Ил сточных вод

Утилизация избыточного активного ила часто связана с использованием их в сельском хозяйстве в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом. В качестве удобрения можно использовать активный ил, который предварительно были подвергнуты обработке, гарантирующей последующую их незагниваемость, а также гибель патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов.

Наиболее эффективным способом обезвоживания отходов, образующихся при очистке сточных вод, является термическая сушка. Перспективные технологические способы обезвоживания активного ила, включающие использование барабанных вакуум-фильтров, центрифуг, с последующей термической сушкой и одновременной грануляцией позволяют получать продукт в виде гранул, что обеспечивает получение незагнивающего и удобного для транспортировки, хранения и внесения в почву органоминерального удобрения, содержащего азот, фосфор, микроэлементы.

Наряду с достоинствами получаемого на основе активного ила удобрения следует учитывать и возможные отрицательные последствия его применения, связанные с наличием в них вредных для растений веществ в частности ядов, химикатов, солей тяжелых металлов и т.п. В этих случаях необходимы строгий контроль содержания вредных веществ в готовом продукте и определение годности использования его в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур.

После извлечение ионов тяжелых металлов и других вредных примесей получается безвредная биомасса избыточного активного ила, которую можно использовать в качестве кормовой добавки или удобрения.

Поэтому следует использовать ил в качестве удобрения только незагнивающих, стабилизированных осадков сточных вод, термически высушенных, компостированных и пастеризованных (заключается в их нагревании до 65-70 ^оС в течение 20-30 мин, что

приводит к уничтожению яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов. Более высокий эффект пастеризации достигается при нагревании осадка до 80-90 ^оС с последующим выдерживанием в течение 5 мин.)

Способ сжигания активного ила с получением заменителей нефти и каменного угля. Подсчитано, что при сжигании 350 тыс. т активного ила можно получить топливо, эквивалентное 700 тыс. баррелей нефти и 175 тыс. т угля [1 баррель - 159л.]

Одним из преимуществ этого метода является то, что полученное топливо удобно хранить. В случае сжигания активного ила выделяемая энергия расходуется на производство пара, который немедленно используется, а при переработке ила в метан требуются дополнительные капитальные затраты на его хранение.

Важное значение также имеют методы утилизации активного ила, связанные с использованием его в качестве флокулянта для сгущения суспензий, получения из активного угля адсорбента в качестве сырья для получения строй материалов и т.д. Проведенные токсикологические исследования показали возможность переработки активного ила в цементном производстве. Ежегодный прирост биомассы активного ила составляет несколько миллионов тонн. В связи с этим возникает необходимость в разработке таких способов утилизации, которые позволяют расширить спектр применения активного ила.

Отходы сельскохозяйственного производства,

Известно, что животные плохо усваивают энергию растительных кормов и более половины ее уходит в навоз, который является ценным органическим удобрением и может быть при этом использован в качестве возобновляемого источника энергии. Концентрация животных на крупных фермах и комплексах обусловили увеличение объемов навоза и навозных стоков, которые должны утилизироваться, не загрязняя окружающую среду.

Одним из путей рациональной утилизации навоза и навозных стоков является их анаэробное сбраживание, которое обеспечивает обезвреживание навоза и сохранение его как удобрения при одновременном получении биогаза.

Метановое сбраживание навоза обеспечивает его дезодорацию, дегельминтизацию, уничтожение способности семян сорных растений к всхожести, перевод удобрительных веществ в легкоусвояемую растениями минеральную форму. При этом питательные (для растений) вещества - азот, фосфор и калий — практически не теряются.

При анаэробной обработке навоза фосфор и калий практически полностью сохраняются в сброженной массе. Потери азота, которые при других методах обработки навоза составляют до 30%, в процессе метаногенеза не превышают 5%. При этом значительная часть азота, присутствующего в свежем навозе в форме органических соединений, в сброженном - содержится в аммиачной форме, которая быстро усваивается растениями.

Отходы горнодобывающих и горноперерабатывающих производств,

Отходы горнодобывающих производств представлены отвалами некондиционных полезных ископаемых, вскрышных и вмещающих пород, отходами обогатительного (хвосты, шламы), металлургического (шлаки, золы), энергетического (золы, пыли) и др. производств. Наиболее важным источником сырья является попутно добываемая или остающаяся после пераработки полезного ископаемого твердая минеральная масса. Наибольшее количество вскрышных, вмещающих пород и отходов обогащения (примерно 40%) накапливается на предприятиях угольной промышленности. Второе место по количеству отходов (около 30%) занимает черная металлургия. В цветной металлургии в связи с тем, что преобладает подземная добыча, выход отходов меньше (примерно 12%). На горнодобывающих предприятиях остальных отраслей суммарный годовой выход вскрышных пород и отходов обогащения составляет около 15% от общей суммы горнопромышленных отходов.

Отвалы открытой и шахтной разработок полезных ископамых являются ценным сырьем для производства ряда материалов (в основном строительных), так как содержат различного вида глины, каменные и песчаные материалы, мел и другие компоненты. Отходы добычи и обогащения полезных ископаемых служат сырьем для производства пористых заполнителей бетонов, строительного кирпича и керамики, штукатурных и кладочных растворов, щебня. Еще более ценными являются отвалы обогатительных предприятий, содержащие ценные компоненты. Скальные породы вскрыши после дробления и классификации по крупности применяются в качестве балласта при сооружении автомобильных и железных дорог, а также для производства строительного щебня и песка. Рыхлые вскрышные породы (глины, суглинки, мергели, песок и др.) находят применение в производстве цемента, керамических изделий, аглопорита, керамзита, известковой муки и др. материалов. Хвосты сухой магнитной сепарации (фракция 10 – 15 мм) пригодны для использования в качестве щебня, более мелкозернистые фракции – в качестве песка для штукатурных и кладочных растворов, для производства ячеистых и силикатных бетонов, асфальтобетонов, силикатного кирпича, а тонкодисперсная фракция – для получения всех видов автоклавных силикатных материалов.

Отходы добычи и обогащения угля широко используются в промышленности или производстве вяжущих, керамики различного назначения, огнеупоров, тепло- и звукоизоляционных материалов (стекловаты, керамзита, пенопласта), а также применяются при балластировке дорожных покрытий, сооружении плотин, дамб и т.д. Отходы углеобогащения используют в качестве топливной и отощающей добавки (10 – 15%) к шихте для производства кирпича из глины, в производстве аглопорита – искусственного легкого заполнителя для бетонов. Углесодержащие отходы, богатые органическими соединениями, используются в качестве минеральных удобрений и для улучшения структуры почвы.

В результате переработки шлаков металлургического производства получают цемент, пемзу, минеральную вату, изделия каменного литья, щебень и др. продукты. В техногенном минеральном сырье обычно содержатся компоненты основной добычи, а также попутные полезные компоненты с меньшей концентрацией, чем в разрабатываемых природных рудах. Тем не менее эти компоненты могут быть извлечены с применением новейших технологий, а вмещающая горная масса полностью или частично утилизирована после определенной переработки.

Из огромных объемов добываемого в мире минерального сырья, исчисляемого десятками миллиардов тонн, используется лишь 5 – 10%. Остальное количество представляет собой отходы горнодобывающего и горноперерабатывающего производств, или так называемые техногенные образования. Они представлены отвалами некондиционных полезных ископаемых, вскрышных и вмещающих пород, отходами обогатительного (хвосты, шламы), металлургического (шлаки, золы), энергетического (золы, пыли) и других производств, что составляет большую часть (70 – 80%) суммарной массы твердых, газопылевых отходов всех имеющихся производств.
Ежегодно на территории России накапливается 3,5 млрд т техногенных отходов.
Уровень использования минерального сырья техногенных образований продолжает оставаться крайне низким.
По прогнозным оценкам, утилизация отходов позволила бы на 15 – 20 % расширить сырьевую базу горно-металлургической, угольной и горно-химической промышленности.
Во многих видах техногенного минерального сырья содержание ценных компонентов в ряде случаев находится на том же уровне или даже превышает их концентрацию в рудах природных разрабатываемых месторождений.
Для производства различных строительных материалов возможна утилизация до 30 % извлекаемых из недр вскрышных и вмешаюших пород, а также отходов обогащения. Однако фактическое их использование не превышает 4 %.
Вместе с тем полное использование горных отходов невозможно и экономически нецелесообразно, так как масштабы их утилизации, как правило из-за низкой транспортабельности, определяются потребностями местной промышленности.
Многообразие состава и свойств техногенных ресурсов, сосредоточенных в отвалах и хвостохранилищах, определяет широкий диапазон возможных направлений их утилизации. Техногенные минеральные отходы используются различными отраслями промышленности: в производстве строительных материалов, в цементной промышленности, в производстве стекла и стеклоизделий и т. д.
Скальные породы вскрыши после дробления и классификации по крупности применяются в качестве балласта при сооружении автомобильных и железных дорог, а также для производства строительного щебня и песка.
Рыхлые вскрышные породы находят применение в производстве цемента, керамических изделий, керамзита, известковой муки и других материалов.
Хвосты сухой магнитной сепарации (фракция 10 – 15 мм) пригодны для использования в качестве щебня: более мелкозернистые фракции – в качестве песка для штукатурных и кладочных растворов, для производства бетонов, асфальтобетонов, силикатного кирпича; а тонкодисперсная фракция – для получения всех видов автоклавных силикатных материалов.
Высокий народнохозяйственный эффект может быть получен при использовании отходов добычи и обогащения угля, а также зол и шлаков, образующихся при его сжигании. Это вторичное сырье содержит углефицированное органическое вещество, присутствие которого оказывает существенное влияние на свойства отходов и на процесс его технологического передела. Такие отходы широко применяются в производстве вяжущих, керамики различного назначения, огнеупоров, тепло- и звукоизоляционных материалов (стекловаты, керамзита, пенопласта), а также применяются при балансировке дорожных покрытий, сооружений плотин, дамб и т. д.
Углесодержащие отходы, богатые органическими соединениями, используются в качестве минеральных удобрений и для улучшения структуры почвы.
В результате переработки шпаков металлургического производства получают цемент, пемзу, минеральную вату, щебень и другие продукты. В России уровень утилизации металлургических шпаков составляет 73 % от годового объема.
Целесообразность промьшленного освоения техногенных ресурсов связывается с истощением разрабатываемых месторождений, необходимостью крупных капитальных вложений в освоение новых объектов, нередко характеризующихся худшими горнотехническими и экономическими условиями эксплуатации, а также частичным высвобождением мощностей обогатительных фабрик.
Наряду с использованием накопленных техногенных образований, особый интерес представляет утилизация текущих отходов производства, позволяющая наиболее рационально извлечь заключенные в них полезные компоненты, использовать их нерудную часть в качестве строительных материалов или для других назначений и тем самым снизить количество вновь поступающих отходов. Таким образом, комплексное использование месторождений лежит в основе создания малоотходных и безотходных технологий их обработки и переработки минерального сырья.
Для повышения ценности техногенного минерального сырья в процессе складирования отвалов требуется раздельное хранение различных отходов, так как в противном случае техногенные месторождения могут и не образовываться.
Вместе с тем раздельное складирование требует определенных затрат и в некоторых случаях заметно повышает стоимость добычи.
Сегодня проблеме утилизации отходов горнодобывающего производства уделяется особое внимание, так как использование техногенных минеральных ресурсов является не только одним из резервов обеспечения горнодобывающей промышленности минеральным сырьем, но и важной составной частью государственной политики ресурсосбережения и охраны окружающей среды.