Размер
A A A
Цвет
Ц Ц Ц Ц Ц
Разрядка
ИИ И И И И
Изображения
нет Ч/Б Цв.
22 сентября 2021 | неделя четная
10 января 2019
НаукаИнновации

Сотрудница ИРНИТУ Анастасия Шатрова защитила кандидатскую диссертацию, посвященную технологии переработки отходов БЦБК

Сотрудница ИРНИТУ Анастасия Шатрова 14 декабря успешно защитила кандидатскую диссертацию по специальности 05.21.03 – «Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины». Защита проходила в Сибирском государственном университете науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (Красноярск). Диссертационному совету была представлена работа на тему «Разработка экологически безопасной технологии переработки накопленных коллоидных осадков шлам-лигнина ОАО «Байкальский ЦБК». Научным руководителем выступил профессор, д.т.н. Андрей Богданов.

Оппонентами  соискателя ученой степени кандидата технических наук стали профессора Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН Алексей Гоготов и Сибирского федерального университета Владимир Киселев.

Анастасия Шатрова в 2013 году окончила Иркутский «политех» по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов». Через три года она завершила обучение в аспирантуре вуза. С 2015 года Анастасия работает в ИРНИТУ младшим научным сотрудником лаборатории экологического мониторинга природных и техногенных сред.

Рассказывая про актуальность тематики исследования, Анастасия Шатрова отметила, что по итогам инвентаризации территорий России к 2017 году выявлено 340 объектов, причиняющих вред окружающей среде и являющихся источником потенциальной угрозы жизни и здоровью 17 млн человек. Осадки физико-химической очистки сточных вод предприятий лесохимического комплекса, представленные, как правило, коллоидными осадками шлам-лигнина, составляют основную массу отходов, которые к настоящему времени не удалось утилизировать.

«В мировой литературе практически нет данных о рекультивации площадей, занятых осадками, подобными шлам-лигнину. Отсутствие реальных решений по утилизации объясняется их сложным физико-химическим и дисперсным составом, высокой степенью гидрофильности, а также трудоемким и сложным технологическим процессом переработки. Такие варианты утилизации осадков, как омоноличивание с применением извести или золы, обработка солями железа, вермикулирование, транспирация или простое захоронение, не нашли применения на практике», - отметила Анастасия Шатрова.
По словам исследователя, отходы целлюлозного производства представляют огромную социально-экологическую опасность. Осадки объемом более 8 млн м3 складированы в картах-накопителях БЦБК, расположенных в сейсмо- и селеопасной зоне на площади более 145 га. Они находятся в 200 метрах от населенных пунктов и 400 метрах от озера Байкал.

Молодой ученый участвовала в испытаниях на промышленной площадке, проводила лабораторные анализы. «Политеховцам» удалось установить, что 2012-2017 годах концентрация загрязняющих веществ в почве Солзанской промплощадки достигла своих максимальных значений, грунт относится к умеренно-опасной категории.

«Мы впервые провели систематизацию коллоидных осадков шлам-лигнина на картах-накопителях, основанную на их морфологическом и элементном составе. Это позволяет определить наиболее оптимальный технологический процесс переработки отходов.

Выделено три типа осадков – органические, органоминеральные и минеральные. В процессе «замораживание-оттаивание» коллоидных осадков шлам-лигнина образуется деминерализованная вода – до 25 %, которая по своему составу близка к пресной воде. Объем минерализованной воды составляет до 15%. А все остальное – это деструктированный коллоидный осадок», - отметила Анастасия.

Как подчеркнул научный руководитель Андрей Богданов, ученым ИРНИТУ удалось сформировать технологию переработки осадков карт-накопителей БЦБК, базирующуюся на создании условий процессов их естественного вымораживания. 

«Проектировщики карт-накопителей БЦБК еще в начале 70-х годов прошлого века предложили хорошую идею. Коллоидный осадок, представляющий собой активный ил, должен был обезвоживаться и сжигаться. Но тогда не было подходящего оборудования, поэтому ил забивал все фильтры, и его начали размещать в картах-накопителях. Со временем этот осадок, составляющая 60% от общего объема, начал бродить. Таким образом, сейчас карта – это своеобразный огромный термос, где происходят экзотермические реакции.

Мы предлагаем убрать снеговую шапку, которая препятствует отходу теплых газов, возникающих при брожении активного ила. Затем пробурим площадь карты в шахматном порядке на глубину 1,5-2 метра и обеспечим поступление холодного воздуха. При температуре минус 15 градусов и ниже коллоидный осадок промерзнет, из пластичной массы он превратится в гранулированное вещество. При этом произойдет уменьшение объема как минимум на 30 %. Гранулы можно будет использовать в качестве удобрений, топливных брикетов, добавок для строительных материалов», - рассказал профессор Андрей Богданов.

В частности, исследователи выяснили, что золы, образующиеся при сжигании осадка шлам-лигнина, могут применяться в качестве алюмосиликатного компонента для получения коррозиестойкого цемента М-400 (сырьевая смесь запатентована).

По данным ученых, при вымораживании коллоидного осадка содержание вещества первого класса опасности бенз(а)пирена снижается в 4-9 раз. Осадки шлам-лигнина переходят в среднем значении с третьего (умеренно опасные) в четвертый класс (малоопасные).

Отметим, что основные положения кандидатской работы Анастасии Шатровой обсуждались на международных конференциях в Иркутске, Улан-Удэ и Санкт-Петербурге. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них пять - в рецензируемых журналах из перечня ВАК, две - в журналах, которые входят в базы Scopus и Web of Science. Исследование получило 13 положительных отзывов.

Одним из рецензентов выступил министр природных ресурсов и экологии Иркутской области Андрей Крючков. Он подчеркнул, что научные изыскания Анастасии посвящены актуальной социально-экологической проблеме охраны озера Байкал и носят исключительно практический характер для всего региона.

В конце января Анастасия Шатрова примет участие в опытно-промышленных испытаниях данной технологии на одной из карт-накопителей БЦБК. Работами по вымораживанию коллоидного осадка шлам-лигнина будет руководить профессор Богданов

«Мы приглашаем все заинтересованные стороны присоединиться к нашим исследованиям и отработать этот вариант. Рассчитываем на поддержку муниципальных и областных властей, представителей бизнеса, сотрудников Лимнологического института СО РАН.

Я уверен, что, объединив усилия и не думая не о больших деньгах, которые направляются на утилизацию отходов БЦБК, мы все-таки сможем решить затянувшуюся проблему и защитить наш Байкал».

 
январь
2019
пн
вт
ср
чт
пт
сб
вс
1
2
3
4
5
6
7
8
12
13