Способ безвредного складирования отходов Советский патент 1990 года по МПК B09B1/00 

Изобретение относится к защите окружающей среды, в частности к способу безвредного складирования твердых отходов или выбросов, растворенных в водной среде, при использовании золы бурых углей.

Цель изобретения - повышение экономичности способа за счет утилизации дополнительных твердых токсичных отходов. э

В предлагаемом способе для складирования используют золу бурых углей - отход электростанций в качестве твердых отходов, отработанный катализатор на основе окиси железа - отход нефтехимической промышленности, или отработанную измельченную газоочистительную массу - отход коксовых заводов, и воду, при соотношении в мас„ч, 100: :(5-50):(20-40).

Таким образом, при смешении двух совершенно различных и не пригодных

для складирования отходов и воды получается один твердый продукт, который вследствие своей плотности и компактности является водонепроницаемым и особенно пригоден для складирования в отвалы.

Широкое техническое применение может быть обусловлено, если зола бурых углей, удаляемая из электростанций, транспортируется при помощи транспортных устройств, а твердые отходы отдельно

i1

Оба эти компонента в требуемых количествах должны перемериваться в смесителе непосредственно у места складирования в отвал образующегося инертного компактного продукта. Подвод, смешение и выгрузка могут происходить непрерывно. Смесительная установка может монтироваться непосредственно на ленточном отвапообразователе.

ел

4Ь vl

О СО СО

СМ

До сих пор обычно выбрасываемые вещества, при складировании которых в месте отвала существует опасность загрязнения грунтовых вод, герметизировались либо чистой глиной, либо сбрасывались в выработанные глиняные карьеры, на основании и стенках которых остается еще несколько метров натуральной глины. В связи с дефицитом , глины и недостаточным количеством открытых глиняных карьеров приходится в качестве скрепляющего материала использовать искусственную пленку. При реализации предлагаемого способа та- кие этапы являются излишними.

Боковые стенки и нижняя плоскость отвала из выбросов эффективно уплотня- - ются до такой мощности пласта, при которой создается препятствие проник- J новению инфильтрата с вредныш веществами в грунт. Таким образом, практически вредное воздействие на грунтовые воды исключается. Вода, стекающая на дно отвала, может собираться в 2 дренажи и отводиться, не причиняя вреда.

Предпочтительно использовать смесь для заполнения естественных подземных полостей или выработанных полых , пространств. При этом целесообразно в смесь из золы бурых углей, выбрасываемой из электростанций, и других отходов добавлять воду в таком количестве и в такой момент времени, чтобы при транспортировании смеси до места отвала она была текучей. При помощи этого способа создается препятствие проникновению в грунтовые воды сульфатов, хлоридов и других вредных . веществ, которые образуются при выветривании горной породы. Дождевая вода из герметизирующего слоя, выполненного по предлагаемому способу, может отводиться дренажами, находящимися на его поверхности, и устраняться без какого-либо ущерба.

Для осуществления способа пригодна как неувлажненна зола в виде пыли, которая собирается из бункеров электростанций, так и влажная, которая после удаления из электростанций находится, например, в карьерах выработанных месторождений, куда она поступила на складирование..

Зола от электростанций содержит ми неральную субстанцию чистого угля и примеси песка и глины, сопутствующие углю, подаваемому на месторожде3

5

,5

5 ,- г

JQ 5

, .г35

50

5

ний. Большая часть этой золы представляет собой тонкую фракцию из электрофильтров, а меньшая часть - грубодис- персную котельную золу с высоким содержанием песка.

Химические и физические свойства золы бурого угля, поступающей из электростанций, определяются главным образом в зависимости от содержания кальция. Он присутствует в золе в виде окиси, феррита и сульфата кальция. Высокая реакционная способность еще более усиливается за счет мелкозернистости золы и ее большой внутренней поверхности.

Не ухудшая свойства спекания золы бурового угля, к ней можно подмешивать до 50 мас.% твердых веществ. Твердые отходы чаще всего имеются в порошкообразном или гранулированном виде, о иногда в кусковой форме, и их целесообразно сухими гомогенно перемешивать с золой бурого угля из электростанций и после этого добавлять необходимое количество воды.

Спустя короткий промежуток времени кашеобразная.смесь, которая еще более уплотняется путем применения механических воздействий (например, встряхивания, прокатки по ней гусеничной ленты или вальцов), цементируется вследствие химических превращений, происходя- щих при нагреве.

Пример 1. В качестве твердых отходов применяют отработанный катализатор на основе окиси железа, который является отходом нефтехимической индустрии. Эти отработанные катализаторы имеют такое высокое содержание воднорастворимого мышьяка, что они могут складироваться только на специальных свалках. Использованный катализатор представляет собой пресс- форму размером в сантиметр. В течение 24 ч этот материал промывают дистиллированной водой в соотношении 1:10 при постоянной ее циркуляции, после чего в фильтрате соххержание мышьяка составляет 1,3 мг/л.

Смерь из 30 мае,ч. отработанного катализатора, 100 мае.ч. золы бурых углей и 20-40 мае.ч. воды становится компактным, плотным, чрезвычайно твердым телом, для которого Kf, определяющий водопроницаемость, равен 910 м/с. После промывания содержание мышьяка в фильтрате ниже предель

ного значения 0,03 мг/л и, следовательно, ниже допустимого значения для питьевой воды 0,05 мг/л.

Пример 2. Применяет смеситель периодического типа Аирмы Драйз, Мангейм, с лежащим недвижущимся смесительным барабаном, в котором работают смесительные инструменты, установленные на горизонтально расположенном вале. Золу бурых углей накопляют в больших силосоЪбразных резервуарах. Для опыта выбирают по 100 кг золы бурых углей из силоса, взвешивают ее и подают в смеситель. После этого взвешивают определенное количество тверды отходов (50-80 кг), и подают в смеситель, после чего начинают процесс смешивания. Время смешивания составляет 30 с или больше и добавляют воду.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

При слишком низком количестве жидкости возникают проблемы при смешивании, затвердевание протекает относительно быстро и образуются гранулы. Если доля воды слишком большая, то .масса остается мягкой на относительно долгое время, в случаях достигается процесс схватывания только через несколько дней. Это является невыгодным для применения способа на практике.

Количество твердых отходов,.т.е. применение 50 мае.ч. или менее, не играет роли для проведения способа. Твердые отходные вещества связывают в отвердевающую массу yi охватывают ее таким образом, что они практически ок

10

15

х20

476996

станции в составе по пробе 3 (табли-f ца) с водой до получения жихеобразной консистенции. После твердения испытуемого образца его промывают 10-кратным количеством воды при постоянной циркуляции воды.

Из данных опыта с продолжительностью 6 недель видно, что вредные вещества отработанной газоочистительной массы в элюате практически не обнаружены.

При складировании на свалках данного отхода без его обезвреживания имеются значительные трудности, так как газоочистительная масса имеет более чем 20% водорастворимых составных частей, например несколько процентов роданида (.

Предлагаемым способом газоочистительную массу можно складировать в любом месте без дополнительных мероприятий.

Буровые керны их образующегося монолитного блока показывали, что прочность на сжатие составляет в среднем 120 кг/см5, водопроницаемость - К ЗхНГ9м/с. При такой чрезвычайно низкой водопроницаемости опасность загрязнения грунтовых вод не грозит.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в упрочняющуюся смесь дополнительно добавляют твердые отходы, которые связываются в твердый монолит с отвердевшей золой. Регулирование стабильности осуществляется только путем выбора соотношения компонентов, т.е. количества золы, отходов и воды. Применяемые материалы не

25

30

35

Изобретение относится к области защиты окружающей среды, в частности к складированию промышленных отходов. Цель изобретения - повышение экономичности. Для этого отработанный катализатор на основе окиси железа (отход нефтехимической промышленности) или отработанную измельченную газоочистительную массу (отход коксовых заводов) смешивают с золой бурых углей (отход электростанций) и водой в соотношении, мас. ч, 5-50:100:20-40 до получения жижеобразной текучей массы и складируют ее в отвал путем распределения по дну и боковым поверхностям отвала. 1 табл.

ружены защитной оболочкой, которая не Q обладают какими-либо конкретными оп45

проницаема для грунтовых вод. Таким образом, твердые отходы заключены безвредно в капсулах и этим безвредно складированы. Если применяют больше 50 мае,ч, твердых отходов, то достаточное окружение отходов оболочкой больше не обеспечено, в частности имеется опасность, чем твердые отходы, находящиеся вблизи края отвала, вымываются, так как оболочка,не достаточ- д на надежна и стенка капсулы не достаточно толстая. По этому запрещают применение более 50 мае.ч. твердых отхоределенными свойствами для гарантирования требующейся стабильности упроч няющейся массы. Формула изобретения

Способ безвредного складирования отходов, включающий смешивание золы бурых углей - отхода электростанций с водой до получения жижеобразной текучей массы, складирование ее в отвал и выдерживание до полного отверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа за счет утилизации доСпособ безвредного складирования отходов, включающий смешивание золы бурых углей - отхода электростанций с водой до получения жижеобразной текучей массы, складирование ее в отвал и выдерживание до полного отверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения экономич ности способа за счет утилизации додов.

Пример 3. Для испытания пред-,, гтолнителъных твердых токсичных отхо- лагаемого способа изготавливают испы- дов, перед смешиванием с водой к эо- туемый образец массой 1,8 т путем сме- ле бурых углей добавляют отработан- шивания отработанной газоочистительной массы и -золы бурых углей электроный катализатор на основе окиси железа - отход нефтехимической промышлен5

д

ределенными свойствами для гарантирования требующейся стабильности упроч няющейся массы. Формула изобретения

Способ безвредного складирования отходов, включающий смешивание золы бурых углей - отхода электростанций с водой до получения жижеобразной текучей массы, складирование ее в отвал и выдерживание до полного отверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа за счет утилизации догтолнителъных твердых токсичных отхо- дов, перед смешиванием с водой к эо- ле бурых углей добавляют отработан-

ный катализатор на основе окиси железа - отход нефтехимической промышленности или отработанного измельченную газоочистительную ма ссу - отход коксовых заводов при соотношении с золой бурых углей и водой в мае.ч. (5-50):

10

20

50

50

72 Рыхлый, не перемешиваемый

80 Пастообразный

:100:(20-40), а складирование полученной массы осуществляют путем распре - деления ее по дну и боковым поверхностям отвала.

Затвердевший (твердый)

Твердение

нач,

Твердый