способ подземного захоронения жидких бытовых и дождевых стоков

Формула изобретения

Способ подземного захоронения жидких бытовых и дождевых стоков, включающий закачивание их через пробуренную скважину в подземные породы, отличающийся тем, что сначала проводят геологические и геофизические исследования пород, выявляют природные локальные изолированные емкости в подземных породах, окруженные слабопроницаемыми породами, например, базальтовыми, а закачивание жидких бытовых - хозяйственно-фекальных и дождевых стоков производят в выявленные природные локальные изолированные емкости, причем газообразные продукты биологического распада отводят через пробуренную вторую скважину с последующей их утилизацией.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области экологии и охраны окружающей среды и предполагает рациональное использование природных ресурсов, а именно использование естественных локально-изолированных емкостей для захоронения и переработки жидких бытовых (хозяйственно-фекальных) и дождевых (атмосферных) стоков.

Известен способ подземного складирования жидких отходов производства, включающий отбор и аккумуляцию жидких отходов в поверхностных накопителях, закачку их через горную выработку в массив горных пород с растворением последних и образованием полости, причем жидкие отходы закачивают в малопроницаемые породы, химически растворимые в складируемых отходах, смежные с водоносным горизонтом, при закачке производят циклическое изменение давления, обрушают разделяющий горные породы слой и вытесняют закачиваемые отходы в водоносный горизонт, при этом жидкие отходы закачивают посезонно с положительной и отрицательной температурой (патент СССР N 1838214, МПК B 65 G 5/00 - аналог).

Описанный способ не пригоден для хранения бытовых (хозяйственно-фекальных) и атмосферных стоков, т.к. близкое расположение водоносного слоя при высоких концентрациях указанных стоков может привести к их выходу на поверхность. Бытовые стоки подвергаются разложению и необходим выход продуктов распада на поверхность, что затруднительно при одной горной выработке, постоянно эксплуатируемой для закачки. Фекальные стоки имеют большое количество анаэробных бактерий, следовательно, в описанном способе они будут погибать, т.к. в водоносном слое присутствует растворенный кислород.

Известен также способ подземного размещения (захоронения) жидких муниципальных отходов (стоков), который включает определение подземной формации для закачивания с аномально низким пластовым давлением, окруженную непроницаемым материалом, пробуривание скважины и закачку в породу жидких отходов через имеющуюся трещину или с образованием трещины (патент США N 5734988, МПК B 09 B 1/00 - прототип).

Способ, описанный в прототипе, также не пригоден для хранения и переработки жидких муниципальных отходов - городских сточных вод, содержащих в своем составе бытовые воды, дождевые (ливневые) и промышленные стоки, т.к. он исключает возможность каналов отвода газообразных продуктов биологического распада. Способ исключает очистку эффективной области захоронения, поскольку предназначен для полного заполнения и захоронения области на длительный промежуток времени. Способ предназначен для использования подземной формации с аномально низким пластовым давлением, окруженную непроницаемым материалом, и в случае переполнения предотвращает возможность искусственного выдавливания уже распавшихся утилизируемых стоков из зоны захоронения в близлежащие области.

Целью изобретения является создание экологически чистого способа захоронения, утилизации и очистки бытовых (хозяйственно-фекальных) и дождевых (атмосферных) стоков в естественной локально-изолированной полости, окруженной слабопроницаемыми породами, например базальтовыми.

Поставленная цель достигается тем, что в способе подземного захоронения жидких бытовых и дождевых стоков, включающем закачивание их через пробуренную скважину в подземные породы, сначала проводят геологические и геофизические исследования пород, выявляют природные локальные изолированные емкости в подземных породах, окруженные слабопроницаемыми породами, например базальтовыми, а закачивание жидких бытовых - хозяйственно-фекальных и дождевых стоков производят в выявленные природные локальные изолированные емкости, причем, газообразные продукты биологического распада отводят через пробуренную вторую скважину с последующей их утилизацией.

На чертеже приведена схема реализации представленного способа.

Подземная локальная изолированная емкость 1 окружена слабопроницаемыми породами 2, например базальтовыми. Жидкие бытовые и дождевые стоки закачивают в емкость 1 через специально пробуренную скважину или горную выработку 3. Продукты распада отводятся на поверхность через другую специально пробуренную скважину 4, 5 - жидкие стоки, собранные на дне емкости 1, 6 - порода, лежащая выше базальтовых слоев.

Способ осуществляется следующим образом.

По результатам геологических и геофизических исследований выбирают подземную локальную изолированную емкость 1, окруженную слабопроницаемыми породами, например базальтовыми.

Базальт выбран потому, что занимает огромные площади дна океанов и обширные территории материков и обладает большими прочностью, плотностью, является кислотоупорным материалом. Сточные воды (хозяйственно-бытовые и дождевые) по трубопроводам или из накопителя подаются в скважину 3 и закачиваются под давлением в подземную емкость 1. Так как хозяйственно-фекальные стоки содержат большое количество анаэробных бактерий, то в условиях отсутствия воздуха в подземной емкости 1 будут проходить процессы активного биологического распада с образованием продуктов распада, например метана, сернистого газа. Чтобы давление в полости не увеличивалось, а также с целью дальнейшей утилизации газообразные продукты распада отводятся через скважину 4. При наличии трещин в базальтовых породах, окружающих локально-изолированную емкость, будет происходить процесс диффузии утилизированного содержимого 5 зоны захоронения через трещины в близлежащую к базальтовым пластам окружающую породу.

Таким образом, в предлагаемом способе бытовые и дождевые стоки подвергаются не только захоронению, но и переработке, очистке, причем с минимальными затратами, т.к. для анаэробной переработки не нужно строить специальные резервуары и создавать специфические условия: такие условия созданы самой природой. Кроме того, продукты биологического распада могут быть использованы, образуя замкнутый безотходный технологический цикл. Природные локальные изолированные емкости имеют, как правило, большие размеры, что даст возможность использовать эту емкость в течение длительного времени.