PL226975B1 - Sposób absorpcji toksycznych metali wpopiołach potermicznym unieszkodliwieniu osadów sciekowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób absorpcji toksycznych metali w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych i przeprowadzenia toksycznych metali w trudno rozpuszczalne związki chemiczne, co ogranicza stopień ich wymywania do wód powierzchniowych oraz możliwość późniejszego wykorzystania otrzymanego produktu, jako nawozu.

Znany jest powszechnie problem bardzo uciążliwych dla środowiska naturalnego osadów ściekowych powstających w trakcie oczyszczania ścieków komunalnych. Preferowaną metodą postępowania z osadami ściekowymi ma być ich unieszkodliwianie termiczne w postaci spalania. Istotnym problemem towarzyszącym: spalaniu osadów ściekowych jest ryzyko emisji metali ciężkich. Po procesach termicznych, oprócz emisji gazów do atmosfery, pozostają popioły lotne i popaleniskowe. Zwykle osady ściekowe zawierają znaczne ilości metali toksycznych, których zawartość zwiększa się dodatkowo po spaleniu części organicznej osadów. Problem środowiskowy zawartości metali toksycznych w osadzie ściekowym zostaje tylko przeniesiony do pozostałego po nich popiołu.

Znane są różne zastosowania popiołów: wypełnianie terenów niekorzystnie przekształconych (zapadliska czy nieeksploatowane odkrywkowe wyrobiska), utwardzanie powierzchni terenów, wykorzystanie do zabezpieczenia przed erozją wodną i wietrzną powierzchni skarpy zamkniętego składowiska odpadów, budowy wałów, nasypów drogowych i kolejowych, podbudów dróg i autostrad. Także znanym rozwiązaniem jest poddanie popiołów procesowi granulacji a następnie spiekania w temperaturze 1200:1400°C, w celu uzyskania granulatu o strukturze keramzytu lub szkliwa.

W żadnym z proponowanych rozwiązań nie zastosowano stabilizacji metali toksycznych w popiele celem zabezpieczenia ich przed wymywaniem.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie metody absorpcji toksycznych metali w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych i przeprowadzenia toksycznych metali w trudno rozpuszczalne związki chemiczne, co ogranicza stopień ich wymywania do wód powierzchniowych oraz możliwość późniejszego wykorzystania otrzymanego produktu, jako nawozu.

Istotą wynalazku jest zastosowanie odżelazionej zwietrzeliny haloizytowej, jako adsorbentu do trwałego wiązania toksycznych metali wymywanych z popiołu w trakcie prowadzonego procesu ekstrakcji za pomocą rozcieńczonego wodnego roztworu kwasu nieorganicznego. Zastosowanie odżelazionej zwietrzeliny bazaltowej zwiększa jej pojemność adsorpcyjną, zwłaszcza do trwałego wiązania metali ciężkich.

Sposób absorpcji toksycznych metali w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych i przeprowadzenia toksycznych metali w trudno rozpuszczalne związki chemiczne, polegający na zastosowaniu adsorbentu haloizytowego i procesu ekstrakcji rozcieńczonym wodnym roztworem kwasu nieorganicznego charakteryzuje się tym, że do 7 części wagowych popiołu po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych o zawartości 90% wagowych suchej masy dodaje się 2 części wagowe odżelazionej zwietrzeliny haloizytowej o zawartości żelaza poniżej 3% wagowych i do całości dodaje się od 5 do 7 części wagowych roztworu wodnego kwasu siarkowego o stężeniu 3% wagowych.

Zaletą wynalazku jest stosowanie odżelazionej zwietrzeliny haloizytowej, jako adsorbenta do wiązania metali toksycznych obecnych w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych. Użycie zwietrzeliny haloizytowej o obniżonej zawartości żelaza pozwala na zmniejszenie stężenia wodnego roztworu kwasu siarkowego zastosowanego wymywania toksycznych metali z popiołów i ogranicza stopień ich wymywania do wód powierzchniowych oraz stwarza możliwość późniejszego wykorzystania otrzymanego produktu, jako nawozu. Pozwala na zmniejszenie zużycia wapna hydratyzowanego i kaolinitu w dalszych etapach procesu alkalizacji mieszaniny zwietrzeliny haloizytowej z popiołami i nadawaniem jej formy granulatu za pomocą tych surowców.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania.

Do 7 części wagowych popiołu po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych o zawartości 90% wag. suchej masy dodaje się 2 części wagowe odżelazionej zwietrzeliny haloizytowej o zawartości żelaza poniżej 3% wagowych i do całości dodaje się od 5 do 7 części wagowych roztworu wodnego kwasu siarkowego o stężeniu 3% wagowych. Otrzymaną mieszaninę w formie plastycznej kondycjonuje się przez 24 godziny w temperaturze 333 K. Następnie, po 24 godzinach, do mieszaniny dodaje się wapno hydratyzowane aż do uzyskania odczynu pH 8,1-8,6. Do całości mieszaniny dodaje się 4 części wagowe pylistego kaolinitu, do uzyskania plastycznej mieszaniny, której nadaje się postać granulatu o średnicy 5 mm, który suszy się w temperaturze 353 K przez 6 godzin.

PL 226 975 B1

Początkowa zawartość w popiele po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych wynosiła (w mg/kg s. m.): chromu 50,5; miedzi 650; ołowiu 247; niklu 105; cynku 2540. Po siedmiu dniach składowania granulatu popiołu po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych z mieszaniną sorbentów mineralnych i wapna hydratyzowanego wykonano ekstrakcję kwasem octowym utrzymując pH = 4 przez 24 godziny. Stopień wymywania metali w ekstrakcie octowym granulatu wynosił chromu 3,2%; miedzi 4,5%; ołowiu 2,7%; niklu 5,1%; cynku 17%.

Zastrzeżenie patentowe

1. Sposób absorpcji toksycznych metali w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów

Claims (1)

1. Sposób absorpcji toksycznych metali w popiołach po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych i przeprowadzenia toksycznych metali w trudno rozpuszczalne związki chemiczne, polegający na zastosowaniu adsorbentu haloizytowego i procesu ekstrakcji rozcieńczonym wodnym roztworem kwasu nieorganicznego, znamienny tym, że do 7 części wagowych popiołu po termicznym unieszkodliwieniu osadów ściekowych o zawartości 90% wagowych suchej masy dodaje się 2 części wagowe odżelazionej zwietrzeliny haloizytowej o zawartości żelaza poniżej 3% wagowych i do całości dodaje się od 5 do 7 części wagowych roztworu wodnego kwasu siarkowego o stężeniu 3% wagowych.