Способ рекультивации золоотвалов тэц и шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы

Авторы патента:

B09B3/00 - Уничтожение твердых отходов или переработка их в нечто полезное или безвредное

Владельцы патента RU 2771377:

Акционерное общество «Научно-исследовательский центр «Строительство», АО «НИЦ «Строительство» (RU)

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки отходов промышленных предприятий по производству беленой целлюлозы. Способ рекультивации шлам-лигнина и зол местных ТЭЦ осуществляется непосредственно на золоотвалах с целью дальнейшего использования территории под застройку и для лесотехнических задач. Согласно способу, после удаления надзольной воды и смешивания золы с крепительным раствором из золоотвалов дренами удаляют свободную внутризольную воду, затем осушенные золоотвалы покрывают слоем измельченных коро-древесных отходов (КДО) и фрезерно-инъекционным способом смешивают золу, КДО и жидкий шлам-лигнин в соотношении зола-КДО-лигнин (1:1:0,2)–(1:0,5:0,3) с образованием золо-шламлигнинового субстрата, при этом образовавшуюся реакционную воду дренами–коллекторами отводят на очистные сооружения, затем обезвоженный золо-шламлигниновый субстрат армируют щебёночными столбами или покрывают слоем почвогрунта. Изобретение позволяет устранить негативное воздействие отходов предприятия на окружающую среду, а также обеспечивает снижение стоимости обезвреживания золы ТЭЦ, шлам-лигнина и коро-древесных отходов производства целлюлозы, расширение возможности и качества дальнейшего использования территории под лесопосадки и застройку за счет обогащения и рекультивации золы путем смешивания с КДО и шлам-лигнином непосредственно в золоотвалах. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для безопасной рекультивации золоотвалов ТЭЦ и шламоотстойников предприятий по производству беленой целлюлозы с использованием сульфатного метода. Изобретение может быть использовано для рекультивации нарушенных земель, устранения свалок опасных отходов.

Известен способ рекультивации отходов путем смешивания лигнина и золы ТЭЦ в шламоотстойниках /1, 5/. Способ включает выполнение следующих операций. Проводят откачку надшламовых вод, образующихся от сезонных осадков. На поверхность карты по участкам послойно проводят нанесение золы. Сталкивают ее на участок с одновременным перемешиванием с нижним слоем шлам-лигнина и перемещением образующейся смеси с удалением образующейся при этом воды. Перемешанную массу сдвигают за пределы участка и снова на нижний слой шлам-лигнина наносят слой зольного материала с перемешиванием слоев и его сдвигом до полной выработки шлам-лигнина. Выработанный участок карты-шламонакопителя заполняют образованной золо-шламлигнинной смесью с уплотнением поверхностного слоя. Однако смешивание водонасыщенной золы и жидкого лигнина в шламоотстойниках представляет очень сложную и дорогую операцию, т.к. перемещение оборудования по жидкому материалу очень опасно; качественно смешивать материалы бульдозером не удается.

Известен способ струйной модификации грунтов /2/. Способ заключается в смешивании грунта и цементного раствора. Смешивание производят струей жидкости высокого давления, которая размывает грунт, превращая в тяжелое квазитекучее состояние, и смешивает его с цементным раствором. После затвердевания цемента образуется твердый материал - грунтобетон. Струйная технология из-за высокого давления подачи жидкого компонента не эффективна при закреплении массивов небольшой толщины.

Известен способ геотехнической модификации грунтов путем глубинного смешивания с крепительным раствором /3/. Специальная буровая установка производит смешивание грунтов рыхлого сложения путем вращения шнекового наконечника, причем смешивание дополняется пропиткой цементным раствором. В результате смешивания образуется столб из модифицированного грунта с повышенными механическими свойствами. Установки, оборудованные сблокированными (тройными) шнеками, позволяют выполнять столбы прямоугольного сечения, т.е. барреты. После затвердевания цемента образуется твердый материал -грунтобетон. Недостаток - грунтобетон не пригоден для лесотехнического использования.

Известен способ получения органо-минерального удобрения /4/. По способу предусматривается смешивание золы, лигнина, опилок и навоза и компостирование в течение года. Недостатки способа: сложная логистика навоза, повышенная кислотность компоста.

Известен способ фрезерно-инъекционного усиления слабых грунтов дорожных насыпей /4/. Способ FMI включает одновременное выполнение операций фрезерования, смешивания и инъектирования грунтов специализированной установкой. По способу-прототипу смешиваются различные слои грунта и пропитываются крепительным раствором с целью повышения прочностных и деформационных свойств полученной смеси грунтов основания.

Технической задачей изобретения является устранение негативного воздействия отходов предприятия на окружающую среду, снижение стоимости обезвреживания золы ТЭЦ, шлам-лигнина и коро-древесных отходов производства целлюлозы (КДО) расширение возможности и качества дальнейшего использования территории под лесопосадки и застройку за счет обогащения и рекультивации золы путем смешивания с КДО и шлам-лигнином непосредственно в золоотвалах.

Технический результат достигается тем, что в способе рекультивации золоотвалов ТЭЦ и шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы, включающем смешивание различных грунтов и пропитку смеси крепительным раствором, согласно изобретению, после удаления надзольной воды, в золоотвалах устраивают систему дренирования и прокладывают горизонтальные дрены-коллекторы с уклоном в сторону сборных колодцев, удаляют дренами свободную внутризольную воду, затем осушенные золоотвалы покрывают слоем измельченных коро-древесных отходов (КДО) и фрезерно-инъекционным способом смешивают золу, КДО и жидкий шлам-лигнин в соотношении зола-КДО-лигнин (1:1:0,2) - (1:0,5:0,3) с образованием золо-шламлигнинового субстрата, при этом образовавшуюся реакционную воду дренами-коллекторами отводят на очистные сооружения, затем обезвоженный золо-шламлигниновый субстрат в зависимости от назначения территории армируют щебеночными столбами, или покрывают слоем почвогрунта.

После окончания процесса нейтрализации шлам-лигнина в течение нескольких месяцев, реакционные воды из субстрата прекращают отводить на очистные сооружения, а фильтруют их в грунтовое основание золоотвалов через отверстия, пробиваемые в основании золоотстойников в глиняном замке или геомембране.

Способ реализуется в следующей технологической последовательности.

До начала работ определяют работоспособность существующей системы водорегулирования отстойников. В случае ее нарушения, принимается последовательность работ, описываемая ниже.

Золоотвалы освобождают от надзольной воды. В зависимости от реального состава, надзольная вода может откачиваться и сбрасываться на отдаленные участки рельефа для очистки путем естественной фильтрации через грунт, либо проходить очистку в стационарных или мобильных очистных установках.

По дну золоотвалов прокладывают несколько дрен-коллекторов с уклоном в сторону сборных колодцев. Для снижения влажности внутризольная свободная (несвязанная) вода должна быть по возможности более полно удалена через дрены, служащие впоследствии коллекторами сбора реакционной и атмосферной вод из золы и направления их на очистные сооружения.

При низкой водоотдаче золы предпочтительно использовать вертикальные дрены в виде колодцев, воду из которых собирают наружными трубопроводами.

После осушения зола превращается в технологичный материал, который удобно транспортировать в другие отстойники, смешивать с опилками и лигнином, а также высушивать в стационарных сушилках и использовать в составе сухих смесей для переработки шлам-лигнина в шламоотстойниках.

По осушенной золе технологическое оборудование может перемещаться без особых проблем. Затем поверхность золы покрывают отсыпкой коро-древесных отходов (КДО) или КДО с добавкой щебня.

В осушенные золоовалы въезжают фрезерно-инъекционные установки, которые выполняют смешивание золы, КДО и шлам-лигнина. Шлам-лигнин по трубам подают из шламоотстойников или подвозят цистернами. Состав компонентов смеси в соотношении зола-КДО-лигнин (1:1:0,2)-(1:0,5:0,3) с образованием золо-шламлигнинового субстрата, который уточняют в зависимости от реального состояния лигнина. При смешивании КДО, лигнина и золы выделяется значительное количество реакционной воды, которую отводят на очистные сооружения дренами-коллекторами.

После оседания образовавшегося субстрата за счет обезвоживания, в зависимости от назначения конкретного участка территории, отсыпают слой щебня или растительного грунта.

Дрены должны отводить воду на очистные сооружения в течение нескольких месяцев, до тех пор, пока показатели воды станут приемлемыми для сбрасывания в грунт. После этого, с целью предотвращения заболачивания, глиняный замок в днище отстойников следует пробить в нескольких местах для свободной фильтрации воды в гравийно-песчаный грунт в основании золоотвалов.

Источники

1. Патент РФ №2526983 «Способ рекультивации карт-шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы», МПК C02F 11/14, В02В 3/00, опубл. 27.08.2014, Бюл. №24.

2. Бройд Исаак Иосифович, «Струйная геотехнология», учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению 653500 "Строительство".

3. «Укрепление слабых грунтов органического происхождения методом глубинного смешивания», СТО НОСТРОЙ 2.5.135-2013.

4. Патент №2086521 С1 Способ получения органо-минерального удобрения.

5. Фрезерно-инъекционный способ оздоровления насыпей.

6. Пашкевич М.А. «Оценка потенциальной возможности использования лигнин-шламов для лесохозяйственной рекультивации нарушенных земель» / М.А. Пашкевич, Т.А. Петрова, Э. Рудзиш // Записки Горного института. 2019. Т. 235. С. 106-112.

1. Способ рекультивации золоотвалов ТЭЦ и шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы, включающий удаление надзольной воды и смешивание золы с крепительным раствором, отличающийся тем, что после удаления надзольной воды откапывают в золоотвалах траншеи и прокладывают горизонтальные дрены–коллекторы с уклоном в сторону сборных колодцев, удаляют дренами свободную внутризольную воду, затем осушенные золоотвалы покрывают слоем измельченных коро-древесных отходов (КДО) и фрезерно-инъекционным способом смешивают золу, КДО и жидкий шлам-лигнин в соотношении зола-КДО-лигнин (1:1:0,2)–(1:0,5:0,3) с образованием золо-шламлигнинового субстрата, при этом образовавшуюся реакционную воду дренами–коллекторами отводят на очистные сооружения, затем обезвоженный золо-шламлигниновый субстрат армируют щебёночными столбами или покрывают слоем почвогрунта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после окончания процесса нейтрализации золо-шламлигнинового субстрата прекращают отводить реакционные воды на очистные сооружения, а фильтруют их в грунтовое основание золоотвалов через отверстия, которые пробивают в днище золоотвалов в глиняном замке или геомембране.

Изобретение относится к устройствам и автоматическим системам по приему и переработке бытовых отходов, а именно бутылок, изготовленных из полиэтилентерефталата и из стекла, для уменьшения объема перед транспортировкой, хранением и последующей переработкой. Автоматическое устройство сбора, сортировки и переработки пластиковых и стеклянных бутылок содержит корпус с внутренним каркасом и передней панелью на боковой поверхности, обращенной к пользователю.

Подземное хранилище воздухоаккумулирующей установки // 2769816

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для аккумулирования и производства электроэнергии, а также в переработке отходов, содержащих органику. Изобретение представляет собой подземное хранилище воздухоаккумулирующей установки, использующей топливо и включающей компрессор для подачи сжатого воздуха, аккумулятор тепла, турбодетандер и генератор, содержащее отдельные магистрали подачи и отвода сжатого воздуха, отличающееся тем, что с целью использования хранилища в качестве реактора сверхкритического водного окисления любых отходов, содержащих органику, хранилище дополнительно оборудуется магистралью подачи воды, содержащей органические вещества, и магистралью удаления избыточной влаги и твердых продуктов окисления, при этом магистраль подачи сжатого воздуха выполняется с возможностью его барботирования через воду, содержащую органические вещества, с сопутствующей передачей этой воде тепла сжатого воздуха и созданием зоны сверхкритического водного окисления.

Система дегазации полигонов твердых отходов // 2768023

Изобретение относится к безопасной и экономически эффективной эксплуатации действующих и прекративших прием отходов полигонов твердых бытовых, коммунальных и промышленных отходов, а именно к разделу сбора, транспортировки и обезвреживания биогаза, образующегося в процессе разложения отходов в теле полигона.

Способ и устройство пиролиза коммунальных и иных отходов // 2767786

Группа изобретений относится к области переработки твердых коммунальных и прочих органических отходов, включая загрязненные утилизируемые материалы, биоматериалы, и, в частности, может быть использовано в области утилизации опасных и особо опасных органических и неорганических отходов с использованием СВЧ-энергии.

Стерилизационное устройство, в частности для стерилизации использованных абсорбирующих санитарно-гигиенических изделий // 2767060

Изобретение может быть использовано для утилизации использованных абсорбирующих санитарно-гигиенических изделий. Стерилизационное устройство содержит: контейнер (12), выполненный с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси (А) и имеющий полую стенку (26), содержащую внутреннюю стенку (28), наружную стенку (30) и зазор (32), образованный между внутренней стенкой (28) и наружной стенкой (30).

Способ переработки органических отходов // 2766454

Изобретение относится к способам переработки органических отходов. Предложен способ, согласно которому переработку отходов осуществляют на линии подготовки и линии переработки.

Элемент ротора для использования в реакторе абляционного пиролиза, реактор абляционного пиролиза и способ пиролиза // 2766091

Изобретение относится к области переработки в полезные продукты жидких и/или твердых углеводородных отходов, таких как нефтяной шлам, отработанное масло, шины, древесина и любые виды пластика. Изобретение относится, в частности, к элементу ротора для использования в реакторе абляционного пиролиза, реактору и способу абляционного пиролиза, и их использованию в процессе переработки отходов в топливо, в частности, к процессу переработки пластика в топливо.

Интегрированная система конверсии отходов и соответствующий способ // 2766001

Группа изобретений относится к области обращения с отходами и обработки отходов, в частности к системе конверсии отходов и вариантам способа обработки и конверсии отходов для производства ценных продуктов, включая биодизель и метан и/или этанол. Система конверсии отходов содержит по меньшей мере один блок предварительной обработки для приема потока отходов, по меньшей мере часть которого представляет собой органические отходы.

Бестермический бессточный способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов // 2764532

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способу обезвреживания ртутьсодержащих отходов (терморегуляторы, термометры, люминесцентные лампы, манометры и барометры), содержащих металлическую ртуть. Способ включает совместный размол ртутьсодержащих отходов с порошком элементной серы и водой в герметичном реакторе в виде мельницы барабанного или вибрационного типа.

Способ производства материала рекультивационного строительного инертного // 2764413

Изобретение относится к способам переработки низкоактивных отходов, промышленных отходов, содержащих техногенные радионуклиды. Способ производства материала рекультивационного строительного инертного состоит в том, что не предназначенные для дальнейшего использования по назначению материалы, изделия, оборудование и грунт с радионуклидным составом Cs137, Co60, Mn54 и суммарной удельной активностью радионуклидов больше или равной 0,3 кБк/кг последовательно подвергают: предварительной обработке, включающей извлечение железобетонных изделий, разделку негабаритных железобетонных изделий на куски с разными размерами, соответствующими приемному отверстию дробильной установки с помощью экскаватора с комплектом гидравлического оборудования, дробление бетонного лома в дробильном агрегате, отделение стальной арматуры из лома изделий на магнитном сепараторе, фракционную сортировку бетонного щебня на грохоте и просеивание для обеспечения нахождения в смеси фракций с размером частиц 20-40 мм; смешиванию в течение не менее 30 минут в смесительном оборудовании либо с помощью строительной техники с сорбирующим материалом «Глауконит», масса которого составляет от 2% до 4% массы отходов, песком для строительных работ, масса которого составляет не менее 80% массы отходов, кальцием хлористым техническим, масса которого составляет от 1% до 3% массы отходов, и водой для бетонов и строительных растворов, объем которой определяется достижением пастообразной консистенции смеси; дозреванию полученной смеси в течение не менее 4 суток.

Способ комплексной переработки смешанных твёрдых отходов // 2772178

Изобретение относится к способу комплексной переработки смешанных твердых отходов, в частности отходов строительства, сноса зданий, сооружений и грунта (ОССиГ), и может быть использовано на организованных производственных площадках или площадках по рекультивации нарушенных земель. Технический результат - повышение эффективности переработки отходов ОССиГ, получение востребованных вторичных продуктов или новых, в которых использованы вторичные продукты. Способ включает приемку, экспресс-контроль, распределение исходного сырья на два потока по агрегатному состоянию и по видам происхождения, переработку первого потока сырья в виде отходов строительства и сноса IV и V классов опасности, механическую сортировку по сфере использования, выделение металлических включений как вторичного продукта утилизации, раздельную переработку оставшегося сырья с помощью последовательных приемов фрагментации, грохочения, дробления и измельчения с получением востребованных вторичных продуктов переработки в виде щебеня вторичного в трех фракциях, полимерного сырья и щепы древесины. Переработка второго потока сырья в виде сыпучих отходов грунта III, IV, V классов опасности включает разделение грунта по классам опасности, раздельное просеивание, при котором выделенные крупные включения и мусор направляют в первый поток, смешивание каждого разделенного грунта с компонентами с получением двух востребованных механических смесей. При этом первую смесь получают при смешении грунтов III и V классов опасности, сорбента и щебня вторичного с мелкой фракцией с первого потока, а вторую смесь - грунтов V и IV классов опасности, щепы древесины с первого потока, сорбента и органических отходов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.