Биодеградация бытовых отходов

Лекция 8


Ресурсоэффективные
технологии
Комплексное использование
отходов разного типа
ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДОБЫЧИ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БУРОВЫХ СКВАЖИН
применяют для добычи многих твердых полезных
ископаемых (ПИ)
Геотехнологические методы добычи
полезных ископаемых позволяют:




снизить, в в 2 - 4 раза капитальные затраты
на строительство предприятий;
повысить производительность труда по
конечной продукции;
главное - уменьшить отрицательное
воздействие на окружающую среду
метод добычи полезного
ископаемого избирательным
растворением его
химическими реагентами в
рудном теле на месте
залегания с извлечением на
поверхность
Технологический процесс
«Плюсы» данной технологии:
*При данном методе не происходит изменения
геологического состояния недр, так как не производится
выемка горнорудной массы.
* Общая поверхность земли, занимаемая полигоном
подземного выщелачивания и перерабатывающим цехом для
получения 500 метрических тонн U/год, в 3-4 раза меньше
площади, занимаемой типичным гидрометаллургическим
заводом на эту же производительность.
* В процессе скважинного выщелачивания в подвижное
состояние в недрах переходит и выводится на поверхность
менее 5% радиоактивных элементов по сравнению со 100%
при традиционных способах добычи урана.
«Плюсы» данной технологии:
Серная кислота при контакте с породой
превращается в гипс, в связи с этим при данной
технологии не остаётся в земле элементов,
которых там нет.
И если и бывают какие-то размывы, то они
быстро устраняются, т.к. при утечках технология
не работает.
Здесь отпадает необходимость строительства
хвостохранилищ для хранения отходов с
высоким уровнем радиации.
Есть маленькие пескоотстойники, которые после
завершения добычи легко рекультивировать.
ОТХОДЫ РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Цветные металлы:
 Комплексное содержание
Низкое содержание полезных
компонентов
Отходы:
 Добыча – 80%
 Обогащение – 10%
Направления утилизации отходов
доизвлечение ценных
компонентов из текущих отходов;
 переработка хвостохранилищ
(техногенное месторождение);
 комплексная переработка
пиритных концентратов и
извлечение железа из отходов
цветной металлургии;
 использование
отходов
для
производства продукции
химической промышленности и
удобрении.

Переработка
Схема переработки медной руды
Техногенные месторождения
Шлаки
Фьюмингование –
способ извлечения
летучих
компонентов из
шлаков,
содержащих цинк,
свинец, олово
Вельциваниеизвлечение металлов
(Zn, Pb, Cd и др.) от
гонкойпри нагреве в
о вращающейся печи
полиметаллических
отходов свинцового,
медного и оловянног
о производств
УТИЛИЗАЦИЯ И ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЯНЫХ
ШЛАМОВ
На сегодняшний день в окружающую среду
выбрасывается большое количество
нефтяных шламов, которые образуются при
переработке нефти, и во время аварий на
трубопроводах.


Нефтяные шламы могут занимать огромные
объемы и площади, например, только в НГДУ
«Туймазанефть» АНК «БашНефть» ежегодно
образуется около 8 000 т нефтешламов,
которые при отсутствии технологии их
обезвреживания являются источниками
загрязнения окружающей среды.
При очистке только одного нефтяного
резервуара объемом 5 000 м3 образуется
около 200 м3 нефтешлама.
Нефтяные шламы являются
основными отходами
нефтеперерабатывающих и
нефтехимических предприятий.
Данный тип отходов образуется в
процессе бурения скважин, в
результате очистки сточных вод
содержащих нефть на очистных
сооружениях и во время чистки
резервуаров.
Шламы представляют собой
тяжелые нефтяные остатки,
которые содержат в среднем (по
массе):
от 10 до 56 % нефтепродуктов,
от 30 до 85 % воды,
от 1,3 до 46 % твердых примесей.
Все шламы имеют
определенную
опасность, поэтому
они хранятся в
специальных
шламонакопителях.
Шламонакопители
земельные емкости
открытого типа
предназначенные
для хранения
шламов.


Основные методы переработки и
обезвреживания нефтяных шламов



Сжигание нефтяного шлама в виде водных эмульсий с
последующей утилизаций выделяющегося тепла. Этот способ
является самым распространенным, поскольку он наиболее
простой и надежный. Однако при данной технологии сложно
добиться экономического эффекта, что недопустимо в
современных условиях.
Обезвоживание и сушка нефтяного шлама с возвратом
образованных нефтепродуктов в производство (данный
процесс по сравнению с предыдущим более прогрессивный,
однако требует куда больших капиталовложений).
Переработка нефтяного шлама в пирогаз. Данная технология
позволяет повысить коэффициенты использования нефти, и
сегодня является самой передовой, поскольку из отходов в
данном случае получается высококачественное топливо.
Однако не каждый мусороперерабатывающий завод решается
установить у себя подобную установку ввиду ее относительно
высокой стоимости. Хотя вовсе напрасно – сегодня завод по
переработке шламов может являться рентабельным
высокодоходным предприятием.
МОБИЛЬНЫЙ БЛОЧНО-МОДУЛЬНЫЙ
КОМПЛЕКС ПО НЕПОЛНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ
НЕФТЕШЛАМОВ
Для
решения
проблемы
переработки
и
утилизации
нефтешламовых отложений разработаны универсальные
технологические
комплексы,
в
которых
используется
оборудование известных мировых производителей.
Очистной комплекс состоит из двух блоков - платформы и
обрабатывающей
станции,
работа
проводится
в
автоматическом режиме без необходимости постоянного
присутствия обслуживающего персонала. Установка по
переработке нефтешлама и флотоэмульсий оборудована
необходимым комплектом сооружений, аппаратов, запорнорегулирующей
арматурой,
насосного
оборудования,
емкостного оборудования, систем обогрева и т.д.
УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ В
ПРОИЗВОДСТВЕ АЛЮМИНИЯ
• Наибольшее количество отходов образуется на
стадии получения глинозёма. Основным сырьём для
последнего в мировой практике служат бокситовые
руды, содержание не менее 32% глинозёма. При их
переработке получают крупнотоннажные отходы,
называемые красными шламами.
Использование красных шламов









К настоящему времени наметился ряд направлений
утилизации бокситовых шламов:
Окускование руд и концентратов;
Комплексная переработка на чугун, глинозём и цемент,
смешанные цементы, гидравлические добавки в
портландцемент;
Заполнители для рядовых, жаростойких и асфальтобетонов,
дорожные покрытия;
Стекло, обожжённый и силикатный кирпич, стеклошлаковые
материалы и заполнители, канализационные трубы;
Получение красок;
Закладочные и литейные формовочные смеси;
Строительство шламохранилищ;
Производство сорбентов, коагулянтов и катализаторов;
Выпуск удобрений.
Использование красных шламов







Одно из основных направлений утилизации красных шламов – чёрная
металлургия.
Институт металлургии УрО РАН в течении продолжительного времени
пропагандирует двухстадийную технологию комплексной переработки
красных шламов на чугун, глинозём и цемент.
В производственных условиях Павлодарского завода железобетонных
изделий выпущен ячеистый бетон с применением красного шлама
Павлодарского алюминиевого комбината.
Производство обожжённого кирпича из сырья, содержащего 1050% бокситового шлама (остальное – глина), реализовано фирмой
«Джулини» (ФРГ).
Байеровские шламы Уральского алюминиевого завода используются
для
отсыпки
ограждающих
и
разделительных
дамб,
противофильтрационных экранов шламохранилищ.
В значительных количествах красные шламы применяются для
устройства
дорожного
полотна,
выдерживающего
проезд
большегрузных автомобилей.
По данным французской фирмы «Алюминиум Пешине», красные шламы
используются также в производстве красок (пигментных красителей,
лаков), для десульфурации газов, в качестве катализатора
гидрогенизации углей, при рекультивации почв.
Комплексная линия
переработки отходов
алюминиевых сплавов
включает следующие
технологические операции:
классификацию по
крупности и видам
исходного сырья, его
фрагментизацию (резку
на части), дробление с
удалением недробимых
предметов, аспирацию
продуктов дробления,
магнитную сепарацию в
слабом и сильном
магнитных полях,
грохочение,
электродинамическую
сепарацию продуктов
дробления
Утилизация отходов
электролизного производства и
лома алюминия

Современная
практика
использования
подготовленного
алюминиевого лома, принятая,
например,
в
Финляндии,
состоит
в
загрузке
в
плавильную печь с жидким
алюминием, легирование и
рафинирование
чернового
металла, разливку готового
продукта
в
слитки,
пригодные
для
последующей обработки.
Бытовые отходы
методы ликвидации отходов:




сжигание и пиролиз
метод безотходной утилизации
бытовых отходов
переработка в органическое
удобрение (компост)
полигоны (свалки) бытовых отходов
Переработка отходов на свалках
Свалка округа Соук, расположенная недалеко от Мэдисона, столицы
штата Висконсин (США), содержит более 650 000 тонн отходов.
Состав твёрдых отходов и стратегия
их размещения
Характерной чертой свалок является
наличие сложной, взаимозависимой системы
микроорганизмов
Биодеградация (биологический распад, биоразложение) —
это разрушение сложных веществ в результате деятельности
живых организмов.
Метаногенез
диоксид углерода + водород
уксусная кислота
метанол
триэтиламин
Другие возможности использования газа:



Получение электроэнергии
Химических продуктов (метанола)
Применение вместо углеводородного топлива
(газохол)
БИОТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ
НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ

использование
различных
групп
микроорганизмов для
увеличения
вторичной
добычи нефти
Существует два способа:


Нагнетание в нефтяной пласт
комплекса
углеводородокисляющих и
метанобразующих бактерий;
Развитие микробиологических
процессов непосредственно в
условиях нефтяного пласта с
целью получения этих бактерий.
Нагнетание в
пласт
H2O+O2+со
ли азота и
фосфора
Метан и
углекислота
снижают вязкость
нефти и повышают
локальное
давление в пласте
Нагнетание в
пласт
Аэробные
бактерии
окисляют
углеводороды
H2O (без
кислорода)
Анаэробные
бактерии
преобразовывают
продукты
окисления нефти
в метан и
углекислоту
В итоге происходит



Разжижение нефти
Повышение газового давление в
пласте
Улучшение нефтевытесняющих
свойств закачиваемой воды