Золошлаки ТЭЦ можно превратить в удобрения

04.03.2022



Огромные отвалы возле ТЭЦ могут стать источником материала для рекультивации антропогенно нарушенных территорий Крайнего Севера. Об этом говорят результаты экспериментов ученых Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук».

Процесс сжигания угля на ТЭЦ сопровождается образованием и последующим складированием большого количества отходов. Уже на конец прошлого столетия хранилища золошлаков в России занимали площадь 20 тыс. га, на которой было размещено около 1,3 млрд т отходов со средней ежегодной прибавкой примерно 50 тыс. т.

Наиболее полное использование отходов ТЭЦ как вторичных ресурсов характерно для стран ЕЭС и Китая (90 и 67% соответственно), однако в целом в мировой практике используется не более 25% отходов ТЭЦ, причем традиционным направлением их утилизации служит строительная индустрия. Однако многокомпонентный состав золошлаков способствует углубленным поискам других сфер применения.

В частности, зола ТЭЦ широко используется за рубежом в агротехнике в качестве мелиорирующей добавки, повышающей водоудерживающую способность почв. Кроме того, морфология золошлаков, их высокая удельная площадь поверхности и пористость, способствуют активной разработке методов их использования в водоочистке в качестве замены активированного угля и ионообменных смол. Российские ученые предположили, что можно объединить оба этих направления в последовательную цепочку утилизации. Ведь после использования в очистке сточных вод золошлаки насыщаются такими веществами, как, например, аммоний (NH4+), который может служить удобрением. Композиция золошлаков и сорбата (поглощенного вещества) могла бы стать мелиорантом с пролонгированным эффектом удобрения не только по азоту и фосфору в составе сорбата, но и по кремнию, калию, кальцию, магнию, а также широкому ряду микроэлементов, присутствующих в золе каменного угля.

Однако в российской практике применимость золошлаков как сорбентов для очистки сточных вод относится к слабо изученным вопросам при том, что эта проблема весьма актуальна, в частности, в связи с расширением вахтового метода освоения Арктической зоны России, где строительство крупных очистных сооружений с использованием традиционных технологий глубокой биологической очистки экономически нецелесообразно. Поэтому в настоящее время активно ведутся поиски сорбентов, использование которых в процессах удаления аммония и фосфатов из сточных вод допустимо без последующей регенерации отработанного материала с перспективой его размещения в почве. Российские ученые изучили вопрос, могут ли золошлаки ТЭЦ стать таким сорбентом.

Объектом их исследований стали золошлаки, отобранные на действующем золоотвале Апатитской ТЭЦ (Мурманская обл.) площадью 20 га. Были исследованы структурно-поверхностные и физико-химические свойства этих золошлаков и произведена оценка эффективности их применения в качестве сорбента для извлечения аммония из растворов, характерных для хозяйственно-бытовых стоков городов Крайнего Севера.

Согласно результатам экспериментов, процесс сорбции протекает достаточно быстро: в течение 1 ч количество сорбированного иона аммония составило 80‒90% максимально возможного. При этом сорбционная емкость золошлаков составляет 20,43 мг аммония на 1 г сорбента, что значительно превышает содержание общего азота в целинных и окультуренных почвах Кольского полуострова (70 и 161 мг/кг соответственно). Это позволяет рекомендовать отработанный сорбент как мелиорирующую добавку с пролонгированным удобрительным эффектом при формировании насыпных грунтов для рекультивации нарушенных территорий региона. Просматривается перспектива применения такой композиции как основы насыпного грунта при восстановлении антропогенно нарушенных территорий всего Крайнего Севера.

Подробнее см. в статье «Золошлаки ТЭЦ как сорбент для очистки сточных вод от ионов аммония», Т. Т. Горбачева , Д. В. Майоров, «Теплоэнергетика», 2022, № 3, стр. 72-79.

Редакция сайта РАН

 

©РАН 2022