Способ складирования твердых бытовых отходов

 

Изобретение относится к складированию и утилизации различных отходов. Целью изобретения является повышение экономичности способа за счет одновременной утилизации нефтеносных отходов Для этого твердые бытовые отходы плотностью 307-493 кг/м с содержанием органических веществ 203-342 г/кг интенсивно перемешивают с масляными отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки при массовом соотношении (3-4,45): 1 и при обеспечении содержания нефти в смеси не выше 5 мас.% Полученную смесь укладывают на отведенные для этого покрытые землей площадки в кассеты и в случае необходимости извлекают образующийся биогаз. 2 табл

СО1ОЗ СОВЕ ГСКИХ

СОцИДЛИС ТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 05 F 9/00, В 09 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4202340/15 (22) 06.04,87 (46) 23.06.91, Бюл. N. 23 (71) Фелдмере Еш Талайвижгало Валлалат (HU) (72) Михай Фриш, Йожеф Варга и Иван

Медьеши (HU) (53) 658.567 (088.8) (56) Твердые отходы. Возникновение, сбор, обработка и удаление. /Под ред. Ч,Мателла.— M. Стройиздат, 1979, с. 51-57. (54) СПОСОБ СКЛАДИРОВАНИЯ ТВЕРДЫХ

БЫТОВЫХ ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к складированию и утилизации различных отходов.

Изобретение относится к складированию и утилизации различных отходов.

Целью изобретения является повышение экономичности способа за счет одновременной утилизации нефтеносных отходов.

При совместном складировании нефтеносных отходов вместе с твердыми бытовыми отходами маслосодержащие отходы благодаря специальным благоприятным физическим, биохимическим и микробиологическим свойствам смеси аналогично разложению бытовых отходов и в соответствии с аналогичным механизмом разлагаются с образованием биогаза.

Этот вывод делают на основании следующих связей.

Твердые бытовые отходы обладают высокой способностью адсорбции масла. Если содержание масла в смеси устанавливается

„„Я „„1658819 А3

Целью изобретения являегся повышение экономичности способа за счет одновременной утилизации нефтеносных отходов.

Для этого твердые бытовые отходы плотностью 307-493 кгlм с содержанием органи3 ческих веществ 203-342 г/кг интенсивно перемешивают с масляными отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки при массовом соотношении (3 — 4,45):1 и при обеспечении содержания нефти в смеси не выше 5 мас. Я,.

Полученную смесь укладывают на отведенные для этого покрытые землей площадки в кассеты и в случае необходимости извлекают образующийся биогаз. 2 табл. на уровне 50 г/кг, то масло, выходящее при известных обстоятельствах из маслосодержащих отходов, связывается с поверхностью отходов с такой адсорбционной силой, что скорость десорбции ниже скорости разложения.

Содержание микроорганизмов, способных к разложению углеводородов в ласлосодержащих отходах различных технологий явля : тся различным, однако високим (около

10- -10 микроорганизмов на 1 г . В микроH флоре бытовых отходов {10 10 микроорганизмов на 1 г) в значительном количестве представлены виды микробов. способные к разложению масла {бактерии рвеudomonas.

Flavobacterium и АзФгстаба. (ег, дрожжи

Candlda; плесневые грибки Аср rgillus, Fusorium и penicillium). Больuu» число микроорганизмов и благопри-иный, огношении осуществления рл лох: n в nnã. oëüêî

1658819 стадий состав смешанной микрофпоры приводит к тому, что процесс разложения масла протекает со значительной скоростью.

Благодаря применению твердых бытовых отходов обеспечивается необходимый 5 для большого числа микроорганизмов источник питательной среды требуемого состава и в требуемом количестве. Вследствие необычайной неоднородности, вызванной характером отходов, в них содержатся не- 10 обходимые микроэлементы (С, N, О, Р), а именно в благоприятном соотношении (соотношение С/N составляет от 20 до 40), а также источники энергии (углеводы, липиды) и основные соединения (белки, вита- 15 минные соединения), а также все важные микроэлементы.

Влажность бытовых отходов зависит от времени года и места выхода и в основном составляет 45-50 . При совместной обра- 20 ботке по предлагаемому способу бытовых и нефтеносных отходов может быть обеспечена близкая к оптимальной влажность. равная 55 — 65%.

Анаэробное разложение нефтеносных 25 отход6в проходит в три фазы. Осуществляемое частично в анаэробных условиях ферментативное окисление. в котором участвуют сначала аэробные, затем при снижении концентрации кислорода факульта- 30 тивно анаэробные, кислототворные бактерии

R — СНг — СНг — — R-CHz COOH аэробные бактерии факультативно анаэробные 35

R -СОО R --СООН+СН4. кислототворные

Определенные анаэробно-ацетогенные бактерии преобразуют полученные на первой стадии соединения в уксусную кислоту 40 и водород:

R -соон

R — соон+ н о а етогенны

II

Ц бактерии снз ооон н

Определенные анаэробные метанотворные бактерии разлагают уксусную кислоту в метан и специальные метанотворные бактерии (Methanococcus, Methanobacterium u

Methanosorclna) участвуют помимо этого в ре- 50 акции водорода с двуокисью углерода:

СНз СОО >СН4+ СО2;

CO + Нг — — гСгН + НгО.

При хранении нефтеносных отходов вместе с твердыми бытовыми отходами за- 55 даны условия окружающей среды дпя рассмотренного механизма разложения. После складирования смеси в ней вследствие физических свойств бытовых отходов (рыхпые, кусковые) в течение, примерно, 15 25 дней преобладают аэробные условия, и после засыпки землей создаются факультативно анаэробные условия последующей стадии.

С учетом разработки единообразной технологии важным и значительным является тот факт, что скорость разложения различных масляных производных: фракции белого масла, веретеиного масла, машинного масла и моторно о масла, в течение всего периода разложения является практически идентичной. До начального содержания масла, равного 70 г/кг, скорость, с которой снижается содержание углеводородов в масляных отходах, изменяется лишь в незначительной мере.

Вследствие благоприятных микробиологических особенностей разложения смеси, сос1оящей из твердых бытовых отходов и масляных отходов (скорость биодеградации выше), можно ускорить по времени процесс разложения, спонтанно протекающий в хранилищах бытовых отходов и ведущий к образованию биогаза, в результате чего получение газа будет экономичнее, Согласно предлагаемому способу твердые бытовые отходы плотностью 307—

493 кг/м и содержанием органического з вещества 203-342 г/кг интенсивно перемешивают в массовом соотношении (3-4,45);1 с маслянистыми отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки, тем самым устанавливают содержание нефти в смеси на уровне не выше

5 мас., складируют смесь на принятых для хранения бытовых отходов, покрытых землей площадках (в кассетах) и в случае необходимости извлекают образующийся биогаз, Предлагаемый способ рассчитан на все маслянистые отходы, содержащие нефть и/или продукты нефтепереработки, не содержащие примесей, токсичных для микробиологических процессов.

Во избежание возможного загрязнения воды фильтрационной водой целесообразно, если примешивание и складирование нефтеносных отходов осуществляют на поверхности ранее складированного. имеющего толщину по меньшей мере 5 м слоя бытовых отходов, котооый уплотняют до ипотности 500-700 кг/м и затем покрывают слоем грунта толщиной 30 — 60 см.

Пример 1. В полупромышленном моделирующем устройстве, оснащенном устройствами для отвода фильтрационной воды. для рециркуляции и газового анализа исследуют ускоренное разложение 0,2 м смеси из масляных отходов и бытовых отходов. Количественное соотношение нефтеносных отходов коммунальным составляет

1658819

15

25

35

45

55

1:3. Из масляных отходов, охарактеризованных в табл. 1, готовят предварительно смесь так, что содержание нефти в ней составляет

50 г/кг. Твердые бытовые отходы, которые используют для смешения, содержат 342 г/кг органических веществ и 42,7% воды, их обьемный вес составляет 307 кг/м3.

Влажность смеси составляет 59,2%, содержание нефти в смеси 12.5 г/кг.

Ячейку моделирующего устройства заполняют и закрывают, смесь еентилируют в течение 7 дн. После окончания вентиляции измеряют количество и состав выделяющегося газа, а также параметры просачивающейся воды. Опыт длится 250 дн.

На начальном этапе содержание органических соединений в фильтрационной воде возрастает, максимум измерен на 31-й день и по времени совпадает с максимальным содержанием масла в фильтрационной воде (48 мгlдмз). Газовыделение незначительное, содержание метана составляет максимум 3%.

Через 50 — 70 дн газовыделение становится интенсивным, состав газа постоянно изменяется, пока не достигает 65 метана и 30 СО2. Это соотношение сохраняется в течение 150 дн. В этот период содержание органических веществ в фильтрационной воде снижается, максимальная концентрация масла составляет 10 мг/дм . з

По окончании опыта ячейку устройства опорожняют и исследуют содержание масла в остатке. Содержание масла составляет

4,51 г/кг, что применительно к разложению масла означает КПД, равный 91%. Выпущенное из фильтрационной воды масло составляет тем самым максимум 0,006 мас.

or использованного масла.

Помимо укаэанного опыта, с помощью которого имитируют удаление при хранении, проводят также опыт адсорбции масла.

Выпущенную из ячейки фильтрационную воду пропускают через заполненную бытовыми отходами колонну длиной 2 м и полезным объемом 1,3 дм . Стекающая вода в з течение всего периода проведения опыта практически не содержит масла(максимальное содержание масла составляет 5 мг/дмз).

При опорожнении колонны устанавливают, что наибольшая часть масла соединилась с бытовыми отходами в верхней четверти колонны, После 1700 мм масляные примеси практически не обнаружены.

Пример 2. На первом этапе исследуют технологию, имитирующую масляные Отходы, и определяют содержание масла. влажность и возможность микробиологического разложения отходов.

Хранилище устраивают на с>)эл>се теер дых бытовых отходов путем устройс) еэ кассеты на изолированном участке, Обьел1 кассеты составляет по меньшей мере

1000 м, т.е. ее полезный объем соответст з вует количеству отходов, скапливающихся в течение 3 мес. Боковые стенки кассеты образованы из бытовых отходов. Верхняя часть этих призматических стенок находится на уровне 3 — 4 м. Поверхность верхней части образует путь сообщения для транспортных средств и рабочих машин, поэтол1у она имеет ширину около 3 м и уплотняется путем трамбования до соответствующей прочности. Насыпанные и уплотненные призмы образуют пространство длиной 30 м, шириной 10 м и глубиной 3--4 м. Дно и стенки кассеты в целях изоляции покрывают слоем земли толщиной 0,4-0,6 м и затем плотно утрамбовывают. Последующие кассеты можно устраивать так, чтобы е соответствии с темпом засыпки наращивать стенки в проДольном направлении.

На более короткой, расположенной в направлении места засыпки стороне кассе ты создается площадка для перемешиеания длиной по меньшей мере 6 м, имеющая такую же ширину, что и кассета. Площадка. служащая в качестве пространства для перемешивания, покрывается слоем грунта толщиной 0,4-0,5 м, который уплотняют.

Бытовые отходы в количестве, которое рассчитывается с учетом содержания масла и влажности масляного шлама имеющие обьемный вес 420 кгlм и содержание з

250 г/кг органических веществ, укладывают на площадке для перемешивания р. виде слоя шириной 6 м и толщиной 50 сл1. На этот слой мусора выгружают масляные отходы и затем с помощью рабочих машин равномерно распределяют по поверхности. Уложенные равномерными слоями отходы неоднократно поворэчива>от с помощью грейдера или грейферэ и перемешивают между собой. Содержание масла устанавливают на уровне 3-5% при влажности 5060 . За) ем смесь помещают в кассету

Соотношение твердых бытовых отходов и масляного LUламэ составляет 3: 1

Площадку для >Iepe>)e>I>>11)al«1>I восстанавливают, возможно находя«1иеся тэм масляные примеси удаляK>ò с пол1ощьK) грейдера. Загрязненную зел1)»о пол1ещэю) в кассету, и площадку для пер ..мешс >)ания по

K1)ûíëþr свежей зе11/It)l1. 0!е;Il> з)>сыпэк) I фронтально со >. î, с»>i О61 «с; », >1 i и >О щадке дс)я перс.r1>)IIIIII -»>,1> 11п>1,>,, III:tttнии урс)г»>я еер" >t> ll t > I : .»»,,:;с;> д,>я

ПЕр Mf >»И>)ЭН>;я ПС;I, >,I,« ., -,, с-г;

ЧЕНИ 1 VKil)Г»» K „С:«

1658819 лерода и 5 прочих газов, Данные по содер50

55 том, Трубы, служащие для получения биогаза, прокладывают через 1-3 года после заполнения кассет.

Пример 3. На отвале, действующем по технологии засыпки котлована, для твердых бытовых отходов в течение года перерабатывают 2000 т масляных отходов со станции техобслуживания автомобилей и машиностроительной промышленности, Для смешивания используют 14000 м з предварительно измельченного в мусоровозах бытового мусора из населенных пунктов. Средняя объемная плотность мусора составляет 430 кг/м, содержание организ ческих веществ 240 г/кг. Влажность смеси устанавливают на уровне 57 . Смесью заполняют три кассеты полезным объемом соответственно 5000 м . з

Микробиологические процессы разложения масла контролируют путем анализа проб, отобранных иэ скважин с различной глубины, Как показывают результаты анализа, приведенные в табл. 2, процесс проходит с соответствующей интенсивностью, В части кассеты (скважина N. 2), заполненной 12 мес тому назад, масло разрушилось уже на 95-97 и даже через 6 мес (скважина 1Ф 2) отмечают уже 90 — 93;(,-ное разрушение, Скважина N 3 проходит вблизи фронта заполнения, данные измерений показывают исходный состав смеси.

Пробы, взятые с помощью бура, показывают, что слои, расположенные под смесью, содержащие лишь бытовые отходы, практически не загрязнены маслом; лишь на границе слоя обнаружены следы масла, В скважине N. 1, представляющей процесс разложения в течение года, размещают пробоотборник для взятия проб газа. Как показывают результаты анализа газа, образовавшийся биагаэ содержит 59 метана, 39 двуокиси углерода и 2 прочих газов.

8 контрольном отвале, содержащем исключительно бытовые отходы, образовался газ, содержащий 35 метана, 60 двуокиси угжанию масла в скажинах приведены в табл, 2.

Пример 4, Для удаления 6500 т грунта, загрязненного 6,5 сырой нефти, выделившейся во время разрыва нефтепровода, грунт смешивают с трехкратным количеством бытовых отходов. Бытовые отходы

45 имеют объемную плотность 480 кг/м и соэ держат 210 r/êã органических веществ, Влажность смеси устанавливают на уровне

55 об., содержание масла составляет

2,2, Смесь складируют на свалке мусора по технологии устройства холма. С учетом исходного состава скорость разложения ниже и для достижения указанного в примере

3 коэффициента полезного действия (9597 ) требуется в два раза больше времени, Пример 5. Нефть, вылившаяся в море иэ нефтяного танкера в результате пробоины, окружена на воде плавучей стеной и затем удалена с поверхности воды с помощью перлита. Образовавшиеся 400 т нефтяного перлита со средним содержанием сырой нефти 16 складированы аналогично примеру 4. Использованные для этого бытовые отходы имеют объемную плотность

493 кг/ м и содержат 203 г/кг органических з веществ, Складируемая смесь имеет содержание масла 4,7 и влажность 62,7 Скорость разложения практически аналогична приведенной в примере 4.

Пример 6. 5000 г почвы, которая загрязнена дизельным топливом (12 мас, ) и возникла путем пробивки отверстия в резервуаре, смешивают в количественном соотношении 4,45:1 с коммунальными отходами плотностью 420 кг/м и с содержанием органических веществ 215 r/êã, Влажность смеси составляет 59,2 . Отходы складируют в бурт. Содержащаяся нефть спустя 6 мес разлагается на 69, а спустя

14 мес — на 93,9 .

Формула изобретения

Способ складирования твердых бытовых отходов путем укладки их на отведенных для этого покрытых землей площадках в кассеты и в случае необходимости извлечения образовавшегося биогаза, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения экономичности способа за счет одновременной утилизации нефтеносных отходов, перед укладкой в кассеты твердые бытовые отхозды объемной плотностью 307493 кг/м и с содержанием органических веществ 203 — 342 г/кг интенсивно перемешивают с масляными отходами, содержащими нефть или побочные продукты нефтепереработки, при массовом соотношении (3-4,5):1 и при обеспечении содержания нефти в смеси не выше 5 мас, .

10 Г а б . < u n a 1

Собственная микрофлора отходов

Блаж

Голержание мас— ность, 7 микр< орг; пижмы/ г ла, г/кг

3,8 10

Flavobacterium

Sporoubacterium

86,9

I I 9 (;мазочно-пхпаедаища я змуль— сия

Staphylobotutic

Trichnderma

1 1пс о г

Aspergi llus f1auri s

0,5 103

Ф

l,2 10,Древесные опил- 38,8 ки, загрязненные

102

Грамм-негатив нь

psendomonas

4,2 10

148

8,8

Грамм-негативные бакт.

Масляная ветои<ь

psendomonas

Trichoderma

Fusarium

Mucor

Candida

9 10

Flavobacterium

psendomonas

61,4

Нлам после мойки автомо—

1, 1 10 билей

8 10

Г1ачоЬас terium (спорообразоват е— ли) 96,1

Ц!пам после мойки автомобилей

Таблица 2 г

Глубина, м

Содержание масла, r/êr, в скважине

0,0 — 1,0

1,0 - 2,0

2,0 - 3,0

3,0 — 4,0

4,0 - 5,0

5,0 - 6,0

2,40

1,84

1,62

1,72

1,43

0,02

5,0

3,25

3,72

7,62

4,57

0909

21,7

43,5

4,5

38,2

4,1

0,04