RU2807336C1 - Способ получения инертного грунта - Google Patents

Способ получения инертного грунта Download PDF

Info

Publication number
RU2807336C1
RU2807336C1 RU2023116318A RU2023116318A RU2807336C1 RU 2807336 C1 RU2807336 C1 RU 2807336C1 RU 2023116318 A RU2023116318 A RU 2023116318A RU 2023116318 A RU2023116318 A RU 2023116318A RU 2807336 C1 RU2807336 C1 RU 2807336C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filtrate
ratio
resulting
soil
reagent
Prior art date
Application number
RU2023116318A
Other languages
English (en)
Inventor
Вера Анатольевна Матвеева
Ильдар Маратович Валиулин
Мария Алексеевна Чукаева
Юрий Дмитриевич Смирнов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2807336C1 publication Critical patent/RU2807336C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области экологии и природопользования. Способ получения инертного грунта включает смешение жидких отходов со связующей добавкой и реагентом. В качестве жидких отходов используют фильтрат полигона твердых коммунальных отходов, который смешивают с реагентом, в качестве которого используют сульфат алюминия, в соотношении 1:0,03, при постоянном перемешивании до разрушения образовавшейся пены. К полученной суспензии добавляют связующую добавку, в качестве которой используют металлургический шлак, в пропорции 1:1,2 по отношению к начальному объему фильтрата, далее продолжают перемешивание в течение от 20 до 30 минут. Полученную смесь переливают на подготовленное водонепроницаемое основание и выдерживают до полного обезвоживания. Техническим результатом является обеспечение совместной утилизации двух промышленных отходов с получением инертного грунта. 2 табл.
.

Description

Изобретение относится к области экологии и природопользования, может быть использовано для утилизации фильтрата полигонов ТКО и для получения инертного грунта, используемого при эксплуатации полигонов ТКО.
Известен способ изготовления искусственного грунта (патент RU № 2682920 опубл. 22.03.2019), заключающийся в перемешивании сырья, в качестве которого используют отходы бурения и/или выбуренную породу, либо загрязненный углеводородами грунт и/или нефтесодержащие отходы, с песком и цементом в виде его сухой смеси с растворимым силикатом, характеризующийся тем, что после повышения вязкости перемешиваемой массы в нее вносят водную дисперсию поливинилацетата (ПВАД) одновременно с отвердителем, в качестве которого выступает водный раствор хлорида кальция, и продолжают перемешивание до гомогенизации массы. Также при перемешивании дополнительно вводят сорбент и/или негашеную известь и гидрокарбонат натрия.
Недостатком способа является использование токсичного компонента поливинилацетата, в результате чего усложняется технология создания искусственного грунта и ухудшается его экологичность.
Известен способ одновременного обезвреживания осадков сточных вод и золы с получением полезного вещества для строительства, сельского хозяйства и промышленности (патент RU № 2738715 опубл. 15.12.2020), заключающийся в смешивании осадка сточных вод с золой. Для обезвреживания используется кальциевая зола, зола бурых углей, торфа, древесины или их сочетание, зола при этом не пылевидной консистенции. При образовании комков при смешивании добавляется вода для получения однородной смеси.
Недостатком способа является использование воды для получения однородной смеси, выражающееся в многократном увеличении водопотребления объекта.
Известен способ получения техногенного почвогрунта (патент RU № 2497784 опубл. 10.11.2013), включающий смешивание илового осадка с порошкообразным низинным торфом, введение природного грунта, твердофазную ферментацию, фракционирование. В качестве илового осадка используют иловый осадок станций водоподготовки, который предварительно смешивают с низинным торфом, после чего осуществляют ферментацию смеси путем ее компостирования в буртах при периодическом ворошении и перемешивании с получением биокомпоста, производят подсушку полученного биокомпоста и смешивают его с котлованным грунтом.
Недостатком способа является высокая токсичность илового осадка станций водоподготовки без дополнительной обработки.
Известен способ утилизации фильтрата полигона твердых бытовых отходов и золы (патент RU № 2460704 опубл. 10.09.2012), заключающийся в том, что смешивают фильтрат и золу, а затем после окончания газовыделения связывают их составом для капсулирования, включающим цемент в количестве, песок и гуминовую кислоту. Способ применяется для утилизации золы сжигания твердых отходов, золы – уноса сжигания топлива.
Недостатком способа является необходимость проведения трудоемкой операции по дополнительному капсулированию.
Известен способ обработки многокомпонентных жидких отходов (патент RU № 2155738 опубл. 10.09.2000), принятый за прототип, включающий смешение жидких отходов со связующей добавкой и последующее захоронение полученной смеси, заключающийся в том, что в качестве связующей добавки используют сланцевую золу.
Недостатком способа является предусматривание только захоронения полученной смеси без возможности ее последующего применения.
Техническим результатом является способ утилизации фильтрата полигона твердых коммунальных отходов (ТКО) с получением инертного грунта.
Технический результат достигается тем, что в качестве жидкого отхода используют фильтрат полигона ТКО, который смешивается с реагентом, в качестве которого используют сульфат алюминия, в соотношении 1:0,03, при постоянном перемешивании до разрушения образовавшейся пены, к полученной суспензии добавляют связующую добавку, в качестве которой используется металлургический шлак, в пропорции 1:1,2 по отношению к начальному объему фильтрата, далее продолжают перемешивание в течении от 20 до 30 минут, затем полученную смесь переливают на подготовленное водонепроницаемое основание и выдерживают до полного обезвоживания при нормальных условиях, после чего производят лабораторный контроль токсичности полученного инертного грунта.
Способ получения инертного грунта осуществляется следующим образом. Фильтрат полигона ТКО, который является жидким отходом, образуется в процессе утилизации отходов вследствие просачивания атмосферных осадков и биохимических процессов в толще тела полигона. Фильтрат полигона ТКО смешивают в мешалке с реагентом, в качестве которого используют сульфат алюминия в соотношении 1:0,03. В результате смешивания происходит реакция с образованием пены и выделением растворенных газов. Реакция объясняется процессом коагулирования гуминовых солей тяжелых металлов и сульфата кальция. После естественного разрушения образовавшейся пены к полученной смеси в мешалку добавляют металлургический шлак в пропорции 1:1,2 по отношению к начальному объему фильтрата полигона ТКО. Металлургический шлак фракции от 0 до 5 мм, образующийся при выплавке чугуна используют в качестве связующей добавки. Основными компонентами металлургических шлаков являются SiO2 - 7-34%, CaO - 32-55%, MgO - 6-18%, FeO - 0,1–0,7% и MnO - 1-23%. Полученную смесь перемешивают от 20 до 30 минут до образования визуально однородной смеси, которую переливают на подготовленное водонепроницаемое основание и высушивают при нормальных условиях. Далее производят определение степени токсичности инертного грунта методами рентгенофлуоресцентной - РФА, атомно-эмиссионной - АЭС и атомно-абсорбционной - ААС спектрометрии и расчетным методом.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. Фильтрат полигона ТКО объемом 200 мл в стеклянном химическом стакане на 1000 мл при помощи роторной мешалки смешивался с металлургическим шлаком массой 200 г в пропорции 1:1. После смесь перешивалась в течение 20 минут до однородности (таблица 1).
Пример 2. Фильтрат полигона ТКО объемом 200 мл в стеклянном химическом стакане на 1000 мл при помощи роторной мешалки смешивался с сульфатом алюминия массой 10 г в соотношении 1:0,05. В результате смешивания происходит реакция с образованием пены и выделением растворенных газов. Полученная смесь непрерывно перемешивалась. После естественного разрушения образовавшейся пены к полученной смеси в мешалку добавляют металлургический шлак массой 200 г в пропорции 1:1 по отношению к фильтрату. После смесь перешивалась в течение 30 минут до однородности (таблица 1).
Пример 3. Фильтрат полигона ТКО объемом 200 мл в стеклянном химическом стакане на 1000 мл при помощи роторной мешалки смешивался с сульфатом алюминия массой 10 г в соотношении 1:0,05. В результате смешивания происходит реакция с образованием пены и выделением растворенных газов. Полученная смесь непрерывно перемешивалась. После естественного разрушения образовавшейся пены к полученной смеси в мешалку добавляют металлургический шлак массой 240 г в пропорции 1:1,2 по отношению к фильтрату. После смесь перешивалась в течение 15 минут до однородности (таблица 1).
Пример 4. Фильтрат полигона ТКО объемом 200 мл в стеклянном химическом стакане на 1000 мл при помощи роторной мешалки смешивался с сульфатом алюминия массой 10 г в соотношении 1:0,05. В результате смешивания происходит реакция с образованием пены и выделением растворенных газов. Полученная смесь непрерывно перемешивалась. После естественного разрушения образовавшейся пены к полученной смеси в мешалку добавляют металлургический шлак массой 280 г в пропорции 1:1,4 по отношению к фильтрату. После смесь перешивалась в течение 35 минут до однородности (таблица 1).
Пример 5. Фильтрат полигона ТКО объемом 200 мл в стеклянном химическом стакане на 1000 мл при помощи роторной мешалки смешивался с сульфатом алюминия массой 10 г в соотношении 1:0,05. В результате смешивания происходит реакция с образованием пены и выделением растворенных газов. Полученная смесь непрерывно перемешивалась. После естественного разрушения образовавшейся пены к полученной смеси в мешалку добавляют металлургический шлак массой 320 г в пропорции 1:1,6 по отношению к фильтрату. После смесь перешивалась в течение 20 минут до однородности (таблица 1).
Пример 6. Фильтрат полигона ТКО объемом 200 мл в стеклянном химическом стакане на 1000 мл при помощи роторной мешалки смешивался с сульфатом алюминия массой 2 г в соотношении 1:0,01. В результате смешивания происходит реакция с образованием пены и выделением растворенных газов. Полученная смесь непрерывно перемешивалась. После естественного разрушения образовавшейся пены к полученной смеси в мешалку добавляют металлургический шлак массой 240 г в пропорции 1:1,2 по отношению к фильтрату. После смесь перешивалась в течение 25 минут до однородности (таблица 1).
Пример 7. Фильтрат полигона ТКО объемом 200 мл в стеклянном химическом стакане на 1000 мл при помощи роторной мешалки смешивался с сульфатом алюминия массой 6 г в соотношении 1:0,03. В результате смешивания происходит реакция с образованием пены и выделением растворенных газов. Полученная смесь непрерывно перемешивалась. После естественного разрушения образовавшейся пены к полученной смеси в мешалку добавляют металлургический шлак массой 240 г в пропорции 1:1,2 по отношению к фильтрату. После смесь перешивалась в течение 25 минут до однородности (таблица 1).
Пример 8. Фильтрат полигона ТКО объемом 200 мл в стеклянном химическом стакане на 1000 мл при помощи роторной мешалки смешивался с сульфатом алюминия массой 14 г в соотношении 1:0,07. В результате смешивания происходит реакция с образованием пены и выделением растворенных газов. Полученная смесь непрерывно перемешивалась. После естественного разрушения образовавшейся пены к полученной смеси в мешалку добавляют металлургический шлак массой 240 г в пропорции 1:1,2 по отношению к фильтрату. После смесь перешивалась в течение 30 минут до однородности (таблица 1).
Таблица 1 - Результаты эксперимента
Соотношение фильтрата полигона ТКО и металлургического шлака Соотношение фильтрата полигона ТКО и сульфата алюминия Результат эксперимента Время до полного обезвоживания
1 1:1 1:0 Расслоение жидкой и твердой фаз 30 дней
2 1:1 1:0,05 Образование однородной смеси 24 дня
3 1:1,2 1:0,05 21 день
4 1:1,4 1:0,05 Образование неоднородной смеси 20 дней
5 1:1,6 1:0,05 18 дней
6 1:1,2 1:0,01 Образование однородной смеси 23 дня
7 1:1,2 1:0,03 21 день
8 1:1,2 1:0,07 21 день
Оптимальные показатели готового продукта такие, как образование однородной смеси и минимальное время полного обезвоживания были достигнуты при максимальном добавлении металлургического шлака массой 240 г в пропорции 1:1,2 по отношению к фильтрату и при минимальном добавлении сульфата алюминия массой 6 г в пропорции 1:0,03 по отношению к фильтрату полигона ТКО и представлены в примере 7.
Лабораторный контроль токсичности инертного грунта производился путем определения методами рентгенофлуоресцентной - РФА, атомно-эмиссионной - АЭС и атомно-абсорбционной - ААС спектрометрии его химического состава, на основе которого проводилось определение степени его негативного воздействия на окружающую среду. Результаты лабораторного контроля токсичности примера 7 представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Лабораторный контроль токсичности инертного грунта по примеру 7
Образец Валовое содержание элемента в инертном грунте
Метод Анализа РФА РФА ААС/АЭС
Единицы измерения % мг/кг мг/кг
Элемент Fe 12,29 122900 -
Zn - - 24,3
Al 1,8 18000 -
Cr 0,1 1000 -
Ni - - 21,8
Cd - - 15,9
Cu - - 13,5
Mn 1,86 18600 -
Pb - - 2,9
Co - - 1,0
Ca 30,85 308500 -
Si 5,24 52400 -
Mg 2,12 21200 -
S 0,59 5900 -
Na 0,53 5300 -
P 0,29 2900 -
Cl 0,47 4700 -
K 0,31 3100 -
Sr 0,03 300 -
Ti - - 1737
V - - 1073
Hg - - <0,5
As - - <0,2
Определение степени токсичности инертного грунта проводилось расчетным методом. Расчетный метод показал, что инертный грунт относится к VI классу опасности отхода.
Способ переработки фильтрата полигона ТКО и металлургического шлака с использованием в качестве реагента сульфата алюминия обеспечивает совместную утилизацию двух промышленных отходов. Использование описанного способа утилизации фильтрата и шлака позволяет получить инертный грунт, необходимый для эксплуатации полигона ТКО.

Claims (1)

  1. Способ получения инертного грунта, включающий смешение жидких отходов со связующей добавкой и реагентом, отличающийся тем, что в качестве жидких отходов используют фильтрат полигона ТКО, который смешивают с реагентом, в качестве которого используют сульфат алюминия, в соотношении 1:0,03, при постоянном перемешивании до разрушения образовавшейся пены, к полученной суспензии добавляют связующую добавку, в качестве которой используют металлургический шлак, в пропорции 1:1,2 по отношению к начальному объему фильтрата, далее продолжают перемешивание в течение от 20 до 30 минут, затем полученную смесь переливают на подготовленное водонепроницаемое основание и выдерживают до полного обезвоживания при нормальных условиях, после чего производят лабораторный контроль токсичности полученного инертного грунта.
RU2023116318A 2023-06-21 Способ получения инертного грунта RU2807336C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2807336C1 true RU2807336C1 (ru) 2023-11-14

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155738C1 (ru) * 1999-11-30 2000-09-10 Козлов Анатолий Иванович Способ обработки многокомпонентных жидких отходов и система для его осуществления
DE19520651B4 (de) * 1995-06-09 2006-05-24 Fünders, Dieter, Dr.-Ing. Verfahren zur Verwertung und Entsorgung von Klär- bzw. Wasserwerksschlämmen
RU2411281C1 (ru) * 2009-06-11 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Состав для восстановления биопродуктивности глинистых почв
RU2460704C2 (ru) * 2010-12-07 2012-09-10 Илья Моисеевич Островкин Способ утилизации фильтрата полигона твердых бытовых отходов и золы
RU2688536C1 (ru) * 2018-09-20 2019-05-21 Дмитрий Валентинович Шкутник Способ приготовления техногенного почвогрунта БЭП на основе золошлаковых отходов (варианты) и техногенный почвогрунт БЭП

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19520651B4 (de) * 1995-06-09 2006-05-24 Fünders, Dieter, Dr.-Ing. Verfahren zur Verwertung und Entsorgung von Klär- bzw. Wasserwerksschlämmen
RU2155738C1 (ru) * 1999-11-30 2000-09-10 Козлов Анатолий Иванович Способ обработки многокомпонентных жидких отходов и система для его осуществления
RU2411281C1 (ru) * 2009-06-11 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Состав для восстановления биопродуктивности глинистых почв
RU2460704C2 (ru) * 2010-12-07 2012-09-10 Илья Моисеевич Островкин Способ утилизации фильтрата полигона твердых бытовых отходов и золы
RU2688536C1 (ru) * 2018-09-20 2019-05-21 Дмитрий Валентинович Шкутник Способ приготовления техногенного почвогрунта БЭП на основе золошлаковых отходов (варианты) и техногенный почвогрунт БЭП

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Koralegedara et al. Recent advances in flue gas desulfurization gypsum processes and applications–a review
Li et al. Immobilization of phosphogypsum for cemented paste backfill and its environmental effect
Bie et al. Characteristics of municipal solid waste incineration fly ash with cement solidification treatment
Yin et al. Stabilization/solidification of lead-contaminated soil using cement and rice husk ash
Minocha et al. Effect of inorganic materials on the solidification of heavy metal sludge
RU2293070C2 (ru) Способ комплексной переработки и утилизации осадков сточных вод
Chin et al. Characterization of sewage sludge ASH (SSA) in cement mortar
USRE29783E (en) Process for treating aqueous chemical waste sludges and compositions produced thereby
CN101113090A (zh) 污水厂污泥无臭无三废制造免烧砖的方法
Maierdan et al. Recycling of heavy metal contaminated river sludge into unfired green bricks: strength, water resistance, and heavy metals leaching behavior–a laboratory simulation study
CN105967470A (zh) 一种镉铜铅污染底泥固化剂及其固化方法
Li et al. Treating Pb-contaminated clay slurry by three curing agents
RU2807336C1 (ru) Способ получения инертного грунта
Tay Reclamation of wastewater and sludge for concrete making
Sweeney et al. Investigation into the carbonation of stabilised/solidified synthetic waste
CN115608766A (zh) 一种有机污染土壤的处理方法、净化后的改性土壤和流态固化土
CN105885999A (zh) 一种污泥能源化改性调整剂
Jin et al. Study on the pH variation and regulation measures during the cement solidification treatment of dredged material
Šerović et al. Utilization of solidified industrial hazardous waste in construction: A case study
Waechter et al. Leaching investigation of coal fly ash and dry desulphurisation residues by stabilization into ash rock
RU2797197C1 (ru) Способ обработки осадков сточных вод биологических очистных сооружений нефтехимических предприятий с получением техногрунтов
JP2010089069A (ja) 浄水場堆積泥土及び下水汚泥の減水方法
Rudzionis et al. Immobilization of Hexavalent Chromium Using Self-Compacting Soil Technology. Materials 2022, 15, 2335
JPH101667A (ja) 半水セッコウ系含水土壌改良剤
RU2101413C1 (ru) Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений