СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДОННЫХ ИЛИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2008 года по МПК C02F11/12 B09C1/00 

Настоящее изобретение относится к способу для обработки донных илистых отложений, в частности, загрязненных тяжелыми металлами и органическим материалом, например, которые получают из осадка от очистки водных путей или загрязненных почв.

Проблемы, возникающие из-за постоянно возрастающих количеств донных илистых отложений, которые должны высвобождаться, обрабатываться и храниться, хорошо известны. Эти донные илистые отложения имеют разнообразное происхождение. Они происходят, например, из установок очистки воды, от углубления дна или очистки водных путей, или от различных промышленных установок и могут загрязнять почву. Случай осадков от очистки водных путей является особенно беспокоящим из-за соответствующих количеств и их загрязнения токсичными веществами, такими как тяжелые металлы и органический материал. Большая доля водных путей на севере Европы в настоящее время забита донными илистыми отложениями, которые затрудняют движение судов. Непосредственные или опосредованные последствия этого для окружающей среды и экономики являются очень значительными. Кроме того, хорошо известно, что эта беспокоящая ситуация с водными путями в основном связана с недостатками современных решений для обработки и хранения загрязненных донных илистых отложений.

На самом деле эффективные средства избавления от донных илистых отложений заключаются в их высвобождении посредством судна в море или его транспортировки посредством трубопроводов к местам сброса отходов (бассейны-отстойники). Однако, когда донные илистые отложения являются загрязненными тяжелыми металлами или опасным органическим материалом (что, как правило, представляет собой случай осадков от очистки водных путей), эти средства являются, очевидно, неприемлемыми. До того, как они смогут храниться, на самом деле, донные илистые отложения должны обрабатываться, чтобы удовлетворить тестам на отсутствие токсичности. В этом отношении для облегчения манипуляций с донными илистыми отложениями и их хранения важно иметь возможность для их эффективной и экономичной сушки.

Для обработки больших количеств донных илистых отложений известно их смешивание с фосфорной кислотой и воздействие на смесь кальцинирования, чтобы сделать инертными тяжелые металлы, содержащиеся в донных илистых отложениях, и разрушить органический материал (SOLVAY FR 2815338). Однако использование этого известного способа имеет тот недостаток, что будучи относительно дорогостоящим, в частности, из-за потребления энергии, которое он включает для сушки донных илистых отложений во время их кальцинирования. Кроме того, жидкое состояние фосфатированных донных илистых отложений проявляется как сложность во время различных типов манипуляций.

Задачей настоящего изобретения является создание способа обработки донных илистых отложений, который является более экономичным, чем указанный известный способ, и который быстро превращает донные илистые отложения в продукты, имеющие механическую прочность, достаточную для простого осуществления манипуляций, например, посредством строительных механизмов (механических копателей, бульдозеров, и тому подобное).

Следовательно, настоящее изобретение относится к способу обработки донных илистых отложений, последовательно включающему в себя стадию вспенивания донных илистых отложений при контролируемых условиях, что делает возможным получение пены, имеющей плотность, меньшую, чем 90% от плотности донных илистых отложений, и стадию сушки пены.

Термин "донные илистые отложения" означает любое водное вещество, содержащее твердый материал в суспензии. Они могут быть природного происхождения или могут получаться в результате добавления воды к порошкообразному твердому веществу, получаемому, например, посредством измельчения. Когда донные илистые отложения природного происхождения, они преимущественно содержат ил, грязь и минеральный материал в суспензии (песок или даже крупный гравий). Донные илистые отложения, полученные от очистки водных путей или из загрязненных почв, составляют примеры донных илистых отложений природного происхождения, к которым применяется настоящее изобретение. Кроме того, донные илистые отложения, полученные от добавления воды к пеплу от сжигания мусора или к остаткам от измельчения средств передвижения, представляют собой примеры искусственных донных илистых отложений, к которым применяется настоящее изобретение. Ширина распределения размеров частиц в суспензии в донных илистых отложениях может быть очень высокой, например от менее чем 1 микрона до нескольких сотен микрон или даже нескольких миллиметров. Донные илистые отложения часто имеют высокое содержание очень мелкодисперсных частиц. Часто, 10% массы сухих донных илистых отложений состоит из частиц, имеющих диаметр, меньший, чем 5 микрон, в то время как содержание частиц, имеющих диаметр, больший, чем 500 микрон, может составлять до нескольких процентов. Кроме того, гистограммы размеров частиц в некоторых донных илистых отложениях имеют характерные особенности мультимодальности, то есть, так сказать, они имеют несколько пиков.

Для способа по настоящему изобретению донные илистые отложения, имеющие во время вспенивания содержание сухого материала, меньшее, чем 70%, являются особенно пригодными, содержание сухого материала определяется как процент массовый сухого материала, содержащегося в донных илистых отложениях. В настоящем описании содержание сухого материала образца определяется посредством вычисления отношения массы образца до и после 4 часов пребывания в печи, поддерживаемой при 100°C. Содержание сухого материала, меньшее, чем 30%, или в некоторых случаях 40%, предпочтительно должно исключаться.

В соответствии с настоящим изобретением, осуществляется вспенивание донных илистых отложений, после чего донные илистые отложения находятся в виде пены (пена обозначает для данного исходного материала состояние этого материала имеющее плотность, меньшую, чем у исходного материала). Эта главная характеристика настоящего изобретения делает возможным облегчение дальнейших манипуляций с донными илистыми отложениями. На самом деле было замечено, что после периода хранения, изменяющегося, как правило, от 2 до 7 дней, предпочтительно от 4 до 6 дней, в течение которого донным илистым отложениям, изначально в состоянии пены, дается возможность постоять при обычных внешних температурах (но исключая замораживание), их консистенция близка к консистенции твердого вещества. В этот момент донными илистыми отложениями легко манипулировать посредством строительных машин, таких как механические копатели или бульдозеры, в то время как они по-прежнему содержат достаточно много воды (как правило, до 40% массовых). Пены низкой плотности, видимо, дают лучшие консистенции. Плотность пены должна быть меньшей, чем 90% от плотности донных илистых отложений перед обработкой. Значения, меньшие, чем 85%, например меньшие, чем 80%, предпочтительно меньшие, чем 75%, являются преимущественными. Является предпочтительным, чтобы плотность не падала ниже 50%. Значения в пределах между 55 и 65% являются особенно пригодными для использования.

Вспенивание донных илистых отложений может осуществляться с помощью любой известной технологии вспенивания, пригодной для донных илистых отложений, которые должны обрабатываться. Вспенивание может получаться, в частности, химическим способом посредством добавления реагентов, которые вызывают выделение газа по месту. В предпочтительном варианте осуществления для получения выделения газов используется взаимодействие кислоты, такой как хлористоводородная, серная или фосфорная кислота, например, с карбонатом. Наблюдается, что выделение газообразного H₂S во время фосфатизации улучшает вспенивание донных илистых отложений. Добавление или присутствие поверхностно-активных веществ, которые стабилизируют пену, также является благоприятным. В этой связи наблюдается, что ряд гуминовых кислот, присутствующих в донных илистых отложениях, полученных от очистки водных путей, имеют благоприятное воздействие на вспенивание, вероятно, из-за их поверхностно-активных свойств. В зависимости от обрабатываемых донных илистых отложений будет уместным необязательное добавление ряда поверхностно-активных веществ для получения пены, имеющей плотность в соответствии с настоящим изобретением. Выбор наиболее подходящего поверхностно-активного вещества и то его количество, которое должно использоваться, будет осуществляться на основе прецедентов способом, который сам по себе известен. Кроме того, является предпочтительным, чтобы донные илистые отложения подвергались механическому перемешиванию для облегчения вспенивания. Интенсивность перемешивания выбирается в соответствии с конкретными условиями для использования способа по настоящему изобретению. Для механического перемешивания преимущественным является, чтобы оно не было слишком интенсивным. Использование шнеков для перемешивания должно, в целом, исключаться, поскольку они чаще всего препятствуют образованию пены. Использование трубчатых реакторов, которые представляют собой сегменты труб, снабженные статическими смесителями, или без них, является рекомендуемым. Они преимущественно должны быть выполнены таким образом, чтобы время пребывания в них находилось в пределах между 2 и 10 секундами. В каждом случае механическое перемешивание устанавливается таким образом, чтобы способствовать вспениванию в соответствии с настоящим изобретением. В некоторых случаях предпочтительным является добавление реагента, вызывающего вспенивания, в донные илистые отложения перед их прохождением через насос, причем этот насос будет вызывать желаемое механическое перемешивание. Использование статических смесителей также может быть преимущественным для получения оптимальной интенсивности механического перемешивания.

В соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения, способ включает в себя фосфатизацию донных илистых отложений, предпочтительно перед вспениванием. Наблюдается, что фосфатизация донных илистых отложений в сочетании с вспениванием делает возможным получение отходов, в которых токсичные соединения, присутствующие в донных илистых отложениях, делаются инертными, и в результате, когда отходы хранятся, эти токсичные соединения не загрязняют окружающую среду места хранения. Этот вариант осуществления является особенно предпочтительным, когда обработанные донные илистые отложения содержат тяжелые металлы. Под выражением "тяжелые металлы", понимаются металлы, у которых плотность равна по меньшей мере 5 г/см³, а также бериллий, мышьяк, селен и сурьма, в соответствии с общепринятым определением (Heavy Metals in Wastewater and Sludge Treatment Processes; Vol I, CRC Press Inc; 1987; page 2). Свинец представляет собой их особенно важный пример из-за его вредного воздействия на организм человека. В этом варианте осуществления, донные илистые отложения, переведенные в инертную форму, могут также содержать металлический алюминий. Предпочтительно, фосфатизация осуществляется посредством добавления фосфорной кислоты к донным илистым отложениям. В этом случае вспенивание и переведение в инертную форму может осуществляться одновременно, в частности, для донных илистых отложений, полученных при углублении дна водных путей, и для донных илистых отложений, полученных при добавлении воды к остаткам от измельчения моторизованных средств передвижения. Количество фосфорной кислоты, которое должно использоваться, зависит от конкретной композиции донных илистых отложений, которые должны обрабатываться и, в частности, от содержания тяжелых металлов. На практике должно использоваться количество по отношению к массе сухого материала, равное по меньшей мере 1% массовому (предпочтительно, 2%). Является предпочтительным, чтобы количество фосфорной кислоты было меньшим, чем 15% массовых. Как правило, пригодными для использования являются количества, находящиеся в пределах между 2 и 6%.

В соответствии с преимущественным вариантом настоящего изобретения, донные илистые отложения сушат с помощью технологий, связанных с компостированием. Далее, в настоящем описании термин "высушенные донные илистые отложения" обозначает продукт, полученный от сушки пены. Этот продукт больше не должен обязательно находиться в состоянии пены, поскольку во время сушки пена стремится к уплотнению. Компостирование представляет собой хорошо известную технологию для обработки ферментируемых отходов (способных к ферментированию), таких как растительные отходы. Оно в основном состоит в хранении отходов в течение длительного периода в контакте с воздухом при температуре окружающей среды, снаружи, чтобы сделать возможным деградирование органического материала, содержащегося в отходах, и удаление из них посредством перколяции жидкости, которую они содержат. Использование в соответствии с этим вариантом осуществления настоящего изобретения технологий, связанных с компостированием, для сушки вспененных донных илистых отложений, содержащих органический материал - даже неферментируемый - и тяжелые металлы, делает возможным неожиданное получение высоких содержаний сухого материала очень экономным образом. При этом уменьшается потребление энергии в течение необязательного последующего кальцинирования донных илистых отложений. Сушка вспененных донных илистых отложений посредством технологий, связанных с компостированием, даже делает возможным устранение стадии кальцинирования, когда деградация органического материала, который получается, является достаточной.

В оставшейся части описания, выражение "сушка" всегда будет пониматься как обозначение сушки посредством технологий, связанных с компостированием. В течение сушки, донные илистые отложения хранятся в течение периода, достаточно длительного для самопроизвольного высвобождения воды под действием силы тяжести. Необходимым является период сушки, больший, чем 24 часа. Является предпочтительным, чтобы сушка длилась по меньшей мере 48 часов. Сушка в течение более чем одного месяца, видимо, не является необходимой. На практике, пригодными для использования являются периоды сушки, находящиеся в пределах между одной и двумя неделями.

Как объяснялось выше, когда в соответствии с настоящим изобретением донные илистые отложения существуют в виде пены, сушка донных илистых отложений является более простой и более эффективной. На самом деле улучшение консистенции донных илистых отложений делает возможным манипуляции с их массой посредством обычных строительных машин и делает возможным, в частности, переворачивание их в течение компостирования. Это делает возможным более быстрое получение желаемого содержания сухого материала.

В соответствии с рекомендованным вариантом этого варианта осуществления, сушка осуществляется при таких условиях, что после 12 дней сушки высушенные донные илистые отложения достигают содержания сухого материала, превышающего 65%, предпочтительно 70%.

Сушка осуществляется непосредственно на грунте. Однако, в преимущественном варианте осуществления способа по настоящему изобретению, пена располагается на слое песка.

В соответствии с рекомендуемым вариантом этого варианта осуществления, сам слой песка располагается на мембране, непроницаемой для воды, для предотвращения загрязнения почвы тяжелыми металлами, и чтобы сделать возможным извлечение воды, поступающей от фосфатированных донных илистых отложений, во время компостирования. Пригодными для использования являются мембраны, изготовленные из пластика, например полиэтилена или ПВХ.

Сушка может осуществляться на открытом воздухе, снаружи, без мер защиты против воздействия дождя и значительных изменений температуры, при условии, что последняя остается выше 0°C. Тем не менее, предпочтительным является использование ограниченной системы сушки, такой как траншея для компостирования. Такие траншеи для компостирования хорошо известны в области промышленной обработки органических отходов, способных к ферментированию. Траншея для компостирования преимущественно снабжена системами для циркуляции воздуха и системами для сбора и обработки выделяемых газов, таких как сероводород. Сероводород предпочтительно извлекается и обрабатывается, например, на биологическом фильтре, или повторно инжектируется во время необязательного кальцинирования. Предпочтительным является, чтобы траншея для компостирования содержала слой песка, расположенный на мембране, непроницаемой для воды.

В соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения, в частности, когда донные илистые отложения содержат большое количество органического материала, или когда последний не разлагается в достаточной степени во время сушки, высушенные донные илистые отложения кальцинируют. В донных илистых отложениях органический материал может быть в жидком состоянии или в твердом состоянии. Он может содержать, например, неполярные углеводороды (моно- или полициклические), алифатические или ароматические углеводороды и галогенированные растворители. Кальцинирование предназначено для разрушения этого органического материала. Как правило, кальцинирование осуществляется при температуре, большей, чем 450°C, так что органический материал разрушается до достаточной степени. Желательным является исключение избыточно высокой температуры, которая привела бы к испарению некоторых тяжелых металлов. На практике температура кальцинирования является меньшей, чем 1000°C. В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению, температура кальцинирования является большей, чем 500°C, и меньшей, чем 800°C. Для особенно хорошего разрушения органического материала и для испарения тяжелых металлов, настолько малого, насколько это возможно, особенно преимущественным является, чтобы температура кальцинирования находилась в пределах между 550°C и 750°C.

Наблюдается, что преимущественным является осуществление кальцинирования в контролируемой атмосфере.

Для осуществления этого, в конкретном варианте осуществления способа по настоящему изобретению, эта атмосфера является окислительной. Этот вариант способствует осаждению в дальнейшем необязательного цемента, как описано ниже. В этом случае является возможным использование, например, окружающего воздуха. Необходимо обеспечить наличие в печи достаточного количества воздуха.

В другом конкретном варианте осуществления, эта атмосфера является восстановительной. Этот вариант осуществления является особенно преимущественным в том, что он ингибирует образование хрома VI.

Продолжительность кальцинирования зависит от композиции донных илистых отложений, которые должны обрабатываться, и от расположения материала в печи для кальцинирования. Она также должна быть достаточной для разрушения органического материала и, когда донные илистые отложения являются фосфатированными, для производства достаточного количества пирофосфата.

В конкретном варианте осуществления способа по настоящему изобретению, продукт, полученный на стадии кальцинирования, смешивают с водой, а затем подвергают осаждению и отверждению. В этом варианте осуществления, восстанавливающую добавку предпочтительно включают в воду для смешивания. В качестве примера эта добавка может выбираться из соединений железа, марганца, железа (II), соединений марганца (II) и восстанавливающих солей щелочных металлов. Предпочтительным является сульфит натрия. Восстанавливающий агент преимущественно добавляется в количестве по массе, находящемся в пределах между 0,1 и 1% массовым от массы сухого материала, содержащегося в донных илистых отложениях.

Во время стадии кальцинирования некоторые донные илистые отложения, в частности такие, которые богаты кальцитом, образуют пуццолановые материалы. В этом случае для осуществления осаждения и отверждения добавление гидравлического связующего не является необходимым.

Когда гидравлическое связующее является необходимым для осуществления осаждения и отверждения, его точная композиция является не очень критичной. Оно обычно состоит из портландцемента. Пуццолановые материалы, такие как зола от сжигания древесного угля, также могут быть пригодными для использования. Во время смешивания гидравлического связующего с кальцинирующим продуктом, предназначенным для формирования цемента, является необходимым добавление количества воды для смешивания, достаточного для получения пластичной пасты. Количество гидравлического связующего, которое должно использоваться, зависит от различных параметров, в частности от выбранного гидравлического связующего, от композиции донных илистых отложений и от желаемых свойств конечного продукта способа обработки в соответствии с настоящим изобретением, в частности его механической прочности. На практике часто рекомендуется использование количества связующего, по массе, большего, чем 1% массовый, от массы кальцинирующей золы. В соответствии с настоящим изобретением, является желательным, чтобы масса гидравлического связующего была меньшей, чем 50%, а предпочтительно не превосходила 30%.

В преимущественном варианте способа по настоящему изобретению, используется количество, по массе, гидравлического связующего, большее, чем 2%, и меньшее, чем 20% от кальцинирующего продукта.

Форма твердой массы, полученной после отверждения, которое может продолжаться в течение нескольких дней, является такой, которую принимает цемент. Она может включать в себя, например, брикеты или сферические или призматические блоки. Она является компактной, по существу, не содержит включений газов и поэтому проявляет хорошие механические свойства, в частности твердость и ударопрочность, которые являются достаточными, чтобы сделать возможным их хранение и манипуляции с ними без каких-либо сложностей.

Твердая и компактная масса, полученная после отверждения, удовлетворяет стандартам токсичности относительно извлекаемых продуктов выщелачивания, в соответствии со строгими процедурами, такими как те, которые определяются стандартами "TL" или "NEN".

Французское исследование на тройное выщелачивание "TL" описывается в стандарте Франции XPX 31-210. Протокол для исследования состоит в измельчении материала таким образом, чтобы он был способен проходить через 4 мм сито. Этот измельченный материал подвергают тройному выщелачиванию с помощью деминерализованной воды, при отношении жидкость/твердый материал, равном 10, при постоянном перемешивании. После каждого выщелачивания измеряют содержание тяжелых металлов в промывочной жидкости для порошка, подвергаемого исследованию.

Голландское исследование "NEN" состоит, в части его, в мелкодисперсном измельчении образца (менее 125 мкм) и в добавлении к нему воды при отношении вода:твердый материал 50. Затем его выдерживают в течение трех часов при pH 7, а затем также в течение трех часов при pH 4 (который представляет собой минимальный pH дождевой воды). pH непрерывно устанавливается с помощью 1 н раствора азотной кислоты (некомплексообразующая кислота). Затем содержание тяжелых металлов в жидкой фазе определяется с помощью анализа.

В соответствии с Американским исследованием TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure - процедура характеризации токсичности при выщелачивании), отбирают 100 г твердого материала, проходящего через 9,5 мм сито, и образец приводится в контакт, в течение 18 часов с 2000 мл раствора, содержащего 6 г/л CH₃COOH+2,57 г/л NaOH (pH 4,9). Затем материал фильтруют на стекловолокне 0,6-0,8 мкм.

Способ по настоящему изобретению может применяться, например:

- к донным илистым отложениям, полученным при отстаивании сточных вод промышленного или городского происхождения,

- к донным илистым отложениям, полученным при очистке почв, таких как почвы определенных промышленных площадок;

- к донным илистым отложениям, полученным при добавлении воды к остаткам после измельчения моторизованных средств передвижения или золы после сжигания мусора;

- к осадкам, полученным при углублении дна или очистке рек, прудов, отстойников или коллекторов, и

- к осадкам, полученным при очистке водных путей (например, портов, озер, рек, каналов).

Настоящее изобретение является особенно пригодным для донных илистых отложений, состоящих из осадков, получаемых при очистке водных путей.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, на котором

представлены сравнительные изменения содержания сухого материала донных илистых отложений во время хранения при 25°C, в соответствии с тем, подвергался ли он вспениванию в соответствии с настоящим изобретением или нет.

Примеры, описание которых следует далее, показывают важность настоящего изобретения.

Пример 1 (в соответствии с настоящим изобретением)

В примере 1 обрабатывают образцы донных илистых отложений от углубления дна водных путей. Композиция, по массе, главных загрязняющих примесей в донных илистых отложениях представлена в следующей далее таблице 1.

Таблица 1СоставляющиеСодержание, по массе
(от массы сухого материала)Cd9 мг/кгCo40 мг/кгCr92 мг/кгCu88 мг/кгFe25200 мг/кгPb112 мг/кгZn428 мг/кгОрганические материалы48 г/кгВода417 г/кг

Донные илистые отложения имеют плотность 1,54 кг/дм³. К донным илистым отложениям добавляют 5% (от массы сухого материала) фосфорной кислоты, 85%. Полученную смесь вводят в трубчатый реактор, на выходе из которого смесь находится в виде пены, имеющей относительную плотность в пределах между 0,8 и 0,9. Затем пену помещают в цилиндрические контейнеры, имеющие диаметр 10 см и глубину примерно 1 см. Контейнеры помещают в поток воздуха, имеющий температуру 25°C и скорость 1,5 м/сек, в течение 100 часов, в течение этого периода образцы непрерывно взвешивают.Значения содержания сухого материала вычисляют по результатам взвешивания. Результаты представлены на чертеже.

Пример 2 (не соответствует настоящему изобретению)

В примере 2 осуществляют процедуру, как в примере 1, за исключением того, что к донным илистым отложениям не добавляют фосфорной кислоты. Значения содержания сухого материала в различные моменты времени представлены на чертеже.

Сравнение результатов примеров 1 и 2 иллюстрирует воздействие вспенивания в соответствии с настоящим изобретением на изменение со временем содержания сухого материала обрабатываемых донных илистых отложений.

Пример 3 (в соответствии с настоящим изобретением)

В примере 3 обрабатывают образцы донных илистых отложений, собранные с места для распределения донных илистых отложений после углубления дна. Композиция главных загрязняющих примесей, по массе, в донных илистых отложениях представлена в следующей далее таблице 2.

Таблица 2СоставляющиеСодержание, по массе
(от массы сухого материала)Cd1,9 мг/кгCo14 мг/кгCr, таблица 1 95 мг/кгCu100 мг/кгNi22 мг/кгPb78 мг/кгZn385 мг/кгОрганический материал31 г/кгВода420 г/кг

Донные илистые отложения имеют плотность 1,67 кг/дм³. К донным илистым отложениям добавляют 2,5% (от массы содержания сухого материала) фосфорной кислоты. Затем фосфатированные донные илистые отложения откачивают посредством перистальтического насоса и вводят в прозрачные колонны, имеющие высоту 1220 мм и диаметр 100 мм. Колонны закупориваются на их нижнем основании проволочной сеткой, имеющей 1 мм отверстия, покрытые текстилем. Сам текстиль покрывают слоем песка (толщина примерно 1 см). Плотность донных илистых отложений, которые находятся в виде пены, затем вычисляют по измерениям высоты пены в колонне и ее массы. Получают значение 1,4 кг/дм³. В этот момент содержание сухого материала равно 50%. После четырех дней хранения в колонне при температуре 30°C плотность увеличивается до 1,7 кг/дм³, и содержание сухого материала составляет 52,9%.

В конце хранения образцы подвергают исследованию выщелачивания "TCLP", определенному выше. Результаты исследований представлены в таблице 3 (в мг/л).

Таблица 3pHCdCuNiPbZnPO₄4,9<0,005<0,05<0,05<0,040,91010

Пример 4 (не соответствует настоящему изобретению)

В примере 4 осуществляют процедуру, как в примере 3, за исключением того, что донные илистые отложения и не вспенивают, и не фосфатируют.Во время их введения в колонны, донные илистые отложения не находятся в виде пены, и их плотность равна 1,67 кг/дм³.

После сушки донные илистые отложения подвергают исследованию TCLP. Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4pHCdCuNiPbZnPO₄5,30,0120,18<0,050,065,5<1

Сравнение таблиц 3 и 4 иллюстрирует ту степень инертности тяжелых металлов, которую получают.

Пример 5 (в соответствии с настоящим изобретением)

В примере 5 осуществляют процедуру, как в примере 3, за исключением того, что к донным илистым отложениям добавляют 7,2% фосфорной кислоты, 85%. После ее введения в колонны плотность пены составляет 1,01 кг/дм³, что составляет примерно 70% от плотности донных илистых отложений перед фосфатизацией и содержание сухого материала в нем равно 50%. После 6 дней хранения в колоннах плотность увеличивается до 1,4 кг/дм³. В этот момент содержание сухого материала в нем равно 59,4%. Затем пену переносят в чашки, а затем повторно вводят в колонны. После этой манипуляции, которая моделирует переворачивание донных илистых отложений, донные илистые отложения опять хранят в течение 6 дней. По окончании 6 дней содержание сухого материала равно 71,2%.

Изобретение относится к способам обработки донных илистых отложений, в частности, загрязненных тяжелыми металлами и органическим материалом, которые образуются из осадка от очистки водных путей или загрязненных почв. Для осуществления способа донные илистые отложения последовательно переводят в инертную форму и вспенивают посредством добавления фосфорной кислоты при контролируемых условиях, включающих в себя регулируемое механическое перемешивание, которое делает возможным получение пены, имеющей плотность, меньшую, чем 90% от плотности донных илистых отложений, стадию сушки пены и стадию ее кальцинирования. В предпочтительном варианте осуществления способа высушенные донные илистые отложения достигают содержания сухого материала, превышающего 65% после 12 дней сушки в траншее для компостирования, содержащей слой песка, расположенный на мембране, непроницаемой для воды. Температуру кальцинирования поддерживают в пределах между 550 и 750°С, а продукт, полученный после кальцинирования, смешивают с водой и затем подвергают осаждению и отверждению. Способ обеспечивает экономичное и быстрое превращение донных илистых отложений в продукты, имеющие механическую прочность, достаточную для простого механического воздействия при перемещении. 7 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 ил.

1. Способ обработки донных илистых отложений, последовательно включающий в себя стадию, на которой переводят в инертную форму и вспенивают донные илистые отложения посредством добавления фосфорной кислоты при контролируемых условиях, включающих в себя регулируемое механическое перемешивание, которое делает возможным получение пены, имеющей плотность, меньшую, чем 90% от плотности донных илистых отложений, стадию сушки пены и стадию ее кальцинирования.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что относительная плотность пены является меньшей, чем 85% от плотности донных илистых отложений.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что относительная плотность пены находится в пределах между 55 и 65% от плотности донных илистых отложений.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что пену сушат посредством технологий, связанных с компостированием.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после 12 дней сушки высушенные донные илистые отложения достигают содержания сухого материала, превышающего 65%.6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что сушку осуществляют в траншее для компостирования, содержащей слой песка, расположенный на мембране, непроницаемой для воды.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура кальцинирования находится в пределах между 550 и 750°С.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт, полученный после кальцинирования, смешивают с водой и затем подвергают осаждению и отверждению.