Охрана природных ресурсов

При проектировании, строительстве, эксплуатации и консервации накопителей промстоков обязательным условием является выполнение требований, регламентирующих хозяйственную деятельность человека в плане охраны окружающей природной среды. Например, решение об устройстве промстоков должно приниматься в каждом конкретном случае отдельно с учетом всех возможностей, исключающих загрязнение воздушной ср

еды, питьевых и производственных источников воды и окружающих участков земли.

Использование под накопители промстоков естественных водоемов, рек и озер и их загрязнение допускаются только в исключительных случаях на основе специального обоснования их непригодности для промышленного водоснабжения, питьевых целей и для разведения рыб и других организмов, имеющих народнохозяйственное значение.

Защита открытых водоемов и водотоков, а также подземных вод от загрязнения предусматривает решение основного вопроса - предупреждение фильтрации агрессивной сточной жидкости (промстоков) через ограждающие сооружения (дамбы, плотины) и его основание или перехват инфильтрующихся вод путем дренажа оснований накопителей, дамб и плотин или других конструктивных решений.

Наиболее радикальным средством, применяемым для такой защиты, является создание противофильтрационных экранов, которые могут иметь естественное и искусственное происхождение.

В первом случае на месте будущего хранилища оставляют естественные отложения глинистого состава (глины, тяжелые суглинки) мощностью не менее 3 м. Такие естественные экраны используются для резервуаров чистой воды или накопителей слабоминерализованных, нетоксичных и химически неагрессивных стоков.

Искусственные противофильтрационные экраны могут выполняться из грунтовых (торф, суглинок, глина) и негрунтовь х (полимерные пленки, асфальтобитум) материалов. Исполнение их может быть различным. Наиболее просты в исполнении однослойные противофильтрационные экраны (рис.5.5, а, б, в). Многослойные экраны предусматривают применение одного и того же материала (рис.5.5, г, д) или нескольких материалов (рис.5.5, е, ж, з). Они могут включать также дренажные устройства (рис.5.5, г, д, е) [61J.

Искусственные глинистые экраны мощностью 0,3 м и более создаются путем послойной укладки и уплотнения глинистых грунтов до оптимальной плотности - влажности. К недостаткам глинистых экранов относятся:

Рис. 5.5. Противофильтрационные экраны хвостохранилищ:

а - однослойный глинистый; б - однослойный пленочный; в - однослойный асфальтовый; г - двухслойный глинистый; д - двухслойный пленочный; е -двухслойный пленочно-глинистый; ж - комбинированный из полиэтиленовой пленки; з - комбинированный из асфальтового покрытия; / - защитный слой грунта; 2 - уплотненный слой глинистого грунта; 3 - олиэтиленовая пленка; 4 - подстилающий слой песка; 3 - слой асфальтополимербетона или грунтовополимерной смеси; 6 - дренажный слой из сильнопроницаемого грунта; 7 - дренажная труба

в условиях строительства неизбежно появление трещин усыхания, следствием чего является резкое возрастание проницаемости экрана;

подверженность размыванию поверхностными водами, что требует создания специальной защиты из каменной наброски;

химическая деградация глинистых грунтов под влиянием агрессивных промстоков, приводящая к резкому (на порядок и более) возрастанию их проницаемости в сравнении с первоначальной. Например, в накопителе отходов обогащения калийных солей даже при мощности глинистых отложений 5-10 м уже через 1 - 2 года они полностью теряют свои экранизирующие свойства.

В целях улучшения противофильтрационных свойств грунтовых экранов и их сохранение в течение достаточно длительного времени, соизмеримого со сроком службы накопителей (не менее 15-20 лет), используют добавки к глинистым грунтам, улучшающие их пластические свойства и химическую стойкость (органика, бентонит, битумы, синтетические смолы, жидкое стекло, растворы солей, аналогичных по составу промстокам, поверхностно-активные вещества - ПАВ и т.п.). Однако широкого применения грунтовые экраны с добавками не нашли как из-за высокой стоимости, так и в силу неустойчивости к агрессивным средам. При создании комбинированных экранов в мировой практике доминируют глиноцементные смеси. Использование других добавок носит экспериментальный характер. Наиболее перспективными в качестве добавок на сегодняшний день считают различные ПАВ (например, амины), глины типа аттапульгина (в меньшей степени бентонита) и синтетические смолы, прежде всего, полиуретановые смеси.

Специфическим типом фунтовых экранов являются формирующиеся в процессе складирования отходов экраны из шламов - твердой фазы пульпы, сбрасываемой в накопители. Целенаправленное формирование таких экранов, основанное на управлении процессом складирования отходов, позволяет существенно снизить и даже полностью ликвидировать утечки жидкой фазы промстоков из накопителя. Они устойчивы к влиянию стоков, так как формируются в той же среде, и не требуется больших затрат на их формирование.

Управление процессом складирования отходов в этом случае должно осуществляться с начальных периодов эксплуатации хранилища промстоков. Кроме первоочередного замыва тонкими хвостами наиболее проницаемых участков ложа накопителя и устранения размыва фунтов, слагающих его дно и борта, такое управление предполагает также создание условий в процессе формирования экрана из шламов для быстрого и эффективного уплотнения осадка и сохранения токсичности экрана.

Широкое распространение в последние годы получили искусственные противофильтрационные экраны из пленочных покрытий. В этих целях используется широкая гамма синтетических пленок. Им свойственны следующие недостатки: сильная подверженность механическим повреждениям; трудности в обеспечении герметичности при больших площадях покрытий; высокая чувствительность к растягивающим усилиям (особенно по швам между соседними полотнищами пленки). Все это усложняет и удорожает строительство, требует высокой культуры ведения работ и, тем не менее, не гарантирует полной герметичности покрытия, особенно при большой площади хранилища промстоков. Поэтому самостоятельное использование синтетических пленок в качестве противофильтрационных экранов ограничено преимущественно резервуарами чистой воды и промышленных стоков, в том числе агрессивных, небольшой площади (в пределах нескольких тысяч квадратных метров). Пленки широко применяются в сочетании с грунтовыми экранами и систематическим дренажем, т.е. в комбинированных системах, устойчиво демонстрирующих высокую эффективность в самых разнообразных условиях. Комбинированные противофильтрационные экраны можно разделить на три группы, отличающиеся различным сочетанием основных элементов:

Грунтово-пленочные экраны, в которых синтетическая пленка укладывается между двумя слоями слабопроницаемых глинистых грунтов с добавками цемента, смол, битумов, бентонита, цемента и других компонентов, усиливающих противофильтрационные свойства глинистых грунтов, одновременно выполняющих и защитную функцию по отношению к пленке. На практике наиболее распространены грунтовоцементные смеси.

 Скачать реферат