RU2407725C1 - Способ получения гумуса на свалках отходов - Google Patents
Способ получения гумуса на свалках отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407725C1 RU2407725C1 RU2009118196/05A RU2009118196A RU2407725C1 RU 2407725 C1 RU2407725 C1 RU 2407725C1 RU 2009118196/05 A RU2009118196/05 A RU 2009118196/05A RU 2009118196 A RU2009118196 A RU 2009118196A RU 2407725 C1 RU2407725 C1 RU 2407725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- trench
- waste
- gas
- filling
- landfill
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области экологии и коммунального хозяйства и касается способа получения биогумуса на свалках отходов. Способ включает образование траншеи в верхнем слое свалки, ее заполнение пищевыми и органическими отходами, укрывание пленкой и внесение в субстрат адаптированной культуры красного калифорнийского червя. Перед заполнением на дне траншеи прокладывают трубу замкнутого цикла подачи теплоносителя. После заполнения траншеи отходами в верхней части ее содержимого с помощью удерживающего приспособления прокладывают горизонтально ориентированные перфорированные трубы аэрации и газоотвода, а также вертикально ориентированные и выступающие над траншеей трубки взятия проб температурного режима, влажности и объема газа. По показателям проб осуществляют контроль процесса компостирования, периодичность откачки газа и регулирование подачи теплоносителя и орошающей жидкости. Изобретение обеспечивает круглогодичное получение гумуса в теле свалки по двухволновой биотехнологии независимо от времени года и наличия/отсутствия осадков, количества и разнородности отходов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области экологии и коммунального хозяйства, а именно к способу получения биогумуса на свалках отходов, и может быть использовано при захоронении и утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) на свалках методом переработки отходов вермикультурой в нечто полезное и безвредное.
Свалки являются загрязнителями атмосферы, почвы, грунтовых и поверхностных вод. Даже после закрытия свалок отходов происходит выделение вредных фильтратов и газов, отравляющих окружающую среду.
Известен способ получения гумуса в устройствах для разложения органических отходов по патенту Швейцарии № 679284, 24.07.1990 г. Устройство для осуществления способа имеет несколько камер, в которых размещены органические отходы. Камеры разделены рядами планок в виде штакетника, причем планки расширяются вниз. Полное разложение отходов происходит под воздействием микроорганизмов и т.п. благодаря наличию свободного пространства между расширяющимися вниз и расположенными в виде штакетника ребрами, улучшающего условия поступления воздуха. Разложившиеся отходы, благодаря активности находящихся в грунте организмов, падают в расположенные ниже сборные камеры, в которых разложившийся материал измельчается находящимися в нем живыми организмами и разравнивается в горизонтальном направлении. В верхней части камер происходит горячая ферментация. Образующееся при этом тепло распределяется по всему устройству, что позволяет создать оптимальные условия для развития живых организмов и грибков. При падении температуры устройство подогревают.
Недостатки указанного способа вызваны следующими факторами:
- отходы должны быть одинаковой плотности, примерно одного типоразмера и одинакового биологического состава, а это возможно только при переработке илов очистных сооружений, у ТБО такого единообразия нет;
- органические отходы города с населением 10 тыс. жителей ежедневно составляют 15,3 м3, а время полной переработки в компост 90 дней. Соответственно объем камер должен составлять 1377 м3, который равномерно прогреть практически невозможно.
Известен способ обработки компостированием и устройство для его осуществления по заявке на изобретение Франции № 2653687, 27.10.1989 г. Способ, применяемый для обработки бытовых органических отходов, предусматривает последовательную подачу с заданной периодичностью материала с органическими отходами путем их загрузки в емкость с вводом земляных червей, которые перемещаются вверх; последовательное извлечение с заданной периодичностью нижнего слоя предварительно компостированного органического вещества и его удаление. Отбор органического вещества обеспечивает постепенное опускание материала со скоростью, равной скорости подъема земляных червей. Этому способу присущи следующие недостатки:
- невозможно подобрать емкость такого объема даже для города с населением в 10 тыс. человек;
- в таком объеме трудно поддерживать необходимые условия размножения вермикультуры по оптимальной температуре и влажности компоста, не говоря уже об отсутствии отвода метана, высокая концентрация которого губительно влияет на жизнеспособность червей;
- гумус, получаемый из бытовых органических отходов, не может быть «товарным» из-за множества мелких включений, которые невозможно отсортировать даже после просушки его в сушильных барабанах.
Известны способ компостирования с использованием вермикультуры и установка по патенту на изобретение РФ № 2244698, МПК C05F 3/06, А01К 67/033, 20.01.2005. Способ компостирования включает помещение на перфорированном элементе устройства подготовленного перерабатываемого материала с рН 6-8 и исходное количество червей, увлажнение материала до заданного значения влажности при выбранной температуре и компостирование при поддержании заданной температуры и влажности слоя материала. На перфорированный элемент загружают слой перерабатываемого материала толщиной от 20 до 50% радиуса цилиндрического сегмента, представляющего собой корпус, нижнюю часть которого заполняют водой и доводят ее температуру до 19-21°С. В загруженный слой материала вносят червей в количестве 50-400 особей на 1 куб. м. материала и осуществляют компостирование при температуре 20-23°С и влажности слоя 60-85% в течение 1-3 месяцев, после чего выгружают готовый компост.
Однако все приведенные выше способы получения гумуса осуществляются с помощью емкостей и средств, поэтому их использование неэффективно и неприемлемо для переработки отходов в теле свалки.
Из уровня техники известны также способы захоронения свалок ТБО, один из которых заключается в укрытии свалки изолирующим слоем, содержащим препятствующие проникновению химические вещества, такие как карбонат кальция и магния, сульфат кальция, диоксид кремния (US № 5090843, 15.02.1991). Другой способ захоронения свалок путем многослойной изоляции осуществляют укладыванием на заполненную доверху свалку выравнивающего слоя, под которым размещают газоотводящий слой из гравия и отсыпают дренажный слой, отводящий атмосферные осадки, над которым располагают слой растительного грунта с последующим озеленением (DE № 4006814, 12.09.1991).
Известные способы малоэффективны и экономически не целесообразны, достаточно трудоемкие, высокозатратные и требуют больших площадей для захоронения отходов.
В качестве прототипа принят способ получения гумуса при обезвреживании свалок по патенту автора на изобретение РФ № 2155107, МПК7 В09В 1/00, В09В 3/00, C05F 3/06 заявл. 27.07.1999 г., опубл. 27.08.2000 г.
Способ по прототипу заключается в том, что в верхнем слое свалки прокапывают ряды траншей шириной 1 м и глубиной 0,7 м с небольшим уклоном для дренажа избыточной влаги. Траншею заполняют пищевыми органическими отходами и илом очистных сооружений, пролежавшим не менее 5 лет, и укрывают полиэтиленовой пленкой. По истечении 2-4 месяцев в траншею под пленку запускают адаптированную культуру красного калифорнийского червя (ККЧ), а по истечении 4-6 месяцев часть червей пересаживают в новые траншеи с помощью ящиков-ловушек. Затем траншеи дополняют, а межтраншейное пространство засыпают растительным грунтом и осуществляют озеленение путем посадки растений.
Недостатком прототипа является невысокая эффективность способа, интенсификация процесса которого носит периодический характер, т.к. определяется сезонностью и зависит от температуры и влажности окружающей среды. Адаптированная вермикультура ККЧ «работает» до наступления холодов, а затем впадает в анабиоз и просыпается только весной. Бактерии субстрата в указанный период также замедляют свою деятельность.
Задача, положенная в основу изобретения, заключается в повышении эффективности способа за счет круглогодичного получения гумуса в теле свалки по двухволновой биотехнологии независимо от времени года и наличия или отсутствия осадков, количества и разнородности отходов.
Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем образование траншеи в верхнем слое свалки, ее заполнение пищевыми и органическими отходами и укрывание пленкой, внесение в субстрат адаптированной культуры красного калифорнийского червя, согласно изобретению перед заполнением на дне траншеи прокладывают трубу замкнутого цикла подачи теплоносителя. После заполнения траншеи отходами в верхней части ее содержимого с помощью удерживающего приспособления прокладывают горизонтально ориентированные перфорированные трубы аэрации и газоотвода, а также вертикально ориентированные и выступающие над траншеей трубки взятия проб температурного режима, влажности и объема газа. По показателям проб осуществляют контроль процесса компостирования, периодичность откачки газа и регулирование подачи теплоносителя и орошающей жидкости. Для повышения эффективности экономически целесообразно траншею заполнять пищевыми и органическими отходам, которые выделяют сортировкой отходов свалки, например на комплексе, установленном непосредственно на полигоне свалки.
Сущность способа поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг.1 - схема свалки;
фиг.2 - поперечный разрез траншеи свалки.
Пример осуществления способа приводится с использованием разработанного автором комплекса сортировки и переработки твердых бытовых отходов для обезвреживания и рекультивации свалок, защищенного патентом на полезную модель РФ № 80784, 22.10.2008 г.
По всему полигону свалки 1 вокруг комплекса 2 прокапывают траншеи 3 шириной 2 м и глубиной 0,7 м. Для создания благоприятных условий переработки бактериями брожения, лактобациллами и сапрофитами отходов на дне траншеи 3 прокладывают две пластиковые трубы 4 диаметром 100-120 мм, длиной 6 м, имеющие муфты наращивания и состыкованные в один отопительный контур. Их размещают на расстоянии 1 м друг от друга, запитывают горячей водой от котла комплекса 2 и впоследствии убирают расстыковкой 30-метровых участков труб, вытаскиванием бульдозером и складированием у комплекса 2. Траншею 3 заполняют отсортированными на комплексе пищевыми и органическими отходами на высоту, превышающую 0,3 м уровень свалки. С помощью приспособления в виде поддерживающего трапа 5 укладывают на расстоянии 1 м две перфорированные пластиковые трубы 6 и 7 диаметром 100-120 мм. с отверстиями 20 мм, а также вертикально устанавливают трубки 8, 9 и 10 отбора проб. Труба 6 служит для подачи теплой воды зимой или холодной летом через воронку 11, а труба 7 - для отвода вакуум-насосом 12 газа, который скапливается за счет метанобразующих бактерий и поднимается вверх. При концентрации свыше 15% он становится взрывоопасным, а при меньшем содержании тормозит процесс переработки. Трубки отбора проб: 8 - для измерения температуры процесса переработки отходов, 9 - влажности, количества бактерий и ККЧ, 10 - концентрации газа. Заполненную отходами траншею закрывают полиэтиленовой пленкой 13, под которой осуществляется процесс переработки отходов по двухволновой биотехнологии получения гумуса следующим образом.
Наличие подогрева траншеи, заполненной пищевыми отходами и органикой, наряду с возможностью орошения технической водой, получаемой из скважины, используемой и для контроля качества воды, имеющей температуру 6-8°С, позволяет поддерживать температурный режим 30-50°С, влажность 50-70%, которые являются оптимальными для размножения бактерий. В течение 2-4 месяцев при поддержании оптимальных условий в результате интенсивной работы бактерий уровень заложенных отходов уменьшается на 25-30%, что создает эффект первой «волны», и позволяет наряду с уменьшением температуры и выделением газа судить об окончании первого этапа переработки отходов.
Затем в получившийся компост выпускают адаптированную к данному виду отходов вермикультуру (ККЧ), выращенную на биоферме комплекса 2. По показателям проб из трубок 8,9 и 10 осуществляют поддержание оптимальных условий размножения червей: температуру 15-25°С и влажность 75-80% регулированием подачи теплоносителя и орошающей жидкости в трубы 4 и 6. Благодаря тому, что гумус образуется в результате естественного пищеварительного процесса червей, в нем содержится значительное количество биологически активных веществ. Он состоит из углерода, азота, фосфора, калия в пропорциях, благоприятных для питания растениями. Содержание в копролитах биостимуляторов роста, таких как ауксин, гиббереллины, цитокинин (аминокислоты, имеющие размеры 3-5 нанометров, что позволяет назвать эту технологию «нано»), объясняет во многом гормоноподобный эффект, наблюдаемый многими учеными, по воздействию биогумуса на ростовые процессы растений, увеличение надземной биомассы и корневой системы.
При этом уровень компоста теперь уже уменьшается на 10-15%, что создает эффект второй «волны».
Для скачивания образовавшегося под укрывной пленкой 13 газа используют насосную станцию с водокольцевым вакуум-насосом 12, приводимым в действие взрывобезопасным электродвигателем, подключенным к электростанции комплекса 2. Вакуум-насос 12 создает в трубе 7 незначительное, порядка 10 мм водяного столба, понижение давления, чтобы практически весь газ поступал сначала на фильтр грубой очистки, а затем на влагоотделитель. Дальше газ желательно закачать в небольшой ресивер с газораспределительной аппаратурой для более ритмичной подачи на нужды комплекса. Для получения эл. энергии этого объема мало, но для нагрева воды на кухне, душевых, моечных баков пластика-стекла-ПЭТбутылок и сушки влагоотделителя вида «селикогель» или «цеолит» вполне достаточно. Химический состав газа вполне пригоден для использования его в качестве топлива: метан 60%, углекислый газ 36%, сероводород-водород-углеводород-азот в сумме всего 4%, теплотворная способность 5-5,5 тыс.ккал/м3.
На заключительном этапе в траншею с гумусом добавляют грунт вскрышных работ, перемешивают с помощью специального навесного оборудования бульдозера и высаживают трех летние саженцы хвойных деревьев в шахматном порядке с интервалом 2 м по краям траншеи. Быстрорастущие деревья своими кронами будут принимать атмосферные осадки, а корнями вытягивать влагу из свалки, уменьшая тем самым попадание грязного фильтрата в водоносные горизонты под свалкой.
Предлагаемый способ может применяться как на действующих, так и на закрытых полигонах с использованием или без использования комплекса сортировки и переработки отходов. В случае отсутствия комплекса на полигоне, производят загрузку траншей отходами, поставляемыми с автономных предприятий сортировки ТБО, а подачу теплоносителя - от теплопунктов, устанавливаемых на полигоне. Однако наиболее эффективно и экономически выгодно использование способа в сочетании с комплексом как взаимодополняющими друг друга.
Использование предлагаемого способа круглогодичного получения гумуса на свалках бытовых отходов по двухволновой биотехнологии позволит интенсифицировать процесс переработки, обезвреживания и рекультивации свалок вне зависимости от времени года, осадков или засухи, а также сократить количество площадей под свалки и улучшить экологию окружающей среды.
Claims (2)
1. Способ получения гумуса на свалках отходов, включающий образование траншеи в верхнем слое свалки, ее заполнение пищевыми и органическими отходами, укрывание пленкой с последующим внесением в субстрат адаптированной культуры красного калифорнийского червя, отличающийся тем, что перед заполнением на дне траншеи прокладывают трубу замкнутого цикла подачи теплоносителя, а после заполнения отходами в верхней части содержимого траншеи прокладывают горизонтально ориентированные перфорированные трубы аэрации и газоотвода, а также вертикально ориентированные и выступающие над траншеей трубки взятия проб температурного режима, влажности и объема газа, а по показателям проб регулируют подачу теплоносителя, орошающей жидкости и производят откачку газа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что траншею заполняют пищевыми и органическими отходами, отобранными при сортировки отходов свалки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009118196/05A RU2407725C1 (ru) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Способ получения гумуса на свалках отходов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009118196/05A RU2407725C1 (ru) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Способ получения гумуса на свалках отходов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2407725C1 true RU2407725C1 (ru) | 2010-12-27 |
Family
ID=44055775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009118196/05A RU2407725C1 (ru) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Способ получения гумуса на свалках отходов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2407725C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617573C1 (ru) * | 2016-02-16 | 2017-04-25 | Алексей Сергеевич Банников | Способ переработки массива органических отходов технологическим дождевым червём |
RU2628518C1 (ru) * | 2016-04-19 | 2017-08-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Дагестанский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Ф.Г. Кисриева" | Устройство для компостирования |
-
2009
- 2009-05-12 RU RU2009118196/05A patent/RU2407725C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617573C1 (ru) * | 2016-02-16 | 2017-04-25 | Алексей Сергеевич Банников | Способ переработки массива органических отходов технологическим дождевым червём |
RU2628518C1 (ru) * | 2016-04-19 | 2017-08-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Дагестанский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Ф.Г. Кисриева" | Устройство для компостирования |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
El-Fadel et al. | Environmental impacts of solid waste landfilling | |
CA2320542C (en) | Sequential aerobic/anaerobic solid waste landfill operation | |
US7168888B2 (en) | Aerobic and anaerobic waste management systems and methods for landfills | |
WO2010094024A1 (en) | In-situ reclaimable anaerobic composter | |
MX2010013712A (es) | Instalacion ecotecnica y metodo para produccion de sustrato de cultivo, de materiales para tratamiento de suelo, y de fertilzantes organicos teniendo propiedades de terra preta antropogenica. | |
Amritha et al. | Development of landscaped landfills using organic waste for sustainable urban waste management | |
CN107008723A (zh) | 一种开放式垃圾填埋场治理封场方法 | |
RU2407725C1 (ru) | Способ получения гумуса на свалках отходов | |
CN113578912A (zh) | 一种垃圾填埋场好氧微生物稳定系统及方法 | |
CN1225319C (zh) | 城市生活垃圾快速无害化综合处理法 | |
CA2363072A1 (en) | Waste treatment apparatus and methods | |
CN110294580A (zh) | 一种生物种群与人工湿地结合处理水体底泥的方法 | |
RU2406578C1 (ru) | Способ утилизации твердых бытовых отходов и полигон для их размещения | |
Singh et al. | Toxicity and treatability of leachate: application of UASB reactor for leachate treatment from Okhla landfill, New Delhi | |
RU2564391C1 (ru) | Способ биопреобразования загрязненной почвы | |
JP3638010B2 (ja) | 堆肥化施設から発生する臭気ガスの処理方法と装置 | |
López et al. | More than garbage at the Doña Juana Landfill | |
Nnaji et al. | Climate change and waste management: a balanced assessment | |
Thorvat et al. | An experimental study of effect of recirculation on leachate characteristics through landfill biofilter | |
RU2318619C1 (ru) | Способ образования покрытий на накопителях отходов | |
Chiemchaisri et al. | Mitigation of methane emission from solid waste disposal site in the tropics by vegetated cover soil | |
KR100949396B1 (ko) | 유기성 폐기물 및 하수슬러지의 가스연료 생산을 위한 반건식혐기분해장치 | |
RU2700087C1 (ru) | Способ снижения выделения метана, содержащегося в биогазе, на полигоне твердых коммунальных отходов | |
Mudau | A laboratory investigation of the effects of water content and waste composition on leachate and gas generation from simulated MSW | |
Yaro | Studies on Biogas and Bioliquid Production by Fungal Degradation of Banana (musa sapienium) leaves |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110513 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120910 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180513 |