Бентонит на защите окружающей среды

При строительстве полигонов для хранения промышленных и бытовых отходов нередко используются материалы, которые допускают частые протечки фильтрата и загрязнение им почвы и грунтовых вод. При соблюдении технологии и использовании современных качественных бентонитовых материалов, производимых ООО «БентИзол», входящем в холдинг «Бентонит», здоровье людей и природные богатства нашей страны будут надежно защищены.

Ежегодно на каждого жителя России образуется от 200 до 300 кг твердых коммунальных отходов (ТКО), и эта цифра постоянно увеличивается.На 2017 год, год экологии в России, запланирован большой комплекс мероприятий, направленных на улучшение экологической ситуации нашей страны, в числе которых строительство новых и рекультивация старых полигонов.

Как известно, срок службы полигонов ТКО, в частности защитных экранов, определяется как периодом эксплуатации (заполнение полигона до проектной вместимости), который составляет 10–15 лет, так и пассивным периодом, когда полигон закрыт и не принимает отходы. Длительность последнего определяется морфологическим составом отходов, климатическими условиями и другими факторами, и, по различным оценкам, этот период колеблется от 30 до 100 лет.

В связи с этим гидроизоляционный материал, используемый для строительства полигонов, должен быть надежным, долговечным, безопасным для окружающей среды, простым в применении, экономичным, то есть обеспечивать максимальный уровень экологической безопасности за минимальные деньги.

Но традиционные материалы, например полимерные геомемраны, несмотря на свои высокие характеристики, имеют недостатки, которые могут привести к нарушению экосистем, могут вредить здоровью людей.

Для того чтобы предупредить протечки противофильтрационных экранов и не допустить загрязнения окружающей среды, российская компания «БентИзол» производит экологически чистый гидроизоляционный материал – бентонитовые маты.

Уникальность бентонитовых матов

Бентонит – это природный глинистый материал, который нашел широкое применение в различных отраслях: металлургической, литейной, нефтегазовой и строительной, сельском хозяйстве, виноделии. А также – для очистки сточных вод промышленных предприятий, систем водоочистки гражданских объектов и др. Бентонит и изделия из него эффективно используются в области реализации экологических программ, в том числе для строительства полигонов захоронения отходов в качестве основного компонента бентомата.

Принцип работы бентонитового мата основан на свойстве бентонита – природного алюмосиликата вулканического происхождения (монтмориллонита) – активно увеличиваться в объеме при гидратации. В ограниченном пространстве при гидратации частицы монтмориллонита образуют макромолекулярную структуру с характеристиками твердого тела – гель. Бентонитовый гель обладает низкой водопроницаемостью, упругостью и пластичностью и заполняет поврежденные места, восстанавливая материал. В силу того что бентонит является природным сорбентом и выполняет функции детоксикации, бентомат полностью безопасен как для окружающей среды, так и для объекта строительства.

Бетонитовый мат представляет собой гибкий и прочный иглопробивной каркас из полипропиленовых волокон, внутри которого равномерно расположены гранулы природного натриевого бентонита. Бентонитовые маты Bentizol объединили в себе качественные показатели как полимерных, так и природных материалов и при этом обладают уникальными свойствами: 

• Экологичностью – основной компонент гидроизоляционного материала – природная бентонитовая глина. 
• Свойством самозалечиваться – бентонитовый гель заполняет место повреждения, и мат самовосстанавливается. 
• Высокими гидроизоляционными свойствами – коэффициент фильтрации бентонитового мата составляет 10–11 –10–12 м/с. По величине утечек покрытие из бентонитового материала эффективнее глиняного замка в 470 раз, пленочного экрана – в 4–11 раз. 
• Бентонитовые маты не требуют сварки швов при монтаже – укладка осуществляется внахлест с перекрытием полотнищ на 15–25 см и их просыпкой гранулами. Поверхность для размещения матов не требует специальной подготовки. Укладка производится с помощью общедоступной строительной техники: автокраном или экскаватором. Скорость укладки составляет 10 000 м2 за восьмичасовую смену и не зависит от погодных условий. Опыт применения бентоматов показал, что их укладка на 30–40% дешевле по сравнению с пленочными материалами.
• Прочностью – материал устойчив к разрыву, сдвигу, повреждениям.
• Морозоустойчивостью. Бентонитовые маты не подвержены температурным деформациям вследствие своей композитной структуры, не повреждаются при морозобойном растрескивании грунтов, их осадках и просадках. Выдерживают неограниченное количество циклов оттаивания-замораживания и гидратации-дегидратации, сохраняя гибкость при температуре до минус 75 °С. Могут применяться во всех микроклиматичиских районах, включая зоны вечной мерзлоты.
• Долговечностью – качество бентонитовых матов не меняется с течением времени. При соблюдении требований к хранению и укладке наши бентоматы обеспечат изоляцию на весь срок службы полигона. В сравнении с противофильтрационным экраном из глинистых грунтов экран из бентонитовых матов позволяет увеличить вместимость полигона на величину от 30 до 55%. Благодаря этому уменьшаются удельные затраты на размещение отходов на 1 м2 площади полигона за счет уменьшения толщины экрана основания и рекультивационного слоя и увеличения угла откоса насыпи до 1:3 и более.

Благодаря своим уникальным свойствам бентоматы являются на сегодняшний день самым эффективным противофильтрационным экраном, защищающим почву и грунтовые воды от воздействия вредных веществ при строительстве и рекультивации объектов размещения отходов различных типов: жидких, твердых, коммунальных, промышленных, токсичных.

 Рис. 1. Производство бентонита на предприятии ООО «АзРПИ»

Утилизация радиоактивных отходов

Методы захоронения радиоактивных отходов (РАО) должны сводить к минимуму негативное влияние на окружающую среду и на здоровье человека.

Есть несколько видов борьбы с ядерными веществами, выбор которых завит от их уровня опасности. В одном из таких методов захоронения РАО – остекловывании – применяют бентонит. Высокий уровень активности (HLW) вынуждает применять остекловывание для того, чтобы придать веществу твердую форму. При захоронении РАО в России используют боросиликатное стекло, его стабильная форма позволит сохранить любой элемент внутри такой матрицы на многие тысячелетия. Эту матрицу создают на основе бентонита путем ударного прессования и термообработки.

Бентонит также применяется в качестве защитных барьеров хранилищ РАО. В этом случае он одновременно служит гидрозатвором, защитой от землетрясений и сорбентом радионуклидов.

Рекомендуется применять покрытие РАО двумя слоями – первый из бентонита, второй из бетона. Бентонит используют и как модификатор бетона. Существуют специальные бетоны с добавкой 5–10% бентонита, что увеличивает его прочность и снижает выщелачиваемость некоторых радиоизотопов до 30 раз.

Рис. 2. Структура каркаса бентонитового мата

Рис. 3. Бентонитовые маты Bentizol

Рекультивация земель и очистка вод

Следующим важным для экологии направлением является применение бентонита в рекультивации техногенных песчаных субстратов, в том числе в районах с многолетнемерзлыми по-родами. Анализ особенностей таких участков на северных месторождениях добычи нефти и газа показал, что к основным видам техногенно нарушенных земель в настоящее время относятся песчаные субстраты, техногенные насыпи, отвалы дорог, склоны карьеров, оврагов, эродированные и загрязненные почвы. Бентонито-гуматный раствор способен связывать, структурировать, кондиционировать пески, образовывать пленку, способную пропускать воздух и влагу, стимулировать питание растений и их быстрый рост. После обработки растворами с одновременным посевом трав техногенный нарушенный ландшафт зеленеет уже через две недели. Через 2-3 года после посевов с бентонитовыми рецептурами происходит устойчивое задернение техногенных поверхностей.

Всем известно, что загрязненные производственные стоки содержат высокотоксичные вещества, среди которых наиболее опасны соединения тяжелых металлов. Последние, попадая в естественные водоемы и взаимодействуя с другими элементами, образуют чрезвычайно токсичные соединения, даже незначительные количества которых могут оказать неблагоприятное воздействие на здоровье человека и состояние окружающей среды. Благодаря адсорбционной способности, бентонитовый глинопорошок производства ООО «Бентонит Хакасии» является идеальным природным материалом для очистки питьевых и сточных вод промышленных предприятий, а также систем водоочистки гражданских объектов.

Оценка на государственном уровне

Производственный и научно-технический потенциал компании обеспечивает лидирующее положение на российском рынке бентонита.

Преимущества бентонитовых матов и успешный опыт их применения были высоко оценены технической рабочей группой, организованной в соответствии с Распоряжением Правительства РФ № 1458 при разработке ИТС НДТ «Размещение отходов производства и потребления», и признаны наилучшей доступной технологией для создания противофильтрационных экранов при строительстве объектов размещения отходов. Документ был утвержден 15 января 2016 года, дата введения его в действие – 1 июля 2017 года.

При производстве бентоматов завод «БентИзол» использует бентонит, добываемый на собственных месторождениях холдинга «Бентонит» в Курганской области, Хакасии и Азербайджане. Основной сырьевой базой холдинга являются два наиболее качественных российских месторождения бентонитов: «Зырянское» ООО «Бентонит Кургана», расположенное в Курганской области, и «10-й Хутор» ООО «Бентонит Хакасии» в Республике Хакасия. А также – Даш Салахлинское месторождение (ООО «АзРПИ», Азербайджанская Республика), с одним из самых качественных в мире природно-натровым бентонитом.Собственная сырьевая база, современное оборудование, широкий штат квалифицированных специалистов позволяют гарантировать высокое качество материала и производить более 7 млн. м2 в год бентонитовых матов, отвечающих высоким национальным и отраслевым стандартам, а также изготавливать продукцию под индивидуальные требования заказчика, согласно проектным решениям.

Качество продукции компании «БентИзол» контролируется собственной аттестованной испытательной лабораторией, укомплектованной уникальным оборудованием. Лаборатория успешно прошла проверку на соответствие российским требованиям в Росстандарте и стандартам европейского союза в НИИ строительства Польши (Instytut Techniki Budowlanej). Продукция «БентИзол» также регулярно проходит дополнительный контроль с подтверждением показателей качества в ФБГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Уральскому федеральному округу», сертифицирована по системе ГОСТ Р и имеет экологический сертификат безопасности. Бентонитовые маты ООО «БентИзол» сегодня используются на следующих объектах: полигонах ТБО в Ленинградской и Кировской областях, Пермском крае; площадках ПО в Оренбурге и Череповце; хранилище радиоактивных отходов РосРАО и других. А также успешно применяются на объектах крупнейших промышленных компаний, таких как ОАО «НК «Роснефть» и ОАО «Сургутнефтегаз», ГК «Росатом», АО МХК «ЕвроХим», АО «СУЭК», и востребованы строительными компаниями YIT Construction Ltd. (Финляндия), «PERI Россия», АО «ВАД» и другими.В настоящее время бентонитовые маты компании заложены в технологию строительства объектов, входящих в Федеральную программу года экологии.