Апр 19 2002

Анализ остаточного пепла как вторичного отхода после уничтожения непригодных и запрещенных пестицидов методом пиролиза

Опубликовано в 17:22 в категории Сбор и утилизация отходов

Анализ остаточного пепла как вторичного отхода после уничтожения непригодных и запрещенных пестицидов методом пиролиза

Л.И. Повякель1, В.Е. Кривенчук1, Л.А. Любинская1,

А.П. Полещук2, А.Е. Винокуров2

1Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя, г. Киев

2ТОВ \’\'Элга\’\', г. Шостка

Экологическая ситуация, которая складывается на Украине при дальнейшем складировании непригодных и запрещенных пестицидов (НЗП), низкий технический уровень обустройства объектов их размещения, отсутствие экологически безопасных технологий по обезвреживанию и переработке этих опасных отходов представляет собой постоянно нарастающую опасность для здоровья человека и биоты в целом и требует безотлагательного и оперативного принятия мер. Рекомендуемые в последнее время методы перезатаривания НЗП и их хранения в контейнерах являются временными, не могут гарантировать безопасность для будущих поколений и окружающей среды.

Наиболее рациональным способом уничтожения отходов представляется сжигание, так как оно сопровождается значительным снижением их массы. Однако, в этом случае, при несоблюдении температурного режима горения помимо возможного загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, немаловажным также является вопрос об использовании вторичного отхода (шлака, пепла), которые образуются после завершения процесса. Поэтому при отработке технологического режима при уничтожении НЗП методом многоконтурного пиролиза проведение экспертизы составляющих ингредиентов образующегося вторичного отхода представляется актуальным и необходимым этапом.

Из общего числа уничтоженных НЗП (1440 кг) вторичный отход – шлак составляет 27 % (336 кг). Представленные для уничтожения пестициды относились к соединениям различной химической структуры - гексахлорциклогексан, фенвалерат, хлорофос, дурсбан, пентахлорбифенил, 50 % паста ДДТ. Единовременно в четырех ретортах уничтожалось

240кг препаратов. Уничтожение НЗП проводилось в две стадии: первая – щелочной гидролиз при повышенной температуре и давлении в присутствии катализатора - раствора нафталида натрия в смеси углеводородов; вторая – пиролиз продуктов гидролиза с очисткой и каталитическим дожиганием продуктов сгорания.

Гидролиз проводился в герметичной реторте из нержавеющей стали, при последовательном подъеме (в течение 2 часов) температуры до 300 о С. Давление в реторте не превышало 0,4 кгс/см2. Препараты смешивались с гидролизующим агентом (10 кг), который представлял собой смесь 30 % NaOH и извести (в соотношении 1:1 по массе) с добавлением катализатора. Дальнейшее нагревание продуктов гидролиза происходило до температуры 500-550 °С. Для снижения выбросов вредных веществ в атмосферу проводилась очистка пиролизных газов в адсорбере с известковым молочком и металлической насадкой. Газы после очистки дожигались на катализаторе при 1100-1300° С.

Остаточные количества шлака были неоднородны по своей консистенции и представляли три различные фракции: 1) твердое пористое легкое вещество черного цвета, легко растираемое в порошок; 2) серовато-черные плотные тяжелые комки, плохо растираемые в порошок; 3)порошок с мелкими комками первых двух типов. Состав шлака, полученного после завершения процесса пиролиза следующий: уголь – 45,8%; нерастворимые в воде карбонаты – 6,7 %; растворимые в воде карбонаты – 5,4 %; растворимые в воде хлориды (в пересчете на Cl-ион) – 20,2 %. Общее содержание проанализированных компонентов составляет 78,1 %. Следует принять во внимание, что в полученных данных невозможно учесть весовое содержание кальция, натрия в виде хлоридов, а также выделившейся газообразной углекислоты. Подавляющая часть ДДТ подвергается разложению, а неразложившиеся и неидентифицированные хлорорганические продукты разложения ДДТ остаются в незначительном количестве (0.001-0.003 %).

Последующим этапом при отработке технологии уничтожения НЗП было проведение сжигания пиролизного шлака в топке совместно с дровами при температуре 800-1000° С и идентифицикация на составляющие компоненты полученного вторичного отхода (пепла). Пробы пепла по внешнему виду представляли порошок серого цвета, без специфического запаха.

Составляющие компоненты (т/т) вторичного отхода- пепла, образующегося после полного окончания процесса пиролиза с дожиганием шлака представлены в таблице 1. Обнаруженные металлы в пепле находятся в виде окислов, практически нерастворимых в воде.

Таблица 1.Состав вторичного отхода - пепла, полученного после уничтожения НЗП методом пиролиза

Входящий элемент

Массовая доля, %

Содержание, т/т

CuO

0,015

0,00015

ZnO

0,05

0,0005

PbO

0,02

0,0002

КCl

10,0

0,1

Na2CO3

4,00

0,004

СаСО3

21,9

0,219

SiO2

67,615

0,67615

Определение класса опасности образовавшегося вторичного отхода - пепла проводили расчетным методом, согласно существующей в данное время нормативной документации (СанПин 2.2.7.029-99). Категория опасности устанавливалась с учетом токсикологических и физико-химическим параметров и по количеству суммированных баллов определялся класс опасности отхода. Для расчета использовали величины среднесмертельных доз (ЛД50). При отсутствии величин ЛД50 для ингредиентов отхода, но при наличии утвержденного класса опасности этих веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005.088), использовали условные величины ЛД50 (его эквивалент).

В соответствии с рекомендациями, изложенными в методике по определению класса опасности промышленных отходов были выбраны 3индекса токсичности, которые имели наименьшие К?. Это индексы оксида кремния К1 на уровне 5,47; хлорида калия на уровне 8,37 и карбоната натрия К3 на уровне 12,03. Суммарный индекс токсичности вторичного отхода - пепла составил: К = 3,46.

Таким образом, соответственно существующей классификации полученный индекс токсичности соответствует 3 классу опасности (умеренно-опасные вещества). Анализируя полученные результаты по уничтожению НЗП методом многоконтурного пиролиза можно сделать вывод, что технология высокотемпературного пиролиза представляется перспективной. Образующийся после дожигания вторичный отход- пепел, может быть рекомендован для захоронения на полигоне промышленных отходов, либо, после проведения соответствующих исследований, возможна его утилизация в качестве добавок в бетонные и строительные смеси для использования в дорожных покрытиях.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.