СПОСОБ КОНСЕРВАЦИИ НАКОПИТЕЛЯ ЖИДКИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
METHOD TO PRESERVE LIQUID INDUSTRIAL WASTE POND

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть применено при консервации (ликвидации) накопителей жидких промышленных отходов, таких как хвостохранилища, шламонакопители и золошлакоотвалы.
Накопитель, после его заполнения до проектной отметки, подлежит консервации, а в случае невозможности его дальнейшей эксплуатации по экологическим причинам или прекращения работы предприятия - ликвидации в соответствии с проектом [1, приложение 9; 2].
Конечное состояние поверхности накопителя жидких отходов не обеспечивает удобный для консервации рельеф. Поэтому при планировке понижение, расположенное в центральной части накопителя, т.е. в зоне отстойного пруда, осушают и заполняют отходами, взятыми из пляжной зоны, или привозным карьерным грунтом. Такие планировочные работы обуславливают высокие затраты и аномальное поступление в атмосферу мелких фракций отходов в виде пыления, особенно обильного на золошлакоотвале. Все это обуславливает высокие затраты средств, уменьшает вместимость накопителя и существенно увеличивает экологические нагрузки на природу.
Известны два способа консервации накопителя жидких промышленных отходов, согласно которым над заполненным до проектной отметке накопителем из отходов намывом формируют тело консервации с заданной выпуклой формой наружной поверхности, необходимой для ликвидации понижения, организации стока атмосферных осадков и увеличения вместимости накопителя. Тело консервации в одном способе формируют путем сосредоточенного выпуска пульпы из пульпопровода в центральной части накопителя [3], а в другом - путем рассосредоточенного выпуска пульпы с образованием понижения для отстойного пруда в центральной части накопителя и пляжа возле ограждающего элемента. При этом наружная поверхность ограждающего элемента обеспечивает в пределах высоты каждого намываемого яруса придание телу консервации заданной выпуклой формы наружной поверхности [4].
На формирование тела консервации как в первом способе, так и во втором, требуется большой объем отходов, намыв которых производится обычно в течение 7-10 лет, что в случае срочной ликвидации накопителя, например, по экологическим причинам или при прекращении работы предприятия, может оказаться неприемлемым. Это сужает область применения указанных известных способов.
Дополнительно:
- при осуществлении консервации необходимо постоянно, причем на большой площади проводить пылеподавление, что связано с высокими затратами средств и существенными экологическими издержками;
- площадь законсервированного накопителя имеет весьма ограниченную область использования из-за ее малой пригодности.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в экономии средств и повышении экологической безопасности работ в случае консервации накопителя, подлежащего ликвидации, и в расширении области использования площади законсервированного накопителя. Достигаемый же при этом технический результат заключается в уменьшении планировочных работ и образования пыли при консервации накопителя и в повышении пригодности площади законсервированного накопителя для дальнейшего использования в ранее не свойственном ей направлении.
Задача решается, а технический результат достигается тем, что способ консервации накопителя жидких промышленных отходов, намыв которых был произведен с образованием заполненного водой понижения в центральной части накопителя и пляжа возле ограждающей дамбы, заключается в удалении воды из понижения, придании дну понижения заданного положения, укладке на это дно водонепроницаемой геомембраны и покрытии геомембраны и пляжа защитным слоем из природного грунта. Кромку геомембраны располагают выше расчетного уровня воды в водоеме, создаваемом в понижении атмосферными осадками и вводимом в хозяйственный оборот.
Дополнительно:
- за расчетный уровень воды принимают уровень, до которого регулярно и на длительное стояние может быть наполнен водоем;
- в плане за пределами геомембраны защитный слой в своем основании содержит противофильтрационный слой, сопряженный с геомембраной;
- в накопителе выполняют или приспосабливают существующее сооружение, которое обеспечивает забор воды из водоема;
- противофильтрационный слой выполняют из связного грунта.
Создание в понижении, т.е. на месте бывшего отстойного пруда, с экранированным дном водоема, принимающего в себя атмосферные осадки, позволяет произвести консервацию накопителя в относительно сжатые сроки. Одновременно уменьшены объемы планировочных работ и пылеобразование, а также повышена пригодность площади законсервированного накопителя для использования в ранее не свойственных ей направлениях, а именно:
- быть источником технического водоснабжения предприятия;
- быть источником поливочной воды для лесопосадок, садов и огородов;
- быть для населения местом отдыха, купания и занятия спортом.
На фиг.1 изображен накопитель отходов после его консервации, план; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на котором величина уменьшения горизонтальных размеров примерно в три раза превышает уменьшение вертикальных размеров.
Пример. В накопителе 1 размещены зернистые отходы 2, намыв которых был осуществлен с образованием заполненного водой понижения 3 в центральной части накопителя 1 и пляжа 4 возле ограждающей дамбы 5. Из условий экологической безопасности было принято решение о прекращении намыва отходов 2 в накопитель 1 и проведении работ по его консервации (ликвидации).
Работы по консервации накопителя 1 в соответствии с предложенным изобретением производят в следующей последовательности.
Сначала из понижения 3 удаляют воду, а его первоначальному дну 6 путем разработки и перемещения планировочных отходов 7 придают по периметру понижения более крутое заданное положение 8, необходимое водоему 9, создаваемому в понижении 3 атмосферными осадками. Затем на это дно 8 понижения 3 укладывают водонепроницаемую геомембрану 10, которую покрывают защитным слоем 11, выполняемом преимущественно из песчанно-гравийного грунта. Пляж 4 также покрывают защитным слоем 11, который в зависимости от местных условий и назначения водоема 9 частично или полностью может быть выполнен из почвенного грунт.
За пределами геомембраны 10 в основании защитного слоя 11 преимущественно из связного грунта выполняют противофильтрационный слой 12, который водонепроницаемо сопрягают с геомембраной 10, при этом кромку 13 геомембраны 10 в узле сопряжения 14 располагают выше расчетного уровня воды (РУВ) в водоеме 9. Водоем 9 снабжают водозаборным сооружением, которое включает, например, плавучую насосную станцию 15 и отводящий водовод 16. В качестве водозаборного сооружения может быть приспособлено ранее существующее в накопителе водозаборное сооружение (не показано).
В результате установившегося водного баланса (испарение - осадки и конденсат) из общей площади поверхности Земли на долю суши приходится 29%, а на долю Мирового океана 71% [5]. Примерно такое соотношение может установиться и на законсервированном накопителе в случае бессточного водоема 9. Однако местные условия, такие как зональные особенности природного водного баланса, количества забираемой воды из водоема 9, обуславливают существенное отклонение от вышеуказанных соотношений обычно в сторону уменьшения площади поверхности водоема 9. Одновременно уровень воды в водоеме 9, следовательно, и площадь его водной поверхности, в течение года существенно изменяется.
За расчетный уровень воды (РУВ) целесообразно принять уровень, до которого может регулярно наполняться водоем 9, а за максимальный уровень (МУВ) - уровень заданной проектом обеспеченности. Водоем 9 при таких уровнях имеет урезы воды, соответственно, 17 и 18.
После консервации накопителя 1 его вводят в хозяйственный оборот, преимущественно как источник технического водоснабжения предприятия или как источник поливочной воды для лесопосадок, садов и огородов. Такое потребление воды из водоема 9 обеспечивает его сточность. При этом после подачи воды посредством насосной станции 15 через ограждающую дамбу 2 вода по отводящему водоводу 16 следует чаще всего самотеком.
При надлежащем соблюдении санитарных норм и гигиенических требований, прежде всего к качеству воды в водоеме 9, на площади законсервированного накопителя для населения может быть оборудовано место для отдыха, купания и занятия спортом.
В настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения без отхода от объема изобретения. Например, ликвидация накопителя предложенным способом может быть осуществлена после формирования нижней части тела консервации ранее изложенным в источнике [4] способом.
Обозначения
1 - накопитель
2 - отходы
3 - понижение
4 - пляж
5 - ограждающая дамба
6 - первоначальное положение дна понижения
7 - планировочные отходы
8 - заданное положение дна водоема
9 - водоем
10 - геомембрана
11 - защитный слой
12 - противофильтрационный слой
13 - кромка геомембраны
14 - узел сопряжения
15 - плавучая насосная станция
16 - отводящий водовод
17 - урез воды при РУВ
18 - урез воды при МУВ
Использованные источники
1. Госгортехнадзор России. Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов. ПБ 03-438-02. М.: Российская газета, №103, от 08.06.2002.
2. Рекомендации по рекультивации отработанных золошлакоотвалов тепловых электростанций. РД 34.202-95 / РАО «ЕЭС России». - М.: СПО ОРГРЭС, 1977.
3. Авторское свидетельство СССР №10526614. Способ мокрого складирования хвостов обогащения. / Саратов И.Е., Ремизов Б.И., Бондаренко А.И. и др., МПК Е02В 7/06, 1981.
4. Патент РФ №2396430. Способ рекультивации секции гидроотвала, заполненной зернистыми отходами промышленных предприятий. / Ягин В.П., Вайкум В.А., Руднов В.М., Е21С 41/32, В02В 7/06, опубл. 2010.08.10.
5. Давыдов Л.К., Дмитриев А.А., Конкина Н.Г. Общая гидрология. Л.: Гидрометеоиздат, 1973, стр.31.