Защита городской среды

Метод утилизации гальваношламов (ГШ) путем добавки последних к строительным материалам или для получения пигментов не применим к целому ряду ГШ, в частности моношламам, содержащим значительные количества меди, никеля и некоторых других металлов. В этом случае целесообразно проводить комплексную утилизацию ГШ с целью извлечения металлов и получения других товарных продуктов. Предложено 1-ую стадию – выщелачивание тяжелых металлов (ТМ) проводить раствором H[2]SO[4] методом многоступенчатого противотока. Оптимальный режим ведения процесса обеспечил средний выход по току 82% при 95% степени извлечения меди и чистоте металла 95%.

В Ростовском государственном строительном университете проводятся исследования по изучению качества и количества сбрасываемых промывных вод, характер процесса разделения их на воду и осадок и возможность их повторного использования в производстве, применительно к станциям очистки природной донской воды. Для использования промывных вод от отстойников важным этапом является технология обработки шлама (осадка) с целью его обезвоживания. Исследования, ставящие своей задачей создание и детальное изучение безреагентных методов очистки водопроводных осадков, приобретают все более важное значение. Это связано с необходимостью предотвращения загрязнения водоемов и других водных объектов осадками, образующимися при осветлении воды и содержащими в себе определенные концентрации реагентов, применяемые на очистных сооружениях. Предпринята попытка интенсифицировать процесс обезвоживания осадка с использованием магнитных полей. Для исследования влияния полей на суспензию были сконструированы три установки для ее обработки. Одна установка с постоянными магнитами и две установки трансформаторного типа с разным направлением силовых линий (вдоль и поперек движения осадка через магнитное устройство). Электроустановки позволяют обрабатывать осадок полем различной напряженности. Результаты проведенных исследований показали, что при прохождении осадка через магнитные и электромагнитные поля процесс влагоотдачи идет интенсивней, по сравнению с гравитационным уплотнением без магнитной обработки.

Шламы образовались при нейтрализации известью кислых шахтных вод и содержат Fe 10-16%, Cu 1,2-1,7%, Zn 2,0-3% в виде солей и 55-70% двуводного гипса. Технологический процесс заключается в выщелачивании шламов серной кислотой и отделении двуводного гипса. Из оставшегося раствора цементацией извлекают медь и гальванокоагуляцией – цинк. Очищенный фильтрованием раствор сульфата железа нейтрализуют карбамидом с получением товарного пигмента и сульфата аммония. Процесс не создает собственных отходов, стоков и вредных газовых выбросов, не использует токсичных и пожароопасных веществ.

Предложена технология раздельной утилизации осадков промывных сточных вод и отработанных концентрированных хромсодержащих растворов. Из осадков после электрокоагуляционного метода очистки рекомендовано получение коричневого железооксидного пигмента (I), заменяющего железный сурик и красный I в ряде лакокрасочных композиций. На основе электрокоагуляц. и реагентных осадков получены антикоррозионные пигменты, заменяющие в грунтовках импортные и более токсичные хроматы и силикохроматы, а также ингредиенты для использования в резиновой промышленности – заменитель оксида цинка и промотора адгезии резины к металлу взамен значительно более дорогостоящего нафтената кобальта. Показана также практич. целесообразность получения на основе гальваношламов магнитотвердых и магнитномягких материалов широкого применения. Хромсодержащие концентрированные растворы (хромирование, пассивирование, осветление) являются наиболее распространенными среди отработанных. Предложена технология получения на их основе красителя, компонента полированных паст и усилителя антикоррозионных свойств пигментов аналогичного назначения. Основу технологии составляет метод химического разделения и осаждения тяжелых металлов в виде гидроксидов или сульфидов. Технология предусматривает простое аппаратурное оформление процесса, высокую фильтруемость получаемых суспензий и минимальные энергозатраты. Отработанные растворы меднения, цинкования, хромирования и фосфатирования в сочетании с сухими гальваношламами реагентного метода очистки сточных вод с защелачиванием известковым молоком могут быть утилизированы в клеевые композиции для металлич. поверхности.

В настоящее время за рубежом используется современная технология герметичной очистки сточных вод в эффективных и компактных аппаратах: герметичных гидроциклонах и полочном отстойнике, турбофлотаторе. Эта же технология заложена в схему коренной реконструкции сооружений механической и физико-химической очистки промотоков 2-ой системы канализации ОАО “УНПЗ”, но уже с использованием отечественных герметичных аппаратов. Ведется проектирование и строительство. Согласно этой схемы стоки проходят грубую очистку на трехфазном безнапорном гидроциклоне и далее на закрытом полочном отстойнике. После отстойника стоки поступают на установку турбофлотации (флотация с механическим диспергированием воздуха), где и проходят окончательную очистку. Основным преимуществом турбофлотации по сравнению с напорной флотацией является большая производительность при относительно малом расходе энергии. Эффективность очистки стока от нефтепродуктов составляет в гидроциклоне – 20%, в полочном отстойнике – 95-98%, от взвешенных веществ в гидроциклоне – 15%, в полочном отстойнике – 50-75% масс. Уловленный в гидроциклоне и полочном отстойнике нефтепродукт направляется на переработку, а осадок (нефтешлам) и пена с турбофлотации – на трехфазную центрифугу для разделения. После центрифуги фугат направляется на гидроциклоны, нефтепродукты на переработку, а кек накапливается для дальнейшей переработки.

Сообщается, что предприятия Aranea-Handelsagentur (Sinsheim) и Konig Metallveredelung GmbH (Lauchringen) уже дважды занимают первое место на конкурсе округа Waldshut (Германия) по защите окружающей среды. В 1999 г. соотв-щая премия была присуждена за утилизацию щел. отходов, образующихся при обработке алюминиевых профилей, в 2000 г. – за снижение кол-ва шламовых отходов при анодировании алюминия. Приведено описание установок ALE-1 и ALE-2, обеспечивающих получение указанных результатов.

Способ обезвоживания шламов, в частности отстоя сточных вод, при котором предварительно отделяют твердые частицы от жидкости с помощью центрифуги со сплошным барабаном с получением густой массы с содержанием остаточной воды в пределах 60 вес.% – 85 вес.%, а затем удаляют остаточную воду из густой массы посредством осушающего газообразного агента с получением неклейких сыпучих твердых частиц, отличающийся тем, что из центрифуги густую массу рассеивают с высокой скоростью в мелко распыленной форме с образованием пелены частиц и на траектории их полета осуществляют предварит. удаление остаточной воды осушающим газообразным агентом циркуляцией его вокруг распыленных частиц в закрытой камере. Рассеиваемые частицы густой массы на траектории своего полета направляют в осевом направлении центрифуги со сплошным барабаном для удлинения траектории полета и времени воздействия осушающего газообразного агента. В качестве осушающего газообразного агента используют горячий воздух или газообразные продукты горения с начальной температурой в пределах от 150°C до 500°C. Устройство для обезвоживания шламов, содержит центрифугу со сплошным барабаном для разделения илоподобного шлама из твердых частиц и жидкости, имеющую загрузочное отверстие для шлама и участки разгрузки на концевых частях с, по меньшей мере, одним соответствующим разгрузочным отверстием для выгрузки отделенной жидкости и отделенных твердых частиц, и окружающий сплошной барабан кожух с образованием камеры между ними, отличающееся тем, что участок разгрузки центрифуги со сплошным барабаном для отделенных твердых частиц представляет собой диспергирующий рабочий орган.

Созданной в 1960 г. предприятие по произ-ву песка, щебня и гравия было рассчитано на переработку 150 т/час исходного сырья и потребляло около 100 м{3}/час промывной воды, забираемой из местной скважины и очищаемой перед сбросом в пруде-отстойнике. В связи со строительством нового аэропорта г. Мюнхена и выставки-ярмарки на территории старого аэропорта объем произв-ва возрос в 4 раза. Пруд-отстойник, заросший тонкодисперсным шламом, не обеспечивал необходимой очистки и требовал значит. средств на эксплуатацию. В этих условиях было принято решение о строительстве современной очистной установки в составе вертикального осветлителя объемом 180 м{3} с реагентным хозяйством для приготовления и дозирования флокулянта, резервуара-накопителя осветленной воды, возвращаемой для повторного использования в произ-во, сборника шлама и камерного фильтр-пресса для его обезвоживания до остаточной влажности 25%. Установка позволила отказаться от эксплуатации прудов-отстойников и снизить забор свежей воды из скважин с 350 до 70 м{3}/час.

С целью решения проблемы переработки жидких радиоактивных отходов сложного химического состава исследовали возможность применения новых технологий электроуправляемого массопереноса (электросорбции и электрокоагуляции) в сочетании с электромагнитной обработкой и последующей сепарацией коллоидных растворов, шламов и суспензий.

Шламообразную смесь органических отходов направляют в метантенк, где в результате ферментации образуется метансодержащий газ и шлам. Последний выдерживается при температуре 250-350°C и давлении 50-200 атм в течение 10-120 мин, в результате чего образуется углеродный шлам, содержащий твердую фазу, с высоким содержанием углерода, масел и водной фазы, включающей водорастворимые органические соединения. Далее шлам концентрируют (например, путем фильтрации) с образованием концентрированного углеродного шлама, имеющего теплотворность до 4000 ккал/кг.