WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

0,838

Коэффициент пористости, д.ед.

10,929

5,829

5,186

Коэффициент водонасыщения, д.ед.

0,984

0,905

0,850

Влажность на верхнем пределе пластичности, д.ед.

4,069

2,270

2,000

Влажность на нижнем пределе пластичности, д.ед.

2,747

2,067

1,800

Число пластичности, д.ед.

1,322

0,203

0,200

Показатель консистенции, д.ед.

1,970

1,788

1,250

Степень разложения органического вещества, %

99

-

-

Относительное содержание органических веществ, д.ед.

0,387

0,382

0,356

Коэффициент фильтрации, м/сут

1,27*10-5

10-1-10-2

10-1-10-2

Модуль деформации, МПа

0,161

0,193

Коэффициент сжимаемости, МПа-1

20,1

9,83

8,49

Сцепление, МПа

Не опр.

0,008

0,008

Угол внутреннего трения, град

Не опр.

14

15

  1. Осадки водоподготовки после проведения необходимых мероприятий по улучшению их свойств могут быть использованы для биологической рекультивации нарушенных земель и обустройства полигонов твердых бытовых и промышленных отходов.

Многочисленные факты подтверждают возможность использования осадков водоподготовки для биологической рекультивации нарушенных земель после их промораживания в естественных условиях. При выборе вариантов участков нарушенных земель, предлагаемых для рекультивации осадками водоподготовки, учтены следующие ограничения с точки зрения экономической целесообразности и охраны окружающей среды:

  • участки нарушенных земель выбираются вне пределов водоохранных зон водотоков и водоемов, участков, перспективных для водоснабжения за счет подземных вод, скважин хозяйственно-питьевого назначения и их зон санитарной охраны, памятников природы;
  • рекультивация должна быть произведена с минимальными капитальными затратами.

К категории нарушенных земель, подлежащих биологической рекультивации, в современном понимании относятся: искусственные выемки, отработанные мелкие карьеры, отвалы пустых горных пород, хвосто- и шламохранилища, закрытые полигоны ТБ и ПО, несанкционированные свалки отходов и другие объекты.

Возможность использования осадков водоподготовки при биологической рекультивации доказывается их сходством с природными сапропелями, давно применяемыми для этих целей, и прямыми исследованиями.

Для уменьшения негативного влияния открытых горных выработок на окружающую среду возможно заполнение карьеров отвалами вскрышных пород с тем расчетом, чтобы наверху оказались породы, благоприятные по химико-минеральному составу и свойствам для восстановления растительного покрова, в качестве которых предлагается использовать осадок водоподготовки.

Сравнительная характеристика содержаний минеральных веществ в сапропелях природных озер юга Тюменской области и в осадках водоподготовки (техногенных сапропелях) оз. Здохня (г. Екатеринбург) приведена на рис. 2. По содержанию минеральных веществ осадок водоподготовки занимает некое среднее положение среди природных сапропелей. Содержание органического вещества (по потерям при прокаливании) составляет около 60%, оксиды кремния и алюминия играют значимую роль, количество натрия и калия преобладают над фосфором, содержания остальных компонентов близки.

Рис. 2. Сравнение содержания минеральных веществ в природных и техногенном (оз. Здохня) сапропелях.

В золе природных сапропелей содержатся как макроэлементы (кальций, фосфор, сера, калий, кремний и др.), так и микроэлементы (марганец, медь, кобальт, цинк, бор, молибден, кадмий, никель, фтор, хром, ванадий и другие), их количества зависят от типовой и видовой принадлежности сапропелей. Следует отметить, что содержания минеральных веществ в сапропелях по регионам страны подвержены большим колебаниям. В сапропелях микроэлементы входят в органоминеральные соединения, сорбируются гелями кремнезема, глинозема, гидрооксидами железа. Активными комплексообразователями являются фракции гуминовых веществ (гуминовые кислоты, фульвокислоты). Они образуют с микроэлементами растворимые и нерастворимые комплексные соединения.

Осадки водоподготовки также характеризуются достаточно широким спектром микрокомпонентов (рис. 3).

Из компонентов, присутствующих в осадке водоподготовки, повышенными значениями коэффициента биологического поглощения (КБП) отличаются P, Ni, Mn, Co, Mo. По Б.Б. Полынову, коэффициент биологического поглощения – отношение содержания элемента в золе растений к его содержанию в почве. В наших опытах КБП определялся по мать-и-мачехе, выросшей на осадке водоподготовки в период его оттаивания.

Рис. 3. Гистограмма величин коэффициентов биологического поглощения мать-и-мачехой химических элементов из осадка водоподготовки

По показателям пригодности для рекультивации (ГОСТ 17.5.1.03-86) осадки водоподготовки оценены положительно. Некоторый дефицит азотистых и калийных соединений может быть восполнен за счет внесения азофоски.

Анализ полученных результатов исследований позволяет рекомендовать использование осадков водоподготовки в качестве грунта для биологической рекультивации нарушенных земель. Технологические аспекты рекультивации рассматриваются в диссертационной работе.

Возможность использования осадков водоподготовки в качестве изолирующих экранов при обустройстве полигонов твердых бытовых и промышленных отходов исследована совместно с О.М. Гуман на полигонах Свердловской области.

Естественное промораживание осадков обусловило существенное изменение их свойств: изменение гранулометрического состава с увеличением песчаной фракции до 72 %, увеличение коэффициента фильтрации до 10-1 м/сут, модуль общей деформации возрос до 0,254 МПа. При высыхании осадки отвердевают, с трудом подвергаются измельчению. Приобретаемые свойства позволяют использовать осадки водоподготовки в качестве промежуточных экранов при складировании твердых бытовых и промышленных отходов. Это способствует созданию анаэробных условий разложения отходов практически приостанавливая процессы горения. Добавляя влажные осадки в твердые бытовые отходы, возможно организовать процесс вермикулизации отходов с помощью дождевых червей и получение биогумуса.

Кроме того, создание анаэробного режима с помощью влажных осадков водоподготовки может оказаться эффективным при ликвидации нитратного загрязнения почв полигонов ТБ и ПО путем микробиологической денитрификации.

Заключение

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основные научно обоснованные выводы и практические рекомендации:

  1. На станциях водоподготовки в прудах-накопителях на сегодняшний день накоплено большое количество осадков, ухудшающих экологическое состояние природной среды и нарушающих естественный ландшафт.
  2. По условиям образования, составу и физико-механическим свойствам осадок водоподготовки близок к природным органоминеральным грунтам – сапропелям, но технология водоподготовки с применением флокулянта обусловливает повышенное содержание в осадке алюминия как основного реагента, применяющегося при первичном обезвоживании осадка. Исходя из условий образования целесообразно рассматривать осадок водоподготовки как техногенный сапропель.
  3. Нагревание осадка хоть и ведет к его обезвоживанию, но при этом большое количество элементов переходит в подвижную форму, что может привести к негативным экологическим последствиям. Наиболее эффективным и малозатратным методом обезвоживания осадка водоподготовки с целью улучшения его свойств является промораживание в естественных условиях.
  4. Осадки водоподготовки не представляют опасности химического и радиоактивного загрязнения почв и грунтов. Это позволяет использовать их для проведения этапа биологической рекультивации нарушенных земель как важный резерв почвенного плодородия.
  5. Непромороженный осадок возможно использовать в качестве промежуточных экранов при обустройстве полигонов ТБ и ПО. Это способствует созданию анаэробных условий разложения отходов, практически приостанавливает процессы горения. Добавление влажных осадков в ТБО организует процесс вермикулизации отходов с участием дождевых червей и получение биогумуса.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Статья, опубликованная в ведущем рецензируемом научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией

  1. Нечаева Н.Н. Использование природных и техногенных грунтов при рекультивации открытых горных выработок / Н.Н. Нечаева, М.Н.Томин // Известия вузов. Горный журнал-2007-№3. – С. 71-77.

Статьи и материалы конференций

    1. Гуман О.М. Осадки водоподготовки, их свойства и технологии переработки (на примере города Екатеринбурга) / О.М. Гуман, М.Н Томин. // Техногенез и экология. Информационно-тематический сборник.-Екатеринбург, 2002. – С. 47-51.
    2. Гуман О.М. Физико-механические свойства осадка водоподготовки / О.М. Гуман, М.Н. Томин. // Экологические проблемы промышленных регионов. – Екатеринбург, 2003. – С. 264-265.
    3. Гуман О.М. Рекультивация нарушенных земель осадками водоподготовки / О.М. Гуман, М.Н Томин, Е.В. Крыльцов, Е.В. Петропавловская // Экологические проблемы промышленных регионов. Материалы Всероссийской конференции. – Екатеринбург, 2004. – С. 207-208.
    4. Томин М.Н. Физические свойства осадка водоподготовки и динамика его изменения под действием внешней среды // Международный год планеты Земля: задачи геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. Сергеевские чтения, выпуск 10. – М., 2008. – С. 94-100.

Подписано в печать 18.11.2008. Бумага писчая. Формат 6084 1/16.

Печ. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано в лаборатории множительной техники издательства УГГУ,

620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30.

ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»