Способ безвредного складирования отходов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 09 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ С ССР (21) 3944426/30-15 (86) PCT/EP 81/00168 (2),.10,81) (22) 22.08.85 (31) P 3039660.2 (32) 21,10,80 (33) DE (46) 28,02,90, Бюл. N - 8 (71) Тифбау Хайнрих Бекер ГмбХ (DE) (72) Гюнтер Хайде и Ханс Вернер (DE) (53) 628.54(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 2925882, кл. А 62 D 3/00, опублик. 21.08.80. (54) СПОСОБ БЕЗВРЕДНОГО СКЛАДИРОВАНИЯ ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к защите

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

Цель изобретения — повьппение экономичности способа за счет утилизации дополнительных твердых токсичных отходов, В предлагаемом спЬсобе для складирования используют золу бурых углей— отход электростанций в качестве твердых отходов, отработанный катализатор на основе окиси железа — отход нефтехймической промышленности, или отработанную измельченную газоочистительную массу — отход коксовых заводов, и воду, при соотношении в мас.ч, 100:

:(5-50):(20 — 40).

Таким образом, при смешении двух совершенно различных и не пригодных

„„Я0„„1547699 А 5 2 окружающей среды, в частности к складированию промьппленных отходов, Цель изобретения — повьппения экономичнос-. ти, Для этого отработанный катализатор на основе окиси железа (отход нефтехимической промышленности) или отработанную измельченную газоочистительную массу (отход коксовых заводов) смешивают с золой бурых углей (отход . электростанций) и водой в соотношении, мас,ч, 5-50:100:20-40 для получения жижеобразной текучей массы и складируют ее в отвал путем распределения по дну и боковым поверхностям отвала. 1 табл. для складирования отходов и воды получается один твердый продукт, который вследствие своей плотности и компакт» Я ности является водонепроницаемым и пиит особенно пригоден для складирования в отвалы, Широкое техническое применение может быть обусловлено, если зола бурых углей, удаляемая из электростанций, транспортируетсл при помощи транспортных устройств, а твердые отходы CO отдельно.

Оба эти компонента в требуемых количествах должны перемешиваться в смесителе непосредственно у места складирования в отвал образующегося инерт- (р!! ного компактного продукта. Подвод, смешение и выгрузка могут происходить непрерывно, Смесительная установка может монтироваться непосредственно на ленточном отвалообразователе.

1547699

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

Боковые стенки и нижняя плоскость отвала из выбросов эффективно уплотняются до такой мощности пласта, при которой создается препятствие проникновению инфильтрата с вредныщи веществами в грунт, Таким образом, практически вредное воздействие на грунтовые воды исключается. Вода, стекающая на дно отвала, может собираться в 25 дренажи и отводиться, не причиняя вреда, Предпочтительно использовать смесь для заполнения естественных подземных полостей или выработанных полых пространств, При этом целесообразно в смесь из золы бурых углей, выбрасываемой из электростанций, и других отходов добавлять воду в таком количестве и в такой момент времени, чтобы при транспортировании смеси до

35 места отвала она была текучей. При помощи этого способа создается препятствие проникновению в грунтовые воды сульфатов, хлоридов и других вредных веществ, которые образуются при выветривании горной породы, Дождевая вода из герметизирующего слоя, выполненного по предлагаемому способу, может отводиться дренажами, находящимися на 5 его поверхности, и устраняться без какого-либо ущерба, Для осуществления способа пригодна как неувлажненная зола в виде пыли, которая собирается из бункеров элек50 тростанций, так и влажная, которая после удаления из электростанций находится, например, в карьерах выработанных месторождений, куда она поступила на складирование,: зола от электростанций содержит ми5 неральную субстанцию чистого угля и примеси песка и глины, сопутствующие углю, подаваемому на месторожпений, Большая часть этой золы представляет собой тонкую фракцию из электрофильтров, а меньшая часть — грубодисперсную котельную эолу с высоким содержанием песка.

Химические и физнческие свойства золы бурого угля, поступающей из электростанций, определяются главным образом в зависимости от содержания кальцйя, Он присутствует в золе в виде окиси, феррита и сульфата кальция.

Высокая реакционная способность еще более усиливается за счет мелкозернистости золы и ее большой внутренней поверхности.

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

Спустя короткий промежуток времени кашеобразная смесь, которая еще более уплотняется путем применения механических воздействий (например, встряхивания, прокатки по ней гусеничной ленты или вальцов), цементируется вследст"Р вие химических превращений, происходящих при нагреве.

Пример 1. В качестве твердых отходов применяют отработанный катализатор на основе окиси железа, который является отходом нефтехимической индустрии, Эти отработанные катализаторы имеют такое высокое содержание воднорастворимого мышьяка, что они могут складироваться только на специальных свалках, Использованный катализатор представляет собой прессформу размером в сантиметр, В течение 24 ч этот материал промывают дистиллированной водой в соотношении

1:10 при постоянной ее циркуляции, после чего в фильтрате содержание мышьяка составляет 1,3 мг/л, Смесь из 30 мас,ч. отработанного катализатора, 100 мас.ч. эолы бурых углей и 20-40 мас.ч, воды становится компактным, плотным, черезвычайно твердым телом, для которого Kf, определяющий водопроницаемость, равен

9 10 м/с, После промывания содержа!

О ние мышьяка в фильтрате ниже предель15ч76 ного значения 0,03 мг/л и, следовательно, ниже допустимого значения для питьевой воды 0 05 мг/л.

Пример 2, Применяют смеситель периодического типа Аирмы Драйз, Мангейм, с лежащим недвижущимся смесительным барабаном, в котором работают смесительные инструменты, установленные на горизонтально расположенном вале. Золу бурых углей накопляют в больших силособбразних резервуарах.

Для опыта выбирают по 100 кг золы бурых углей из силоса, взвешивают ее и подают в смеситель. После этого взвешивают определенное количество твердых отходов (50-80 кг), и подают в смеситель, после чего начинают процесс смешивания. Время смешивания составляет 30 с или больше и добавляют воду. 20

Результаты экспериментов приведены в таблице, При слишком низком количестве жидкости возникают проблемы при смешивании, затвердевание протекает относи- 25 тельно быстро и образуются гранулы.

Если доля воды слишком большая, то ,масса остается мягкой на относительно долгое время, н случаях достигается процесс схватывания только через 3р несколько дней. Это является невыгодным для применения способа на практике.

Количество твердых отходон,.т,е, применение 50 мас,ч, или менее, не играет роли для проведения способа.

Твердые отходние вещества связывают н отвердевающую массу и охватывают ее таким образом, что они практически окружены защитной оболочкой, которая не 40 проницаема для грунтовых вод, Таким образом, твердые отходы заключены безвредно н капсулах и этим безвредно складированы, Если применяют больше

50 мас.ч, твердых отходов, то доста- 45 точное окружение отходов оболочкой больше не обеспечено, в частности имеется опасность, чем твердые отходы, находящиеся вблизи края отвала, вымываются, так как оболочка.не достаточ- 5р на надежна и стенка капсулы не достаточно толстая. По этому запрещают применение более 50 мас.ч. твердых отходов, П р и и е р 3. Для испытания предлагаемого способа изготавливают испытуемый образец массой 1,8 т путем сме-. шивания отработанной газоочистительной масси и чолн бурых углей электро99 6 станции в состане по пробе 3 (табли-. ца) с водой до получения жижеобразной консистенции, После твердения испытуемого образца его промывают 10-кратным количеством воды при постоянной циркуляции воды.

Иэ данных опыта с продолжительно стью 6 недель видно, что вредные вещества отработанной газоочистительной массы в элюате практически не обнару-: жены.

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

Предлагаемым способом газоочистительную массу можно складировать в любом месте без дополнительных мероприятий, Буровые керни их образующегося монолитного блока показынали, что прочность на сжатие сос гавляет в среднем

120 кг/см, водопроницаемость — К =

= 3 х 10 м/с, При такой черезвычайно низкой водопроницаемости опасность загрязнения грунтовых вод не грозит.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что н упрочняющуюся смесь дополнительно добавляют твердые отходы, которые связываются в твердый монолит с отвердевшей золой. Регулирование стабильности осуществляется только путем выбора соотношения компонентов, т,е, количества золы, отходов и воды. Применяемые материалы не обладают какими-либо конкретными определенными свойствами для гарантирования требующейся стабильности упроч няющейся массы, Формула изобретения

Способ безвредного складирования отходов, включающий смешивание золы бурых углей — отхода электростанций с водой до получения жижеобразной текучей массы, складирование ее в отвал и выдерживание до полного отверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа за счет утилизации дополнительных твердых токсичных отхо" дов, перед смешиваниеМ с водой к эоле бурых углей добавляют отработанный катализатор на основе окиси железа — отход неФтехимической промьпплен1547699 ности или отработанную измельченную газоочистительную массу — отход кок- совых заводов при соотношении с золой бурых углей и водой в мас,ч. (5-50):

Текучие свойства черев

Конечная темнература, с

Количество> кг

Конел смешивания

Зола

5 мин

20 мин 24 ч

Ивмелъчен1 ная таво очистительная масса

Затвердевший (твердый)

Тверденне нач °

72 Рыхлый, не пере- Рыхлый мешиваемый

l0 50

2 1ОО

20 50

80. Пастообразный

Пастобpasный

Твердый

82

81

Твердый

Твердый

Иягкий

3 1ОО

4 100

5 100

32

Жижеобрааный жидкий

То же

То:ке

Составитель Л,Рубинова

Корректор И,МУска

Редактор H,Киштулинеп Техред. М.Дидык

Тираж 408 Подписное

Заказ 87

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и о р тк ытиям и н ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэд — 1эдательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

6 100

7 - 100

8 1ОО

9 100

1О, 100

lOO

lZ 1OO

13. 100

14 loo

15 100

lO 40

20 40

32 40

40 40

50 40

lO ZO

20 20

33 20

40 20

50 20

73

82

73

81

83

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