лигнин — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Шлам-лигнин
Cтраница 1
Шлам-лигнин обезвоживается и подвергается термообработке. [1]
Из шлам-лигнина можно получить сульфокатионит, сочетающий высокую обменную и осветляющую способность. Таким образом, отходы от химической очистки сточных вод вновь используются для ионообменной очистки сточных вод. Кроме того, шлам-лигнин может быть применен в композиции дорожных покрытий, как наполнитель при изготовлении резины для получения смол с высокими клеющими свойствами и жизнеспособностью, а также в качестве сырья для изготовления сорбентов типа активных углей и сульфокатионитов. [2]
Вопросы использования шлам-лигнина хотя и не нашли еще практического применения, но широко исследуются в Лесотехнической академии им. [3]
Избыточный активный ил, скоп или шлам-лигнин
Для окончательного улавливания мелких взвешенных хлопьев шлам-лигнина обесцвеченный сток очищается на песчаных фильтрах. [5]
К техническим щелочным лигнинам следует также отнести талло-вый лигнин и шлам-лигнин. Шлам-лигнин выделяется при очистке сточных вод сульфатцеллюлозного производства. [6]
При очистке сточных вод образуются отходы в виде скопа, избыточного активного ила, шлам-лигнина и другие, направляемые в шламонакопители, занимающие большие участки земли. Имеются шламы в процессах газопылеочистки. [7]
До недавнего времени образующиеся осадки сточных вод — волокносодержащие ( скоп), активный ил, шлам-лигнин, как правило, направлялись в осадконако-пители. В последние годы в результате применения более совершенного технологического оборудования и эффективной внутрицеховой очистки сточных вод значительно возросло внимание к повторному использованию волокна. Благодаря этому величина так называемых безвозвратных потерь волокна сокращена с 2 5 до 0 7 %, а в дальнейшем может быть уменьшена до 0 3 — 0 5 % количества вырабатываемой продукции. [8]
Среди полученных соединений найдены эффективные реагенты для извлечения слюды из мусковитых сланцев и для очистки сточных вод от шлам-лигнина и активного ила. Оксазолиди-ны I могут быть использованы также для синтеза полиэлектролитов и ионообменных смол. [9]
Каталитическое восстановление осуществляется также пропусканием предварительно нагретого хпорсодержащего газа в присутствии восстановителя — газообразного водорода — через катализатор — синтетический морденит в водородной форме при температуре 200 — 250 С Q1793 либо восстановлением с помощью шлам-лигнина, полученного при химической очистке сточных вод производства сульфат-целлюлозы. [10]
К техническим щелочным лигнинам следует также отнести талло-вый лигнин и шлам-лигнин. Шлам-лигнин выделяется при очистке сточных вод сульфатцеллюлозного производства. [11]
Из шлам-лигнина можно получить сульфокатионит, сочетающий высокую обменную и осветляющую способность. Таким образом, отходы от химической очистки сточных вод вновь используются для ионообменной очистки сточных вод. Кроме того, шлам-лигнин
может быть применен в композиции дорожных покрытий, как наполнитель при изготовлении резины для получения смол с высокими клеющими свойствами и жизнеспособностью, а также в качестве сырья для изготовления сорбентов типа активных углей и сульфокатионитов. [12]Этот лигнин, содержащий до 47 % таллового масла, растворяется в белом щелоке и перекачивается в отстойники. Возвращение в технологический процесс шлам-лигнина позволяет дополнительно вырабатывать не менее 3 кг таллового масла на 1 т целлюлозы. [13]
На следующем этапе сточные воды подвергаются химической очистке. Сернокислый алюминий вызывает коагуляцию органических загрязнений, а полиакриламид действует как флокулянт: соединяет частицы в более крупные, опускающиеся в виде хлопьев на дно отстойника. В его дне имеются отверстия, через которые вращающиеся скребки удаляют осадок — шлам-лигнин, а осветленная вода, сливаясь по системе лотков, попадает в трубопровод и направляется на фильтровальную станцию. [14]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Способ обработки шлам-лигнина
Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности. Шлам-лигнин обрабатывают флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживают. В качестве гидрофобизатора используют аммониевую соль октилбетатиопропионовой кислоты. Положительный эффект: за счет увеличения водоотдачи осадка сокращается время пребывания осадка на стадии обезвоживания, что позволяет увеличить производительность вакуум-фильтров, фильтр-прессов, флотомашин. 2 табл.
Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности, а также может быть использовано в химической, гидролизной и других областях промышленности, где обработка осадков является одной из наиболее трудных, дорогостоящих и наименее разработанных проблем.
Известен способ подготовки осадков к обезвоживанию механическими методами (на вакуум-фильтрах, на фильтр-прессах) с использованием в качестве химических реагентов для коагуляции хлорного железа, сернокислого окисного железа и других реагентов в сочетании с известью [Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М., Стройиздат, 1975, с.21-42]. В целлюлозно-бумажной промышленности формирование свойств осадка начинается на стадии очистки сточной воды, включающей обработку коагулянтом сернокислым алюминием. При этом количество осадка — шлам-лигнина с влажностью 99,7-99,8% составляет 7-10% очищаемых сточных вод. Известен способ обработки осадка, в частности шлам-лигнина химической очистки ЦБП, флокулянтами с последующим механическим обезвоживанием (Альтовский Г.С. Современное состояние и основные направления развития технологии обработки осадков сточных вод. Советско-американский симпозиум по обработке осадков сточных вод. М.,1975, с. 5-15] . К недостаткам способа можно отнести плохую водоотдачу осадка при последующем механическом обезвоживании и, как следствие, высокую влажность осадка. Для увеличения водоотдачи необходимо изменить структуру твердой фазы осадков. Изменение структуры приводит к количественному перераспределению форм связи влаги в сторону увеличения содержания свободной воды вследствие уменьшения общего количества связанной воды. Такое изменение структуры осадков позволяет добиваться более глубокого и быстрого их обезвоживания. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки осадка, в частности шлам-лигнина, включающий обработку коагулянтом, флокулянтом и реагентом гидрофобизатором АНП-2 с последующим механическим или флотационным обезвоживанием [Авторское свидетельство СССР N 1061411, кл. С 02 F 11/14 (прототип)]. Этот способ реализован на Байкальском целлюлозно-бумажном комбинате. В связи с ограниченностью производства и, в особенности, со сложностью поставок АНП-2, а также с его относительно высокой токсичностью ведется поиск и целенаправленный синтез менее токсичных и более эффективных реагентов-гидрофобизаторов. Предлагаемое изобретение решает задачу снижения влажности осадка за счет увеличения его водоотдачи. Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки шлам-лигнина, включающем обработку флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживание, в качестве гидрофобизатора используется аммониевая соль октилбетатиопропионовой кислоты формулы CФормула изобретения
Способ обработки шлам-лигнина, включающий обработку флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживание, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора используют аммониевую соль октилбетатиопропионовой кислоты.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2www.findpatent.ru
Конференция молодых ученых — 2013 «Современные проблемы геохимии»
Дамбинов Ю.А.
Изучение состава шлам-лигнина БЦБК для разработки методов ремедиации полигонов промотходов
ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА ШЛАМ-ЛИГНИНА БЦБК ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ РЕМЕДИАЦИИ ПОЛИГОНОВ ПРОМОТХОДОВ
Ю.А Дамбинов
Лимнологический институт СО РАН, г. Иркутск, [email protected]
Одна из актуальных экологических проблем для озера Байкал – это ликвидация накопленного в результате деятельности Байкальского Целлюлозного Бумажного Комбината шлам-лигнина.
Комбинат за 40 лет накопил огромное количество отходов (около 6.2 млн. т), которые складированы на полигонах в их близости от Байкала. Шламонакопители и золоотстойники БЦБК занимают площадь 350 га, из них непосредственно карты 123.0 га. В них накоплено 6.2 млн. м3 шлам-лигнина (влажность 80-90%) (карты №1-7,9,10) и 2.6 млн. т золы (карты 11-14).
Последние годы шлам-лигнин утилизируется методом сушки и сжигания, зола поступает в сооруженные шламонакопители Бабхинского полигона где сосредоточенно 2.6 млн. т золы [Дамбинов и др., 2013]. Карты располагаются в непосредственной близости от озера Байкал и представляют собой главную экологическую опасность для озера в случае проявления катастрофических процессов.
Задачей исследований было изучение состава промотходов по всем картам. В результате проведенных полевых работ, лабораторных и экспериментальных исследований были определены основные характеристики шлам-лигнина в картах-шламонакопителях:
1. Влажность более 90%. Водное зеркало над всеми картами составляет около 620 тыс.м3. Весной после таяния снегов объем воды может увеличиться до 1 млн. м3 воды. Состав надшламовой воды в картах различен.
2. Высокое содержание сероводорода, метилмеркаптана и метана.
3. В шлам-лигнине имеется хлорорганика.
Все эти негативные факторы можно убрать следующими способами:
1. Для осушения в технологиях применяется глинозем. Зола углей в отвалах превышает массу шлам-лигнина в 4 раза. В ней содержится свыше 30% глинозема (агент дегидратации). Зола имеет влажность 10-20% и после удаления воды из лигнина и перемешивания в соотношении 1:1 по объему образует прочный консолидированный субстрат.
2. Для дезодорации используется h3S в промышленности треххлорное железо. В золе до 9% микрочастиц Fe3O4 (трехвалентное железо лучший дезодорирующий агент).
3. Для удаления хлорорганики применяется активированный уголь. Хлорорганика шлам-лигнина сорбируется угольными частицами золы-«коксиком», количество которого составляет 5-7%.
4. Технология рекультивации карт предполагается завоз на карты шлам-лигнина золы, вначале из карты №11 с освобождением ее для обеспечения жизнедеятельности ТЭЦ. Постепенное перемешивание золы и шлам-лигнина сопровождается выделением воды. После перемешивания с золой связанной воды остается 10-17%. Остальная вода сбрасывается на очистные сооружения. Эффективность смешивания с золой аналогична замораживанию шлам-лигнина.
5. Экспериментально проверена и опробована технология дегидратации, дезодорации и захоронения шлам-лигнина с помощью золы углей, обеспечивающая полную ремедиацию полигонов.
6. За счет воздействия глиноземистых частиц золы на жидкий шлам-лигнин, связанная с ним вода выходит в свободную водную фазу. По экспериментальным и опытно-промышленным данным выделяется до 75% связанной воды. Железистые частицы при перемешивании одномоментно связывают сероводород и другие дурно пахнущие газы. Запах исчезает полностью.
Подготовлены предложения по ремедиации территории и строительству объектов рекреационного типа, рыбовосстановления и рыбопроизводства, лесопитомников, больших бассейнов для водных видов спорта и отдыха на рекультивируемых площадях БЦБК.
Литература:
Дамбинов Ю.А., Сутурин А.Н. Рекультивация полигонов промотходов Байкальского ЦБК: проблемы и решения // Материалы международной научной конференции. – Новосибирск. – 10-15 июня 2013. –– С. 91-93.
К списку докладов
Комментарии
conf.nsc.ru
способ обработки шлам-лигнина — патент РФ 2129533
Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности. Шлам-лигнин обрабатывают флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживают. В качестве гидрофобизатора используют аммониевую соль октилбетатиопропионовой кислоты. Положительный эффект: за счет увеличения водоотдачи осадка сокращается время пребывания осадка на стадии обезвоживания, что позволяет увеличить производительность вакуум-фильтров, фильтр-прессов, флотомашин. 2 табл. Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности, а также может быть использовано в химической, гидролизной и других областях промышленности, где обработка осадков является одной из наиболее трудных, дорогостоящих и наименее разработанных проблем. Известен способ подготовки осадков к обезвоживанию механическими методами (на вакуум-фильтрах, на фильтр-прессах) с использованием в качестве химических реагентов для коагуляции хлорного железа, сернокислого окисного железа и других реагентов в сочетании с известью [Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М., Стройиздат, 1975, с.21-42]. В целлюлозно-бумажной промышленности формирование свойств осадка начинается на стадии очистки сточной воды, включающей обработку коагулянтом сернокислым алюминием. При этом количество осадка — шлам-лигнина с влажностью 99,7-99,8% составляет 7-10% очищаемых сточных вод. Известен способ обработки осадка, в частности шлам-лигнина химической очистки ЦБП, флокулянтами с последующим механическим обезвоживанием (Альтовский Г.С. Современное состояние и основные направления развития технологии обработки осадков сточных вод. Советско-американский симпозиум по обработке осадков сточных вод. М.,1975, с. 5-15] . К недостаткам способа можно отнести плохую водоотдачу осадка при последующем механическом обезвоживании и, как следствие, высокую влажность осадка. Для увеличения водоотдачи необходимо изменить структуру твердой фазы осадков. Изменение структуры приводит к количественному перераспределению форм связи влаги в сторону увеличения содержания свободной воды вследствие уменьшения общего количества связанной воды. Такое изменение структуры осадков позволяет добиваться более глубокого и быстрого их обезвоживания. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки осадка, в частности шлам-лигнина, включающий обработку коагулянтом, флокулянтом и реагентом гидрофобизатором АНП-2 с последующим механическим или флотационным обезвоживанием [Авторское свидетельство СССР N 1061411, кл. С 02 F 11/14 (прототип)]. Этот способ реализован на Байкальском целлюлозно-бумажном комбинате. В связи с ограниченностью производства и, в особенности, со сложностью поставок АНП-2, а также с его относительно высокой токсичностью ведется поиск и целенаправленный синтез менее токсичных и более эффективных реагентов-гидрофобизаторов. Предлагаемое изобретение решает задачу снижения влажности осадка за счет увеличения его водоотдачи. Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки шлам-лигнина, включающем обработку флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживание, в качестве гидрофобизатора используется аммониевая соль октилбетатиопропионовой кислоты формулы C8H17SCH2CH2COONH4. Использование аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты формулы C8H17SCH2CH2COONH4 в качестве гидрофобизатора является отличием от прототипа, что обусловливает соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна». Использование в качестве реагента-гидрофобизатора аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты, содержащей в своем составе длинноцепочечный алкильный радикал C8H17— с одной стороны будет способствовать улучшению процесса гидрофобизации поверхности частиц осадка, а с другой, благодаря наличию атома S, группы COONH4 лучшей адсорбции реагента на поверхности осадка с образованием прочного гидрофобного слоя. Происходит количественное перераспределение форм связей воды в сторону увеличения содержания свободной воды вследствие уменьшения общего количества капиллярно связанной воды. Такое целенаправленное изменение структуры осадка позволяет добиться более глубокого обезвоживания. Применение в качестве гидрофобизатора аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты из просмотренной научно-технической и патентной литературы не выявлено, а именно его применение позволяет повысить водоотдачу осадка, снизить его влажность и, тем самым, повысить эффективность обезвоживания. Это свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень». Способ осуществляется следующим образом. Осадок химически очищенной сточной воды шлам-лигнин обрабатывают реагентом-гидрофобизатором аммониевой солью октилбетатиопропионовой кислоты и флокулянтом. Затем шлам-лигнин направляют на механическое или флотационное обезвоживание (фильтр-прессы, вакуум-фильтры, центрифуги, флотационные камеры). Аммониевая соль октилбетатиопропионовой кислоты получена по способу, описанному ранее [Трофимов Б.А. Вавилова А.Н., Бородина Н.М. «Sulfur Letters, volume 4, June 1986, p. 185-190] , взаимодействием октилмеркаптана C8H17SH с акриловой кислотой H2C=CHCOOH в присутствии гидроксида калия и диметилсульфоксида с последующей обработкой жидким аммиаком. Температура не превышала 50-55oC, время реакции 4 часа, количественный выход аммониевой соли 70%. Строение доказано методами элементного анализа и данными ИК-спектроскопии. C11H25O2SN. Вычислено, %: С 56,13; H 10,71; S 13,62; N 5,95. Найдено, %: С 56,67; Н 10,80; S 13,50; N 5,88. ИК-спектр, см-1: 1710-1720 (VС=O). Реагент практически нетоксичен, летальная доза LD-300 мг/кг. Пример 1. Пробу шлам-лигнина цеха переработки осадка Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (расход сернокислого алюминия по иону алюминия 18,4 мг/л; содержание абсолютно сухого вещества 3,5 г/л; pH среды 5,8) обрабатывают флокулянтом полиакриламидом (ПАА) с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр. Пример 2. Пробу шлам-лигнина с такими же характеристиками, как в примере 1, обрабатывают сначала реагентом гидрофобизатором АНП-2 в количестве 80 мг/л, концентрация раствора — 1% и затем добавляют ПАА с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр. Пример 3. Пробу шлам-лигнина с такими же характеристиками, как и в примере 1, обрабатывают сначала реагентом гидрофобизатором аммониевой солью октилбетатиопропионовой кислоты в количестве 80 мг/л, концентрация раствора — 1% и затем добавляют ПАА с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр. Сравнительные с прототипом результаты обезвоживания шлам-лигнина приведены в таблице 1. Как видно из таблицы, скорость фильтрации по предлагаемому способу возрастает в сравнении с результатами фильтрации с обработкой АНП-2 в 1,7-1,99 раза. По предлагаемому способу через 9 мин фильтрования осадка объем фильтрата достигает максимальной величины и составляет 97 мл, в то время как по прототипу через 15 мин объем фильтрата составляет 93 мл. Пример 4. Пробу шлам-лигнина цеха переработки осадка Байкальского целлюлозно-бумажного комбината с концентрацией взвешенных веществ 3,5 г/л насыщали воздухом при давлении 0,2 МПа. Затем обрабатывали флокулянтом ПАА с расходом 0,38 мг/л и вводили реагенты гидрофобизаторы АНП-2 и C8H17SCH2CH2COONH4 с расходом 2-8 г/кг, концентрация раствора реагента — 1%. Результаты обезвоживания шлам-лигнина напорной флотацией приведены в таблице 2. Как видно из таблицы, при введении нового реагента гидрофобизатора достигаются лучшие результаты и по флотационному обезвоживанию шлам-лигнина по сравнению с прототипом. Так, скорость флотационного обезвоживания, выраженная через константу скорости, по предлагаемому способу возрастает в 1,6-2,0 раза. Преимущество предлагаемого реагента сохраняется и при меньших его расходах (2-4 г/кг). Причем при любых дозах нового реагента в осветленной воде содержится меньше взвешенных веществ, чем при использовании АНП-2. Нарастание скорости флотационного обезвоживания дает возможность сократить время пребывания шлам-лигнина во флотационной камере, что позволит существенно увеличить производительность флотомашин. Предлагаемый реагент нетоксичен и отличается простотой синтеза (синтез одностадийный), доступностью исходных реагентов, возможностью) организации производства на предприятиях Иркутской области и может быть успешно использован в качестве эффективного гидрофобизатора вместо АНП-2 для фильтрационного и флотационного обезвоживания шлам-лигнина.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ обработки шлам-лигнина, включающий обработку флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживание, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора используют аммониевую соль октилбетатиопропионовой кислоты.www.freepatent.ru
Лигнин отожмут и увезут
Самая большая проблема, оставшаяся Иркутской области в наследство от закрытого в 2013 году промышленного гиганта БЦБК, — огромное количество ядовитых веществ, как в почве под самим комбинатом, так и в специально построенных для их хранения картах-накопителях. Основные отходы комбината — это шлам-лигнин. Он образуется в процессе производства целлюлозы и представляет собой желеобразную массу, большей частью состоящую из воды и вредных химических веществ. Сейчас в картах-накопителях его хранится почти 6 миллионов кубометров. Это примерно 50 тысяч грузовых железнодорожных вагонов!
Во вторник губернатор Иркутской области побывал в Байкальске, чтобы провести совещание по ликвидации отходов БЦБК. Генеральный директор Росгеологии Роман Панов, заместитель министра природных ресурсов и экологии РФ Сергей Ястребов, министр имущественных отношений Иркутской области Владислав Сухорученко, министр природных ресурсов и экологии Иркутской области Андрей Крючков — все, кто так или иначе имеет отношение к застарелой экологической проблеме, собрались прямо на месте в Байкальске, чтобы понять: как и когда лигнин ликвидируют.
Сейчас Росгеология приступила в Байкальске к опытно-промышленной эксплуатации шлам-накопителей БЦБК. Участников совещания на месте ознакомили с предлагаемой технологией. Работающий на одном из накопителей отходов земснаряд подает донные отложения на установку обезвоживания. Там в сжиженные отходы шлам-лигнина добавляется определенное количество флаокулянта (полимерного вещества). В результате химической реакции шлам-лигнин становится сгустком хлопьев, который легко отделяется от воды.
— Технология предполагает изменение класса опасности отходов. Вода будет проходить через соответствующую систему фильтров, все вредные примеси будут оседать. Лигнин существенно осушится — с влажностью до 40 процентов. Предполагается, что в результате проведенных работ его класс опасности понизится до пятого — практически неопасного — уровня. Это уже совсем другой класс отходов, которые можно как размещать на обычных полигонах ТБО, так и использовать в качестве грунтовых смесей, вплоть до того, что использовать в сельском хозяйстве в виде удобрения, — рассказал руководитель Росгеологии.
Сергей Левченко отметил, что предлагаемая технология позволяет работать и в зимнее время при температуре воздуха до минус 40 градусов. Также объемы отжатого лигнина становятся гораздо меньше, чем в нынешнем его состоянии, что облегчает варианты его вывоза с побережья Байкала. Губернатор особо подчеркнул, что речь в данном случае не идет о селе Моты Шелеховского района.
— Если от муниципалитета поступило отрицательное заключение, то, естественно, никто силой навязывать не будет. Поэтому мы будем предлагать другие варианты, исключая село Моты. На совещании в Байкальске было решено параллельно с работами по ликвидации отходов БЦБК начать подготовку проектной документации по ликвидации и промышленной площадки комбината.
baikal-info.ru
Способ обработки шлам-лигнина | Банк патентов
Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности. Шлам-лигнин обрабатывают флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживают. В качестве гидрофобизатора используют аммониевую соль октилбетатиопропионовой кислоты. Положительный эффект: за счет увеличения водоотдачи осадка сокращается время пребывания осадка на стадии обезвоживания, что позволяет увеличить производительность вакуум-фильтров, фильтр-прессов, флотомашин. 2 табл.,
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности, а также может быть использовано в химической, гидролизной и других областях промышленности, где обработка осадков является одной из наиболее трудных, дорогостоящих и наименее разработанных проблем. Известен способ подготовки осадков к обезвоживанию механическими методами (на вакуум-фильтрах, на фильтр-прессах) с использованием в качестве химических реагентов для коагуляции хлорного железа, сернокислого окисного железа и других реагентов в сочетании с известью [Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М., Стройиздат, 1975, с.21-42]. В целлюлозно-бумажной промышленности формирование свойств осадка начинается на стадии очистки сточной воды, включающей обработку коагулянтом сернокислым алюминием. При этом количество осадка — шлам-лигнина с влажностью 99,7-99,8% составляет 7-10% очищаемых сточных вод. Известен способ обработки осадка, в частности шлам-лигнина химической очистки ЦБП, флокулянтами с последующим механическим обезвоживанием (Альтовский Г.С. Современное состояние и основные направления развития технологии обработки осадков сточных вод. Советско-американский симпозиум по обработке осадков сточных вод. М.,1975, с. 5-15] . К недостаткам способа можно отнести плохую водоотдачу осадка при последующем механическом обезвоживании и, как следствие, высокую влажность осадка. Для увеличения водоотдачи необходимо изменить структуру твердой фазы осадков. Изменение структуры приводит к количественному перераспределению форм связи влаги в сторону увеличения содержания свободной воды вследствие уменьшения общего количества связанной воды. Такое изменение структуры осадков позволяет добиваться более глубокого и быстрого их обезвоживания. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки осадка, в частности шлам-лигнина, включающий обработку коагулянтом, флокулянтом и реагентом гидрофобизатором АНП-2 с последующим механическим или флотационным обезвоживанием [Авторское свидетельство СССР N 1061411, кл. С 02 F 11/14 (прототип)]. Этот способ реализован на Байкальском целлюлозно-бумажном комбинате. В связи с ограниченностью производства и, в особенности, со сложностью поставок АНП-2, а также с его относительно высокой токсичностью ведется поиск и целенаправленный синтез менее токсичных и более эффективных реагентов-гидрофобизаторов. Предлагаемое изобретение решает задачу снижения влажности осадка за счет увеличения его водоотдачи. Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки шлам-лигнина, включающем обработку флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживание, в качестве гидрофобизатора используется аммониевая соль октилбетатиопропионовой кислоты формулы C8H17SCH2CH2COONH4. Использование аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты формулы C8H17SCH2CH2COONH4 в качестве гидрофобизатора является отличием от прототипа, что обусловливает соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна». Использование в качестве реагента-гидрофобизатора аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты, содержащей в своем составе длинноцепочечный алкильный радикал C8H17— с одной стороны будет способствовать улучшению процесса гидрофобизации поверхности частиц осадка, а с другой, благодаря наличию атома S, группы COONH4 лучшей адсорбции реагента на поверхности осадка с образованием прочного гидрофобного слоя. Происходит количественное перераспределение форм связей воды в сторону увеличения содержания свободной воды вследствие уменьшения общего количества капиллярно связанной воды. Такое целенаправленное изменение структуры осадка позволяет добиться более глубокого обезвоживания. Применение в качестве гидрофобизатора аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты из просмотренной научно-технической и патентной литературы не выявлено, а именно его применение позволяет повысить водоотдачу осадка, снизить его влажность и, тем самым, повысить эффективность обезвоживания. Это свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень». Способ осуществляется следующим образом. Осадок химически очищенной сточной воды шлам-лигнин обрабатывают реагентом-гидрофобизатором аммониевой солью октилбетатиопропионовой кислоты и флокулянтом. Затем шлам-лигнин направляют на механическое или флотационное обезвоживание (фильтр-прессы, вакуум-фильтры, центрифуги, флотационные камеры). Аммониевая соль октилбетатиопропионовой кислоты получена по способу, описанному ранее [Трофимов Б.А. Вавилова А.Н., Бородина Н.М. «Sulfur Letters, volume 4, June 1986, p. 185-190] , взаимодействием октилмеркаптана C8H17SH с акриловой кислотой H2C=CHCOOH в присутствии гидроксида калия и диметилсульфоксида с последующей обработкой жидким аммиаком. Температура не превышала 50-55oC, время реакции 4 часа, количественный выход аммониевой соли 70%. Строение доказано методами элементного анализа и данными ИК-спектроскопии. C11H25O2SN. Вычислено, %: С 56,13; H 10,71; S 13,62; N 5,95. Найдено, %: С 56,67; Н 10,80; S 13,50; N 5,88. ИК-спектр, см-1: 1710-1720 (VС=O). Реагент практически нетоксичен, летальная доза LD-300 мг/кг. Пример 1. Пробу шлам-лигнина цеха переработки осадка Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (расход сернокислого алюминия по иону алюминия 18,4 мг/л; содержание абсолютно сухого вещества 3,5 г/л; pH среды 5,8) обрабатывают флокулянтом полиакриламидом (ПАА) с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр. Пример 2. Пробу шлам-лигнина с такими же характеристиками, как в примере 1, обрабатывают сначала реагентом гидрофобизатором АНП-2 в количестве 80 мг/л, концентрация раствора — 1% и затем добавляют ПАА с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр. Пример 3. Пробу шлам-лигнина с такими же характеристиками, как и в примере 1, обрабатывают сначала реагентом гидрофобизатором аммониевой солью октилбетатиопропионовой кислоты в количестве 80 мг/л, концентрация раствора — 1% и затем добавляют ПАА с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр. Сравнительные с прототипом результаты обезвоживания шлам-лигнина приведены в таблице 1. Как видно из таблицы, скорость фильтрации по предлагаемому способу возрастает в сравнении с результатами фильтрации с обработкой АНП-2 в 1,7-1,99 раза. По предлагаемому способу через 9 мин фильтрования осадка объем фильтрата достигает максимальной величины и составляет 97 мл, в то время как по прототипу через 15 мин объем фильтрата составляет 93 мл. Пример 4. Пробу шлам-лигнина цеха переработки осадка Байкальского целлюлозно-бумажного комбината с концентрацией взвешенных веществ 3,5 г/л насыщали воздухом при давлении 0,2 МПа. Затем обрабатывали флокулянтом ПАА с расходом 0,38 мг/л и вводили реагенты гидрофобизаторы АНП-2 и C8H17SCH2CH2COONH4 с расходом 2-8 г/кг, концентрация раствора реагента — 1%. Результаты обезвоживания шлам-лигнина напорной флотацией приведены в таблице 2. Как видно из таблицы, при введении нового реагента гидрофобизатора достигаются лучшие результаты и по флотационному обезвоживанию шлам-лигнина по сравнению с прототипом. Так, скорость флотационного обезвоживания, выраженная через константу скорости, по предлагаемому способу возрастает в 1,6-2,0 раза. Преимущество предлагаемого реагента сохраняется и при меньших его расходах (2-4 г/кг). Причем при любых дозах нового реагента в осветленной воде содержится меньше взвешенных веществ, чем при использовании АНП-2. Нарастание скорости флотационного обезвоживания дает возможность сократить время пребывания шлам-лигнина во флотационной камере, что позволит существенно увеличить производительность флотомашин. Предлагаемый реагент нетоксичен и отличается простотой синтеза (синтез одностадийный), доступностью исходных реагентов, возможностью) организации производства на предприятиях Иркутской области и может быть успешно использован в качестве эффективного гидрофобизатора вместо АНП-2 для фильтрационного и флотационного обезвоживания шлам-лигнина.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ обработки шлам-лигнина, включающий обработку флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживание, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора используют аммониевую соль октилбетатиопропионовой кислоты.bankpatentov.ru
ИРНИТУ рекомендует переработать шлам-лигнин БЦБК с помощью омоноличивания | ОБЩЕСТВО
Ученые ИРНИТУ представили перспективные проекты на Международной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы улучшения экологической обстановки и безопасности жизнедеятельности Байкальского региона» — «Белые ночи». Мероприятие проводит Международная академия наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ), ассоциированная с Департаментом общественной информации и Экономическим и социальным комитетом ООН. ИРНИТУ выступил соорганизатором форума, который открылся 7 июня на берегу Байкала (турбаза «Прибайкальская»).В работе конференции также принимают участие сотрудники Института географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, Байкальского института природопользования СО РАН, Байкальского музея ИНЦ, эксперты Общественной палаты Иркутской области.
Фото: Из личного архива/ ИРНИТУОткрыл конференцию президент МАНЭБ Олег Русак. Он отметил актуальность тематики и сообщил, что на мероприятии зарегистрировались более 100 участников из России, КНР, Казахстана, Украины, Узбекистана, Латвии. Интерес к форуму проявили академики РАН, высококвалифицированные специалисты, известные экологи и общественные деятели. Олег Русак вручил награды выдающимся ученым. Начальник отдела инновационных технологий ИРНИТУ Виктор Кондратьев удостоен почетного звания «Заслуженный деятель науки» и награжден Звездой ученого.
Полномочный представитель президента РФ в СФО Николай Рогожкин подчеркнул важность мероприятия: «2017 год в Российской Федерации объявлен Годом экологии. И сегодня будет обсуждаться злободневная тема, связанная с озером Байкалом. К большому сожалению, существует много полярных мнений по вопросам экологии Байкала, жизнеустройства населения, которое проживает на берегах озера. Одни беспокоятся об уровне воды в Байкале, другие думают об энергетике, о заражении озера водорослями, отсутствии очистных сооружений. Руководство страны глубоко погружено в эти проблемы и нуждается в рекомендациях, которое должно выработать научное сообщество. На эти рекомендации мы должны опереться и претворять их в жизнь, зарезервировав определенные средства», – сказал Николай Рогожкин.
Заместитель председателя правительства Иркутской области Виктор Кондрашов отметил, что климатические, антропогенные вызовы, которые появились в последнее время, сказываются на экологии и жизнедеятельности: «Научное сообщество – это фундамент, на который необходимо опираться правительству Иркутской области для принятия решений о том, какой должна быть жизнь на побережье Байкала, как себя должно вести население, какие виды промышленные здесь не должны присутствовать. Дебаты вокруг БЦБК не утихают несколько десятилетий. Сейчас мы решаем важную задачу, каким образом ликвидировать накопления шлам-лигнина. Уверен, что на конференции будут сделаны дополнительные серьезные предложения по утилизации. В ближайшее время мы совместными усилиями найдем выход и начнем работать».
По мнению и. о. ректора ИРНИТУ Александра Афанасьева, сегодняшнее представительство на форуме еще раз подтверждает остроту экологических проблем на территории Байкальского региона.
«ИРНИТУ не случайно является соорганизатором данной международной конференции, потому что наш вуз никогда не стоял в стороне от решения экологических проблем региона. ИРНИТУ имеет практический опыт по обращению с отходами промышленных предприятий. В их числе, ликвидация крупного очага загрязнения мышьяком в Свирске. Напомню, что всего с территории бывшего военного завода в 2012-2013 годах под руководством сотрудников ИРНИТУ вывезено более 200 тонн отходов. Кроме того, рекультивировано 13 га земли, которые теперь администрация Свирска намерена использовать как зону отдыха для горожан. Для решения проблем Свирска университет разработал технологию экобетонирования, позволяющую нейтрализовать техногенные отходы. Технология была успешно опробирована, а проект признан победителем в области «Наука для экологии» и удостоен «Национальной экологической премии-2009».
Также университет на протяжении пяти последних лет ведет совместную работу с компанией РУСАЛ по проектам экологической направленности. (2 проекта в рамках постановления правительства № 218 и 1 проект в рамках ФЦП). Новые технологии, предлагаемые нашими сотрудниками, позволят не только повысить экономические параметры производства алюминия, но и существенно снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.Располагая таким бесценным научным опытом, все необходимой инфраструктурой, университет готов к участию в проекте по решению экологических проблем БЦБК. Наши сотрудники уже оказывали экспертно-аналитическое сопровождение опытно-промышленных испытаний переработки шлам-лигнина на карте №2 ОАО БЦБК.
Сегодня ИРНИТУ является комплексной, самодостаточной структурой, способной к выполнению проектов любой сложности — от идеи — под «ключ». Мы можем предложить эффективные технологии по переработке отходов Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. Я уверен, что для решения экологических проблем БЦБК, в первую очередь, необходимо объединить усилия — власти, научного сообщества и общественности. Нам вместе нужно выработать единую позицию по этим важнейшим вопросам. Со своей стороны, я со всей ответственностью могу заявить, что потенциал ИРНИТУ — это реальная опора для власти при решении основных задач федеральной программы «Охрана озера Байкал и развитие Байкальской природной территории», — сказал Александр Афанасьев.
Ученые ИРНИТУ представили перспективные проекты по улучшению экологической обстановки и безопасности жизнедеятельности Байкальского региона. Фото: Из личного архива
На круглом столе «Современное состояние и перспективы улучшения экологии и безопасности жизнедеятельности Байкальского региона» проблемы БЦБК представил научный руководитель Иркутского научного центра РАН академик Игорь Бычков. По его словам, существует несколько технологий утилизации шлам-лигнина, которые нужно апробировать. Игорь Бычков предлагает провести альтернативную оценку.
Участники круглого стола обсудили преимущества различных технологий переработки отходов БЦБК. Известно, что 12 карт-накопителей отходов содержат более 6,2 млн тонн продукта, в том числе лигнина, шлака, бытовых отходов, при этом состав каждой карты уникален. Генеральный директор ООО «Веб Инжиниринг» Дмитрий Шейбе выступил с докладом «О ходе выполнения работ по рекультивации шламовых полей в 2014-2015 годы». За основу специалисты взяли технологию обезвреживания шлам-лигнина методом омоноличивания: в течение шести лет большая часть шлам-лигнина и золошлаков БЦБК будут обезврежены и превращены в камнеобразный монолит.
Начальник отдела инновационных технологий ИРНИТУ Виктор Кондратьев рассказал об успешном сотрудничестве университета с ООО «Веб Инжиниринг» и представил результаты исследований по разработке состава оптимальных смесей строительных материалов для омоноличивания шлам-лигнина. По мнению ученого, метод омоноличивания с использованием известкового вяжущего и золошлаковых отходов ТЭЦ БЦБК наиболее эффективен. Особенность технологии состоит в том, что инертный монолит заключает в своей минеральной матрице молекулы лигнина и изолирует его от воды, при этом также перестают вырабатываться метан и сероводород.
Сообщение об опытно-промышленных испытаниях на участке карты N 2 БЦБК с помощью омоноличивания шлам-лигнина подготовил генеральный директор ООО «Спецстройинвест», заслуженный деятель науки РФ Борис Зельберг.
Химико-аналитический контроль проведения работ по методу омоноличивания представила на конференции директор ООО «Независимая аналитическая лаборатория», член-корреспондент МАНЭБ Галина Григорьева.Ученые ЛИН СО РАН, в свою очередь, предлагают использовать технологию дегидратации, дезодорации и захоронения шлам-лигнина с помощью золы углей.
По мнению заместитель председателя правительства Иркутской области Виктора Кондрашева, необходимо провести независимую проверку альтернативных технологий утилизации лигнина под контролем специалистов СО РАН, «Веб Инжиниринг», ИРНИТУ и других заинтересованных сторон. Для решения проблем по ликвидации отходов БЦБК необходимо объединить весь научный потенциал региона.
Резолюция по итогам конференции будет направлена в министерство природных ресурсов и экологии РФ.
www.irk.aif.ru