ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2242299

СПОСОБ СБОРА И ОТВОДА БИОГАЗА И ФИЛЬТРАТА НА ПОЛИГОНАХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В ОВРАГАХ И СКЛАДКАХ МЕСТНОСТИ

Имя изобретателя: Верстов В.В. (RU); Кысыыдак А.С. (RU) 
Имя патентообладателя: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (RU)
Адрес для переписки: 198005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, 4, СПбГАСУ, отдел интеллектуальной собственности
Дата начала действия патента: 2003.07.08

Изобретение относится к обезвреживанию твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах, в оврагах и складках местности, а именно к способам сбора и отвода фильтрата и биогаза. Техническим результатом является повышение эффективности газосборной системы полигона ТБО, упрощение способа и расширение его технологических возможностей. Способ сбора и отвода биогаза и фильтрата на полигонах ТБО в оврагах и складках местности включает подготовку основания в котлованах, распределенных по площади оврага, установку полимерных колец с глухими стенками и днищем, на них оборудование колодцев вертикального газового дренажа, наращиваемых из полимерных колец с перфорированными стенками. Укладку отходов производят в два этапа. В отверстия стенок колодца монтируют горизонтальные перфорированные трубы газового дренажа. Поверх каждого слоя укладывают изолирующие слои из инертного материала. Укладку отходов производят последовательно слоями с повторением цикла работ на каждой карте заполнения. Поверхность последнего слоя отходов покрывают слоем наружной гидроизоляции. На всех стадиях работы полигона организованно собирают и отводят биогаз и фильтрат. Отвод фильтрата и биогаза производят с помощью установленных внутри колодца эрлифта и газосборника.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к обезвреживанию твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах, располагаемых в оврагах и складках местности, а именно к способам сбора и отвода биогаза и фильтрата, образующихся в процессе разложения отходов на полигонах ТБО. В частности размещение полигонов ТБО в оврагах и складках местности характерно для регионов, расположенных в предгорьях.

Известен способ захоронения отходов (патент России №1792350, В 09 В 1/00, 1993 г.) в траншеях, включающие дренажный колодец и скважину, которые сообщаются между собой с помощью выемки в водонепроницаемом слое, которая заполнена дренирующим материалом.

Недостатком данного способа является отсутствие средств дегазации из массива отходов в течение всего срока эксплуатации полигона.

Из известных способов наиболее близким к заявленному изобретению техническим решением является "Способ сбора и отвода биогаза на полигоне твердых бытовых и промышленных отходов" (патент России №2198745, В 09 В 17/00. 02.20.2003 г.), который и выбран нами в качестве прототипа.

Указанный способ сбора и отвода биогаза на полигоне включает подготовку основания, монтаж системы вертикального газового дренажа из скважин с перфорированными стенками на высоту, превышающую высоту первого снизу слоя отходов, засыпку внутренней полости и обсыпку внешней поверхности каждой скважины на проектную высоту первого слоя отходов, формирование на его поверхности горизонтальных дрен, примыкающих к внешней дренирующей обсыпке скважин, наращивание скважины до отметки, превышающей высоту следующего слоя отходов, обсыпку внешней поверхности скважин на высоту следующего слоя отходов дренирующим материалом, и далее повторяют этот цикл до достижения полной высоты полигона, установленной проектом, причем в последнем цикле скважины наращивают выше поверхности сформированного полигона и оснащают их сплошными стенками, без обсыпки их внешней поверхности дренирующим материалом.

Недостатком известного способа является невысокая эффективность газосборной системы, ограниченные технологические возможности, отсутствие средств удаления фильтрата на поверхность из массива отходов и сложность реализации способа.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности газосборной системы полигона ТБО, упрощение способа и расширение его технологических возможностей путем совмещения функций отвода биогаза и фильтрата на поверхность и обеспечения сбора фильтрата на протяжении всего срока эксплуатации полигона ТБО.

Сущность изобретения заключается в том, что способ сбора и отвода биогаза и фильтрата на полигонах ТБО в оврагах и складках местности, включающем подготовку основания, монтаж системы вертикального газового дренажа, послойную укладку отходов с пересыпкой изолирующими слоями, монтаж системы горизонтального газового дренажа, изолирующее покрытие поверхности сформированного полигона, согласно изобретению, на подготовленном основании в котлованах, распределенных по площади полигона, устанавливают полимерные кольца с глухими стенками и днищем, на которых оборудуют колодцы вертикального газового дренажа, наращиваемые из полимерных колец с перфорированными гофрированными стенками. Укладку отходов производят послойно с пересыпкой изолирующими слоями из инертного материала, например песка или шлака, в два этапа - сначала до середины полимерного кольца с гофрированными стенками, затем до проектной высоты слоя, систему горизонтального газового дренажа монтируют после первого этапа укладки отходов в отверстия полимерного кольца с гофрированными стенками в виде полимерных перфорированных гофрированных труб с заглушками на концах. Отвод биогаза и фильтрата производят газосборником и эрлифтом, установленными внутри колодца с помощью полимерных трубопроводов. Далее цикл повторяют до достижения проектной высоты полигона, последний слой отходов покрывают слоем наружной гидроизоляции из пленочного или иного материала. Верхний конец колодца в каждом цикле наращивания оборудуют заглушкой с отверстиями для полимерных трубопроводов отвода биогаза и фильтрата и выводят на высоту, превышающую отметку каждого слоя отходов. Укладку отходов производят последовательно слоями по всей площади полигона с повторением цикла работ на каждой карте заполнения.

Способ поясняется чертежами.

СПОСОБ СБОРА И ОТВОДА БИОГАЗА И ФИЛЬТРАТА НА ПОЛИГОНАХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В ОВРАГАХ И СКЛАДКАХ МЕСТНОСТИ

Фиг.1 показан разрез вертикального колодца и горизонтальных труб вдоль оврага

СПОСОБ СБОРА И ОТВОДА БИОГАЗА И ФИЛЬТРАТА НА ПОЛИГОНАХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В ОВРАГАХ И СКЛАДКАХ МЕСТНОСТИ

Фиг.2 - разрез А-А вертикального колодца и горизонтальных труб поперек оврага

Фиг.3 - план устройства вертикальных колодцев и горизонтальных труб, разбивка полигона на карты заполнения

Фиг.4 - разрез В-В вдоль оврага в момент заполнения третьего слоя первой карты

Способ осуществляется в следующей последовательности. Площадь оврага по основанию разбивают на рабочие карты, на дно 1 и склоны 2 оврага укладывают слои гидроизоляционного пленочного или иного материала 3, устраивают котлованы, распределенные по площади полигона - оврага, уплотняют днище и стенки котлована водонепроницаемым грунтом (глиной) 4, устанавливают в котлован первое кольцо из полимерной трубы с глухими стенками 5 и днищем 6 из полимерного листового материала, на которое наращивают колодец вертикального газового дренажа 7 из полимерного перфорированного гофрированного кольца, верхний конец колодца заделывают заглушкой 8, снабженной отверстиями для прохода вертикальных труб, через которые отводится и удаляется биогаз и фильтрат, монтируемой и демонтируемой на каждом цикле. Начинают заполнение первого слоя I карты отходами 9, причем отходы 9 укладывают до уровня отверстий в стенках колодца для монтажа горизонтальных перфорированных труб 10 газового дренажа, концы этих труб заделывают постоянными заглушками 11, после чего продолжают укладку отходов до достижения проектной высоты слоя с уклоном в сторону естественного стока, поверх которого укладывают изолирующий слой 12 из инертного материала, например песка или шлака. Далее заполняют первый слой следующих карт отходами с пересыпкой изолирующими слоями, повторяя эти циклы до достижения отходами проектной высоты полигона. Поверхность последнего слоя отходов покрывают слоем наружной гидроизоляции 13 из пленочного или иного материала. На всех стадиях работы полигона ТБО организованно собирают и отводят биогаз и фильтрат, образованные в толще отходов. Фильтрат 14 и биогаз через отверстия в стенках колодца и горизонтальных труб проникают во внутреннюю полость колодца. Фильтрат 14 собирается в нижней части колодца и транспортируется на поверхность по полимерному трубопроводу 15 с помощью эрлифта 16, подсоединенного к компрессорной станции, а биогаз собирают газосборником 17 внутри колодца и отводят из него с помощью вакуумной системы. Размер карт заполнения отходами устанавливают, исходя из ширины и длины оврага, измеряемых по его основанию. Примерный шаг расположения колодцев по длине оврага 12 м, а по ширине 10 м. В устье оврага устраивают дренажную канаву 18, препятствующую распространению загрязнений за пределы полигона.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

  1. Способ сбора и отвода биогаза и фильтрата на полигоне твердых бытовых отходов (ТБО) в оврагах и складках местности, включающий подготовку основания, монтаж вертикального газового дренажа, послойную укладку отходов с пересыпкой изолирующими слоями, монтаж системы горизонтального газового дренажа, изолирующее покрытие поверхности сформированного полигона, отвод биогаза из системы вертикального газового дренажа, отличающийся тем, что на подготовленном основании в котлованах, распределенных по площади полигона, устанавливают полимерные кольца с глухими стенками и днищем, на которых оборудуют колодцы вертикального газового дренажа, наращиваемые из полимерных колец с перфорированными гофрированными стенками, укладку отходов производят послойно с пересыпкой изолирующими слоями из инертного материала, например песка или шлака, в два этапа - сначала до середины полимерного кольца с перфорированными гофрированными стенками, затем до проектной высоты слоя, систему горизонтального газового дренажа монтируют после первого этапа укладки отходов в отверстия полимерного кольца с перфорированными гофрированными стенками в виде полимерных перфорированных гофрированных труб с заглушками на концах, отвод биогаза и фильтрата производят газосборником и эрлифтом, установленными внутри колодца с помощью полимерных трубопроводов, далее цикл повторяют до достижения проектной высоты полигона, последний слой отходов покрывают слоем наружной гидроизоляции.

  2. Способ по п.1, отличающийся тем, что конец колодца в каждом цикле наращивания оборудуют заглушкой с отверстиями для полимерных трубопроводов отвода биогаза и фильтрата и выводят на высоту, превышающую отметку каждого слоя отходов.

  3. Способ по п.1, отличающийся тем, что укладку отходов производят последовательно слоями с повторением цикла работ на каждой карте заполнения.

Версия для печати
Дата публикации 18.12.2006гг


вверх