Экология / 2. Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон

К. т. н. Власова Л. А., Матющенко И. Н.

Воронежская государственная технологическая академия, Россия

Новые направления утилизации сахарного дефеката

Фильтрационный осадок свеклосахарного производства (сахарный дефекат) относится к категории «Отходы известняка и доломита», имеет V класс опасности, образуется в количестве 10-12 % от массы перерабатываемой свеклы и имеет следующий количественный состав (в % вес): карбонат кальция – 65÷78, карбонат магния – 8,5÷3,5, оксид алюминия трехвалентного – 0,2 ÷ 4 %, оксид фосфора пятивалентного - 0,9 ÷ 1,5%, оксид железа – 0,2 ÷ 1,0 %, органические вещества – 12÷15 % , нерастворимые сахараты кальция и магния – остальное.

В настоящее время утилизируется не более 20% данного отхода в основном по агрономическому направлению, а большая его часть складируется на полях фильтрации как невостребованный отход, при хранении которого в объекты окружающей среды поступает значительное количество загрязняющих веществ: происходит загрязнение поверхностных вод с паводками, о чем свидетельствуют высокие значения БПК, ХПК; загрязняются подземные воды вследствие просачивания; патогенные микроорганизмы, аммиак, сероводород и меркаптаны поступают в атмосферный воздух; происходит загрязнение почв органическими веществами, патогенной микрофлорой и тяжелыми металлами.

Установлена принципиальная возможность использования термически модифицированного дефеката (ТД) для очистки модельных растворов от красителя «Orange R». Исследовано влияние на эффективность очистки таких факторов, как: масса добавки дефеката; длительность перемешивания суспензии; температуры и продолжительности термической обработки; роли углерода в процессе очистки. Установлено, что максимальная эффективность очистки достигается при массе добавки ТД 2 г на 100 мл раствора, длительности перемешивания 10 мин и температуре обжига 600°С в течение 20 мин. В данных условиях эффект очистки не менее 95 %, а нахождение углерода в составе термически модифицированного дефеката увеличивает степень очистки до 98…99 % [1].

Сотрудниками Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова разработан эффективный малоэнергоемкий и дешевый способ утилизации дефеката путем модификации его поверхности с помощью процесса термолиза и разработан способ получения эффективного сорбента – коагулянта для очистки сточных вод от жиров. Степень очистки по жирам составляет 98,6%, по БПК – 97,6%, кроме того, значительно снижается содержание взвешенных веществ [2].

В Воронежской государственной технологической академии (ВГТА) была исследована возможность применения дефеката в качестве сорбента для поглощения бензина и керосина. Проведенные эксперименты по применению осадка в качестве сорбента для поглощения бензина и керосина при их разливе (во время работы бензозаправочных станций и в условиях других чрезвычайных ситуаций) показали, что осадок обладает довольно хорошими сорбционными свойствами. Высоковязкие нефтепродукты, в частности, отработанное машинное масло, осадком не сорбируются. Учитывая низкую стоимость фильтрационного осадка, он может являться перспективным сорбентом нефтепродуктов, обладающих низкой вязкостью.

Также сотрудниками ВГТА была исследована возможность использования дефеката при производстве пенобетона. Использование вторичного минерального сырья в технологии бетона позволяет сократить расход цемента в бетонах. Проведенные исследования позволили определить условия получения пенобетона средней плотностью 600 кг/м³, оптимальное количество вводимого фильтрационного осадка от массы цемента, и изучить его влияние на прочностные показатели полученного материала [3].

Учитывая тот факт, что карбонат кальция находит широкое применение в качестве наполнителя в полимерных композиционных материалах, сотрудниками ВГТА была изучена возможность замены мела сахарным дефекатом, в результате чего улучшились физико-механические свойства резиновых смесей, такие как условное напряжение при удлинении на 300%, условная прочность при растяжении, относительное удлинение, сопротивление раздиру, сопротивление старению, динамическая выносливость. Увеличилась практически на 100% скорость вулканизации.

Таким образом, представленные способы утилизации фильтрационного осадка позволяют возвращать в производственный цикл неутилизируемые предприятиями отходы сахарной промышленности, снижаются экологические риски, связанные с проблемой хранения отходов.

Литература:

1. Ельников Д. А. Использование отхода сахарной промышленности для очистки водных сред от красителей. Сборник статей VI Всероссийского конкурса научно-исследовательских и творческих работ молодежи «Меня оценят в XXI веке», Москва, 2010 г. – С. – 510-511.

2. Сообщение Белгородского государственного технологического университета об использовании дефеката при очистке сточных вод от жиров. [Электронный ресурс] – www/ waste.com.ua/cooperation/2005/theses/tarasova1.html.

3. Матющенко И. Н., Власова Л. А., Прохоренко Е.А. Использование сахарного дефеката при производстве пенобетона. Сборник статей VIII Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности». Пенза, декабрь 2008. С. – 191-193.