Очистка фильтрата с использованием древесного угля.

Малайзийским университетом было проведено экспериментальное исследование возможности очистки фильтрата в группе фильтрационных блоков, где в качестве среды, поглощающей загрязнители из фильтрата, используется древесный уголь.

Трехступенчатая фильтрационная установка для очистки фильтрата была смонтирована на полигоне отходов «Ампанг Джояр». Фильтрационные установки заполнялись древесным углем разного гранулометрического состава. Способность этого материала удалять загрязняющие вещества держалась под контролем. Положительные результаты были получены в зависимости от снижения БПК и ХПК фильтрата. Пропусканием фильтрата через слой известняка из конечных стоков эффективно удаляется избыточный кадмий.

К моменту исследования возраст массива отходов составлял 1 год. Фильтрат, образующийся в массе отходов, размещенных в течение длительного этапа, отводился в ближайший пруд, и данное исследование проводилось на пробах именно этого фильтрата.

Цель проводимого исследования состояла, во-первых, в изучении эффективности древесного угля для очистки фильтрата, во-вторых, в оптимизации эффективности очистных сооружений при удалении загрязняющих веществ и, в-третьих, в оценке способности известняка удалять тяжелые металлы из фильтрата. Древесный уголь и известняк выбраны в качестве фильтрующей среды благодаря обилию и долговечности этих материалов.

Для поведения данного исследования были построены 3 фильтрационных блока, состоящих из пластмассовых бочек диаметром 0,6 м, высотой 0,8 м, установленных на деревянной платформе, но на разной высоте. Фильтрующая среда для каждой фильтрационной установки указана в таблице 6. После заполнения первой бочки фильтрующим материалом до отметки 0,66 м, в неё вводили фильтрат до насыщения фильтрующей среды. Фильтрат оставляли в бочке в течение следующих периодов: 3, 4 и 7 суток. Затем фильтрат из бочки 1 сливали в бочку 2 и позднее в бочку 3. На выходе из каждой бочки брали пробы сточного фильтрата для аналитического определения рН, БПК, ХПК и ионов хлора (Cl ^-). Содержание тяжелых металлов, таких как железо (Fe), никель (Ni), кадмий (Cd) и цинк (Zn), определялось в пробах фильтрата до очистки и стоках после очистки. Затем очищенный фильтрат пропускали через слой известняка, меняя крупность зерен и время удерживания для изучения возможности удаления тяжелых металлов из фильтрата. (Рис.3.)

Таблица 3.

Древесный уголь и другие материалы, используемые в установках в качестве фильтрующей среды.

№ емкости	Крупность кусков фильтрующего материала (древесного угля)
1 2 3	3-5 см 1-3 см порошкообразный материал
Во всех трех бочках применяются и другие материалы: а) слой (1,5 см) коксового волокна (отходы производства) поверх слоя древесного угля; б) слой гравия толщиной 7 см на дне каждой бочки.

Рис.3. Лабораторная установка для удаления тяжелых металлов из очищенного фильтрата: 1- известняк, крупность зерен 12 мм; 2 - известняк, крупность зерен 8,2 мм; 3, 4 - очищенный фильтрат.

Проведенные исследования показали, что применение описанных фильтрационных блоков привело к эффективному снижению таких параметров, как ХПК (98%) и БПК (93%). При этом снижение содержания Cl^-, Fe, Ni, Cd и Zn было минимальным. Результаты также свидетельствуют о том, что значения ХПК и БПК очищенного фильтрата не удовлетворяют качеству стоков, достаточному для сброса его в водоем.

Каждый фильтрационный блок способен снижать ХПК и БПК при оптимальном времени удерживания в течение 4-7 суток соответственно. Полученные результаты позволяют предположить, что фильтрующая среда является биологически активной при отмечаемом бактериальном росте, который способствовал распаду загрязняющих веществ в составе фильтрата, поэтому время контактирования между фильтратом и фильтрующей средой должно быть достаточным для усиления биологических реакций.

Что касается тяжелых металлов в фильтрате после очистки, а именно: Fe, Ni, Cd и Zn, то их концентрация оказалась в пределах норм.

Эффективность удаления Cd порядка 98,30% достигается при времени удерживания 60 минут и крупности частиц известняка – 8,18 мм. При крупности частиц 12 мм эффективность удаления Cd составила 77,5% при времени удерживания 60 минут. Данное явление, как полагают, объясняется тем, что при уменьшении крупности частиц известняка увеличивается площадь поверхности для эффективной адсорбции тяжелых металлов.

Таблица 4.

Качество фильтрата после прохождения через трехступенчатую фильтровальную установку.

Наименование параметра	Средние значения для очищенного фильтрата* (мг/л)	% извлечения	Норматив, заявлен- ный в Стандарте В#. (мг/л)
ХПК	120	98	100
БПК	158	93	50
Хлорид	3400	0,02	Не указан
Железо	0,62	82	5,0
Никель	0,23	38	1,0
Кадмий	0,02	0	0,02
Цинк	0,11	83	1,0

* Кумулятивное (суммарное) время удерживания 12 суток.

^# Источник: Малазийское Министерство экологии (1994 г.).

В заключении следует сказать, что трехступенчатые фильтрационные установки, в которых в качестве фильтрующего материала использован древесный уголь для очистки фильтрата, обеспечивали эффективное снижение ХПК и БПК на 98% и 93% соответственно (см. табл. 4). Что касается удаления тяжелых металлов, а именно, кадмия, оказалось, что известняк, как фильтрующий материал, является эффективным для извлечения кадмия из фильтрата, а очищенный фильтрат (с учетом снижения содержания тяжелых металлов) соответствует качеству стоков, записанному в Стандарте В. /Д.Р.Х.Басри, Х.А.Азнз, Ф.А.Х.Азаари и С.А.П.Тех. «Эффективность метода фильтрации для очистки стоков с санитарного полигона отходов». Факультет гражданского строительства, Университет Малайзии./