CC BY
21
К. В. Щеголев
Об использовании шлака и золы для очистки промышленных стоков
Из Украинского отделения Всесоюзного института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии
В последние годы все чаще рекомендуется применять шлак и золу кочегарок для очистки промышленных стоков.
Предложение использовать шлак и золу кочегарок для очистки различных промышленных стоков от органических и минеральных веществ исходило от работников московского Водоканалпроекта Применяя загрязненные промышленные стоки для транспортировки золы и шлака на шлакоотвал, они решили одновременно очищать их. Использование загрязненных промышленных стоков для гидрозолоудаления стало рассматриваться некоторыми специалистами как универсальное средство очистки промышленных стоков. Ввиду того что этому вопросу придают слишком большое значение, мы рассмотрим его под углом зрения пригодности в практике очистки промышленных стоков.
По имеющимся литературным данным, наиболее широко освещен вопрос адсорбционных свойств шлака и золы различных видов твердого топлива в работе Мило-ванова и Суворовой, выполненной в Институте ВОДГЕО 2. Авторы считают возможным рекомендовать золу и шлак для очистки промышленных стоков, содержащих фенолы, мышьяк, цианиды, сероводород, нефтепродукты и кислоты. Это предложение повторяется в указании по использованию золы и шлака для очистки сточных вод, изданном Институтом ВОДГЕО.
По данным этих авторов, адсорбционные свойства шлака и золы различных видов топлива по отношению к фенолам представлены в табл. 1.
Таблица 1
« Количество фенолов в мг/л Количество
Наименование образца фенола, сни-
маемою с 1 кг
до опыта после опыта образца в мг
Шлак и зола донецкого тощего
каменного угля ......... 300,6 298,3 7,7
Шлак бурого подмосковного угля 333,7 320,9 42,7
Летучая зола бурого подмосков-
ного угля........... 300,6 253,0 158,7
Торфяной шлак из-под решеток . 300,6 30,3 901,0
Летучая торфяная зола из-под 990,3
экономайзера .......... 300,6 3,5
Летучая торфяная зола из циклона 300,6 1,95 998,8
Из приведенных данных видно, что адсорбционная способность шлака и золы донецкого тощего каменного угля и бурого подмосковного угля ничтожно мала и более или менее значительной адсорбционной способностью обладают торфяные зола и шлак. В соответствии с этим для очистки 1 м3 сточной воды коксохимического производства со средним содержание фенола 1 г/л потребно следующее количество шлака и золы: шлака донецкого тощего каменного угля—130 т, шлака бурого подмосковного угля — 23,4 т, летучей золы бурого подмосковного угля—6,3 т, торфяного шлака из-под решеток, летучей торфяной золы из-под экономайзера или летучей торфяной золы из циклона примерно по одной тонне.
При таких соотношениях объемов сточной воды и шлака и золы каменного и бурого углей практически сточной воды не будет, она будет поглощена массой шлака и золы. При соотношении, которое создается в процессе очистки 1 м3 сточной воды торфяной золой, зола и шлак поглощают до 40% воды, и в сброс идет до 600 л стока со значительным содержанием фенолов. Подсчеты соотношения фенольных сточных вод шлака и золы показали, что нет основания рекомендовать для практической очистки фенольных стоков шлак и золу каменного и бурого углей.
1 Новости строительной техники, № 18, 1950.
2 Производственные сточные воды, Медгиз, в. II, 1950.
4*
51
В работе не получили освещения такие вопросы, как влияние отвалов использованных шлаков и золы на состав грунтовых вод и загрязнение атмосферы и атмосферных вол. использованными для обесфеноливания шлаком и золой.
Заканчивая разбор данных об эффекте адсорбции шлаком и золой фенолов из сточных вод, нам хотелось бы указать на то, что нет уверенности в том, что шлак и зола, уже использованные тем или иным путем для очистки стоков фенолов, не будут отдавать фенола с атмосферными осадками, неизбежно промывающими отвалы шлака.
Не вникая в химизм процесса перевода мышьяка из сточной воды в нерастворимое соединение при пропуске через слой шлака и золы, мы обратили внимание на то, что мышьяк содержится в стоках некоторых предприятий обычно в довольно больших количествах. При производстве бетааминоантрахинона в основном маточнике содержится до 8 г/л мышьяка. При производстве серной кислоты из серы в стоках от электрофильтров содержится до 10 г/л мышьяка.
Есть ряд других производств, сбрасывающих стоки с примерно таким же содержанием мышьяка. Для очистки одного кубометра этих стоков от мышьяка потребовалось бы, согласно указаниям Института ВОДГЕО, следующее количество шлака и золы: летучей золы донецкого тощего каменного угля—60 т, шлака и золы донецкого тощего угля—250 т, летучей торфяной золы из циклона — 300 т, торфяного активированного угля—62,5 т.
Можно ли считать рекомендуемый авторами метод очистки стоков от мышьяка шлаком и золой реальным и приемлемым?
Не проще ли, вникнув в сущность химизма процесса и установив положительную роль алюминия, рекомендовать обработку небольшого количества сточных вод, содержащих высокие концентрации мышьяка, алюминатом без участия шлака и золы?
Из просмотра указаний Института ВОДГЕО видно, что адсорбционные свойства шлака и золы в отношении цианидов ничтожны. Мало того, шлак и зола донецкого тощего угля, шлак бурого подмосковного угля и зола кемеровского литейного кокса вносят цианиды в воду, не содержащую их. Таким образом, использование шлака и золы этих углей для очистки каких-либо стоков противопоказано.
Вопрос очистки стоков от сульфидов недостаточно проработан и нечетко изложен. Повидимому, торфяная зола и шлак в одинаковой мере пригодны для очистки промышленных стоков от сероводорода. У нас нет уверенности в том, что сульфиды не будут вымываться атмосферными осадками.
Для того чтобы разработать вопрос о применении шлака и золы для очистки фенольных промышленных стоков, необходимо уяснить, какие количества их нужны для этой цели и какими количествами располагают заводы. Коксохимические заводы сбрасывают в сутки, по данным Института ВОДГЕО, на одну тонну кокса 9 м3 стоков со средним содержанием фенолов 1 г/л. Для завода, дающего 100 т кокса в сутки, на очистку 900 м3 стоков требуется в сутки 117 000 т золы и шлака донецкого тощего каменного угля.
Для очистки сточных вод газогенераторной станции, перерабатывающей 90 т торфа в сутки (по тем же данным) и сбрасывающей 1 800 м3 в сутки со средним содержанием фенола 1,5 г/л, требуется 2 970 т торфяного шлака и золы. Для газостанции, работающей на буром угле и сбрасывающей 1 800 м3 стоков с содержанием в них 4 500 кг фенола, требуется в сутки 105 600 т шлака и золы бурого подмосковного угля.
Рекомендуя шлак и золу для очистки промышленых стоков, авторы исходили из того, что стоки будут очищаться только местной золой данного производства. Следовательно, производство должно располагать достаточным количеством шлака и золы, не использовавшихся до сего времени, но для получения этих количеств золы и шлака, исходя из зольности углей, коксохимзаводу необходимо сжечь 487 ООО т донецкого каменного угля и газогенераторным станциям 362 000 т бурого угля или 49 500 т торфа в сутки, в то время как коксохимзавод сбрасывает в среднем шлака и золы 100—300 т за сутки, а газогенераторные станции и того меньше.
Таким образом, суточная потребность самого маленького коксохимического завода и газогенераторной станции в шлаке и золе на очистку своих промышленных стоков во много раз превышает то количество их, которое в состоянии дать 100 крупнейших районных электростанций.
Из приведенных выше подсчетов видно, что в основу метода положена ошибочная концепция о наличии на заводах огромных количеств шлака и золы. Обычно там, где они нужны, их нет и где они есть, там не ощущается потребности в них. Шлак и зола не транспортабельны и перевозкой их никто заниматься не станет Следует также иметь в виду, что опыты проводились с измельченным шлаком и поэтому потребуется предварительное измельчение его. Для гидрозолоудаления необходимо такое соотношение шлака и транспортирующей его воды как 1 : 10, и только для торфяных золы и шлака отношение 1 : 1.
Следовательно, во всех случаях потребуется колоссальное разбавление стоков чистой водой. Из приведенных соображений видно, что способ гидрозолоудаления для очистки фенольных стоков неприемлем.
Что касается сброса фенольных вод на золоотвал, то с санитарной точки зрения это вряд ли допустимо потому, что наличное количество золы и шлака не обеспечивает достаточной очистки фенольных вод. Золоотвалы как средство очистки из-за этого будут являться источником загрязнения грунтовых вод и других водоисточников.
Проведенные нами исследования позволили притти к выводу о полной непригодности шлака лисичанского угля для' очистки промышленных стоков красителей и полупродуктов, ввиду ничтожно малых адсорбционных свойств шлака и золы и из-за отсутствия санитарного эффекта.
Таким образом, в результате анализа литературных данных об очистке промышленных стоков шлаком и золой и имеющихся в нашем распоряжении отчетов по проведенным в этом направлении научно-исследовательским работам можно притти к выводу, что шлак и зола независимо от характера топлива (донецкий тощий каменный уголь или подмосковный бурый уголь, или торф) практически неприемлемы для очистки значительного количества промышленных стоков.
•йг т!г -йг
Я. И. Шварц, J1. А. Зильберг
Зональное исследование загрязненности атмосферного воздуха вокруг толевого завода
Из Ленинградского научно-исследовательского института охраны труда ВЦСПС
(Рижская лаборатория)
Рижская лаборатория охраны труда произвела серийные исследования воздушной среды вокруг толевого завода для определения степени загазованности атмосферного воздуха в различные сезоны: летом, осенью и зимой (с июня 1950 г. по февраль 1951 г.).
Забор проб воздуха производился по направлению ветра на уровне 1,5 и 2,5 м от земли, в определенных точках, с различных сторон и на различных расстояниях от завода. Углеводороды определялись на расстоянии 50, 100 и 150 м от завода, сернистый газ и пыль — на расстоянии 100, 150 и 250 м. Всего было произведено 79 анализов, из них на углеводороды — 32, сернистый газ—17 и пыль — 26. Углеводороды определялись по методу сжигания в трубчатой печи (900—1 000°, катализатор — платиновая проволока) с последующим поглощением углекислоты баритовым раствором по схеме, принятой в Ленинградском институте охраны труда ВЦСПС. Сернистый газ определялся нефелометрически с помощью электрофотоколориметра— нефелометра системы ЛИОТ. Пыль исследовалась обычным весовым методом.
В первой зоье обследования, расположенной от завода на расстоянии 50 мг было взято 13 проб для определения углеводородов, концентрация которых оказалась в пределах 0,048—0,302 мг/л воздуха.
Во второй зоне, расположенной на расстоянии 100 м от завода, было произведено 30 анализов (на углеводороды — 13, на пыль—11, на сернистый газ —6). Концентрация углеводородов колебалась от 0,024 до 0,293 мг/л воздуха. Концентрация пыли — от 1,7 до 5,59 мг/м3 воздуха. Концентрация сернистого газа — от 0 0056 до 0,022 мг/л.
В третьей зоне обследования, находившейся на расстоянии 150 м от завода, было произведено 10 анализов на углеводороды, 9 на пыль и 5 на сернистый газ'. Концентрация углеводородов колебалась от следов до 0,35 мг/л. Из 10 анализов на углеводороды лишь в двух отмечалась большая концентрация. Концентрация пыли находилась в пределах от 1,25 до 4 мг/м3 воздуха. Концентрация сернистого газа от 0,0092 до 0,017 мг/л воздуха.
В четвертой зоне, находившейся на расстоянии 250 м от завода, было произведено 11 анализов, из них 6 на пыль и 5 на сернистый газ. Углеводороды в данной зоне не определялись. Концентрация пыли в четвертой зоне колеблется от 1 ,3 до 4,5 мг/м3, а концентрация сернистого газа — от 0,0054 до 0,0176 мг/м3.
Сопоставляя концентрации пыли и сернистого газа по зонам, приходим к заключению, что содержание последних несколько уменьшается во второй зоне, но продолжает оставаться почти неизменным в остальных зонах.
В целях уточнения основного источника загрязнения воздушной среды вокруг толевого завода лабораторией было проведено 8 анализов на расстоянии 1,3 км от завода (в районе, отдаленном от промышленных предприятий), причем обнаружено сернистого газа 0,0012—0,0015 мг/л и пыли 1,05—1,12 мг/м3.
Полученные данные показывают, что на большом расстоянии от толевого завода концентрации пыли и сернистого газа значительно меньше найденных в районе завода.
