Утилизация отходов химического производства

Отходы производства фосфора, фосфорной кислоты и фосфорных удобре­ний являются наиболее многотоннажными отходами химического промыш­ленного комплекса. Наибольший удельный вес в фосфорной промышленно­сти приходится на производство фосфорных удобрений — суперфосфата.

Сырьем для получения этих продуктов являются руды, содержащие в своем составе фосфориты Са₃(РО₄)₂ и апатиты — фтор-апатит Са₃(РО₄)₂ • CaF₂ и хлор-апатит Са₃(РО₄)₂ • СаС1₂. Кроме основных минералов, эти руды содержат в своем составе минералы-примеси, в следовых количествах уран, торий, вана­дий. Фосфорные руды представляют собой осадочные породы, сцементиро­ванные фосфатами кальция.

При добыче фосфорных руд огромные массы вскрышных пород, пред­ставляющие собой пески, глины, сланцы с примесями серы и фосфора, по­ступают в отвалы и практически не используются. Исходя из состава их мож­но использовать для производства пористых заполнителей (аглопорита) и как добавки к сырью при производстве керамических изделий.

Раздел 8. Бытовые и производственные отходы. Санитарная очистка городов 363

При обогащении фосфорных руд образуется большое количество твер­дых отходов в виде хвостов флотации, масса которых может достигать 70— 75% массы исходной руды. Апатитовые руды относятся к легкообогащае-мым породам, фосфоритовые — к труднообогащаемым и требуют приме­нения большого количества реагентов. В отходах остается значительное количество фосфатов. Для уменьшения отходности целесообразно трудно-обогащаемые руды перерабатывать с применением селективного выщела­чивания сырья разбавленными кислотами или кислотосодержащими отхо­дами. В апатитовых отходах могут содержаться редкоземельные элементы и радионуклиды, а в фосфоритовых — канцерогенные органические при­меси от флотареагентов. Хвосты флотации могут использоваться как до­бавки к сырью при производстве керамических строительных материалов. В целях экологической безопасности необходимо контролировать содер­жание в отходах радионуклидов и при повышенной их концентрации пре­дусматривать мероприятия для захоронения отходов. Обогащенные апати­товые и фосфоритовые концентраты перерабатывают электротермическим или экстракционным методами.

Термическую переработку фосфорного концентрата проводят в электро­печах при температуре 1300—1500° С при помощи углерода (кокса) с введе­нием в шихту кремнезема в качестве флюса, в результате чего образуется фосфор и шлаковый расплав. Шлак сливают из печей в огненно-жидком состоянии и гранулируют мокрым способом. На 1 т фосфора приходится 10— 12 т шлака. Химический состав фосфорных шлаков близок к составу домен­ных. Суммарное содержание в них оксида кальция и кремнезема достигает 95% при их соотношении 0,9—1,1. Однако из-за наличия в фосфорных шла­ках Р₂О₅ и CaF₂ (до 3% каждого), пониженного количества А1₂О₃ (до 4%) они обладают низкой гидравлической активностью по сравнению с доменными. Гранулированный шлак имеет пористую структуру, истинная плотность его составляет 2800 кг/м³, плотность куска — 1220 кг/м³, по зерновому составу он соответствует мелко- или среднезернистым пескам.

Возможности использования фосфорных шлаков в производстве строи­тельных материалов не менее широкие, чем металлургических и топливных. Гранулированные фосфорные шлаки используются в цементной промыш­ленности как добавки к сырью до 8—10% взамен глинистого компонента. Это обеспечивает экономию топлива. Фосфорные шлаки применяются как добавки при измельчении цементного клинкера в производстве портланд­цемента и шлакопортландцемента. Схватывается фосфорно-шлаковый це­мент медленнее и прочность его в ранние сроки ниже, однако в возрасте 3—5 месяцев она становится выше, чем цемента на основе доменных шла­ков. Фосфорные шлаки используют также в производстве шлакощелочных цементов. Характерной особенностью фосфорно-шлаковых цементов всех типов является повышенная сульфатостойкость.

Из фосфорно-шлаковых расплавов получают литой щебень по техноло­гии металлургических процессов. Из них получают также шлаковую пемзу, вату, литые изделия в виде плитки для полов, брусчатки, а также шлакоси-таллы. Фосфорные шлакоситаллы имеют меньшую себестоимость, чем си-

364 Экология города

таллы на основе доменных шлаков. Установлена возможность применения фосфорных шлаков в качестве добавки к сырью при производстве керами­ческих изделий и фасадной плитки.

При экстракционном способе переработки апатитовых и фосфоритовых концентратов получают экстракционную фосфорную кислоту и фосфорные удобрения — суперфосфат, а в качестве твердого отхода — сульфат кальция (фосфогипс). В зависимости от условий получения фосфорной кислоты от­ходы образуются в виде дигидрата Ca₂SO₄ • 2Н₂О, полугидрата Ca₂SO₄ • 0,5Н₂О или безводного сульфата кальция. Эти отходы представляют собой серый мелкокристаллический комкующийся порошок влажностью 25—40%. В них содержатся непрореагировавшие фосфаты, соединения фтора, стронция, не-отмытая фосфорная кислота, органические вещества, соединения редкозе­мельных элементов, урана. Основную массу образующегося фосфогипса сбра­сывают в отвалы, в которых скопились миллионы тонн фосфогипса.

Сравнение состава фосфогипса с природным гипсовым сырьем показало, что фосфогипс является потенциально качественным сырьем для производ­ства различных вяжущих. При его использовании требуется дополнительная очистка от примесей. Объемы образующегося фосфогипса превышают по­требности в специально добываемом гипсовом сырье.

Разработаны и опробованы технологии получения гипсовых вяжущих из фосфогипса. Для снижения содержания примесей и нейтрализации его про­мывают, затем сушат, обжигают и измельчают. По такой технологии получа­ют высокопрочный гипс, отвечающий требованиям стандарта. Фосфогипсо-вые вяжущие могут быть использованы как добавки к цементам для регули­рования сроков схватывания. Из фосфогипсовых вяжущих можно получать перегородочные плиты, блоки, гипсопесчаный кирпич, декоративные акус­тические плиты. На основе фосфогипсовых вяжущих возможно получение декоративного материала — искусственного мрамора. Вяжущие для таких материалов получают путем обжига сырьевой смеси, состоящей из фосфо­гипса, кремнефтористых солей, оксида кальция. Фосфогипс может служить сырьем для производства цемента с одновременным получением серной кис­лоты. Сущность этого метода заключается в разложении сульфата кальция в восстановительной среде.

Отходы производства калийных удобрений образуются при переработке ка­лийных руд, основным минералом которых является сильвинит — смесь силь­вина КС1 и галита NaCl. Калийные удобрения в основном используют в виде хлорида калия. Калийные руды перерабатывают различными методами. Наи­более распространенными являются метод раздельной кристаллизации из раст­воров и метод обогащения породы флотацией. При переработке и обогащении сырья в калийной промышленности образуются многотоннажные твердые гали-товые отходы, которые поступают в отвалы. На 1 т КС1 образуется 3—4 т отхо­дов. Кроме основного компонента NaCl (до 90%), они содержат KG, CaSO₄, MgCl₂, Br и нерастворимые вещества. Вблизи калийных предприятий накопи­лись солевые отвалы, которые вызывают засоление почв, повышение минера­лизации поверхностных и подземных вод. В целях улучшения экологической

Раздел 8. Бытовые и производственные отходы. Санитарная очистка городов 365

обстановки следует отказаться от хранения солевых отходов на земной поверх­ности и постепенно перейти на их складирование в выработанных простран­ствах, а также совершенствовать технологию горных работ путем сокращения выемки из шахт галита и пустой породы (селективная добыча калийных руд).

Галитовые отходы можно использовать для получения поваренной соли, как сырье в содовом, хлорном производствах, что из-за транспортных расхо­дов целесообразно только для предприятий, расположенных вблизи разраба­тываемых калийных месторождений. Перспективным направлением являет­ся также внедрение методов комплексного использования сырья: путем из­влечения побочных компонентов — магния, брома, использования отходов для получения кормовой и технической соли и других продуктов.

Отходы в виде дистиллерной жидкости образуются при производстве каль­цинированной соды аммиачным способом. На 1 т кальцинированной соды образуется 8—12 т дистиллерной жидкости, содержащей в своем составе 200— 250 кг/м³ остатка. Складирование этих отходов осуществляют в специальных шламохранилищах (белые моря). Твердый остаток — дистиллерный шлам, представляет собой мелообразный материал, состоящий на 70—80% из час­тиц размером 0,1—0,2 мм. В состав шламов входят следующие компоненты: карбонат кальция 50—65%, гидроксид кальция 4—10%, гипс 5—10%, хлорид кальция 5—10%, примеси глинистых минералов и кварца 5—10%, другие ком­поненты. На предприятиях содовой промышленности накопились миллионы тонн дистиллерных шламов.

Одним из основных направлений их использования является получение известково-белитового вяжущего и силикатного кирпича на его основе. Технологическая схема получения известково-белитового вяжущего следу­ющая. Шлам разрабатывают на пляже и направляют на сушку, затем его обжигают во вращающейся печи и тонко измельчают совместно с песком в определенном соотношении, а затем используют для производства кирпича по обычной технологии.

Путем обжига и тонкого помола дистиллерного шлама выпускают из-вестьсодержащее вяжущее для производства строительных растворов, авто­клавных бетонов, керамзитобетонов.

Дистиллерные шламы рекомендуют также использовать для получения наполнителя асфальтобетонных смесей, линолеума, поливинилхлоридной плитки, тампонажных материалов.

Карбидная известь — отход в виде известкового теста, образуемый при получении ацетилена путем воздействия воды на карбид кальция. Известковое тесто содержит в своем составе примеси неразложившегося карбида кальция и растворенного ацетилена. Применять ее можно после выдерживания 1—2 мес. до исчезновения запаха ацетилена. Активность извести зависит от пребывания в отвале и соответствует извести третьего сорта. Ее рекомендуют использовать в качестве вяжущего для автоклавных материалов. Для улучшения вяжущих свойств рекомендуют ее измельчать совместно с песком, при этом активность карбидной извести увеличивается в 2—2,5 раза. Вместо песка можно использо­вать горелые породы, доменные шлаки, отходы обогащения руд.

366 Экология города

Пиритные огарки — отходы, образующиеся при переработке железного колчедана (FeS₂, пирита) в серную кислоту. Чистый железный колчедан со­держит 53,5% серы и 46,5% железа. В природном колчедане, кроме серы и железа, содержатся примеси песка, глины, карбонатов, сульфидов цветных металлов, соединений мышьяка, селена, серебра, золота и др. При обжиге обогащенного пиритного концентрата получают диоксид серы, который в дальнейшем перерабатывают в серную кислоту, а в качестве твердого отхода образуется пиритный огарок. Пиритные огарки состоят в основном из железа и имеют следующий химический состав: Fe₂O₃ 56—77%, SiO₂ 9—22%, А1₂О₃ 1 — 18%, СаО 0,8—5%, MgO 0,1—0,2%, кроме того, они содержат в своем со­ставе медь, цинк, свинец, серу, драгоценные металлы, мышьяк, селен. При обжиге пиритного концентрата огарков образуется около 70% от массы колче­дана. Входящие в состав пиритных огарков растворимые соединения мышья­ка легко вымываются атмосферными осадками и загрязняют почвы, поверх­ностные и подземные воды.

Наиболее целесообразным направлением утилизации пиритных огарков является извлечение цветных и драгоценных металлов.

Методом хлорирующего обжига из огарков извлекаются медь и благород­ные металлы, сера.

Пиритные огарки являются ценным сырьем для черной металлургии. Основным препятствием для использования их в доменных плавках явля­ются высокая степень измельчения, что может вызвать забивание доменной печи, значительные содержания в некоторых видах огарков свинца, меди, цинка, серебра, что осложняет процесс доменной плавки и загрязняет его продукты, а также повышенное содержание серы, что приводит к получе­нию чугуна низкого качества. В небольших количествах пиритные огарки используют в качестве сырья для доменной плавки без предварительного извлечения цветных и драгоценных металлов. До плавки проводится высо­котемпературная агломерация, что приводит к выгоранию серы и образова­нию кусков материала.

В колчеданах, применяемых для производства серной кислоты, в неболь­ших количествах содержится селен. Отходы переработки пирита являются одним из основных источников получения селена.

Разработаны технологии получения из пиритных огарков высокожелезис­тых цементов. Исходными компонентами служат мел (= 60%) и пиритные огарки (=40%).

Пиритные огарки используются как добавки, так и в качестве основного сырья для производства керамзита. Образующийся при распаде пирита сер­нистый газ вспучивает глинистое сырье.

Разработана технология получения тяжелых заполнителей из пирит­ных огарков (95—97%) и глины (3—5%). Заполнитель имеет истинную плот­ность 6000 кг/м³.

Пиритные огарки применяют в производстве стеновых керамических материалов для снижения температуры обжига, повышения качества и улуч-

Раздел 8. Бытовые и производственные отходы. Санитарная очистка городов 367

шения цветовых характеристик. Однако образующиеся при обжиге сульфи­дов и сульфатов газообразные продукты снижают механическую прочность

изделий.

Пиритные огарки применяют для получения красного железооксидного пигмента путем тонкого измельчения и прокаливания при температуре 700—800° С. Этот пигмент устойчив к действию кислот, щелочей и извести, светостоек, может применяться в водных и неводных красочных составах. Огарки применяют для окрашивания силикатного кирпича.

Отходы коксохимического производства. Кокс — твердое топливо повы­шенной прочности, получаемое нагреванием угля до 950—1050° С без доступа кислорода. Коксующиеся угли способны переходить в пластическое состоя­ние и спекаться.

При коксовании, кроме кокса, образуются каменноугольная смола, бен­зол, аммиак, коксовый газ и другие соединения. Коксовый газ используют как топливо или для производства других продуктов. Сопутствующий серо­водород превращают в элементарную серу, аммиак используют для произ­водства азотно-фосфорных удобрений.

При очистке каменноугольной смолы и бензола получают легкие, сред­ние и тяжелые масла, а также антраценовое масло и пек — компоненты до­рожного дегтя.

В процессе отстаивания каменноугольной смолы в хранилищах образу­ются вязкие отходы — фусы, содержащие смолистые вещества (50—80%), фенол, угольную и коксовую пыли, железистые и другие соединения. Плот­ность фусов 1300—1400 кг/м³, размер твердых включений 0,1—5 мм. Фусы добавляются в шихту при коксовании, в топливо для котлов ТЭС. Из фусов извлекаются смолы.

При использовании фусов в качестве топлива или в составе шихты для коксования и газификации их смешивают и окомковывают с основными ком­понентами и другими видами горючих отходов. На многих заводах из-за от­сутствия оборудования значительная масса фусов не используется и направ­ляется в накопители.

Другое направление утилизации фусов — использование их в строитель­стве. На основе фусов изготавливаются материалы для защитных покрытий бетонных, железобетонных и металлических изделий. Такие составы получают при растворении фусов в уайт-спирите и других растворителях с добавлением поливинилхлоридной смолы и последующим отстаивании. Покрытия облада­ют устойчивой гидрофобностью, высокой прочностью и водостойкостью.

При очистке бензола серной кислотой образуется отход — кислая смол­ка, представляющая собой черную вязкую массу с плотностью 1280— 1300 кг/м³, содержащую серную кислоту до 10—30%, бензольные углеводоро­ды и полимеры.

Кислую смолку добавляют к шихте при коксовании и используют при производстве битумов разных марок, для получения диоксида серы с после­дующей переработкой его в серную кислоту. Смолку также используют как

368 Экология города

добавки к цементному клинкеру для интенсификации помола и активиза­ции твердения цемента, как вспучивающие добавки к шихте при производ­стве керамзита. После нейтрализации ее можно использовать для производ­ства дорожных дегтей. Нейтрализацию осуществляют с помощью щелочных отходов и реагентов. Возможно использование кислой смолки вместо сто­лярного клея.

Отходы производства и потребления пластмасс образуются при приготов­лении сырья в виде слитков, глыб, бракованных волокон и при формовании изделий в виде обрезков и брака. Отходы используются для производства того же продукта или изделий менее ответственного назначения. Содержание отходов в сырье обычно составляет до 20%, при большем количестве ухудша­ется глянец, появляется шероховатость.

При утилизации без разделения по типам пластмасс отходы измельчают, отделяют примеси, гранулируют и используют для производства тары, под­стилок, сувениров, игрушек и др.

Широкое распространение за рубежом получило многокомпонентное литье, при котором изделия имеют наружный и внутренний слои. Наружный слой выполняют из товарных пластмасс высокого качества; внутренний — из отходов, включающих наполнители — тальк, стеклянные или керамические шарики, вспениватель для облегчения. Такой способ утилизации применяют при изготовлении мебели, предметов домашнего обихода.

Бывшие в употреблении пластмассовые изделия и тара в виде отходов поступают на свалки и полигоны. В процессе утилизации их собирают, сор­тируют и очищают от примесей. Из использованной в сельскохозяйственном производстве полиэтиленовой пленки изготавливают трубы и вторичную по­лиэтиленовую пленку. Вышедшую из употребления пленку сортируют, уда­ляя инородные включения и сильно загрязненные куски, измельчают, про­мывают, отжимают, сушат и гранулируют. Далее вторичный гранулирован­ный полиэтилен смешивают с первичным в соотношении 6: 4 и используют для производства продукции.

Большое количество пластмасс попадает в городской мусор. В нашей стра­не содержание пластмасс в нем составляет 1,5—2%, в странах Западной Евро­пы — 2—4%, в Японии до 10%. Сжигание мусора на мусоросжигательных заводах сопровождается выбросом в атмосферу токсичных газов: хлорида во­дорода, оксидов азота, аммиака, цианистых соединений.

Отходы синтетических материалов легкой и других отраслей промыш­ленности в виде волокон, пряжи, обрезков могут использоваться для очистки промышленных сточных вод. Отходы пенополиуретана применяют для очис­тки нефтесодержащих сточных вод. Пластмассовые отходы некоторых видов могут использоваться как добавки в асфальтобетонные смеси, при этом по­вышается износоустойчивость дорожных покрытий.

Поливинилхлоридные отходы образуются в виде обрезков, высечек, за­правочных концов, полос при производстве пленочных материалов, искус­ственных кож и изделий из них, а также материалов" строительного назначе-

Раздел 8. Бытовые и производственные отходы. Санитарная очистка городов 369

ния — линолеума, обоев. Из отходов поливинилхлорида получают линоле-умную плитку и пленку.

Пластмассовые отходы отличаются повышенной стойкостью и долговеч­ностью. Они плохо поддаются деструкции под воздействием света, воды, тем­пературы и микроорганизмов. Ведутся поиски таких составов пластмасс, ко­торые по истечении срока службы изделий под действием ультрафиолетового излучения способны распадаться в порошок и усваиваться микроорганизма­ми. Пластмассы с регулируемым сроком эксплуатации применимы для изго­товления упаковочных материалов, тары и пленки.

Отходы производства и потребления резины. Резину получают вулканиза­цией каучука или резиновых смесей горячим или холодным способом, введе­нием в их состав серы. В зависимости от содержания серы в резине ее разде­ляют на мягкую, полутвердую и твердую.

Резиновые отходы образуются в процессе производства резинотехничес­ких изделий, товаров народного потребления, в шинной промышленности и в процессе потребления. К ним относятся изношенные покрышки, резино­вая обувь, отработанные конвейерные ленты, приводные ремни, формовые изделия, товарная резина, прорезиненная ткань, техническая пластина. В про­изводстве отходы образуются при приготовлении резиновых смесей, на ста­дии вулканизации, отделки готовой продукции.

Наиболее ценными компонентами резиновых отходов являются каучук и ткани. Отходы производства — невулканизированные и вулканизированные — отличаются по ценности и сложности переработки. Технология переработки невулканизированных отходов состоит из сортировки, очистки от посторон­них примесей и перемешивании для усреднения. По качеству этот вид отхо­дов приближается к первичному сырью и используется для производства го­товой продукции. Вулканизированные резиновые отходы используют для из­готовления резиновой крошки, применяемой как добавка к первичному сырью или для производства шифера, надувных лодок, рукавиц, фартуков, резино­вых ковров и др.

В резинотканевых невулканизированных отходах текстильные компоненты сохраняют свои свойства и используются вторично. Резинотканевые вулка­низированные отходы используются для производства технических рукавиц, набивки мебели и т.д.

Несмотря на неограниченные возможности переработки отходов про­изводства резины значительную часть их вывозят на свалки и сжигают. Полностью изношенные автопокрышки содержат около 75% каучука и других ценных ингредиентов. Изношенные покрышки собирают предпри­ятия "Вторресурсы".

Основным направлением комплексной переработки изношенных покры­шек является регенерация резины. Непригодными к регенерации являются изделия, утратившие эластичность и ставшие хрупкими в результате старе­ния резины, изделия с низким содержанием каучука, а также изделия, при­готовленные из одного регенерата. Процесс регенерации резины состоит в

370 Экология города

подготовке резинового сырья, девулканизации резины и механической об­работке девулканизата. При подготовке резинового сырья отрезают борта шин, оставшуюся часть разрезают на куски, измельчают, отделяют ткане­вый и металлический корд. Девулканизация резины является основным процессом превращения резины в пластичный продукт. Измельченную ре­зину с добавками нагревают в течение определенного времени при темпера­туре 160—190° С. При этом происходит деструкция вулканизированного ка­учука. Деструкции способствуют добавляемые химические вещества: мяг-чители и активаторы. Полученную массу пропускают через вальцы, откуда регенерат выходит в виде полотна толщиной 0,15—0,17 мм.

При пиролизе резиновых отходов при температуре 400—450° С получают резиновое масло, которое используется в качестве мягчителя при регенера­ции резиновых отходов и в резиновых смесях.

При пиролизе автомобильных шин при температуре 593—815° С получа­ют жидкие углеводороды, используемые в качестве топлива, и твердый оста­ток, который можно использовать вместо сажи для производства резинотех­нических изделий.

Другим направлением переработки резиновых отходов является размол их в крошку. Получаемую крошку можно использовать для приготовления битумно-резиновых мастик, гидроизоляционных и кровельных рулонных материалов, в качестве добавок в дорожные покрытия, для изготовления хи­мически стойкой тары.

Автопокрышки используют для ограждения транспортных магистралей, портовых причалов, береговых откосов.

Нефтесодержащие отходы образуются в технологическом процессе предприятий при использовании нефтепродуктов и на очистных сооружени­ях, куда они поступают со сточными или ливневыми водами. Нефтеотходы образуются в виде жидких нефтепродуктов, нефтесодержащих осадков и шла-мов и подразделяются на следующие группы:

ММО — масла моторные отработанные (автотракторные, дизельные, авиа­ционные и т.д.);

МИО — масла индустриальные отработанные (турбинные, компрессор­ные, трансформаторные и т.д.);

СНО — смеси нефтепродуктов отработанных (нефтепродукты, извлекае­мые из нефтесодержащих сточных вод на очистных сооружениях; нефтепро­дукты, собранные при зачистке резервуаров, трубопроводов и т.д.).

Отработанные нефтепродукты являются ценными материально-техни­ческими ресурсами и подлежат повторному использованию. Большая часть индустриальных и трансформаторных масел, как правило, регенерируется на месте потребления. Моторные масла сдаются на нефтебазы. Загрязнен­ные и обводненные нефтепродукты перед сдачей на нефтебазы отстаиваются с подогревом до 60—65° С.

Обезвоживание и очистка нефтеотходов производится фильтрованием или центрифугированием.

Раздел 8. Бытовые и производственные отходы. Санитарная очистка городов 371

Неутилизируемые жидкие нефтесодержащие отходы сжигают в топках и горелочных устройствах — камерных, циклонных, надслоевых. Наибольшее распространение получили турбобарботажные установки "Вихрь". Для сжи­гания нефтешламов, осадков очистных сооружений применяют печи с кипя­щим слоем, многоподовые, барабанные.

Нефтеотходы подвергают также обработке оксидом кальция или магния, предварительно обработанного ПАВ, в соотношении 1: 1 — 10. В итоге полу­чают сухой, гидрофобный порошок, который можно использовать в качестве облицовочного материала для различных хранилищ, при сооружении дорог и т.д. В качестве ПАВ используют стеариновую, пальмитиновую кислоты или парафиновое масло. Таким методом обезвреживают почвы, загрязненные нефтепродуктами, пляжи. Одновременно с обезвреживанием собранных неф-теотходов производится очистка и рекультивация земельных участков.

Известна также технология очистки территорий, загрязненных нефте­продуктами, с помощью реагентов на основе негашеной извести. Известь взаимодействует с водой, при этом образуется коричневый порошок, состо­ящий из мельчайших гранул, в которые заключены токсичные компоненты. Полученную массу уплотняют на месте катками или перевозят для дальней­шего использования.

Нефтесодержащие отходы подвергают также биологическому обезврежи­ванию под воздействием микроорганизмов. Подобраны штаммы бактерий, превращающие ароматические и алифатические углеводороды в безвредные диоксид углерода и воду. Выпускается бактериальный препарат на основе природного штамма углеводородоокисляющих бактерий Pseudomonas putida 36. Препарат выпускают в полиэтиленовых пакетах вместимостью 1 —10 кг. С его помощью можно обезвреживать до 20 компонентов сырой нефти, вклю­чая асфальтено-смолистые фракции. Нефтесодержащие отходы в специаль­ных барабанах перемешивают с субстратами микроорганизмов в соотноше­нии 9:1. Подготовленный материал укладывают слоем 80—100 см и выдер­живают в течение двух лет на биоплощадке. Биоплощадка ограждается по периметру дамбой, основание уплотняют, укладывают пленочный экран и устраивают дренаж. Дренажная вода забирается насосом и разбрызгивается по поверхности отходов. Для защиты от водной и ветровой эрозии биопло­щадку засевают травой. Этот способ применяют для очистки загрязненных нефтепродуктами почв, грунтов, нефтесодержащих осадков сточных вод.

Наиболее простым и распространенным способом утилизации отрабо­танных масел является смешивание их с сырой нефтью и совместная перера­ботка по полной технологии. Количество добавляемых масел не должно пре­вышать 1% от объема сырой нефти.

Основным направлением утилизации масел является их регенерация. Методы регенерации отработанных масел можно разделить на физические, физико-химические, химические. Физический метод включает отстаивание, центрифугирование, фильтрацию, отгон легких топливных фракций, вакуум­ную перегонку, которая является наиболее эффективной. К физико-хими­ческим методам регенерации масел относятся: коагуляция загрязнений раз-

372 Экология города

личными ПАВ, контактная очистка отбеливающими глинами и активирован­ными адсорбентами. Отбеливающая глина после использования выбрасывает­ся на свалки. Разработаны и внедрены технологии (Германия) по регенерации отбеливающей глины, после чего она вторично может использоваться для про­изводства минеральных масел. После вторичного использования она употреб­ляется для производства кирпича. К химическим методам очистки относятся сернокислотная и щелочная. Серная кислота активно воздействует на боль­шинство загрязнений и продукты окисления масла: смолы, асфальтены, наф­теновые кислоты, серные соединения, присадки. Однако применение серной кислоты связано с образованием трудно утилизируемого кислого гудрона.

Неутилизируемые отработанные масла используют при производстве ке­рамзита, добавляя их совместно с опилками в качестве выгорающих и вспу­чивающих добавок.

Шламы, образующиеся при регенерации масел, могут быть использова­ны для производства дорожных битумов.

Жидкие нефтяные отходы могут быть использованы для получения неф-теводяных эмульсий (нефтеотходы: вода — 3:2), которые применяются для обработки поверхности угля при перевозке в открытых вагонах или при хранении на открытых складах. Вносимая добавка нефтепродуктов сгорает при сжигании угля.

Жидкие нефтеотходы используют также для предотвращения смерза­ния углей.

Широко распространенными слабоконцентрированными нефтеотходами являются отработанные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), которые применяют при работе металлообрабатывающих станков, прокатных станов и т.д. Для приготовления СОЖ используют эмульсолы (5—6%), основой кото­рых является минеральное масло, соду (0,2—0,6%) и воду. При использова­нии СОЖ загрязняются механическими примесями, густеют в процессе ис­парения влаги, портятся, выделяют неприятный запах.

Основными методами обезвреживания СОЖ являются реагентная коагу­ляция, центрифугирование, реагентная напорная флотация, электрокоагуля­ция, ультрафильтрация и обратный осмос. Получил распространение терми­ческий способ обработки эмульсий на выпарной установке. Водяные пары охлаждают в конденсаторе и используют на приготовление СОЖ, обезвожен­ный маслосодержащий осадок — как добавку к котельному топливу.

Одним из видов нефтесодержащих отходов являются кислые гудроны, которые образуются при сернокислотной очистке нефтепродуктов. Они пред­ставляют собой высоковязкие смолообразные массы. Состав их колеблется в больших пределах. В них содержится от 4 до 85% неиспользованной в про­цессе очистки свободной серной кислоты, от 8 до 97% органических соеди­нений и вода. Значительная масса кислых гудронов поступает в отвалы.

Утилизируют кислые гудроны с целью получения диоксида серы, в даль­нейшем перерабатываемой в серную кислоту. К кислым гудронам добавляют отработанную серную кислоту, выход которой в нашей стране значительный.

Раздел 8. Бытовые и производственные отходы. Санитарная очистка городов 373

Термическое расщепление этих отходов проводят в печах при температуре 800— 1200° С, при этом происходит образование диоксида серы и полное сгорание органических веществ. При содержании органических веществ 12—25% до­полнительного топлива не требуется. Кислые гудроны сернокислотной очист­ки масел предложено перерабатывать в дорожные битумы, в активный уголь с одновременной регенерацией серной кислоты, а также использовать кислые гудроны с содержанием серы до 18% в качестве противофильтрационного эк­рана в основании полигонов ТБО. В процессе разложения ТБО образуется сильно концентрированная жидкость (фильтрат) с высоким содержанием орга­нических и минеральных веществ. При контакте кислого гудрона с фильтра­том происходит нейтрализация кислот с образованием малорастворимых или нерастворимых солей. Такой экран запроектирован в основании полигона ТБО в Харькове. По предложенной технологии кислый гудрон наносится слоем толщиной 8—10 мм на естественное грунтовое основание с последующей ук­ладкой защитного слоя из грунта толщиной 20—25 см, а затем отходов.

Эффективным способом утилизации кислых гудронов является добавка их к цементному клинкеру во вращающиеся печи при производстве цемента. Органическая часть кислых гудронов выгорает, а известковые породы взаи­модействуют со свободной серной кислотой, образуя сернистый кальций. При этом сокращается расход топлива.