CC BY
8
полученной зависимости для флокулянта CIP; проведена проверка адекватности полученной модели, которая показала, что 97,% рассеивания зависимой переменной объясняется теоретически полученной экспоненциальной моделью
Список использованных источников
1. Матвеев, Н.М. Методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений Учеб пособие / Н М Матвеев. - Москва Высшая школа, 1963. - 546 с.
2. Ящерицын, П.И. Планирование эксперимента в машиностроении: [Справ, пособие] / П.И. Ящеоицын Е.И Махаринский - Мн Зыш. шк., 1985. - 286 е.. ил.
3. Статистические методы в экспериментальных исследованиях (руководство по использованию «StatistiKa for windows»): Учебное пособие / 8ГТУ; Сост. С.М Литовский. - Витебск, 1996. - 63 с.
SUMMARY
In work the process depos't of the weighed part cles occurring in clearing of shop chemical cleaning at use various coagulants is investigated As a result of carried out theoretical and experimenta' researches the theoretical dependence of weight of the besieged particles on time is received during chemical cleaning of waste water, and also the check of adequacy to the received mode1 is carried out which has shown that 97 78 % of d.spersion dependent variable explains theo-eticaily receiveo exnioitor model
УДК 628.1.033+628.5
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭКСАОГОБЕЗОРАСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УТИЛИЗАЦИИ 01Х0Д0В СТАНЦИЙ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ И ГЭЦ
А. П. Платонов. С. Г. Ков чур
Подземные воды большинства регионов Беларуси характеризуются повышенным содержанием железа. Например на водозаборе № 4 г. Витебска вода подающаяся на станцию обезжелезивания, содержит 3.5 мг/л ионов железа.
Преобладающей формой существования железа в подземных водах является бикарбонат железа (II), который устойчив только при наличии значительных количеств углекислоты и отсутствии оастворенного кислорода [1]. Наряду с этим железо встречается в виде сульфида карбоната и сульфата железа (II). Гидроксид железа может присутствовать в воде в коллоидном состоянии, которое является одной из ссьоьных форм его существования. Выпадению гидроксида железа из коллоидного состояния в осадок способствует наличие противоположно заряженных золей шемниевой кислоты При значениях рН < 4,5 железо находится
в воде в виде ионов Fe \ Fe , ^ Fe; Повышение значения рН
приводит к окислению ионов железа (II) в ионы железа (III) Окисление иснов железа ill) кислородом воздуха пооисходит по реакции
4 Fe2 + 0: + 8II СО + 2 Н20 = 4 Fe (ОН) ( i + 8С0,Т
Обезжелезивание поверхностных вод можно осуществлять лишь реагентными методами а для удаления железа из подземных вод наибольшее распространение получили безреагентные методы
На водозаборе № 4 г. Витебска для обэзжелезивэния водь1 применяется метод фильтрования па каркасных фильтрах на установках производительностью до 1000 м?/сутки. Сущность этого метода заключается в том, что ионы железа (II) после окисления переходят в осаждающиеся ио^ы жепеза (III). Гидроксид железа
формирующийся в нижней части аппарата, намывается на патрон. При этом в начале процесса решающую роль играет различие в зарядах керамического патрона, хлопьэв гидроксида железа и ионов железа (II).
В ьастоящее время промывные воды, образующиеся на станциях обезжелезивания при поомывке фильтров и содержащие в качестве основного
загрязнения тонкодиспергированную суспензию гидроксида железа Ге ОН
подлежат либо открытому сбросу в поверхностные водоемы или водоотводящие сети пибо осветлению отстаиванием с дальнейшим обезвоживанием выделенного осад,(а на иловых площадках [2] Периодически, не реже одного раза в полгода на станциях обезжелезивания производят чистку емкостей шлам вывозят на свалку. В результате не только затрагиваются значительные средства на вывоз осадка, но и теряются ценные химические вещества (соединения железа;, которые можно использовать при изготовлении строительных материалов. Важен также и экологический аспект данной проблемы. Осветленная вода из отстойных сооружений имеет достаточно высокую мутность (30-50 мг/л). Сброс ее в открытый водоем приводит к его загрязнению. На некоторых водонасосных станциях шлам не собирают, а сливают в реки, что приводит к их заилению и обмелению. В Республике Беларусь до настоящего времени не разработана технология комплексной утилизации отходов станций обезжелезивания.
Химический состав отходов (шлама) определялся методами комплексонометрии. Результаты анализов приведены в таблице 1.
Таблиц ^ 3 о ста в отходов станций збезжелемивания
Содержание в весовых прсцентах в пересчете на сухое вещество Станции обезжелезивания г. Витебска
№ 1 № 2 № 3 №4
S¡02 48 3-49,2 49 1-49 6 48,4-49,5 49 1-5С,3
Fe3 32 2-33,1 31.9-32,1 32 4-33.0 31 8-32,3
Сэ2* 4 1-4,2 4 1-43 4.2-4 3 4 1-4 2
Mg'+ 2,0-2.1 2.3-2 4 2,0-2,2 2,1-2,2
Анионы нс о;, СО; \ SO;', СГ 11.4-13,4 11.6-12.6 11.0-13.0 11 0-12,9
На основе неорганических отходов станций обезжелезивания можно получить железосодержащие пигменты и пигменты-наполнители с широкой цветовой гаммой. Поскольку Республика Беларусь не имеет собственного производства железосодержащих пигментов, а их потребность превышает 50СС т/год, появляется необходимость разработки технологии пигментов на базе дешевого местного сырья [3, 4].
Для получения железосодержащих пигментов шлам станций обезжелезивания поокаливали при 700 °С в течение 1 часа При этом получается высококачественный пигмент, аналогичный смеси 30 % железного сурика и 70 % охры. В таблице 2 приведены качестгенные показатели прокаленных отходов.
В процессе прокаливания отходы частично спекаются поэтому их необходимо измельчать в шаровой мельнице до степени дисперсности 140 160 мкм. Прокаленные отходы станций обезжелезивания (ТУ 17-2071665-1-97) по качественным показателям соответствуют высококачественным строительным пигментам и могут найти применение в производстве фасадной краски [5].
Наименование показателя Значение показателя Метод испытания
Внешний вид Гонкодисперсный порошок темно-красного цвета ТУ 17-2071665-1-97
Степень диспеосности 140-161) мкм ГОСТ 21119.1-10-75
Тонкость помола Прохождение через сито 008 в количестве не менее 85 % от массы шлама Определение остатка на сите после мокрого просева
Укрывистость Не более 20 г/м2 ГОСТ 878^-85
Потери при прокаливании при 700 °С в течение 1 часа % по массе 22-25 % ГОСТ 11022-75
Содержание оксида трехвалентного железа 68-72 % Гравиметрический метод
Вторая задача настоящего исследования - разработка технологии утилизации отходов, образующихся при водоподготовке на теплоапектроиентралях. В Республике Беларусь не решен вопрос утилизации таких отходов. Масштабы образуемых шламовых отходов при химической подготовке воды являются значителоными для организации промышленной лереоаботки. Согласно данным Министерства поиродных ресурсов и охраны окружающей среды ежегодно в Республике Беларусь обоазуется около 14 тысяч гонн сухого шлама в процессе водоподготовки на теплоэлектроцентралях.
На Витебской ТЭЦ для очистки воды в качестве коагулянта применяют сульфат алюминия а в качестве флокулянта - полиакриламид, на мини-ТЭЦ «Южная» в качестве коагулянта используют двухвалентный сульсЬат железа., предварительно проводя^ известкование гашеной известью. На кафедрах химии, охраны труда и промэкологии ВГТУ разработан новый состав а< фальгобетона с использованием отходов, образующихся при водоподготовке на ТЭЦ. В результате исследований установлено что отходы, содержащие соединения алюминия не всегда увеличивают прочность асфальтобетона, к тому же возрастает расход битума, поэтому объектом исследования являлись отходы, полученные пос-пе водоподготовки на ТЭЦ «Южная», где в качестве коагулянта используется сульфат железа. В центоальной лаборатории КУП «Вигебскоблдорстрой» Департамента «Белавтодор» исследованы качественные показатели отходов. Установлено что шлам соответствует требованиям ГОСТ [61 Содержание в отходах тяжелых металлов опоеделяпось с помощью атомно-эмиссионного анализа на спектрографе PGS-2. Учитывая что содеожание тяжелых металлов в шламе не превышает допустимых санитарных норм, отходы ТЭЦ можно использовать в дорожном строительстве.
Применяемая в дорожном строительстве смесь холодной укладки для ремонта автомобильных дорог имеет следующий состав, песчано-гравийная смесь - 62 %; щебень гранитный - 28 %, доломитовая мука - 7 %; активатор (гашеная известь) -3 % битум нефтяной жидкий - 6 % от веса минеральных материалов. Асфальтобетонные смеси приготавливают перемешиванием в нагретом состоянии (температура не ниже 393 К) минеральных материалов и битума При такой температуре органические вещества, которые содержатся в отходах выгорают.
Минеральный порошок является важной составной частью асфальтооетона. В качестве минерального порошка часто используют доломитовую муку, которая производится для сельского хозяйства и не предназначена для дорожного строительств? Использование доломитовой муки в сельском хозяйстве целесообразно, поскольку доломит поглощает радиоактивный стронций и оезко уменьшает содержание радионуклидов в продуктах. Установлено, что весь доломит и часть песчаио-гравийной смеси в составе асфальтобетона можно
заменить сухим шламом ТЭЦ. В аккредитованной центральной лаборатории КУП «Витебскоблдорстрои» пооведены испытания физико-механических свойств асфальтобетонной смеси, содержащей отходы ТЭЦ (таблица 3).
^яРпица j Ри?икр-м (с ические свойства :меси
Свойства Единица измерения Норма оптимальных показателей Новая асфальтобетонная смесь
Водонасыщение % 1-4 3,7
Набухание % не более 1.0 0.2
Поедел прочности при сжатии при 50 °С МПа не менее 1 0 1.3
Предел прочности при растяжении при 0 °С МПа не менее 1 5 3.3
Модуль остаточной деформации при 50 °С МПа не менее 75 для дорог II категории 83,5
Замена минеоального порошка шламом не приводит к ухудшению физико-механииеских свойств асооальтоботона. Применение отходов улучш?ет прочностные характеристики асфальтобетона, сопротивление пластическим деформациям, снижает трещиностойкость За последние 4 года на Витебском государственном предприятии «Витебскиблремстрой» по новой рецептуре изготовпено семь тысяч тонн ассЬальтпбетона и проведены его испытания з естественных условиях. В результате испытаний установлено, что новый состав асфальтобетона по качественным показателям не уступает обычному асфальтобетону. Разработанные технологии утилизации отходов станций обезжелезивания и ТЭЦ являются ресурсосберегающими экспортоооиентированными, важными в плане импортозамещения окологобезопасными
Список использованных источников
1. Фро>" ВН., Певченко А.П. Водопсдгогочка- Учебн. пособие для вузов. -Москва' МГУ 1996 -680 с
2. Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. - Москва Стройиздат, 1980. - 172 с.
3. Кордиков В.Д. Разработка технологии пигментов и пигментов-наполнителей на основе железосодержащих отходов: Автореф дис. канд. тех наук: 05.17.01/ Бел. госуд. технолог ун-т. - Минск, 2001. -21 с.
4. Ещенко Л Салоников В. Получение высокодисперсного а — Ft.C и
композиционных пигментов на его основе // Наука и инновации, 2004. - № 3.-С. 6-16
5 Платонов А.П., Ковчур С г, Гречаникпв А.В. Утилизация отходов ТЭЦ с целью получения фасадной краски // Вестник ВГТУ, 2004 - № 6. - С. 129132.
6 СТБ 1115-2004 «Смеси асфальтобетонные, дорожные, аэродромные и асфальтобетон Методика испытаний». - Минск' РУП «Минсктиппроект», 2004. - 36 с. Поступила в редакцию.
SUMMARY
Water supplied to consumers (.population, enterprises; is purified before hand at water cleaming stations the waste with ferrous salts being formed. The chemical contents of the waste has been defined witn the cnelatomery method. On the basis of the waste comDosition was developed the waste utilization technology with the aim of building materials obtaining. On tne basic or the waste formed on thermal power-station was depended the waste utilization technology with the aim of construction of concrete road.
