Методы обработки и утилизация жидких и пастообразных отходов

Лекция 10. Промышленные отходы переработка и утилизация

Из известных способов обработки и утилизации производственных жидких отходов, включая и пастообразные, в мировой практике наибольше применение нашли следующие методы: биологическое окисление и физико-химическая очистка, складирование в поверхностных хранилищах, захоронение в глубинные горизонты и подземные пустоты естественного и искусственного происхождения, сброс в глубинные части морей и океанов, термическая обработка, захоронения в наземных герметических резервуарах.

Сточные воды промышленных предприятий очищается механическими, физико-химическими и биологическими методами. Схемы очистки определяются рядом факторов, включающих показатели очищаемого стока, возможность утилизации примесей и повторного использования воды для производственных нужд, состояние водоема и качество воды в нем и т.д. В зависимости от зальщенного использование воды в каждом случае принятая схема очистки должна обеспечивать требования к качеству очищенной воды. Существует три основных типа очистных сооружений-локальные, заводские, районные или городские.

Назначение локальных очистных сооружений заключается в очистке сточных вод с излечением ценных компонентов после выхода воды из технологических установок или цехов.

Очистка от конкретных примесей на локальных установках осуществляется проще, дешевле и эффективнее, чем из их смесей, причем проще усиливать и регенерировать индивидуальные вещества и возвращать их в процесс. Для локальный очистки сточных вод применяют электродиализ, обратный осмос, сорбцию, экстракционных обмен и др. Многие крупные предприятия отрасли располагают собственными заводскими очистными станциями, наиболее совершенные из которых включают в себя сооружения механической, физико-химической и биологической очистки.

Районные или городские очистные сооружения предназначены для очистки бытовых и производственных сточных вод района. При совместной очистке к производственным стоках предъявляется ряд требований по содержанию взвешенных и всплывающих веществ, продуктов, способных разрушать или засорять коммуникации, взрывоопасных и горючих свойств и по температуре.

Степень очистки сточных вод, выпускаемых в водоемы, регламентировано «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Сточные воды перед повторным использованием должны быть очищены до степени, необходимой для дальнейшего их применения в том или ином производстве.

Наиболее широкое применение получили системы первичной, вторичной и третичной очистки сточных вод. Для доочистки воды применяют различные реагентные методы, фильтрование, асорбцию, ионный обмен и др. Все больше используются асорбционные методы очистки в сочетании с другими. Важной народнохозяйственной проблемой является обработка и утилизация осадков получаемых после очистки производственных бытовых сточных вод. Получившие широкое распространение способы переработки осадков в метантанках и на иловых площадках являются несовершенными, малопроизводительными, дорогими и требуются под них большие земельные участки. Перспективным направлением является обезвоживание сброшенных осадков с последующей их термической обработкой. Ввысушенные осадки можно использовать в качестве органо-минерального удобрения. Интерес представляют и другие методы утилизации осадков, например приготовление добавок к кормов сельскохозяйственных животных и зверей цепных пород, получение витамина В12, аммиакокислот, продуктов сухой переонки осадков. Многотонные жидкие, пастообразные и твердые отходы, не относящиеся к категории сильно токсичных часто складируют в поверхностных хранилищах. Этот метод вынужденный и экономически неоправданный, так как с этим связано отчуждение больших земельных участков и загрязнение поверхностных и подземных вод, поэтому он не рекомендуется для широкого внедрения.

При захоронении токсичных веществ (резких и пастообразных) в шурфы траншеи предварительно проходят стабилизацию, которая заключается в их фиксации различными связующими или цементирующими веществами. Этот способ используется во всем мире для захоронения, пример, радиоактивных отходов и различных сильно токсичных ввеществ (соединения Hg, As цианидов и др.) В 70-80 годы получило распространение закачивание жидких и пастообразных отходов в глубинные горизонты и подземные пустоты естественного и искусственного происхождения

(используются отработанные выработки рудников или шахт, пройденные в устойчивых породах (это глины, гипсы, глинистые сланцы, каменная соль и т.д). Способы разработки подземных пустот разнообразными методам камуфлетных взрывов в пластичных глинистых породах, горным способом в устойчивых породах, путем выщелачивания или размывом а отложениях каменной соли и др. Применять этот метод следует при гарантированном исключении последствий, так как закачивание отходов в глубинные горизонты земли может привести к распространению загрязняющих ввеществ подземелей. Сброс отходов в глубинные части моря или океана применяется для захоронения радиоактивных отходов США и Англей. В Союзе этот метод не применяли.

Для тех жидких и пастообразных отходов переработка которых не дает удовлетворительных результатов механическими, биологическими, физико-химическими и др. методами, применяется «огневое» обезвреживание при t 550-980 ⁰C и выше.

В современных агрегатах огневого обезвреживания, на электротехнической основе, наряду с различием органических примесей с получением безвредных веществ, созданы условия для извлечения ценных минеральных соединений, используемых дальше как производственные сырье.

Основными недостатками этого метода является большой расход топлива для полного окисления токсичных веществ и необходимость очистки отходящих газов. Однако при высокой концентрации горючих примесей процесс огневого обезврежены может быть практически автотермичным с минимальным расходом топлива на предварительный разогрев реактора.

Анализ известных методов обработки и закачивания жидких и пастообразных отходов показывает, что полностью они не решают вопросов охраны природы от производственных загрязнений. Наблюдается необходимость в ликвидации вторичных загрязнений, а часто например, при складировании и закачивании в подземные горизонтытрудно прогнозировать возможное последствия. Такая же картина наблюдается при обезвреживании газообразных захоронений твердых отходов.

По масштабам добычи и переработки сырья цветная металлургия сопоставима с угольной и железорудной отраслями промышленности. Добыча горной массы составляет свыше 2,1 млрд. т в год. В цветной металлургии естественный выход неиспользованных отходов в десятки и сотни раз выше чем в черной промышленности. Отходы добычи цветных металлов составляют ~ 80 %, отходы обогащения ~10 % добытой горной массы. Особенностью цветной металлургии, связанной с технологически сложным характером сырья, является большое число токсичных веществ, загрязняющих отходы. Это соединение S, As, Sb, Se, Te и другие. Токсичны и остаточные цветные металлы: (Pb, Zn, Cu, Cd, Hg и т. п.). Потребление воды в отрасли составляет ~ 10 % млрд. м³. Начиная с 1970 года, не смотря на рост производства, потребление свежей воды непрерывно сокращается. На 85 % предприятий осуществлен водооборот, на 20 % предприятий – бессточная технология. В целом на предприятиях цветной металлургии стран СНГ оборотные и повторно используемые воды составляли 80 % общего водопотребления (1985 г.). предприятия цветной металлургии сбрасывают загрязненные промышленные волы, содержащие от нескольких до десятков миллиграмм в литре: ксантогенаты, дитиофосфаты, фенолы, цианиды, вспениватели, органические кислоты и другие.

Потребление воды обогатительными фабриками отрасли составляет 1,5 млн. м³ в сутки или 450 – 500 млн. м³ в год. Объем шахтных вод в цветной металлургии составляет 450 млн. м³ в год. Они содержат Me (Cu до 12 г/л, Pb до 40мг/л, Ni до 40мг/л, Zn, Fe, Ag) их сульфиды и хлориды, F, минеральные соли, а также рудную мелочь и щепу.

На предприятиях цветной металлургии ежегодный выброс в воздух SO₂ составляет 18,5 % от общего выброса SO₂ в атмосферу. Это вторая величина после выбросов тепловых электростанций. Намечено решение для цветной металлургии проблемы улавливания и утилизации S из разбавленных газов, характерных для металлургии Cu, Ni, Pb. Отработана технология получения элементарной S из таких газов метановым способом по полной технологической схеме. Проведен комплекс работ по разработке методов очистки вентиляционных выбросов от вредных газообразных компонентов с помощью нетканых ионообменных полотен. Проведены поисковые исследования по очистке отходящих газов от As и по его использованию в народном хозяйстве.

Дата добавления: 2014-12-10