|
МАКСИМОВ Л. И., ЗАМЯТИНА Ю. Д.
ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СЫРЬЯ ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА ПОРОШКОВОГО ЖЕЛЕЗА ИЗ ОСАДКА
СТАНЦИЙ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ
Максимов Л. И., аспирант, MaksimovLev93@gmail.com
Замятина Ю. Д., бакалавр, zamyatina.yulya@mail.ru
г. Тюмень, Тюменский индустриальный университет
Аннотация.
Статья посвящена экологическому аспекту утилизации водопроводного
осадка. Приведено гранулометрическое исследование осадка промывных вод станций
обезжелезивания.
Ключевые слова:
ресурсосбережение, станция обезжелезивания, утилизация
водопроводного осадка, РМ2.5.
Источником хозяйственно-питьевого водоснабжения в вахтовых
поселках нефтяных месторождений Среднего Приобья являются, как
316
правило, подземные воды, характеризующиеся повышенным содержанием
железа. На станциях обезжелезивания образуются промывные воды,
количество которых может достигать 14% от суточной подачи станции
[1]. Современной тенденцией является введение оборота промывных вод
на станциях. При этом образуется водопроводный осадок, состоящий из
соединений железа [2]. При внедрении технологической ступени
обезвоживания осадок значительно уменьшается в объеме, но по-
прежнему относится к отходам с 5 классом опасности [3]. Размещение
осадка на специальных полигонах нерационально. Следует искать способы
использования данного вида осадка в производстве в качестве сырья для
получения экологической и экономической выгоды [3].
В настоящее время сформировались следующие направления
утилизации осадка, образующегося на станциях обезжелезивания. Осадок
используется для переработки на химические реактивы. Одним из
перспективных направлений является использование осадка в качестве
добавки для производства керамических строительных материалов [4].
Пигменты на основе данного сырья обладают хорошей окрашивающей
способностью и высокой химической стойкостью, что делает
перспективным их применение в строительных материалах, лаках или
красках [5]. Применение осадка станций обезжелезивания для получения
сырья для аддитивных технологий – одно из современных направлений
утилизации отхода.
К сырью аддитивных технологий предъявляются следующие
требования: частицы порошка должны обладать высокой химической
однородностью, быть сферическими, с определенным гранулометрическим
составом [6].
В настоящее время особое внимание уделяется потенциальному
воздействию на здоровье человека получаемых искусственным путем
частиц нанометрового диапазона [7]. В частности наибольшую угрозу для
организма человека представляют микрочастицы РМ2.5 (particulate matter)
размером от 10 нм до 2,5 мкм, которые легко проникают через
биологические барьеры [8].
Осадок станции обезжелезивания был подготовлен к исследованию
гранулометрического состава следующим образом. Промывная вода была
отобрана на станции обезжелезивания. После отстаивания промывной
воды в течение 6 часов был отобран осадок, на 58-82% состоящий из
оксида железа (III). Чтобы снизить обводненность сырья, его
профильтровали.
Далее подготовленный осадок был помещен в лазерный
дифракционный анализатор размера частиц ANALYSETTE 22 NanoTec.
Прибор позволяет выполнить ультразвуковое дробление сырья,
которое способно разбить только естественные агломераты. Из таблицы 1
317
следует, что после подключения функции дробления размер частиц
сократился в среднем на 20%.
Таблица 1
Фракционный состав осадка станции обезжелезивания подземных вод
Q3(x), %
Размер частиц без
применения ультразвука,
мкм
Размер частиц с
применением ультразвука,
мкм
5
0,63
0,4
10
1,42
0,83
25
3,53
2,02
50
9,06
4,48
75
18,08
10,37
90
25,61
18,98
95
30,22
23,89
99
38,53
32,38
где Q3(x) [%] – процент от общего количества частиц, лежащий в пределах до
указанного размера в микронах [мкм].
Исследуемый осадок промывных вод станции обезжелезивания
можно отнести к категории высокодисперсных порошков с размерами
частиц от 1,0 до 10 мкм, что делает возможным его применение в качестве
сырья для производства: добавок, применяемых в производстве
строительных материалов на основе глин; пигментов и сухих порошковых
материалов для аддитивных технологий.
Наличие в осадке частиц с размерами менее 2 мкм в количестве 25%
накладывает ограничения на размещение их в окружающей среде и
приводит к необходимости соблюдения мер безопасности при работе с
этим видом отходов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Дзюбо, В. В. Очистка промывных вод, отделение и утилизация
осадка на станциях обезжелезивания подземных вод / В. В. Дзюбо, Е. Ю.
Курочкин, М. Э. Бутовский // Питьевая вода. – 2008. - № 5. - С. 2-9.
2.
Педько, А. А. Внедрение энергоресурсосберегающих технологий
на станциях обезжелезивания вахтовых поселков // А. А. Педько, Л. И.
Максимов // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-
энергетическом
комплексе: материалы Междунар. науч.-практ. конф. –
Тюмень, 2018. – С. 180-182.
3.
Щеголькова, Н. Осадки станций водоподготовки и водоочистки:
проблема или бизнес проект? / Н. Щеголькова // Вода Magazine. – 2015. -
№ 9 (97). – С. 28-33.
4.
Использование шламов станций обезжелезивания в качестве
альтернативного источника ресурсно-сырьевой базы для производства
строительных керамических изделий / Л. И. Максимов [и др.] // Сборник
318
докладов XV международной научно-практ. конф. молодых учёных,
аспирантов, соискателей и магистрантов ТюмГАСУ. - Тюмень, 2015. -
С.64-69.
5.
Исследование осадков станций обезжелезивания подземных вод и
предложения по их утилизации / Ю. Н. Ахметова [и др.] // Экология и
научно-технический прогресс. Урбанистика. - 2015. - Т. 1. - С. 32-37.
6.
Аддитивные пионеры [Электронный ресурс] // ЭКСПЕРТ
ONLINE. –
Режим доступа: http://expert.ru/ural/2017/15/additivnyie-pioneryi/
7.
Ультрадисперсные частицы [Электронный ресурс] // Википедия :
свобод.
энцикл.
–
Режим
доступа:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%80
%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D1%81%D0%BF%D0%B5%D1%80%D1%81
%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B
8%D1%86%D1%8B
8.
Частицы РМ2.5 [Электронный ресурс]. – Режим доступа :
https://airkaz.org/pm25.php
УДК 338.45 (06)+656.5(06)
Do'stlaringiz bilan baham: |
