Н:
Диссертация выполнена на кафедре лесохимических производств Архангельского государственного технического университета.
Официальные оппоненты:
доктор химических наук, профессор Кислицын АЛ.
доктор химических наук, профессор Боголицын К.Г.
доктор технических наук, профессор Канарский АЛ.
Институт экологических проблем Севера Уральского отделения РАН РФ
Защита диссертации состоится 10.02.99 в 10^ на заседании диссертационного совета Д 064.60.01 в Архангельском государственно техническом университете (наб. Северной Двины 17, главный корпус, ауд. 228).
Отзывы на диссертацию в печатью, направлять по адресу: г.
Ученый Совет.
С диссертацией можно ознакс
Доклад разослан « »
Ученый секретарь диссертационного совета, д. с.-х. н., проф.
двух экземплярах* гербовой
Архангельск, наб. Сев. Двг АГТУ,
)мшъся в библиотеке АГТУ.
1998 г.
2:
^ I
■А
,п ! Д
А-И.Барабан
РОССИЙСКАЯ
государственная
БИБЛИОТЕКА
3302-00
Ведущая организация:
Актуальность темы Масштабы образования вторичных ресурсов в современном химико-лесном комплексе России соизмеримы с производимой конечной продукцией. По данным ВНИПИЭИлеспрома общая масса ветвей, сучьев и вершинок на растущих деревьях и не используемых при лесозаготовках составляет 13...14%, ресурсы коры изменяются в пределах от 10 до 14,5% объема товарной древесины, твердые отходы лесопиления достигают 35%, мягкие (оггилки) - 10... 12% от перерабатываемого сырья. На целлюлозно-бумажных предприятиях в процессах делигнификашт древесины на каждую тонну производимой целлюлозы образуется от 0,3 до 1,0 т лигнинсодержащих органических веществ, переходящих, преимущественно, в отработанные щелока. Выход гидролизного липшна на гидролизных предприятиях достигает 32...38% и зависит от породного состава сырья. К вторичным ресурсам следует отнести и осадки, образующиеся при очистке сточных вод в количестве около 1 млн. т в год при явно недостаточной степени изъятия загрязнений. При отсутствии условий для переработки вторичных ресурсов в полезную продукцию, они превращаются в отходы, иногда весьма опасные для окружающей среды.
Следует считать актуальной такую переработку вторичных ресурсов, при которой из объектов, загрязняющих окружающую среду, они превращаются в продукты, ее защищающие. Наиболее эффективными продуктами подобного назначения являются адсорбенты различных классов. Однако расширенное воспроизводство адсорбентов для охраны окружающей среды по существующим в мире технологиям экономически нереально, так как это потребует отвлечения огромных сырьевых, материальных и людских ресурсов в других отраслях. Поиск технологических решений, позволяющих вырабатывать адсорбенты и другие продукты, пригодные для очистки жидких и газовых выбросов, а значит и для охраны окружающей среды, из отходов и малоценных продуктов предприятий химико-лесного комплекса, является новым перспективным направлением, развитие которого в комплексе решает многие стоящие перед отраслью экологические и экономические проблемы.
Настоящая диссертационная работа выполнялась по планам ГКНТ СССР в 'Т»>-85 гг. (тема № 08502.0404.10.05Т36 - по проблеме оз. Байкал) и ГНТП РФ ;ДНТП) «Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья» с Ж г. (темы 5.5.1 п. 1 - 003.001.10, 6.3.2 - 6.21), по грантам Миннауки РФ в 94-95 it. и 1998-99 it., проходила координацию в Научном Совете по адсорбции АН СССР и РАН с 1990 г. (тема 2.15.5.3), в Научном Совете АН СССР по проблеме «Химия древесины и ее компонентов» с 1982 г. (тема 2.14.4.2 п. 2), в межведомственном координационном Совете АН СССР по проблеме «Комплексное использование и воспроизводство лесных ресурсов» с 1986 г.
адсорбегггов из осадков для обработки кислых сред содержащих сульфат-иоиы, наряду с очисткой от органических загрязнений не приводит к образованию перенасыщенных гипсом растворов, а значит исключается гипеация оборудования и на 20-30% снижаются затраты пара на обогрев. Расширенное воспроизводство систем дезодорации и санитарной очистки газовых выбросов на сульфаг-цёллюлозных предприятиях позволит отказаться от использования дорогостоящих и не всегда эффективных углеродных адсорбентов, получаемых в других отраслях.
Для подготовки осадков к пиролизу, снижения их влажности разработан и реализован в промышленных условиях на Байкальском ЦБК метод совместного обезвоживания галам-липшна и активного ила. Данное направление переработки осадков имеет широкие перспекшвы при переходе предприятий ЦБП на более глубокую очистку сточных вод с использованием методов коагуляции для удаления растворенных лигкинных веществ. Для кондшцюнирования смеси осадков на Байкальском ЦБК разработан и реализован метод с термообработкой после ввода сульфата алюминия при ориентации на использование фильтр-прессов для механического обезвоживания. Фактический экономический эффект от внедрения метода составил 500 тыс. руб в ценах 1985 г. только за счет экономии реагентов и электроэнергии. При механическом обезвоживании с использованием центрифуг предложена и прошла промышленные испытания технология, включающая синтез новых улучшенных флокулянтов, применение которых для кондиционирования позволяет в несколько раз повысить влатнотдающие свойства осадка при повышении степени улавливания взвешенных частиц фу гага с 78 до 95%.
С целью снижения затрат и создания условий регенерации минеральных коагулянтов разработаны и прошли промышленные испытания на Соломбаль-ском ЦБК однореагентные методы кондиционирования осадков, исключающие применение извести. Расход извести по существующим методам кондиционирования составляет 150...200 кг на 1 т сухих веществ осадков, содержащих активный ил. Практическое применение однореагентных методов позволяет предприятиям организовать регенерацию коагулянтов обработкой минеральной кислотой угольных остатков, образующихся при пиролизе. Разработан и предложен к практическому применению новый реагент для кондиционирования, не требующий применения извести.
Разработан и прошел широкую апробацию метод сернокислотной регенерации коагулянта (сернокислого алюминия) из зольных остатков от сжигания и окислительною пиролиза шлам-лигнина. Метод принят Байкальским ЦБК для промьппленной реализации. Применение регенерированного коагулянта для физико-химической очистки сточных вод позволит предприятию сократить по-
7
требность в товарном коагулянте на 80%. Практическое использование разработанною метода регенерации алюминия из термообработанного при температурах 500...600°С в режиме пиролиза шлам-лигнина позволяет получать новый реагент для очистки сточных вод - сорбент-коагулянт, представляющий собой суспензию активного угля в водном растворе сернокислою алюминия, на 10...15% более эффективный при очистке стоков, чем товарный и регенерированный коагулянты.
Для переработки активною ила в кормовые добавки, типа бел витамина, и повышения их питательной ценности разработаны новые способы кондиционирования, включающие обработку известью и фосфорной кислотой или серной кислотой и аммиаком, позволяющие примерно в 10 раз снизить энергозатраты при сушке за счет предварительного механического обезвоживания на вакуум-фильтрах.
Для очистки сштьнозагрязнсикых сточных вод, облагораживания и нейтрализации гидролизатов растительного сырья разработаны и предложены к промышленному использованию новые методы, в основу которых положена способность активного ила и сульфатного лигнина при осаждении из кислых растворов сорбировать органические загрязнения. Удельная адсорбция загрязнений по показателю ХПК достигает 5 г/г при использовании сульфатного лигнина. Для нейтрализации гидролизатов и сульфитных щелоков предложен новый реагент-сорбент, полученный пиролизом гидролизного лигнина в смеси с карбонатом кальция, не образующий перенасыщенных гипсом растворов. Для очистки сточных вод и газовых выбросов от аммиака разработан метод активации гидролизного лигнина газообразным серным ангидридом, реализованный на одном из предприятий Горьковской области в системе ВГОС
Большое практическое значение имеет разработанная технология синтеза ферромагнитных адсорбентов, применение которых позволяет существенно ускорить адсорбционные процессы при очистке сточных вод и газовых выбросов, учитывая возможность их использования в порошкообразном виде и последующего отделения от обрабатываемых сред известными методами магнитной сепарации. Для синтеза подобных адсорбентов можно использовать любые твердые отходы предприятий химико-лесного комплекса и доступные реагенты, такие как сульфат трехвалентного железа и аммиак.
Практическое использование разработанных новых методов пиролиза технических лигнинов позволит повысить степень полезного использования древесного сырья, наладить выпуск нетрадиционных для предприятий химической переработки продукции - активных углей, реализовать регенерацию оснований но технологии, отличной от СРК, и, как следствие, улучшить экономические и экологические показатели целлюлозно-бумажных и гидролизных лроиз-
8
- Київ+380960830922