RU2678295C1 - Способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу - Google Patents
Способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678295C1 RU2678295C1 RU2017134216A RU2017134216A RU2678295C1 RU 2678295 C1 RU2678295 C1 RU 2678295C1 RU 2017134216 A RU2017134216 A RU 2017134216A RU 2017134216 A RU2017134216 A RU 2017134216A RU 2678295 C1 RU2678295 C1 RU 2678295C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- mixture
- lignin
- pulp
- enterprises
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 claims abstract description 6
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims description 7
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 5
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 15
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000004579 marble Substances 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 4
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 241001494246 Daphnia magna Species 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 231100000171 higher toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 238000005415 bioluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000029918 bioluminescence Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003108 parasitologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- BFMKBYZEJOQYIM-UCGGBYDDSA-N tert-butyl (2s,4s)-4-diphenylphosphanyl-2-(diphenylphosphanylmethyl)pyrrolidine-1-carboxylate Chemical compound C([C@@H]1C[C@@H](CN1C(=O)OC(C)(C)C)P(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 BFMKBYZEJOQYIM-UCGGBYDDSA-N 0.000 description 1
- 231100000563 toxic property Toxicity 0.000 description 1
- 231100000041 toxicology testing Toxicity 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно для омоноличивания промышленных отходов и осадков промышленных предприятий по производству беленой целлюлозы. Описан способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу, включающий смешивание шламовых отходов производства целлюлозы и картона - шлам лигнина со связующей смесью - золой от сжигания углей, отличающийся тем, что в качестве связующей смеси дополнительно используют гипс, мраморную крошку и циклоновую пыль кремния при следующем соотношении компонентов (т/м): шлам-лигнин (м) - 1,00; гипс - 0,50-0,60; зола - 0,30-0,40; циклоновая пыль кремния - 0,10÷0,30; мраморная крошка - 0,40÷0,60; затем производят смешивание указанного материала и после наступления конца схватывания смеси получают камнеобразный монолит, внутри которого прочно связаны токсичные вещества. Технический результат: предложен способ рекультивации шламонакопителей, позволяющий устранить негативное воздействие отходов предприятий, производящих целлюлозу по сульфатному методу на окружающую среду. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно для утилизации промышленных отходов и осадков промышленных предприятий по производству беленой целлюлозы. Особенно это касается тех отходов, которые в связи с территориальным расположением представляют угрозу загрязнения водоемов. Примером одного из таких наиболее уязвимых объектов является озеро Байкал, реальную большую опасность которому представляет расположенный на его берегу Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат (Байкальский ЦБК) с расположенными вблизи него картами - шламонакопителями, заполненными шлам-лигнином-веществом, обладающим повышенной токсичностью.
Известен способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы, который предполагает смешивание шламовых отходов со связующей смесью, состоящей из гашеной или негашеной извести и различных компонентов (кислоты, окислы и т.д.) с образованием камнеобразных монолитов (RU №2576202, МПК COSF 11/00, В09В 3/00, опубликовано 27.02.2016).
Основным недостатком данного способа является повышенные значения показателя кислоты рН водных вытяжек из образуемых камнеобразных монолитов, что обуславливает их повышенную токсичность. Для растворов негашеной извести характерно рН 10,0-11,5 ед., с чем и связана ее высокая токсичность, а вытяжка из образуемых камнеобразных монолитов, содержащих ее в концентрации 5,3%, имеет рН 11,6 ед., поэтому применение негашеной извести в качестве основного связующего компонента нежелательно. Предлагаемые авторами варианты обработки шламовых отходов - нейтрализация щелочью, кислотами, обработка флокулянтами, дегидратация, внесение различных наполнителей и т.д. значительно удорожают и усложняют технический процесс, увеличивают стоимость технологии, а также приводят к внесению в среду дополнительных химических реагентов, способных ухудшать экологическую ситуацию.
Ближайшим аналогом является способ рекультивации карт-шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы (RU №2526983, МПК C02F 11/14, В09В 3/00, опубликовано 27.08.2014), который включает удаление надшламовой воды, нанесение на поверхность карты-шламонакопителя слоя золы от сжигания углей, нейтрализованной в результате хранения в золоотстойниках до состояния показателя кислотности водной вытяжки золы рН 7,0-8,0.
Объемное соотношение шлама и золы выбирают в пределах 1:1-2:1. Недостатком известного способа является не рациональный состав рецептуры связки образующаяся смесь не связывает вредные компоненты шлам-лигнина (хлорсодержащих и других соединений) и подвержена размыванию поверхностными водами, не обладает антибактериальными свойствами и не снижает класс опасности данного продукта.
Задачей предполагаемого изобретения является разработка способа рекультивации шламонакопителей по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу, например, Байкальского ЦБК, путем омоноличивания шламовых отходов на основе выбора оптимальной рецептуры компонентов смеси и ее электромагнитного обезвреживания.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является устранение негативного воздействия отходов предприятий, производящих целлюлозу по сульфатному методу на окружающую среду, а в случае Байкальского ЦБК - избежание катастрофической ситуации - сброс токсичного шлам - лигнина в озеро Байкал.
Предлагаемый способ рекультивации шламонакопитеолей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу, отличается тем, что в качестве связующей смеси дополнительно используют гипс, мраморную крошку и циклоновую пыль кремния при следующим соотношении компонентов (т/м3):
- шлам-лигнин (м3) - 1,00;
- гипс - 0,50-0,60
-зола - 0,30-0,40;
- циклоновая пыль кремния - 0,10÷0,30;
- мраморная крошка - 0,40-0,60;
затем производят смешивание указанного материала и после наступления конца схватывания смеси получают камнеобразный монолит, внутри которого прочно связаны токсичные вещества, а шлам-лигнин перед смешиванием компонентов подвергается промораживанию с последующим оттаиванием и удалением отделившейся в результате этого воды, также в качестве компонента смеси используется песок, а после смешивания компонентов жидкая смесь подвергается электромагнитной обработке, при этом прочность камнеобразного монолита определяется по зависимости
где R, R1 - прочность плотного монолита и оптимальная соответственно, МПа;
Р0, Рх - пористость смеси без жидкой среды и пористость смеси соответственно, %;
K - опытный коэффициент (K=0,85-0,95);
b - показатель степени зависимостей от фазового состава вяжущего вещества (b=0,85-1,0)
х - отношение фазовых соотношений в жидком веществе и монолите
n - показатель степени (определяется по методике ИрНИТУ - АО «Тульское НИГП»).
Благодаря тому, что в качестве связующей смеси дополнительно используют гипс, мраморную крошку и циклоновую пыль кремния при следующим соотношении компонентов (т/м3):
- шлам-лигнин (м3) - 1,00;
- гипс - 0,50-0,60
- зола - 0,30-0,40;
- циклоновая пыль кремния - 0,10÷0,30;
- мраморная крошка - 0,40-0,60
затем производят смешивание указанного материала и после наступления конца схватывания смеси получают камнеобразный монолит, внутри которого прочно связаны токсичные вещества. При этом шламовые отходы будут надежно изолированы в порах образующегося камнеобразного монолита, внутри которого произойдет прочное связывание токсичных веществ, которые могли бы оказывать негативное влияние на окружающую среду. В результате образуется монолит нерастворимый (в отличие от исходных связываемых вредных веществ) в воде, из которого не происходит вымывание поллютантов.
Важные преимущества гипса, кроме нетоксичности и способности быстро застывать - его хорошо известные мелиоративные свойства, в частности, позволяющие ему нейтрализовать уже имеющуюся избыточную кислотность или возможное в будущем агрессивное действие кислотных агентов.
Образуемые в результате предлагаемых технологических мероприятий монолиты отличаются значительной устойчивостью, достаточно высокой механической прочностью и водопрочностью, что обуславливает возможность последующего возведения на них хозяйственных объектов.
Токсикологические исследования воды, в которой длительное время выдерживали образуемые по данной технологии монолиты, с применением методов биотестирования, рекомендуемых для государственного экологического контроля (по выживаемости дафний Daphnia magna [ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06 Методика измерений количества Daphnia magna Straus для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета Т 16.1:2:2.3:3.9-06 (издание 2014 г.)] и гашению люминесценции бактериальной тест-системы «Эколюм» [Методика определения интегральной токсичности поверхностных, в том числе морских, грунтовых, питьевых, сточных вод водных экстрактов почв, отходов, осадков сточных вод по изменению интенсивности бактериальной биолюминесценции тест-системой «Эколюм». ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11-04. Т 16.1:2.3:3.8-04 (Издание 2010 г.)], показали, что она не приобретает токсичных свойств даже при длительном выдерживании в воде монолитов. Отсутствие вымывания токсичных веществ из сформированного монолита подтвердили и проведенные химические анализы. Все это свидетельствует об экологической безопасности монолитов.
Возможность осуществления заявляемого способа подтверждают приведенные ниже описания лабораторных опытов.
Пример 1.
Как видно из данных табл. 1 образцы относятся к пониженному классу опасности - пятому, т.е. безвредны.
Благодаря тому, что шлам-лигнин перед смешиванием компонентов подвергается промораживанию с последующим оттаиванием и удалением отделившейся в результате воды происходит уменьшение массы шлам-лигнина.
Пример 2.
Моделируют процесс замораживания-оттаивания шлам-лигнина Байкальского ЦБК. Пробу шлам-лигнина помещают в пластиковую емкость при температуре -18°С до полного замораживания, после чего оттаивают при температуре +19°С. Результаты показывают, что масса шлам-лигнина после его замораживания и оттаивания снижается в 2 раза относительно исходного. Это происходит за счет отделения значительного количества свободной воды (1,2 л воды из 2,5 кг шлам-лигнина). Отделившуюся в результате этого воду откачивают с помощью насосов и доочищают в прудах-отстойниках или на биологических очистных сооружениях. Далее оставшийся после оттаивания шлам-лигнин смешивают со связующей смесью: гипс, зола ТЭЦ, циклонная пыль кремния, мраморная крошка, при следующих соотношениях компонентов в смеси: шлам-лигнин (м3) - 1,0; гипс - 0,50-0,60; зола - 0,30-0,40; циклонная пыль кремния - 0,10-0,30; мраморная крошка - 0,40-0,60.
Как показал проведенный анализ, количество микробных клеток в выделившейся воде не превышает 100 КОЕ/мл; санитарно-показательных микроорганизмов не обнаруживается (табл. 2).
Анализ данных табл. 2 показывает, что после замораживания и оттаивания шлам-лигнин выделяет значительное количество воды, токсичность выделенной воды не обнаружена.
Проведен анализ прочности и токсичности образца, изготовленного на основе шлам-лигнина, предварительно обезвоженного методом замораживания-оттаивания, с добавлением 300 г золы, 600 г гипса, 600 г мраморной крошки и 300 г циклонной пыли кремния. Результаты исследования показывали, что полученный образец не токсичен, по прочности не уступает образцам с исходным шлам-лигнином. Однако при этом происходит значительное удешевление технологии, поскольку объем шламовых отходов путем их предварительного обезвоживания уменьшается в 2 раза.
Вследствие того, что в качестве компонентов используют песок, происходит значительное уплотнение компонентов смеси при ее затвердевании, что способствует повышению прочности готового монолита (до 3-4-х МПа).
Благодаря тому, что после смешивания компонентов жидкая смесь подвергается электромагнитной обработке, происходит обеззараживание смеси компонентов. Вследствие бактерицидного действия магнитного поля (Мосин О.В., Игнатов И. Теоретические основы магнитной обработки воды /https:docviewer.yandex.ru/view/33102135/*
Воздействие магнитного поля на воду носит комплексный многофакторный характер и в конечном результате сказывается на изменениях структуры воды и гидратированных ионов, физико-химических свойствах и поведения растворенных в ней неорганических солей. При воздействии на воду магнитного поля в ней изменяются скорости химических реакций за счет протекания конкурирующих реакций растворения и осаждения растворенных солей, происходит образование и распад коллоидных комплексов, улучшается электрохимическая коагуляция с последующей седиментацией и кристаллизацией солей. Также имеются достоверные данные, указывающие на бактерицидное действие магнитного поля, что существенно при обеззараживании токсичного шлам-лигнина.
Промышленностью выпускаются два типа аппаратов для магнитной обработки воды (АМО) - на постоянных магнитах и работающих от источников переменного тока электромагнитах (соленоид с ферромагнетиком), генерирующих переменное магнитное поле. Кроме устройств с электромагнитами в последнее время применяются аппараты импульсного магнитного поля, распространение которого в пространстве характеризуется модуляцией и импульсами с интервалами в микросекунды, способные генерировать сильные с индукцией 5-100 Тл и сверхсильные магнитные поля с индукцией более 100 Тл.
Промышленные устройства магнитной обработки воды рассчитаны на расход воды от 0,08 до 1100 м3/час соответственно на трубопроводы диаметром 15-325 и более мм.
В АО «Тульское НИГП» были обработаны в электромагнитном поле пробы шлам-лигнина из карты №3 хранилища отходов БЦБК. Паразитологические исследования не выявили в шлам-лигнине из карты №3 цист патогенных кишечных простейших.
Таким образом, применение электромагнитной обработки при рекультивации шламонакопителей позволит эффективно разрушать патогенные объекты, присутствующие в шлам-лигнине.
Вследствие того, что прочность камнеобразного монолита определяется по зависимости
где R, R1 - прочность плотного конгломерата и оптимальная соответственно, МПа;
Р0, Рх - пористость смеси без жидкой среды и пористость смеси соответственно, %;
K - опытный коэффициент (К=0,85-0,95);
b - показатель степени зависимостей от фазового состава вяжущего вещества (b=0,85-1,0)
х - отношение фазовых соотношений в жидком веществе и монолите;
n - показатель степени (определяется по методике ИрНИТУ - АО «Тульское НИГП»)
может быть проведено проектирование монолита расчетно-аналитическим путем. Оптимальной структуре монолита соответствует наиболее благоприятный комплекс свойств.
Основным компонентом монолита является вяжущее, которое определяется по заданным физико-механическим, технологическим и эксплуатационным свойствам.
С учетом результатов лабораторных исследований АО «Тульское НИГП», ИрНИТУ построен график (фиг. 1) изменения прочности конгломерата (R) с изменением фазового отношения (с/ф).
По фиг. 1 можно проследить за изменением прочности монолита с изменением фазового соотношения (которое понимается как отношение массы жидкой фазы с и массы твердой фазы ф) по графику R(с/ф), и нетрудно заметить, что прочность монолита вначале медленно, а потом с убыстрением по мере уменьшения (с/ф) увеличивается. В вершине N при С*/ф наступает равенство тенденций роста и снижения кривой BN, а левее точки N полностью преобладает роль пористости и недоуплотнения и других факторов, снижающих прочность.
Для полной кривой ON справедливо выражение.
где R, R1 - прочность плотного конгломерата и оптимальная соответственно, МПа;
Р0, Рх - пористость смеси без жидкой среды и пористость смеси соответственно, %;
K - опытный коэффициент (K=0,85-0,95);
b - показатель степени зависимостей от фазового состава вяжущего вещества (b=0,85-1,0)
х - отношение фазовых соотношений в жидком веществе и монолите;
n - показатель степени (определяется по методике ИрНИТУ - АО «Тульское НИГП»). Методика определения показателя n приведена в статье авторов: В.И. Спирин, Ю.Е. Будюков, В.В. Кондратьев «Исследования по созданию искусственного грунта» / Современные проблемы экологии: тезисы докладов XIX Междунар. науч.-технич. конференции под общ. ред. В.М. Панарина. - Тула: Изд-во «Инновационные технологии», Тула, ТулГу, 2017 г.
Правее точки N, т.е. на участке NA кривой, пористость Рх=0, что соответствует плотному свежеизготовленному монолиту при принятой технологии.
Левее точки N, т.е. на участке NEO пористость изменяется от рх=0 до рх=pmax.
Таким образом, нецелесообразно изготовлять смеси с фазовыми отношениями, меньшими оптимальных, так как все точки на левой ветви кривой NO характеризуются смесями неоптимальными, т.е. с пониженными качественными характеристиками.
Вследствие реакций, протекающих при обработке шламов связующих смесью, происходит заключение отходов в минеральные матрицы, образующиеся при взаимодействии гипса с различными окислами металлов, при этом образуются вещества практически нерастворимые.
В результате технологического процесса монолит за длительный период времени под воздействием микрофлоры будет подвергаться постепенному разложению и превратится в плодородно-минеральный слой - почвогрунт.
Этот грунт будет не токсичным для окружающей среды материалом и может быть использован для сельскохозяйственных и других объектов.
Использование предложенного изобретения позволит в г. Байкальске рекультивировать карты - шламонакопители Солзанского полигона с применением золы со складов Бабхинского полигона.
Также данное изобретение может быть использовано для оздоровления загрязненных земель с одновременной утилизацией других промышленных отходов предприятий целлюлозно-бумажной промышленности.
Claims (18)
1. Способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу, включающий смешивание шламовых отходов производства целлюлозы и картона - шлам лигнина со связующей смесью - золой от сжигания углей, отличающийся тем, что в качестве связующей смеси дополнительно используют гипс, мраморную крошку и циклоновую пыль кремния при следующим соотношении компонентов (т/м3):
- шлам-лигнин (м3) - 1,00;
- гипс - 0,50-0,60;
- зола - 0,30-0,40;
- циклоновая пыль кремния - 0,10÷0,30;
- мраморная крошка - 0,40÷0,60;
затем производят смешивание указанного материала и после наступления конца схватывания смеси получают камнеобразный монолит, внутри которого прочно связаны токсичные вещества.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шлам-лигнин перед смешиванием компонентов подвергается промораживанию с последующим оттаиванием и удалением отделившейся в результате этого воды.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве компонента смеси используется песок.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после смешивания компонентов жидкая смесь подвергается электромагнитной обработке.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прочность камнеобразного конгломерата определяется по зависимости
где R, R1 - прочность плотного конгломерата и оптимальная соответственно, МПа;
Р0, Рх - пористость смеси без жидкой среды и пористость смеси соответственно, %;
K - опытный коэффициент (K=0,85-0,95);
b - показатель степени зависимостей от фазового состава вяжущего вещества (b=0,85-1,0);
х - отношение фазовых соотношений в жидком веществе и монолите;
n - показатель степени (определяется по методике ИрНИТУ - АО «Тульское НИГП»).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017134216A RU2678295C1 (ru) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017134216A RU2678295C1 (ru) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2678295C1 true RU2678295C1 (ru) | 2019-01-24 |
Family
ID=65085184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017134216A RU2678295C1 (ru) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2678295C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2771377C1 (ru) * | 2021-09-09 | 2022-05-04 | Акционерное общество «Научно-исследовательский центр «Строительство», АО «НИЦ «Строительство» | Способ рекультивации золоотвалов тэц и шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы |
| RU2784054C1 (ru) * | 2022-01-21 | 2022-11-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство" | Способ рекультивации карт-шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017161A1 (en) * | 1993-01-19 | 1994-08-04 | Schulz Helmut W | Solid waste disposal process and apparatus |
| RU2526983C2 (ru) * | 2012-11-14 | 2014-08-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук | Способ рекультивации карт-шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы |
| RU2631391C2 (ru) * | 2015-10-18 | 2017-09-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибпромсервис" | Смеси грунтошламовые для рекультивации нарушенных земель и способ рекультивации земель с использованием смесей грунтошламовых |
-
2017
- 2017-10-03 RU RU2017134216A patent/RU2678295C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017161A1 (en) * | 1993-01-19 | 1994-08-04 | Schulz Helmut W | Solid waste disposal process and apparatus |
| RU2526983C2 (ru) * | 2012-11-14 | 2014-08-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук | Способ рекультивации карт-шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы |
| RU2631391C2 (ru) * | 2015-10-18 | 2017-09-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибпромсервис" | Смеси грунтошламовые для рекультивации нарушенных земель и способ рекультивации земель с использованием смесей грунтошламовых |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2771377C1 (ru) * | 2021-09-09 | 2022-05-04 | Акционерное общество «Научно-исследовательский центр «Строительство», АО «НИЦ «Строительство» | Способ рекультивации золоотвалов тэц и шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы |
| RU2784054C1 (ru) * | 2022-01-21 | 2022-11-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство" | Способ рекультивации карт-шламонакопителей предприятий по производству беленой сульфатной целлюлозы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ahmad et al. | Sustainable management of water treatment sludge through 3 ‘R’concept | |
| Imran et al. | Coagulation/flocculation of tannery wastewater using immobilized chemical coagulants | |
| CN104261536B (zh) | 用于快速去除水中重金属的高效絮凝剂 | |
| Lima et al. | Assessing fly ash treatment: Remediation and stabilization of heavy metals | |
| RU2678295C1 (ru) | Способ рекультивации шламонакопителей предприятий по производству беленой целлюлозы по сульфатному методу | |
| Arukula et al. | Treatment of tannery wastewater using aluminium formate: Influence of the formate over sulphate-based coagulant | |
| Nguyen et al. | Arsenic waste from water treatment systems: characteristics, treatments and its disposal | |
| Sapsford et al. | Properties of recycled sludge formed from different aluminiferous reagents during the ettringite process | |
| Jeong et al. | Effects of particle size and pyrolysis temperature of oyster shell on change of coastal benthic environment | |
| JP2006247630A (ja) | 汚濁水処理用疎水化固液分離剤 | |
| Nurul Hanira et al. | Pre-treatment ammonia removal of scheduled waste leachate with hydrated lime and caustic soda | |
| Sani et al. | The influence of pH on the removal of ammonia from a scheduled waste landfill leachate | |
| Sani et al. | Comparison of lime powder and caustic soda as a pre-treatment for ammonia-nitrogen removal from a scheduled waste leachate | |
| Idlahcen et al. | Characterization and treatment of leachate from the controlled discharge of large Agadir by coagulation-flocculation | |
| Verma et al. | Evaluation of coagulation–flocculation process as pretreatment option for landfill leachate using alum, ferric chloride and polyacrylamide grafted gum ghatti | |
| Aboulfotoh | Chemical enhancement of bahr el baqar drain in Egypt using alum, ferric chloride, cement kiln dust and fly ash | |
| JP4259700B2 (ja) | 汚泥の凝集方法および水処理方法 | |
| Paul et al. | Tannery Waste Water Treatment through Aggregation of Bio-sorption and Chemical Coagulation Aided by Indigenous Coagulant | |
| CN110857237B (zh) | 一种污泥固化方法 | |
| JPH05305300A (ja) | 汚泥疎水化剤 | |
| RU2551505C2 (ru) | Способ подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования | |
| Zaharia | Coagulation-flocculation processes in water and wastewater treatment.(II) Fine particles and its removal using electrolytes and polyelectrolytes | |
| Ayeche et al. | Stabilization of the urban sludge from sewage plants using carbide lime waste | |
| Kang et al. | Enhancement of waste activated sludge dewaterability by potassium ferrate pretreatment | |
| Aliyas | ASSESSMENT OF APPLICATIONS OF SOME TECHNIQUES FOR TREATMENT OF SULFUR SPRINGS WATER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191004 |