ПЕРЕРАБОТКА ОСТАТКОВ ПРОИЗВОДСТВА БАЛЛИСТИЧЕСКИХ ПОРОХОВ И ЛАКОКРАСОЧНЫХ ОТХОДОВ
Разработана и внедрена инновационная промышленная технология для обезвреживания и утилизации опасных отходов химической и оборонной промышленности: остатков бездымных порохов, коллоксилина, пироксилина, углеводородных и лакокрасочных отходов, минеральных примесей.
КАК ВСЕ НАЧИНАЛОСЬ
В период с 2012 по 2014 год, нашими экспертами был разработан технический регламент и выполнен комплекс работ, по обезвреживанию отходов производства нитроцеллюлозных порохов на предприятии оборонного комплекса ФГУП «Режевский химический завод», г. Реж, Свердловская область, РФ.
Уникальность проекта заключалась в разработке “с нуля” нового биотехнологического способа ликвидации токсичных, пожаро и взрыво опасных отходов, содержащих: нитроэфиры, коллоксилин, пироксилин, углеводородные, лакокрасочные примеси и тяжелые металлы в натурных условиях хранилища.
В российской и зарубежной научной и технической литературе не было найдено информации, публикаций о способах и методах химической или биологической утилизации похожего компонентного состава в натурных условиях.
Уникальность проекта заключалась в разработке “с нуля” нового биотехнологического способа ликвидации токсичных, пожаро и взрыво опасных отходов, содержащих: нитроэфиры, коллоксилин, пироксилин, углеводородные, лакокрасочные примеси и тяжелые металлы в натурных условиях хранилища.
В российской и зарубежной научной и технической литературе не было найдено информации, публикаций о способах и методах химической или биологической утилизации похожего компонентного состава в натурных условиях.
ПОСТАВЛЕННАЯ ЗАДАЧА
В процессе производства порохов и лакокрасочной продукции на предприятии ФГУП «Режевской химический завод» в течении многих лет происходило существенное накопление токсичных, пожаро и взрывоопасных отходов.
К массовым отходам порохового производства в первую очередь относятся нитроэфиры: нитроцеллюлоза и нитроглицерин. Традиционно нитроэфиры считают нетоксичными материалами, но при накоплении больших объемов их приравнивают к веществам с выраженным мутагенным действием. С экологической точки зрения нитроцеллюлоза относится к группе ксенобиотиков - чужеродных для живых организмов химических веществ не входящих в биотический круговорот.
Основными опасными загрязнителями в прудках-накопителях предприятия являлись, в первую очередь, экотоксиканты органической природы - нитроцеллюлоза и ее производные пироксилины и коллоксилины, присутсвовали нефтепродукты, а также тяжелые металлы.
Присутствие нитрогрупп придавало нитроцеллюлозе повышенную токсичность. Кроме того, нитраты целлюлозы с содержанием азота свыше 10% являются пожаро и взрывоопасными веществами с высокими рисками детонации.
Отходы нитроцеллюлозы накапливались в системах канализации предприятия и ее конечном звене ─ шламонакопителях (прудках-отстойниках) в виде донного илового осадка примерного состава:
При таких пропорциях высушенный осадок пожаро и взрывоопасен.
В рамках поставленной задачи, было необходимо переработать сложные компонентные производственные отходы, находившиеся в прудках-отстойниках экономически и экологически эффективным способом.
К массовым отходам порохового производства в первую очередь относятся нитроэфиры: нитроцеллюлоза и нитроглицерин. Традиционно нитроэфиры считают нетоксичными материалами, но при накоплении больших объемов их приравнивают к веществам с выраженным мутагенным действием. С экологической точки зрения нитроцеллюлоза относится к группе ксенобиотиков - чужеродных для живых организмов химических веществ не входящих в биотический круговорот.
Основными опасными загрязнителями в прудках-накопителях предприятия являлись, в первую очередь, экотоксиканты органической природы - нитроцеллюлоза и ее производные пироксилины и коллоксилины, присутсвовали нефтепродукты, а также тяжелые металлы.
Присутствие нитрогрупп придавало нитроцеллюлозе повышенную токсичность. Кроме того, нитраты целлюлозы с содержанием азота свыше 10% являются пожаро и взрывоопасными веществами с высокими рисками детонации.
Отходы нитроцеллюлозы накапливались в системах канализации предприятия и ее конечном звене ─ шламонакопителях (прудках-отстойниках) в виде донного илового осадка примерного состава:
- нитроцеллюлоза – 20-50%
- соли кислот – 25-30%
- вода – 30-50%
- песок – 5-10%.
При таких пропорциях высушенный осадок пожаро и взрывоопасен.
В рамках поставленной задачи, было необходимо переработать сложные компонентные производственные отходы, находившиеся в прудках-отстойниках экономически и экологически эффективным способом.
РЕШЕНИЕ
- Собраны пробы в различных точках места экологического загрязнения прудков-накопителей.
- Проведены замеры и оценка реальных объемов шламов и поверхностных вод в прудках-накопителях.
- Проведены исследования по оценке качественного и количественного состава нитроцеллюлозы и других экотоксикантов в накопителях с помощью химических методов, ик-спектрометрии и масс-спектрометрии.
- Проведены замеров рН в различных слоях накопителей.
- Измерена удельная плотность компонентов для нейтрализации.
- Разработаны технический регламент процесса обезвреживания накопителей ФГУП «Режевской химический завод» и отчет, содержавшие:
- расчет фактического количества экотоксикантов: нитроцеллюлозы и ее производных, углеводородов, тяжелых металлов и других соединений, в каждом из накопителей с учетом площади, толщины водной фазы и глубины донных остатков.
- обоснование объемов ремедиационных работ, их материально-техническое обеспечение, сроки исполнения.
- бюджет проекта.
ЭТАП I
ЭТАП II
01
Проведение ремедиационных работ с применением биологических препаратов нашей компании серии: CENTRUM, стимуляторов роста и дополнительных технологических решений - плавающих насосов, напорных рукавов и передвижного земснаряда-амфибии. Биопрепараты были адаптированы для решения задачи и обладали высокой биодеградационной активности по отношению к углеводородам нефти и нефтепродуктов, толуолов, нафталина, целлюлозы, являясь безвредными для подземных и надземных вод, почвы, человека, животных и растений.
02
Применение сорбента с высокой сорбционной емкостью по отношению к тяжелым металлам и радионуклидам. Целью использования сорбента на загрязненной территории было прекращение свободной миграции экотоксикантов в окружающую среду, за счет выхода свободных, несвязанных ионов, из алюмосиликатного слоя сорбента, тогда как адсорбированные ионы солей тяжелых металлов и других загрязняющих веществ замещают их в структуре сорбента, преобразуясь в безопасные вещества.
ЭТАП III
1. Проводилось обезвоживание деактивированного шлама до плотности 1,3-1,8 кг/дм3 (30-40%) при помощи строительного боя, оставшегося от разрушенных или разрушаемых цехов и зданий завода, в виде цементной пыли, мелких фракций бетона, кирпича и т.п.
2. Были проведены дополнительные фиторемедиационные работы для снижения содержания тяжелых металлов в деактивированном грунте до норм ПДК.
2. Были проведены дополнительные фиторемедиационные работы для снижения содержания тяжелых металлов в деактивированном грунте до норм ПДК.
РЕЗУЛЬТАТ
По итогам этапов ремедиационных работ были полностью переработаны опасные отходы химической и оборонной промышленности - остатки производства бездымных порохов: нитроэфиры, коллоксилин, пироксилин, с содержанием углеводородных , лакокрасочных и минеральных примесей в натурных условиях шламохранилища предприятия.
ПРУД-НАКОПИТЕЛЬ «СЕВЕРНЫЙ»
23 279,77 м2 площадь зеркала воды
Общее количество накопленных отходов: 14,5 тыс. м3
Общее количество накопленных отходов: 14,5 тыс. м3
32,3 тыс. м3 накопленный объём воды
ПРУД-НАКОПИТЕЛЬ «ЮЖНЫЙ»
25 689, 44 м2 площадь зеркала воды
Общее количество накопленных отходов: 13,3 тыс. м3
Общее количество накопленных отходов: 13,3 тыс. м3
16,3 тыс, м3 накопленный объём воды
Таким образом, как мы видим из полученных результатов, нашей командой был разработан и применен уникальный способ натурной биотехнологической утилизации опасных отходов от производства пороховой и лакокрасочной продукции. Данный способ не требует создания специальных производственных условий и специального оборудования, низко затратен по электроэнергии и экономически эффективен.
Кейсы
Обезвреживание золы уноса от бензопирена и тяжелых металлов
Разработана безопасная технология переработки золы уноса образующейся при сжигания твердых бытовых отходов. Это существенно снижает содержание солей тяжелых металлов в отходе, позволяет снизить класс опасности и извлекать полезные элементы.
