Способ утилизации отхода после очистки сточных вод

Изобретение относится к утилизации отходов после реагентной очистки промышленных сточных вод и может быть использовано в машиностроении и производстве строительных материалов - минеральных вяжущих. Технический результат изобретения состоит в обеспечении утилизации отхода - суспензии после реагентной очистки сточных вод в производстве силикатного кирпича, безотходной технологии очистки сточных вод, в сокращении затрат на захоронение отхода, снижении затрат на производство кирпича. Способ утилизации отхода после очистки сточных вод - суспензии после реагентной очистки сточных вод с влажностью 85-95%, сухой остаток которой содержит около 36% СаО и 35% SiO2, включает введение его в качестве воды для гашения известково-песчаной смеси в количестве 6-7% от массы указанной смеси, перемешивание с последующим формованием кирпича и пропариванием в автоклаве. 2 табл.

 

Изобретение относится к утилизации отходов после реагентной очистки промышленных сточных вод и может быть использовано в машиностроении и производстве строительных материалов - минеральных вяжущих. Способ заключается в использовании суспензии, отхода после реагентной очистки сточных вод в производстве силикатного кирпича вместо воды.

Известен способ утилизации красного шлама - отхода глиноземного производства (патент RU 2179590), включающий получение смеси красного шлама и известкового компонента, ее последующую термообработку в присутствии восстановителя и использование в производстве строительных материалов.

Признаки, совпадающие с новым техническим решением, - красный шлам используется в смеси с известковым и кремнеземистым компонентами.

Недостатком этого способа является высокая энергоемкость и трудоемкость процесса получения продукта, а также то, что не уточняется область его применения.

Известен способ утилизации активного ила (патент RU 2082700), включающий введение активного ила в количестве, обеспечивающем требуемую подвижность, и добавление извести с последующей термообработкой бетона при температуре 80-95%.

Признаки совпадающие с новым техническим решением - активный ил используется в качестве компонента в бетонной смеси.

Причины, препятствующие достижению технического результата в указанном способе, - снижение качества бетона и повышение его стоимости из-за расхода тепла на термообработку.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ утилизации шламогряземасляных отходов металлообрабатывающих производств (патент RU 2133648), характеризующийся тем, что шламогряземасляные отходы смешивают с песком в соотношении 1:(2-10), транспортируют на асфальтобетонный завод, сушат смесь совместно со строительным песком и используют для приготовления асфальтобетонной смеси.

Признаки, совпадающие с новым техническим решением, - отход перемешивается с песком.

Причиной, препятствующей достижению технического результата в указанном способе, является снижение качества асфальтобетона, т.к. отход содержит грязи, снижающие прочность.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании способа утилизации отхода - суспензии после реагентной очистки сточных вод в производстве силикатного кирпича, в результате чего создается безотходная технология очистки сточных вод, сокращаются затраты на захоронение отхода, снижаются затраты на производство кирпича.

Технический результат достигается тем, что предложенный способ утилизации отхода после очисткисточных вод - суспензии после реагентной очистки сточных вод с влажностью 85-95%, сухой остаток которой содержит около 36% СаО и 35% SiO2, включает в себя введение его в качестве воды для гашения известково-песчаной смеси в количестве 6-7% от массы указанной смеси, перемешивание с последующим формованием кирпича и пропариванием в автоклаве.

Для достижения технического результата способ утилизации отхода после очисткисточных вод - суспензии после реагентной очистки сточных вод с влажностью 85-95%, сухой остаток которой содержит около 36% СаО и 35% SiO2, включает в себя введение его в качестве воды для гашения известково-песчаной смеси в количестве 6-7% от массы указанной смеси, перемешивание с последующим формованием кирпича и пропариванием в автоклаве.

Изобретение осуществляется следующим образом: отход - суспензия после реагентной очистки сточных вод с влажностью 85-95%, сухой остаток которой содержит 36% СаО и 35% SiO2, вводится вместо воды в известково-песчаную смесь в количестве 6-7% от массы шихты и перемешивается в гасителе-смесителе. Далее из увлажненной известково-песчаной смеси формуются изделия и подвергаются пропарке в автоклаве по существующей технологии.

Проблема обезвреживания и утилизации осадков, выделяемых в процессе очистки сточных вод, является актуальной, наиболее сложной, а технология обработки - наименее разработанной.

Несмотря на опыт утилизации осадков сточных вод машиностроительных предприятий в различных отраслях промышленности последние зачастую вывозят на захоронение на свалки, шламонакопители и хранилища другого типа.

На очистных сооружениях машиностроительного завода после реагентной очистки сточных вод образуется суспензия с влажностью 85-95%.

Складирование суспензии на полигонах не решает проблему защиты окружающей среды от загрязнений, т.к. создается опасность загрязнения грунтовых вод, образования газов при наличии в составе органических веществ.

Обезвоживание суспензии с такой влажностью является очень энергоемким и дорогостоящим процессом.

Для исследований была отобрана проба суспензии на машиностроительном заводе с влажностью 92%. Из химического анализа видно, что в сухом остатке (проба высушена при 105°С по стандартной методике) суспензии машиностроительного завода около 36% СаО, 35% SiO2, т.е. более 70% минеральной части (табл.1).

Таблица 1
Химический и вещественный состав суспензии (высушенная проба)
Наименование показателей Содержание, % Вещественный состав (расчетный) Содержание, %
CaO 36 Са(ОН)2 48
SiO2 35 SiO2 35
A12O3 2,8 Аl(ОН)3 2,0
Fe2O3 2,2 Fe(OH)3 1,5
MgO 5,8 Mg(OH)2 7,5
Na2O 1,1 Прочие соединения 6,0
Cl 2,1
P 2,0
S 0,9
Органические вещества 1,0
Потери при прокаливании 11,1
Сумма 100 100

По технологии осаждение ионов металлов на машиностроительном заводе осуществляется избытком гашеной извести (реагентный способ), поэтому расчетный вещественный состав осадка представлен в основном гидроксидами металлов. По расчетному вещественному составу в сухом остатке суспензии около 48% Са(ОН)2 и 35% SiO2, т.е. более 80% минеральной части.

Потери при прокаливании включают гидратную воду входящих в состав гидроксидов металлов.

Для проверки достоверности предположений и установления фактического вещественного состава осадка суспензии сделали рентгенофазовый анализ высушенной пробы.

Анализ дифрактограммы показал, что проба состоит в основном из α-SiO2 и гидроксида кальция.

Наиболее близким к таким системам является состав силикатных изделий. К силикатным изделиям относятся: силикатный бетон, силикатные облицовочные плиты, силикатный кирпич. Сырьевыми компонентами для изготовления силикатных изделий являются воздушная известь и кварцевый песок. Технологический процесс изготовления силикатных изделий включает следующие этапы: перемешивание компонентов; гашение вводом воды; формование; автоклавная обработка.

Сущность превращения известково-песчаной смеси из легкоразмокающего слабого материала в прочный водостойкий камень заключается в следующем.

При обычных температурах известь и песок не взаимодействуют, но при повышении давления водяного пара до 0,8-1,6 МПа и соответственно температуры 175-190°С они взаимодействуют достаточно интенсивно, при этом прочность камня обеспечивается не физическим сцеплением гидратных новообразований вяжущего с зернами заполнителя, а химическим взаимодействием извести и кварцевого песка по реакции

хСа(ОН)2+SiO2+mН2О=хCaOSiO22О

Следует отметить, что наличие в составе суспензии небольших количеств гидроксидов алюминия, железа и магния будет способствовать упрочнению силикатных изделий при автоклавной обработке вследствие образования силикатов вышеупомянутых металлов.

Были проведены расчеты по изменению состава суспензии в силикатных изделиях в зависимости от влажности. Расчеты показали, что в силикатных изделиях содержание компонентов суспензии в зависимости от ее влажности снижается более 100 раз. Наличие в суспензии незначительного количества, кроме гидроксидов и α-кварца, других примесей не должно отрицательно отразится на свойствах силикатных изделий.

Предлагается вместо воды для гашения известково-песчаной смеси использовать суспензию после реагентной очистки сточных вод в количестве 6-7% от массы известково-песчаной смеси.

Были проведены стендовые испытания по вводу суспензии в известково-песчаную смесь. Образцы - кирпичи были заформованы под давлением 16,5 МПа. Для получения сравнительных данных были заформованы образцы по обычной технологии, т.е. с водой. Пропарка образцов проводилась в автоклаве при давлении водяного пара 1,5МПа и температуре 180°С.

Результаты физико-механических испытаний показали, что по прочности кирпич соответствует марке 150, такой какая была запланирована.

В цехе по производству силикатных изделий выпущена опытная партия силикатного кирпича. Характеристики сырьевой шихты и результаты физико-механических испытаний силикатного кирпича приведены в таблице 2.

Результаты испытаний показали, что силикатный кирпич, полученный с использованием суспензии после реагентной очистки сточных вод, по всем параметрам превосходит показатели заводского силикатного кирпича.

Таблица 2
Результаты физико-механических испытаний опытной партии силикатного кирпича
Наименование пробы Влажность кирпича сырца, % Активность сырца, % Прочность, МПа
До пропарки После пропарки
Кирпич заводской 6,1 9,8 0,25 15,6
Кирпич с использованием суспензии 6,0 9,8 0,27 15,7

Повышение прочности изделий при вводе суспензии связано с наличием мелкокристаллических оксидов кальция и кремния, способствующих ускорению процесса гидратации и упрочнению структуры гидросиликатов.

Способ утилизации отхода после очистки сточных вод - суспензии после реагентной очистки сточных вод с влажностью 85-95%, сухой остаток которой содержит около 36% СаО и 35% SiO2, включающий введение его в качестве воды для гашения известково-песчаной смеси в количестве 6-7% от массы указанной смеси, перемешивание с последующим формованием кирпича и пропариванием в автоклаве.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области строительных материалов. .
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, используемых для изготовления строительного материала. .
Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления силикатного кирпича, используемого в строительстве. .
Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления изделий, эксплуатируемых в условиях термических нагрузок, например кирпичей для кладки печей, дымоходов.
Изобретение относится к сырьевым смесям для изготовления керамических изделий, применяемых, например, для кладки печей. .
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов сырьевых смесей, используемых в производстве силикатного кирпича. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих. .
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы в производстве кирпича, блоков и других изделий, подвергающихся воздействию термоциклических нагрузок.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, используемых в производстве строительных материалов, например кирпича. .
Изобретение относится к области строительных технологий и может быть использовано для изготовления силикатного кирпича, используемого для строительства зданий и сооружений над- и подземного назначения.

Изобретение относится к комбинированной выработке тепла и электроэнергии. .

Изобретение относится к комбинированной выработке тепла и электроэнергии. .

Изобретение относится к технологии термической переработки изношенных автомобильных шин и резинотехнических изделий и может быть использовано для переработки любых отработанных шин без их предварительного измельчения, включая шины большегрузных автомобилей БелАЗ, а также любых резинотехнических изделий.

Изобретение относится к коммунальному хозяйству, а именно к оборудованию для мусороперерабатывающих заводов, и может быть использовано при сортировке многокомпонентных смесей (МС), преимущественно твердых бытовых отходов (ТБО), а также может быть использовано при переработке плодов бахчевых культур на семена.
Изобретение относится к обезвреживанию твердых специфических отходов. .

Изобретение относится к технологии переработки промышленных и бытовых отходов и обеспечивает уменьшение энергетических затрат, снижение вредных выбросов в окружающую среду и повышение качества продуктов переработки отходов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способу переработки веществ. .
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при утилизации нефтезагрязненного проппанта в гидравлическом разрыве пласта - (ГРП).

Изобретение относится к утилизации и переработке отходов и вторичного сырья с получением полезной продукции, а именно к способу получения битума из вторичного сырья (кровельных материалов, бывших в употреблении, предназначенных к утилизации органических отработанных жидкостей), с получением качественного битума из вторичного сырья и утилизацией твердой основы строительных кровельных материалов.

Изобретение относится к способу обработки отходов с целью их утилизации. .
Наверх