Способ рекультивации шламонакопителей

Способ рекультивации шламонакопителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ШЛАМОНАКОПИТЕЛЕЙ, включающий отсыпку водоупорного слоя из глин и слоя потенциально плодородных пород, отличающийся тем, что, с целью увеличения задержания влаги атмосферных осадков в корнеобитаемом слое, предохранения его от засоления и ocoлoнцeвaниJ и предотвращения загрязнения окружающей среды, предварительно поверхность щламонакопителя выравнивают разнозернистым материалом, перекрывают его слоем песка в 10-20 см, обработанного с поверхности гидрофобной жидкостью и уплотняют, а затем укладывают водоупорную прослойку из смеси глинистых грунтов и натрийсодержащих солевых отходов содового производства при следующем соотношении мае. %: Глинистый грунт73,00-75,00 Натрийсодержащие солевые отходы содового производства1,33-1,34 ВодаОстальное 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве выравнивающего слоя используют песок, строительные отходы или любой другой местный нетоксичный материал. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве натрийсодержащих солевых отходов содового производства используют 6%-ную по содержанию натрия дистиллерную жидкость, предварительно очищенную от солей кальция. 4.Способ по п. 1, отличающийся тем, СО что в качестве гидрофобной жидкости оо | пользуют кремнийорганическую жидкость в количестве 0,009--0,011%. ;о

,„5U 1139379 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РШ1УЬЛИК

4 у А 01 В 79/00; А 01 В 79/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ д." п. :",: 1сц ;. у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AQTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-=У гайваз= зъ:ы дд- д (54) (57) 1. СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ

ШЛАМОНАКОПИТЕЛЕй, включающий отсыпку водоупорного слоя из глин и слоя потенциально плодородных пород, отличающийся тем, что, с целью увеличения задержания влаги атмосферных осадков в корне(21) 3571657/30-15 (22) 04.04.83

f46) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) Н. И. Полупан, Д. И. Ковалишин, Д. В. Шатохин, А. Я. Демидиенко, Г. М, Белойенко, Е. Т. Цымбал, С. Г. Тасбаш, Л. П. Валеева, А. И. Базилевич, А. П. Шатохин и В. И. Синельников (?1) Украинский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им. А. Н. Соколовского и Государственный проектный институт по водоснабжению, канализации и гидротехническим сооружениям

«Харьковский Водоканалпроект» (53) 631.6(088.8) (56) 1. Рева М. Л., Рева Н. Н. Фиторекультивация шламонакопителей содового производства в Донбассе.— В кн.: Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства. Тезисы докладов республиканской конференции, вып. 3. Киев, 1979. °

2. Авторское свидетельство СССР № 886774, кл. А 01 В 79/02, 1978 (прототип) . обитаемом слое, предохранения его от засоления и осолонцевания и предотвращения загрязнения окружающей среды, предварительно поверхность шламонакопителя выравнивают разнозернистым материалом, перекрывают его слоем песка в 10 — 20 см, обработанного с поверхности гидрофобной жидкостью и уплотняют, а затем укладывают водоупорную прослойку из смеси глинистых грунтов и натрийсодержащих солевых отходов содового производства при следующем соотношении мас. %:

Глинистый грунт 73,00 — 75,00

Натрийсодержащие солевые отходы содового производства 1,33 — 1,34

Вода Остальное

2. Способ по п. I, отличающийся тем, что в качестве выравнивающего слоя используют песок, строительные отходы или любой другой местный нетоксичный материал.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве натрийсодержащих солевых отходов содового производства используют

6%-ную по содержанию натрия дистиллерную жидкость, предварительно очищенную от солей кальция.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидрофобной жидкости используют кремнийорганическую жидкость в количестве 0,009 — 0,011%.

" 1139379

Изобретение относится к рекультивации земель, в частности шламонакопителей содового и калийного производства и других токсичных отходов, и может быть использовано на содовых, содово-цементных и калийных комбинатах.

Известен способ фиторекультивации шламонакопителей содового производства, включающий засыпку шламов слоем почвогрунтас дальнейшим выращиванием на нем культурных и диких видов травянистых и древесных растений (1).

Недостатки известного способа заключаются в том, что он не предотвращает фильтрации влаги атмосферных осадков через шламы, поднятие солей из шламов в корнеобитаемый слой, его засоление и осолонцевание, деформацию насыпного слоя под давлением сельскохозяйственной техники.

Известен способ рекультивации шламонакопителей, включающий последовательную отсыпку основного массива вскрышных пород, отсыпку водоупорного слоя из глины мощностью равной 1/3 — 1/2 мощности слоя потенциально плодородных пород и сверху слоя потенциально плодородных пород (2).

Недостатком этого способа является то, что его применение экономически целесообразно только в местах открытой добычи полезных ископаемых. Доставка такого количества насыпных материалов на шламонакопители экономически не оправдана. Кроме того, создание водоупорного слоя только из глины может обеспечить полное задержание влаги атмосферных осадков и предотвратить их фильтрацию в шламы.

Цель изобретения — увеличение задержания влаги атмосферных осадков в корнеобитаемом слое, предохранение его от засоления и осолонцевания, предотвращение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу рекультивации шламонакопителей, включающему отсыпку водоупорного слоя из глин и слоя потенциально плодородных пород, предварительно поверхность шламонакопителя выравнивают разнозернистым материалом, перекрывают его слоем песка в 10 — 20 см, обработанного с поверхности гидрофоб ной жидкостью и уплотняют, а затем укладывают водоупорную прослойку из смеси глинистых грунтов и натрийсодержащих солевых отходов содового производства при следующем соотношении мас. /o .

Глинистый грунт 73,00 — 75,00

Натрийсодержащие солевые отходы содового производства 1;33 — 1,34

Вода Остальное

Выравнивающий слой укладывают из песка, строительных отходов или других местных нетоксичных материалов.

В качестве натрийсодержащих солевых отходов содового производства используют

6 /р-ную по содержанию натрия дистиллерную жидкость, предварительно очищенную от солей кальция.

В качестве гидрофобной жидкости используют кремнийорганическую жидкость в количестве 0,009 — 0,011О/ц.

Способ осуществляют следующим образом.

Поверхность шламонакопителя засыпают разнозернистым материалом (песком, материалом из местных терриконников, измельченными отходами строительства) и выравнивают. Если для выравнивания используют песок, то его верхний слой с поверхности обрабатывают -гидрофобной кремнийорганической жидкостью (ГКЖ-10 и др.) из расчета 0,01О/о от веса почвы и уплотняют. Если для выравнивания используют другой материал (терриконники, отходы строительства и др.), то его перекрывают слоем песка в 10 — 20 см, который с поверхности также обрабатывают кремнийорганической жидкостью из того же расчета.

Обработку песчаных грунтов кремнийорганической жидкостью осуществляют поливочными машинами, тщательно разбрызгивая ее по всему экранируемому участку.

Затем укладывают водоупорную прослойку, тщательно перемешивая глинистый грунт с бо/ц-ным по содержанию натрия водным раствором отходов содового производства (дистиллерной жидкостью) до состояния однородной пастообразной массы. Необходимые компоненты перемешиваются в бетоносмесителях цикличного действия (типа ССБ-10 и др.). Затем пастообразную массу транспортируют и укладывают в виде экрана слоем 15 — 25 см на песчаный слой.

Добавление натрийсодержаших солей можно осуществлять как в виде растворов, так и в виде сухих солей.

Для этого на обработанный гидрофобной жидкостью песок отсыпают слой из глины мощностью 20 — 25 см и по его поверхности равномерно распределяют необходимое количество соли распределителем грансостава (ДС-8 и др.). Затем соли тщательно перемешивают с грунтом фрезерными орудиями до получения однородной массы. Перемешивание глинистых грунтов с солями проводят при оптимальной влажности последних, равной 18 — 25o/o.

На шламонакопителе площадью 2,8 га проводились полевые опыты по изучению предлагаемого способа рекультивации. Рекультивацию проводили следующим образом

Поверхность шламонакопителя выравнивали слоем песка мощностью 30 — 50 см и утрамбовывали. Затем песок с поверхности обрабатывали кремнийорганической жидкостью (ГКК-10) из расчета 0,01 /О от веса почвы

1139379

Таблица1

i Объемная масса, г/см

Варианты

70,0 — 120,0

0,40 — 1, 10

0,08 — 0,09

7,50 — 8,20

I уплотняли и укладывали водоупорную пастообразную прослойку, состоящую из следующих компонентов, мас. %:

Глинистый грунт 73,985

Отходы содового производства (дистиллерная жидкость) 1,337

Вода 24,678

Установлено, что обработка глинистых грунтов натрийсодержащими солевыми растворами в значительной степени изменяет- их водно-физические, физико-химические и другие свойства. Водно-физические свойства глинистых грунтов до и после диспергации их натрийсодержащими солевыми растворами приведены в табл. 1

Полученную пастообразную смесь укладывали прослойкой . мощностью 20 см на гидрофобный песчаный слой. После выравнивания и уплотнения на него отсыпали слой потенциально плодородной породы мощностью 70 см.

Контрольные опыты проводились согласно способу-прототипу, включающему укладку слоя почвогрунта MoIllностью 70 см непосредственно на поверхность шлама.

В качестве базового объекта использован рекультивированный участок того же накопителя, обработанный по способу, включающему выравнивание поверхности шлама слоем песка мощностью 50 — 70 см с последующим нанесением на него слоя потенциально плодородной породы мощностью 70 см

На всех объектах изучали урожайность сельскохозяйственных культур, динамику накопления влаги и солей на протяжении вегетационного периода. Динамику влаги изучали путем определения ее содержания

2 раза в месяц в каждых 10 см на всю мощность насыпных пород; динамику солей-путем определения ионного состава водной вытяжки в каждых 20 см насыпного слоя в исходный период и осенью следующего года.

Данные по динамике влажности на изучаемых объектах показывают, что на всех

Глинистый грунт естественного сложения 1,40 — 1,50

Глинистый грунт, обработанный натрийсодержащими солями 1,63 — 1,68 объектах наибольшее накопление влаги в насыпных слоях происходит в холодный период. По прототипу и базовому объекту избыточная влага стекает в шламы и содержание ее в корнеобитаемом слое остается на уровне наименьшей влагоемкости (22—

24%), а на объекте, рекультивированном предлагаемым способом, почти вся влага задерживается и ее содержание в верхнем горизонте составляет 33%.

С водным тесно связан солевой режим.

Данные по содержанию солей в насыпных грунтах испытываемых объектов приведены в табл. 2. Они показывают, что по прототипу где слой потенциально плодородной породы

15 нанесен непосредственно на шлам, произошло заметное накопление солей. По объекту, обработанному предлагаемым способом, и базовому изменений в содержании солей не происходит.

Урожайность сельскохозяйственных куль20 тур на испытываемых объектах (табл. 3) обусловливается, в основном, водным режимом. По прототипу и объекту, рекультивированному предлагаемым способом, которые характеризовались более благоприятным водным режимом, урожайность зеленой массы овсяно-гороховой смеси и ячменя выше, чем по базовому объекту. По прототипу отмечено слабое засоление, которое не сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур.

Зо

Таким образом, предлагаемый способ рекультвации шламонакопителей обеспечивает максимальное задержание влаги атмосферных осадков (123 против 60 по прототипу и 72 мм по базовому объекту) в верхнем корнеобитаемом слое, создает благоприятные условия для развития сельскохозяйственных растений, предотвращает поступление влаги в глубь шламов, их растворение и загрязнение ими грунтовых вод, 40 кроме того, предотвращается поднятие солей в корнеобитаемый слой, его засоление и осолонцевание.

Дисперсность, 7 Коэффициент фильтрации, см/сут

1139379

Т а блица 2

Глубина, см

Объекты

Весна 1981

Осень 1982

f в т.ч. С1 Всего в т.ч. С1

Всего

0,14

5,95

0,20

2,98

1,80

Прототип

5,05

3,20

0,12

1,48

0,08

3,71

3,16

0,70

2,60

0,12

3,37

0,14

Базовый

1,44

0,07

2,96

0,09

2,64

2,47т

0,18

0,21

0,94

0 05

1,09т

0,06

0,04

0,09

О,75

1,54

0,03

0,09

0,92

Предлагаемый

0,12

О, 0.9

3,12

3,13

0-20

20-40

40-70

3,25

0,07

0,09

3,13

0,06

3,14

0,04

3,01

Т а блица 3

Урожайность, ц/га

Объекты

Прототип 107,4

24,1 HCP

Базовый

93,9

20,0

Предлагаемый 110,7

24,8

Редактор А. Ревин

Заказ 17/1

20-40

40-70

0-20

20-40

40-70

70-90

90-110

110-130

Содержание солей на 100 г почвы, мг-экв

Горох овес, зе- Ячмень леная масса

Составитель С. Куваева

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4