фекальных) и дождевых (атмосферных) стоков в естественной локально-изолированной полости, окруженной слабопроницаемыми породами, например базальтовыми. The aim of the invention is the creation of an environmentally friendly method of burial, disposal and treatment of domestic (household fecal) and rain (atmospheric) effluents in a natural locally isolated cavity surrounded by poorly permeable rocks, such as basalt.

Поставленная цель достигается тем, что в способе подземного захоронения жидких бытовых и дождевых стоков, включающем закачивание их через пробуренную скважину в подземные породы, сначала проводят геологические и геофизические исследования пород, выявляют природные локальные изолированные емкости в подземных породах, окруженные слабопроницаемыми породами, например базальтовыми, а закачивание жидких бытовых - хозяйственно-фекальных и дождевых стоков производят в выявленные природные локальные изолированные емкости, причем, газообразные продукты биологического распада отводят через пробуренную вторую скважину с последующей их утилизацией. This goal is achieved by the fact that in the method of underground burial of liquid domestic and rainwater, including pumping them through a drilled well into underground rocks, geological and geophysical studies of the rocks are first carried out, natural local isolated reservoirs in underground rocks, surrounded by poorly permeable rocks, for example basalt rocks, are identified and the pumping of liquid household - household-fecal and rainwater effluents is carried out into the identified natural local isolated containers, moreover, gas nye biodegradation products withdrawn through a second well drilled with subsequent disposal.

На чертеже приведена схема реализации представленного способа. The drawing shows a diagram of the implementation of the presented method.

Подземная локальная изолированная емкость 1 окружена слабопроницаемыми породами 2, например базальтовыми. Жидкие бытовые и дождевые стоки закачивают в емкость 1 через специально пробуренную скважину или горную выработку 3. Продукты распада отводятся на поверхность через другую специально пробуренную скважину 4, 5 - жидкие стоки, собранные на дне емкости 1, 6 - порода, лежащая выше базальтовых слоев. The underground local isolated reservoir 1 is surrounded by poorly permeable rocks 2, for example, basalt. Household and rainwater effluents are pumped into tank 1 through a specially drilled well or mine 3. Decay products are discharged to the surface through another specially drilled well 4, 5 - liquid drains collected at the bottom of tank 1, 6 - the rock lying above the basalt layers.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

По результатам геологических и геофизических исследований выбирают подземную локальную изолированную емкость 1, окруженную слабопроницаемыми породами, например базальтовыми. Based on the results of geological and geophysical studies, an underground local isolated reservoir 1 is selected, surrounded by poorly permeable rocks, such as basalt.

Базальт выбран потому, что занимает огромные площади дна океанов и обширные территории материков и обладает большими прочностью, плотностью, является кислотоупорным материалом. Сточные воды (хозяйственно-бытовые и дождевые) по трубопроводам или из накопителя подаются в скважину 3 и закачиваются под давлением в подземную емкость 1. Так как хозяйственно-фекальные стоки содержат большое количество анаэробных бактерий, то в условиях отсутствия воздуха в подземной емкости 1 будут проходить процессы активного биологического распада с образованием продуктов распада, например метана, сернистого газа. Чтобы давление в полости не увеличивалось, а также с целью дальнейшей утилизации газообразные продукты распада отводятся через скважину 4. При наличии трещин в базальтовых породах, окружающих локально-изолированную емкость, будет происходить процесс диффузии утилизированного содержимого 5 зоны захоронения через трещины в близлежащую к базальтовым пластам окружающую породу. Basalt is chosen because it occupies vast areas of the bottom of the oceans and vast territories of the continents and has great strength, density, and is an acid-resistant material. Wastewater (household and rain) through pipelines or from the reservoir is fed into well 3 and pumped under pressure into underground tank 1. Since household and fecal sewage contains a large amount of anaerobic bacteria, in the absence of air in underground tank 1 will pass processes of active biological decay with the formation of decay products, for example methane, sulfur dioxide. So that the pressure in the cavity does not increase, and also for further disposal, gaseous decomposition products are discharged through the borehole 4. If there are cracks in the basaltic rocks surrounding the locally insulated reservoir, the process of diffusion of the utilized contents 5 of the burial zone through the cracks into the basalt layers that are nearby the surrounding breed.

Таким образом, в предлагаемом способе бытовые и дождевые стоки подвергаются не только захоронению, но и переработке, очистке, причем с минимальными затратами, т.к. для анаэробной переработки не нужно строить специальные резервуары и создавать специфические условия: такие условия созданы самой природой. Кроме того, продукты биологического распада могут быть использованы, образуя замкнутый безотходный технологический цикл. Природные локальные изолированные емкости имеют, как правило, большие размеры, что даст возможность использовать эту емкость в течение длительного времени. Thus, in the proposed method, domestic and rainwater is not only disposed of, but also processed, cleaned, and with minimal cost, because for anaerobic processing it is not necessary to build special tanks and create specific conditions: such conditions are created by nature itself. In addition, biological decay products can be used, forming a closed waste-free technological cycle. Natural local isolated containers are usually large in size, which will make it possible to use this capacity for a long time.

Claims

A method of underground burial of liquid domestic and rainwater, including pumping them through a borehole into underground rocks, characterized in that they first conduct geological and geophysical studies of the rocks, identify natural local isolated reservoirs in underground rocks, surrounded by poorly permeable rocks, for example, basalt, and pumping liquid domestic - household-fecal and rainwater effluents are produced in the identified natural local isolated containers, and the gaseous products of the biologist The decomposition is diverted through the drilled second well with their subsequent disposal.