RU2294905C2 - Method of reusing ashes - Google Patents

Method of reusing ashes Download PDF

Info

Publication number
RU2294905C2
RU2294905C2 RU2001136046A RU2001136046A RU2294905C2 RU 2294905 C2 RU2294905 C2 RU 2294905C2 RU 2001136046 A RU2001136046 A RU 2001136046A RU 2001136046 A RU2001136046 A RU 2001136046A RU 2294905 C2 RU2294905 C2 RU 2294905C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ash
mixture
burning
treatment
granules
Prior art date
Application number
RU2001136046A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001136046A (en
Inventor
Сергей Васильевич Карпов (RU)
Сергей Васильевич Карпов
ков Алексей Олегович Дь (RU)
Алексей Олегович Дьяков
Original Assignee
АШ ДЕК Умвельт АГ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by АШ ДЕК Умвельт АГ filed Critical АШ ДЕК Умвельт АГ
Priority to RU2001136046A priority Critical patent/RU2294905C2/en
Publication of RU2001136046A publication Critical patent/RU2001136046A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2294905C2 publication Critical patent/RU2294905C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

FIELD: waste disposal.
SUBSTANCE: invention relates to utilizing ashes from combustion of sludge formed during treatment of municipal sewages, agricultural sewages, and from combustion of domestic garbage, and problematic garbage. Method is characterized by mixing 40-60% ashes; 10-20% silica-based component composed of 50-75% SiO2, 5-30% Al2O3, 5-20% Na2O, and 1-10% CaO; and 20-40% acidic component; granulating thus obtained mixture; powdering granules with disperse refractory material; partially drying and then thermally treating them in two steps: first at 400-600°C for 10-30 min and then at 870-950°C for 1-20 min.
EFFECT: substantially lowered process temperature, increased strength and waterproofness of resulting nontoxic granules, which can be buried without damage for environments or used as aggregates for building materials.
24 cl, 3 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к переработке отходов, точнее к способам утилизации золы путем превращения ее в гранулированную нетоксичную форму.The invention relates to the processing of waste, and more specifically to methods for the disposal of ash by converting it into a granular non-toxic form.

Полученная в результате осуществления изобретения гранулированная зола может быть захоронена без ущерба для окружающей среды или использована в качестве заполнителя для строительных материалов.The granular ash obtained as a result of the invention can be disposed of without environmental damage or used as a filler for building materials.

Актуальной технической и экологической проблемой, особенно для крупных городов, является утилизация образующейся при сжигании муниципальных бытовых отходов и осадков очистных сооружений золы, содержащей в ряде случаев токсичные вещества.An urgent technical and environmental problem, especially for large cities, is the utilization of ash generated during the burning of municipal household waste and sludge from sewage treatment plants, which in some cases contains toxic substances.

Простейшие приемы утилизации золы, такие как распыление на сельскохозяйственных угодьях или захоронение в мусорохранилищах, хотя и дешевы, не могут считаться экологически приемлемыми. Поэтому для исключения непосредственного контакта захораниваемой золы с окружающей средой осуществляют обваловку хранилищ. Однако это также небезопасно, поскольку для обваловки используют бетон с заполнителем, состоящим из той же золы, которая в свою очередь постепенно через поры бетона и трещины вымывается в почву.The simplest methods of ash disposal, such as spraying on farmland or landfilling in waste bins, although cheap, cannot be considered environmentally friendly. Therefore, to exclude direct contact of the buried ash with the environment, the storage sites are deboned. However, this is also unsafe, since concrete is used for deboning with aggregate consisting of the same ash, which in turn is washed out into the soil through concrete pores and cracks.

Для лучшего удержания золы в бетон добавляют связующие, например известковое молоко, гипс, глину. В качестве связующих могут выступать некоторые отходы промышленного производства, которые таким образом также подвергаются утилизации (зола-унос, дымовой гипс, щелочной сток производства химических волокон и др.). Такие наполненные бетоны, цементы, асфальты используют, как правило, в качестве строительного материала и дорожного покрытия [патент РФ №2145585 от 27.02.1997, патенты DE №3641786 от 21.06.86, DE №3713482 от 22.04.87, DE №43337789 от 05.11.93, JP №6318224 от 27.07.88, JP №8217501 от 27.08.96, US №55562587 от 14.09.92]. Однако со временем и эти бетоны разрушаются, наблюдается появление трещин, сколов и находящаяся в бетоне зола и другие отходы постепенно вымываются и попадают в окружающую среду.For better ash retention, binders, for example milk of lime, gypsum, clay, are added to concrete. Some industrial wastes may act as binders, which can thus also be disposed of (fly ash, flue gypsum, alkaline runoff of chemical fiber production, etc.). Such filled concrete, cement, asphalt is used, as a rule, as a building material and pavement [RF patent No. 2145585 from 02.27.1997, DE patents No. 3441786 from 06.21.86, DE No. 3713482 from 04.22.87, DE No. 43377789 from 11/05/93, JP No. 6318224 of 07/27/88, JP No. 8217501 of 08/27/96, US No. 55562587 of 09/14/92]. However, over time, these concretes also collapse, cracks, chips appear, and the ash and other waste contained in the concrete are gradually washed out and enter the environment.

Известны способы получения полимербетонов, наполненных золой, когда в качестве связующего используют высокомолекулярные соединения, например ненасыщенную полиэфирную смолу [патент РФ №2100303 от 20.02.1996]. Такой полимербетон отличается высокими прочностными характеристиками, устойчивостью к сколам, изделия из него обладают беспористой поверхностью, однако стоимость его очень высока. Кроме того, полимерный компонент бетона подвержен воздействию микроорганизмов, что со временем приводит к его разложению и, следовательно, разрушению бетона и вымыванию золы.Known methods for producing polymer concrete filled with ash, when high molecular weight compounds, for example, unsaturated polyester resin are used as a binder [RF patent No. 2100303 from 02.20.1996]. Such polymer concrete is characterized by high strength characteristics, resistance to chips, products from it have a non-porous surface, but its cost is very high. In addition, the polymer component of concrete is exposed to microorganisms, which over time leads to its decomposition and, consequently, destruction of concrete and leaching of ash.

Основной причиной указанных недостатков, присущих описанным выше известным способам, является утилизации золы в порошкообразном виде. Это приводит к тому, что мелкие частицы золы не удерживаются в носителе - строительном материале и через дефекты в нем вымываются наружу.The main reason for these disadvantages inherent in the above-described known methods is the disposal of ash in powder form. This leads to the fact that small particles of ash are not retained in the carrier - a building material and are washed out through defects in it.

Известен способ утилизации золы и отходов обогащения угля путем получения из них уплотненных агломератов спеканием при температуре 1200-1400°С и последующего использования полученного аглопорита в качестве заполнителя бетона [А.С. СССР №548586]. Недостатками способа являются жесткие условия термообработки, высокая плотность получаемого аглопорита, отсутствие возможности регулирования размеров агломератов, что ухудшает качество композиционных материалов на их основе.A known method of disposal of ash and coal beneficiation waste by obtaining compacted agglomerates from them by sintering at a temperature of 1200-1400 ° C and subsequent use of the resulting agloporite as a concrete aggregate [A.S. USSR No. 5448586]. The disadvantages of the method are the harsh heat treatment conditions, the high density of the resulting agloporite, the inability to control the size of the agglomerates, which affects the quality of composite materials based on them.

Принципиальная возможность гранулирования золы показана в известном способе получения легкого заполнителя для бетона из органосодержащих отходов угольной промышленности путем их переработки введением в них кристаллогидратов сульфатов, гранулирования полученной шихты, предварительной термообработки гранул в окислительной среде при температуре 700-1000°С в течение 30-90 мин и обжига при температуре до 1200°С с одновременным опудриванием гранул дисперсным огнеупорным материалом [А.С. СССР №730655].The principal possibility of granulating ash is shown in a known method for producing lightweight aggregate for concrete from organo-containing coal industry wastes by processing them by introducing sulfate crystalline hydrates, granulating the resulting mixture, preliminary heat treatment of granules in an oxidizing medium at a temperature of 700-1000 ° C for 30-90 min and firing at temperatures up to 1200 ° C with simultaneous dusting of the granules with dispersed refractory material [A.S. USSR No. 730655].

Недостатком известного способа является высокая температура термообработки, коррозия аппаратуры под действием сернистого газа, выделяемого из шихты, и необходимость нейтрализации этого газа.The disadvantage of this method is the high heat treatment temperature, corrosion of the equipment under the action of sulfur dioxide released from the charge, and the need to neutralize this gas.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения гранулированного легкого заполнителя для бетона из углеродсодержащих отходов металлургического производства [патент РФ №2082688 от 03.06.1994]. Способ включает следующие операции. Смешиванием 50-85 мас.% обезвоженного шлама мокрой газоочистки печей, выплавляющих кремнийсодержащие сплавы, 3-8 мас.% железосодержащего компонента (колошниковая пыль кислородно-конверторного производств, железная руда), 1-8 мас.% известьсодержащего компонента (продукт сухой газоочистки печей для обжига извести, молотый известняк, доломит) и 5-10 мас.% глинистого компонента и воды до 100 мас.% приготавливается шихта. В шихту дополнительно к глине может быть введен пластификатор лигносульфонат в количестве до 1,5 мас.%. Шихту гранулируют, а полученные гранулы сушат. Затем в окислительной среде проводят предварительную двухстадийную термообработку гранул при температуре 450-660°С в течение 5-15 мин и при температуре 800-1000°С в течение 2-4 мин. Подготовленные таким образом гранулы подвергают обжигу при температуре порядка 1200°С с одновременным опудриванием дисперсным огнеупорным материалом. Полученные известным способом гранулы соответствуют насыпной плотности и прочности на сжатие для заполнителей бетона. Гранулы могут быть без применения связующих внесены в бетон, где равномерно распределяются в объеме. Недостатками известного способа является многостадийность температурной обработки (3 стадии) и особенно высокая температура, при которой осуществляется ее заключительная стадия. Кроме того, проведение термообработки в окислительной среде требует специального оборудования. Изготовленные гранулы получаются пористыми за счет вспучивания шихты при окислительно-восстановительных реакциях и выделении газов, происходящих во время термообработки. Наличие пор на поверхности таких гранул не исключает вымывания в окружающую среду токсичных веществ при эксплуатации наполненного этими гранулами бетона.Closest to the claimed invention is a method for producing granular lightweight aggregate for concrete from carbon-containing wastes of metallurgical production [RF patent No. 2082688 from 03.06.1994]. The method includes the following operations. By mixing 50-85 wt.% Dehydrated sludge of wet gas treatment of furnaces smelting silicon-containing alloys, 3-8 wt.% Of iron-containing component (blast furnace dust of oxygen-converter plants, iron ore), 1-8 wt.% Of lime-containing component (product of dry gas cleaning of furnaces for calcining lime, ground limestone, dolomite) and 5-10 wt.% clay component and water up to 100 wt.% the mixture is prepared. In addition to clay, a plasticizer lignosulfonate in an amount of up to 1.5 wt.% Can be added to the mixture. The mixture is granulated, and the obtained granules are dried. Then, in an oxidizing medium, a preliminary two-stage heat treatment of the granules is carried out at a temperature of 450-660 ° C for 5-15 minutes and at a temperature of 800-1000 ° C for 2-4 minutes. The granules thus prepared are calcined at a temperature of the order of 1200 ° C. while dusting with dispersed refractory material. The granules obtained in a known manner correspond to bulk density and compressive strength for concrete aggregates. Granules can be made without concrete into concrete, where they are evenly distributed in volume. The disadvantages of this method is the multi-stage heat treatment (3 stages) and especially the high temperature at which its final stage is carried out. In addition, heat treatment in an oxidizing environment requires special equipment. The produced granules are porous due to the expansion of the charge during redox reactions and the evolution of gases that occur during heat treatment. The presence of pores on the surface of such granules does not exclude leaching of toxic substances into the environment during operation of concrete filled with these granules.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа утилизации золы менее энергоемкого, чем известный, и получение устойчивого к внешним воздействиям, прежде всего влаги, гранулированного продукта.The problem to which the claimed invention is directed is to create a method for utilizing ash less energy intensive than the known one and to obtain a granular product that is resistant to external influences, especially moisture.

Заявляемый способ утилизации золы или смеси зол от сжигания отходов, выбранных из группы: бытовой мусор, осадки, образующиеся при очистке муниципальных сточных вод, осадки, образующиеся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, проблемный мусор, состоит в том, что смешивают 40-60 мас.% указанной золы, 10-20 мас.% компонента на основе оксида кремния состава SiO2 - 50-75%, Al2О3 - 5-30%, Na2O - 5-20%, CaO - 1-10%, 20-40 мас.% кислотного компонента, из полученной смеси формируют гранулы, опудривают их дисперсным огнеупорным материалом, подсушивают и проводят термообработку гранул в две стадии, при этом термообработку гранул на первой стадии ведут в течение 10-30 мин при температуре 400-600°С, а на второй стадии - в течение 1-20 мин при температуре 870-950°С.The inventive method of disposal of ash or a mixture of ashes from waste incineration selected from the group: household waste, sludge generated during the treatment of municipal wastewater, sludge generated during the treatment of agricultural wastewater, problem rubbish is that 40-60 wt. % of the specified ash, 10-20 wt.% component based on silicon oxide of the composition SiO 2 - 50-75%, Al 2 O 3 - 5-30%, Na 2 O - 5-20%, CaO - 1-10%, 20-40 wt.% Acid component, granules are formed from the resulting mixture, dusted with dispersed refractory material, dried and thermally treated Botko pellets in two steps, wherein the heat treatment the granules in the first step is carried out for 10-30 min at a temperature of 400-600 ° C and the second stage - for 1-20 minutes at a temperature of 870-950 ° C.

В качестве золы возможно использование золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и дополнительно золы от сжигания бытового мусора, при их соотношении 5:1-3:1 соответственно.As ash, it is possible to use ash from the burning of sludge generated during the treatment of municipal wastewater, and additionally ash from the burning of household waste, with a ratio of 5: 1-3: 1, respectively.

Кроме того, в качестве золы возможно использование золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и дополнительно золы от сжигания проблемного мусора, при их соотношении 5:1-3:1 соответственно.In addition, ashes, it is possible to use ashes from the burning of sludges generated during the treatment of municipal wastewater, and additionally ashes from burning problem waste, with a ratio of 5: 1-3: 1, respectively.

В качестве золы возможно использование смеси зол, состоящей из двух компонентов, первый из которых представляет собой золу от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, а второй состоит из смеси зол от сжигания бытового и проблемного мусора, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.As ash, it is possible to use a mixture of ashes consisting of two components, the first of which is ash from burning sludge generated during the treatment of municipal wastewater, and the second consists of a mixture of ash from burning household and problem waste, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1.

В качестве золы возможно использование смеси золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, и золы от сжигания бытового мусора, при их соотношении 5:1-3:1 соответственно.As ash, it is possible to use a mixture of ash from burning sediments generated during the treatment of agricultural wastewater and ash from burning household waste, with a ratio of 5: 1-3: 1, respectively.

В качестве золы возможно использование смеси золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, и золы от сжигания проблемного мусора, при их соотношении 5:1-3:1 соответственно.As ash, it is possible to use a mixture of ash from burning sludge generated during the treatment of agricultural wastewater and ash from burning problem waste, with a ratio of 5: 1-3: 1, respectively.

В качестве золы возможно использование смеси зол, состоящей из двух компонентов, первый из которых представляет собой золу от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, а второй состоит из смеси зол от сжигания бытового и проблемного мусора, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.As ash, it is possible to use a mixture of ashes consisting of two components, the first of which is ash from burning sludge generated during the treatment of agricultural wastewater, and the second consists of a mixture of ash from burning household and problem waste, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1.

В качестве золы возможно использование смеси золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод.As ash, it is possible to use a mixture of ash from the combustion of sludges generated during the treatment of municipal wastewater, and ash from the burning of sludges generated during the treatment of agricultural wastewater.

В качестве золы возможно использование смеси зол, состоящей из двух компонентов, первый из которых представляет собой смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, а второй компонент состоит из золы от сжигания бытового мусора, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.As ash, it is possible to use a mixture of ashes, consisting of two components, the first of which is a mixture of ash from the combustion of sludges generated during the treatment of municipal wastewater, and ash from the burning of sludges generated during the treatment of agricultural wastewater, and the second component consists of ash from burning household waste, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1.

В качестве золы возможно использование смеси зол, состоящей из двух компонентов, первый из которых представляет собой смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, а второй компонент состоит из золы от сжигания проблемного мусора, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.As ash, it is possible to use a mixture of ashes, consisting of two components, the first of which is a mixture of ash from the combustion of sludges generated during the treatment of municipal wastewater, and ash from the burning of sludges generated during the treatment of agricultural wastewater, and the second component consists of ash from burning problem waste, while the ratio of the mentioned components in the mixture is 5: 1-3: 1.

В качестве золы возможно использование смеси зол, состоящей из двух компонентов, первый из которых представляет собой смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, а второй компонент состоит из смеси зол от сжигания бытового и проблемного мусора произвольного состава, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.As ash, it is possible to use a mixture of ashes, consisting of two components, the first of which is a mixture of ash from the combustion of sludges generated during the treatment of municipal wastewater, and ash from the combustion of sludges generated during the treatment of agricultural wastewater, and the second component consists of a mixture angry from burning household and problem garbage of arbitrary composition, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1.

В качестве кислотного компонента возможно использование серной кислоты с концентрацией от концентрированной до 20%-ного раствора, или фосфорной кислоты с концентрацией от концентрированной до 30%-ного раствора, или отходов травильных растворов железа на основе серной кислоты, или смеси отходов травильных растворов железа на основе серной кислоты с серной кислотой.As the acid component, sulfuric acid with a concentration of concentrated to 20% solution, or phosphoric acid with a concentration of concentrated to 30% solution, or waste of etching solutions of iron based on sulfuric acid, or a mixture of waste of etching solutions of iron on based on sulfuric acid with sulfuric acid.

Варианты осуществления способа могут включать первоначальное смешивание золы и компонент на основе оксида кремния, а последующее добавление кислотного компонента.Embodiments of the method may include initially mixing the ash and the silica component, and then adding the acid component.

Смешивание компонентов могут проводить до образования однородной массы.Mixing of the components can be carried out until a homogeneous mass is formed.

Гранулы могут формировать при температуре 20-60°С.Granules can form at a temperature of 20-60 ° C.

В качестве дисперсного огнеупорного материала для опудривания гранул могут использовать компонент на основе оксида кремния исходной смеси.As a dispersed refractory material for dusting granules, a component based on silicon oxide of the initial mixture can be used.

Перед термообработкой гранулы могут высушивать при температуре 105-150°С до остаточной влажности не более 2%.Before heat treatment, the granules can be dried at a temperature of 105-150 ° C to a residual moisture content of not more than 2%.

Вторую стадию термообработки могут производить путем опаливания гранул, а охлаждение гранул после второй стадии термообработки осуществлять со скоростью не более 100°С/мин.The second stage of heat treatment can be performed by singeing granules, and the cooling of granules after the second stage of heat treatment can be carried out at a speed of not more than 100 ° C / min.

Указанная совокупность существенных признаков заявляемого способа утилизации золы обеспечивает получение технического результата: во-первых, снижения энергоемкости процесса за счет осуществления термообработки гранул в две стадии (вместо трех в способе-прототипе) при максимальной температуре 950°С (в способе-прототипе - 1200°С). Вторая стадия термообработки может быть заменена опаливанием гранул, что сокращает время проведения процесса. Во-вторых, в результате осуществления заявляемого способа получается легкий прочный гранулированный материал с непористой непроницаемой и поэтому устойчивой к воздействию влаги поверхностью (в отличие от известных гранул), нетоксичный, способный к самостоятельному длительному хранению без опасности загрязнения окружающей среды и являющийся универсальным заполнителем для различных строительных композиционных материалов.The specified set of essential features of the proposed method for utilization of ash provides a technical result: firstly, reducing the energy intensity of the process due to the heat treatment of granules in two stages (instead of three in the prototype method) at a maximum temperature of 950 ° C (in the prototype method - 1200 ° FROM). The second stage of heat treatment can be replaced by the singeing of granules, which reduces the time of the process. Secondly, as a result of the implementation of the proposed method, a lightweight durable granular material with a non-porous impermeable and therefore moisture-resistant surface (unlike the known granules) is obtained, non-toxic, capable of independent long-term storage without the risk of environmental pollution and is a universal filler for various building composite materials.

Заявляемый способ утилизации золы дешев, так как требует меньших энергозатрат, чем известные способы, и использует в качестве компонентов исходной смеси отходы потребления и производства. За пределами указанных интервалов значений параметров, при которых осуществляется заявляемый способ, технологические и экономические параметры способа и параметры получаемого материала ухудшаются. Так, увеличение количества золы в составе исходной смеси выше верхней границы интервала не позволяет получить прочные гранулы, они становятся хрупкими. Уменьшение доли золы в смеси ниже 40% нецелесообразно с точки зрения назначения способа - утилизации золы, то есть связывания в гранулах максимального количества золы. Изменение количественного состава остальных ингредиентов смеси приводит к ухудшению прочности гранул или невозможности их получения вообще. Формирование гранул происходит либо при комнатной температуре, либо при температуре до 60°С. Выше этой температуры наблюдается слипание гранул. После опудривания гранулы высушивают при указанной оптимальной температуре 105-150°С до остаточной влажности 2%, иначе в процессе дальнейшей термообработки испаряющаяся вода может разорвать гранулы. При температуре ниже 105°С сушка затягивается по времени, выше 150°С - испарение воды идет слишком быстро и гранулы становятся дефектными. Таким образом, указанные температурные и временные интервалы термообработки выбраны так, чтобы минимизировать энергозатраты. За нижними границами интервалов не получаются качественные прочные и непроницаемые гранулы, выход за верхние границы нецелесообразен, так как лишает заявляемый способ его основного преимущества - снижения температуры обработки гранул.The inventive method of disposal of ash is cheap, as it requires less energy than known methods, and uses as components of the initial mixture waste from consumption and production. Outside the specified ranges of parameter values at which the inventive method is carried out, the technological and economic parameters of the method and the parameters of the resulting material are deteriorating. So, an increase in the amount of ash in the composition of the initial mixture above the upper boundary of the interval does not allow to obtain strong granules, they become brittle. A decrease in the proportion of ash in the mixture below 40% is impractical from the point of view of the purpose of the method - the disposal of ash, that is, the binding in granules of the maximum amount of ash. A change in the quantitative composition of the remaining ingredients of the mixture leads to a deterioration in the strength of the granules or the inability to obtain them at all. The formation of granules occurs either at room temperature or at temperatures up to 60 ° C. Above this temperature, adhesion of the granules is observed. After dusting, the granules are dried at the indicated optimum temperature of 105-150 ° C to a residual moisture content of 2%, otherwise, during further heat treatment, evaporated water can break the granules. At temperatures below 105 ° C, drying is delayed in time, above 150 ° C - the water evaporates too quickly and the granules become defective. Thus, the indicated temperature and time intervals of the heat treatment are selected so as to minimize energy consumption. Beyond the lower boundaries of the intervals, high-quality durable and impermeable granules are not obtained, going beyond the upper boundaries is impractical, since it deprives the claimed method of its main advantage - lowering the temperature of processing the granules.

Заявляемый способ утилизации сходен с известным способом тем, что в основе обоих лежит процесс гранулирования золы, включающий смешивание ингредиентов, формование гранул, опудривание, подсушивание гранул, а также включающий термообработку гранул. Однако состав ингредиентов, последовательность и режим операций в заявляемом способе являются оригинальными, отличными от существенных признаков способа-прототипа.The inventive method of disposal is similar to the known method in that both are based on the process of granulating ash, including mixing the ingredients, molding the granules, dusting, drying the granules, and also including heat treatment of the granules. However, the composition of the ingredients, the sequence and mode of operations in the present method are original, different from the essential features of the prototype method.

Анализ уровня техники не позволил обнаружить решение, полностью совпадающее по совокупности существенных признаков с заявляемым способом утилизации золы, что свидетельствует о новизне изобретения.The analysis of the prior art did not allow to find a solution that completely coincides in the aggregate of essential features with the claimed method of ash disposal, which indicates the novelty of the invention.

Только совокупность существенных признаков заявляемого способа утилизации золы позволяет достичь указанного выше технического результата. Из известности отдельных признаков изобретения не вытекает с очевидностью возможность снижения температуры обработки гранул и при этом получения качественного продукта. Действительно, все известные способы гранулирования золы завершаются обжигом гранул при температуре не ниже 1100°С, при этом необходимо дополнительное опудривание гранул, предотвращающее их спекания.Only the set of essential features of the proposed method for the disposal of ash allows to achieve the above technical result. From the fame of the individual features of the invention does not follow clearly the possibility of lowering the processing temperature of the granules and at the same time obtain a quality product. Indeed, all known methods of granulating ash are completed by firing the granules at a temperature of not lower than 1100 ° C, while additional dusting of the granules is necessary to prevent their sintering.

Нельзя было заранее предположить также следующее.The following could not have been supposed in advance.

1) В результате осуществления заявляемого способа получают гранулы, защищенные от внешних воздействий прочной непористой поверхностью. Возможные токсичные вещества золы надежно скрыты внутри гранул и в случае, например, разрушения бетона, в котором гранулы используются в качестве заполнителя, не попадут в окружающую среду.1) As a result of the implementation of the proposed method receive granules protected from external influences by a solid non-porous surface. Possible toxic substances of ash are reliably hidden inside the granules and in the case of, for example, destruction of concrete, in which granules are used as aggregate, they will not be released into the environment.

2) Заявляемый способ применим для утилизации наиболее масштабных и распространенных отходов - золы от сжигания бытового мусора и осадков сточных вод.2) The inventive method is applicable for the disposal of the most widespread and common waste - ash from the incineration of household waste and sewage sludge.

3) Гранулы, получаемые заявляемым способом, являются универсальным нетоксичным заполнителем для композиционных строительных материалов.3) Granules obtained by the claimed method are universal non-toxic aggregate for composite building materials.

Таким образом, в заявляемом способе утилизации золы реализована новая функциональная зависимость "состав, операция - свойство". Это позволяет утверждать о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности "изобретательский уровень".Thus, in the inventive method of disposal of ash implemented a new functional dependence "composition, operation - property". This allows us to claim compliance of the claimed invention with the patentability criterion of "inventive step".

Возможность достижения заявленным способом поставленного результата при использовании зол, полученных при сжигании осадков муниципальных сточных вод в зависимости от методов очистки и/или сжигания, обусловлена следующим. В результате работ группы ведущих исследователей, проведенных в том числе с участием заявителя, можно сделать ряд нетривиальных выводов о свойствах таких зол:The ability to achieve the stated result in the claimed method when using ashes obtained by burning municipal wastewater sludge, depending on the treatment and / or incineration methods, is due to the following. As a result of the work of a group of leading researchers, including with the participation of the applicant, a number of non-trivial conclusions can be drawn about the properties of such evils:

размер частиц - от 0,1 до 100 μ, причем в этом диапазоне заметны две подгруппы частиц, а именно - аэрозольные частицы со средним размером около 0,5 μ и более крупные частицы с диаметром порядка 30-50 μ;particle size - from 0.1 to 100 μ, and in this range two subgroups of particles are noticeable, namely aerosol particles with an average size of about 0.5 μ and larger particles with a diameter of about 30-50 μ;

удельная поверхность золы сильно развита и достигает 5-20 м2/г;the specific surface of the ash is highly developed and reaches 5-20 m 2 / g;

форма частиц - аэрозольные частицы имеют более регулярную (сферообразную, прямоугольную и т.п.) форму, крупные частицы характеризуются менее упорядоченной формой;particle shape - aerosol particles have a more regular (sphere-shaped, rectangular, etc.) shape, large particles are characterized by a less ordered shape;

химический состав - аэрозольные частицы состоят в основном из солей, окислов и более сложных соединений с участием тяжелых металлов, крупные частицы в основном содержат более сложные соединения (типа алюмосиликатов) с участием т.н. матрицеобразующих элементов - Са, Mg, Si, Al, Fe и др;chemical composition - aerosol particles mainly consist of salts, oxides and more complex compounds with the participation of heavy metals, large particles mainly contain more complex compounds (such as aluminosilicates) with the participation of so-called matrix-forming elements - Ca, Mg, Si, Al, Fe, etc.

происхождение частиц золы - аэрозольные частицы образуются летучими соединениями ряда металлов, включая тяжелые, испаряющимися или возгоняемыми в процессе термического разложения сжигаемого осадка. Состав сжигаемого осадка определяет температуру и газовый поток через печь, а стало быть - количество, химсостав и тип аэрозольных частиц. В процессе охлаждения отходящего газа пары летучих соединений либо конденсируются на поверхности более крупных частиц, либо агрегируются в аэрозольные частицы;origin of ash particles - aerosol particles are formed by volatile compounds of a number of metals, including heavy ones, which evaporate or are sublimated during the thermal decomposition of the burned sediment. The composition of the combusted sludge determines the temperature and gas flow through the furnace, and therefore the quantity, chemical composition and type of aerosol particles. In the process of cooling the exhaust gas, vapors of volatile compounds either condense on the surface of larger particles or aggregate into aerosol particles;

происхождение крупных частиц - они не являются аггломератами аэрозолей, а образованы мелкодисперсной пылью, образуемой в процессе горения осушенного ила и выносимой газовым потоком из печи. Поскольку температуры и времена нахождения частиц в горячей зоне недостаточны для полного оплавления и приобретения частицами сферической формы, при прохождении через эту зону они лишь частично оплавляются с поверхности. В зоне охлаждения они представляют удобную мишень для осаждения на них аэрозолей;the origin of large particles - they are not agglomerates of aerosols, but are formed by fine dust formed during the combustion of dried sludge and carried out by the gas stream from the furnace. Since the temperatures and times of particles in the hot zone are insufficient to completely melt and acquire particles of a spherical shape, when passing through this zone they are only partially melted from the surface. In the cooling zone, they represent a convenient target for aerosol deposition on them;

концентрация тяжелых металлов в частицах двух типов сильно отличается. В типичном случае, концентрация цинка и кадмия в аэрозольных частицах составляла до 40000 мг/кг и 100 мг/кг, а в крупных частицах 550±200 мг/кг и около 30 мг/кг соответственно;the concentration of heavy metals in two types of particles is very different. In a typical case, the concentration of zinc and cadmium in aerosol particles was up to 40,000 mg / kg and 100 mg / kg, and in large particles 550 ± 200 mg / kg and about 30 mg / kg, respectively;

в зависимости от использованных средств для осаждения ила золы очистных илов можно разделить по соотношениям матрицеобразующих элементов на:depending on the means used for the deposition of sludge, the sewage sludge ash can be divided according to the ratios of matrix-forming elements into:

содержащие SiO2-Fe2O32O5- и относительно мало СаО-, иcontaining SiO 2 —Fe 2 O 3 —P 2 O 5 - and relatively little CaO—, and

содержащие SiO2-CaO-P2O5 и относительно мало Fe2О3.containing SiO 2 —CaO-P 2 O 5 and relatively little Fe 2 O 3 .

В золах с большим содержанием оксида железа главные фазы - это гематит, кварц, а также содержащий железо фосфат кальция.In ash with a high content of iron oxide, the main phases are hematite, quartz, and calcium phosphate containing iron.

Кроме того, эти золы содержат силикатные и силикато-фосфатные фазовые смеси или виды стекла с меняющимся содержанием SiO2, TiO2, Al2О3, СаО и MgO и имеют относительно высокое содержание К2O, а также Р2O3. Кроме того, в таких золах обнаружены плоские и сферические частицы (зерна) фосфата железа, которые встречаются также в смеси с гематитом. В качестве оксидов металла выступают гематит, оксид титана и ильменит.In addition, these ashes contain silicate and silicate-phosphate phase mixtures or types of glass with varying contents of SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , CaO and MgO and have a relatively high content of K 2 O as well as P 2 O 3 . In addition, flat and spherical particles (grains) of iron phosphate, which are also found in a mixture with hematite, were found in such ashes. The metal oxides are hematite, titanium oxide and ilmenite.

В золах, где мало оксида железа и много СаО, главные фазы это - только кварц и фосфат кальция. В качестве остальных силикатов выступают полевой шпат Na-K-Ca - смесь с полевым шпатом, Al-Fe-пироксен, Ca-Mg-Fe-пироксен, титанит и оливин, а также другие силикатно-фосфатные фазы.In ashes, where there is little iron oxide and a lot of CaO, the main phases are only quartz and calcium phosphate. The remaining silicates are Na-K-Ca feldspar - a mixture with feldspar, Al-Fe-pyroxene, Ca-Mg-Fe-pyroxene, titanite and olivine, as well as other silicate-phosphate phases.

Тем не менее, в связи с достаточно стандартным составом илового осадка в большинстве европейских крупных городов средние содержания тяжелых металлов в золе от илосжигания в целом отличаются мало (см. таблицу 1) - проведенные испытания практически со всеми золами состава позволяют обосновать заявленный способ как работающий и эффективный.However, due to the fairly standard composition of the sludge in most European large cities, the average heavy metal content in the ash and the incinerator as a whole differ little (see table 1) - the tests carried out with almost all the composition ash make it possible to substantiate the claimed method as working and effective.

Аналогичные доводы можно привести на возможные замечания о возможности достижения поставленного результата при использовании золы, полученной при сжигании осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод.Similar arguments can be made for possible comments about the possibility of achieving the set result when using the ash obtained by burning sediments generated during the treatment of agricultural wastewater.

Зола от сжигания бытового мусора или твердых бытовых отходов (ТБО) отличается от вышеперечисленных двух типов зол в сторону более высоких содержаний тяжелых металлов. Однако между золами от сжигания ТБО в разных городах разница физико-химических свойств не настолько велика, чтобы сделать заявленный процесс неэффективным. Если рассмотреть фракционный состав городских ТБО в разных регионах мира, данные показывают только различие в количестве органических фракций, которые выгорают и не принимают участие в образовании золы - см. таблицу 2. Проведенные исследования позволяют утверждать о возможности достижения поставленного результата при использовании зол от сжигания ТБО в колосниковых печах и вращающихся печах в трех различных регионах Европы.Ash from the incineration of household garbage or municipal solid waste (MSW) differs from the above two types of ash in the direction of higher contents of heavy metals. However, between the ash from the incineration of solid waste in different cities, the difference in physicochemical properties is not so large as to make the claimed process ineffective. If we consider the fractional composition of urban solid waste in different regions of the world, the data show only the difference in the number of organic fractions that burn out and do not take part in the formation of ash - see table 2. Conducted studies suggest that it is possible to achieve the set result when using ashes from burning solid waste in grate and rotary kilns in three different regions of Europe.

Возможность достижения поставленного результат при работе с золами, полученными при сжигании проблемного мусора, обусловлена следующим. Заявитель работал с золами от сжигания во вращающихся печах ряда проблемных отходов, которые, как правило, поступают на инсинератор от разных поставщиков, складируются и перемешиваются в соотношениях, позволяющих проводить процесс сжигания без нарушений ПДК на чистоту газов на выходе систем газоочистки. Так, мы исследовали золы с фильтров газоочистки вращающейся печи Венской Теплоцентрали (ВТЦ) - см. таблицу 3. Приведенная таблица показывает, что состав золы, получаемой от инсинератора ВТЦ, обладает высокой стабильностью, при том что ВТЦ утилизирует следующие отходы - батарейки, шлам гальванических производств, лакокрасочные отходы, электронный лом, медицинские отходы, грунт, пропитанный горюче-смазочными материалами, и пр. Кроме того, были проведены работы с образцами зол, полученных от трех инсинераторов французской группы SECHE, специализирующейся на термической переработке промышленных и бытовых «проблемных» отходов. Во всех случаях был получен однозначный ответ о возможности достижения поставленного результата при использовании способа.The possibility of achieving the set result when working with ashes obtained by burning problem rubbish is due to the following. The applicant worked with ashes from burning in a rotary kilns a number of problematic wastes, which, as a rule, are supplied to the incinerator from various suppliers, are stored and mixed in ratios that allow the combustion process to be carried out without violating the MPC for gas purity at the outlet of gas treatment systems. So, we investigated the ash from the gas purification filters of the rotary kiln of the Vienna Heating Plant (WTC) - see table 3. The table below shows that the composition of the ash obtained from the WTC incinerator is highly stable, while the WTC utilizes the following wastes - batteries, galvanic sludge production, paint and varnish waste, electronic scrap, medical waste, soil, impregnated with fuels and lubricants, etc. In addition, work was carried out with samples of ashes obtained from three incinerators of the French group SECHE, special ruyuscheysya for thermal processing of industrial and domestic "problematic" waste. In all cases, an unequivocal answer was received about the possibility of achieving the set result when using the method.

В подтверждение соответствия заявляемого изобретения условию патентоспособности "промышленная применимость" и для лучшего понимания его сущности ниже приводятся примеры конкретного выполнения.In confirmation of the compliance of the claimed invention with the condition of patentability "industrial applicability" and for a better understanding of its essence, examples of specific performance are given below.

Общая характеристика примеров следующая.The general characteristics of the examples are as follows.

Процесс гранулирования золы производился на стандартном технологическом оборудовании.The ash granulation process was carried out using standard technological equipment.

В качестве кремнийсодержащего компонента был использован компонент на базе оксида кремния, представляющий собой смесь глины из Пикалевского месторождения (г.Санкт-Петербург) и тонко размолотого оконного стекла, содержащий SiO2 - 50-75%, Al2O3 - 5-30%, Na2O - 5-20%, CaO - 1-10%. Следует, однако, отметить, что заявителем были проведены испытания с глиной, полученной из пяти различных месторождений, которые не выявили каких-либо серьезных отклонений в результатах процесса утилизации золы.As the silicon-containing component, a component based on silicon oxide was used, which is a mixture of clay from the Pikalevsky deposit (St. Petersburg) and finely ground window glass containing SiO 2 - 50-75%, Al 2 O 3 - 5-30% , Na 2 O - 5-20%, CaO - 1-10%. However, it should be noted that the applicant conducted tests with clay obtained from five different deposits, which did not reveal any serious deviations in the results of the ash utilization process.

В качестве кислотного компонента были использованы водные растворы неорганических кислот и отходы травильных растворов железа на основе серной кислоты, содержащие до 200 г/л солей железа.As the acidic component, aqueous solutions of inorganic acids and waste of etching solutions of iron based on sulfuric acid containing up to 200 g / l of iron salts were used.

Прочностные испытания гранул на сжатие были проведены в соответствии с ГОСТ 9758-86 "Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний".Strength compression testing of granules was carried out in accordance with GOST 9758-86 "Inorganic porous aggregates for construction work. Test methods".

Испытания токсичности гранул на содержание ионов тяжелых металлов и по микробиологии проведены:Tests of the toxicity of granules for the content of heavy metal ions and microbiology conducted:

1) Аккредитованной испытательной лабораторией пищевых продуктов, сырья и материалов при Центре испытаний и сертификации Санкт-Петербурга (Тест - СПб) Государственного комитета РФ по стандартизации и метрологии в соответствии с нормативными документами:1) An accredited testing laboratory of food products, raw materials and materials at the Center for Testing and Certification of St. Petersburg (Test - St. Petersburg) of the State Committee of the Russian Federation for Standardization and Metrology in accordance with regulatory documents:

МИ 2223-92 (содержание свинца); ГОСТ 30178-96 (содержание цинка, меди, железа); ГКСЭН 01-19147-11-92 (содержание хрома, никеля);MI 2223-92 (lead content); GOST 30178-96 (content of zinc, copper, iron); GKSEN 01-19147-11-92 (content of chromium, nickel);

ИСО 8288-86 (содержание кобальта);ISO 8288-86 (cobalt content);

2) Аккредитованной лабораторией исследования факторов среды обитания Городского Центра ГосСЭН Санкт-Петербурга при Департаменте санитарно-эпидемиологического надзора РФ Министерства здравоохранения РФ в соответствии с Методическими указаниями "Биотестирование продукции из полимерных и других материалов" 1.1.037-95.2) An accredited laboratory for the study of environmental factors of the City Center of the State SSES of St. Petersburg under the Department of Sanitary and Epidemiological Surveillance of the Russian Federation of the Ministry of Health of the Russian Federation in accordance with the Guidelines "Biotesting of products from polymeric and other materials" 1.1.037-95.

Пример 1.Example 1

Смешивают 440 г (44 мас.%) золы, полученной от сжигания осадков, образующихся в ходе очистки муниципальных сточных вод, 110 г (11 мас.%) золы от сжигания проблемного мусора, 110 г (11 мас.%) компонента на базе оксида кремния в виде смеси глины из Пикалевского месторождения (г.Санкт-Петербург) и тонко размолотого оконного стекла (SiO2 - 50%, Al2O3 - 30%, Na2O - 10%, CaO - 10%), затем добавляют 330 г (33 мас.%) отхода травильного раствора железа на основе серной кислоты, содержащего 200 г/л сернокислого железа. Смесь перемешиванием доводят до гомогенного состояния. В барабанном стандартном грануляторе формуют гранулы при температуре 60°С, опудривают их тем же составом, который использован для приготовления исходной смеси, и подсушивают в течение 30 мин при температуре 110°С. В печах барабанного типа проводят термообработку гранул в две стадии: при температуре 490°С в течение 15 мин и при температуре 910°С в течение 10 мин. Охлаждение гранул после второй стадии термообработки осуществляют со скоростью не более 100°С/мин.440 g (44 wt.%) Of ash obtained from burning sludge generated during the treatment of municipal wastewater, 110 g (11 wt.%) Of ash from burning problem waste, 110 g (11 wt.%) Of the oxide component are mixed silicon in the form of a mixture of clay from the Pikalevsky deposit (St. Petersburg) and finely ground window glass (SiO 2 - 50%, Al 2 O 3 - 30%, Na 2 O - 10%, CaO - 10%), then add 330 g (33 wt.%) Of the waste of an etching solution of iron based on sulfuric acid containing 200 g / l of iron sulfate. The mixture is brought to a homogeneous state by stirring. In a drum standard granulator, granules are formed at a temperature of 60 ° C, dusted with the same composition that was used to prepare the initial mixture, and dried for 30 minutes at a temperature of 110 ° C. In drum-type furnaces, the granules are heat treated in two stages: at a temperature of 490 ° C for 15 minutes and at a temperature of 910 ° C for 10 minutes. The granules are cooled after the second heat treatment step at a rate of not more than 100 ° C / min.

Пример 2.Example 2

Проведен согласно примеру 1, с тем отличием, что вторая стадия термообработки осуществлена опаливанием гранул с помощью газовой горелки с воздушным дутьем.Conducted according to example 1, with the difference that the second stage of heat treatment is carried out by singeing the granules using a gas burner with air blasting.

Пример 3.Example 3

Проведен согласно примеру 1. Для приготовления исходной смеси берут 550 г (55 мас.%) золы с муниципальных очистных сооружений.Carried out according to example 1. To prepare the initial mixture take 550 g (55 wt.%) Ash from municipal wastewater treatment plants.

Пример 4.Example 4

Проведен согласно примеру 1. Для приготовления исходной смеси берут 550 кг (55 мас.%) золы с муниципальных очистных сооружений и массу остальных ингредиентов исчисляют в кг.Conducted according to example 1. To prepare the initial mixture take 550 kg (55 wt.%) Ash from the municipal wastewater treatment plant and the mass of the remaining ingredients is calculated in kg.

Пример 5.Example 5

Проведен согласно примеру 1. Для приготовления исходной смеси берут 440 г (44 мас.%) золы, полученной от сжигания осадков, образующихся в ходе очистки муниципальных сточных вод, 110 г (11 мас.%) золы от сжигания бытового мусора.Conducted according to example 1. To prepare the initial mixture take 440 g (44 wt.%) Of ash obtained from the combustion of sludges generated during the treatment of municipal wastewater, 110 g (11 wt.%) Of ash from burning household waste.

Все гранулы, полученные в приведенных примерах согласно заявляемому способу, имели следующие характеристики:All granules obtained in the examples according to the claimed method had the following characteristics:

- размер гранул от 10 до 20 мм;- granule size from 10 to 20 mm;

- поверхность гранул гладкая, без пор, гранулы водонепроницаемы;- the surface of the granules is smooth, without pores, the granules are waterproof;

- гранулы не разрушаются вплоть до нагрузки 24 кг на гранулу (что соответствует ГОСТу), а при разрушении гранула раскалывается, пыли при этом не образуется;- granules do not collapse up to a load of 24 kg per granule (which corresponds to GOST), but when the granule breaks, it breaks, and dust does not form;

- по результатам исследований на токсичность, проведенных в указанных аккредитованных специализированных лабораториях, гранулы и водные вытяжки из них признаны нетоксичными.- According to the results of toxicity studies carried out in these accredited specialized laboratories, granules and water extracts from them are recognized as non-toxic.

Реализация заявляемого способа утилизации золы не ограничивается приведенными выше примерами.The implementation of the proposed method for the disposal of ash is not limited to the above examples.

Результаты, приведенные в примерах 1-5, свидетельствуют о том, что при осуществлении заявляемого изобретения удается в более мягких термических условиях, чем в известных аналогах, получить гранулированную золу с высокими прочностными характеристиками, водонепроницаемую, в нетоксичной форме. При этом выигрыш в температуре составляет до 300°С, что является принципиальным технологическим моментом. Гранулы исходя из указанных характеристик могут в дальнейшем захораниваться или использоваться в качестве заполнителя для строительных материалов.The results shown in examples 1-5 indicate that when implementing the claimed invention it is possible in milder thermal conditions than in known analogues, to obtain granular ash with high strength characteristics, waterproof, in a non-toxic form. In this case, the gain in temperature is up to 300 ° C, which is a fundamental technological moment. Pellets on the basis of these characteristics can be subsequently disposed of or used as a filler for building materials.

Таблица 1 - содержание фосфора, железа, алюминия и тяжелых металлов в золах ряда европейских инсинераторов.Table 1 - the content of phosphorus, iron, aluminum and heavy metals in the ashes of a number of European incinerators. ПечьOven Р2O5,%P 2 O 5 ,% Fe2O3, %Fe 2 O 3 ,% Al2O3, %Al 2 O 3 ,% Zn, mg/kgZn mg / kg Pb, mg/kgPb mg / kg Cu, mg/kgCu, mg / kg Cd,
mg/kg
Cd
mg / kg
Cr,
mg/kg
Cr
mg / kg
WSO 1-2 ВенаWSO 1-2 Vienna 20,820.8 23,223,2 9,39.3 25752575 284284 635635 5,15.1 104104 WSO 3 ВенаWSO 3 Vienna 20,120.1 18,618.6 9,89.8 19781978 220220 543543 3,43.4 9292 Водоканал С.Пб(2001)* Vodokanal S.Pb (2001) * 7,67.6 6,156.15 6,66.6 22002200 400400 730730 2,72.7 400400 Берлин ГерманияBerlin, Germany 15,515,5 22,622.6 10,5610.56 26802680 190190 15601560 3,43.4 129129 Вилхелмсхафен. ГерманияWilhelmshaven. Germany 18,118.1 19,619.6 8,888.88 20302030 156156 552552 2,72.7 150150 Сев. Брабант ГолландияNorth Brabant Holland 12,612.6 11eleven 10,0410.04 22402240 340340 970970 4,14.1 205205 * - азотно-кислая вытяжка дает заниженные значения по сравнению со стандартными методами. * - nitrogen-acid extract gives underestimated values compared to standard methods.

Табл. 2
Фракционный состав ТБО в городах 22 европейских стран.
Tab. 2
MSW fractional composition in cities of 22 European countries.
Фракционный состав (в % от влажного веса)Fractional composition (% of wet weight) От/доFrom to СреднееAverage Пищевые и органические отходыFood and organic waste 20-3920-39 32,432,4 ПластикPlastic 6-156-15 12,012.0 Картон, бумагаPaperboard 14-3414-34 24,224.2 МеталлMetal 4-74-7 4,74.7 Стекло и инертные материалыGlass and inert materials 5-11,95-11.9 6,26.2

Табл. 3
Содержания основных элементов и металлов в золе от сжигания проблемных отходов Венской теплоцентрали.
Tab. 3
The content of basic elements and metals in the ash from the burning of problematic waste from the Vienna Central Heating Plant.
ЭЛЕМЕНТЫELEMENTS 20022002 20012001 20002000 AlAl мг/кгmg / kg 12.02212.022 14.85414.854 13.57613.576 SbSb мг/кгmg / kg 682682 566566 665665 AsAs мг/кгmg / kg 117117 164164 142142 ВаWa мг/кгmg / kg 124124 467467 205205 BeBe мг/кгmg / kg ≪1≪1 ≪1≪1 1one FeFe мг/кгmg / kg 42.99542.995 44.92844.928 46.92846.928 PbPb мг/кгmg / kg 23.09923.099 26.38626.386 25.16225.162 CdCd мг/кгmg / kg 361361 485485 360360 CrCr мг/кгmg / kg 730730 775775 494494 CoCo мг/кгmg / kg 101101 106106 101101 CuCu мг/кгmg / kg 6.3406.340 5.6055.605 6.3336.333 MnMn мг/кгmg / kg 1.9921.992 1.5711.571 1.0461.046 NiNi мг/кгmg / kg 965965 996996 995995 HgHg мг/кгmg / kg 1one 1one 00 AgAg мг/кгmg / kg 365365 395395 309309 VV мг/кгmg / kg 8484 101101 110110 ZnZn мг/кгmg / kg 67.78967.789 44.63544.635 52.92152.921 SnSn мг/кгmg / kg 2.7412.741 2.7572.757 2.0392.039 ВAT мг/кгmg / kg 734734 722722 570570 Na2ONa 2 O %% 20,820.8 16,216,2 17,917.9 MgOMgO %% 1,31.3 1,41.4 1,41.4 Al2O3 Al 2 O 3 %% 3,33.3 3,73,7 2,92.9 SiO2 SiO 2 %% 11,711.7 12,612.6 12,212,2 P2O5 P 2 O 5 %% 2,42,4 4four 2,42,4 SO3 SO 3 %% 20,520.5 20,320.3 21,421,4 ClCl %% 3,343.34 3,383.38 3,43.4 K2OK 2 O %% 5,75.7 5,45,4 5,35.3 CaOCao %% 6,76.7 9,39.3 8,28.2 TiO2 TiO 2 %% 3,13,1 4four 3,33.3 Fe2O3 Fe 2 O 3 %% 6,36.3 7,57.5 7,67.6 CuOCuO %% 1,11,1 0,850.85 0,940.94 ZnOZno %% 8,58.5 7,37.3 6,76.7 BaOBao %% 0,530.53 0,980.98 0,910.91 PbOPbo %% 2,12.1 2,82,8 2,22.2 СуммаAmount %% 99,799.7 101 9101 9 989989

Claims (22)

1. Способ утилизации золы или смеси зол от сжигания отходов, выбранных из группы: бытовой мусор, осадки, образующиеся при очистке муниципальных сточных вод, осадки, образующиеся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, проблемный мусор, состоящий в том, что смешивают 40-60 мас.% указанной золы, 10-20 мас.% компонента на основе оксида кремния состава: SiO2 50-75%, Al2О3 5-30%, Na2O 5-20%, CaO 1-10%, 20-40 мас.% кислотного компонента, из полученной смеси формируют гранулы, опудривают их дисперсным огнеупорным материалом, подсушивают и проводят термообработку гранул в две стадии, при этом термообработку гранул на первой стадии ведут в течение 10-30 мин при температуре 400-600°С, а на второй стадии - в течение 1-20 мин при температуре 870-950°С.1. The method of disposal of ash or a mixture of ashes from waste incineration selected from the group: household waste, sludge generated during the treatment of municipal wastewater, sludge generated during the treatment of agricultural wastewater, problem rubbish, which consists in the fact that 40-60 wt. .% of the specified ash, 10-20 wt.% component based on silicon oxide composition: SiO 2 50-75%, Al 2 O 3 5-30%, Na 2 O 5-20%, CaO 1-10%, 20- 40 wt.% Acid component, granules are formed from the resulting mixture, dusted with dispersed refractory material, dried, and granules are heat treated l by a two-stage heat treatment wherein the granules in the first step is carried out for 10-30 min at a temperature of 400-600 ° C and the second stage - for 1-20 minutes at a temperature of 870-950 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют золу от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и дополнительно золу от сжигания бытового мусора, при их соотношении 5:1-3:1 соответственно.2. The method according to claim 1, characterized in that the ash used is ash from the burning of sludge generated during the treatment of municipal wastewater, and additionally, ash from the burning of household waste, with a ratio of 5: 1-3: 1, respectively. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют золу от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и дополнительно золу от сжигания проблемного мусора при их соотношении 5:1-3:1 соответственно.3. The method according to claim 1, characterized in that the ash used is ash from the burning of sludge generated during the treatment of municipal wastewater, and additionally ash from the burning of problem rubbish at a ratio of 5: 1-3: 1, respectively. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют смесь зол, состоящую из двух компонентов, первый из которых представляет собой золу от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, а второй состоит из смеси зол от сжигания бытового и проблемного мусора, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.4. The method according to claim 1, characterized in that ashes use a mixture of ashes, consisting of two components, the first of which is ash from burning sludge formed during the treatment of municipal wastewater, and the second consists of a mixture of ash from burning household and problem rubbish, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, и золы от сжигания бытового мусора, при их соотношении 5:1-3:1 соответственно.5. The method according to claim 1, characterized in that the ash is a mixture of ash from the combustion of sludge generated during the treatment of agricultural wastewater and ash from the burning of household waste, with a ratio of 5: 1-3: 1, respectively. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, и золы от сжигания проблемного мусора при их соотношении 5:1-3:1 соответственно.6. The method according to claim 1, characterized in that the ash is a mixture of ash from burning sediments generated during the treatment of agricultural wastewater and ash from burning problem waste at a ratio of 5: 1-3: 1, respectively. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют смесь зол, состоящую из двух компонентов, первый из которых представляет собой золу от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, а второй состоит из смеси зол от сжигания бытового и проблемного мусора, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.7. The method according to claim 1, characterized in that ashes use a mixture of ashes, consisting of two components, the first of which is ash from burning sludge formed during the treatment of agricultural wastewater, and the second consists of a mixture of ash from burning household and problem rubbish, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод.8. The method according to claim 1, characterized in that the ash is a mixture of ash from the combustion of sludge generated during the treatment of municipal wastewater, and ash from the combustion of sludge generated during the treatment of agricultural wastewater. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют смесь зол, состоящую из двух компонентов, первый из которых представляет собой смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, а второй компонент состоит из золы от сжигания бытового мусора, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.9. The method according to claim 1, characterized in that ashes use a mixture of ashes, consisting of two components, the first of which is a mixture of ash from burning sludge formed during the treatment of municipal wastewater, and ash from burning sludge formed during treatment of agricultural wastewater, and the second component consists of ash from the incineration of household waste, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют смесь зол, состоящую из двух компонентов, первый из которых представляет собой смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, а второй компонент состоит из золы от сжигания проблемного мусора, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.10. The method according to claim 1, characterized in that ashes use a mixture of ashes, consisting of two components, the first of which is a mixture of ash from burning sludge generated during the treatment of municipal wastewater, and ash from burning sludge formed during treatment of agricultural wastewater, and the second component consists of ash from burning problem waste, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве золы используют смесь зол, состоящую из двух компонентов, первый из которых представляет собой смесь золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, и золы от сжигания осадков, образующихся при очистке сельскохозяйственных сточных вод, а второй компонент состоит из смеси зол от сжигания бытового и проблемного мусора произвольного состава, при этом соотношение упомянутых компонентов в смеси составляет 5:1-3:1.11. The method according to claim 1, characterized in that ashes use a mixture of ashes, consisting of two components, the first of which is a mixture of ash from burning sludge formed during the treatment of municipal wastewater, and ash from burning sludge formed during treatment of agricultural wastewater, and the second component consists of a mixture of ash from burning household and problem waste of arbitrary composition, while the ratio of these components in the mixture is 5: 1-3: 1. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислотного компонента используют серную кислоту с концентрацией от концентрированной до 20%-ного раствора.12. The method according to claim 1, characterized in that as the acid component using sulfuric acid with a concentration of concentrated to 20% solution. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислотного компонента используют фосфорную кислоту с концентрацией от концентрированной до 30%-ного раствора.13. The method according to claim 1, characterized in that the acid component is phosphoric acid with a concentration of concentrated to 30% solution. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислотного компонента используют отходы травильных растворов железа на основе серной кислоты.14. The method according to claim 1, characterized in that as the acid component using waste pickling solutions of iron based on sulfuric acid. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислотного компонента используют смесь отходов травильных растворов железа на основе серной кислоты с серной кислотой.15. The method according to claim 1, characterized in that as the acid component using a mixture of waste pickling solutions of iron based on sulfuric acid with sulfuric acid. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что сначала смешивают золу и компонент на основе оксида кремния, а затем добавляют кислотный компонент.16. The method according to claim 1, characterized in that the ash and the silica-based component are mixed first, and then the acid component is added. 17. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание компонентов проводят до образования однородной массы.17. The method according to claim 1, characterized in that the mixing of the components is carried out until a homogeneous mass is formed. 18. Способ по п.1, отличающийся тем, что гранулы формируют при температуре 20-60°С.18. The method according to claim 1, characterized in that the granules are formed at a temperature of 20-60 ° C. 19. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дисперсного огнеупорного материала для опудривания гранул используют компонент на основе оксида кремния исходной смеси.19. The method according to claim 1, characterized in that as a dispersed refractory material for dusting the granules, a component based on silicon oxide of the initial mixture is used. 20. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед термообработкой гранулы высушивают при температуре 105-150°С до остаточной влажности не более 2%.20. The method according to claim 1, characterized in that before the heat treatment, the granules are dried at a temperature of 105-150 ° C to a residual moisture content of not more than 2%. 21. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторую стадию термообработки производят путем опаливания гранул.21. The method according to claim 1, characterized in that the second stage of heat treatment is carried out by singeing granules. 22. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение гранул после второй стадии термообработки осуществляют со скоростью не более 100°С/мин.22. The method according to claim 1, characterized in that the cooling of the granules after the second stage of heat treatment is carried out at a speed of not more than 100 ° C / min.
RU2001136046A 2001-12-26 2001-12-26 Method of reusing ashes RU2294905C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001136046A RU2294905C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method of reusing ashes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001136046A RU2294905C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method of reusing ashes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001136046A RU2001136046A (en) 2003-08-27
RU2294905C2 true RU2294905C2 (en) 2007-03-10

Family

ID=37992618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001136046A RU2294905C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method of reusing ashes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2294905C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460704C2 (en) * 2010-12-07 2012-09-10 Илья Моисеевич Островкин Method to recycle filtrate of solid domestic waste and ash landfill
RU2631073C2 (en) * 2015-04-01 2017-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОСЕРВИС" (ООО "ТЕХНОСЕРВИС") Method for producing granulated wood ash
RU2692340C1 (en) * 2018-04-17 2019-06-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" Method of erecting an ellipsoidal enclosure wall (embankment) on landfill of ash utilization from combustion of sewage sludge
RU2705120C1 (en) * 2019-06-10 2019-11-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" Method of producing construction material from a mixture of milled domestic polyethylene and ash from burning waste water sludge
RU2771699C1 (en) * 2021-10-29 2022-05-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Light technogenic dispersed soil based on sulfur-alkaline waste

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460704C2 (en) * 2010-12-07 2012-09-10 Илья Моисеевич Островкин Method to recycle filtrate of solid domestic waste and ash landfill
RU2631073C2 (en) * 2015-04-01 2017-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОСЕРВИС" (ООО "ТЕХНОСЕРВИС") Method for producing granulated wood ash
RU2692340C1 (en) * 2018-04-17 2019-06-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" Method of erecting an ellipsoidal enclosure wall (embankment) on landfill of ash utilization from combustion of sewage sludge
RU2705120C1 (en) * 2019-06-10 2019-11-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" Method of producing construction material from a mixture of milled domestic polyethylene and ash from burning waste water sludge
RU2771699C1 (en) * 2021-10-29 2022-05-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Light technogenic dispersed soil based on sulfur-alkaline waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Franus et al. Utilization of sewage sludge in the manufacture of lightweight aggregate
KR100187307B1 (en) Process for incinerating waste
Molineux et al. Bauxite residue (red mud) as a pulverised fuel ash substitute in the manufacture of lightweight aggregate
EA000932B1 (en) Ash inerting method
EA011293B1 (en) Use of coal ash for the safe disposal of mineral waste
CN111732353B (en) Method for treating sand-based waste incineration fly ash by using cement kiln in cooperation
KR19990007639A (en) Ceramic composition using solid waste and its manufacturing method
CN111777344B (en) Method for treating waste incineration fly ash as admixture by cooperation of cement kiln
JPH07112940B2 (en) Cement manufacturing method
UA74802C2 (en) A process for producing glass, glass produced by this method and use thereof
KR100562169B1 (en) Manufacturing method of lightweight aggregate using ash from municipal and industrial solid waste incinerators
HUT58216A (en) Method for reutilizing waste originating in the form of dust or sludge
CN105693123B (en) The method and its clean applications in bituminous paving that domestic garbage incineration flyash is granulated altogether with cement, silicon ash, flyash
CA2062637A1 (en) Method and apparatus for recovering useful products from waste streams
RU2294905C2 (en) Method of reusing ashes
EP3140055B1 (en) A method of disposal and utilisation of dusts from an incineration installation and sludge from flotation enrichment of non-ferrous metal ores containing hazardous substances in the process of light aggregate production for the construction industry
RU2085529C1 (en) Method of light filling agent producing
JPH1029841A (en) Production of artificial aggregate
CN111777345B (en) Method for co-processing waste incineration fly ash by using cement kiln
JP2001321743A (en) Method for using incineration residue as recycling resources
RU2004105152A (en) METHOD FOR INERTIZATION OF FILTERED AND FLYING ASHS AND APPLICATION OF GRANULES OR PELLETS ON THE BASIS OF FLYING ASH
WO1995011865A1 (en) Ceramic materials and method of manufacturing such materials
JPH08239254A (en) Artificial aggregate and its production
CN111689786A (en) Method for preparing ceramsite by utilizing petrochemical excess sludge
KR100591143B1 (en) Sewage sludge pellet and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071227