Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск

Российский опыт применения отходов химводоподготовки в хозяйственной деятельности: перспективы использования при обработке осадков сточных вод (обзорная статья)

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-6-47-62

Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть опыт применения отходов химводоподготовки в хозяйственной деятельности. Провести анализ научных публикаций российских и зарубежных авторов с целью определения наиболее востребованных отраслей промышленности в данном отходе и информации о уже реализованных в России и за рубежом проектах. Предоставить краткий анализ по основным направлениям переработки и утилизации осадков сточных вод в мире и в России. Оценить перспективы использования отходов химводоподготовки при обработке осадков сточных вод.

МЕТОДЫ. Для решения поставленной цели проведена оценка экологического воздействия отходов химводоподготовки на экологическую обстановку и здоровье людей на примере Казанской ТЭЦ-1 (КТЭЦ-1). Проведен ряд исследований карбонатного шлама КТЭЦ-1 по определению гранулометрического и элементного состава.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Физико-химический состав карбонатного шлама зависит от ряда параметров системы водоподготовки на объекте энергетики: процесса известкования и коагуляции воды, количества нерастворимых солей, применяемой технологии обезвоживания и т.д. Карбонатный шлам нерастворим в воде, имеет типовой химический состав, содержащим карбонат кальция (CaCO3), оксид кальция (CaO), карбонат магния (MgCO3), оксид магния (MgO), гидроксид железа (Fe(OH)3), диоксид кремния (SiO2) и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование такого типа технологического процесса позволяет снизить количество используемого оксида кальция и заместить его оксидом кальция из карбонатного шлама. Использование карбонатного шлама в качестве стабилизатора осадка из-за содержания CaO подтверждается лабораторными исследованиями. За счет этих данных обеспечивается утилизация отходов химводоподготовки, достигается меньшее загрязнение объектов окружающей среды.

Об авторах

В. И. Королев
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Королев Владислав Игоревич – аспирант

г. Казань



Э. Р. Зверева
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Зверева Эльвира Рафиковна – д-р техн. наук, профессор кафедры «Инженерная экология и безопасность труда»

г. Казань



Список литературы

1. Пичугин Е.А. Аналитический обзор накопленного в Российской Федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлаковых отходов теплоэлектростанций // Проблемы региональной экологии. 2019. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiticheskiy-obzor-nakoplennogo-v-rossiyskoy-federatsiiopyta-vovlecheniya-v-hozyaystvennyy-oborot-zoloshlakovyh-othodov (дата обращения: 01.08.2022).

2. Заседание Правительства // Правительство Российской Федерации. – URL: http://government.ru/news/39341/ (дата обращения: 01.08.2022).

3. Об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года // Минэнерго России. – URL: https://minenergo.gov.ru/node/1026 (дата обращения: 01.08.2022).

4. Зверева Э.Р. Утилизация карбонатного шлама систем химводоочистки тепловых электростанций // Вестник КГЭУ. 2011. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/utilizatsiyakarbonatnogo-shlama-sistem-himvodoochistki-teplovyh-elektrostantsiy (дата обращения: 01.08.2022).

5. Каклюгин А.В., Боброва В.В., Валов М.П., Щербакова В.С. Использование шлама химводоочистки теплоэлектростанций в производстве строительных материалов и изделий // Молодой исследователь Дона. 2020. №4 (25). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-shlama-himvodoochistki-teploelektrostantsiy-vproizvodstve-stroitelnyh-materialov-i-izdeliy (дата обращения: 01.08.2022).

6. Богданов А.Н., Абдрахманова Л.А., Гордеев А.С. Оценка эффективности карбонатсодержащей добавки в глинистое сырье для создания лицевой керамики // Известия КазГАСУ. 2013. №2 (24). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-effektivnostikarbonatsoderzhaschey-dobavki-v-glinistoe-syrie-dlya-sozdaniya-litsevoy-keramiki (дата обращения: 01.08.2022).

7. Бариева Э.Р., Королев Э.А. Использование шламовых отходов теплоэнергетических предприятий в производстве керамического кирпича // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2009. №5-6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanieshlamovyh-othodov-teploenergeticheskih-predpriyatiy-v-proizvodstve-keramicheskogo-kirpicha (дата обращения: 01.08.2022).

8. Медяник Ю. В. Исследование свойств смешанных цементов с наполнителем из шламовых отходов теплоэлектростанций // Известия КазГАСУ. 2015. №2 (32). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-svoystv-smeshannyh-tsementov-s-napolnitelem-izshlamovyh-othodov-teploelektrostantsiy (дата обращения: 01.08.2022).

9. Трищенко И. В., Каклюгин А. В., Чижова Я. С. Преимущества производства и применения гипсополистиролбетонных стеновых камней // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2017. №2 (21). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/preimuschestva-proizvodstva-i-primeneniyagipsopolistirolbetonnyh-stenovyh-kamney (дата обращения: 01.08.2022).

10. Старостина И.В., Ефремов Р.О., Порожнюк Е.В., Старостина Ю.Л., Шайхиев И.Г. Использование кремнеземсодержащих промышленных отходов в технологиикомпозиционных гипсовых вяжущих // Вестник Казанского технологического университета. 2016. №13. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovaniekremnezemsoderzhaschih-promyshlennyh-othodov-v-tehnologii-kompozitsionnyh-gipsovyhvyazhuschih (дата обращения: 01.08.2022).

11. Макаров Д.В., Мелконян Р.Г., Суворова О.В., Кумарова В.А. Перспективы использования промышленных отходов для получения керамических строительных материалов // ГИАБ. 2016. №5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivyispolzovaniya-promyshlennyh-othodov-dlya-polucheniya-keramicheskih-stroitelnyh-materialov (дата обращения: 01.08.2022).

12. Абдрахманов В.З. Рециклинг отходов топливно-энергетического комплекса в производстве легковесного кирпича на основе глинистых материалов различного минерального состава // Экология промышленного производства. 2020. №1 (109). URL: http://izdat.ntckompas.ru/editions/for_readers/archive/article_detail.php?SECTION_ID=158 )&ELEMENT_ID=25117 (дата обращения: 01.08.2022).

13. Медяник Ю.В. Свойства штукатурных растворов с добавкой-наполнителем из шламовых отходов теплоэлектростанций // Известия КазГАСУ. 2016. №4 (38). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/svoystva-shtukaturnyh-rastvorov-s-dobavkoy-napolnitelem-izshlamovyh-othodov-teploelektrostantsiy (дата обращения: 01.08.2022).

14. Овчинников Р.В. Модифицированные шлаки ТЭС как эффективный компонент смешанных вяжущих // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2013. №2 (171). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modifitsirovannye-shlaki-tes-kakeffektivnyy-komponent-smeshannyh-vyazhuschih (дата обращения: 08.08.2022).

15. Халиуллин М.И., Рахимов Р.З., Гайфуллин А.Р. Бетоны на основе бесклинкерных композиционных гипсовых вяжущих повышенной водостойкости с применением промышленных отходов // Известия КазГАСУ. 2014. №1 (27). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/betony-na-osnove-besklinkernyh-kompozitsionnyh-gipsovyhvyazhuschih-povyshennoy-vodostoykosti-s-primeneniem-promyshlennyh-othodov (дата обращения: 01.12.2021).

16. Валеев Р.Ш., Шайхиев И.Г. Способ применения шламовых отходов водоподготовки в строительных материалах с использованием суперпластификатора кмк-ок // Вестник Казанского технологического университета. 2012. №12. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sposob-primeneniya-shlamovyh-othodov-vodopodgotovki-vstroitelnyh- materialah-s-ispolzovaniem-superplastifikatora-kmk-ok (дата обращения: 08.08.2022).

17. Зверева Э.Р., Зуева О.С., Хабибуллина Р.В., Хатмуллина З.Ф., Дремичева Е.С. Повышение показателей качества котельного топлива при использовании присадок // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2016. №1-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-pokazateley-kachestva-kotelnogo-topliva-priispolzovanii-prisadok (дата обращения: 08.08.2022).

18. Мутугуллина И. А., Зверева Э. Р., Зиннатуллина Р. В., Фатхиева З. Ф. Изучения влияния присадок на эксплуатационные свойства топочных мазутов // Вестник Казанского технологического университета. 2012. №18. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izucheniyavliyaniya-prisadok-na-ekspluatatsionnye-svoystva-topochnyh-mazutov (дата обращения: 08.08.2022).

19. Зверева Э.Р., Плотникова В.П., Бурганова Ф.И., Зверев Л.О. Комплексный метод утилизации золошлаковых отходов тепловых электростанций // Вестник КГЭУ. 2019. №2 (42). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompleksnyy-metod-utilizatsii-zoloshlakovyhothodov-teplovyh-elektrostantsiy (дата обращения: 08.08.2022).

20. Науменко А.В., Ковшик И.Г. Влияние известкования на содержание макроэлементов на фоне длительного применения удобрений // Дальневосточный аграрный вестник. 2009. №1 (9). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-izvestkovaniya-nasoderzhanie-makroelementov-na-fone-dlitelnogo-primeneniya-udobreniy (дата обращения: 08.08.2022).

21. Вялкова Е.И. Исследование природных минералов и отходов производства Тюменской области и Уральского региона с целью очистки воды и грунтов. 05.23.04. Тюмень, 1999. 16 с.

22. Jambhulkar H.P., Shaikh S. M.S., Kumar M.S. Fly ash toxicity, emerging issues and possible implications for its exploitation in agriculture; Indian scenario: A review // Chemosphere. 2018. Vol. 213. P. 333–344. doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.09.04583.

23. Basu M., Pande M., Bhadoria P. B. S., Mahapatra S. C. Potential fly-ash utilization in agriculture: A global review // Progress in Natural Science. 2009. Vol. 19. P. 1173–1186. DOI: 10.1016/j.pnsc.2008.12.006.

24. Гребенщикова Е.А., Юст Н.А., Пыхтеева М.А. Влияние химической мелиорации путем внесения золошлаковых отходов на физико-химические свойства почвы // Вестник КрасГАУ. 2016. №. 6. С. 3–8.

25. Николаева Л. А., Хуснутдинов А. Н. Адсорбционная очистка газовых выбросов от сероводорода гранулированным карбонатным шламом // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2019. № 3 (73). С. 37-47.

26. Хуснутдинова Э.М. Очистка газовых выбросов промышленных предприятий карбонатным шламом // Теплоэнергетика. Пятнадцатая всероссийская (седьмая международная) научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: материалы конференции. В 6-ти томах. 2020. С. 51.

27. Зинуров В.Э., Дмитриев А.В. Снижение выбросов вредных веществ при сжигании мазута на ТЭЦ // Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли. материалы Международной научно-практической конференции. Альметьевский государственный нефтяной институт. 2018. С. 93-95.

28. Николаева Л.А., Котляр М.Н. Очистка сточных вод гальванических цехов от ионов меди модифицированным карбонатным шламом // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2019. № 5. С. 124-132.

29. Николаева Л.А., Исхакова Р.Я. Очистка оборотных и сточных вод ТЭС от нефтепродуктов модифицированным шламом водоподготовки // Теплоэнергетика. - 2017. - № 6. - С. 72-78.

30. Николаева Л.А., Айкенова Н.Е. Адсорбционная очистка промышленных сточных вод от фенолов модифицированным карбонатным шламом // Рациональное использование природных ресурсов и переработка техногенного сырья: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, химия и биотехнологи. Сборник докладов Международной научно-технической конференции. 2020. С. 123-126.

31. Николаева Л.А., Зайнуллина Э.Р. Адсорбционная осушка природного газа карбонатным шламом // В сборнике: Актуальные вопросы охраны окружающей среды. Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции. 2018. С. 34-40.

32. Патент № 2435347 Рос. Федерация, МПК A01B 79/00. Способ рекультивации нарушенных земель / Данич Д.С., Сенатская Е.В. – № 2008140026/05; заявл. 08.10.2008; опубл. 20.04.2010, Бюл. № 34.

33. Патент № 2479721 Рос. Федерация, МПК Е 21 С 41/32. Способ рекультивации карьеров с использованием промышленных отходов / Пендюрин Е.А., Старостина И.В., Дрожжин С.П. – № 2011142936/03; заявл. 24.10.2011; опубл. 20.04.2013, Бюл. № 11.

34. Информация об образовании, обработке, утилизации, обезвреживании, размещении отходов производства и потребления «Сведения об образовании, обработке, утилизации, обезвреживании, размещении отходов производства и потребления по форме 2- ТП (отходы) за 2021 год, систематизированные по видам отходов ФККО» URL: https://rpn.gov.ru/open-service/analytic-data/statistic-reports/production-consumption-waste/ (дата обращения: 26.08.2022).

35. Порядок проведения собственниками объектов размещения отходов, а также лицами, во владении или в пользовании которых находятся объекты размещения отходов, мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды на территориях объектов размещения отходов и в пределах их воздействия на окружающую среду. [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/573219713 (дата обращения: 26.08.2022).

36. Отчет о результатах мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды на территории шламоотстойника филиала АО «Татэнерго» Казанская ТЭЦ-1 за 2018-2021 гг. [Электронный ресурс] URL: http://www.tatenergo.ru/about/environmental/rezultatymonitoringa-obektov-razmeshcheniya-otkhodov/.

37. Николаева Л.А., Бородай Е.Н. // Ресурсосберегающая технология утилизации шлама водоподготовки на ТЭС. Монография. – Казань.: КГЭУ, 2012. 110 с. (дата обращения: 02.12.2021).

38. Исхакова Р.Я. Очистка сточных вод Кармановской ГРЭС с использованием отхода теплоэнергетики // Безопасность, защита и охрана окружающей природной среды: фундаментальные и прикладные исследования. Всероссийская научная конференция. 2019. С. 55-60. URL: https://lib.kgeu.ru/irbis64r_15/scan-new/5098.pdf (дата обращения: 09.09.2022).

39. Николаева Л.А., Голубчиков М.А., Захарова С. В. Изучение сорбционных свойств шлама осветлителей при очистке сточных вод ТЭС от нефтепродуктов // Известия вузов.Проблемы энергетики. 2012. №9-10. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izucheniesorbtsionnyh-svoystv-shlama-osvetliteley-pri-ochistke-stochnyh-vod-tes-ot-nefteproduktov (дата обращения: 07.11.2022).

40. Nikolaeva L.A., Golubchikov M. & Minneyarova, A. R. (2018). Research on the Mechanism and Kinetics of Oil-Product Adsorption from Industrial Wastewater by a Modified Hydrophobic Carbonate Sludge. Chemical and Petroleum Engineering, 53, 806-813 URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Research-on-the-Mechanism-and-Kinetics-of-fromby-a-Nikolaeva-Golubchikov/f8add8827dcd5da3a7cdbbf61e17e5d4b7cbf65b (дата обращения: 09.09.2022).

41. Коровкин М. О. Исследование возможности использования карбонатного шлама в технологии сухих шпаклевочных смесей / М. О. Коровкин, Н. А. Ерошкина, А. М. Горячев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. 2015. № 5 (85). С. 163-165. URL: https://moluch.ru/archive/85/16021/ (дата обращения: 09.09.2022).

42. Kuzmina T.I. Problems of complex recycling of ash and slag waste // МНИЖ. 2015. №10-1 (41). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/problems-of-complex-recycling-of-ash-andslag-waste (дата обращения: 09.09.2022).

43. Протокол испытаний 199-ТИ-22 от 17.06.2022, протокол испытаний 199-Х-22 от 28.06.2022, протокол испытаний 199-Ф-22 от 27.06.2022 ЛК «НаноАналитика» ФГБОУ ВО «КНИТУ».

44. Валиев В. С., Иванов Д. В., Шагидуллин Р. Р. Способы утилизации осадков городских сточных вод (обзор) // Российский журнал прикладной экологии. 2020. №4 (24). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-utilizatsii-osadkov-gorodskih-stochnyh-vod-obzor (дата обращения: 09.09.2022).

45. Обработка осадка городских сточных вод в крупнейших городах Европы АО "Промэнерго" URL: https://promenergo.spb.ru/info/obrabotka.php (дата обращения: 09.09.2022).

46. Валиев В.С., Иванов Д.В., Шагидуллин Р.Р. Анализ мирового опыта утилизации осадка городских сточных вод // Российский журнал прикладной экологии. 2020. №4 (24). [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-mirovogo-opyta-utilizatsiiosadka-gorodskih-stochnyh-vod (дата обращения: 02.10.2022).

47. Gale R.S. Recent Research on Sludge Dewatering. Filtr.Separ. (September-October), 1971.

48. Corrie K.D. Use of activated carbon in the treatment of heat – treatment plant liquor. Water pollution control (U.K.), 1972.

49. Stack V.T., Jr. Marks. Pressure cooking of activated sludge. Roy F. Weston inc.

50. ИТС 10-2019 «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов» URL:https://docs.cntd.ru/document/564068889 (дата обращения: 09.12.2021).

51. Шагидуллин Р., Петров А., Иванов Д. Подходы к рекультивации иловых карт биологических очистных сооружений города Казани. Экология и промышленность России. 2021;25(3):18-23. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-3-18-23.


Рецензия

Для цитирования:


Королев В.И., Зверева Э.Р. Российский опыт применения отходов химводоподготовки в хозяйственной деятельности: перспективы использования при обработке осадков сточных вод (обзорная статья). Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2022;24(6):47-62. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-6-47-62

For citation:


Korolev V.I., Zvereva E.R. Russian experience in the use of chemical water treatment waste in economic activity: prospects for use in the treatment of sewage sludge (review article). Power engineering: research, equipment, technology. 2022;24(6):47-62. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-6-47-62

Просмотров: 437


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)