Способ создания противофильтрационной завесы в водоносных грунтах

 

Область применения защита подземных вод от мест подземного захоронения радиоактивных, промышленных и бытовых отходов Сущность способа способ заключается в бурении скважин на путях миграции грунтовых вод от источников загрязнения и нагнетании в скважины воды, силикатных бактерий и торфа при содержании компонентов, мас.% силикатные бактерии 0,005 - 0.01, торф 0,1 - 1,0, вода - остальное, при размере частиц торфа 10 - 30 мкм 1 зпф-лы, 2 ил

(S>) S Е()гВЗ

ЕOZ В ЗЫ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ТЕНИ

К Плткяту

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5004826/33 (22) 14.10.91 (46) 30.10.93 Бюп. Мя 39-40 (71) Московское научно-производственное объединение "Радон" (72) Баринов АС„Титов В.Н. (73) Московское научно — производственное объединение "Радон" (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ В ВОДОНОСНЫХ

ГРУНТАХ (ю) ЩЦ (11) 2001992 С1 (57) Область пр,менения. защита подземных вод от мест подземного захоронения радиоактивных про— мышленных и бытовых отходов. Сущность способа: способ заключается в бурении скважин на путях миграьм грунтовых вод от источников загрязнения и нагнетании в скважины воды, силикатных бакте— рий и орфа при содержании компонентов, мас%: сипикатныс бактерии 0,005 — 0.01; торф 0,1 — 1,0, вода — остальное, при размере частиц торфа 10—

30мкм 1 зпф-лы,2ил.

2001992

10

20

30

55

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к защите подземных вод от загрязнения бытовыми и промышленными отходами, а также радиоактивными веществами низкого и среднего уровня активности. Наиболее эффективно оно может быть использовано на централизованных пунктах захоронения радиактивных отходов низкого и среднего уровня активности.

Способы создания противофильтрационных завес известны. Обычно они применяются для предотвращения поступления подземных вод к фундаментам, горным выработкам, а также для защиты подземных вод от загрязнения сточными водами. Одним из направлений создания временных противофильтрационных завес является использование в качестве кольматирующего агента нейтральной жидкости, аэрированной воздухом под высоким давлением, а также использование воздуха с водой, вводимых совместно или последовательно друг эа другом при определенных давлениях, Жидкость. аэрированная воздухом, создает в грунте пневмогидрозавесу (защемление пузырьков воздуха в порах грунта), что является препятствием для фильтрующихся подземных вод.

Недостатком известных способов является необходимость непрерывного поддержания высокого давления при нагнетании пневмокольматирующего агента в течение всего времени существования завесы, большой расход воды, что приводит к значительным зкономическим затратам.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ создания противофильтрационной пневмогидрозавесы в мелкодисперсных грунтах, заключающийся в бурении скважин и нагнетании в них воды с растворенным в ней газом(последовательно углекислый газ и воздух). Для обеспечения продвижения воды с газом давление нагнетания должно быть не меньше давления в скважине и пласте, при этом в процессе работы давление нагнетания повышается и поддерживается в повышенном состоянии в течение всего периода действия иневмогидрозавесы.

Недостатком этого способа являются также большие затраты на его осуществление из-эа необходимости непрерывного нагнетания воды с воздухом под высоким давлением на протяжении всего времени существования противофильтрацион ной завесы, Целью изобретения является удешевление способа эа счет обеспечения естественного существования противофильтрационной завесы.

Цель достигается эа счет того, что в способе создания противофильтрационной завесы, включающем бурение скважин и нагнетание через них смеси нейтральной жидкости (воды) с пневмокольматирующим агентом, в качестве пневмокольматирующего агента вместо углекислого газа и воздуха (как в прототипе) используют биологически активную культуру (силикатные бактерии) с питательной средой (измельченным тор фом), причем концентрация силикатных бактерий составляет 0,005-0,01 мас.%, торфа — 0,1-1,0 мас.%, вода — остальное, а размер измельченных частиц торфа находится в пределах от 10 до 30 мкм.

Отличительными признаками заявляемого способа являются использование в качестве пневмокольматирующего агента силикатных бактерий в вышеуказанной питательной среде в установленных интервалах концентраций и размеров частиц торфа.

Использование нового пневмокольматирующего агента приводит к тому, что силикатные бактерии в питательной среде, проникая в поры грунта, начинают свое интенсивное развитие. В процессе жизнедеятельности силикатные бактерии раэмножаются и образуют в порах грунта коллоидный комплекс (по внешнему виду— слизь с синевато-серым оттенком) с выделением газообразных продуктов жизнедеятельности. Выделяющийся газ защемляется в порах грунта и создает повышенное давление в жидкой фазе, присутствующей в порах грунта. Таким образом в водонасыщенном грунте искусственным путем происходит формирование тела типа "истинного плывуна", в котором поры грунта заполнены продуктами жизнедеятельности силикатных бактерий — коллоидным комплексом и газообразными выделениями, "Истинные плывуны", как известно, обладают слабой водопроницаемостью с коэффициентом фильтрации, не превышающим 0,05 м/сут.

По величине коэффициента фильтрации свойства образующейся противофильтрацион ой завесы согласно заявляемому способу идентичны свойствам противофильтрационной завесы согласно прототипу. В то же время, если у прототипа противофильтрационная завеса может существовать только с результате постоянного нагнетания неЙтральной жидкости с пневмокольматирующим агентом в скважины, то в заявляемом способе противофильтрационная завеса может существовать самостоятельно (беэ дополнительной подпитки) в среднем в течение 2-4 лет. Таким

2001992 образом обеспечивается естественное существование противофильтрационной завесы в отличие от способа-прототипа.

Отсюда вытекает также удешевление способа за счет снижения расхода нейтральной 5 жидкости (воды). Кроме того, отсутствует необходимость в постоянном поддержании давления в скважине, как это требует способ прототипа.

На фиг,1 представлен разрез располо- 10 женного между водоупорными породами водоносного горизонта, в котором имеется очаг загрязнения, на фиг.2 — вариант расположения иньекционных скважин вокруг очага загрязнения. 15

Способ реализуется следующим образом. В водоносном горизонте 1. расположенном между водоупорными породами 2 и

3, имеется очаг 4 загрязнения. Очаг 4 загрязнения обуривается иньекционными 20 скважинами 5 и контрольными скважинами

6. В данном конкретном случае обуривание осуществляется по замкнутому контуру вокруг очага 4 загрязнения. Однако в других вариантах в зависимости от условий на- 25 правления движения грунтовых вод и расположения очага загрязнения инъекционных скважин может осуществляться и по другим профилям, т.к. определяющим здесь является только то, что расположение сква- 30 жин должно обеспечить создание противофильтрационной завесы на пути миграции грунтовых вод, Глубина бурения иньекционных скважин 5 и контрольных скважин 6 должна быть больше, чем нижняя граница 35 залегания водоносного горизонта 1, Устья иньекционных скважин 5 герметизируют и подключают к ним закачивающие устройства 7 с емкостью для смешения биологически

40 ют смесь силикатных бактерий с торфом при следующем соотношении компонентов, мас. :

Силикатные бактерии 0,005 - 0,01

Торф 0,1-1,0

Вода Остальное

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что размер частиц торф". составляет 10 - 30

Формула изобретения

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ В ВОДОНОСНЫХ ГРУНТАХ,- включающий бурение скважин и нагнетание в них воды с пневмокопьматирующим агентом, отличающийся тем. что в качестве пневмокольматирующего агента испольэуактивной культуры, питательной среды и воды 8 при соотношении концентраций компонентов: силикатные бактерии

0,005-0,01 мас.$, измельченный до размера частиц от 10 до 30 мкм торф — 0,1-1,0 мас., вода — остальное, Нагнегание жидкой смеси в водоносный горизонт производят под давлением, удовлетворяющим условию

} н < Рн < Р2, где у — гидростатическое давление воды в водоносном пласте;

PH — давление нагнетания жидкой смеси;

Рг — давление гидрораз рива водоносного пласта.

Иньекционное нагнетание производят однократно снизу вверх, т,е. начинают у подошвы водоносного горизонта 1 и заканчивают у его кровли, Наблюдение за формированием и действием противофильтрационной завесы производится по контрольным скважинам.

В случае, если возникает необходимость в прекращении действия противофильтрационной завесы раньше окончания времени ее естественного существования, через инъекционные скважины 5 могут быть введены антисептические вещества. (56) Авторское свидетельство СССР

IФ 1176012, кл. Е 02 В 3/16, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 829766, кл. Е 02 В 3/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1247448, кл. E 02 В 3/16, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1084371, кл. Е 02 О 19/10, 1984, 200t992

Фиг.1

Фиг.2

Составитель А.Баринов

Редактор Т.Лошкарева Техред M,Моргентал Корректор С.Юско

Заказ 3158

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 о

1

1 ф

1 у у

Ь