Спосіб обробки токсичних відходів

Спосіб обробки токсичних відходів, що включає їх здрібнення, зволоження, та змішування з природним сорбентом, який відрізняється тим, що як токсичні відходи вибирають шлак спалювання твердих побутових відходів, а як природний сорбент - зелену монтморилонітову глину при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: шлак 69,5-89,5 зелена монтморилонітова глина 10-30 вода 0,5. Винахід відноситься до охорони навколишнього природного середовища, зокрема до методів обробки токсичних відходів, таких як шлаки, що залишаються після спалювання твердих побутових відходів. Відомий спосіб фізико-хімічної детоксикації та утилізації золошлакових відходів. Золу та шлак піддають механохімічній обробці в присутності суміші іонітів, хелато утворюючи х лігандів та спеціальних закріплювачів з наступним додаванням цементу й активних мінеральних добавок до утворення рухливої однорідної суміші, з якої готують високоефективні екологічно безпечні будівельні вироби і конструкції [RU 2123989СІ, кл. В09 В3/00, 1998]. Недоліком відомого способу є складність технології. Відомий спосіб переробки шлаків, що утворюються від спалювання твердих побутових відходів. Спосіб включає їхнє завантаження в дугову електропіч і плавку з подачею відновлювача [RU 2110733СІ, кл. F23 G5/00, 1998]. Недоліком відомого способу є висока вартість його реалізації та енергоємність. Найбільш близьким за суттю до винаходу є спосіб обробки токсичних відходів, що включає доведення вологості токсичних відходів, до складу яких входять важкі метали, до 20-80%, після чого до них додають сухий торф з наступним рівномірним перемішуванням суміші [JP 04-50877, кл. В09 В3/00, 1992] [прототип]. Недоліком прототипу є достатньо складна технологія підготовки та необхідність великої кількості вартісного природного сорбенту. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення відомого способу обробки токсичних відходів, в якому шляхом вибору іншого природного сорбенту при заданому співвідношенні компонентів досягається необхідна якість оброблених токсичних відходів при значному спрощенні технології, і за рахунок цього, зниження токсичної та мутагенної дії шлаків спалювання твердих побутових відходів на біологічні об'єкти та підвищення екологічної безпеки. Для досягнення поставленої задачі запропонований спосіб обробки токсичних відходів, що включає їх здрібнення, зволоження, та змішування з природним сорбентом. Згідно з винаходом, як токсичні відходи вибирають шлак спалювання (19) UA (11) 65895 (13) C2 (21) 2003065860 (22) 24.06.2003 (24) 15.01.2007 (46) 15.01.2007, Бюл. № 1, 2007 р. (72) Горова Алла Іванівна, Лапицький Віктор Миколайович, Борисовcька Олена Олександрівна, Павличенко Артем Володимирович (73) Національний гірничий університет (56) JP 04-050877 B4, B09B3/00, 1992//& Patent Abstracts of Japan: JP 60-187382 A, B09B3/00, 24.09.1985 RU 2110733 C1, F23G5/00, 10.05.1998 RU 2123989 C1, C04B28/00, 18/06, 38/08, 38/10, B09B3/00, 27.12.1998 US 5769938 A, A62D3/00, 23.06.1998 UA 49172 A, C04B18/04, 16.09.2002 US 5087375 A, B01D15/00, C02F1/28, 11.02.1992 Patent Abstracts of Japan: JP 2000-016859 A, C04B33/13, B09B3/00, 5/00, E01C5/00, 13/04, 18.01.2000 3 65895 4 твердих побутови х відходів, а як природний сорчином шлаки придатні для складування та подабент-зелену монтморилонітову глину при наступльшого використання без шкоди для навколишному співвідношенні компонентів, мас.%: нього природного середовища. Проведені експеШлак 69,5-89,5 рименти підтверджують технічний результат Зелена глина 10-30 зниження токсичної та мутагенної дії продуктів Вода 0,5 спалювання твердих побутових відходів на біолоСпосіб реалізується наступним чином: шлак гічні об'єкти. На фіг.1 приведено зниження мутаспалювання твердих побутови х відходів поперегенності шлаків при обробці глиною, на Фіг.2 - знидньо здрібнюють до отримання однорідного фракження токсичності. ційного составу і до подібного стану також здрібПриклад. Навішення 0,9; 0,8; 0,7 та 0,6г здрібнюють зелену монтмориллонітову глину. Ділі шлак неного шлаку змішують з 5,0мл дистильованої зволожують до пастоподібного стану, додають в води протягом 1-2 хвилин, після чого до дотримаотриману суміш глину у заданому процентному ної суміші додають здрібнену зелену глину у кільспіввідношенні та перемішують до отримання одкості відповідно 0,1; 0,2; 0,3 та 0,4г. Зразки глини норідної маси. При взаємодії глини зі шлаком у були відібрані в Орджонікідзенському кар'єрі. Хімірезультаті іонного обміну відбувається міцне зв'ячний та спектральний аналізи. глини приведені в зування та фіксування всією масою глини іонів табл.1, табл.2. важків металів. Після висихання оброблені таким Таблиця 1 Хімічний аналіз глини Глина Зелена монтморилонітова SiO2 АІ 2O 3 Fе2О3 62,5 12,2 4,9 Вміст, % ТіО2 FeO 0,21 Глина MgO K2O 3,5 3,3 Вміст, % Na2O 2,3 MnO 0,208 0,37 CaO Зелена монтморилонітова Р2O5 0,08 å ппп 0,28 10,24 100,09 Таблиця 2 Спектральний аналіз глини Глина Зелена монтморилонітова Глина Зелена монтморилонітова Ва Be P. Cr 70 0,1 50 7 Со Ті Сu V 1,5 500 5 10 Оцінка рівня зниження токсичності та мутагенності шлаків проводилась шляхом цитогенетичних досліджень. Задля цього на зразках шлаку, змішаного з глиною вищевказаним чином, пророщувалось насіння високочутливої тест-культури - Allium сера L. (цибуля звичайна) протягом 3 діб. При появі первинних корінців їх фіксували в ацетоалкоголі, потім офарблювали реактивом Шифа по Фальгену, після чого з тканин меристем готувалися цитологічні препарати, на яких підраховувалися усі фази мітозу. Величину митотичного індексу визначали як відношення числа клітин, що діляться, на 1000 переглянутих клітин. Активно поділяються клітини меристеми дуже чутливі до різного роду впливів, тому зниження величини митотичного Вміст, %•10-3 Pb Sn Ga 2 0,2 1 Вміст, %•10-3 Ge Mo Li 0,15 0,3 1,5 Ni Y Zn Zr 5 2 5 30 Mn Nb Se Ag 70 1,0 1.0 2 індексу в порівнянні з контролем свідчить про токсичний вплив забруднювачів, що містяться в досліджуваних зразках. На цих же препаратах вра ховувалися клітини з аберантними хромосомами: мости і фрагменти в анафазах і телофазах, а також злипання і пульверизація хромосом у метафазі. Частоту зустрічальності патологічних фігур мітозу виражали у відсотках від кількості клітин, що діляться, а частоту патологічних анафаз і телофаз виражали у відсотках від аналогічних переглянутих фаз мітозу. Збільшення кількості патологічних фаз мітозу в порівнянні з контролем свідчить про збільшення мутагенності досліджуваних зразків. Результати проведеного експерименту приведені в таблиці3. 5 65895 6 Таблиця 3 Результати експерименту №з/п Варіант 1. 2. 3. 4. 5. 6. Шлак 1,0г Шлак 0,9г+0,1г зеленої глини Шлак 0,8г+0,2г зеленої глини Шлак 0,7г+0,3г зеленої глини Шлак 0,6г+0,4г зеленої глини Контроль (дистильована вода) Аберантність по фазам, % Величина мітотичного на 1 клітину, що на анафазу і індексу, % середнє ділиться телофазу 75,83±6,69 19,34±1,85 23,57±3,59 21,46±2,02 112,86±9,56 11,60±1,47 7,88±1,89 9,74±1,20 91,60±7,99 5,24±1,04 9,59±2,44 7,41±1,32 96,00±9,12 9,38±1,49 5,77±1,87 7,57±1,19 81,14±6,39 7,92±1,13 13,62±2,35 10,77±1,30 140±9,58 2,5±0,47 2,2±0,33 2,35±0,28 Таким чином, експериментальне встановлено, що оптимальною для знешкодження токсичності та мутагенності шлаків є обробка зеленою глиною у співвідношенні від 10 до 30% по масі. У випадку використання 0,2-0,3г глини на 0,7-0,8г шлаку рівень мутагенності знижується майже в три рази-з 21,46% аберантних хромосом до 7,57% [Фіг.1]. При вищевказаній концентрації та Комп’ютерна в ерстка Б.Голік кож відбувається зниження токсичності - величина мітотичного індексу підвищується з 75,83% до 91,60-96% [Фіг.2], але максимальна величина мітотичного індексу зафіксована при концентрації 0,1г глини на 0,9г шлаку - 112,86%. Досягненням способу являється використання природних матеріалів, що здешевлює та спрощує технологію знешкодження токсичних шлаків. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601