О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ШЛАМОВ ОБЩЕЗАВОДСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ В СТРОИТЕЛЬНОМ КОМПЛЕКСЕ
Святохина В. П., Красногорская Н. Н., Пестриков С. В.
(УГАТУ, г.Уфа, РФ)
Объектом настоящей работы является шлам общезаводских очистных сооружений Уфимского моторостроительного производственного объединения (УМПО). В настоящее время такой шлам утилизируется путем захоронения на специальном полигоне для промышленных отходов. Однако, известно, что даже гидроизолированные полигоны специальной конструкции не обеспечивают надежной гарантии предотвращения загрязнения почвы, подземных вод и атмосферного воздуха. Следовательно, такой способ утилизации не может считаться оптимальным. Нами были изучены и предложены в качестве использования пути утилизация шлама в керамзит и асфальтобетонную смесь.
Основными компонентами шлама являются мелкодисперсные карбонаты кальция и магния и диоксид кремния. Содержание нефтепродуктов на поверхности мелкодисперсных минеральных компонентов составляет 2 %. Общее содержание токсичных тяжелых металлов(Co, Cd, Ni, Cu, Pb, Mn, Cr (III), Zn) находится на уровне 0,3 %, железа 1%. Содержание воды в шламе достигает 50%.
Для обоснования способа утилизации шлама в керамзит исследовано поведение воздушно-сухого шлама при температурном воздействии. Результаты термогравиметрических исследований в температурном интервале до 1000 0С, полученные на Q - дериватографе фирмы МОМ (Венгрия) системы F. Paulik, J. Paulik, L. Erolcy со скоростью нагрева 5 0С в минуту приведены на рис. 1.
Рисунок 1- Термограмма шлама общезаводских очистных сооружений УМПО
Из данных следует, что на кривой изменения массы характерны два участка - первый, при температуре 300-400 0С, что связано с выгоранием нефтепродуктов, содержащихся в шламе, и второй, при 500-800 0С, связанный с диссоциацией карбонатов до оксида металла и диоксида углерода. Указанные процессы сопровождаются: первый - экзотермическим эффектом и второй - двумя эндоэффектами в высокотемпературной области. Общая убыль массы составила 46% (рис. 1.).
В связи с этим, исследуемый шлам представляет интерес в качестве добавки, повышаюшей коэффициент вспучивания керамзита, что существенно повышает его качество. Анализ технологии производства керамзита свидетельствует о том, что приведенный на рис. 1 характер газообразования (потери массы) является оптимальным для общепринятого режима термообработки глиняных гранул.
Для практического использования с минимальными изменениями в технологии производства рекомендуемое количество шлама в составе глинистого сырья должно быть на уровне 5 %.
Второй способ утилизации предусматривает применение шлама в качестве мелкодисперсного наполнителя асфальтобетонных смесей.
Минеральный порошок является одним из основных компонентов асфальтобетонной смеси. Обычно это продукт тонкого помола известняков, доломитов, доломитизированных известняков. Лучшими качествами обладает минеральный порошок из карбонатных горных пород, который рекомендуется применять для всех типов асфальтобетонных смесей.
На основании физико-химических параметров шлама, можно ожидать, что после удаления влаги, он должен соответствовать нормам, предъявляемым к минеральным порошкам для асфальтобетонных смесей.
Высушивание шлама осуществлялось физическим и химическим методами. Физический метод заключался в высушивании шлама на воздухе, химический - во взаимодействии влаги шлама с негашеной известью (оксидом кальция). В обоих случаях были получены тонкодисперсные порошки, качество которых вполне отвечает требованиям к минеральным порошкам из карбонатных пород. Шлам обладает низкой пористостью и вполне приемлемой битумоемкостью.
Качество асфальтобетонных смесей с использованием шлама не отличается от качества стандартной асфальтобетонной смеси. Таким образом, шламы общезаводских сооружений УМПО после физической или химической сушки вполне могут быть использованы при строительстве автомобильных дорог в составе асфальтобетонных смесей в качестве минерального порошка.