ГРУНТ ТЕХНИЧЕСКИЙ "ФИШТ-ГРУНТ" МАРКА "БИО" ДЛЯ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
TECHNICAL SOIL "FISHT-SOIL" BRAND "BIO" FOR RECULTIVATION OF DISTURBED SOILS

Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к производству технического грунта, используемого на биологическом этапе рекультивации для восстановления нарушенных карьерными выемками земельных участков и полигонов твердых бытовых отходов, кроме территорий водосбора и зон водоохраны источников водоснабжения, в целях лесохозяйственного, природоохранного, санитарно-гигиенического и строительного направлений рекультивации.
Известен технический грунт для восстановления нарушенных карьерными выемками земельных участков, состоящий из послойно уложенных в выработанное пространство карьера промышленных и строительных отходов IV и V классов опасности, обезвоженных осадков от очистки сточных вод и измельченных древесных отходов (RU 2435347 C1, А01В 79/00, 10.12.2011).
Недостатком известного грунта является его неоднородность и недостаточное обеззараживание содержащихся в нем загрязнений.
Известен технический грунт для восстановления нарушенных карьерными выемками земельных участков, состоящий из измельченных отходов производства и потребления 3-5 классов опасности, сорбирующих материалов, биореагентов и вяжущих составов (RU 2617693 C1, В09В 3/00, 26.04.2017).
Недостатком грунта является использование умеренно опасных для окружающей среды отходов, недостаточное их обеззараживание от нефтяного шлама и других загрязнений, а также недостаточная однородность и высокая стоимость.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является технический грунт для рекультивации нарушенных карьерными выемками земель, содержащий отходы грунта, торф, песок, опилки и отходы древесины (RU 2520146 C1, В09С 1/00, 20.06.2014).
Недостатком известного технического решения является отсутствие регламентирования по классу опасности используемых отходов, неоднородность получаемого грунта, а также использование природного грунта в качестве компонента, требующего его добычи и доставки к месту производства, а также нарушение земель при его добыче.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является производство технического грунта, используемого для биологической рекультивации нарушенных карьерными выемками земельных участков и полигонов твердых бытовых отходов, кроме территорий водосбора и зон водоохраны источников водоснабжения, лишенного указанных выше недостатков.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение однородного и экологически безопасного технического грунта для рекультивации нарушенных земель путем эффективного использования и утилизации отходов IV-V классов опасности.
Указанный технический результат достигается тем, что грунт технический для рекультивации нарушенных земель, содержащий отходы грунта, торф, песок, опилки и отходы древесины, согласно изобретению, дополнительно содержит осадки очистных сооружений, муку известняковую и органическое удобрение, при следующем соотношении компонентов, в об.%:
Отходы грунта
45-55
Торф
15-25
Песок
5-15
Осадки очистных сооружений
8-12
Опилки и отходы древесины
6-10
Мука известняковая
8-10
Органическое удобрение
0,6-1
Указанный технический результат достигается также тем, что в качестве отходов грунта используют отходы грунта IV-V классов опасности по меньшей мере одного вида, выбранного из отходов грунта при проведении земляных работ, отходов грунта, снятого при ремонте железнодорожного полотна, грунта, загрязненного нефтью и нефтепродуктами, отходов лабораторных исследований грунта, отходов при обезвреживании нефтесодержащих отходов.
В качестве отходов грунта при проведении земляных работ (код ФККО 81110000000) могут быть использованы: грунт, образовавшийся при проведении землеройных работ, не загрязненный опасными веществами (код ФККО 81110001495); отходы грунта при проведении открытых земляных работ малоопасные (код ФККО 81111111494); отходы грунта при проведении открытых земляных работ практически неопасные (код ФККО 81111112495); отходы грунта при проведении подземных земляных работ (код ФККО 81112000000); отходы грунта при проведении подводных земляных работ (код ФККО 81113000000), включая отходы (грунты) дноочистительных работ на водных объектах обезвоженные практически неопасные (код ФККО 81113111205).
В качестве отходов грунта, снятого при ремонте железнодорожного полотна (код ФККО 84220000000) могут быть использованы отходы грунта, снятого при ремонте железнодорожного полотна, загрязненного нефтепродуктами, малоопасные (код ФККО 84220102494).
В качестве грунта, загрязненного нефтью и нефтепродуктами (код ФККО 93110000000) может быть использован грунт, загрязненный нефтью и нефтепродуктами с содержанием нефти или нефтепродуктов менее 15% (код ФККО 93110003394).
В качестве отходов лабораторных исследований грунта (код ФККО 94810000000) могут быть использованы грунт отработанный при лабораторных исследованиях, содержащий остатки химических реагентов (код ФККО 94810101394); отходы проб грунта, донных отложений и/или почвы, не загрязненных химическими реагентами при лабораторных исследованиях (код ФККО 94810191204).
В качестве отходов при обезвреживании нефтесодержащих отходов (код ФККО 74720000000) могут быть использованы твердые отходы промывки нефтесодержащих отходов и грунтов от нефти и/или нефтепродуктов (код ФККО 74720512494); отходы грунта после микробиологического удаления загрязнений нефтью и нефтепродуктами (код ФККО 74727211205).
В качестве торфа может быть использован торф по ГОСТ Р 51661.3-2000 «Торф для улучшения почвы. Технические условия» или торф по ГОСТ Р 51661.4-2000 «Торф нейтрализованный. Технические условия».
В качестве песка может быть использован природный песок или песок из отсевов дробления категорий средний, мелкий и очень мелкий по ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ» или отходы песка незагрязненные (код ФККО 81910001495).
В качестве осадков очистных сооружений используют осадки (илы) биологических очистных сооружений хозяйственно-бытовой и смешанной канализации после завершения операций по их обработке, отходы при очистке сточных вод дождевой (ливневой) канализации.
В качестве осадков (илов) биологических очистных сооружений хозяйственно-бытовой и смешанной канализации после завершения операций по их обработке (код ФККО 72220000000) могут быть использованы ил избыточный биологических очистных сооружений хозяйственно-бытовых и смешанных сточных вод (код ФККО 72220001394); ил стабилизированный биологических очистных сооружений хозяйственно-бытовых и смешанных сточных вод (код ФККО 72220002395); ил избыточный биологических очистных сооружений в смеси с осадком механической очистки хозяйственно-бытовых и смешанных сточных вод (код ФККО 72220111394); осадок биологических очистных сооружений хозяйственно-бытовых и смешанных сточных вод обезвоженный методом естественной сушки малоопасный (код ФККО 72222111394); осадок биологических очистных сооружений хозяйственно-бытовых и смешанных сточных вод обезвоженный с применением флокулянтов практически неопасный (код ФККО 72223111335); ил избыточный биологических очистных сооружений нефтесодержащих сточных вод (код ФККО 73230001394).
В качестве отходов при очистке сточных вод дождевой (ливневой) канализации (код ФККО 72100000000) могут быть использованы осадок очистных сооружений дождевой (ливневой) канализации малоопасный (код ФККО 72110001394); осадок очистных сооружений дождевой (ливневой) канализации практически неопасный (код ФККО 72110002395); осадок очистных сооружений дождевой (ливневой) канализации, обезвоженный методом естественной сушки, малоопасный (код ФККО 72111111204); отходы (грунты) при очистке гидротехнических устройств и водосточной сети дождевой (ливневой) канализации, обезвоженные методом естественной сушки, практически неопасные (код ФККО 72181111205); отходы (шлам) при очистке сетей, колодцев дождевой (ливневой) канализации (код ФККО 72180001394); отходы (шлам) при очистке сетей, колодцев дождевой (ливневой) канализации практически неопасный (код ФККО 72180002395); отходы (осадок) при очистке накопителей (ливневых) стоков (код ФККО 72181211394).
В качестве опилок и отходов древесины используют опилки по ГОСТ 5244-79 «Стружка древесная. Технические условия» или отходы распиловки и строгания древесины.
В качестве отходов распиловки и строгания древесины (код ФККО 30520000000) могут быть использованы щепа натуральной чистовой древесины (код ФККО 30522003215); опилки натуральной чистовой древесины (код ФККО 30523001435); стружка натуральной чистовой древесины (код ФККО 30523002225); опилки и стружка натуральной чистовой древесины несортированные (код ФККО 30529111205).
В качестве муки известняковой используют муку известняковую по ГОСТ 14050-93 «Мука известняковая (доломитовая). Технические условия».
В качестве органического удобрения используют удобрение «Биуд-Компост» (№ гос. Рег. 0350-06-205-111-0-0-0-1) или удобрение органоминеральное «Биогум» (№ гос. Рег. 1249-08-206-314-0-0-0-1), или удобрение гуминовое из торфа «Гимостим» (№ гос. Рег. 2167-11-209-442-0-0-0-1), или гуминово-минеральный комплекс «Гумиком» (№ гос. Рег. 2423-12-210-485-0-0-0-0).
Проведенный анализ известного уровня техники не выявил источников информации, содержащих признаки, изложенные в предлагаемой формуле изобретения, что позволяет считать предлагаемое изобретение новым и имеющим изобретательский замысел, а возможность использования изобретения позволяет считать его промышленно применимыми.
Экспериментально полученное содержание компонентов в составе грунта технического: 45-55 об.% отходов грунта, 15-25 об.% торфа, 5-15 об.% песка, 8-12 об.% осадков очистных сооружений, 6-10 об.% опилок и отходов древесины, 8-10 об.% муки известняковой и 0,6-1 об.% органического удобрения обеспечивает в процессе смешивания получение однородной и экологически безопасной грунтоподобной массы.
Использование в качестве исходного материала для изготовления грунта отходов грунта IV-V классов опасности в количестве 45-55 об.% обеспечивает его экологическую безопасность, снижая негативное воздействие при производстве и применении на компоненты природной среды.
Использование в составе грунта торфа в количестве 15-25 об.% приводит к сорбированию, связыванию токсических веществ, содержащихся в грунте, и препятствует тем самым миграции их в окружающую среду. Присутствие торфа в приготовленном грунте выполняет роль органогенного субстрата, обеспечивающего оптимальные условия для всходов растений мелиорантов, используемых на биологическом этапе рекультивации при посеве, посадке их непосредственно в технический грунт. Торф содержит большое количество органического вещества, значительная часть которого относится к соединениям гуминовых кислот, значительное количество азота, имеет высокие влаго- и газонаполнительные свойства. Он характеризуется также отсутствием болезнетворных начал и антисептическими свойствами, обеспечивая однородность и экологическую безопасность. Для приготовления грунта может быть использован торф различной влажности и степени разложения, различного ботанического состава и добытый любым из известных способов.
Песок представляет собой минеральный грунт природного происхождения и широко используется в качестве наполнителя для технического грунта. Введение его в состав грунта в количестве 5-15 об.% позволило улучшить свойства грунта за счет оздоровления корневой системы растений на биологическом этапе рекультивации. Песок гигроскопичен, при поливе набухает и в дальнейшем, постепенно отдавая влагу, уменьшается, приводя к движению частичек грунта, обеспечивая разрыхление грунта и, как следствие, его однородность и экологическую безопасность.
Использование осадков очистных сооружений в количестве 8-12 об.% обеспечило оптимальные показатели по прорастанию растений без чрезмерного загрязнения грунта тяжелыми металлами, обеспечивая экологическую безопасность грунта.
Большим резервом органического сырья для приготовления питательных смесей, грунтов и органических удобрений являются древесные отходы, в частности опилки, являющиеся отходами лесопромышленных, деревообрабатывающих и деревоперерабатывающих предприятий. Использование в составе грунта опилок и отходов древесины в количестве 6-10 об.% способствует обеспечению грунта всеми необходимыми для питания растений основными элементами, которые в процессе минерализации становятся доступными для растений. Измельченная древесина обладает гумусообразующим потенциалом, богата легкодоступными для микрофлоры органическими соединениями - целлюлозой, лигнином и другими, содержит калий, фосфор, азот, различные микроэлементы. В процессе разложения измельченной древесины, опилок выделяется окись углерода, улучшая углеродное питание растений. Древесные опилки - целлюлозосодержащий материал, обладающий свойствами влагопоглощения, и тем самым способны выполнять также функцию регулятора влажностного режима грунта, что способствует повышению однородности грунта и его экологической безопасности. При приготовлении грунта могут быть использованы опилки любых древесных пород (лиственных и хвойных), а также их смеси в любых соотношениях.
Использование известняковой муки в количестве 8-10 об.% способствует нормализации кислотности грунта и делает его пригодным к использованию. В составе известняковой муки содержатся карбонаты кальция и магния, обеспечивающие снижение количества сорняков и способствующие размножению полезных микроорганизмов и большей активности кольчатых червей, что приводит к получению более однородного и экологически безопасного грунта. После внесения известняковой муки земля становится рыхлой, дольше удерживает влагу и полезные вещества. Значительно повышается доступность макро- и микроэлементов.
Использование органического удобрения в количестве 0,6-1 об.% обеспечивает сорбцию органических и неорганических токсикантов и активную биодеструкцию токсикантов органического происхождения, повышая экологическую безопасность грунта. Органические удобрения обогащают грунт содержащимися в них полезными микроорганизмами, которые активно помогают росту растений за счет лучшего роста корней. Микробы вырабатывают вещества, обладающие бактерицидными свойствами, тем самым предохраняют корни от заболеваний.
Реализация предлагаемого изобретения требует обеспечения площадки для приема и временного складирования исходных компонентов, площадки буртовая (предварительного смешивания) компостной смеси, площадки приготовления почвогрунта и площадки готовой продукции для дальнейшей продажи или использования на биологическом этапе рекультивации.
Для получения заявленного грунта выполняются следующие операции по обработке и обезвреживанию отходов.
Технологический процесс состоит из двух основных этапов: приготовление компостной смеси, содержащей осадки очистных сооружений, опилки и отходы древесины, муку известняковую и удобрение органическое, и приготовление технического грунта.
Приготовление компостной смеси
Иловые осадки должны предварительно пройти компостирование, что обеспечивает их стабильность, обеззараживание и товарный вид, подобный перегною.
Ил биологических очистных сооружений, грунт, образовавшийся при проведении земляных работ, торф, опилки (щепа, стружка), мука известняковая, осадки при очистке сточных вод дождевой (ливневой) канализации и удобрение органическое доставляют и складируют отдельно. Сырье, поступившее в виде насыпной массы, размещают на площадке приема и временного складирования с основанием из железобетонных плит и укрывают тентами для защиты от дождевых вод и предотвращения пыления. Сырьевые компоненты в защитной таре - удобрение органическое и мука известняковая -складируют в помещении блока-контейнера хозяйственного назначения. Каждая партия ила биологических очистных сооружений проходит входной контроль влажности влагомером Wile 65 для уточнения необходимого количества вносимых опилок (щепы, стружки) для создания компостной массы с влажностью не более 65%.
В соответствии с рецептурой ингредиенты компостной смеси, которыми в составе грунта являются осадки очистных сооружений, опилки и отходы древесины, мука известняковая и удобрение органическое перемещают погрузчиком с площадки приема и временного складирования на площадку буртования (предварительного смешивания) компостной смеси.
На площадке буртования компостной смеси способом послойной или очаговой укладки компонентов проводится перемешивание их бульдозером в следующей очередности: подготовленный объем опилок (или щепы) разравнивается бульдозером до толщины слоя 0,2 м. На подготовленный слой опилок последовательно слоями наносят муку известняковую, ил биологических очистных сооружений и удобрение органическое таким образом, чтобы каждый последующий слой по длине и ширине был меньше предыдущего. Далее бульдозер смешивает слои между собой, формируя отдельный объем компостной массы.
Подготовленный объем компостной массы перемещают погрузчиком для формирования бурта, наращивание которого производится по длине. Далее процесс приготовления компостной смеси и формирования отдельного бурта повторяют до окончания количества исходных сырьевых компонентов, поступивших в объеме одной партии. Высота сформированного бурта над поверхностью земли составляет 2,0 м, ширина - 3,0 м, длина не более 200 м.
Сформированный бурт в период положительных температур окружающего воздуха для улучшения регулирования содержания влаги укрывают защитной пленкой - возможно использование полиэтиленовой пленки черного цвета для силосных траншей толщиной 120 мкр.
Перед началом зимнего периода для поддержания микробиологических процессов внутри бурта и предохранения его от замерзания поверхность бурта покрывают слоем глины толщиной 0,5 м.
Ежедневный контроль температуры биомассы в средней точке бурта осуществляют с помощью внешнего температурного зонда Wile 651L.
В период положительных температур окружающей среды после достижения температуры биомассы в средней точке бурта 30-35°С (ориентировочно на 5-10 сутки) приступают к перемещению (перебуртованию) компостной массы в целях улучшения аэрации, дополнительного увлажнения, гомогенизации компостируемой массы, чтобы препятствовать расслоению ингредиентов и остановке процесса брожения. Мероприятие выполняют путем перемещения массы бурта на свободный соседний участок площадки буртования компостной смеси таким образом, чтобы компост из наружной части бурта переместился внутрь, а из внутренней части - наружу. Процесс выполняют с помощью ковша экскаватора или сменного навесного просеивающего ковша-дробилки. Каждое перебуртование необходимо закончить в течение одного рабочего дня. Далее перебуртование выполняют 1 раз в 5 дней в течение 30-90 суток до достижения визуальных признаков готовности компоста - рассыпчатая, однородная масса, пахнущая землей.
Процесс ферментации считается активным, если в течение 14 суток с даты формирования бурта температура биомассы в средней точке бурта составляет 30-35°С, а на 20-30 сутки - составляет 45-60°С, после чего все действия с буртом прекращают и происходит остывание грунта до 20-30°С. Время выдержки биомассы в бурте составляет от 30 до 90 суток. После этого компост считается готовым к использованию для получения Грунта технического «Фишт-Грунт» марки Био.
Осуществляют промежуточный контроль качества полученной компостной смеси на соответствие требованиям санитарно-микробиологических и санитарно-паразитологических показателей согласно требованиям таблицы 1. В случае несоответствия компостной смеси требованиям санитарно-микробиологических показателей таблицы 1 удлиняют время компостирования смеси, проводят повторное буртование и повторный контроль на соответствие качества.
Приготовление технического грунта.
Созревшую компостную смесь с площадки буртования погрузчиком или самосвальным прицепом перемещают на площадку приготовления почвогрунта, куда доставляют грунт, образовавшийся при проведении земляных работ, торф и песок с площадки временного складирования сырьевых компонентов.
Компостную смесь просеивают с помощью навесного ковша. Крупные частицы компоста возвращают в бурт на дозревание.
Осуществляют предварительное смешивание бульдозером грунта, образовавшегося при проведении земляных работ, торфа, песка, и просеянной компостной смеси в количествах согласно таблице 2.
После чего осуществляют окончательное перемешивание с помощью сменного навесного ковша.
Проводят контроль качества полученной смеси на соответствие требований согласно таблице 1.
Перемещают грунт технический «Фишт-Грунт» марки Био на площадку готовой продукции и отгрузки.
Отбор грунта производится в соответствии со следующими требованиями.
Ответственность за качество грунта технического несет производитель готовой продукции, он же проводит контроль качества грунта.
Грунт технический подлежит аналитическому контролю на соответствие требований таблицы 1. Контроль осуществляется посредством исследования смешанной пробы при получении партии грунта.
Отбор смешанной пробы грунта проводят согласно ПНД Ф 12.1:2:2.2:2.3.2 «Отбор проб почв, грунтов, осадков биологических очистных сооружений, шламов промышленных сточных вод». Смешанную пробу составляют из единичных (5-10) проб по следующей схеме: площадь поверхности готовой продукции делят на 4 равные части и из центров каждого выделенного участка отбирают пробы послойно, начиная с поверхности и далее через 0,25 м на всю мощность слоя массой не менее 200 г каждая. Точность установления точки отбора индивидуальных проб не регулируется. Пробы отбираются с применением почвенного бура Эйдельмана. Единичные пробы объединяют, тщательно перемешивают и квартуют. Масса смешанной пробы должна быть не менее 2-х кг.
Отобранную пробу помещают в герметизированную тару и составляют акт отбора пробы, в котором должно быть указано: дата отбора, цель отбора, место отбора, наименование пробы, способ отбора (используемое оборудование), вид пробы, количество отобранной пробы, сведения о применяемой емкости для хранения, агрегатное состояние пробы, должность, ФИО, подпись лица, ответственного за отбор пробы.
Отобранные пробы передают по акту отбора пробы в лабораторию, аккредитованную на определение показателей, изложенных в таблице 4 настоящего Регламента. Определение данных о составе и свойствах Продукта должно осуществляться с соблюдением установленных законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений требований к измерениям, средствам измерений.
В случае несоответствия грунта технического требованиям таблицы 1 проводят дополнительное повторное буртование для дозревания массы и повторный контроль на соответствие качества готовой продукции. Если готовый грунт не соответствует требованиям, его классифицируют как «грунт технический некондиционный» и переводят в разряд отхода, после чего масса изымается с производственной площадки.
Рекомендуемые методы контроля готовой продукции представлены в таблице 3.
Допускается использование других методов контроля, имеющих метрологическую аттестацию в соответствии с требованиями Федерального закона «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 №102-ФЗ, ГОСТ Р 8.563-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений», и включенных в Государственный реестр методик количественного химического анализа.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующим примером.
В соответствии с рецептурой ингредиенты компостной смеси, содержащей 10 об.% осадков очистных сооружений, 8 об.% опилок и отходов древесины, 9 об.% муки известняковой и 0,8 об.% удобрения органического переместили погрузчиком с площадки приема и временного складирования на площадку буртовая компостной смеси. На площадке буртования подготовленный объем опилок разровняли бульдозером до толщины слоя 0,2 м. На подготовленный слой опилок последовательно слоями наносят муку известняковую, ил биологических очистных сооружений и удобрение органическое с обеспечением каждого последующего по длине и ширине слоя меньше предыдущего. Смешали бульдозером слои между собой, сформировав отдельный объем компостной массы, который переместили погрузчиком для формирования бурта, наращивание которого производится по длине. Далее процесс приготовления компостной смеси и формирования отдельного бурта повторяют до окончания количества исходных сырьевых компонентов, поступивших в объеме одной партии. Сформированный бурт имеет высоту над поверхностью земли 2,0 м, ширину - 3,0 м и длину - 50 м. Сформированный бурт выдерживали в течение 50 суток с периодическим перебуртованием. Созревшую компостную смесь с площадки буртования погрузчиком переместили на площадку приготовления почвогрунта, куда доставляют 48,2 об.% грунта, образовавшегося при проведении земляных работ, 19 об.% торфа, 5 об.% песка с площадки временного складирования сырьевых компонентов. Просеяли компостную смесь с помощью навесного ковша. Осуществили предварительное смешивание бульдозером грунта, образовавшегося при проведении земляных работ, торфа, песка и просеянной компостной смеси. После чего осуществили окончательное перемешивание с помощью сменного навесного ковша с получением однородного технического грунта.
Полученный технический грунт в требуемом количестве транспортируют покупателю, а оставшуюся часть направляют на складирование для дальнейшей продажи.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет за счет эффективного использования и утилизации отходов IV-V классов опасности быстро и качественно произвести однородный и экологически безопасный технический грунт, используемый для биологической рекультивации нарушенных земель, а положительные производственно-экономические и инвестиционные показатели позволяют осуществлять восстановление поверхности рельефа и отдельных компонентов природной среды нарушенного земельного участка до исходного состояния.