Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Комплексная система подготовки и размещения органно-минеральных отходов в отработанных карьерах

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Комплексная система подготовки и размещения органно-минеральных отходов в отработанных карьерах"

На правах рукописи

Чертес Константин Львович

Комплексная система подготовки и размещения органо-минеральных отходов в отработанных карьерах.

Специальность: 25.00.36 - Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2006

Работа выполнена на кафедре химической технологии и промышленной экологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального

образования

Самарский государственный технический университет

Научный консультант доктор технических наук профессор

Быков Дмитрий Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Сметанин Владимир Иванович доктор геолого-минералогических наук профессор Добро в Эдуард Михайлович доктор технических наук профессор Назаров Владимир Дмитриевич Ведущая организация: Волгоградский государственный

архитектурно-строительный университет

Защита состоится 18 мая 2006 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.07 при ГОУВПО Московском государственном строительном университете по адресу:

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, зал заседаний Ученого совета. Тел/факс (495) 188-15-87

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО Московского государственного строительного университета. Автореферат разослан 6 апреля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Добыча полезных ископаемых открытым способом влечет за собой образование большого количества карьеров, которые наносят значительный ущерб окружающей среде и нуждаются в рекультивации.

В случае комплексного подхода к проблеме, рекультивация может подразумевать под собой не только приведение карьера в безопасное состояние с полным восстановлением гипсометрических уровней, но и технически полезное использование горной выработки.

Поскольку извлеченные полезные ископаемые безвозвратно использованы, единственными рекультивационными материалами могут выступать отходы производства и потребления. В настоящее время, их размещение в карьерной выемке осуществляется бессистемно, без учета реакционной способности компонентов. Это приводит к выделению загрязняющих веществ, возникновению пожаров, и, в конечном итоге, к дальнейшему нарушению природно-технических систем в ареалах карьерных выемок.

Некоторые отходы, в основном инертные минеральные, могут напрямую использоваться в качестве материалов, заполняющих выработанное пространство карьера. В тоже время, большинство отходов, особенно орга-но-минеральных, требует предварительной подготовки перед размещением, способствующей повышению химической индифферентности компонентов, с тем, чтобы при восстановлении деградированной территории приблизить их свойства природным материалам выемки.

Одним из наиболее эффективных способов подготовки органо-минеральных отходов к использованию для рекультивации нарушенных земель выступает компостирование. Однако, современные воззрения на процесс рекультивации карьеров требуют усовершенствования технологий компостирования отходов с целью их эффективного, обеззараживания, минерализации, корректировки состава.

При заполнении карьеров отходами, рекультивируемый объект фактически становится полигоном, который должен соответствовать целому ряду природоохранных требований. Поэтому, для осуществления рекультивации отработанных карьеров органо-минеральными отходами необходимо разработать научное геоэкологическое обоснование их безопасного размещения и технические методы утилизации в качестве рекультивационных материалов.

Целью работы является разработка комплексной системы подготовки и размещения оргапо-миперальных отходов в карьерах с использованием усовершенствованных технологий компостирования.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

- разработать систему геоэкологического отбора карьеров, которые могут быть рекультивированы с использованием отходов;

- разработать систему дифференцирования пространства карьера на структурные элементы и изучить факторы соответствия различных видов отходов, выделенным структурным элементам карьера при рекультивации;

- усовершенствовать технологии компостирования для предварительного обезвреживания органо-минеральных отходов перед размещением и получения на их основе карьерных рекультивационных материалов;

- разработать эффективные технологии совместного размещения различных отходов в пространстве карьерной выемки;

- разработать принципы проектирования объектов комплексной подготовки и размещения органо-минеральных отходов в карьерной выемке с ее одновременной рекультивацией.

Научная новизна.

1. Создана и теоретически обоснована новая комплексная система подготовки и размещения органо-минеральиых отходов в отработанных карьерах, с их одновременной рекультивацией, включающая поэтапный отбор карьеров, как потенциальных объектов размещения отходов, дифференцирование карьера на структурные элементы и определение соответствия видов размещаемых отходов выделенным структурным элементам.

2. Усовершенствованные технологии компостирования предложены в качестве процессов подготовки отходов к размещению.

3. Предложены новые методы интенсификации компостирования смесей крупнотоннажных отходов с целью ускорения производства рекультивационных материалов в условиях карьера путем: корректировки объемного соотношения компонентов, повышения их межзерновой однородности, введения добавок на основе горячих шламовых отходов, введения инокули-рующих порообразующих добавок, введения отходов, содержащих микроорганизмы - деструкторы углеводородов.

4. Для обеспечения стабилизации массива отходов в карьере предложен и апробирован метод совместного размещения ТБО и компостных биодобавок.

5. Обоснованы технические принципы проектирования комплексов рекультивации карьеров с использованием органо-минеральных отходов.

Практическая значимость и реализация работы.

1. Созданная система позволяет проектировать объекты подготовки и размещения органо-минеральных отходов на базе отработанных карьеров с минимально допустимым воздействием на окружающую среду.

2. Усовершенствованные в настоящей работе технологии компостирования позволяют осуществлять ускоренное производство в условиях карьера материалов восстановления гипсометрических уровней, с одновременной рекультивацией отработанных карьеров.

3. Использование компостной биодобавки при размещении ТБО обеспечивает сокращение срока стабилизации техногенного массива в карьерной выемке.

4. Положения и технологии, представленные в настоящей работе, легли в основу рекультивации более чем 20 отработанных карьеров. Возвращено в хозяйственное использование более 60 га деградированных земель. Новизна технических решений защищена 7 авторскими свидетельствами. Материалы диссертации используются в учебном процессе СамГТУ.

Положения, выносимые на защиту.

1. Системы:

- поэтапного отбора карьеров под полигоны размещения отходов;

- дифференцирования пространства карьера на структурные элементы;

- соответствия видов размещаемых отходов структурным элементам карьера.

2. Результаты экспериментальных исследований и усовершенствованные технологии компостирования осадков сточных вод, замазученных грунтов, отходов лесопромышленного комплекса, сельскохозяйственных отходов, отходов заводской переработки ТБО.

3. Метод стабилизации массива ТБО в карьере путем введения компостной биодобавки.

4. Концепция использования отработанного карьера в качестве ядра геотехнического комплекса по подготовке и размещению органо-минеральпых отходов.

Личное участие автора в получении научных результатов.

Вклад автора состоял в исследованиях, систематизации, интерпретации, обсуждении научных результатов. Все представленные в диссертации объекты размещения отходов, технологии их предварительной обработки, основанные на принципах комплексной системы, разработаны и внедрены под руководством автора или при непосредственном его участии.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций. Научные разработки построены на результатах анализа обширных технологических экспериментов, произведенных в лабораторных, полевых и промышленных условиях. В работе для решения поставленных задач использовали современные методы анализа отходов. Все испытательные объекты — площадки компостирования, полигоны размещения бытовых и промышленных отходов, рекультивируемые отходами карьеры являются действующими объектами, или находятся в стадии строительства. Положения работы подтверждены внедрением.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на III Всесоюзном семинаре «Перспективные методы и сооружения обработки осадков городских и промышленных сточных вод», Москва, 1990 г; II Международной конференции «Вклад молодых ученых в решение экологических проблем», Болгария, г.Враца, 1990; Международном симпозиуме «Новые технологии в обработке отходов и осадков сточных вод», Москва, 1992; Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы рационального использования и охраны водных ресурсов», Самара, 1996; VI и VII Международных конгрессах «Экология и здоровье человека», Самара, 1999, 2001; Международной паучпо-практической конференции «Ашировские чтения», Самара, 2002; V Международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии», Санкт-Петербург, 2003; Международной научной конференции «Молодежь и химия», Красноярск, 2004.

Публикации по результатам исследований. По теме диссертации опубликована монография, более 70 работ в научно-технических журналах, трудах конференций и симпозиумов, получено 7 авторских свидетельств и патентов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 266 листах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав, списка литературы из 420 наименований, содержит 47 рисунков, 39 таблиц и приложения.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации и определены объекты исследования, поставлена цель работы. Сформулированы задачи, решение которых позволит разработать комплексную систему подготовки и размещения органо-минеральных отходов в карьерах с использованием усовершенствованных технологий компостирования.

В главе 1 рассмотрены виды негативного воздействия отработанных карьеров на окружающую среду и проведен анализ направлений и методов их рекультивации путем повышения гипсометрических уровней. Систематизированы существующие критерии использования отработанных карьеров в качестве объектов размещения отходов. Акцентирована роль отработанного карьера на различных стадиях обращения с коммунальными и промышленными отходами. Освещены основные направления использования отходов в качестве материалов для заполнения выработанного пространства карьера. Здесь же представлен существующий набор технологий предварительной подготовки отходов для снижения токсичности перед размещением в окружающей среде. Наиболее распространенной технологией комплексной подготовки гетерофазных отходов выступает их компостирование: совместная биотермическая обработка, биодеструкция в мезофильных условиях, гомогенизация влажных, пастообразных и твердых отходов и другие методы.

Анализ существующих направлений рекультивации показывает, что в большинстве случаев выемка карьера остается не заполненной и выступает потенциальным очагом отрицательного воздействия на все компоненты природного ландшафта.

Отсутствуют системный подход к выбору карьера в качестве объекта размещения отходов и анализ возможности использования подавляющего большинства крупнотоннажных отходов в качестве сырья для производства карьерных рекультивационных материалов. Размещение отходов осуществляется без учета параметров карьера, реакционной способности отходов, их соответствия структурным элементам карьера.

Большинство технологий предварительной подготовки отходов перед размещением основано на методах компостирования. Однако в условиях карьера необходимо их усовершенствование для ускоренного производства рекультивационных материалов с минимальным воздействием на окружающую среду. Проблему позволит решить разработка комплексной системы подготовки и размещения органо-минеральных отходов в карьерах с использованием усовершенствованных технологий компостирования.

В главе 2 разработана система эколого-технического отбора и дифференцирования пространства карьеров для строительства объектов размещения отходов.

В настоящей работе в качестве основных составляющих системного анализа отработанных карьеров, которые могут быть рекультивированы с использованием отходов, предложены три группы критериев — экологические, технические и ресурсные.

Первый этап отбора карьеров рекомендуется производить по экологическим критериям - доминирующим па стадии принятии решения о строи-

тельстве в выработке объекта размещения отходов (рис. 1). В систему оценки отнесены требования, предъявляемые к территориям размещения полигонов, с точки зрения их взаимного расположения с рядом природных, хозяйственных, жилищных и культурно-оздоровительных объектов.

Вторым этапом является отбор карьеров по техническим критериям (рис. 2).

На территории Самарской области, авторами настоящей работы обследовано большое количество отработанных карьеров. Для иллюстрации предложенной системы поэтапного отбора отработанных карьеров, в данной работе рассмотрены 53 горные выработки значимых крупных месторождений Самарского региона.

Результаты первого этапа отбора показывают, что для организации полигонов размещения отходов проходит лишь 45% рассмотренных отработанных карьеров (24 горные выработки из 53). По окончании второго этапа отбора видно, что из 24 объектов, организация полигона возможна на 18 отработанных карьерах. Это составляет 34% от общего числа рассмотренных горных выработок месторождений Самарского региона.

Третьим этапом является обоснование выбора карьера по ресурсному критерию, в качестве которого в настоящей работе предложено отношение объема горной выработки к материальному рекультивирующему потоку или суммарному объему отходов, поступающих для заполнения выработки, от всех источников образования в единицу времени.

Отношение объема выработанного пространства и материального рекультивирующего потока отходов определяет время заполнения отработанного карьера отходами.

В настоящей работе принято, что каждый отработанный карьер по продолжительности заполнения выработанного пространства входит в рациональную, условно рациональную и не рациональную зоны.

Рациональная зона ограничена интервалом срока эксплуатации полигона от 10 до 20 лет. Соответственно, условно рациональная зона лежит в интервалах от 5 до 10 и от 20 до 30 лет. Не рациональная зона распространяется на сроки эксплуатации полигона ниже 5 и больше 30 лет.

Время заполнения горных выработок отходами определяется по формуле:

' = 1^/к-±у'Р..,„ (1) ¡-1 / ¡-1

где ' - время заполнения выработанного пространства карьера отходами, год;

п

- материальный рекультивирующий поток отходов, м /год;

V Р„.о. . 0бъем отходов »-го «источника» образования, м3/год; объем выработанного пространства карьера, м3;

к - коэффициент уплотнения отходов в теле полигона, к ~1,0 + 4'°.

По формуле (1) с учетом соответствующих материальных рекультивирующих потоков отходов для каждого из карьеров, отобранных по экологическим и техническим критериям, были подсчитаны сроки заполнения выработанного пространства. В качестве примера на рис. 3 представлено распределение карьеров Самарской области с учетом продолжительности их заполнения.

Тип пород, слагающих основание и откосы карьера

Проявление опасных природных процессов

Уровень залегания подземных вод

Направление движения подземных вод

Область разгрузки подземных вод

Минеральный состав подземных вод

Расположение в прибрежной полосе и водоохранной зоне водных объектов

Расположение на территории, затапливаемой в паводок

Расположение в зоне влияния водохранилищ и подработки бере-

гов

Наличие лесов первой группы

Наличие особо

охраняемых природных территорий и памятников природы

Наличие жилой застройки

Наличие поверхностных и подземных водозаборов

Наличие резервных территорий строительства

Наличие земель сельскохозяйственного назначения

Наличие курортно-оздоровительной зоны и мест рекреации

Наличие памятников истории и культуры

Рис. 1. Экологические критерии отбора отработанных карьеров для строительства полигонов размещения отходов

Рис. 2. Технические критерии отбора отработанного карьера для строительства полигона размещения отходов

О I 2 Д 4 3 6 7 Л 9 ¡0 11 ¡2 13 И 15 ¡6 17 18 1Р 20 21

условный номер отработанного карьера

ШШ * рациональная зона;

| - условно рациональна* зона;

- не рациональная я она.

Рис. 3. Отношение объема выработанного пространства карьера к материальному рекультивирующему потоку отходов

Анализ трехэтапного отбора отработанных карьеров показывает, что организация полигонов размещения отходов возможна лишь на пятой части рассмотренных объектов (на 10-ти из 53 рассмотренных объектов) с объемом выработки от 100 тыс. м3 до 10 млн. м .

Как правило, характер месторождения определяет технологию добычи сырья, которая, в свою очередь, определяет конфигурацию и геометрические особенности горной выработки. Исследования показали, что отработанные карьеры нерудных полезных ископаемых небольшой глубины имеют общий характер строения. На примере ряда объектов Самарской области разработана система дифференцирования геометрических характеристик отработанных карьеров на структурные элементы. Это необходимо для разработки качественно новой технологии рекультивации отработанных карьеров, при которой каждому структурному элементу будет соответствовать определенная группа выделенных видов органо-минеральных отходов.

Система дифференцирования геометрических характеристик карьера, предложенная в настоящей работе, включает две группы структурных элементов — плоскостные и объемные. К плоскостным структурным элементам относятся поверхности и грани отработанного карьера: его основание, поверхности откосов, дамб технологических дорог, прикарьерных террас, а также горизонтальные и наклонные грани уступов, плоскости отвалов пустой породы и склоны массивов вскрышных пород. Основная часть плоскостных элементов формируется непосредственно во время разработки полезных ископаемых, некоторые из них — на стадии проведения горнотехнической рекультивации.

Относительно объемных элементов следует отметить, что собственно для отработанного карьера, характерен один объемный структурный элемент -свободное пространство, ограниченное основанием и откосами. Однако, при заполнении свободного пространства отходами возникает целый ряд объемных структурных элементов. Геометрические характеристики карьера на нулевом цикле рекультивации неразрывно связаны с характеристиками, возникающими в процессе поэтапного заполнения пространства карьера отходами. Основными объемными структурными элементами являются слои и фрагменты, к которым, соответственно, относятся: слой между основанием карьера и пленочным гидроизоляционным элементом, слой между гидроизоляционным элементом и первым слоем размещаемых отходов, слои отходов, выступающих в качестве основного заполняющего материала, слои материалов санитарной изоляции, экраны технической и биологической рекультивации, отсекающие дамбы, контурные призмы выполаживания откосов, капсулированиые специальные карты размещения отходов повышенных классов опасности.

Предложенное в настоящей работе дифференцирование выработанного пространства карьера на структурные элементы позволяет проводить направленное размещение отходов, которое способствует их рациональному использованию в качестве рекультивационных материалов. При этом, в определенных элементах карьера появляется возможность дифференцированного использования различных видов и групп отходов с максимальным учетом их физико-химических и механических свойств.

В главе 3 изучены факторы соответствия отходов элементам рекультивируемого карьера. Здесь же исследованы характеристики наиболее распространенных видов отходов, пригодных к использованию в качестве материалов заполнения выработки.

В работе предложена классификация рекультивационных материалов на основе органо-минеральных отходов по отношению к заполняемым структурным элементам карьера и целевому использованию в определенном направлении рекультивационных работ (табл. 1). Выделено 12 основных групп: 1-заполнители пространства выработки; 2-упрочнители поверхности рекультивируемых плоскостных элементов карьера; 3-структурообразователи каркаса специально выделенных фрагментов пространства карьера; 4- выравниватели (материалы для планировки поверхности горизонтальных и наклонных плоскостных элементов); 5-барьерообразователи, создающие в рекультивируемом карьере буферные зоны между последовательно формируемыми слоевыми элементами; 6-гидроизоляторы (отходы, выступающие в качестве материалов поверхности плоскостных элементов, отсекающих карьер от природной геологической среды); 7-пластификаторы, повышающие пластичность массы заполнителей с целью более компактного размещения; 8-нейтрализаторы — рекультивационные материалы на основе кислотно-щелочных отходов, применяемые во фрагментных элементах карьера, для корректировки значений рН; 9-биоингибиторы — рекультивационные материалы, замедляющие или предотвращающие процессы микробиологического разложения органосодержащих отходов; 10-интепсификаторы биодеструкции — отходы, предназначенные для ускорения процессов деструкции биоразла-гаемых отходов; 11-порообразующие добавки — компоненты сырья для производства компостов на основе пастообразных органических отходов; 12-иммобилизаторы, используемые в фрагментных элементах в процессе капсу-лирования токсичных отходов, для перевода подвижных форм тяжелых металлов в малорастворимые соединения.

В табл.1 выделенные виды отходов разделены по группам в рамках системы их соответствия структурным элементам для проведения рекультивационных работ по факторам: эколого-санитарному, ресурсному, реакционной способности и природного подобия.

Эколого-санитарный фактор определяет допустимость использования отходов с позиций их потенциальной опасности для окружающей природной среды и здоровья населения. В первую очередь, эколого-санитарпый фактор обусловлен токсичностью отхода и его классом опасности. При выборе отходов дня использования в качестве материалов заполнения выработки предпочтение отдается малотоксичным отходам. При использовании более токсичных отходов необходима разработка специальной технологии их размещения. Например, для размещения отходов III класса опасности в теле запроектированных полигонов были предусмотрены специально оборудованные секционированные карты, па которых одновременно с размещением производится предварительная обработка. Отходы II класса опасности были размещены в выработанном пространстве карьера в виде капсул, отсеченных от основной массы отходов.

Таблица 1. Группы рекультивациоиных материалов с рекомендуемыми видами отходов для размещения в заданных структурных элементах карьера

Группа рекультивационного материала и рекомендуемые виды отходов Структурный элемент карьера, в котором использована данная группа

Заполнитель: крупнотоннажные промышленные и коммунальные отходы 2-5 классов опасности Пространство выработки, слоевые элементы

Упрочнитель: техногенный грунт, крупногабаритные строительные отходы, отходы доломита, огнеупоров Горизонтальные и наклонные плоскостные элементы

Структурообразователь: строительные отходы, опоки и горелые земли, металлургические шлаки, печной бой, брак металлургического и литейного щебня, отходы добычи полезных ископаемых Фрагментные элементы отсекающих дамб и контурных призм

Выравннватель: опоки и горелые земли, золошлаки ТЭЦ, мелкодисперсные строительные отходы, золы, шлаки и пыль от топочных установок Горизонтальные и наклонные плоскостные элементы

Барьерообразователь: техногенный грунт, мелкодисперсные строительные отходы, отходы доломита, золошлаки ТЭЦ, осадки сточных вод, металлургические шлаки, смет с территории, текстильные отходы, отработанные резиновые покрышки Пространство между структурными элементами карьера, которые должны быть разделены

Гндроизолятор: отходы гудрона, битумов, отходы резины, отработанные покрышки, отходы клеящих веществ, мастик, не затвердевших смол Слоевое пространство, включающее пленочный гидроизоляционный экран

Пластификатор: отходы, содержащие растворители, отходы пластизолей, пластизольных мастик Пространство выработки, занимаемое промотходами, содержащими полимеры

Нейтрализатор: отходы, содержащие кислоты, щелочи, концентраты, оксиды и гидроксиды, доломитовая мука, известьсодержащие отходы, золошлаки ТЭЦ Фрагментные капсулированные элементы для размещения кислотно-щелочных отходов

Биоингибитор: отходы, содержащие хлорную известь, отходы шпал и торцевой шашки, пропитанные антисептиком, шламы заводов, использующих креозот, отходы производства ихтиола Слоевое пространство выработки, занятое биоразлагаемыми отходами

Источник биогенеза: отходы содержания животных и птиц, отходы переработки мяса, рыбы, морепродуктов, отходы производства пищевых продуктов и кормов, производства молочных продуктов, дрожжевого производства, компосты заводов переработки ТБО, отходы добычи торфа, осадки сточных вод и промывки канализационных сетей, отходы из выгребных ям и хозяйственно-бытовые стоки Слоевое пространство выработки, в целом, занятое биоразлагаемыми отходами. Фрагментные элементы временных карт биотермической обработки

Порообразующая добавка: отходы обработки и переработки древесины, лесозаготовок и вырубок, отходы добычи торфа, отходы переработки целлюлозы, бумаги и картона, гидролизный лигнин, растительные отходы, отходы щетинощеточного производства, золы, шлаки и пыль от топочных установок, компосты заводов ТБО Слоевые пространства, занимаемые материалами биологической рекультивации поверхности, биоразлагаемыми отходами. Фрагментные элементы временных карт биотермической обработки

Иммобилизатор: отходы цементной промышленности, известьсодержащие отходы, карбидный шлам, отходы оксидов и гидроксидов Фрагментный элемент - капсулированные площадки отходов повышенных классов опасности

Требования эколого-санитарного фактора регламентируют устройство в прикарьерной периметральной полосе дополнительных сооружений предварительной обработки опасных в санитарном отношении отходов. К таким сооружениям можно отнести площадки биотермического обеззараживания отходов животноводства, отходов убойных цехов и площадки детоксикации промышленных отходов. Вышеперечисленные сооружения также рассматриваются в качестве структурных элементов рекультивируемого карьера.

Ресурсный фактор - наличие отхода в количестве, достаточном для заполнения свободного пространства карьерной выемки. Таким образом, ключевыми составляющими ресурсного фактора, выступают: объем образования отходов и близость от карьера источников их образования.

На примере малых, средних и крупных населенных пунктов некоторых регионов России изучены виды наиболее крупнотоннажных отходов, пригодных к использованию в качестве карьерных рекультиващюнных материалов. На конкретных примерах (Самарская обл., Красноярский край, Карелия, Архангельская обл.) показано, что в отдельных промышленных центрах ресурсный фактор обусловлен наличием и спецификой отходоформирукяцих производств.

Фактор реакционной способности определяется присутствием в отходах компонентов, способных вступать в химические реакции друг с другом и компонентами окружающей природной среды. Возможность совместного складирования отходов определяется взаимной химической индиффсреитностыо компонентов. Анализ свойств отходов с точки зрения реакционной способности компонентов позволяет прогнозировать протекание химических процессов в массиве складируемых отходов. При этом, возможен вариант, когда в результате взаимодействия компонентов будет происходить дегоксикация отходов. Вышеуказанные положения были использованы при организации ряда полигонов промытиле иных отходов в карьерах Даниловского, Алексеевскою и Тимофеевского месторождений Самарской области суммарной полезной вместимостью 5 млн м3.

Проведенные систематические наблюдения за поведением отходов показали, что сформированные в карьерах техногенные массивы характеризуется медленными реакционными процессами трансформации компонентов. Так, присутствие растворителей и углеводородов привело к набуханию полимеров, поверхностно-активные вещества эмульгировали водную и органическую фазы. Эмульсии и коллоидные растворы полимеров пропитали минеральную часть отходов. Гидролиз солей тяжелых металлов сопровождался переходом подвижных ионов в малорастворимые оксидные и гидр о -ксидные формы. Протекание экзотермических реакций, хотя и медленных, позволило сохранить температуру в теле полигона на уровне 10-15°С независимо от времени года, что способствовало некоторой интенсификации вышеуказанных процессов. Все это за 7-8 лет привело к образованию из первоначально заложенных гетерофазных отходов практически однородной грунтоподобной массы со слабым органическим запахом.

Таким образом, правильное сочетание различных видов отходов на данных объектах способствовало их детоксикации и снижению класса опасности.

Фактор природного подобия определяет наличие у отходов физико-механических и структурных свойств, сходных со свойствами добытых при-

родных материалов месторождения. Именно эти свойства, в большинстве случаев, определяют направление ведения рекультивационных работ в карьере.

Для установления подобия отходов природным материалам нами использованы количественные характеристики, которые широко применяются для анализа инженерно-геологических элементов грунтов выработок. Важнейшими из характеристик являются: линейный размер, (/); коэффициент агрегирования, (А'я.р); плотность влажной породы, коэффициент пористости, (е); число пластичности, (1Р); показатель консистенции,(//); значение адгезии, (/1); коэффициент фильтрации, (КфУ, угол естественного откоса, (аг); модуль осадки (ер), относительная просадочность (/„,,) и сопротивление сдвигу (г).

Механические и структурные свойства наиболее распространенных крупнотоннажных отходов, исследованных на кафедре химической технологии и промышленной экологии СамГТУ, представлены в табл. 2.

Анализ свойств и характеристик отходов по факторам, предложенным в настоящей работе, позволяет определить возможность их использования в качестве материалов заполнения карьерной выемки и найти соответствие отхода структурному элементу отработанного карьера. Тогда, соответствие одного вида или группы отходов конкретному структурному элементу будет определять технологию проведения рекультивационных работ в карьере. Рекультивация в настоящей работе определена как процесс достижения совокупности соответствий разных видов отходов структурным элементам рекультивируемого карьера.

С учетом вышерассмотренпых факторов было определено соответствие ряда коммунальных и промышленных отходов структурным элементам карьера (табл. 3). Видно, что один вид отхода может быть использован на нескольких структурных элементах отработанного карьера. Исключение составляют ТБО, которые могут использоваться только для формирования основных слоев тела полигона.

Предложенная в настоящей работе система анализа отходов положена в основу проектирования ряда полигонов размещения отходов на основе отработанных карьеров. В Самарской области — это полигоны размещения твердых бытовых и промышленных отходов г.Отрадного, г.Кинеля, р.ц. Пе-стравка, полигоны промышленных отходов «Даниловский-2» и солевых отходов СП «Ресал». В Красноярском крае — это полигон бытовых и промышленных отходов на Юрубчено - Тохомском месторождении нефти.

В Главе 4 разработаны технологии подготовки промышленных отходов к использованию в качестве материалов элементной рекультивации карьера.

Выбор технологии подготовки отходов базируется на следующих принципах:

1. После обработки класс опасности отходов должен быть не менее исходного.

2. Вспомогательными материалами при обработке одних отходов по возможности должны выступать другие отходы.

3. В процессе последующего размещения в карьере, материал на основе проконтактировавших отходных композитов должен приобретать свойства, близкие к природным материалам карьерной выемки или ее отдельным инженерно-геологическим элементам.

Таблица 2. Механические и структурные свойства наиболее распространенных крупнотоннажных отходов Самарской области, пригодных к использованию в качестве карьерных рекультивацпонных материалов

№ Наименование отхода Показатели, описывающие группы природного подобия

Д мм Кар Ум,т/см5 г I, Д мПа е, мм'м г,мПа

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 Твзрдые бытовые отхода 50-250 - <1 >0,85 - 0 0,015-0,035 - - 500750 -

2 Строительные отходы 10-1000 - >2 0,45-0,75 - 0 <0,002 - 3040 20-60 - 0,2-03

3 Бой огнеупоров 10-100 >2 <0,35 - 0 <0,001 1-5 >0,4

4 Горальв земли и опоки 1-10 <1 шз 0,45-0,65 0,02-0,06 0 0,02-0,04 >ю-' 30-40 50-100 >0,03 (при увлажнении) 0,05-0,1

5 Замазучзнные грушы 0,1-10 1-й 1,2-1,5 >0,8 0,08-0,15 00л >0,06 104-10'5 3545 100300 >0,02 (в мерзлом образце при отгаи-ван.) <0,05

6 Песчано-шламэвая смесь (ПШС) 0,1-1 <1 1,0-1.5 >0,8 0,1-0,6 0,5-1,4 >0,1 ЮМО'5 3045 50200 >0,03 0,05-0,1

7 Отходы актированного упм <1 <1 <1 >0,8 0,03-0,07 0 0,005-0,035 - 28-30 100-300 >0,01 (при увлажнении) -

8 Отазды доломита 10-1000 <1 1,2-13 0,45-0,8 - 0 0,005-0,035 - 30-35 50100 >0,03 0,05-0,1

9 Известъсодержащи; спходь: <10 <1 1,2-13 0,65-0,75 0,02-0,06 0 0,005 - 0,035 >103 30-35 50-100 >0,02 <0,025

10 Пылсвыз отходы (отходы ХВОТЭЦ) <1 <1 1-2^ 0,65-0,75 0,1-0,3 (0,1-0,15) >0,07 юМ<У 25-30 100300 0,03-0,07 -

11 Обезваженныз минеральные нпамы <1 1-й <1,2 >0,8 >0,2 >03 >0,07 юМо4 35-45 до 500 >0,02 (в мерзлом образце при отгаи-ван.) <0,025

12 Обгзваженныз осадки городских КОС 0,1-1 1,5-1,8 <1 >0,8 0,1-0,4 >0,5 >0,08 ЮМО'5 >45 до 750 >0,02 (в мерзлом образце при отгаи-ван.) -

13 Отходы содержанияжи-вошыхи ппщы <0,1 13-2 <1 >0,85 0,1-0,4 0,5-13 >0,1 юМо4 >45 до 750 > 0,02 (в мерзлом образце при отгаи-ван.) -

14 Растительные остатки 1-10 - <1 >0,85 0 0,005-0,035 - 60-70 до 750 .

15 Отходы деревообработки 1-10 - <1 >0,85 - 0 <0,001 - 45-60 до 500 - - '

16 Твердые отазды резины 1-1000 - <1 0,65-0,85 - 00.1 <0,001 ю'Мо-12 40-50 50100 - -

17 Отходы полимеров 1-100 - <1 >0,85 - 0 <0,001 1(Г0-1042 - 100300 - -

Таблица 3. Таблица соответствий некоторых видов отходов структурным элементам отработанного карьера

№ п/п Структурные элементы Виды отходов Плоскостные элементы Основные слои тела полигона Слои изоляционных материалов санитарной засыпки Гидроизоляционный экран Защитный слой гидроизоляционного экрана Экран технической рекультивации Экран биологической рекультивации Площадки спец обработки отходов, расположенные на слоях ранее размещенных отходов Отсекающие дамбы Контурные призмы выполаживания откосов

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Мусор строительный - + + - - - - - + +

2 Отходы демонтажа капитальных конструкций - + - - - - - - + -

3 Отходы жилищ - + - - - - - -

4 Отходы, подобные коммунальным + - - - - - - - -

5 Отходы кухонь и предприятий общественного питания - + - - - - - - - -

6 Осадки сточных вод - - - - - - + + - -

7 Отходы минерального происхождения, исключая отходы металлов + + + - - + - - - -

8 Замазученные грунты - - + - - + - + - -

9 Бой от печей металлургических производств - + - - - - - - - -

10 Отходы керамзита - + - - - - - - - -

11 Отходы строительного щебня - + + - - - - - + -

12 Отходы асбестоцемента, исключая пыль асбестоцементную - + + - - - - - - -

13 Отходы кирпича - + + - - - - - + •

14 Отходы бетона, железобетона - + - - - - - - + -

15 Отходы полимерных материалов - - - + - - - - - -

16 Горелые земли + + + - + + - - + -

17 Песчано-шламовая смесь (ПШС) + + + - + + - - - +

Вышеизложенные принципы были положены в основу технологий совместного компостирования ряда коммунальных и промышленных органо-минеральных отходов. Данные технологии используются для предварительной обработки крупнотоннажных отходов с целью получения на их основе материалов элементной рекультивации карьеров.

Одним из важных условий применения технологий является высокая скорость предварительной подготовки отходов перед размещением и, таким образом, минимизация потребной площади земельных участков под сооружения в техногенном ареале карьера.

В настоящей работе проведены исследования двух видов компостирования: термофильного — биотермической обработки осадков сточных вод (ОСВ), отходов лесопромышленного комплекса (ЛПК), компостов заводской переработки ТБО и мезофилыюго — биодеструкции углеводородов в замазученных грунтах в смеси с избыточным активным илом очистных сооружений нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Целью исследований являлось изучение возможности получения на основе компостов однородных малотоксичных материалов для размещения в карьере. В ходе выполнения исследований были решены следующие задачи:

- определение тестовых показателей компостирования;

- формулирование критериев готовности отходов, подвергнутых компостированию, к утилизации;

- разработка методов интенсификации процесса.

- разработка технологий производства карьерных рекультивационных материалов на основе обработанных компостных смесей, ее аппаратурное и конструктивное оформление.

Исследования по компостированию осадков сточных вод проводили на опытных площадках биотермической обработки КОС г.г. Петрозаводска, Архангельска, Жигулевска, площадке компостирования ЗПБО г. Тольятти, а также в условиях карьерных полигонов г. Кинеля и Отрадного. Исследования по биодеструкции замазученных грунтов осуществляли на опытно-промыш-ленпых площадках ОАО «Самаранефтегаз» и полигона ТБО г. Кинеля.

В качестве основных компостируемых материалов использовали обезвоженные осадки городских сточных вод, избыточный активный ил НПЗ, свиной навоз. В качестве добавок, интенсифицирующих процесс биодеструкции, применяли:

- отходы ЛПК (исследования по определению рационального объемного соотношения компонентов компостной смеси и изучение влияния межкомпонентной однородности на ход биотермической обработки),

- горячий лигнин гидролизного завода (исследования по интенсификации процесса путем введения горячих шламовых отходов);

- компостированный материал ЗПБО, рециркуляционные компосты на основе ОСВ, находящиеся на различных стадиях готовности, и отходы доломита (исследования по интенсификации процесса путем введения иноку-лирующих порообразующих добавок).

Формирование компостной смеси осуществляли с использованием стационарного смесительного оборудования и землеройно-погрузочной техники. Компостируемый материал укладывался в виде штабелей (компосты на основе осадков) и слоев (замазученные грунты). Большинство площадок

компостирования было оборудовано системой аэрации. Смесительное оборудование, и способы производства компостов запатентованы автором.

В исследованиях по биотермической обработке ОСВ определяли зависимости между входными параметрами компостных смесей (соотношение компонентов и степень их однородности, содержание основных биогенных элементов, значениям температуры интенсифицирующих добавок и концентраций микрофлоры - редуцента в них) и выходными параметрами готового рекультивационного материала (температура, влажность, содержание беззольного вещества и основных биогенных элементов, содержание углекислоты в газовой вытяжке, санитарные показатели). В исследованиях по биодеструкции замазучеиных грунтов определяли, начальные и конечные концентрации нефтепродуктов.

На основании анализа этих параметров в исходной смеси отходов, промежуточных пробах и готовом компосте были сформулированы тестовые биохимические и технологические показатели процесса, необходимые для оценки пригодности компостов на основе осадков сточных вод и отходов ЛПК к использованию в качестве материалов рекультивации карьеров по эколого-санитарному фактору и фактору реакционной способности (см. табл. 4,5).

На рис. 4 показаны температурно-временные характеристики компостируемых смесей. Технологическим критерием окончания биотермической обработки компоста можно считать момент завершения стадии высоких температур.

Видно, что наиболее интенсивно биотермический процесс протекал в штабелях 3-5 с объемным соотношением 1:1,5 — 1:2,5. В них отмечены самые высокие значения максимальной температуры 63-72°С, высокая скорость ее нарастания (не более 5 сут) и относительно короткая продолжительность фазы высоких температур (в штабеле 4 в пределах 35 сут).

Изменение отдельных тестовых показателей (па примере штабеля с объемным «.»отношением 1:2) представлено на рис. 5. Наиболее интенсивно процесс протекает в первые 30-40 суток на стадиях подъема и стабилизации высоких температур.

Высокий эффект биотермической обработки с соотношением осадка и отходов ЛПК от 1:1,5 до 1:2,5 объясняется оптимальными значениями влажности (62-67 %) и соотношения углерода к азоту (26:1 - 40:1) в исходной компостной смеси. В данных готовых компостных смесях были достигнуты наиболее высокие санитарные показатели: Коли-титр в пределах 10"' — 10г., полное отсутствие яиц гельминтов.

О зависимости интенсивности процесса от соотношения «осадок - отходы» можно судить и по концентрации углекислоты в газовой вытяжке. Так, при соотношениях 1:1,5 - 1:2,5 содержание углекислого газа в вытяжке быстро поднялось до 4,8 - 7,2 % об.; при соотношениях 1:0,5,1:1 и 1:3 содержание углекислого газа из-за медленного разложения органического углерода не поднималось выше 3,9 % об. Рост концентрации С02 выше 7% об. (штабель 4), ведет к ингибированию аэробной компостной микрофлоры, снижению ее активности, падению температуры. Циклическая аэрация таких штабелей в течение 4-8 часов стабилизировала процесс (рис. 6). На рис. 7. показаны изменение содержания углекислоты в газовой вытяжке во время продувки штабеля и характерный отклик температуры (штабель 4), (10-е сутки компостирования). Спустя 4-8 часов после начала аэрации наблюдается восстановление активности микрофлоры, что является причиной роста температуры и содержания С02. Процесс регенерации микрофлоры

Таблица 4. Тестовые технологические показатели компостных штабелей на основе осадков и отходов ЛПК

о Время наблюдения, сут. 1 5 и ^ О ^ Влажность, % Беззольное вещество, % Насыпная плотность, т/м3 Санитарные показатели

§ ю св Соотношение к понентов 2 5 ь л ТО (— Максимальная 1 | пература, °С ¡и ¡2 « § 3 о и о о о « « снижение, % Коли-титр, Г Число гельминтов, шт./ЮОг

¡3 и 1> о И фаза нар ния тем! тур £ & со с я 1 г я 5 & ¡й к в) о ч о X о к X о « в о ы & в о ч о с V и в о ЬЙ У в и л си ч о б в V и в о К исходный конеч-| ный исходное конечное

1 1:0,5 70 10 - 42 3,1 74 64 14 68 63 8 0,74 0,72 3 10" ю-5 100 20

2 1:1 70 10 - 57 3,9 69 55 20 75 60 20 0,67 0,63 6 10* ю2 100 отс.

3 1:1,5 70 5 41 63 4,8 67 52 23 79 52 34 0,64 0,51 20 101 ю-1 100 отс.

4 1:2 70 2 33 72 7,1 64 47 27 82 60 27 0,59 0,53 10 10° 10 80 отс.

5 1:2,5 70 5 40 66 6,5 62 50 19 83 64 23 0,55 0,51 4 10® 10 120 отс.

6 1:3 70 5 - 54 3,7 59 48 19 85 74 13 0,51 0,50 2 10® ю1 100 отс.

Таблица 5. Тестовые биохимические показатели компостных штабелей на основе осадков и отходов ЛПК

№ штабеля Соотношение компонентов Общий азот, % мае. Активный органический углерод,% мае. Отношение углерода к азоту Аммонийный азот, % мае. Нитраты, мг/г Общий фосфор, % мае. Общий калий, % мае. рН готового компоста

исходный конечный потери, % исходный конечный потери, % исходное конечное исходный конечный ! потери,% исходное конечное накопление, % исходный конечный исходный конечный

1 1:0,5 2,8 2,61 7 41 33 19 15 1 13 1 0.36 0,27 25 0,05 0,06 17 2,1 2,2 0,24 0,25 6,5

2 1:1 2,1 1,7 19 43 35 18 21 1 20 1 0,28 0,16 43 0,03 0,06 50 1,7 2,1 0,21 0,28 6,2

3 1:1,5 1,73 1,3 25 46 28 39 26 1 21 1 0,23 0,058 75 0,03 0,06 50 1,5 1,9 0,18 0,32 6,3

4 1:2 1,42 0,92 35 48 29 40 34 1 31 1 0,019 0,004 79 0,02 0,07 71 1,4 1,9 0,17 0,25 6,6

5 1:2,5 1,22 0,84 31 48 29 40 40 1 35 1 0,019 0,003 84 0,02 0,05 60 1,2 2,1 0,11 0,16 7,1

6 1:3 1,07 0,83 22 49 37 26 46 1 44 1 0,01 0,004 60 0,02 0,04 50 0,9 1,5 0,08 0,09 6,2

О 5 10 15 30 30 15 40 15 5 0 5 5 60 65 70

Продолжительность наблюдения, сут

я 10 40 5Й й>

Продолжительность наблюдения, сут

Рис. 4. Температурно-временные характери- Рис 5, Изменения отдельных тестовых

стики компостных смесей при различных объемных соотношениях ОСВ и отходов ЛПК. 1-6 - номера штабелей

показателей в штабеле №4 (объемное соотношение осадка и отходов деревообработки - 1:2). - беззольное вещество, 2 - общий азот, ■ органический углерод, 4 - аммонийный азот, 5 - нитраты, б - рН

О 5 10 15 20 25 .10 55 40 45

Продолжительность наблюдения, сут

0 4 8 12 16 20 24 28 .11 36 40 44 48

Продолжительность наблюдения, час

Рис. б. Изменение содержания углекислоты в газовой вытяжке из компостных штабелей при различных объемных соотношениях ОСВ и отходов ЛПК. 1 -6 - номера штабелей

Рис. 7. Изменение содержания углекислоты в газовой вытяжке при аэрации и

характерный «отклик» температуры (штабель 4, объемное соотношение 1:2)

продолжается от 32 до 40 часов, после чего требуется повторение аэрации. Продолжительность циклов до 80 ч.

Дополнительная изоляция штабелей, контрольные продувки, увлажнение продукта к росту или стабилизации температуры не приводили. Примерно на 70-е сутки температура в штабелях сравнялась с температурой наружного воздуха, и контрольные наблюдения были прекращены. Полная технологическая готовность компостов по нашим наблюдениям наступает в течение 40-50 суток.

Как показал анализ результатов наблюдений, тестовые биохимические показатели тесно связаны с технологическими и, в свою очередь, необходимы для установления сроков готовности компоста перед его использованием в качестве материала, размещаемого в карьере.

Компосты на основе осадков сточных вод и отходов деревообработки - са-нитарно безопасны, минерализованы, стабильны, готовы к размещению в слоевых и объемных структурных элементах карьера. В случае использования ком-постов в качестве материалов экранов биологической рекультивации необходим анализ биохимических показателей готовности: содержание биогенных элементов в исходной смеси и готовом компосте, а также кинетика их изменения в процессе биотермической обработки органосодержащих отходов. Из многообразия критериев, характеризующих природное подобие компостов с почвогрун-тами, наиболее предпочтительными, на наш взгляд, являются содержание активного органического углерода, общего азота, а также их соотношение, содержание аммонийного азота, нитратов, общих фосфора, калия, рН компоста.

Анализ комплекса показателей, характеризующих протекание биотермического процесса показывает, что несмотря на активное изменение биохимических показателей в ходе компостирования, приоритетными характеристиками, по которым можно судить о готовности компостных смесей, являются температура и кинетика температурных фаз. Именно на анализе этих показателей в настоящей работе построена методика оценки эффективности и степени интенсификации производства компостов, используемых для размещения в отработанных карьерах.

Проведены исследования по интенсификации биотермической обработки за счет применения смесительных устройств барабанного, шнекового, плужкового типов, увеличивающих межкомпонентную однородность исходных компостных смесей, а также (в качестве контроля) с использованием землеройно-погрузочной техники.

Количественной характеристикой завершенности процесса смешения (критерием качества исходной смеси для компостирования) был выбран коэффициент неоднородности влажности Ус. Данный показатель наиболее корректно описывает гомогенность тугопластичных высококонцентрированных смесей.

При помощи смесительного устройства запатентованной конструкции готовили смеси со значениями Уп = 10 - 90±5% Получение образцов с различными показателями Ус обеспечивалось варьированием времени перемешивания в смесителях в течение 1-60 мин с периодическим отбором и анализом проб.

После установления по изменению коэффициента неоднородности рационального времени перемешивания /рац была определена производитель-

ность стационарного смесителя по производству компостной смеси. Зависимости изменения Ус от ¡рац для исследованных типов смесительного оборудования представлены на рис. 8. Видно, что наиболее интенсивно и глубоко процесс гомогенизации осадка и наполнителя происходит в смесителе плужкового типа, где за первые 10 мин Ус снизился со 100 до 10 %, а однородность соответственно возросла с 0 до 90 %. Смешение в этот промежуток времени протекало на уровне макрообъемов.

Дальнейшее снижение Ус для смесителя плужкового типа незначительно, в то время как остальные типы гомогенизирующих устройств при перемешивании продолжали повышать однородность компостной смеси, функционируя на уровне микрообъемов.

Рациональными предельными значениями Ус были признаны: для плужкового смесителя - 10±5% (10-15 мин перемешивания), для шнекового смесителя - 20+5% (20-30 мин), барабанного - 30±5% (30-40 мин), земле-ройно-погрузочной техники -40±5% (30-50 мин).

Производительность по компостной смеси с учетом загрузки и выгрузки составила для плужкового смесителя 30-40, для шнекового и барабанного - 15-25, для экскаватора и погрузчика (при полевых методах компостирования) - 10-15 м3/час. Плужковый и шнековый смесители были признаны наиболее приемлемыми типами смесительного оборудования для формирования исходных компостных смесей.

Следующим этапом исследований являлось определение влияния однородности исходной смеси на интенсивность процесса ее биотермической обработки.

В ходе компостирования исследовали зависимости между коэффициентом неоднородности (Ус) исходной компостной смеси и некоторыми показателями биотермической обработки (см. в табл. 6).

Таблица 6. Характеристики компостов с различной межкомпонентной _однородностью исходной смеси_

Показатели К,%

10 30 50 70

Максимальная температура, °С 74 65 52 37

В том числе: - фаза роста температур, сут 2 4 7 15

- фаза высоких температур (>60°С), сут 25 32 30

Снижение влажности, % 26 23 9 3

Распад беззольного вещества, % 30 16 8 5

Коли-титр, г > 10 > 10 > 10-2 > 10"8

* - из-за наличия в штабеле анаэробных зон фаза высоких температур не наступила. Из табл. 6. видно, что наиболее интенсивно биотермический процесс протекал в смесях с Ус< 30%. Здесь имели место температуры более 60°С, высокая скорость их нарастания, что позволило обеззаразить компост, достигнуть максимальных значений снижения влажности и распада беззолыюго вещества. Этому способствовало отсутствие в исходных смесях локальных анаэробных зон, в которых подавляется жизнедеятельность компостной микрофлоры. Температурно-временные характеристики компостных смесей с Ус= 10-70% представлены на рис.9.

Продолжительность перемешивания (Ц, мин

Рис. 8. Изменение коэффициента неоднородности исходной смеси от времени перемешивания для землеройно-погрузочной техники (1), барабанного (2), шнекового (3) и плужкового (4) типов смесителей

- 2 сут (пссндомсзофнлкняя фазд)

( ], И-16стт |, М 27 сут

Продолжительность наблюдения, сут

Рис. 10. Температурно-временмые характеристики компостных смесей на основе гидролизного лигнина (Шт 1 - температура лигиина - 20°С; Шт.2 - температура лигнина - 100°С; 1,11,111 - фазы биотермической обработки)

0 5 10 1! 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Продолжительность наблюдения, сут

Рис. 9. Температурно-временные характеристики компостных смесей с различными значениями коэффициента неоднородности: 1 - Кс=70%; 2 - Уе=50%; 3 - Ус=30%; 4 - Кс=10%

/ \

\ N

ЬпЭ

Рис. 11. Зависимость начальной (30 сут) скорости распада нефтепродуктов от исходной концентрации углеводородов в за-

мазученном грунте (Т = 20 ± 2 °С, грунт/разрыхлитель = 2, [АИ] = 1 ООмг/кг)

Проведенные исследования позволили определить влияние однородности исходных смесей на интенсивность биотермической обработки, выбрать тип смесительного оборудования и установить его производительность по формированию компостов на основе отходов для заполнения выработанного пространства карьеров.

Перспективным направлением интенсификации процесса биотермической обработки является сокращение длительности фазы роста температур, вплоть до ее устранения за счет использования добавок на основе горячих шламовых отходов.

Использование горячих шламовых отходов особенно целесообразно при проведении биотермической обработки в холодное время года, когда условия для активации термофильной микрофлоры неблагоприятны. В табл. 7. приведены параметры компостов на основе осадков очистных сооружений ЦБК и горячего лигнина после гидролизного аппарата. На рис. 10 представлены температурпо-временные характеристики компостных смесей. В первом случае, это остывший лигнин с температурой 20°С из отвалов, во втором - шлам-лигнин с температурой 100°С, непосредственно из гидролизного аппарата.

В процессе смешения холодный осадок контактирует с горячим наполнителем, и температура смеси на начальной стадии достигает 50-70°С. Это приводит к быстрому развитию термофилов, минуя мезофильную стадию. Устраняется фаза роста температур, сокращается продолжительность фазы высоких температур и общий срок обработки. Из рис. 10. и табл. 7, видно, что общая продолжительность биотермической обработки осадков при использовании горячего лигнина в диапазоне температур 80-120°С сокращается в 1,5 раза по сравнению со смесью на основе остывшего лигнина. Это связано с быстрым переходом температурно-временной характеристики в фазу высоких температур, практически минуя фазу роста температур.

Таблица 7. Параметры исходных смесей и компостов на их основе при ис-

пользовании в качестве порооб разующей добавки горячих шламовых отходов

Температура гидролизного лигнина, "С Исходная температура компостной смеси, °С Продолжительность фазы роста температур, сут Продолжительность фазы высоких температур, сут Распад беззольного вещества, %

20±5 20±5 26 - 17+2

70±5 30±5 9 - 22+2

80+5 40±5 7* 26 24±2

100±5 55±5 2* 16 34+2

110±5 60±5 6* 32 21±2

130±5 70±5 15 - 15+2

*Для компостов, полученных с использованием горячего лигнина в данном интервале температур фаза I - псевдомезофильная.

Активация термофилов, как показали бактериальные высевы, начинается сразу после кратковременного, незначительного падения температуры на 5-10°С (рис. 10, кривая Шт.2). Продолжительность периода времени до выхода процесса на стадию высоких температур составляет от 2 до 7 сут. Эту период времени в настоящей работе назван псевдомезофильной стадией. От фазы роста температур она отличается не только характером протекания, но и отсутствием, как показал бактериальный высев, больших концентраций мезо-филов из-за быстрого наступления благоприятных условий для термофильных микроорганизмов. На псевдомезофильной стадии термофилы выходят из спорового состояния, для чего необходимо ориентировочно 24-48 ч.

Нетрадиционный характер температурно-временной характеристики при использовании порообразующих добавок на основе горячих шламовых отходов объясняется синергическим эффектом соокисления органических веществ. При использовании горячих шламовых отходов в работу вступают энергоактивные термофилы, которые одновременно разлагают как легко-, так и трудноокисляемую органику. Параллельная деструкция (соокисление) белков, липидов и углеводов в термофильной области приводит к сокращению и фазы высоких температур, и стадии дозревания.

Использование для биотермической обработки порообразующих добавок, разогретых до температур более 100°С, существенно интенсифицирует процесс и представляется перспективным при производстве материалов заполнения карьера в холодное время года. Однако специально подогревать добавки перед смешением с осадками нерационально. Следует выбирать в качестве порообразующих добавок отходы, нагревание которых является побочным эффектом основного технологического процесса: шлам-лигнин гидролиза древесины после варочных аппаратов, горячие золы ТЭЦ, шлаки доменного производства, кора из отвальных буртов и др.

В некоторых технологических схемах биотермической обработки осадка наряду с широко распространенными и наиболее приемлемыми порооб-разующими добавками используются отходы, обладающие щелочностью: известь, золошлаки ТЭЦ, отходы доломита, мела, диатомитовая глина. Все они хорошо разрыхляют осадок для последующей аэрации. В то же время высокая щелочность указанных порообразующих добавок препятствует нормальному протеканию термогенеза. Если рН исходных компостных смесей выше 8,5, то могут начаться процессы ингибирования аэробной микрофлоры, что увеличивает общий срок биотермической обработки.

Дня активации микрофлоры в условиях «жесткого» метаболизма, т.е. при неоптимальных условиях в настоящей работе предложено использовать ииокули-рующие добавки, инициирующие термогенез путем залпового внесения в компостируемый материал микроорганизмов в состоянии активного метаболизма а также внесения дополнительного субстрата, содержащего доступные формы биогенных элементов. В качестве инокулирующих добавок использованы рециркуляционные компосты из штабелей различных сроков зрелости и различного времени пребывания в биотермичсских барабанах завода переработки бытовых отходов.

Интенсификация биотермического процесса с помощью введения иноку-лирующих добавок была с успехом использована при компостировании целого ряда органосодержащих отходов - ОСВ, свиного навоза, куриного помета, активного ила целлюлозо-бумажных предприятий и др. Для очистных сооружений канализации г. Архангельска институт Союзводоканалпроект по разработкам, изложенным в настоящей главе, подготовил технико-экономическое обоснование по компостированию осадков в смеси с горячими шламовыми отходами и инокулирующими добавками на основе рециркуляционных компостов.

Рекультивационные материалы из органо-минеральных отходов могут быть получены не только в термофильных, но и в мезофильных условиях.

Аварийные ситуации на предприятиях по добыче, транспортировке, переработке нефти и нефтепродуктов, приводящие к разливу углеводородов, сопровождаются образованием больших количеств замазучешгош грунта - отхода третьего класса опасности, который подлежит размещению на полигонах промотходов. Однако, замазученные грунты, при условии удаления из них большей части нефтепродуктов, можно было бы использовать для производства изолирующего материала для пересыпки уплотненных слоев ТБО на полигоне. Наиболее перспективным способом удаления нефтепродуктов из грунта является биообработка, основанная на внесении микроорганизмов-деструкторов углеводородов. Данный метод также является частным случаем технологий компостирования отходов.

На сооружениях биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) образуется большое количество избыточного активного ила, который не находит в настоящее время квалифицированного применения и является, также как и замазученный грунт, крупнотоннажным отходом. Адаптированный к высокому содержанию углеводородов в среде обитания, активный ил НПЗ способен при соответствующих условиях снижать концентрацию нефтепродуктов в стоках за несколько часов с 20-50 от/л до 2-3 мг/л. В его состав входят микроорганизмы различных систематических групп: микро-мицеты, дрожжи и бактерии, многие из которых могут функционировать не только в воде, но и в почве. Необходимо также отметить, что активный ил является источником азота, калия, фосфора, кальция, магния и микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов-дсструкторов.Таким образом, сооружения биологической очистки стоков НПЗ являются промышленными биореакгорами дня производства нефтедеструктирующей микробной биомассы, большей частью однородной почвенной микрофлоре, с помощью которой возможна переработка больших объемов замазучеиных грунтов.

Переработку следует проводить на специально подготовленных площадках. При этом необходимо прогнозировать динамику распада углеводородов, обладать информацией о влиянии концентрации нефтепродуктов на ход процесса, а также определять требуемые дозы активного ила.

В настоящей работе были проведены необходимые лабораторные исследования. Ниже приведены экспериментальные данные по разложению нефтепродуктов под действием активного ила (220 ± 10 мг/кг) в системах с различным содержанием порообразующей добавки (начальная концентрация нефтепродуктов в образцах составляла 2700 ± 10мг/кг).

Объемное отношение

(грунт/порообразующая добавка) 10 5 3 2 1 0,8 0,6 0,5

Степень распада нефтепродуктов

за 120 сут, % 16 41 56 62 67 69 71 71

Из приведенных данных видно, что чем больше порозность образца почвы, тем выше интенсивность процесса. Массообмен между порами почвы и окружающей средой существенно улучшается за счет внесения поро-образующей добавки (отходов ЛПК). Однако уменьшать соотношение грунт/добавка менее 2,0 не целесообразно, так как значительное повышение содержания отходов ЛПК в замазученном грунте не приводит к существенной интенсификации процесса биодеструкции.

Важнейшим фактором, влияющим на биохимическое разложение углеводородов, является их концентрация в замазученном грунте. Изменение концентрации нефтепродуктов в замазученном грунте в процессе биоразло-жепия под действием активного ила приведено в табл. 8.

Таблица 8. Изменение концентраций нефтепродуктов в почве под действием активного ила при Т = 20 ± 2 °С, ГАИ] = 100 мг/кг и {Н2Р] = 40 ± 5 % мае.

Время деструкции, сутки Концентрация нефтепродуктов в почве, мг/кг

0 16,0 83,3 290,0 1246,7 2533,1 5213,0 7601,2 14867,0 19657,3 24130,2

30 13,1 68,0 240,2 1063,7 2212,4 4719,2 7304,4 14688,3 19509,8 24064,1

60 12,4 56,6 192,8 893,6 1920,7 4263,6 7161,1 14505,6 19362,5 23982,8

90 11,9 49,3 154,8 723,1 1640,4 3881,8 6894,2 14327,7 19205,2 23919,7

120 11,3 39,5 124,1 560,4 1386,1 3593,9 6635,7 14134,4 19040,0 23872,6

150 10,9 36,6 101,3 427,9 1140,3 3270,0 6324,0 13971,1 18894,1 23811,3

180 10,8 32,0 87,3 313,1 966,1 2995,1 6107,8 13790,9 18732,3 23763,7

Зависимость начальной скорости биохимического разложения нефтепродуктов от исходной концентрации углеводородов в образцах представлена на рис. 11. Видно, что зависимость носит экстремальный характер.

Так как окислитель (кислород) и субстрат (нефтепродукты) находятся в различных фазах, процесс биоразложения можно дифференцировать на следующие стадии, характерные для гетерогенных процессов:

— диффузия кислорода к поверхности твердых частиц почвы;

— адсорбция кислорода па поверхности зерен;

— биохимическая окислительная деструкция нефтепродуктов;

— десорбция продуктов биодеструкции с поверхности твердых частиц;

— диффузия продуктов биодеструкции во внешнюю среду.

Обработка экспериментальных данных показала, что в зависимости от

величины начальной концентрации нефтепродуктов в почвенном образце процесс биодеструкции может протекать в кинетической области (скорость биораспада определяется соотношением скоростей накопления и разложения фермент-субстратного комплекса) и диффузионной области (скорость биораспада лимитируется диффузией кислорода в поры замазученного грунта и выводом продуктов катаболизма).

С практической точки зрения наибольший интерес представляет биодеструкция нефтепродуктов, протекающая в кинетической области (до 5000 мг/кг).

С одной стороны, ей соответствуют максимальные скорости разложения и, с другой стороны, в отличие от диффузионно-контролируемого процесса, зависящего от большого числа трудно учитываемых характеристик системы (размеры частиц почвы, порозность слоя, скорость движения воздуха над почвой и т. д.), в кинетической области возможно прогнозировать ход биоразложения, лимитированного только скоростями биохимических реакций.

Стадия биодеструкции на поверхности твердых частиц почвы протекает под действием микроорганизмов ила, способность которых усваивать углеводороды пропорционально зависит от активности дещдрогеназы и каталазы, обеспечивающих прямое и косвенное окисление нефтепродуктов. Исходя из этого, для фермен-тативно-каталитического разложения углеводородов нефти была принята наиболее простая кинетическая схема с участием фермент-субстратного комплекса:

Е + Б^ЕБ (2) ЕЭ Де + Р, где (3)

к-1

Е — фермент (каталаза, дегидрогеназа); Б — субстрат (нефтепродукты); ЕБ -фермент-субстратный комплекс; Р - продукт разложения нефтепродуктов.

Процесс, протекающий по схеме реакций (2) и (3) описывается кинетическим уравнением: с1[8]/сИ = V =Утш[/ (1 + Км/ [8]) (4) где V - скорость биодеструкции нефтепродуктов; Утах - максимальная скорость биодеструкции; Км- константа Михаэлиса.

В результате обработки экспериментальных данных по программе с аппроксимацией функциональных зависимостей заданными функциями с использованием метода наименьших квадратов было получено следующее уравнение:

V = 5,55[л#]о'3±0'05 /(1 - (3285,0 ± 200)/^е"0'0037') (5) где [АИ] — доза активного ила, мг/кг; I — время разложения нефтепродуктов, сут.

Можно сделать вывод, что активный ил очистных сооружений является эффективной нефтеразрушающей поликультурой, которая может быть применена для переработки замазученных грунтов. Путем внесения экспериментально обоснованных в настоящей работе доз разрыхрителя, добавок биогенных элемеггтов и активного ила канализационных очистных сооружений (КОС) НПЗ возможно перевести процесс биодеструкции нефтепродуктов в кинетическую область, характеризующуюся максимальными скоростями разложения углеводородов. В этом случае кинетическая модель процесса позволит прогнозировать сроки восстановления замазученных участков при условии наличия благоприятных климатических факторов. Технология переработки замазученных грунтов запатентована коллективом авторов. На основе разработанной технологии, которая демонстрирует успешные результаты взаимной переработки отходов (отходы деревообработки, избыточный активный ил, замазученный гру1гг, сельскохозяйственные отходы) созданы объекты временного хранения и переработки замазученных грунтов мощностью 200 — 1500 т/год. Обработанные замазученные грунты с содержанием нефтепродуктов не более 1000 — 2000 мг/кг представляют собой малотоксичный отход четвертого класса опасности и были использованы в качестве изолирующего материала на полигонах ТБО и материалов для увеличения гипсометрических уровней рекультивируемых карьеров.

В Главе 5 представлены примеры реализации технологий производства компостов на основе органических отходов и порообразующих добавок с целью последующего использования в качестве карьерных рекультивацион-ных материалов.

В зависимости от различных параметров готовности материала: продолжительности и стадии биотермической обработки, температуры, содержания биогенных элементов и микроорганизмов - редуцентов предполагается утилизация компоста в различных элементах рекультивируемого карьера. Так, для минерализованных компостов, прошедших стадию медленного падения температур предполагается использование в качестве барьерообразователей при послойной пересыпке ярусов ТБО, а также выравнивателей перед укладкой гидроизоляционных экранов. Обеззараженные компосты, прошедшие фазу высоких температур, можно использовать для создания экранов биологической рекультивации. Материал, находящийся на стадии высоких температур (Т й 60°С), с концентрациями микрофлоры - редуцента более 108 кл/г, нами был испытан в качестве инокулирующей добавки к размещаемым ТБО. Биодобавки интенсифицируют распад органического вещества и ускоряют осадку массива ТБО.

Практическое применение технологий компостирования было реализовано в рабочем проекте полигона ТБО и проекте рекультивации несанкционированной городской свалки г. Отрадного. Компосты на основе осадков сточных вод были рекомендованы к использованию для экранирования поверхности вышеназванных объектов размещения отходов на стадии рекультивации.

На поверхности спланированных ТБО устраивали площадки, на которых производили перемешивание компонентов компостной смеси, формирование ее в штабель, биотермическую обработку в теплое время года в течение 2-3 месяцев с периодическим перемешиванием для аэрации, лабораторно-техноло-гический контроль процесса. При необходимости, производилась более глубокая выдержка компоста в штабелях в течение 1 сезона для дозревания.

Площадка компостирования на территории объектов размещения отходов г. Отрадного включает следующие узлы:

- узел складирования обезвоженных осадков КОС, рассчитанная на 1 месяц накопления;

- площадка складирования порообразующих добавок (растительных остатков, отходов деревообработки, сухого навоза КРС), рассчитанная на 1 месяц накопления;

- узел перемешивания компонентов и их штабелирования.

Произведенный компост в объеме 16000 м3 был размещен на поверхности неорганизованной свалки. При этом было рекультивировано 3,2 га деградированной поверхности.

Внедрение технологии производства компостов на основе осадков сточных вод методом биотермического компостирования при производстве рекультива-циогшых работ позволяет сократить объемы отходов канализационных очистных сооружений, размещаемых на иловых картах КОС г.Отрадного, ограничить уровень негативного воздействия, размещаемых отходов на компоненты окру-

жающей природной среды и сократить потребность в почвогрунтах при проведении технического и биологического этапов рекультивациопных работ.

Практический интерес на сегодняшний день представляет уплотнение техногенного массива ТБО и его дальнейшая стабилизация, которая позволяет более рационально использовать пространство карьера и сократить срок возврата занятой карьером территории в хозяйственное использование. Кроме того, интенсивное уплотнение отходов на полигоне обеспечивает увеличение его мощности по приему ТБО.

Для изучения вышеуказанного процесса проведены экспериментальные исследования по уплотнению массива ТБО в карьере за счет внесения компостных биодобавок с высокими концентрациями микрофлоры-редуцента.

Изучение процесса осадки массива ТБО проводили на экспериментальных картах полигона, организованных в выработанном пространстве карьера Тимофе-евского месторождения глин. На картах размещали ТБО от селитебной зоны г. Тольятти. Для интенсификации процесса осадки ТБО вносили биодобавку, полученную на основе биотермически обработанной смеси осадков канализационных очистных сооружений г. Тольятти и наполнителей — горячих компостов непосредственно из биобарабанов завода переработки твердых бытовых отходов (ЗПБО) г. Тольятти. Общее микробное число в компостах составляло более 109 кл/г.

На основании полученных в ходе эксперимента данных построены графики уплотнения массива ТБО на каждой карте (рис. 12). Оптимальной дозой внесения биодобавки в толщу отходов является концентрация 5-7% мае. от общего количества размещаемых ТБО. При внесении биодобавки в количестве 6±1% мае. достигается максимальная скорость уплотнения массива отходов по сравнению с техногенным массивом ТБО без введения биодобавки. При этом, скорость осадки техногенного массива увеличивается в 2,5-3,0 раза, зависимость скорости осадки ТБО от концентрации вводимой биодобавки представлена на рис. 13.

Совместное размещение ТБО и компостных биодобавок, ускоряющих разложение органического вещества позволяет сократить продолжительность стабилизации тела карьерного полигона после завершения эксплуатации.

В главе 6 представлены решения по предварительной подготовке и последующему размещению отходов в отработанных карьерах:

- использование компоста ЗПБО в качестве барьерообразователя, защищающего геологическую среду от загрязнения;

- использование биовосстановленных замазученных грунтов для послойной пересыпки ярусов ТБО, а также компостов на основе осадков сточных вод для биологической рекультивации;

- применение золошлаков ТЭЦ, пыли топочных установок, мелкодисперсных строительных отходов и отходов доломита в качестве выравнивателей при подготовке плоскостных элементов к укладке пленочных элементов; - использование композитов из литейных шлаков и балластов обогащения серы в качестве упрочнителей транспортно-технологических коммуникаций;

- использование техногенных грунтов, отходов футеровки и отходов нерудных ископаемых в качестве структурообразователей отсекающих дамб и контурных призм;

73,0

Время осадки размещаемых отходов, м

Рис. 12. Изменения высоты контрольной точки на поверхности массива отходов во времени при различных концентрациях биодобавки (% мае.) Концентрации биодобавки на экспериментальных картах: 1 -концентрация биодобавки 0% мае. - контрольная карта; 2-1% мае.; 3 - 2% мае.; 4-3% мае.; 5 - 4% мае.; 6- 5% мае.; 7-6%мае.; 8-7% мае.; 9 -. 10% мае.; 10- 15%мас.; 11 - 20%мас.

4 6 8 10 12 14 16 18

Концентрация биодобавки, % масс.

Рис. 13. Зависимость скорости осадки техногенного массива ТБО от концентрации вводимой биодобавки (% мае.)

- применение известьсодержащих отходов, отходов оксидов и гидро-ксидов в качестве нейтрализаторов, а также отходов цементной промышленности и мастик в качестве цементаторов, при детоксикации опасных отходов II класса, размещаемых в толще заполнителя из инертных отходов.

Вышеперечисленные методы были использованы при рекультивации карьеров Самарской области.

В течение ряда лет в карьер «Даниловского — 1» месторождения кирпичных глин направляли на размещение горелую землю и осадок очистных сооружений АО «АвтоВАЗ». Данные отходы выступили в качестве компонентов пес-чано-шламовой смеси (ПШС) — заполнителя пространства карьера. Их формирование в ПШС с последующей послойной укладкой производили непосредственно в выемке карьера, для чего была разработана специальная технология.

По фактору природного подобия у ПШС имеется сродство с кирпичными глинами карьера «Даниловский-1» по гранулометрическому составу, коэффициенту агрегирования, объемной массе, пористости, числу пластичности, показателю консистенции, адгезионным свойствам и фильтрационным характеристикам. Мощность потока ПШС составляет более 182 тыс. т/год, что согласуется с объемом полезной вместимости карьера по ресурсному фактору.

По мере размещения отходов формировали временные спецкарты, предназначенные для «землевания» кека с получением массы усредненной влажности, соответствующей по содержанию влаги обезвоженным отходам и природным глинам карьера (рис. 14). Это технологическое мероприятие было направлено на механическое связывание влаги, жидких органических и неорганических веществ кека, что существенно препятствовало их испарению в атмосферу. В зимнее время производство ПШС осуществлялось непосредственно в котловане карьера. Приготовление смеси в весенне-осенний период производится па отдельном участке с последующим сдвиганием в выемку. За период 1997 - 2004 г.г., на карьере было произведено около 70 % рекультивации отработанного пространства выемки.

На карьерах глубиной более 20 м при площадях плоскостной рекультивации более 10 га требуется устройство наращиваемых по высоте отсекающих дамб, выполняющих, функции транспортных коммуникаций, разгрузочных берм и контрфорсного усиления устойчивости массива отходов большой высоты. Кроме того, дамбы разбивают полигон на очереди эксплуатации. Дефицит природных строительных материалов для устройства дамб можно компенсировать путем их замены на предварительно отсортированные непосредственно в карьере малотоксичные промышленные отходы — шлаки литейного производства, твердые балласты обогащения серы, строительные отходы от демонтажа зданий, техногенные грунты, формовочные земли, мелкодисперсные отходы хвостохрапилищ металлургических производств.

Вышеперечисленные отходы выполняют функции конструкционных материалов дамб - сооружений, к которым предъявляются повышенные требования по устойчивости. Поэтому, их можно отнести к группе упрочнителей.

Большинство вышеперечисленных отходов имеет механическое сродство с природными строительными материалами производства дамб по следующим

параметрам - плотность, угол естественного откоса, угол внутреннего трения, модуль осадки, сопротивление сдвигу, фильтрационные характеристики.

Работы по возведению наращиваемой отсекающей дамбы из материалов на основе отходов различных производств были реализованы в процессе рекультивации отработанного карьера «Южный» Красноярского района Самарской области при размещении в его полезном пространстве отходов металлургического предприятия «Ресал». Технико-экономические расчеты и данные проработки генерального плана определили следующие размеры дамбы на момент окончания рекультивационных работ: ширина в основании - 50 м; - по верху -12 м; высота - 30 м.

В качестве материалов для производства элементов дамбы были использованы композиты на основе шлаков металлургических производств и строительных отходов, а также горелые формовочные земли литейного производства для создания опорного ядра и дренажного элемента подложек. Источники образования отходов для обустройства контрфорсной отсекающей дамбы располагались в радиусе не более 5 км от места дислокации карьера «Южный». Таким образом, одновременно был решен вопрос о размещении инертных и малотоксичных отходов в окружающей среде и их утилизация.

Другим примером комплексной подготовки и размещения отходов выступила рекультивация старого карьера Тимофеевского месторождения кирпичных глин, площадью 13 га и глубиной около 14 м. Борта карьера отвесные, местами с уступами при крутизне склонов до 87°, сложены суглинками с прослоями песка. Срок рекультивации карьера, составил 6,6 года, при полезной вместимости по отходам - 790000 м3.

Проведение рекультивационных работ начали с выравнивания откосов до величин безопасного уклона 1:3 путем устройства контурных призм вы-полаживания на основе отходов футеровки и отходов добычи нерудных полезных ископаемых. Данные отходы выступили в качестве структурообра-зователей пространственного каркаса.

В основании карьера укладывали выравниватель толщиной 0,2 м из просеянных техногенных грунтов большой плотности. Балластные фракции техногенного грунта также использовали в качестве структурообразующих компонентов контурных призм и отсекающих дамб.

После укладки пленочного экрана в основании карьера, на его поверхности был сформирован насыпной слой компоста ЗПБО. выступивший в качестве дополнительной защитной зоны между основным заполнителем и уровнем верхнего водоносного горизонта.

Конструктивные элементы подготовки основания и послойного заполнения карьера с использованием предварительно подготовленных отходов представлены на рис.15.

После выполнения подготовительных работ осуществляли послойное размещение заполнителя - некомпостируемых бытовых отходов ЗПБО и структурообразователя — отходов демонтажа производственных зданий. Подобная укладка отходов позволила сформировать в карьере достаточно компактный каркас.

Рис 14. Послойные планы и разрез фрагмента рекультивируемого карьера «Даниловский-1» с элементами производства ПШС, используемой в качестве заполнителя выемки

Рис. 15. Конструктивные элементы подготовки основания и послойного заполнения карьера с использованием предварительно подготовленных отходов

Размещение отходов осуществляется в котловане карьера по очередям. Первая очередь ограничена отсекающей дамбой. Вторая и третья очереди - технологической дорогой, примыкающей к дамбе. На каждой из очередей проектом предусмотрены разгрузочные площадки, примыкающие к технологической дороге, а также временные спецплощадки подготовки отходов. Поверхности дороги и спецплощадок усиливались упрочнигелями на основе отходов футеровки и отходами доломита (балласта при производстве доломитовой муки). Динамика изменения гипсометрических уровней при заполнении карьера «Тимофеевский» отходами представлена на рис. 16.

Рекультивация карьера Пестравского месторождения строительных материалов на практике продемонстрировала возможность применения мелкодисперсных отходов - золошлаков ТЭЦ и пыли топочных установок - для выравнивания откосов и основания при организации полигона в карьере Пестравского месторождения строительных материалов. Эти же отходы были использованы в качестве барьерообразователя для создания защитного замка над пленочным экраном на карьере суглинков.

Обработанные методами биоконверсии замазученные грунты в смеси с активными илами и порообразующими добавками были использованы в качестве материалов - барьерообразователей, при послойной изоляции ярусов ТБО на карьерном полигоне «Алексеевского-2» месторождения кирпичных глин.

Часть наиболее крупнотоннажных отходов - сырых осадков и избыточных активных илов очистных сооружений и замазученных грунтов, объемы которых сопоставимы с объемами ТБО по ресурсному фактору было предложено предварительно обрабатывать д ля снижения класса опасности и последующего использования в качестве материалов заполнения карьера. Для этих целей в выемке была подготовлена специальная площадка биоконверсии осадков и замазученных грунтов в смеси с порообразующими добавками на основе отходов деревообработки.

Компоновочный план карьера с выделением очередей рекультивации, сооружений полигона и площадок компостирования промотходов представлен на рис. 17.

Использование биовосстановленных замазученных грунтов для послойной пересыпки ТБО при рекультивации карьеров позволяет сэкономить сотни тысяч кубометров природных грунтовых материалов и отказаться от их добычи из природной среды.

Технические решения по капсулированию отходов повышенных классов опасности в теле техногенного массива оргаио-минеральных отходов были реализованы на полигонах в карьерах «Алсксеевский» и «Даниловский —2».

Творческим коллективом под руководством автора был разработан и успешно внедрен на ряде карьерных полигонов метод размещения отходов повышенных классов опасности путем формирования в теле массива специальной линзообразной капсулированной площадки, экранирующей окружающую среду от загрязнения.

Конструкция капсулы включает комбинированные грунто-полимерные экраны в основании укладки отходов II и III классов и на их поверхности, по окончании размещения. В состав экранов, наряду с природными глинами входят пастообразные шламы IV класса. Мелкодисперсная фракция

Рис. 17. Компоновочный план карьера «Алексеев-ский-2» с площадками компостирования промот-ходов (начало эксплуатации) 1.1; 1.2; 13 - очереди захоронения отходов; 2 - хозяйственная зона;

3.1. - площадка биоконверсии замазученных грунтов;

3.2. - площадка компостирования осадков сточных вод

Рис. 16. Динамика изменения гипсометрических уровней поверхности рельефа при заполнении отходами карьера «Тимофеевский»

сухого вещества пастообразных шламов кольматирует микроскопические капилляры и трещины в слое природных глин, дополнительно снижая их водоотдачу и усиливая гидроизоляционные свойства. Таким образом, материалы на основе малоопасных пастообразных отходов при взаимодействии с глинами выполняют дополнительные барьерообразующие функции.

Капсулирование высокоопасных отходов в толще массива заполнителя позволяет размещать небольшие партии отходов без организации специализированных объектов.

В главе 7 разработаны технические принципы проектирования комплексов рекультивации карьеров с использованием предварительно подготовленных органо-минеральных отходов.

Конструктивно-технологическое оформление комплекса создается по следующим принципам:

1. Производственно-хозяйственный принцип.

2. Блочно-модульный принцип.

3. Принцип выделения функциональных зон.

4. Принцип минимизации негативного воздействия на окружающую природную среду.

Производственно-хозяйственный принцип включает: позиционирование сооружений в единые технологические сочетания; размещение сооружений с учетом направлений движения потоков подготавливаемых отходов; комбинирование технологических процессов размещения и переработки отходов (энергетическое, сырьевое, транспортное) и др.

Блочно-модульный принцип предполагает устройство вспомогательных сооружений пониженной капитальности (административно-бытовые, складские, транспортные, энергетические), которые, при переводе потока отходов на следующую очередь можно быстро демонтировать и разместить поблизости от новых рабочих карт.

Под принципом выделения функциональных зон комплекса подразумевается его секционирование в соответствии с назначением сооружений.

Функционально комплекс, как правило, должен состоять из следующих компоновочно — технологических зон:

- размещения основного материала — заполнителя карьерной выемки;

- обработки отходов с получением карьерных рекультивационных материалов;

- консервации промотходов, которые в перспективе могут быть утилизированы;

- административно-хозяйственной;

- санитарной.

Первую зону составляет выемка карьера, выступающая в качестве геотехнического ядра комплекса.

Во вторую зону входят — площадки промежуточного складирования компонентов компостных смесей, узлы их перемешивания и компостирования, а также карты временного накопления строительных отходов, смета с территории, зама-зученных грунтов и др. Если в качестве заполнителя используются ТБО, во вторую зону попадают мусоросортировочная станция, участки переработки поли-

мерных составляющих ТБО, установки прессования бумаго-картонных отходов, текстиля, установки сепарации и прессования цветных металлов.

Выделение в составе комплекса зоны консервации промотходов необходимо, если промышленные отходы, подлежащие размещению, содержат в своем составе ценные компоненты, которые в настоящее время по каким-либо причинам не могут быть утилизированы. Изоляция таких отходов от окружающей среды выполняется с учетом возможности быстрого извлечения, по мере необходимости.

В административно-хозяйственной и санитарной зонах размещаются служебные и природоохранные сооружения комплекса.

Принцип минимизации негативного воздействия на окружающую природную среду обусловлен следующими положениями:

- сочетанием узлов размещения коммунальных и промышленных отходов в едином комплексе, оптимальным образом использующем площадь территории полигонов;

- предварительной обработкой токсичных отходов для снижения класса опасности;

- предварительной обработкой отходов с помощью других отходов и использованием последних взамен природного сырья.

Нами предложены карьерные комплексы совместной подготовки и размещения органо-минеральных отходов в зависимости от мощности их потока:

1. Карьер, заполняемый коммунальными и агропромышленными отходами сельского населенного пункта до 10 ООО жителей.

2. Карьер, заполняемый отходами города с населением около 100 000 жителей.

3. Комплекс рекультивации карьера с использованием отходов градо-промышленной агломерации численностью около 1 000 000 жителей.

В качестве примера представлено компоновочное решение сооружений комплекса с выделением функциональных зон (рис. 18). Отходообразующее пространство карьера включает райцентр, группу малых населенных пунктов с общим числом жителей около 10 000 чел, а также ряд животноводческих предприятий и предприятие транспорта нефти (Полигон п. Хворостян-ка Самарской области). Подобный комплекс также построен в р.ц. Пестрав-ка (Самарская обл.). Особенностью комплексов является устройство отдельной площадки по биотермической обработке агропромышленных отходов, которая входит в состав функциональной зоны производства карьерных ре-культивационных материалов.

Комплексы, содержащие в своем составе площадку биотермической обработки, имеют более короткие сроки окупаемости. Примером реализации комплекса размещения коммунальных и промышленных отходов среднего города в ареале рекультивируемого карьера выступает проект единого полигона г. Новокуйбышевска (население 110 тыс. жителей).

Подавляющее большинство крупнотоннажных промышленных отходов предприятий г. Новокуйбышевска (замазученные грунты, нефтешламы, осадки и избыточные активные илы биологической очистки нефтесодержащих сточных вод) образуются в результате деятельности по переработке нефти.

2 — пдошадка компостировали» еельхмотхояоа; 3 — югощадка складирования растательных отходов; 4 — площадка сыаднро&аннд элементов арФмевшпс дорог на основе крупногабаритных строительных отходов, 5 -ниш ■ременного шоодеям ииюлиомяяых пленок тепличных хозяйств; в — реаерауары яакопяеши отработанных не фтенродуггов.

^■инта&нуи зоны

7 - аашнчш диелглюрской; В - шлагбаум, 9 - двзбар! вавес ям техника; II — пдомвдка для отдыха; 12 • В водоем; 13 - трансформаторная; 14 — васосная фкп дренажем; 1$ - пруд-мспаритель фильтрата; 16 - наблюй Скяаапани

Рис. 18. Карьер, рекультивируемый коммунальными и агропромышленными отходами сельского населенного пункта до 10 тыс. жителей (р.ц. Хворостянка, Самарская обл.)

I — мна раэдаиммаи крупнотоннажного лпи — мнолнитела.

1.1. — выемка карьера, млоанномаа ГЬО н твердыми промотходвма IV - V хлксоа;

II - мна макомеина ■ частачя«1 переработки утилизируемых оромотходов в лрои>вод«та« вспомогательных рекулынааи конных матера алоа.

П. I. — площадка бмообраЛоткн звмазученких грунтов; 11.2

— площадка компостирования осадков городских сточных вод; 11.3. — участок ароблста полимерных отходов; II.4 • склад временного накопления юснишопклши дамп; П.)

- склад сортировки я времен кош нааоляенжя отходов бумаги и картина; 11.6 - учжтоа дробления древесных

II. 7 — участок наколкенкя отработанных аятомобнльных покрышек; II. в - участаж накопления отработанных катадюатороа НПЗ. 11.9 - плпшялгн сортировки 1 х радения крупногабаритных строительных

Ш- мна аолгоаремем ноге хранения я консервации иеутмлнэируамых л ром плодов.

1П.1. -накопится» обеяапжеяних шллмоа хамаодоочжтхи; Ш.2 - секционный нако1аптль отрабегакмк алсорЛскгоа, сндихагелеЯ К конообыепних емок; [П.1 - слы (карты долговременного размещения нефтптмоа; Ш.4 — накопитель малозагрязненных нефтепродуктов;

IV - административно-хозяйственная зона.

V — сан итаривя »она.

V.! - прумкпаретыь фильтрата и поверхностного «тоаа; насосная станция пеоехачхи Дмтьтиата.

Рис. 19. Компоновочный план комплекса рекультивации отработанного карьера с использованием коммунальных и промышленных отходов города с населением около 100 тыс. жителей (г. Новокуйбышевск)

После биодеструкции углеводородов по запатентованной автором технологии, вышеперечисленные отходы рекомендованы к использованию в качестве материалов для заполнения отработанного карьера, используемого в качестве полигона ТБО. Для этих целей в составе функциональной зоны производства рекульти-вационных материалов полигона организуются спецплощадки биообработки за-мазученных грунтов и компостирования осадков сточных вод (см. рис. 19).

В настоящее время, целый спектр промышленных отходов предприятий г. Новокуйбышевска, содержащих ценные компоненты не находит применения по экономическим причинам. К ним можно отнести: отработанные катализаторы, адсорбенты и ионообменные смолы, нефтешламы, отходы полимеров. Для их долговременного размещения, в составе комплекса также выделена соответствующая функциональная зона.

Условия формирования отходов, их виды и объемы в городах с населением около 1 млн. чел и более, имеют, в сравнении с малыми и средними населенными пунктами, ряд отличий. В крупных промышленных центрах с развитым машиностроением и металлургией, предприятия продуцируют большой набор специфических крупнотоннажных отходов, объемы которых сопоставимы с ТБО. К ним относят горелые земли, шлаки металлургических производств, гальваношламы, отходы газоочистки, отработанные смазочно-охлаждающие жидкости т др.

Как правило, в крупных городах имеется несколько очистных сооружений водоотведения. Следовательно, в общем потоке отходообразования присутствуют осадки сточных вод — первичных отстойников и избыточные активные илы. Их объемы также сопоставимы с объемами ТБО.

В крупных городах в связи с увеличением мощности материального рекультивирующего потока увеличивается и количество позиций в комплексе совместной подготовки и размещения отходов на основе отработанного карьера. В его составе появляются узлы механизированной сортировки отходов и переработки утильных фракций.

Примером выступает г. Тольятти. Вместе с населенными пунктами -спутниками, а также с мигрантами население города приближается к 1 млн. чел. В градопромышленной агломерации г. Тольятти большинство экологически опасных накопителей органо-минеральных отходов рассредоточено по обширной площади. В г. Тольятти отсутствует единая система размещения отходов, учитывающая их специфические особенности, физико-химические и морфологические характеристики, технико-экономические и функционально-технологические показатели.

Одним из возможных решений проблемы — является создание единых промышленных комплексов подготовки и размещения всех антропогенных отходов. При этом использование одних отходов будет обеспечивать технологические и санитарно-гигиенические условия размещения других с максимальным эколого-техническим эффектом.

Компоновочный план единого промышленного комплекса подготовки и размещения органо-минеральных отходов для г. Тольятти, выполненный в составе прединвестиционной стадии проектирования, представлен на рис. 20.

600,00

Рис 20. Компоновочный план комплекса подготовки и размещения органо-минеральных

отходов градопромышленной агломерации с населением 1 млн. чел (г. Тольятти) ■■ втт и »• Зона I - размещения крупнотоннажного отхода — заполнителя.

(I - выемка карьера, рекультивируемая с использованием отссва ТБО и промотходами IV- V классов; 2 -мусороеортировочная станция; 3 - цех переработай пластиков; 4 - участок переработки РТИ; 5 - участок переработки бумаги.

Зона 2 - производства рекультивационных материалов (6 • площадка промежуточного накопления обезвоженных осадков КОС; 7 - площадка промежуточного накопления порообразующих добавок на основе древесных отходов; 8 - узел приготовления исходной компостной смеси; 9 - статические штабеля компоста; 10 - бурт дозревания; 11 - площадки биоконверсии замазученных грунтов; 12 - площадка временного хранения строительных отходов)

таашаяшаштт -Зона 3 — зона временного накопления и консервации промышленных отходов (16 - спецкарты жидких и пастообразных промотходов III - IV классов; 17 - секционированные спецкарты нефтешла-мов; 18 - секционированные спецкарты гальваношламов 19 - резервуар отработанных нефтепродуктов; 20 - склад отработанных аккумуляторов; 21 - склад отработанных ртутьсодержащнх приборов и люминесцентных ламп; 22 -защитная дамба, выполняющая функции противопожарного барьера).

■ ■ Зона 4 - санитарная (15 - сооружения очистки поверхностного стока и фильтрат; объекты 13 - пруды-испарители; 14 - насосная фильтрата - располагаются на территории зоны 2)

• ••••••• - Зона 5 - административно-Сытовая (23 - склад элементов временных дорог; 24 - противопожарный водоем; 25 - АБК; 26 - лабораторный корпус; 27 - РММ; 28 - гараж; 29 - мини-котельная).

Создание на основе карьеров комплексов размещения и обработки отходов с использованием представленных выше принципов позволит наилучшим образом

обеспечить рециклинг отходов и минимизировать их негативное воздействие на городские и прилегающие к ним территории.

Экономический эффект от использования компостов в качестве рекультивационных материалов только одного из карьеров г. Самары составляет

з,1 млн р/год за счёт перевода промышленных отходов с П1 в IV класс опасности

и, соответственно, снижения стоимости их захоронения, а также из-за отсутствия дорогостоящих привозных грунтов, используемых для санитарной засыпки ТБО.

Выводы

1. Создана новая комплексная система подготовки и размещения орга-но-минеральных отходов в отработанных карьерах с их одновременной рекультивацией, включающая поэтапный отбор карьеров, как потенциальных объектов размещения отходов, дифференцирование карьера на структурные элементы и определение соответствия видов размещаемых отходов выделенным структурным элементам.

2. В качестве процессов подготовки органо-минеральных отходов к размещению предложены усовершенствованные технологии компостирования в мезофилыюм и термофильном режимах.

3. Впервые предложено интенсифицировать компостирование смесей органо-минеральных отходов с целью ускорения производства рекультивационных материалов в условиях карьера путем: корректировки объемного соотношения компонентов, повышения их межзерновой однородности, введения добавок на основе горячих шламовых отходов, введения инокули-рующих порообразующих добавок, введения отходов, содержащих микроорганизмы — деструкторы углеводородов.

4. Предложен и апробирован новый метод стабилизации последовательно формируемого в карьере массива ТБО за счет внесения компостных биодобавок.

5. Сформулированы технические принципы проектирования комплексов совместной подготовки и размещения органо-минеральных отходов на базе отработанных карьеров.

6. Использование комплексной системы подготовки и размещения отходов позволило создать на базе отработанных карьеров полигоны ТБО г.г. Самара, Тольятти, Новокуйбышевск, Кипель, Отрадный, р.ц. Хворостянка, Пестравка, Клявлино (Самарская обл.), а также промышленных отходов АО «АвтоВАЗ», ОАО «Самаранефтегаз», СП «Ресал» и др. с минимальным экологическим ущербом. Рекультивировано, для последующего хозяйственного использования более 20 отработанных карьеров площадью более 60 га.

Результаты работ рекомендуются к внедрению при проектировании и строительстве новых и реконструкции действующих комплексов по обработке и размещению отходов в карьерах.

Материалы работы используются в учебном процессе Самарского государственного технического университета.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Чертес К.Л., Аюкаев Р.И., Туровский И.С., Любавский В.В. Установка для компостирования осадков сточных вод в Петрозаводске. Водоснабжение и санитарная техника, 1988, № 5.

2. Чертес К.Л., Аюкаев Р.И. Исследование закономерностей компостирования осадков сточных вод с отходами деревообработки. Межвуз.сб. научных тр. ЛИСИ, Ленинград, 1988., с. 56-62

3. Чертес К.Л., Стрелков А.К., Смородин А.П. Обработка осадков сточных вод компостированием. Междунар. конф. Болгария, г.Враца, 1990., с. 74-76

4. Чертес К.Л., Стрелков А.К., Смородин А.П., Солодовников A.M. Биотермическая обработка осадков сточных вод с использованием отходов местной промышленности. Сб. научн. трудов, Сам АСИ «Совершенствование технологии очистки природных и сточных вод», Самара, 1990., с. 28-3

5. Чертес К.Л., Стрелков А.К., Смородин А.П., Чиров В.Н., Туровский B.C., Анциферов В.А., Дробежкина Т.А. Интенсификация биотермической обработки осадков сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника, 1991, №4.

6. Чертес КЛ. Исследования по биотермической обработке сточных вод птицефабрики «Кротовская» Материалы Всероссийск. научно-практич. конф. «Экологические проблемы рационального использования и охраны водных ресурсов». Самара, 1996.

7. Чертес К.Л., Бурлака В.А. Быков Д.Е., Лапкин А.Г. Биотехнология переработки замазученных грунтов с целью их использования в качестве изоляционных материалов на полигонах ТБО. Материалы Всеросс. научно-практич. конф. «Процессы и технологии переработки отходов и вторичного сырья. Эксплуатация полигонов». Самара, 1997.

8. Чертес К.Л., Быков Д.Е., Стрелков А.К., Шинкевич М.Ю., Бурлака В.А. Влияние микроорганизмов биологических очистных сооружений нефтеперерабатывающих заводов на динамику разложения нефтепродуктов в почве. Депонированная рукопись, ВНИИНТПИ, Москва, 2000. № 11774. Деп. №1.

9. Чертес К.Л., Стрелков А.К., Быков Д.Е. Новое направление использования избыточного активного ила. Водоснабжение и санитарная техника. 2001,-№5.-С. 34-37

10. Чертес К.Л., Стрелков А.К., Быков Д.Е. Утилизация осадков сточных вод в качестве материала для изоляции ТБО. Водоснабжение и сан. техника . 2001,-№6, -с. 36-38

11. Чертес К.Л., Быков Д.Е. Концепция формирования комплекса по переработке и размещению промышленных, бытовых отходов и осадков сточных вод для населенного пункта с числом жителей более 200000. Материалы. VII Всерос. конгр. "Экология и здоровье человека — Самара, 2-4 октября 2001. — С.43.

12. Чертес К.Л., Ендураева H.H., Быков Д.Е. Восстановление земель, загрязненных углеводородами в результате производственной деятельности нефтедобывающих предприятий. Материалы междунар. научно-практ. конф. «Ашировские чтения». СамГТУ. - Самара, 23-24 октября 2002 . — С. 136.

13. Чертес К.Л., Баева О.В., Быков Д.Е, Концепция формирования единого полигона захоронения твердых бытовых и сельхозотходов малого населен-

ного пункта. Материалы междунар. научно-практич. конф. «Экология и безопасность жизнедеятельности» — Пенза, 26-27 февраля 2002 г. — С. 139.

14. Чертес, K.JL, Быков, Д.Е., Ендураева, H.H., Тупицына, О.В. Рекультивация отработанных карьеров [Текст] / K.JI. Чертес, Д.Е. Быков, H.H. Ендураева, О.В. Тупицына // Экология и промышленность России. — 2002. - №11. — С. 18-22. -Библиогр.: с. 22.

15. Чертес К.Л., Ендураева H.H., Тупицына О.В., Быков Д.Е. Единый полигон для размещения отходов. Экология и промышленность России. Сентябрь 2002.-С. 18-19.

16. Чертес К.Л., Быков Д.Е. Компоновочно-технологические элементы комплекса по размещению отходов в условиях крупной городской агломерации. Материалы международной конференции «Окружающая среда для нас и будущих поколений». Самара, 8-15 сентября 2002 г.- с.65.

17. Чертес К.Л., Тупицина О.В., Быков Д.Е. Изучение конверсии компонентов твердых бытовых отходов в процессе их захоронения. Труды II Все-росс. н.-п. конф. «Процессы, технологии и оборудование для переработки отходов и вторичного сырья. Полигоны по захоронению отходов», 2-4 декабря 2003 г, Самара.

18. Чертес К.Л., Быков Д.Е. Комплексное размещение отходов промышленного мегаполиса. Экология и промышленность России. Февраль 2003. — С. 4-8.

19. Чертес К.Л., Ендураева H.H., Быков Д.Е. Исследование процессов усадки техногенных массивов твердых бытовых отходов, размещаемых в природной среде. Труды II Всеросс. н.-п. конф. «Процессы, технологии и оборудование для переработки отходов и вторичного сырья. Полигоны по захоронению отходов», 2-4 декабря 2003 г, Самара.

20. Чертес К.Л., Тупицина О.В., Анализ экологической обстановки объектов размещения отходов на территории Самарской области. Материалы 60 юб. регион, н.-т. конф. по итогам НИР СамГАСА за 2002 г, Самара, апрель 2003 г.

21. Чертес К.Л., Ендураева H.H., Тупицина О.В. Система управления размещением отходов в сельских населенных пунктах крупного агропромышленного региона. Труды 5-й Международной научно-практической конференции. С.-П, С-П ГПУ, 15-17 апреля 2003 г., с. 263.

22. Чертес, К.Л., Ендураева, H.H., Тупицына, О.В. Рекультивация карьерных выработок путем управляемого заполнения рекультивационными материалами на основе коммунальных и малотоксичных промышленных отходов: Труды 5-й Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, С-П ГПУ, 15-17 апреля, 2003 г / К.Л. Чертес, H.H. Ендураева, О.В. Тупицына. СПб, 2003. - С. 264 - 265.

23. Чертес К.Л., Тупицина О.В., Быков Д.Е. Технологии рекультивации территорий, техногенно-деградированных неорганизованным размещением отходов. Материалы 61 регион, н.-т. конф. по итогам НИР СамГАСА за 2003 г, Самара, апрель 2004 г.

24. Чертес К.Л., Тупицина О.В., Хлынова Е.В. Биотермическая обработка осадков сточных вод с целью их использования в качестве рекультивацион-ных материалов. Материалы междунар. науч. конф. «Молодежь и химия», Красноярск, КГУ, 2004

25. Чертес K.JI., Быков Д.Е. Рекультивация карьеров отходами. Самара, изд-во СамГТУ, 2005, 215 с.

26. Авторское свидетельство № 1660721, СССР, МКИ4С02-1/58 «Смеситель» №4627159/26; Заяв. 27.12.88; Опуб. 8.03.91. Бюллетень № 25,07.07.91. Чертес К.Л., Журавлев В.Д.. Аюкаев Р.И., Туровский И.С., Малинов Г.И., Шувалов C.B.

27. Авторское свидетельство № 1816742, СССР, МКИ4С02-1/58 «Способ биотермической обработки осадков сточных вод» №4921126/26; Заяв. 21.03.91; Опуб. 23.05.93, Бюллетень № 19, 23.05.93., Чертес К.Л., Туровский И.С., Стрелков А.К., Степанов C.B., Чиров В.Н., Анциферов В.А., Солодовников A.M., Смородин А.П.

28. Свидетельство на полезную модель № 11105, РФ, «Устройство для измельчения»; Заяв. 08.02.99; Опуб. 08.02.99. Бюллетень № 9, 16.09.99. Чертес К.Л., Стрелков А.К., Быков Д.Е., Тараканов Д.И., Радомский В.М., Шнырь С.М., Шинкевич М.Ю.

29. Патент № 2175580 РФ, «Состав для очистки почвы от нефтяных загрязнений и способ очистки почвы от нефтяных загрязнений»; Заяв. 27.12.99; Опуб. 10.11.2001. Бюллетень № 31, 10.11.01. Чертес К.Л., Быков Д.Е., Стрелков

A.К., Тараканов Д.И., Радомский В.М., Шинкевич М.Ю., Атанов H.A., Бурлака

B.А., Лапкин А.Г.

30. Патент № 2249580 РФ, «Способ обработки и утилизации органосо-держащих отходов»; Заяв. 23.01.2003; Опуб. 10.04.2005., Бюллетень № 10, 10.04.05., Чертес К.Л., Быков Д.Е., Тупицина О.В., Радомский В.М., Седогин М.П., Ендураева H.H.

31. Патент № 2247610 РФ, «Способ складирования твердых бытовых отходов»; Заяв. 28.10.2003; Опуб. 10.03.2005., Бюллетень № 7, 10.03.05., Чертес К.Л., Быков Д.Е., Ендураева H.H., Радомский В.М.

32. Патент 2250146 РФ «Способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов» Заявл. 19.01.2004. Опубл. 20.04.05. Бюлю №11. Быков Д.Е., Бурлака В.А., Чертес К.Л., Шинкевич М.Ю.

Подп. в печать 27.01.06 Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Объем 2,3 п.л. Т. 100. Заказ 62. Редакционно-издательский отдел Самарского государственного технического университета

Отпечатано в ООО «Издательство «СамЛкжсПринт». Адрес: г. Самара, ул. Венцека, 78. Телефон: 310-86-30.