Применение в экологии
Очистка промышленных и бытовых сточных вод, ликвидация разливов нефтепродуктов,
органических и токсичных жидкостей
Адсорбент вермикулитовый преднаначен для фильтрационной очистки стоков электростаний и предприятий (промыленных, бытовых), а также ликвидаии разливов нефтепродуктов, оранических и токсичных жидкостей с твёрдой поверхности и поверхности акваторий.
Адсорбент вермикулитовый обладает высокими сорбионными свойствами по ряду органических примесей. Он, как и активированный уголь, приобретает гидрофобность, что позволяет использовать его, в частности, для очистки воды.
Химический состав адсорбента вермикулитового
| Химический состав | SiO2 | AL203 | MgO | CaO | K20 | Fe2O3 | pH (Н2О) | Другие |
| Процентный состав | 34-36 | 6-18 | 14-25 | 1,2-2 | 3-5 | 5,6-17 | 6,8-8 | 0,2-1,2 |
Физические свойства адсорбента вермикулитового
| Цвет | Жёлтый, золотистый или серебристый |
| Форма | Чешуйчатая |
| Средняя плотность | 65-150 кг/м3 |
| Влажность | 3-5 % |
| рH (водный) | 6,8-7,0 |
| Горючесть | Негорючий |
| Температура плавления: | 1350 oС |
| Водопоглощение | До 450% повесу |
Примечание: средняя плотность и водопоглощение изменяются с размером фракции.
Адсорбент вермикулитовый в системах очистки бытовых сточных вод
| Продолжи- тельность работы биосорберов |
Место отбора |
рН | СПАВ | Нефте- продукты |
БПК 02/л, мг |
Взвеси мг/л |
Азот, мг/л | Фос- фаты, мг/л |
||
| Аммо- нийный |
Нитрит- ный |
Нитрат- ный |
||||||||
| 1 сутки | Вход | 7,82 | 0,3 | 0,96 | 81,5 | 90 | 18,49 | 0,002 | 0,167 | 1,06 |
| Выход | 7,97 | 0,1 | 0,28 | 40 | 37 | 17,1 | 0,072 | 1,18 | 0,89 | |
| 10 суток | Вход | 7,49 | 0,31 | 0,87 | 78,3 | 96 | 18,4 | 0,014 | 0,165 | 1,79 |
| Выход | 6,94 | 0,09 | 0,148 | 19,2 | 12,6 | 5,36 | 0,0008 | 10,85 | 0,32 | |
| 30 суток | Вход | 7,44 | 0,29 | 0,91 | 84,1 | 89,0 | 17,9 | 0,015 | 0,169 | 1,79 |
| Выход | 7,2 | 0,09 | 0,12 | 16,3 | 6,4 | 2,8 | 0,0001 | 3,4 | 0,12 | |
| Без био- сорбента |
Вход | 7,2 | 0,63 | 0,30 | 81,5 | 90 | 18,49 | 0,002 | 0,167 | 1,06 |
| Выход | 8,0 | 0,5 | 0,29 | 40 | 57,6 | 17,06 | 0,0072 | 1,18 | 0,89 | |
Примечание: измерения при температуре воды 8-10 oС.
Адсорбент вермикулитовый для сбора нефтепродуктов
| Нефтепродукты | Поглощение 1 литром вспученого вермикулита (мл) | ||||
| № фракции | |||||
| 0,5 | 1 | 2 | 4 | 8 | |
| Дизельное топливо | 310 | 320 | 200 | 230 | 90 |
| Дизельное масло | 290 | 350 | 400 | 250 | 120 |
| Концентр. серная кислота | - | 400 | 400 | 380 | 380 |
| Масло техническое | 290 | 380 | 390 | 280 | 100 |
| Нефть (мазут) | 270 | 580 | 420 | 250 | 1 |
| Толуол | - | 320 | 280 | 230 | 90 |
| Уайтспирит | - | 480 | 450 | - | - |
Фильтрация воды:
При очистке промышленных и бытовых сточных вод в качестве фильтра применяется адсорбент вермикулитовый, через который перекачивается загрязнённая вода.
При загрузке адсорбента следует брать в расчёт коэффициент гарантированного исчерпания максимальной сорбционной ёмкости вермикулита Ksb – 0,7.
Сорбционная ёмкость составляет 1,6-3,5 г/г в зависимости от интенсивности аэрации раствора.
Сбор нефтепродуктов с твёрдых поверхностей:
Для удаления нефтепродуктов с твёрдых поверхностей целесообразно использовать вермикулит с размером зерна не менее 1,25 мм. При этом сорбционная ёмкость колеблется в пределах 1,9-5,9 г/г.
Разлитый нефтепродукт необходимо обработать адсорбентом вермикулитовым (вермикулит рассыпается на разлитую поверхность). Адсорбент впитывает в себя нефтепродукты в течение 10-15 минут, после чего необходимо удалить его с поверхности.
Рекультивация земельных участков:
На загрязнённый земельный участок наносится смесь, состоящая из адсорбента вермикулитового (1 часть) и торфа (2 части).
В этом случае адсорбент вермикулитовый впитывает углеводороды, создаёт среду для развития нефтеокисляющих почвенных бактерий, присутствующих в естественном биогиоценозе данного региона.
Также адсорбент вермикулитовый является воздухо-вовлекающей, влагоудерживающей и pH корректирующей добавкой к почвенному субстрату.
Адсорбция органических веществ
Применение адсорбента вермикулитового позволяет:
- Снижать БПК до 2-3 мг/л. (исходное значение 20-25 мг/л)
- Снижать фосфаты в 10-15 раз, до 0,3-0,2 мг/л (исходное значение 3-5 мг/л)
- Cнижать азот аммонийный до 1-3 мг/л (исходное значение 10-15 мг/л)
- Cнижать нитраты до 3-4 мг/л (исходное значение 10-15 мг/л)
- Снижать нитриты до 0,0001-0,0002мг/л (исходное значение 3-5 мг/л)
Необходимое время контакта для изъятия
При высокой концентрации (разливы):
Определяется временем очистки от трудно извлекаемых компонентов и составляет 5-6 минут.
При низкой концентрации (30-50 мг/л):
В проточных фильтрах удовлетворяет требованиям, где линейная скорость фильтрации для адсорбентов с плотным слоем загрузки ограничивается величиной 12 м/час, т.е. работает не хуже активированного угля. Соответственно, скорость контакта определяется толщиной слоя загрузки и выбранной линейной скоростью фильтрации (не выше 12 м/час).
Регенерация сорбента
Использованный сорбент экономически не целесообразно регенерировать, т.к. стоимость вермикулита существенно ниже стоимости его регенерации, и разница затрат не компенсируется стоимостью извлечённых при очистке нефтепродуктов. В результате вермикулит подвергается утилизации.
Утилизация адсорбента вермикулитового после сбора нефтепродуктов:
1.Сжигание
Собранные нефтепродукты можно смешивать с углём для ТЕЦ, однако более перспективным и экономически выгодным методом является сжигание в инсинераторах с псевдожитким слоем.
Мусоросжигающие установки коммунального хозяйства могут принимать отходы с теплотой сгорания между 714 и 1190 кдж/кг, а инсинераторы для сжигания промотходов могут принимать любые виды отходов.
После обжига при температуре 250-300 oС возможно повторное использование адсорбента.
2.Запахивание в почву
Для выбора площадки необходимо учитывать наличие в данном месте водозабора и проницаемость почвы.
Захоронение необходимо обваловывать и обеспечить дренажными каналами.
Максимальное количество нефтепродуктов, распределённых по поверхности при захоронении, не более 10 кг/м3.
Вспашка производится от 1 раза в месяц до 1 раза в сезон через 2 года.
Для успешной переработки нефтепродуктов нефтеокисляющими бактериями pH почвы должно быть не менее 6,5.
Эта технология применяется для захоронения шлама нефтеперегонных заводов в течении многих лет.
3.Городские свалки
Адсорбент вермикулитовый иммобилизирует бактерии, перерабатывающие нефтепродукты, в активный ил.
Через некоторое время в отработанном сорбенте нефтепродуктов не остаётся.
При проведении эксперимента был взят адсорбент вермикулитовый, насыщенный нефтепродуктами до 80%, и помещенный на городской свалке слоем 30 см.
Через 2 недели, в весенне-осенний период, нефтепродукты были полностью переработаны нефтеокисляющими бактериями.
Утилизация сорбентов, содержащих органические вещества, фосфаты, нитраты, нитриты, аммонийный азот, производится аналогично.