Способ утилизации шламов металлургического производства

Изобретение относится к области экологии. Для утилизации шламов металлургического производства, содержащих тяжелые металлы, транспортируют и сортируют шлам с отделением некомпостируемых фракций и биохимическим обогащением оставшейся фракции с получением биоминерального удобрения. Твердые фракции шлама измельчают диспергированием его в водной среде с получением пульпы, которую подвергают ультразвуковой обработке в течение не менее 3 часов при температуре в интервале от 20°С до 30°С, и дополнительно вводят биохимически переработанную органическую массу. Для ферментации компоста подают подогретый до температуры в интервале от 35°С до 45°С воздух. Образовавшийся осадок, содержащий радионуклиды и тяжелые металлы, отделяют, обезвоживают и направляют на дальнейшую переработку или захоронение. Изобретение обеспечивает упрощение технологии получения органоминерального удобрения из шламов металлургического производства. 1 з.п. ф-лы, 9 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к области комплексной переработки отходов металлургической промышленности для обеспечения безотходной технологии и утилизации продуктов переработки, а именно к разработке методов биологической утилизации сложных по составу золошлаковых отходов металлургической промышленности, содержащих тяжелые металлы (Fe, Cr, Pb, Zn и др.). Изобретение относится также к органоминеральным удобрениям и к способу их получения из продуктов промышленной утилизации и может быть использовано в сельском и лесном хозяйствах.

Переработка отходов металлургического производства является важной научно-технической задачей. В РФ в настоящее время отсутствуют эффективные промышленные технологии использования высокодисперсных зол и шламов электрометаллургического и доменного производства, содержащих высокие концентрации железа и тяжелых цветных металлов - цинка, мышьяка, свинца, кадмия, никеля, меди и других.

Несмотря на высокую концентрацию железа в таких отходах, достигающую 40-50%, присутствие тяжелых металлов, в первую очередь цинка, в концентрации выше 0.5% делает невозможным их использование в аглодоменном производстве для последующей выплавки чугуна и стали. Вследствие этого на большинстве российских металлургических предприятий утилизация таких отходов осуществляется путем помещения в отвалы.

Актуальность работы во многом обусловлена негативным влиянием таких отходов на окружающую среду. На территории Российской Федерации накоплено около 2 млрд тонн (для сравнения на территории всех стран СНГ - 3.6 млн тонн) зольных, шлаковых и шламовых отвалов, при этом их количество возрастает на 50-60 млн тонн ежегодно.

В связи с все более широким использованием как в России, так и в мире оцинкованного проката доля золошламовых отвалов, неподдающихся аглодоменному рециклингу, будет только увеличиваться. Отсутствие технологий рециклинга таких отходов приводит к постоянному увеличению площадей золошламохранилищ и возрастанию давления на экологическое состояние прилегающих к ним территорий вследствие естественного выветривания и выщелачивания тяжелых металлов и их переходом в атмосферу, почву и грунтовые воды.

Одним из перспективных путей утилизации золошлаковых отходов металлургических производств является их биологическая и биохимическая переработка.

Основной целью биологической переработки высокодисперсных металлсодержащих золошлаковых отходов является снижение экологической, токсической и экономической нагрузки на окружающую среду, а также разработка экономически выгодных способов утилизации отходов металлургических производств.

В ряде работ подчеркивается токсический эффект, оказываемый различными металлами на растения. В частности, отмечается существенный токсический эффект высокодисперсных частиц оксида цинка, который часто входит в состав промышленных высокодисперсных отходов. Оксид цинка с размером частиц в микронном диапазоне имеет специфические свойства по сравнению с обычным оксидом цинка в крупнокристаллическом состоянии, что связано с возможностью проникновения через клеточные мембраны и непосредственного взаимодействия с митохондриями эукариотов.

Проблема биологической переработки различных техногенных и антропогенных загрязнений достаточно широко освещена в отечественной и зарубежной патентной литературе. Вместе с тем необходимо отметить, что основной областью использования биологических систем в процессах переработки загрязнений является использование различных микроорганизмов.

Использование микроорганизмов (бактерий, грибов и т.п.) для биологической утилизации загрязнений имеет определенное преимущество, поскольку не требует значительных площадей, микроорганизмы не требовательны к условиям роста и размножения. Подбор микроорганизмов под конкретную задачу может быть осуществлен с использованием подбора из имеющихся банков либо путем выведения специфических для данной задачи типов микроорганизмов.

В патентной литературе данный вопрос освещен достаточно широко. Так, например, в ряде патентов (US 5763259, RU 2162833) описан ряд аппаратно-технологических решений, конструкций реакторов для биологической переработки отходов и загрязнений с использованием бактериальных микроорганизмов.

Наиболее полно разработана область биологического разложения различных органических загрязнений. В данной области зачастую используются микроорганизмы различного типа, которые применяются для биоразложения отходов деревообработки (RU 2097368, RU 2233858), угольных производств (RU 2467052), для получения компостных материалов из техногенных органических отходов (RU 2203245), для утилизации ТБО (RU 2238157). В ходе переработки антропогенных и техногенных отходов микроорганизмами получают компост и твердые осадки, которые далее могут быть переработаны различным образом - с получением брикетов топлива или материалов для строительства (RU 2185349, RU 2105043), получением органических удобрений (RU 2156228, RU 2281273, RU 2158720), биологически активных добавок для растений (RU 2235780). Отделение металлов и других подобных загрязнителей от компостной массы проводится различными методами - центрифугированием, экстракцией, ультразвуковой и кавитационной обработкой и т.п. (RU 2049083).

Одним из направлений биологической конверсии и биопереработки техногенных загрязнений является использование микроорганизмов для переработки нефтяных шламов и других сходных загрязнений. Для решения задачи биологической конверсии органоминеральных отходов нефтепроизводства и нефтедобычи могут быть использованы, помимо организмов, также и высшие растения (RU 2290270). Подобные решения могут быть применены для рекультивации загрязненных почв. Способ по патенту RU 2329200 может быть использован в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности для обезвреживания шламов и осадков сточных вод нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств и при рекультивации полигонов промышленных отходов. Способ включает размещение шлама слоем на площадке с водонепроницаемым основанием, смешивание шлама с органическим разрыхлителем, внесение в шлам минеральных азот- и фосфорсодержащих удобрений и чистой почвы. Смесь шлама, почвы, травы или сена перемешивают путем вспашки, выдерживают подготовленную смесь до фитотоксичности менее 50%, затем в нее осуществляют посев семян трав. Технический эффект - создание эффективного и простого способа переработки шлама с применением экологичных приемов агротехники с образованием почвогрунта, пригодного для хозяйственного использования.

Достаточно широко рассматривается проблема биоутилизации техногенных загрязнений, в том числе тяжелых металлов, в сточных водах. В данной области можно отметить патенты, описывающие фракционирование осадков сточных вод и их последующую обработку микроорганизмами (RU 2057725, RU 2414444, RU 2463280, RU 2229200).

Вопросы биологической конверсии загрязнений металлургического и другого техногенного происхождения в сточных водах и илах рассмотрены в ряде отечественных и зарубежных патентов. Например, патенты US 6630071, ЕР 1147063 описывают различные вариации биологической обработки сточных вод микроорганизмами, что приводит к уменьшению содержания тяжелых металлов и других техногенных загрязнений. Процесс может проходить как в форме окисления, так и в форме восстановления ионов металлов, которые в дальнейшем могут быть выделены из осадков различными способами (RU 2448172, RU 2452781).

Очистка активных илов, содержащих загрязнения в форме соединений тяжелых металлов (отходы металлургической отрасли), а также различных радионуклидов является актуальной задачей. Подходы к решению задачи биологической обработки (биоконверсии) таких материалов рассмотрены в патентах RU 2174964, RU 2123733, RU 2275974.

Задача биологической переработки илов, содержащих тяжелые металлы, отходы металлургической промышленности, близка к задаче переработки непосредственно минеральных золошлаковых накоплений металлургии. Однако наличие органической фазы в таких илах значительно облегчает переработку их микроорганизмами за счет наличия питательной среды. Ряд решений по биоконверсии активных металлсодержащих илов рассмотрен в патентах RU 2133231, RU 2369586.

К данной проблеме приближена задача непосредственной переработки минеральных соединений как в виде отходов и загрязнений, так и в виде рудных залежей. Для этой цели могут быть успешно использованы различные биологические системы, - например, в патенте RU 2387721 описаны возможности и методы использования бактерий для биологической переработки (окисления) железосодержащих шламов. Переработка такого типа приводит к повышению биологической доступности микроэлементов для высших растений, таким образом, полученные в ходе биообработки материалы могут быть использованы в качестве удобрения для дальнейшей биоутилизации.

Использование биологического метода переработки позволяет переводить в усвояемую форму загрязнения, содержащие такие элементы, как мышьяк или ртуть, - например, в заявке WO 2000078402 описан метод бактериальной биологической конверсии мышьяковистых загрязнений с получением низкотоксичных полупродуктов.

Вопросы биологической конверсии металлургических отходов, содержащих загрязнения типа тяжелых металлов, являются на сегодняшний день открытыми. Основной областью использования растений в применении к загрязнениям такого рода является метод фиторемедиации почв (US 5927005, US 5785735). Использование биологических методов позволяет проводить очистку почвы от тяжелых металлов, при этом отмечается, что механизмы усвоения, переработки и влияния частиц тяжелых металлов, находящихся в металлургических отходах, на настоящий момент не являются окончательно проясненными.

Из уровня техники известен патент RU 2049083, в котором описан способ переработки твердых бытовых отходов на органическое удобрение. Цель изобретения: снижение содержания тяжелых и цветных металлов в удобрении и получение концентрата тяжелых и цветных металлов в качестве полуфабриката для цветной металлургии.

Сущность изобретения: способ предусматривает подготовку и сортировку твердых бытовых отходов (ТБО) с отделением некомпостируемых фракций и биологическое разложение оставшейся фракции с получением компоста. Новым в способе является то, что компост дополнительно подвергают очистке от ионов тяжелых и цветных металлов (ТЦМ) путем многократной циркуляции водной фазы последовательно через компост и катионообменный сорбент. Кроме того, очищенный компост можно в дальнейшем подвергнуть обогащению элементами питания растений и/или сушке и грануляции.

За прототип выбран способ получения удобрения и линия для его осуществления по патенту RU 2281273. Способ предусматривает измельчение, дозирование компонентов, их смешивание, стерилизацию, гранулирование, насыщение микроэлементами, просеивание и повторное измельчение продуктов отсева. При реализации способа в продуктах двух-четырехлетнего разложения помета животных и экскрементов птицы определяют количество патогенных микроорганизмов. Стерилизацию компонентов удобрений проводят раствором природного минерала бишофит, путем мелкодисперсного распыла его при непрерывной подаче компонентов в стерилизатор. Насыщение макро- и микроэлементами в виде размолотого фосфорита и переработанного шлама травильных растворов и отходов металлургического производства осуществляют при подаче компонентов в гранулятор. Линия для получения удобрения содержит соединенные транспортирующими устройствами накопительную емкость, сепаратор барабанного типа, дозатор, источник газообразного теплоносителя. Он соединен воздуховодом с внутренней полостью барабанной сушилки. Описанные агрегаты взаимно увязаны транспортирующими устройствами в виде трубопроводов и шнековых транспортеров. Линия имеет бункеры и дозаторы для подачи макро- и микроэлементов в виде молотого фосфорита и комплексных микроэлементов из переработанного шлама травильных растворов и отходов металлургического производства, а также гранулятор и дополнительные накопительные емкости, которые гидравлически соединены трубопроводами с накопителем и биореактором для переработки стоков. По ходу подачи компонентов над транспортером стерилизатора размещены распылители для мелкодисперсного распыла раствора природного минерала бишофит. Ленточный транспортер сопряжен с гранулятором.

Недостатком прототипа является его достаточно сложное конструктивное решение линии для осуществления способа переработки, а конкретно в части смешения и стерилизации подаваемых компонентов. При наличии патогенных микроорганизмов, в т. ч. Salmonella в продуктах разложения навоза крупного рогатого скота, помета свиней и экскрементов птицы обеззараживают раствором природного минерала бишофит.

В отличие от прототипа в предлагаемом изобретении на смешение со шламами металлургического производства подают уже биохимически переработанную органическую массу, которая содержит органические продукты без патогенных микроорганизмов, разложившиеся совместно с другими компонентами удобрения, такие как навоз различных сельскохозяйственных животных и птиц, измельченные отходы деревообработки, отходы производства кормовых белково-витаминных добавок.

Техническим результатом является упрощение технологии получения органоминеральных удобрений для сельского хозяйства в процессе промышленной утилизации шламов металлургического производства.

Технический результат достигается благодаря тому, что способ биоконверсии шламов металлургического производства, содержащих тяжелые металлы, включает транспортировку и сортировку включений шлама с отделением некомпостируемых фракций и биохимическое обогащение оставшейся фракции с получением биоминерального удобрения. Обработку извлеченного из отвала шлака на фракции осуществляют путем размола с удалением агломератов металла, который отправляют на переплавку. Шлак промывают водой на сите, далее дробят в роторной дробилке и осуществляют разделение на фракции с получением шлакового песка крупностью менее 5 мм, который обогащают биохимически переработанной органической добавкой. Шлам измельчают диспергированием в водной среде с получением пульпы, которую подвергают ультразвуковой обработке в течение не менее 3 часов при температуре в интервале от 20°C до 30°C, и дополнительно вводят биохимически переработанную органическую массу, которая содержит органические продукты, разложившиеся совместно с другими компонентами удобрения, такие как навоз различных сельскохозяйственных животных и птиц, измельченные отходы деревообработки, отходы производства кормовых белково-витаминных добавок, и для ферментации компоста подают подогретый до температуры в интервале от 35°C до 45°C воздух, а образовавшийся осадок, содержащий радионуклиды и тяжелые металлы, отделяют, обезвоживают и направляют на дальнейшую переработку или захоронение.

Пример 1

В качестве добавки при выполнении исследований был использован шлам газоочистки доменного цеха (ГОДЦ) ОАО ЧерМК "Северсталь" (г. Череповец). Количественный состав шлама, вес.%:

Са 4,0
Cd 0,1
Pb 0,2
V 0,2
Cr 1,2
Fe 72,6
Zn 21,0
Cu 0,5
As 0,1

Шлам смешивали с дистиллированной водой для получения 1 л суспензии с концентрациями твердой фазы 0,01; 0,1; 1,0 и 10,0 масс. %. Получаемую суспензию вводили в контур циркуляции, состоящий из термостатируемой ультразвуковой ячейки объемом 100 мл, соединительных трубок, сосуда коллектора объемом 2 л и регулятора давления. Циркуляция суспензии осуществлялась при помощи шнекового перистальтического насоса. В ультразвуковую ячейку был опущен сонотрод, соединенный с пьезокерамическим генератором ультразвука.

Обработка суспензии осуществлялась в режиме обработки 1. При этом температура контролировалась при помощи термостата и составляла 20°C. В циркулирующую суспензию добавляли органическую массу, содержащую навоз сельскохозяйственных животных и птиц в количестве, соответствующем соотношению массы твердой фазы шлама к массе органической массы 1:1. После включения ультразвукового генератора в сосуд коллектора посредством компрессора подавался воздух, нагретый до температуры 35°C. После 3-х часов обработки получившаяся однородная смесь отбирается в отдельный сосуд, фильтруется, а хвосты направляют на дальнейшую переработку или захоронение.

Использование вышеприведенного способа утилизации шлама позволяет получить коммерчески рентабельный продукт для использования в качестве биоминерального удобрения в сельском хозяйстве. Изобретение позволяет комплексно решить актуальный вопрос обезвреживания и переработки твердых отходов промышленного производства, упростить технологический процесс утилизации, снизить затраты на переработку и улучшить экологическую обстановку шламовых отвалов.

Пример 2

В качестве добавки при выполнении исследований был использован шлам газоочистки доменного цеха (ГОДЦ) ОАО ЧерМК "Северсталь" (г. Череповец). Количественный состав шлама, вес.%:

Са 4,0
Cd 0,1
Pb 0,2
V 0,2
Cr 1,2
Fe 72,6
Zn 21,0
Cu 0,5
As 0,1

Шлам смешивали с дистиллированной водой для получения 1 л суспензии с концентрациями твердой фазы 0,01; 0,1; 1,0 и 10,0 масс. %. Получаемую суспензию вводили в контур циркуляции, состоящий из термостатируемой ультразвуковой ячейки объемом 100 мл, соединительных трубок, сосуда коллектора объемом 2 л и регулятора давления. Циркуляция суспензии осуществлялась при помощи шнекового перистальтического насоса. В ультразвуковую ячейку был опущен сонотрод, соединенный с пьезокерамическим генератором ультразвука.

Обработка суспензии осуществлялась в режиме обработки 2. При этом температура контролировалась при помощи термостата и составляла 25°C. В циркулирующую суспензию добавляли органическую массу, содержащую навоз сельскохозяйственных животных и птиц в количестве, соответствующем соотношению массы твердой фазы шлама к массе органической массы 1:1. После включения ультразвукового генератора в сосуд коллектора посредством компрессора подавался воздух, нагретый до температуры 40°C. После 3-х часов обработки получившаяся однородная смесь отбирается в отдельный сосуд, фильтруется, а хвосты направляют на дальнейшую переработку или захоронение.

Использование вышеприведенного способа утилизации шлама позволяет получить коммерчески рентабельный продукт для использования в качестве биоминерального удобрения в сельском хозяйстве. Изобретение позволяет комплексно решить актуальный вопрос обезвреживания и переработки твердых отходов промышленного производства, упростить технологический процесс утилизации, снизить затраты на переработку и улучшить экологическую обстановку шламовых отвалов.

Пример 3

В качестве добавки при выполнении исследований был использован шлам газоочистки доменного цеха (ГОДЦ) ОАО ЧерМК "Северсталь" (г. Череповец). Количественный состав шлама, вес.%:

Са 4,0
Cd 0,1
Pb 0,2
V 0,2
Cr 1,2
Fe 72,6
Zn 21,0
Cu 0,5
As 0,1

Шлам смешивали с дистиллированной водой для получения 1 л суспензии с концентрациями твердой фазы 0,01; 0,1; 1,0 и 10,0 масс. %. Получаемую суспензию вводили в контур циркуляции, состоящий из термостатируемой ультразвуковой ячейки объемом 100 мл, соединительных трубок, сосуда коллектора объемом 2 л и регулятора давления. Циркуляция суспензии осуществлялась при помощи шнекового перистальтического насоса. В ультразвуковую ячейку был опущен сонотрод, соединенный с пьезокерамическим генератором ультразвука.

Обработка суспензии осуществлялась в режиме обработки 3. При этом температура контролировалась при помощи термостата и составляла 30°C. В циркулирующую суспензию добавляли органическую массу, содержащую навоз сельскохозяйственных животных и птиц в количестве, соответствующем соотношению массы твердой фазы шлама к массе органической массы 1:1. После включения ультразвукового генератора в сосуд коллектора посредством компрессора подавался воздух, нагретый до температуры 45°C. После 3-х часов обработки получившаяся однородная смесь отбирается в отдельный сосуд, фильтруется, а хвосты направляют на дальнейшую переработку или захоронение.

Использование вышеприведенного способа утилизации шлама позволяет получить коммерчески рентабельный продукт для использования в качестве биоминерального удобрения в сельском хозяйстве. Изобретение позволяет комплексно решить актуальный вопрос обезвреживания и переработки твердых отходов промышленного производства, упростить технологический процесс утилизации, снизить затраты на переработку и улучшить экологическую обстановку шламовых отвалов.

Пример 4

Были проведены исследования влияния биоминерального удобрения, полученного по способу, описанному в примере 1 (режим обработки 1), на витальные (энергия прорастания, всхожесть), морфологические (длина вегетативной и корневой частей проростков) и физиологические (масса вегетативной и корневой частей проростков) показатели роста для растений кукурузы по следующему методу.

При проращивании семян в качестве субстрата использовали жидкую культивационную среду с добавкой биоминерального удобрения, выполненного по предлагаемому способу. Данный метод позволяет изучить действие шлама, равномерно распределенного в культивационной среде, являющейся субстратом для проращивания семян растений.

При этом получены следующие данные (таблицы 1-3).

Методика определения воздействия шлама на растительные объекты пищевого и кормового назначения основана на оценке изменений витальных и морфофизиологических показателей проростков растений, в частности:

- энергии прорастания;

- всхожести;

- длины 7-дневных надземных и подземных ростков;

- массы 7-дневных надземных и подземных ростков.

При этом получены следующие данные (таблицы 1-3).

В результате использования метода возможно определить изменения витальных, морфологических и физиологических показателей проростков семян растений, обусловленных угнетающим или стимулирующим действием различных концентраций шлама; на основе исследований определить безопасные концентрации и порог токсичности шлама, степень его фитотоксического или стимулирующего действия.

Из навески семян исследуемой культуры отбирают 4 пробы для проращивания, отделяя отход. В каждой пробе для рекомендуемых культур должно быть по 100 семян, а для кукурузы - по 50 семян.

Биотестирование проводится в лабораторных условиях по ГОСТ 15150. Семена проращивают в условиях, предусмотренных ГОСТ 12038-84.

Температура для биотестирования (20+2)°C. Освещение помещения естественное или искусственное, не ограничивается особыми требованиями.

Культивационную среду с равномерно распределенным в ней металлургическим шламом помещают в чашку Петри для следующих культур: зерновых, масличных, овощных - в объеме 1,5-2 мл, для бобовых - 3-5 мл. Повторяемость опыта для каждого варианта четырехкратная.

Вручную раскладывают на ложе семена на расстоянии не менее 0,5-1,5 см друг от друга в зависимости от их размеров.

В каждую пробу семян помещают этикетку с указанием номера проращиваемой пробы (повторности), дат учета энергии прорастания и всхожести. Чашки Петри помещают для проращивания в термостат. Установленную температуру проверяют три раза в день - утром, в середине дня и вечером; она не должна отклоняться от требуемой более чем на ±2°C. Проращивание семян при переменных температурах 20°C-30°C осуществляют путем установки требуемой программы в термостате. Состояние увлажненности ложа проверяют ежедневно. Воду в поддоне на дне термостата меняют через каждые 3-5 суток. Для повышения доступа кислорода к росткам необходимо каждый день приоткрывать крышки чашек.

Внесение исследуемого образца в субстрат (жидкая культивационная среда) осуществляется в результате диспергирования предварительно подготовленной навески в таком объеме дистиллированной воды, который бы соответствовал 10% объема субстрата, используемого для тестирования. Рассчитанные навески нерастворимых в воде материалов диспергируют в минимальном количестве дистиллированной воды, добавляют необходимый объем воды и оставляют на сутки при интенсивном перемешивании на магнитной мешалке. Полученную взвесь используют в биотестировании.

Введение исследуемого образца в культивационную среду проводят непосредственно перед испытанием. При этом день закладки семян на проращивание и день подсчета энергии прорастания или всхожести считают за одни сутки.

При подсчете энергии прорастания учитывают и удаляют нормально проросшие и гниющие семена, при учете всхожести подсчитывают отдельно нормально проросшие, набухшие, твердые, гниющие и ненормально проросшие семена.

Отобранные проростки при определении энергии прорастания (3- или 4-дневные проростки) или всхожести (7-дневные проростки) промывают проточной водой для того, чтобы смыть культивационную среду; промокают бумажным полотенцем.

Замеряют с помощью линейки отдельно длины надземной и подземной частей ростка, при наличии нескольких корешков (ячмень, пшеница) замеряют длину каждого и рассчитывают среднюю длину одного корешка.

Отобранные проростки при определении энергии прорастания (3- или 4-дневные проростки) или всхожести (7-дневные проростки) промывают проточной водой для того, чтобы смыть культивационную среду; промокают бумажным полотенцем.

Отделяют вручную от проростка надземную часть и подземную часть, взвешивают на аналитических электронных весах. Время от промывки проростков до взвешивания не должно превышать 20 мин во избежание потери влаги и уменьшения массы ростков.

Всхожесть и энергию прорастания семян вычисляют в процентах.

1. Контроль - жидкая культивационная среда на основе дистиллированной воды без добавления шлама.

2. Раствор шлама металлургического производства с концентрацией вещества 0,001%.

3. Раствор шлама металлургического производства с концентрацией вещества 0,01%.

4. Раствор шлама металлургического производства с концентрацией вещества 0,1%.

5. Раствор шлама металлургического производства с концентрацией вещества 1,0%.

6. Раствор шлама металлургического производства с концентрацией вещества 10,0%.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян кукурузы позволяет увеличить энергию прорастания и всхожесть семян на 1-2% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян кукурузы позволяет увеличить массу вегетативной части 7-дневных проростков кукурузы более чем на 60% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян кукурузы позволяет увеличить массу корневой части 7-дневных проростков кукурузы более чем на 69% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян кукурузы позволяет увеличить длину вегетативной части 7-дневного проростка кукурузы на 20,9% выше по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян кукурузы позволяет увеличить длину корневой части проростка кукурузы на 12,4% выше по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

Пример 5

Проводят исследование витальных (энергия прорастания, всхожесть), морфологических (длина вегетативной и корневой частей проростков) и физиологических (масса вегетативной и корневой частей проростков) показателей для пшеницы яровой по методу, описанному в Примере 2 (режим обработки 2). При этом получены следующие данные (таблицы 4-6).

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян пшеницы позволяет увеличить энергию прорастания и всхожесть семян на 1-3% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян пшеницы позволяет увеличить массу вегетативной части 7-дневного проростка более чем на 50% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян пшеницы позволяет увеличить массу корневой части 7-дневных проростков ячменя более чем на 57% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян пшеницы позволяет увеличить длину вегетативной части 7-дневного проростка пшеницы более чем на 26% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян пшеницы позволяет увеличить длину корневой части 7-дневного проростка пшеницы более чем на 18% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

Пример 6

Проводят исследование витальных (энергия прорастания, всхожесть), морфологических (длина вегетативной и корневой частей проростков) и физиологических (масса вегетативной и корневой частей проростков) показателей для ячменя по методу, описанному в Примере 3 (режим обработки 3). При этом получены следующие данные (таблицы 7-9).

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян ячменя позволяет увеличить энергию прорастания и всхожесть семян на 1% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян ячменя позволяет увеличить массу вегетативной части 7-дневного проростка более чем на 25% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян ячменя позволяет увеличить массу корневой части 7-дневных проростков ячменя более чем на 22% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян ячменя позволяет увеличить длину вегетативной части 7-дневного проростка ячменя более чем на 16% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

- Использование раствора шлама металлургического производства в качестве комплекса органоминеральных добавок в культивационной среде при проращивании семян ячменя позволяет увеличить длину корневой части 7-дневного проростка ячменя более чем на 18% по сравнению с контрольным образцом, не содержащим добавок.

Экспериментальные данные подтвердили возможность использования биологической утилизации шламов металлургического производства, содержащих тяжелые металлы, в качестве биоминерального комплекса стимуляции роста высших растений.

1. Способ утилизации шламов металлургического производства, содержащих тяжелые металлы, включающий транспортировку и сортировку шлама с отделением некомпостируемых фракций и биохимическое обогащение оставшейся фракции с получением биоминерального удобрения, отличающийся тем, что твердые фракции шлама измельчают диспергированием его в водной среде с получением пульпы, которую подвергают ультразвуковой обработке в течение не менее 3 часов при температуре в интервале от 20°С до 30°С, и дополнительно вводят биохимически переработанную органическую массу, при этом для ферментации компоста подают подогретый до температуры в интервале от 35°С до 45°С воздух, а образовавшийся осадок, содержащий радионуклиды и тяжелые металлы, отделяют, обезвоживают и направляют на дальнейшую переработку или захоронение.

2. Способ по п.1, в котором в качестве органической массы используют органические продукты, разложившиеся совместно с другими компонентами удобрения, такие как навоз различных сельскохозяйственных животных и птиц, измельченные отходы деревообработки, отходы производства кормовых белково-витаминных добавок.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Реактор для аэробной ферментации органических отходов включает цилиндрический корпус реактора, установленный вертикально, при этом внутри корпуса, жестко закреплен, по меньшей мере, один диск, по оси цилиндрического корпуса закреплена, по меньшей мере, одна ось, на которой над каждым неподвижным диском установлен подвижный диск, выполненный с возможностью поворота вокруг указанной оси с помощью соответствующего привода, неподвижный и подвижный диски разделяют корпус по высоте на секции, корпус реактора снабжен системой для загрузки отходов в верхнюю секцию реактора и устройством выгрузки готового продукта под нижней секцией.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для экологически безопасной переработки органических субстратов в биогаз и удобрения, состоящее из гидравлически связанных с линией подачи исходного субстрата первого аппарата механического разделения, анаэробного биореактора с иммобилизированной микрофлорой, снабженного выходом по биогазу и эффлюенту, анаэробного биореактора со взвешенной микрофлорой и второго аппарата механического разделения, причем выходы жидкой фракции первого и второго аппаратов механического разделения связаны со входом анаэробного биореактора с иммобилизированной микрофлорой, а выход твердой фракции первого аппарата механического разделения связан со входом анаэробного биореактора со взвешенной микрофлорой, снабженного средствами обогрева, причем дополнительно предусматривается аэробный биореактор, анаэробный биореактор с иммобилизированной микрофлорой, первый аппарат механического разделения размещены внутри корпуса аэробного биореактора, анаэробный биореактор со взвешенной микрофлорой и второй аппарат механического разделения объединены в едином корпусе.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для анаэробного сбраживания органических отходов сельскохозяйственного производства, и может быть использовано для производства биогаза, органических удобрений и кормовой биологической добавки.

Изобретение относится к биоэнергетике и может быть использовано качестве универсального метантенка для переработки навоза животных, птиц, бытовых и сельскохозяйственных отходов в метан и в органическое удобрение.

Группа изобретений относится к области подготовки сырья для анаэробной переработки органических отходов. Предложена группа изобретения: способ подготовки сырья для анаэробной переработки органических отходов, а также установка подготовки сырья вышеуказанным способом.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для переработки жидких органических отходов, преимущественно навоза или помета, и получения экологически чистых органических удобрений и горючего биогаза.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Аэрационный биореактор для получения биогумуса из измельченных подстилочного навоза и органических отходов, а также для сушки несыпучих и сыпучих материалов продукции растениеводства с их последующей механизированной выгрузкой содержит камеру, покрашенную сверхтонким теплоизолятором и выполненную боковыми, задней и передней стенками, днище из воздухораспределительных решеток и рассекателей, разравнивающий шнек на тележечном конвейере, воздухоподводящий канал с вентиляторным и топочным блоками и заслонками, дверцы с заслонками окон на задней стенке, причем для успешной выгрузки готового биогумуса и несыпучих материалов балка цепной фрезы со скребками, лопатками и направляющими пластинами устанавлена шарнирно через каретку на тележечный конвейер для перемещений вдоль и поперек камеры.

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к биоэнергетике. Анаэробный реактор содержит корпус с камерами гидролизного и метанового брожения, устройства загрузки и перемешивания субстрата в камерах, гидравлический затвор и колонну для обогащения биогаза, разделенную перегородками на сборник биогаза и секции, заполненные иммобилизирующей засыпкой.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы содержит бункер загрузки исходного сырья, реактор пиролиза, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с узлами отвода парогазовой смеси и твердого углеродоминерального остатка, конденсатор воздушного охлаждения, циклон, газгольдер для сбора несконденсированной части парогазовой смеси, причем дно реактора пиролиза выполнено в виде сита со сквозными отверстиями, под которым установлен грузонесущий орган вибратора, под ним размещена горизонтальная труба с отверстиями в верхней части для подачи теплоносителя, с одной стороны закрытая заглушкой, а с другой стороны соединенная через калорифер с воздуходувкой и патрубком для подачи теплоносителя, в верхней части реактора расположена камера для сбора топочных и пиролизных газов, соединенная узлом отвода парогазовой смеси с конденсатором воздушного охлаждения, который в нижней части соединен с емкостью для сбора топлива, а в верхней части через циклон и абсорбер - с газгольдером.

Изобретение относится к способам сортировки бытовых отходов в топливные брикеты. .

Изобретение относится к области экологии. Предложенный изолирующий материал включает глину, известковый материал, нефтяной шлам и буровой шлам при следующем содержании компонентов, вес.

Изобретение относится к области утилизации медицинских отходов. Для сбора и высокотемпературного обеззараживания медицинских отходов в местах их образования в каждом подразделении лечебно-профилактического учреждения отходы разделяют на три потока по классам А, Б и В, сбор медицинских отходов осуществляют в одноразовые устройства для сбора отходов, которые размещают на стойках-тележках, собранные таким образом герметично упакованные отходы транспортируют к месту их высокотемпературного обеззараживания и деструкции.

Изобретения могут быть использованы в области промышленной переработки горючих углерод- и углеводородсодержащих продуктов. Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов включает последовательную послойную переработку шихты в реакторе в присутствии катализатора.

Изобретение относится к области переработки отходов. Способ осуществления флэш-пиролиза углеродсодержащего сырья с использованием индукционного нагрева, включающий введение сырья в цилиндрический реактор, расположенный в электромагнитном поле индуктора, подключенного к генератору токов высокой частоты, флэш-пиролиз сырья в процессе его перемещения вдоль корпуса реактора при помощи шнекового механизма под действием тепла, излучаемого корпусом реактора, разделение и сбор жидких, газообразных и твердых продуктов пиролиза.

Изобретение относится к способам обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов. Нефтесодержащие отходы предварительно смешивают при нагревании до 60-70°C в течение 5-10 мин с отходами масложировой промышленности, обеспечивая их соотношение 1:(0,05-0,2).

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для освоения подземной угольной формации. Эксплуатационный участок залежи угля разбивается на эксплуатационные панели, которые в определенной последовательности разбуриваются до подошвы угольного пласта скважинами среднего и большого диаметров, и которые через эти скважины последовательно отрабатываются в процессе подземной газификации угля с получением полезных продуктов - горючего газа, технологического пара, электроэнергии, и после завершения выгазовки угля с получением полезных продуктов - металла скандия из золы и биогаза из захороненных в выработанном объеме панели твердых бытовых отходов.

Изобретение относится к способам обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса и предприятиях по переработке отходов.

Изобретение относится к области санитарно-энергетического самообеспечения хозяйствующих субъектов. Техническим результатом является обеспечение автономной, экологически безопасной, энергосберегающей, безмашинной системы.

Изобретение относится к биоэнергетике и может быть использовано качестве универсального метантенка для переработки навоза животных, птиц, бытовых и сельскохозяйственных отходов в метан и в органическое удобрение.
Изобретение относится к области переработки, обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов. Для термической утилизации отходов бурят скважину, проводят газификацию органических компонентов отходов при помощи контролируемого нагрева и подачи топлива с получением синтез-газа и его последующим выводом.

Изобретение относится к области утилизации отходов. Для сбора, временного хранения и утилизации медицинских отходов собирают медицинские отходы класса «Б» в местах их образования в накопительный бак, транспортируют отходы в место утилизации. Затем накапливают отходы в бункере хранения с последующим перемещением отходов в устройство сжигания. При этом в накопительном баке отходы охлаждают и подвергают воздействию ультрафиолетового излучения. После транспортировки осуществляют измельчение отходов, а перемещение измельченных отходов в бункер хранения и затем в устройство сжигания осуществляют в потоке воздуха. Изобретение обеспечивает повышение экологичности и экономичности утилизации отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области экологии. Для утилизации шламов металлургического производства, содержащих тяжелые металлы, транспортируют и сортируют шлам с отделением некомпостируемых фракций и биохимическим обогащением оставшейся фракции с получением биоминерального удобрения. Твердые фракции шлама измельчают диспергированием его в водной среде с получением пульпы, которую подвергают ультразвуковой обработке в течение не менее 3 часов при температуре в интервале от 20°С до 30°С, и дополнительно вводят биохимически переработанную органическую массу. Для ферментации компоста подают подогретый до температуры в интервале от 35°С до 45°С воздух. Образовавшийся осадок, содержащий радионуклиды и тяжелые металлы, отделяют, обезвоживают и направляют на дальнейшую переработку или захоронение. Изобретение обеспечивает упрощение технологии получения органоминерального удобрения из шламов металлургического производства. 1 з.п. ф-лы, 9 табл., 6 пр.

Наверх