Разработки ИБОНХ НАНУ: технологии использования отходов для очистки и обезвреживания сточных вод, получения ценных материалов и синтетического топлива

Кашковский В. И., Институт биоорганической химии и нефтехимии Национальной академии наук Украины, Киев, Украина

В ИБОНХ НАН Украины проведен большой объем экспериментальных исследований по использованию некоторых видов отходов для очистки и обезвреживания сточных вод, получения ценных материалов и синтетического топлива.

При сжигании углей на теплоэлектростанциях образуются большие объемы золы. Учитывая ее уникальные вяжущие свойства, мы разработали технологию обезвреживания высококонцентрированных сточных вод, в частности концентрата, образующегося после очистки фильтрата полигонов ТБО. В результате смешения концентрата с золой Трипольской ТЭС происходит необратимая фиксация жидкой системы. Для изучения растворимости полученного материала его выдерживали под слоем водопроводной воды в течение 24 ч, затем измеряли электропроводность элюата и вес осадка после упаривания элюата (табл. 1).

Таблица 1

Показатели растворимости фильтрата, концентрата и материала, полученного путем смешения концентрата с золой 

Образцы, полученные по разработанной технологии, можно считать практически нерастворимыми в воде, поскольку величина электропроводности (характеристика солесодержания) соответствующих элюатов такого же порядка, как водопроводной воды. Продолжительность выдержки образцов в воде практически не влияет на электропроводность элюата. Длительное отсутствие контакта с влажной средой увеличивает водоустойчивость материала.

Использование золы позволяет существенно уменьшить объем осадка, образующегося при очистке сточных вод, и влажность кека, получаемого при его обезвоживании (табл. 2).

Таблица 2

Влияние золы на процесс обезвоживания осадка

                                                                             *Объем фильтрата при проведении экспериментов 500 мл.

Нами разработан способ получения из золы Трипольской ТЭС оксида кремния чистотой 99,99581 % (табл. 3). Его можно рассматривать как товарный продукт, так и сырье для получения чистого кремния.

Таблица 3

Содержание элементов в диоксиде кремния, полученном из золы Трипольской ТЭС

Разработанный способ позволяет также получать чистую двуокись кремния из минерализованного осадка отходов свинокомплексов и городских сточных вод.

Использованная тара из ПЭТФ может служить для производства жидких и/или газообразных углеводородов. Такое синтетическое топливо имеет более высокое содержание непредельных соединений и более низкую температуру вспышки, чем нефтяное дизтопливо. Отличаются и некоторые другие параметры. Однако по характеристикам топливо из отходов ПЭТФ ближе к нефтяному дизтопливу, чем продукты пиролиза резиновой крошки.

В результате высокотемпературного (900 °С) разложения остатка, полученного при низкотемпературном (до 300 °С) пиролизе отходов ПЭТФ, образуется газовая фаза следующего состава, мас. %: смесь углеводородов — 96,6—99,0; смесь СО и СО₂ — 0,3—3,2; водород — 0,2—0,7. В углеводородной смеси присутствуют компонен­ты, мас. %: метан — 70,6—75,5; этилен — 10,3—18,1; этан — следы—4,9; пропан — 0,2—4,0; пропилен — 0,6—1,7; бутилен — следы—1,8; бутан — 4,2—6,8; другие — 0,55—0,72.

Нами разработан и запатентован способ получения композитных материалов путем введения в расплав ПЭТФ различных наполнителей. В табл. 4 приведены прочностные характеристики полученных продуктов.

Таблица 4

Прочность композитных материалов, полученных на основе отходов ПЭТФ и различных наполнителей

Введение стеклобоя, гранитной крошки или базальтового волокна позволяет получить более прочные материалы, чем исходный ПЭТФ. Разработка может найти применение при изготовлении конструкционных композитов различного назначения.

Нами запатентован способ получения высокоактивных коагулянтов из шламов Николаевского глиноземного завода. Образующиеся в процессе кислотных обработок реагенты особенно эффективны для очистки сточных вод от фосфатов. Предложенная технология позволяет варьировать состав коагулянтов, изменяя содержание железа, алюминия и кремния, а также получать реагенты с широким интервалом рН.