Способ пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне и устройство для его реализации

Изобретение относится к области обеспечения пожарной безопасности на специализированных полигонах твердых бытовых отходов и охране окружающей среды, а именно к способу пожаровзрывобезопасного длительного хранения мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов. Способ пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне включает создание вокруг массива мусора ограниченного от внешней среды пространства с помощью герметичной куполообразной оболочки, и стадию конфигурирования этого пространства, отвод горючих газов и их жидкого конденсата из верхней части ограниченного пространства, и тушение очага пожара доступными средствами пожаротушения. На стадии конфигурирования ограниченного от внешней среды пространства, когда герметичная куполообразная оболочка, имеющая ограничения по ее безопасным габаритным размерам, не перекрывает полностью всю площадь массива мусора, осуществляют деление этой площади на зоны. В дальнейшем перекрывают площадь всех зон соответствующей оболочкой, отвод горючих газов и их жидкого конденсата, получаемых в результате происходящих биохимических процессов, протекающих в массиве отходов при адаптации их к конкретным климатографическим ландшафтным условиям полигона, прекращают в случае возникновения пожара на поверхности массива мусора в ограниченном от внешней среды пространстве и осуществляют тушение очага пожара путем создания в защищаемом пространстве среды, не поддерживающей горение, посредством аэрозольных средств пожаротушения. После ликвидации очага возгорания производят дополнительную обработку поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами, образующимися в результате их многократной рециркуляции сквозь массу отходов. В случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий производят аварийный отвод продуктов горения в атмосферу. Заявленный способ осуществляется с помощью устройства для пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне, которое содержит герметичный купол, образующий ограниченный объем над массивом мусора, устройства для отвода горючих газов и их жидкого конденсата из верхней части ограниченного объема и средства пожаротушения, причем периметр купола выполнен с возможностью перекрытия каждой зоны, создаваемой на всей площади массива мусора, а с внутренней стороны каждого купола установлены равномерно по периметру устройства аэрозольных средств пожаротушения и устройства для осуществления дополнительной обработки поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами. Заявляемое техническое решение просто в эксплуатации и позволяет осуществить пожаровзрывобезопасное длительное хранение мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов с учетом современных требований по охране окружающей среды. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области обеспечения пожарной безопасности на специализированных полигонах твердых бытовых отходов и охране окружающей среды, а именно к способу пожаровзрывобезопасного длительного хранения мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов.

В работе (Мусорные свалки http://www.a-ts.ru/statgr/smezhnye-otrasli/rekultivatsiya--metod-izbavleniya-ot-svalok) отмечено, что большая часть бытовых отходов склонна разлагаться под воздействием кислорода. А так как на свалках доступ воздуха ничем не ограничивается, гниение и брожение протекают довольно интенсивно. Результатом происходящих в мусоре реакций является образование органических кислот с выделением в воздух углекислого газа. Такая среда очень благоприятна для размножения множества вредных бактерий и микроорганизмов, которые в свою очередь поддерживают протекание процессов разложения отходов. Химические реакции происходят с повышением температуры, и довольно часто она достигает температуры самовозгорания мусора.

Атмосферные осадки, жидкости, входящие в состав отходов или образующиеся в результате протекающих процессов, постепенно просачиваются в нижнюю часть свалки, образуя высокотоксичный фильтрат, который также является средой обитания и размножения опасных микробов. При наличии гидроизолирующего покрытия дна полигона фильтрат накапливается и формирует линзу грунтовых вод. Со временем он разъедает подложку и превращает почву под полигоном и вокруг него в вязкий токсичный ил. Заиленная, зараженная болезнетворными бактериями территория разрастается по мере роста свалки. Фильтрат проникает в грунтовые воды, а с ними распространяется в близлежащие водоемы и колодцы.

Регулярный вывоз мусора на свалку приводит к спрессовыванию отходов под собственным весом в нижних уровнях полигона. В эти слои воздух уже не проникает, и здесь происходят химические реакции с выделением газа метана и других летучих соединений с содержанием тяжелых металлов и токсичных компонентов. Эта гремучая смесь выделяется в воздух. Неприятный запах вокруг свалки - это лишь верхушка айсберга. Вред же для здоровья людей и окружающей среды оценить довольно сложно, поскольку состав газов в лабораторных условиях исследовать практически невозможно, так как он неодинаков даже в пределах одного полигона. Можно лишь отметить, что ксилол и толуол, которые неизменно входят в состав выделяющихся газов, вызывают расстройства нервной и кровеносной системы, поражают органы дыхания, провоцируют головную боль, слабость и раздражение слизистых оболочек.

Известно (http://oao-raskat.ru/tushenie-pozharov-na-svalkax-poligonax-tbo), что пожар на полигонах - свалках является такой же трагедией и ситуацией чрезвычайной. Поэтому работа по предотвращению и тушению пожаров на полигонах ТБО (твердых бытовых отходов) достаточно актуальная тема. Важно проведение профилактической работы для недопущения пожара и подготовки полигона - оборудование техникой, но если случилось, то быстро и квалифицированно ликвидировать пожар.

Полигон бытовых отходов особый объект. Это место где сосредоточен большой объем горючих материалов: бумага, полиэтилен, пластик (последний при горении выделяет большое количество канцерогенов, особо опасных для жизнедеятельности человека).

Самым уязвимым местом полигона являются откосы полигона, их легче поджигать и чрезвычайно тяжело тушить, а откосы зачастую достигают 10-15 метров в высоту.

Известно (http://82.mchs.gov.ru/pressroom/news/item/6041125), что тушение полигона водой неэффективно - это доказала практика, поскольку вода скатывается по поверхности спрессованного слоя отходов, не попадая в те пустоты, где скапливается газ и происходит горение, помимо этого все токсичные и ядовитые вещества вместе с водой уходят глубоко в землю, где попадают в грунтовые воды.

Известны способы хранения твердых бытовых отходов путем создания искусственного противофильтрационного экрана в основании полигона (А.А. Бартоломей, Х.А. Брандл, А.Б. Пономарев. Основы проектирования и строительства хранилищ отходов. - Пермь - Вена: Пермский государственный технический университет. - 2002. - стр. 147.; Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов. - М.: Минстрой РФ. - 1998. - стр. 4-5.; СНиП - 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. - М.: ЦИТП Госстроя СССР. - 1985. - 16 с.; Патент RU №2412012, В09В 1/00 (2006.01), А61С 1/00 (2006.01), опубл. 20.02.2011).

Однако этот способ не может предотвратить процесс разложения органического вещества и выделению биогаза, поэтому не относится к пожаровзрывобезопасным способам хранения мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов.

Известен способ обеззараживания свалок (Патент США, 5076727, В09В 1/00, 1991), заключающийся в том, что по краям свалки и в центре пробуривают скважины пересекающие загрязненный слой. В центральной скважине создают вакуум, а в крайние подают пар. Пар, проходя через толщу свалки, увлекает загрязнения, которые собираются в центральной скважине.

Однако этот способ может быть использован при очистке свалки от отдельных загрязняющих веществ. Он не может предотвратить процесс разложения органического вещества и выделения биогаза.

Известен способ обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов (Патент RU №2099158, В09В 1/00 (1995.01), A61L 11/00 (1995.01), опубл. 20.12.1997), заключающийся в бурении скважин в толще свалки до ее подошвы и подаче обезвреживающего газообразного агента в одну часть скважин и создании вакуума в другой части скважин; по расчетной сети скважин разбуривают всю площадь свалки, обвязывают скважины единой системой нагнетательной арматуры, связанной с источником газообразного агента, насыщают газообразным агентом всю толщу свалки путем подачи ее в донный слой под избыточным давлением, при этом часть скважин используют для временного создания вакуума, а также разуплотнения грунта увеличением фазовой проницаемости вследствие наложения полей упругих напряжений электроакустическими и пневмоакустическими наземными и скважинными вибраторами; кроме того, эти же скважины применяют для выполнения контрольных замеров дистанционными датчиками состава газовой смеси и температуры в толще свалки, при этом в качестве газового агента используют инертный газ.

Однако в этом способе достигнуть необходимой степени насыщения массы свалочного материала инертным газом крайне затруднительно, поскольку газоизоляцию всего объема свалки с использованием отмеченного технического решения осуществить, практически, невозможно.

Кроме того, следует иметь в виду, что даже при идеальном насыщении свалочной массы инертным газом не будет достигнуто уничтожение микроорганизмов, которые из аэробного режима существования перейдут в анаэробный режим. При этом биоферментация в массе свалки не прекратится, а, возможно, даже усилится, поскольку жизнеспособность микроорганизмов при переходе из одного режима в другой увеличивается; в результате продолжения биоферментации газообразные продукты жизнедеятельности биоты будут и далее выделяться в атмосферу и загрязнять окружающую среду; при этом образование метана будет более интенсивным при недостатке кислорода; по этой же причине вместо СО2 будет выделяться СО; кроме того, анаэробные процессы способствуют образованию весьма токсичных соединений типа диоксинов, поскольку в качестве окислителей будут выступать не кислород, а хлор, фтор, йод и др.

Существенным недостатком указанного способа является также и то обстоятельство, что он ни в какой мере не обеспечивает обезвреживание минеральных загрязнителей, в частности, тяжелых металлов, а также органических загрязнителей: полициклических ароматических углеводородов, диоксинов и других токсичных веществ.

Известен способ тушения и предотвращения очагов возгорания на лигнинохранилищах, полигонах древесных отходов, торфяниках, свалках бытового мусора (Патент RU №2350369, А62С 3/02 (2006.01), А01С 23/00 (2006.01), В09В 1/00 (2006.01), опубл. 27.03.2009).

Способ предусматривает деление площади полигона на зоны с выделением наиболее опасных очагов возгорания, затем по всему периметру полигона и по границам зон отсыпают дороги, далее проводят последовательную отсыпку негорючего материала В виде многотоннажного отхода теплоэнергетической промышленности - тонкодисперсного золошлакового материала вначале вокруг очагов возгорания для обеспечения проезда к ним и создания вокруг очагов возгорания насыпи из негорючего материала. Затем осуществляют сталкивание этой насыпи в очаги возгорания до создания над этими очагами слоя тонкодисперсного золошлакового материала. Насыпанный слой золы уплотняют для создания воздухонепроницаемого покрытия. В дальнейшем площадь полигона рекультивируют.

Однако ограничение доступа кислорода к захороненным отходам приводит к их разложению в анаэробном режиме (Патент RU №2099158, В09В 1/00 (1995.01), A61L 11/00 (1995.01), опубл. 20.12.1997), а выделившийся биогаз, на 2/3 состоящий из легковоспламеняющегося метана, образовавшийся в толще захороненных Отходов, он может распространяться в полостях земли в горизонтальном направлении. Это приводит к созданию новых не контролируемых очагов горения или взрыва, возможно даже вне полигона ТБО (Захоронения мусора; http://www.ecolur.org/files/uploads/pdf/elevenrus.pdf).

Известны способы хранения мусора промышленно-бытовых отходов (Патент RU №2350369, А62С 3/02 (2006.01), А01С 23/00 (2006.01), В09В 1/00 (2006.01), опубл. 27.03.2009; Патент RU №2523488, В09В 1/00 (2006.01), опубл. 20.07.2014), предусматривающие послойное складирование свалочных масс и изоляцию уплотненных слоев.

Однако ранее было установлено (http://oao-raskat.ru/tushenie-pozharov-na-svalkax-poligonax-tbo), что уплотнение отходов весьма трудоемкий и небезопасный процесс.

Кроме этого, в этом техническом решении не предусмотрен отвод биогаза из свалочных масс.

Известен способ уничтожения мусора действующих свалок и устройство для переработки мусора свалок (Патент RU №2375128, В09В 3/00 (2006.01), опубл. 10.12.2009.

В этом способе при переработке бытовых отходов и промышленного мусора на заключительной стадии технологического процесса мусорную крошку подвергают термической обработке в пиролизной установке.

Для этого вокруг мусорной крошки создают ограниченное от внешней среды пространство, из которого производят отвод горючих газов и их жидкого конденсата через герметичную газовую сеть из верхней части ограниченного пространства в зону последующего сжигания или утилизации.

Однако, хотя пиролиз считается перспективным методом термического обезвреживания ТБО (Очистка населенных пунктов от твердых отходов; http://biofile.ru/bio/10725.html), для реализации этого способа требуется длительный технологический процесс, в котором задействован целый комплекс машин и механизмов.

В работе (Хранение мусора на полигонах: пути решения, html) отмечено, что в настоящее время образование отходов опережает процессы их утилизации и переработки, поэтому необходимы новые подходы в решении этой сложной задачи по охраны окружающей среды.

Причем сам способ не предусматривает, по мнению автора изобретения, меры:

- по тушению очага пожара массива мусора в ограниченном от внешней среды пространстве;

- по дополнительной обработке после ликвидации очага возгорания поверхности полигона твердых бытовых отходов предварительно произвесткованными сточными водами, образующимися в результате их многократной рециркуляции сквозь массу отходов

- по аварийному отводу продуктов горения в атмосферу в случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий.

Известно устройство для ликвидации единичных аварийных очагов пожара (Авторское свидетельство SU №1653791, кл. А62С 8/00 (2000.01), опубл. 07.06.1991), принятое за прототип заявляемого технического решения.

Устройство содержит герметичный купол, обладающий аэростатической подъемной силой, с управляемым перепускным клапаном, наружную вспомогательную отцепляемую камеру, внутренние емкости с нейтрализующими реагентами, юбку с пригрузами, оттяжные стропы юбки, основные стропы, передвижные якоря с лебедками и поворотными балками.

Устройство работает следующим образом.

На безопасном расстоянии от аварийного очага пожара разворачивают купол с вспомогательной отделяемой камерой, наполняют его несущим газом, создающим аэростатическую подъемную силу (например, горячим воздухом), который удерживается на определенной высоте с помощью основных строп, после чего передвижные якоря, двигаясь синхронно, перемещают купол, располагая его над аварийным очагом, отделяют вспомогательную камеру и включают лебедки. На заключительном этапе опускания купола одновременно с лебедками вступают в действие поворотные балки, ускоряя процесс опускания купола, после чего происходит срабатывание емкостей с нейтрализующими реагентами и очаг пожара ликвидируется.

Кроме ликвидации пожаров, предлагаемое устройство может быть использовано в деле охраны окружающей среды, например, для ликвидации единичных химических очагов сильно действующими ядовитыми веществами.

Однако данное устройство является стационарным и имеет сложную конструкцию, а перепускной (дренажный) клапан, установленный в верхней части купола не предназначен для аварийного отвода продуктов горения в атмосферу в случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий.

Задачей изобретения является повышение пожаровзрывобезопасности, а также экологической безопасности при хранении мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что в способе пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне, включающем создание вокруг массива мусора ограниченного от внешней среды пространства с помощью герметичной куполообразной оболочки и стадию конфигурирования этого пространства, отвод горючих газов и их жидкого конденсата из верхней части ограниченного пространства, и тушении очага пожара доступными средствами пожаротушения, при этом на стадии конфигурирования ограниченного от внешней среды пространства, когда герметичная куполообразная оболочка, имеющая ограничения по ее безопасным габаритным размерам, не перекрывает полностью всю площадь массива мусора, осуществляют деление этой площади на зоны, и в дальнейшем перекрывают площадь всех зон соответствующей оболочкой, отвод горючих газов и их жидкого конденсата, получаемых в результате происходящих биохимических процессов, протекающих в массиве отходов при адаптации их к конкретным климатографическим ландшафтным условиям полигона, прекращают в случае возникновения пожара на поверхности массива мусора в ограниченном от внешней среды пространстве, и осуществляют тушение очага пожара путем создания в защищаемом пространстве среды, не поддерживающей горение, посредством аэрозольных средств пожаротушения, а после ликвидации очага возгорания производят дополнительную обработку поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами, образующимися в результате их многократной рециркуляции сквозь массу отходов, причем в случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий производят аварийный отвод продуктов горения в атмосферу.

Сущность заявляемого устройства состоит в том, что в устройстве для пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне, содержащем герметичный купол, образующий ограниченный объем над массивом мусора, устройство для отвода горючих газов и их жидкого конденсата из верхней части ограниченного объема и средства пожаротушения, причем периметр купола выполнен с возможностью перекрытия каждой зоны, создаваемой на всей площади массива мусора, а с внутренней стороны каждого купола установлены равномерно по периметру устройства аэрозольных средств пожаротушения и устройства для осуществления дополнительной обработки поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами.

Технический эффект, реализуемый заявляемым способом обуславливается следующим.

Деление площади массива мусора на полигоне на зоны позволяет создать надежную герметичную куполообразную оболочку независимо от погодных условий (осадков, скорости ветра и тому подобное) на период длительного хранения массива мусора в каждой зоне названного полигона.

Совершенно очевидно, что полигоны, предназначенные для длительного хранения мусора, занимают большую площадь, которую «накрыть» одной герметичной куполообразной оболочкой бывает очень сложно и экономически нецелесообразно.

Прекращение отвода горючих газов и их жидкого конденсата в случае возникновения пожара на поверхности массива мусора в ограниченное от внешней среды пространстве позволяет:

- локализовать в случае возникновения очаг пожара и ликвидировать его дальнейшее распространение, например, по герметичной газовой сети в случае возникновения чрезвычайной ситуации;

- создать наиболее благоприятные условия для аэрозольного пожаротушения путем полной герметизации ограниченного от внешней среды пространства.

Ранее было установлено (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е переработанное. М., Химия,. 1979, с. 128), что газовые галоидоуглеводородные составы целесообразно использовать в тех случаях, когда защищаемое здание в начальный момент пожара сохраняет некоторую герметичность, то есть обеспечивается возможность накопления в атмосфере огнетушащих агентов до нужной концентрации.

В заявляемом техническом решении тушение очага пожара аэрозольными средствами пожаротушения производится только после создания вокруг полигона ограниченного от внешней среды пространства.

Тушение очага пожара путем создания в защищаемом пространстве среды, не поддерживающей горение посредством аэрозольных средств пожаротушения, позволяет:

- применить при тушении экологически безвредный способ тушения пожара не разрушающий озоновый слой Земли (http://klivent.biz/protivopozharnye-sistemy/aerozolnaya-sistema.html). Кроме того, аэрозольные средства пожаротушения являются самыми дешевыми средствами по сравнению с другими газовыми средствами пожаротушения, применяемыми для обезвреживания свалок промышленно-бытовых отходов (Патент RU №2099158, В09В 1/00 (1995.01), A61L 11/00 (1995.01), опубл. 20.12.1997; Патент США, 5076727, В09В 1/00, 1991 и другие технические решения);

- осуществить тушение пожара в холодное время года, когда, например, применить водяное средство пожаротушения при отрицательных значениях температуры окружающей среды без проведения дополнительных мероприятий практически невозможно. Это обстоятельство следует учитывать при хранении мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов в регионах с продолжительной зимой, например, в Сибири или на Дальнем востоке Российской Федерации.

Установлено (http://klivent.biz/protivopozharnye-sistemy/aerozolnaya-sistema.html), что в случае, когда помещение заполняется аэрозолем в необходимой концентрации, объем тепла, выделяемого при горении, резко снижается, вследствие этого понижается температура и пожар локализуется. Важно, что после завершения работы ГОА необходимая для тушения концентрация аэрозоля сохраняется до пятнадцати минут, поэтому повторное возгорание невозможно. Во время распыления аэрозольного состава из генератора его твердые частицы образуют пленку. Именно ее появление предотвращает доступ кислорода к огню. Когда пожар потушен, образовавшуюся пленку можно удалить.

Дополнительная обработка после ликвидации очага возгорания поверхности полигона твердых бытовых отходов предварительно произвесткованными сточными водами, образующимися в результате их многократной рециркуляции сквозь массу отходов позволяет:

- провести удаление образовавшиеся в твердой фазе в зоне горения дисперсных твердых частиц (иногда чрезвычайно токсичных веществ), получаемых в результате деструкции исходных веществ и образовании соответствующих новых соединений при пожаре, которые оседают впоследствии на поверхности массива мусора;

- провести удаление из ограниченного от внешней среды пространства образовавшиеся в твердой фазе в зоне горения дисперсных твердых частиц, получаемых при тушении пожара в результате горения аэрозольного газогенерирующего состава.

- обработать образовавшийся дополнительный кислый фильтрат перед его рециркуляцией.

Так, например, известен способ очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов от тяжелых металлов (Патент RU №2162059, C02F 1/62 (2000.01), В09В 1/00 (2000.01), В09С 1/08 (2000.01), опубл. 20.01.2001), где в случае выделения фильтрата с рН более 7,0 (когда состав фильтрата находится в метановой фазе), но содержащего высокие концентрации тяжелых металлов, рециркуляцию фильтрата, предварительно обработанного раствором известкового молока до рН - 9,0-9,5, проводят до максимального эффекта снижений концентрации тяжелых металлов в сточных водах отводимых дренажной системой.

Осуществление аварийного отвода продуктов горения в атмосферу в случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий позволяет исключить разрушение устройства, обеспечивающего создание вокруг массива мусора ограниченного от внешней среды пространства.

Так, например, ранее было установлено (А.И. Веселов, Л.М. Мешман. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности. М: «Химия», 1975, с. 22), что прогрессивный рост давления продуктов горения, могущий вызвать разрушение полностью или частично закрытых аппаратов, отсеков, камер, боксов и тому подобное при при возникновении внутри их загораний. При проектировании средств автоматической пожарной защиты (АПЗ) внутри таких объектов предельно допустимое время свободного горения (ПДВГ) принимается из условия, чтобы за это время давление газов на стенки указанных сооружений не превышало 0,015-0,025 кгс/см2.

Технический эффект, реализуемый заявляемым устройством обуславливается следующим.

Исполнение периметра купола с возможностью перекрытия каждой зоны, создаваемой на всей площади массива мусора, позволяет получить на стадии конфигурирования ограниченного от внешней среды пространства оптимальное количество герметичных куполообразных оболочек, каждая из которых не имеет ограничения по ее безопасным габаритным размерам.

Для того чтобы периметр купола имел возможность перекрытия каждой зоны, его основание может образовывать любые замкнутые фигуры в зависимости от конфигурации каждой зоны и общей конфигурации периметра массива мусора.

Установка с внутренней стороны каждого купола равномерно по периметру устройств аэрозольных средств пожаротушения и устройств для осуществления дополнительной обработки поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами позволяет:

- позволяет в случае применения аэрозольных средств пожаротушения позволяет осуществить равномерно аэрозольное облако в защищаемом от внешней среды пространстве;

- позволяет в случае дополнительной обработки поверхности массива мусора равномерно распределить предварительно произвесткованные сточные воды по названной поверхности.

По мнению автора изобретения, признаки, приведенные в формуле изобретения, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технического результата, то есть являются существенными.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают условию патентоспособности «новизна».

При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень» был проанализирован уровень техники и, в частности, известные способы и устройства, относящиеся к области охраны окружающей среды.

Известен способ создания (https://ru.wikipedia.org/wiki/Укрытие_(ЧАЭС) изоляционного сооружения над четвертым энергоблоком Чернобыльской атомной электростанции, построенного к ноябрю 1986 года после взрыва 4-го реактора. Позже сооружению было дано неофициальное имя Саркофаг. При постройке срок службы сооружения прогнозировался в 20-40 лет.

В настоящее время в связи с высокой степенью рисков в случае разрушения старого саркофага над ним построен еще один купол, получивший название «Укрытие-2». Новый объект представляет собой стальную конструкцию высотой 108 м и длиной 150 м, под которой поместился старый саркофаг и вспомогательные сооружения 29 Ноября 2016 года объект «Укрытие-2» был сдан в эксплуатацию.

Однако это укрытие представляет собой сложное сооружение, имеющее надежную радиационную защиту. Причем переработка радиационных материалов отложена на долгие годы после окончательного охлаждения ядерного реактора до безопасных значений.

Известны способы гидроизоляции площадок кучного выщелачивания и хранилищ отходов и гидроизоляционные покрытия для их реализации (Патенты RU №2211817, С04В 26/26, E02D 3/12, опубл. 10.03.2003; 2255178, E02D 3/12 (2000.01), Е02В 3/16 (2000.01), опубл. 27.06.2005; №2301300, E02D 3/12 (2006.01), Е02В 3/16 (2006.01), опубл. 20.06.2007; №2434922, C09K 3/10, опубл. 27.11.2011; №2301206, С04В 26/26, опубл. 20.08.2007; №2452860, Е02В 3/16, опубл. 10.06.2012).

Отмеченные технические решения имеют или сложную и трудноосуществимую в полевых условиях технологию приготовления покрытия, или создаваемые гидроизоляционные покрытия в процессе эксплуатации продолжают быть токсичными и вступают в реакцию с минерализованным фильтратом.

Известен способ консервации и изоляции техногенных месторождений (Патент RU №2547869, E02D 3/12 (2006.01), Е02В 3/16 (2006.01), опубл. 10.04.2015), заключающийся в приготовлении гидроизоляционной смеси, содержащей отходы полиэтилена, укладке ее на поверхность хранилища, нанесении на остывшую поверхность дренажного слоя из крупнозернистого материала.

Ранее было установлено (Захоронения мусора; http://www.ecolur.org/files/uploads/pdf/elevenrus.pdf), что после прекращения доступа к кислороду к мусору происходит гниение с выделением газа, на 2/3 состоящего из легковоспламеняющегося метана. Образуясь в толще захороненных отходов, он может распространяться в полостях земли, проникать в подвалы зданий, накапливаться там и взрываться при зажигании, приводя к разрушению домов и к человеческим жертвам.

Известен способ создания противофильтрационных герметических экранов из полимерных листов (СНиП 2.01.2885 "Полигоны по обеззараживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию", пп. 6.9). Способ заключается в том, что на поверхность хвостохранилища укладываются полимерные листы, которые перекрывают защитным грунтовым слоем. Количество слоев варьируется в пределах 1-5.

Полимерное покрытие испытывает воздействия климатических, гидрографических, техногенных факторов (перепады температур, солнечный свет, кислые осадки, прокладка дорог и пр.), что приводит к нарушению сплошности основы, разрывам и ухудшению эксплуатационных свойств покрытия, что является недопустимым. Способ весьма трудоемок, так как требует создания нескольких подстилающих и перекрывающих слоев из насыпных грунтов различного состава.

Кроме того, как было отмечено ранее, выделяющийся биогаз может распространяться далеко в полостях земли в горизонтальном направлении.

Известен теплозащитный огнестойкий комплект для зашиты объектов повышенной опасности гражданского и оборонного комплексов (Патент RU №2537819, А62С 2/0о (2006.01), опубл. 10.01.2015), содержащий наружное огнестойкое покрытие, представляющее Собой гомогенизированную композицию на основе органических растворителей и состоящее из полимеров, неорганических пигментов, антипиренов и модифицирующих добавок, и внутренний теплозащитный слой в виде последовательно расположенных подслоев.

Комплект обеспечивает надежную защиту объектов от тепловых полей непрерывного действия в диапазоне температур от 100°С до 1100°С, а также от температурных полей кратковременного и импульсного действия в диапазоне температур от 1500°С до 2500°С.

Однако это устройство не решает вопросы отвода горючих газов и их жидкого конденсата из ограниченного от внешней среды пространства, пожаротушения и аварийного отвода продуктов горения в атмосферу, а также - дополнительной обработки поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами.

Анализ других технических решений показал, что известные способы и устройства не решают отмеченные ранее задачи, решаемые заявляемым способом и устройством.

На основании изложенного, можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», а само изобретение является новым.

Осуществление технического решения может быть реализовано следующим образом.

При реализации заявляемого технического решения необходимо учитывать следующие общеизвестными сведениями из уровня техники.

В настоящее время все чаще экологами поднимается вопрос о проблемах хранения мусора на полигонах (Хранение мусора на полигонах: пути решения. html). Объемы захороненных отходов увеличиваются. Необходимо срочно при помощи государства организовать эффективную безвредную утилизацию мусора.

Немного снижают загрузку полигонов отходами мусоросжигательные заводы. В основном утилизируются пищевые отходы. Но вместе с ними на переработку могут попасть токсичные вредные материалы: ртуть из градусников, пластмасса, полиэтиленовые пакеты. Поэтому первую проблему, которую необходимо решать на уровне государства - добиться обязательного укомплектования мусоросжигающих заводов импортным газоочистным оборудованием.

Главная проблема полигонов - темпы загрузки ежедневными отходами значительно обгоняют процесс переработки мусора. Свалки с гниющим мусором отравляют воздух, почву. При гниении в грудах мусора возникают пустоты, где под влиянием химических процессов скапливаются газы. Часто они становятся причиной пожара и с ветром разносятся вредные вещества.

Но проблема в том, что часть мусора на полигонах уже не поддается переработке. Отходы почти полностью разложились. Частично решить эту проблему можно, используя специальные катки-уплотнители. Это значительно уменьшает объем гниющего мусора, удаляет в нем пустоты со взрывоопасными газами, которые в любой момент могут привести к пожару. Кроме этого, в отходах собираются сточные воды, талый снег, дождевые осадки. Уплотнением мусора влага удаляется, снижается опасность загрязнения почвы, ближайших водоемов. При помощи озеленения травой можно значительно снизить экологический ущерб от гниющего уплотненного мусора. Снижается вероятность обвалов, оползней.

Но катки-уплотнители не решают полностью проблемы полигонов, когда образование отходов опережает процессы их утилизации и переработки. Согласно расчетам, на полигоны должно попадать только 40% всех отходов (бытовых и строительных). Остальная часть сразу должна подвергаться сжиганию и переработке. Для эффективной работы желательно, чтобы перерабатывающие предприятия находились вблизи полигонов. Это позволит оперативно организовать утилизацию мусора, переработку строительных отходов во вторичный щебень и другие стройматериалы.

В работе (А.С. Мелихов. Исследование процесса распространения тления и условия его прекращения внутри массива газопронецаемого материала. ISSN 2411 - 3778. Пожарная безопасность, 2017, №4, с. 74), отмечено, что процесс тления имеет скрытный период, когда очаг тления по внешним признакам обнаружить невозможно, но по прошествии некоторого времени при изменении газодинамической обстановки в зоне тления, концентрация кислорода Сох в окружающей атмосфере, размеров очага, фронт развивающегося очага тления может выйти на поверхность массива и пожар с тлением внутри массива перейдет в режим с газофазным горением вещества, то есть в быстропротекающий пожар.

Тлеющие пожары крайне негативно и влияют на экологическую в природных массивах и населенных пунктах.

В работе (http://www.lib.tpu.ru/fulltext/c/2013/C52/105.pdf) установлено, что основные черты механизма самовозгорания заключаются в следующем: отдельные фракции отходов, поступающих на полигон интенсивно окисляются на воздухе при сравнительно низкой температуре. При окислении происходит рост температуры вещества. Увеличение температуры приводит к росту скорости реакции и дальнейшему самопроизвольному разогреву. При определенных условиях скорость выделения тепла реакции окисления горючих веществ может превышать скорость потерь тепла, что приводит к непрерывному увеличению температуры вещества и его воспламенению. В этом случае для воспламенения вещества не требуется внешнего источника зажигания, вещество воспламеняется под действием тепла химических реакций окисления. Такое явление применительно к твердым, сыпучим или волокнистым материалам называют самовозгоранием, и оно характерно для многих технологических процессов, связанных с хранением и переработкой твердых горючих материалов.

Самопроизвольный разогрев веществ и материалов чаще всего происходит при непрерывном распределении температур в объеме, что обусловлено разными условиями теплообмена каждой его точки с окружающей средой. В объеме вещества появляются отдельные участки с максимальной температурой.

Полигон ТБО в литературе часто рассматривается, как большой биохимический реактор, внутри которого в процессе эксплуатации, а также в течение нескольких десятилетий после закрытия в результате биоразложения отходов образуется биогаз (40-60% метана, 30-45% диоксид углерода, а также примеси сероводорода, кислорода, азота и др.).

Активное газообразование начитается примерно с третьего года от начала складирования.

Первые 15-20 лет 1 м3 ТБО при разложении выделяет 1,0-1,5 м3/год биогаза. В дальнейшем интенсивность выделения биогаза резко сокращается. Период полного разложения составляет около 50 лет. Выделение биогаза зависит от многих параметров: влажности, температуры, плотности, состава отходов, кислотности и т.д. Метанобразующие микроорганизмы появляются в ТБО при водосодержании >50%, температуре >30°С, значении водородного показателя рН>7. Оптимальные для выделения биогаза температура ТБО - 35-40°С, влажность - 90-96% (Хаджмурадов М.А., Карнацевич Л.В., Колобородов В.Г. Проблема ограничения эмиссии метана в атмосферу из свалок бытовых отходов. http://www.waste.com.ua/cooperation/2004/thesis/chashmuradovr.html).

Накопление газа в теле свалки вызывает взрывы и горение ТБО. При горении свалки, если это тление с недостатком воздуха, основными газами будут СО, H2S, NH3, NO, Н2, а также низкомолекуческие соединения. При горении основные продукты - это СО2, NO2, SO2, частично СО и сажа, а также другие токсичные вещества, в частности, диоксины.

В работе (Снижение пожаровзрывоопасности объектов депонирования отходов / Т.Г. Середа, О.В. Кушнарева, С.Н. Костарев, А.И. Устинов, М.А. Михайлова // Пожарная безопасность. 2008. №3. С. 84-89) отмечено, что поскольку полигон ТБО является пожароопасным, актуально рассмотреть опасные факторы пожара, окружающую среду и материальные ценности. В первую очередь это пламя и искры, которые могут образовываться на поверхности полигона, токсичные продукты горения и термического разложения, дым, а также опасные факторы взрыва (Д.А. Кононов, В.В. Кульба, С.С. Ковалевский, С.А. Косяченко. Формирование сценарных пространств и анализа динамики поведения социально - экономических систем. - М.: ИПУ РАН, 1999. - 110 с. (Препринт), возникших в результате взрыва биогаза.

В связи с тем, что в массиве ТБО содержатся горючие и самовоспламеняющиеся материалы и вещества, а также жидкости, пыли и биогаз, который может образовывать взрывоопасные смеси, данный объект является пожароопасным. Таким образом, на поверхности и в массиве ТБО могут происходить процессы самовоспламенения, самовозгорания, тления и горения (ГОСТ 12.1.033 - 81. ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения).

В работе (https://waste.ua/cooperation/2004/thesis/chasrmuradovr.html. Проблема ограничения эмиссии метана в атмосферу из свалок бытовых отходов. М.А. Хажмурадов, Л.В. Карнацевич, В.Г. Колобродов) отмечено, что в последние годы проектирование и строительство всех новых свалок ТБО осуществляется с учетом требований по созданию газосборной системы для использования биогаза.

Сложность использования биогаза со свалок ТБО заключается в нескольких причинах. Во-первых, биогаз выделяется неравномерно в течение года. Причем его основное количество выделяется летом, а зимой, в период отопительного сезона, биогаз практически не выделяется. Во-вторых, свалка представляет собой биохимический реактор со стенками из уплотненной глины, которые в состоянии выдерживать только незначительный перепад давления. Этот перепад не может обеспечить значительную скорость транспортировки биогаза к коллектору. В-третьих, наличие вредных и балластных примесей в составе биогаза требует его предварительной подготовки перед его использованием в качестве топлива в котельных, газовых турбинах, двигателях внутреннего сгорания. Основные этапы подготовки биогаза к использованию следующее: очистка от взвешенных частиц, удаление сероводорода, отделение влаги и уменьшение количества диоксида углерода. В-четвертых, биогаз выделяется в незначительных (для экономического использования) количествах 1,0-1,5 м3/год с 1 м3 отходов, что делает невыгодным использование небольших свалок ТБО.

Результаты проведенных исследований (Середа Татьяна Геннадьевна. Обоснование технологических режимов функционирования искусственных экосистем хранения отходов: дис. д-ра техн. наук: 03.00.16 Пермь, 2006 445 с. РГБ ОД, 71:07-5/331http://www.dslib.net/ekologia/obosnovanie-tehnologicheskih-rezhimov-funkcionirovanija-iskusstvennyh-jekosistem.html), показали, что назрела необходимость создания технологий, направленных на управление процессами на полигонах (свалках) ТБО, стимулирующих процессы минерализации отходов и способствующих сокращению «жизненного цикла» объекта депонирования ТБО для достижения его "абсолютно нейтрального состояния" на стадии рекультивации.

Известно (http://mgutunn.ru. Проблемы обеспечения пожарной и экологической безопасности на полигонах ТБО), что важным условием обеспечения экологической безопасности полигонов ТБО является создание защитных экранов - геоэкологических барьеров на пути загрязняющих веществ из полигона в окружающую природную среду. В целом экраны, в зависимости от места расположения, делят на 2 группы: экраны основания полигона и защитные экраны поверхности. Первые препятствуют просачиванию фильтрата в грунты и подземные воды. Вторые препятствует попаданию в тело полигона атмосферных осадков, уменьшая количество фильтрата, обеспечивают сбор биогаза, препятствуют выбросам различных веществ, в том числе в виде пыли в воздух. Поверхностный защитный экран сооружается после завершения эксплуатации полигона ТБО. В структуре защитного экрана поверхности полигона ТБО выделяются 4 слоя. Выравнивающий слой необходим для нивелировки поверхности и газового дренажа. Его можно соорудить из песка, строительных отходов и прочее. Гидроизоляционный слой препятствует проникновению осадков и талых снеговых вод в «тело» полигона. Дренажный слой отводит условно чистую воду, не контактировавшую с отходами с территорий полигона. Рекультивационный слой состоит из почвы, на которой можно высаживать растения.

Ранее было установлено (Середа Татьяна Геннадьевна. Обоснование технологических режимов функционирования искусственных экосистем хранения отходов: дис. д-ра техн. наук: 03.00.16 Пермь, 2006 445 с. РГБ ОД, 71:07-5/331http://www.dslib.net/ekologia/obosnovanie-tehnologicheskih-rezhimov-funkcionirovanija-iskusstvennyh-jekosistem.html), что при эмиссии загрязняющих веществ с биогазом выделяются в среднем 20-30 лет, а эмиссии загрязняющих веществ с фильтратом - столетия (по некоторым литературным данным процесс вымывания загрязняющих веществ из свалки продолжается до 1000 лет), свидетельствуют о необходимости контроля и очистки фильтрата ТБО на протяжении длительного периода времени. Планирование очистных сооружений с применением известных физико-химических и биологических (аэробных и анаэробных) методов на столь длительный период невозможно и экономически нецелесообразно. В настоящее время в России практически не решены прикладные задачи по биологической рекультивации свалок, очистке сточных вод, утилизации биогаза на закрытых полигонах и реабилитации объектов биосферы, загрязненных продуктами биодеструкции ТБО.

Назрела необходимость создания технологий, направленных на управление процессами на полигонах (свалках) ТБО, стимулирующих процессы минерализации отходов и способствующих сокращению «жизненного цикла» объекта депонирований ТБО для достижения его "абсолютно нейтрального состояния" на стадии рекультивации.

Известно (Захоронения мусора; http://www.ecolur.org/files/uploads/pdf/elevenrus.pdf), что у мусора, просто засыпанного землей, нет доступа к кислороду; при этом происходит гниение с выделением газа, на 2/3 состоящего из легковоспламеняющегося метана. Образуясь в толще захороненных отходов, он может распространяться в полостях земли, проникать в подвалы зданий, накапливаться там и взрываться при зажигании, приводя к разрушению домов и к человеческим жертвам. Если метан распространяется к поверхности земли, он отравляет корни растений, насекомых, микрофлору. Если же растительности нет, то может начаться эрозия - смыв дождевой водой почвенного покрова и обнажение отходов. Наконец, по мере разложения отходов образуются полости и может случиться просадка грунта. В образовавшихся ямах будет скапливаться вода, и вся бывшая свалка может превратиться в болото. Проблема захоронения бытовых отходов, известная под названием "кризис свалок", особенно остро встала в развитых странах с их высокой плотностью населения. Все понимают, чем это грозит, и никто не хочет жить рядом со свалкой. В японских гаванях насыпаны целые "острова" из гор бытовых отходов. Многие западные страны занимаются экспортом как радиоактивных или остротоксичных, так и бытовых отходов в развивающиеся страны.

Известны биологические способы очистки сточных вод, например, путем многократной рециркуляции дренажных сточных вод (фильтрата) сквозь массу складируемых на полигоне отходов (см. Christensen, Т. Sanitary Land-filling of Waste / Т. Christensen, R. Cossu, R. Stegmann. - Barriers, 1994).

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, заключаются в том, что процесс очистки сточных вод очень продолжительный (около 7 лет), так как рециркуляцию проводят кислыми стопными водами, а повторный их возврат в массу отходов увеличивает сроки разложения органических фракций, а также приводит к повышению температуры в поверхностных слоях ТБО за счет активизации аэробных бактерий, что способствует возгоранию полигона. Кроме того, эффект очистки от тяжелых металлов недостаточно высок. Для рекультивированных полигонов рециркуляция необработанных стоков ТБО может приводить к закислению и загрязнению поверхностных слоев рекультивационного покрытия, что будет препятствовать нормальному росту растительности и вовлечению этого объекта в естественные биологические циклы.

Известно (Утилизация и ликвидация твердых отходов, http://studopedia.ofg/8-20884.html), что объективное изучение мировой техники и тенденции ее развития на основе аналитической, эколого-экономической и технологической оценки методов переработки отходов и принципов их системного объединения позволяют сделать вывод, что не существует какого-либо одного универсального метода переработки отходов, удовлетворяющего современным требованиям экологии, экономики, ресурсосбережения. Стремление использовать для переработки всей массы отходов один конкретный метод (например, сжигание) приводит к неоправданному увеличению затрат и усиливает негативное влияние технологии на окружающую среду.

В настоящем изобретении реализован комплексный подход в решении задачи по обеспечения пожарной безопасности на специализированных полигонах твердых бытовых отходов и охраны окружающей среды при длительном хранении мусора на полигоне.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его реализации.

На фиг. 1 представлен вариант схемы деления площадь мусорного полигона на зоны (в плане) для установки в последующем над каждой зоной герметичного купола, выполненного в виде быстровозводимого каркасного типа сооружения; на фиг. 2 представлен вариант компоновочного решения реализации заявляемого способа (в дежурном режиме), на фиг. 3 представлен вариант компоновочного решения реализации заявляемого способа при возникновении пожара на поверхности массива мусора в ограниченном от внешней среды пространстве в момент запуска устройств аэрозольных средств пожаротушения, на фиг. 4 представлен вариант компоновочного решения реализации заявляемого способа после ликвидации очага возгорания в момент запуска устройств для осуществления дополнительной обработки поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами, на фиг. 5 представлен вариант компоновочного решения реализации заявляемого способа в момент образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий (при проведении аварийного отвода продуктов горения в атмосферу).

Для создания вокруг массива 1 мусора ограниченного от внешней среды пространства 2 над защищаемым объектом устанавливают герметичный купол 3 (фиг. 2). Купол 3 представляет из себя быстровозводимое сооружение каркасного типа. Причем, когда купол 3, имея значительные размеры, может не выдержать расчетной нагрузки, создаваемой, например, выпадающими осадками (дождем, снегом и тому подобное) или ветром, размеры купола 3 ограничивают до безопасных значений. В том случае, когда площадь мусорного полигона больше площади названного быстровозводимое каркасного типа сооружения, ее делят на зоны (фиг. 1). В изображенном на фиг 1 варианте схемы деления площади мусорного полигона представлено деление названной площади на шесть зон 4, 5, 6, 7, 8 и 9. В этом случае периметр каждого купола имеет возможность перекрытия соответствующей зоны, а его основание может образовывать любые замкнутые фигуры в зависимости от конфигурации каждой зоны и общей конфигурации периметра мусорного полигона. Следует отметить, что сам купол 3 может быть выполнен, например, в виде усеченного конуса, усеченной пирамиды и тому подобное.

В верхней части герметичного купола 3 смонтирован трубопровод 10 (фиг. 2), предназначенный для дальнейшего отвода горючих газов и их жидкого конденсата через герметичную газовую сеть из верхней части ограниченного пространства 2 в зону последующего сжигания или утилизации (условно не показаны).

На трубопроводе 10 установлен клапан 11, предназначенный для перекрытия названного трубопровода в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

С внутренней стороны купола 3 в его нижней части установлены аэрозольные заряды 12, предназначенные для создания в защищаемом пространстве 2 среды, не поддерживающей горение в случае возникновения очага пожара 13 на поверхности 14 массива 1 мусора (фиг. 3). Такое расположение зарядов 12 является оптимальным для огнетушащей среды.

Одновременно с внутренней стороны купола 3 установлены равномерно по периметру устройства 15 для осуществления дополнительной обработки поверхности 14 массива 1 мусора предварительно произвесткованными сточными водами, подаваемые к названным устройствам по соответствующим трубопроводам 16 и 17.

Для аварийного отвода продуктов горения в атмосферу в верхней части герметичного купола 3 смонтировано устройство 18, предназначенное для критического сброса давления горючих газов и их жидкого конденсата из ограниченного от внешней среды пространства 2 при аномальном развитии событий.

Реализация заявляемого способа осуществляется следующим образом.

Купол 3 устанавливают над защищаемым объектом (массивом 1 мусора) любым известным мобильным грузоподъемным устройством (машиной) или собирают на месте из готовых элементов конструкции, а также монтируют с помощью пилотируемых авиационных систем, например, вертолета, аэростата и тому подобное (в зависимости от веса преграды).

В дежурном режиме в результате происходящих биохимических процессов, протекающих в массиве отходов при адаптации их к конкретным климатографическим ландшафтным условиям полигона, из массива 1 мусора выделяются горючие газы и их жидкий конденсат (биогаз) 19, которые отводятся по трубопроводу 10 в зону последующего сжигания или утилизации (условно не показаны). В этом режиме работы заявляемого устройства клапан 11 постоянно открыт (фиг.3).

В случае возникновения очага пожара 13 на поверхности 14 массива 1 мусора в ограниченном от внешней среды пространстве 2 клапан 11 перекрывают и отвод горючих газов и их жидкого конденсата (биогаза) 19 по трубопроводу 10 прекращают.

После перекрытия клапана 11 осуществляют тушение очага пожара 13 путем создания в защищаемом пространстве 2 среды, не поддерживающей горение, посредством аэрозольных средств пожаротушения. С этой целью запускают аэрозольные заряды 12.

В результате горение в очаге пожара 13 прекращается, после чего клапан 10 открывают и устройство продолжает работу в дежурном режиме.

Следует отметить, что при пожаре в защищаемом пространстве 2 происходят следующие явления:

- в зоне горения наблюдается образование в твердой фазе дисперсных твердых частиц (иногда чрезвычайно токсичных веществ), получаемых в результате деструкции исходных веществ и образовании соответствующих новых соединений при пожаре;

- в результате горения аэрозольного газогенерирующего состава в ограниченном от внешней среды пространстве наблюдается образование в твердой фазе дисперсных твердых частиц

- все образовавшиеся в твердой фазе дисперсные твердые частицы оседают впоследствии на поверхности 14 массива 1 мусора.

Поэтому после ликвидации очага возгорания производят дополнительную обработку поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами.

С этой целью к устройствам 15 подают по соответствующим трубопроводам 16 и 17 сточные воды, которые поступают равномерно на поверхность 14 массива 1 мусора в виде соответствующего распыленного факела 20 и 21.

В случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве 2 при аномальном развитии событий производят аварийный отвод продуктов горения 22 в атмосферу через устройство 18 (фиг.5).

После выравнивания давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве 2 до заданных значений отвод продуктов горения 22 в атмосферу через устройство 18 прекращают. Затем осуществляют тушение очага пожара 13 путем создания в защищаемом пространстве 2 среды, не поддерживающей горение, посредством аэрозольных средств пожаротушения.

Промышленная применимость заявленного технического решения заключается в следующем.

Предлагаемое устройство для пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне относится к облегченным быстровозводимым преградам, которые можно смонтировать над защищаемым объектом любым известным способом (в зависимости от веса преграды).

В заявляемом техническом решении применено самое доступное средство пожаротушения, а именно аэрозольное средство пожаротушения, которое позволяет эффективно применять его в любое время года

Существующие современные технологии использования произвесткованных сточных вод при хранении мусора на полигоне, позволяют:

- дополнительно применить один самых безопасных способов биоразложения отходов после ликвидации очага возгорания на поверхности массива мусора в ограниченном от внешней среды пространстве.

- снизить в дальнейшем пожаровзрывобезопасность защищаемого объекта при хранении мусора на полигоне за счет прекращения протекания окислительных процессов в массива мусора в результате накопления образующихся осадков с высокой щелочностью в водобалансовом слое и предотвратить впоследствии взаимодействие образовавшихся в твердой фазе дисперсных твердых частиц (иногда чрезвычайно токсичных веществ), содержащихся в этом осадке с биоразлагаемыми компонентами в массиве мусора.

Аварийный отвод продуктов горения в атмосферу в случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий можно осуществить любым известным способом аварийной разгерметизации паровоздушного пространства (А.И. Веселов, Л.М. Мешман. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности. М.: «Химия», 1975, с. 22). В данном случае можно использовать известные устройства для проведения разгерметизации (Затвор сосуда, работающего под давлением (Авторское свидетельство SU №2101055, F16J 13/00 (2000.01), опубл. 15.01.1989); затвор сосуда давления (Авторское свидетельство SU №791404, B01J 3/00 (2000.01), F17C 13/06 (2000.01), опубл. 30.12.1980); автоматическую крышку - люк (А.И. Веселов, Л.М. Мешман. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности. М: «Химия», 1975, с. 246, рис. 13.13) и многие другие подобные устройства).

Заявляемое техническое решение просто в эксплуатации и позволяет осуществить пожаровзрывобезопасное длительное хранение мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов с учетом современных требований по охране окружающей среды.

1. Способ пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне, включающий создание вокруг массива мусора ограниченного от внешней среды пространства с помощью герметичной куполообразной оболочки, и стадию конфигурирования этого пространства, отвод горючих газов и их жидкого конденсата из верхней части ограниченного пространства, и тушение очага пожара доступными средствами пожаротушения, отличающийся тем, что на стадии конфигурирования ограниченного от внешней среды пространства, когда герметичная куполообразная оболочка, имеющая ограничения по ее безопасным габаритным размерам, не перекрывает полностью всю площадь массива мусора, осуществляют деление этой площади на зоны, и в дальнейшем перекрывают площадь всех зон соответствующей оболочкой, отвод горючих газов и их жидкого конденсата, получаемых в результате происходящих биохимических процессов, протекающих в массиве отходов при адаптации их к конкретным климатографическим ландшафтным условиям полигона, прекращают в случае возникновения пожара на поверхности массива мусора в ограниченном от внешней среды пространстве, и осуществляют тушение очага пожара путем создания в защищаемом пространстве среды, не поддерживающей горение, посредством аэрозольных средств пожаротушения, а после ликвидации очага возгорания производят дополнительную обработку поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами, образующимися в результате их многократной рециркуляции сквозь массу отходов, причем в случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий производят аварийный отвод продуктов горения в атмосферу.

2. Устройство для пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне, содержащее герметичный купол, образующий ограниченный объем над массивом мусора, устройство для отвода горючих газов и их жидкого конденсата из верхней части ограниченного объема и средства пожаротушения, отличающееся тем, что периметр купола выполнен с возможностью перекрытия каждой зоны, создаваемой на всей площади массива мусора, а с внутренней стороны каждого купола установлены равномерно по периметру устройства аэрозольных средств пожаротушения и устройства для осуществления дополнительной обработки поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в калийной и других горнорудных отраслях, при формировании отвалов из отходов обогащения руды.

Изобретение относится к способу переработки влажных отходов, содержащих органические вещества, в частности шламов, в установке для производства цементного клинкера, в котором сырьевую муку подогревают в подогревателе (3) в режиме противотока с горячими отходящими газами печи (2) для обжига клинкера и кальцинируют в кальцинаторе (4), работающем со сжиганием альтернативного топлива, при этом влажные отходы высушивают в сушилке (18), используя горячий газ, полученный за счет отработанной теплоты подогревателя, а высушенные отходы и отходящие газы сушилки отводят из сушилки (18), причем отходящие газы сушилки вводят в кальцинатор (4).

Изобретение относится к области жилищно-коммунального хозяйства и может быть использовано для подземного складирования твердых бытовых отходов (ТБО) органического происхождения.
Способ нейтрализации вредных воздействий существующих свалок бытовых отходов заключается в том, что раздвигают слои свалок на временно согласованные площади для уменьшения гниения органических веществ при атмосферном воздействии и прогревании солнцем.

Изобретение относится к области рекультивации и мелиорации земель в нефтедобывающих районах бурового шлама. Смесь почвенная шламово-грунтовая для рекультивации карьеров и нарушенных земель, содержащая торфопесчаную смесь, буровой шлам, активные обезвреживающие и мелиорирующие добавки.

Способ возведения полигонов твердых бытовых отходов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов включает разметку траншеи, выемку из траншеи плодородного грунта и материнской породы с расположением дна траншей ниже границы сезонного протаивания, заполнение траншеи твердыми бытовыми отходами, засыпку материнской породы и плодородного грунта поверх твердых бытовых отходов.

Устройство для очистки прибрежных территорий арктических морей от загрязнений и утилизация образовавшихся отходов включает технологическую линию, содержащую транспортные средства, унифицированные контейнеры для сбора отходов с расположенным в них прессовым оборудованием и устройство утилизации отходов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев твердых коммунальных отходов на полигоне, включающий промышленные отходы.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на калийных предприятиях при совместном размещении солеотходов и шламов обогатительных фабрик на солеотвале.
Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к способам борьбы с фильтрацией загрязненных стоков из земляных амбаров-накопителей отходов бурения нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к авиационной технике для тушения очагов возгорания. Авиационный комплекс включает беспилотный летательный аппарат (БПЛА) со складываемыми-раскладываемыми несущими поверхностями, оснащенный аппаратурой обнаружения и идентификации очагов возгорания, бортовой емкостью, автоматической системой заправки водой, самоходный мобильный пункт управления БПЛА, обеспечивающий корректировку полетного задания, машину эксплуатационно-технического обслуживания.

Пожарный вентилятор включает рабочее колесо, коаксиально установленное в трубчатый корпус для образования осевого воздушного потока, и устройство наведения воздушного потока для получения сосредоточенной воздушной струи практически овального сечения.

Изобретение относится к добыче торфа, конкретно к работам по восстановлению торфяных болот и, в частности, к обводнению выработанных торфяников. Обводнение выработанных торфяников представляет собой конструктивную схему, включающую водосборную площадь 1 торфяника с источником воды, накопленного в результате дождевых осадков, таяния снега и паводковых вод.

Изобретение относится к добыче торфа, конкретно к работам по восстановлению торфяных болот и, в частности, к обводнению выработанных торфяников. Обводнение выработанных торфяников представляет собой конструктивную схему, включающую водосборную площадь 1 торфяника с источником воды, накопленного в результате дождевых осадков, таяния снега и паводковых вод.

Изобретение относится к способам проведения автоматического мониторинга с помощью беспилотных воздушных судов. Экспресс-способ автоматического распознания пламени с борта беспилотного воздушного судна основывается на разработанной математической модели, реализованной в программном коде анализирующей информацию с цифровой видеокамеры и обнаруживающей пламя в автоматическом режиме без участия человека.

Группа изобретений относится к добыче торфа, конкретно к работам по восстановлению торфяных болот, и, в частности, к обводнению выработанных торфяников. Способ подачи местных вод для обводнения выработанных торфяников заключается в создании использования воды с доступного источника, ее перемещение на затапливаемые участки выработанного торфяника и создания условий для источника, который проходит по уклону местности.

Изобретение относится к способам тушения локальных подземных очагов горения торфяных пожаров в условиях ограниченного применения тяжелой техники, оборудования и риска пребывания людей.

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к технологии пожаротушения автомобильных спиртосодержащих топлив. Техническим результатом изобретения является повышение огнетушащей эффективности воздушно-механической пены средней кратности на основе пенообразователей типа AFFF за счет предварительного осаждения спирта водой, а также обеспечение возможности регулирования интенсивности подачи тушащего агента в зависимости от концентрации спиртов.
Изобретение относится к лесопользованию,и в частности к охране леса от пожаров. Способ лесопользования, включающий охрану леса от пожаров путем их тушения водой, забираемой с открытых водоемов и сбрасываемой с авиационной техники.

Изобретение направлено на повышение эффективности тушения и локализации пожаров, охватывающих большие площади, лесных пожаров, в том числе и верховых, пожаров в высотных зданиях, нефтехранилищах и опасных производствах.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для эффективной защиты населенных пунктов, складов боеприпасов или других взрывчатых и горючих веществ от лесных или иных пожаров. Способ постоянно действующей защиты населенных пунктов и других охраняемых объектов от лесных или иных пожаров включает водонапорную башню, естественный или искусственный водоем с насосной станцией. По всему периметру населенного пункта и охраняемых объектов монтируют противопожарную водопроводную трубу с фонтанирующими насадками направленного действия, куда подают с помощью пульта управления под напором в нужном направлении в зависимости от складывающейся ситуации необходимое количество воды как порционно, так и вкруговую на 360 градусов для своевременного предупреждения от возгораний при лесных или иных пожарах, подступающих к границам расположения сельских поселений, и сохранения в последующем в неприкосновенности от огня жилых домов и всей сопутствующей инфраструктуры с хозяйственными постройками, а также других охраняемых от пожаров объектов (склады боеприпасов, нефтехранилища, базы хранения горюче-смазочных веществ). 1 ил.

Изобретение относится к области обеспечения пожарной безопасности на специализированных полигонах твердых бытовых отходов и охране окружающей среды, а именно к способу пожаровзрывобезопасного длительного хранения мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов. Способ пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне включает создание вокруг массива мусора ограниченного от внешней среды пространства с помощью герметичной куполообразной оболочки, и стадию конфигурирования этого пространства, отвод горючих газов и их жидкого конденсата из верхней части ограниченного пространства, и тушение очага пожара доступными средствами пожаротушения. На стадии конфигурирования ограниченного от внешней среды пространства, когда герметичная куполообразная оболочка, имеющая ограничения по ее безопасным габаритным размерам, не перекрывает полностью всю площадь массива мусора, осуществляют деление этой площади на зоны. В дальнейшем перекрывают площадь всех зон соответствующей оболочкой, отвод горючих газов и их жидкого конденсата, получаемых в результате происходящих биохимических процессов, протекающих в массиве отходов при адаптации их к конкретным климатографическим ландшафтным условиям полигона, прекращают в случае возникновения пожара на поверхности массива мусора в ограниченном от внешней среды пространстве и осуществляют тушение очага пожара путем создания в защищаемом пространстве среды, не поддерживающей горение, посредством аэрозольных средств пожаротушения. После ликвидации очага возгорания производят дополнительную обработку поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами, образующимися в результате их многократной рециркуляции сквозь массу отходов. В случае образования критического давления горючих газов и их жидкого конденсата в ограниченном от внешней среды пространстве при аномальном развитии событий производят аварийный отвод продуктов горения в атмосферу. Заявленный способ осуществляется с помощью устройства для пожаровзрывобезопасного хранения мусора на полигоне, которое содержит герметичный купол, образующий ограниченный объем над массивом мусора, устройства для отвода горючих газов и их жидкого конденсата из верхней части ограниченного объема и средства пожаротушения, причем периметр купола выполнен с возможностью перекрытия каждой зоны, создаваемой на всей площади массива мусора, а с внутренней стороны каждого купола установлены равномерно по периметру устройства аэрозольных средств пожаротушения и устройства для осуществления дополнительной обработки поверхности массива мусора предварительно произвесткованными сточными водами. Заявляемое техническое решение просто в эксплуатации и позволяет осуществить пожаровзрывобезопасное длительное хранение мусора на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов с учетом современных требований по охране окружающей среды. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх