Ученые ИТ СО РАН разработали способ обезвреживания отходов Байкальского ЦБК посредством их окисления в сверхкритической воде
Окисление токсичных органических отходов в воде при параметрах выше ее критической точки (Tc = 374оС, Pc = 22.1 МПа) рассматривается в качестве наиболее эффективного и экологически безопасного способа их обезвреживания. По сравнению с традиционными способами переработки отходов окисление в сверхкритической воде имеет ряд преимуществ. Во-первых, отсутствует необходимость выпаривания воды, которая становится реакционной средой и активным химическим реагентом. Во-вторых, газы и неполярные органические вещества растворяются в сверхкритической воде, что улучшает массоперенос и способствует увеличению скорости окисления. В-третьих, минеральные компоненты не растворяются в сверхкритической воде, что обеспечивает их отделение от органических веществ.
Согласно материалам доклада «О проблеме ликвидации накопленных отходов в результате деятельности Байкальского ЦБК» к заседанию Межведомственной комиссии по вопросам охраны озера Байкал от 27.05.2009, за более чем 40 лет деятельности Байкальский ЦБК накопил около 6,2 млн тонн отходов, в том числе 2,6 млн тонн шлам-лигнина, основная масса которого складирована на Солзанском полигоне, расположенном на берегу озера Байкал. Несмотря на то что карты Солзанского полигона являются сейсмоустойчивыми, существует угроза загрязнения Байкала в случае разрушения хранилищ отходов из-за опасных геологических процессов – землетрясений, селей и наводнений. В состав шлам-лигнина входят следующие компоненты (% мас.): лигнин 50-53, активный ил 15-25, глинозем 5-10, полиакриламид 5 и целлюлозное волокно 5. Трудности переработки шлам-лигнина обусловлены его сложным химическим и дисперсным составом, а также высокой степенью обводненности (80-90% мас.). Особое опасение вызывает наличие в шлам-лигнине хлорсодержащих органических соединений, сжигание которых традиционным способом может привести к образованию полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов.
В Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН при финансовой поддержке Российского научного фонда разработан способ обезвреживания обводненных токсичных отходов Байкальского ЦБК посредством их окисления в сверхкритической воде в присутствии щелочи. Совместно с Новосибирским институтом органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН проведены исследования состава фенолов и хлорфенолов, содержащихся в исходном шлам-лигнине и отходящей воде (вода, собранная на выходе из реактора). Показано, что при избытке кислорода содержание хлорфенолов в отходящей воде не превышает ПДК. Основная масса хлора и серы, содержащихся в органическом веществе шлам-лигнина, в результате окисления трансформируется в хлорид и сульфат натрия. Предложенный способ позволяет обезвредить не только шлам-лигнин, но и отходы производства (едкий натр, черный и белый щелок), содержащиеся в технологических хранилищах Байкальского ЦБК.
Информация и фото предоставлены д.х.н., профессором РАН, ведущим научным сотрудником Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН Федяевой Оксаной Николаевной
