RU2408442C1 - Method of protecting ground waters against pollution - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to ecology and is intended for decreasing contamination of ground waters in infiltration of atmospheric precipitation through stored wastes depth. To this end, contour anti-filtration screen is constructed combined with exposed and closed drainage devices, and accumulator tank is prepared made up of separated sections intercommunicated by troughs or bellows. Sais tank is arranged on dump pit. Closed drainage is provided with water collection well. Water is fed to dump and tank from water collection well by sprinkling units.

EFFECT: efficient ground water protection against pollution.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области экологии и предназначено для снижения степени загрязнения грунтовых вод при инфильтрации атмосферных осадков через толщу бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов в местах их складирования. Изобретение может быть преимущественно использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве, в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.The invention relates to the field of ecology and is intended to reduce the degree of pollution of groundwater during infiltration of precipitation through the thickness of household, industrial and agricultural waste in places of their storage. The invention can be mainly used in housing and communal services, in various industries and in agriculture.

Известен способ предотвращения загрязнения подземных и грунтовых вод (патент РФ №2141441, МПК B65G 5/00, опубл. 20.11.1999 г.), грунтов и почв промышленными отходами и продуктами аварийных выбросов и утечек. В этом способе противофильтрационную завесу в виде дуги создают с применением струйной технологии в верхней части водоносного горизонта высотой, равной высоте загрязненного потока. Дуга вогнутой частью обращена к источнику загрязнения. Удаление загрязнения выполняют через скважину, участок которой над водоносным горизонтом герметизируют. Способ позволяет снизить объем загрязненной воды и повысить надежность защиты подземных вод.A known method of preventing pollution of groundwater and groundwater (RF patent No. 2141441, IPC B65G 5/00, publ. November 20, 1999), soils and soils by industrial waste and products of accidental emissions and leaks. In this method, an anti-filter curtain in the form of an arc is created using jet technology in the upper part of an aquifer with a height equal to the height of the polluted stream. The concave arc faces the source of contamination. Pollution removal is performed through a well, a portion of which is sealed above an aquifer. The method allows to reduce the amount of contaminated water and improve the reliability of the protection of groundwater.

Недостатком вышеописанного способа является трудоемкость оборудования противофильтрационной завесы в грунте с применением струйной технологии.The disadvantage of the above method is the complexity of the equipment of the air curtain in the soil using inkjet technology.

Известен способ охраны горных выработок и котлованов от притоков подземных вод, который можно использовать для защиты грунтовых вод от загрязнения, («Справочник по осушению горных пород». Под редакцией И.К.Станченко. М.: Недра, 1984. - С.184-185, 278 с.) в котором применяются контурные противофильтрационные завесы в сочетании с открытыми и закрытыми дренажными устройствами, с устройством сборного резервуара и отводом воды из резервуара.A known method of protecting mine workings and pits from groundwater inflows, which can be used to protect groundwater from pollution, ("Guide to the drainage of rocks." Edited by IK Stanchenko. M .: Nedra, 1984. - P.184 -185, 278 p.) In which contour anti-filter curtains are used in combination with open and closed drainage devices, with a collecting tank device and water drainage from the tank.

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает защиту грунтовых вод от загрязнения инфильтратом и требует отвода воды из сборного резервуара на специальные очистные сооружения.The disadvantage of this method is that it does not protect the groundwater from contamination by infiltrate and requires the removal of water from the collection tank to special treatment facilities.

Известен также способ защиты грунтовых вод от загрязнения при инфильтрации атмосферных осадков через толщу складируемых отходов с использованием сборного резервуара, разделенного на секции непроницаемыми перемычками, кольцевого закрытого дренажного устройства с внутренней стороны противофильтрационной завесы, расположенной по контуру свалки, открытого дренажа для отвода поверхностных вод и поддержания уровня грунтовых вод внутри контура свалки ниже уровня грунтовых вод за контуром завесы (патент РФ №2336206, МПК B65G 5/00, опубл. 20.10.2008, Бюл. №29).There is also a method of protecting groundwater from pollution during atmospheric precipitation infiltration through the thickness of the stored waste using a collection tank divided into sections by impermeable bridges, an annular closed drainage device on the inside of the air curtain, located along the contour of the landfill, open drainage to drain surface water and maintain the level of groundwater inside the contour of the landfill below the level of groundwater beyond the contour of the curtain (RF patent No. 2336206, IPC B65G 5/00, publ. 20.10.2008, Buy l. No. 29).

Недостатком способа является задалживание земельных площадей под сборные резервуары, что снижает полезную емкость отведенной под свалку территории.The disadvantage of this method is the embossing of land for prefabricated tanks, which reduces the useful capacity of the land allocated for landfill.

Изобретение решает задачу увеличения полезной емкости свалки за счет переноса сборных резервуаров на поверхность отсыпанной части свалки.The invention solves the problem of increasing the useful capacity of a landfill by transferring prefabricated tanks to the surface of the dumped part of the landfill.

Для достижения указанного технического результата в известном способе защиты грунтовых вод от загрязнения, включающем возведение контурной противофильтрационной завесы в сочетании с открытыми и закрытыми дренажными устройствами, оборудование сборного резервуара, выполненного с отдельными секциями, и отвод воды из резервуара, предлагается сборный резервуар разместить на отсыпанной части свалки, закрытую дренажную систему оборудовать водосборным колодцем, подачу воды из закрытой дренажной системы в сборный резервуар и на рабочую часть свалки осуществлять дождевальными аппаратами.To achieve the specified technical result in the known method of protecting groundwater from pollution, including the construction of a contour anti-filter curtain in combination with open and closed drainage devices, the equipment of a collection tank made with separate sections, and the removal of water from the tank, it is proposed to place the collection tank on the dumped part landfills, a closed drainage system should be equipped with a drainage well, water supply from a closed drainage system to a collection tank and to a working part five dump perform sprinkling apparatus.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вертикальный разрез грунтов в основании полигона и прудов в направлении уклона рельефа; на фиг.2 - план полигона и прудов.The method is illustrated by drawings, where figure 1 shows a vertical section of soils at the base of the landfill and ponds in the direction of the slope of the relief; figure 2 is a plan of the landfill and ponds.

На чертежах приняты следующие обозначения:In the drawings, the following notation:

1 - водопоглощающий канал;1 - water-absorbing channel;

2 - водоотводной канал, оборудованный лотками;2 - drainage channel equipped with trays;

3 - контурная траншейная противофильтрационная завеса;3 - contour trench anti-filtration curtain;

4 - водосборный колодец;4 - a drainage well;

5 - водоносный слой грунта;5 - aquifer;

6 - перспективная часть свалки;6 - a promising part of the landfill;

7, 9 - дождевальный аппарат;7, 9 - sprinkler apparatus;

8 - рабочая часть свалки;8 - the working part of the landfill;

10 - атмосферные осадки;10 - precipitation;

11 - фильтрующий экран;11 - filter screen;

12, 15 - пруд-испаритель;12, 15 - pond-evaporator;

13 - водонепроницаемые перемычки;13 - waterproof jumpers;

14 - водозащитный экран;14 - waterproof screen;

16 - отсыпанная часть свалки;16 - dumped part of the landfill;

17 - гидронаблюдательные скважины (пьезометры);17 - observation wells (piezometers);

18 - дренажные трубы;18 - drainage pipes;

19 - водоупорный слой грунта;19 - a waterproof layer of soil;

20 - сбросная труба;20 - discharge pipe;

Δ - уровень грунтовых вод;Δ is the groundwater level;

Способ реализуют следующим образом. На необорудованной водозащитным экраном свалке твердых отходов, включающей отсыпанную 16, рабочую 8 и перспективную 6 части, по ее контуру возводят траншейную противофильтрационную завесу 3. На отсыпанной 16 части свалки оборудуют сборный резервуар, состоящий из прудов-испарителей 12 и 15, которые изолируют от отсыпанной части свалки и разделяют между собой водонепроницаемыми перемычками 13. Пруды-испарители располагают каскадом, причем верхний пруд оборудуют в основании фильтрующим экраном 11 из песков средних фракций, а нижние - водонепроницаемым экраном 14 из глин.The method is implemented as follows. On a dry landfill equipped with a waterproof screen, including dumped 16, working 8 and perspective 6 parts, a trench anti-filter curtain 3 is erected along its contour 3. On the dumped 16 part of the landfill, a collection tank is constructed consisting of evaporation ponds 12 and 15, which isolate from the dumped parts of the landfill and are separated by watertight lintels 13. Evaporation ponds are cascaded, with the upper pond being equipped at the base with a filtering screen 11 from sands of medium fractions, and the lower ones are waterproof aemym screen 14 from clay.

При оборудовании траншей для завесы 3 с внутренней стороны замкнутого контура укладывают дренажные трубы 18 кольцевого дренажа, которые выводят в водосборный колодец 4. Противофильтрационные завесы создают путем размещения в траншеях материала с низкими фильтрационными свойствами (глины и др.). Завесу 3 и водосборный колодец 4 выполняют с врезанием в водоупорный слой 19 грунта. С внешней стороны завесы 3 вдоль свалки отрывают водоотводной канал 2, который оборудуют лотками и выводят в водопоглощающий канал 1 (без лотков). На участке полигона с максимальным уровнем грунтовых вод (до возведения завес) оборудуют две гидронаблюдательные скважины 17, располагая их с внешней и внутренней стороны завесы 3. Рабочую часть 8 свалки оборудуют дождевальным аппаратом 7 (мобильный), а верхний пруд - дождевальными аппаратами 9 (устанавливают в каждом углу пруда для работы против ветра), которые соединяют трубопроводами или шлангами (не показаны) с насосом (не показан), установленным у водосборного колодца 4. Пруды верхний 12 и нижние 15 соединяют между собой лотками-регуляторами или сифонами, нижний пруд с наименьшей геодезической отметкой снабжают сбросной трубой 20 с задвижкой, трубу 20 выводят в водоотводную канаву 2.When equipping trenches for curtain 3, drainage pipes 18 of annular drainage are laid on the inside of the closed loop, which are led into the drainage well 4. Damp curtains are created by placing material with low filtration properties (clay, etc.) in trenches. The curtain 3 and the drainage well 4 are made with incision into the water-resistant layer 19 of the soil. From the outside of the curtain 3 along the landfill, a drainage channel 2 is torn off, which is equipped with trays and discharged into the water-absorbing channel 1 (without trays). At the site of the landfill with the maximum groundwater level (before the curtains are erected), two observation wells 17 are equipped, placing them on the outer and inner sides of the curtain 3. The dumping part 8 is equipped with a sprinkler 7 (mobile), and the upper pond with sprinkler 9 (install in each corner of the pond for working against the wind), which are connected by pipelines or hoses (not shown) with a pump (not shown) installed at the drainage well 4. The upper ponds 12 and lower 15 are connected by control trays or siphons, the lower pond with the lowest geodetic mark is equipped with a waste pipe 20 with a valve, the pipe 20 is led into a drainage ditch 2.

Защита грунтовых вод от загрязнения на оборудованной вышеописанным способом свалке осуществляется следующим образом. Атмосферные осадки 10, загрязненные при инфильтрации через толщу отходов свалки, попадают внутрь контура 3 и, фильтруясь через водоносный слой грунта 5, проникают в дренажные трубы 18 кольцевого дренажа и собираются в водосборном колодце 4, откуда подаются насосом по трубам или шлангам к дождевальным аппаратам 7 и 9 и распыляются соответственно над рабочей зоной 8 свалки и над верхним прудом 12. При искусственном дождевании возрастает испарение воды, что увеличивает расходную часть водного баланса на площади свалки. Кроме того, расположение пруда-испарителя на отсыпанной части отвала, увеличивает также испарение за счет большей скорости ветра на высоте. Часть воды из пруда 12 фильтруется в тело свалки, а часть ее поступает в нижние пруды 15, в которых проходит биологическую очистку, затем через сбросную трубу вода поступает в водоотводную канаву 2, далее в водопоглощающую канаву 1, откуда поступает в грунт. Очистка загрязненного на полигоне отходов инфильтрата производится за счет повышенного испарения воды при ее разбрызгивании дождевальными аппаратами и биологической очистки воды в секциях сборного резервуара (камыш, микроскопические водоросли и др.), чем и обеспечивается защита грунтовых вод от загрязнения. Поддержание уровня грунтовых вод внутри контура полигона ниже уровня законтурных вод исключает переток загрязненных вод через противофильтрационную завесу 3, причем контроль за уровнями вод ведется по скважинам 17. Поверхностные воды по каналу 2, оборудованному лотками, отводятся в канал 1, откуда попадают в грунт.Groundwater is protected from pollution at a landfill equipped with the above method as follows. Precipitation 10, contaminated during infiltration through the thickness of the landfill waste, enters the circuit 3 and, filtered through the aquifer of the soil 5, penetrate the drainage pipes 18 of the annular drainage and collect in the drainage well 4, from where they are pumped through pipes or hoses to the sprinklers 7 and 9 and are sprayed, respectively, over the working area 8 of the landfill and over the upper pond 12. During artificial sprinkling, water evaporation increases, which increases the flow rate of the water balance in the landfill area. In addition, the location of the evaporation pond on the dumped part of the dump also increases evaporation due to the higher wind speed at altitude. Part of the water from the pond 12 is filtered into the body of the landfill, and part of it enters the lower ponds 15, in which it undergoes biological treatment, then through the discharge pipe the water enters the drainage ditch 2, then into the water-absorbing ditch 1, from where it enters the soil. Purification of the infiltrate waste contaminated at the landfill is carried out due to increased evaporation of water when it is sprayed with sprinklers and biological treatment of water in sections of the collection tank (reeds, microscopic algae, etc.), which ensures the protection of groundwater from pollution. Maintaining the groundwater level inside the landfill circuit below the boundary water level eliminates the flow of contaminated water through the air curtain 3, and the water levels are monitored through wells 17. Surface water through channel 2 equipped with trays is discharged into channel 1, from where it enters the ground.

Именно размещение сборного резервуара, выполненного из отдельных секций, на отсыпанной части свалки, оборудование закрытой дренажной системы водосборным колодцем, подача воды из закрытой дренажной системы в резервуар и на рабочую часть свалки дождевальными аппаратами обеспечивает решение поставленной задачи и позволяет увеличить емкость свалки на этапе завершения эксплуатации.It is the placement of the collection tank, made of separate sections, on the dumped part of the landfill, the equipment of the closed drainage system with a drainage well, the supply of water from the closed drainage system to the tank and the working part of the landfill with sprinklers, which provides a solution to the problem and allows increasing the capacity of the dump at the stage of completion .

Claims (1)

Способ защиты грунтовых вод от загрязнения, включающий возведение контурной противофильтрационной завесы в сочетании с открытыми и закрытыми дренажными устройствами, оборудование сборного резервуара, выполненного с отдельными секциями, и отвод воды из резервуара, отличающийся тем, что сборный резервуар размещают на отсыпанной части свалки, закрытую дренажную систему оборудуют водосборным колодцем, подачу воды из закрытой дренажной системы в сборный резервуар и на рабочую часть свалки осуществляют дождевальными аппаратами. A method of protecting groundwater from pollution, including the construction of a contour anti-filter curtain in combination with open and closed drainage devices, the equipment of a collection tank made with separate sections, and water drainage from the tank, characterized in that the collection tank is placed on the dumped part of the landfill, a closed drainage the system is equipped with a drainage well, the water supply from the closed drainage system to the collection tank and to the working part of the landfill is carried out by sprinklers.

Images