+7 (342) 299 99 69

пн-пт с 900 до 1800

logotype
ГлавнаяО ТБОЛитератураПроблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производстваИспользование отходов металлургического завода в качестве пересыпного материала на полигоне ТБО

Использование отходов металлургического завода в качестве пересыпного материала на полигоне ТБО

Введение. Производственная и бытовая деятельность человека неминуемо связана с образованием отходов. Поэтому вопросы обращения с твердыми бытовыми отходами являются актуальными и весьма значительными, так как в современном мире растет с каждым годом количество ТБО.

При захоронении в составе отходов биоде-градируемых компонентов полигоны функционируют как большие трудно управляемые биохимические реакторы, в которых происходят процессы трансформации органических веществ с выделением газообразных и жидких продуктов их метаболизма (компонентов биогаза и загрязняющих веществ фильтрата), что создает опасность загрязнения окружающей среды и ухудшает санитарные условия жизни населения.

Цель исследования. Рассмотреть возможность применения шлака металлургического завода, получаемого при производстве феррованадия силикоалюминотермиче-ским методом, в качестве изолирующего грунта для пересыпки твердых бытовых отходов (ТБО).

Материалы исследования. Основными видами антропогенного воздействия полигона ТБО на окружающую среду являются [1]:

  • Выброс биогаза с участка депонирования ТБО.
  • Привнос в атмосферный воздух газообразных веществ от технологических машин, которые обслуживают полигон.
  • Выделение в поверхностные воды свалочного фильтрата, отводимого от тела полигона, промливневых и хозбытовых сточных вод от хозяйственной зоны полигона.
  • Изъятие земельных ресурсов и загрязнение почв.
  • Эпидемиологическая опасность.

Полигон ТБО является потенциальным (при отсутствии специальных защитных мероприятий) источником бактериологического заражения местности. Перенос болезнетворных микроорганизмов может происходить через загрязненные стоки полигона птиц, насекомых; грызунов; разнос легких фракций отходов - ветром с рабочих карт или с подъезжающих мусоровозов.

При воспламенении в теле свалки, помимо оксида углерода, угарного газа, образуются высокотоксичные продукты распада.

Общепринятый порядок складирования отходов на рабочей карте подразумевает, что уплотненный слой ТБО изолируется слоем пересыпного изоляционного материала высотой до 0,25 м. Промежуточная изоляция в теплое время года осуществляется ежесуточно, в холодное время года - с интервалом не более трех суток.

Материал для пересыпки ТБО должен иметь следующие качества:

  • 1. Быть инертным по отношению к ТБО.
  • 2. Надежно изолировать ТБО от контакта с насекомыми.
  • 3. Препятствовать доступу птиц и грызунов к отходам.
  • 4. Быть неудобным для устройства лазеек и нор.
  • 5. Быть проницаемым для образующихся при разложении отходов газов.
  • 6. Препятствовать появлению запахов от разложения отходов (обладать сорб-ционными свойствами).
  • 7. Сводить к минимуму проникновение влаги в рабочее тело полигона.
  • 8. Хорошо уплотняться.

Из нормативно-технической литературы и научных разработок зарубежных и российских ученых известно, что существуют следующие материалы для устройства изоляции ТБО:

  • В зимний период в качестве изолирующего материала разрешается использовать строительные отходы, отходы производства - отходы извести, мела, соды, гипса, графита и т.д.
  • Отсортированный свалочный грунт.

Также в качестве материала для пересыпки ТБО можно применить промышленные отходы (ПО) IV класса опасности, которые удовлетворяют следующим требованиям:

  • 1. Содержание в водной вытяжке (1 л воды на 1 кг отходов) токсичных веществ в ПО на уровне фильтрата из твердых бытовых отходов.
  • 2. Биохимическая потребность в кислороде (БПК20) и химическая потребность в кислороде (ХПК) - не выше З00 мг/л.
  • 3. Должны иметь однородную структуру с размером фракций менее 250 мм.

Для выбора промышленного отхода, который можно использовать в качестве пересыпного материала, были проанализированы крупнотоннажные малотоксичные твердые отходы нескольких предприятий Пермского края. Выбор был остановлен на отходах, образующихся при производстве феррованадия одного из металлургических заводов Пермского края.

Производство феррованадия ведут силикоалюминотермическим методом. Исходным сырьем для производства феррованадия являются: гранулированная пяти-окись ванадия, алюминий в гранулах менее З0 мм, металлоотсев - отходы, полученные при сепарации конвертерного шлака, стальная обрезь и известь.

Производство феррованадия складывается из двух процессов: восстановительного и рафинировочного. Во время первого периода ведут восстановление ванадия из пятиокиси ванадия и рафинировочного шлака при избытке восстановителя - ферросилиция и на известковых шлаках. После слива шлака начинают очистку сплава от кремния, для чего в печь загружают пятиокись ванадия с известью.

На одну базовую тонну феррованадия (40% V) расходуется 710 кг плавленой пя-тиокиси ванадия (100% ^О6)> 425 кг ферросилиция, ФС75, 75 кг алюминия, 1350 кг извести, 300 кг железной обрези и металлоотсева и 4,68 ГДж (1350 кВт*ч) электроэнергии. Норма образования шлака при алюминосиликотермическом способе составляет 6,6 т на тонну ванадия. Получаемый конечный шлак имеет химический состав, указанный в табл. 1 (по данным лаборатории химического анализа металлургического завода).

В настоящее время отходы размещаются в пойме рек Вильва и Чусовая в виде отвала на неподготовленной площадке. При этом происходит загрязнение почвы и водных объектов [6, 7, 8].

Таблица 1. Химический состав шлака при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом (марка 50) за первое полугодие 2012 г

V2O5

SiO2

CaO

MgO

P

S

Средняя за полугодие

0,33

31,57

52,80

8,70

0,17

4,78

0,0038

0,004

Изначально шлак представляет собой массивное твердое тело оливково-зеленого цвета. По мере остывания глыбы шлака в результате силикатного распада начинают рассыпаться, превращаясь в мелкий белый порошок. После распада шлак представляет собой пылевидную массу бело-серого цвета с удельной поверхностью до 300 м2/кг. Гранулометрический состав феррована-диевого шлака представлен в табл. 2.

Ранее проведенные исследования показали, что шлак относится к 4 классу опасности, характеризуется содержанием в водной вытяжке (1 л воды на 1 кг отходов) токсичных веществ на уровне ниже фильтрата из твердых бытовых отходов, а по интегральным показателям - биохимической потребности в кислороде (БПК20) и химической потребности в кислороде (ХПК) - не выше 300 мг/л. Удельная эффективная активность природных радионуклидов составляет 58 Бк/кг.

Таблица 2. Гранулометрический состав феррованадиевого шлака

Размер отверстий сит, мм

Полный остаток на ситах шлака, %

2

2,5

0,63

32,0

0,315

83,5

0,14

97,0

0,071

98,0

Минералогический состав шлака состоит в основном из мервинита и двукаль-цевого силиката. Наряду с этим присутствуют, мелит, периклаз и феррованадий металлический. Шлак феррованадия в настоящее время не утилизируется, а размещается на промышленных площадках в виде отвалов, которые зачастую расположены в поймах рек и в непосредственной близости от населенных пунктов. При этом происходит задалживание территорий, загрязнение водных объектов и почвы на значительном удалении от места размещения отходов. С предприятия взимаются платежи за размещение отходов.

Благодаря своей структуре шлак хорошо уплотняется и, как следствие, неудобен для устройства лазеек и нор, препятствует доступу птиц, грызунов и влаги в рабочее тело полигона, надежно изолирует ТБО от контакта с насекомыми.

Выводы.

Таким образом, шлак металлургического завода, получаемый при производстве феррованадия силикоалюминотермическим методом, может быть использован в качестве изолирующего грунта для пересыпки ТБО. Благодаря этому мероприятию будут решены следующие проблемы:

  • Утилизация отходов металлургического завода, которых только на данный момент накопилось около 1 млн тонн, и каждый год добавляется 5-7 тыс тонн.
  • Отпадет необходимость разработки почвогрунта для изоляции ТБО (для которого, как правило, дополнительно требуется разработка карьера), а следовательно, отпадет необходимость в проведении дополнительных работ по рекультивации разрабатываемых карьеров.
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии к статье
  • Вконтакте
  • Facebook

Содержимое второго блока