Блог

Oct 30, 2023

Избавление от слизи

За последнее десятилетие свалки по всей территории США боролись с липким полимероподобным веществом, называемым «черная слизь» или «флаббер», которое может засорять жизненно важное оборудование и ухудшать качество фильтрата и газа.

За последнее десятилетие свалки по всей территории США боролись с липким полимероподобным веществом, называемым «черная слизь» или «флюббер», которое может засорять жизненно важное оборудование и нарушать операции по сбору фильтрата и газа.

Аномалия, в основном обнаруженная на более влажных свалках или участках, принимающих осадок с очистных сооружений, сбила с толку ученых, пытающихся выяснить, что такое черное твердое вещество и откуда оно берется.

На выставке WasteExpo этого года, которая пройдет 1-4 мая в Новом Орлеане, участники сессии «Управление фильтратом: обновленная информация о «флаббере» и «черной слизи» обсуждают загрязняющий материал, его происхождение, инструменты для предотвращения и устранения, а также обновления. о текущих исследованиях.

Крейг Бенсон, участник дискуссии и почетный профессор гражданского, экологического и геологического проектирования Университета Висконсина, сказал, что впервые столкнулся с черной слизью около 10 лет назад, работая на влажной свалке на юго-востоке.

Предприятие, куда поступало много жалоб на неприятный запах, изо всех сил старалось снизить уровень сточных вод из-за часто засоряющихся труб. «Мы не могли поддерживать работу труб; насосы постоянно забивались этой черной гадостью», — сказал он. «По сути, [твердые тела] восстанавливались через день».

Бенсон продолжал обнаруживать присутствие черной слизи и в других местах, что побудило его продолжить исследование этого явления.

«Мы будем видеть это все больше и больше, присутствие этого черного, вязкого, липкого материала, отличного от исторически черной биологической материи, с которой мы все знакомы», — сказал он. «Это были разные вещи. Это была не просто биопленка; это был другой материал».

Что это такое?

Чтобы найти решение проблемы, Бенсон сказал, что сначала ему необходимо понять, как вещество перемещается по свалкам и как оно попадает в системы сбора фильтрата.

Используя примерно 30 образцов, взятых со свалок твердых бытовых отходов в США, Гуаме и Пуэрто-Рико, исследование Бенсона показало, что, независимо от местоположения свалки или состава материала, большинство образцов имеют одинаковые физические характеристики — эластичный, эластичный материал с сильным запахом. , что, вероятно, можно отнести к сульфидным соединениям, прикрепленным к «липкому материалу».

Для дальнейшей идентификации вещества Бенсон использовал инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR), чтобы изучить химическую связь и химическую структуру образцов черной слизи. При использовании FTIR ультра-инфракрасный луч направляется в образец, где некоторые длины волн поглощаются, а другие нет. Датчик измеряет то, что отражается, создавая таким образом «отпечаток пальца» о составе материала.

Глядя на образцы черной слизи с 17 различных свалок в США, Бенсон сказал, что все они «по сути имели одинаковый FTIR-спектр и… один и тот же тип связи».

Он также заметил, что эти связи похожи на полимеры на основе акрилата, которые, как он отметил, повсеместно распространены в современном мире.

В дополнение к FTIR Бенсон использовал термогравиметрический анализ (TGA) для изучения состава черной слизи. «Мы провели очень простой… ТГА, термогравиметрический анализ, [когда] я беру образец, помещаю его в печь, повышаю температуру и измеряю массу по мере того, как она нагревается. По сути, я сжигаю части этого образца с течением времени».

По словам Бенсона, в ходе этого процесса он обнаружил ключевое различие, которое заставило его поверить в то, что образцы могут быть коммерческим полимером.

«[Вес] образца [был] уменьшался с течением времени… так что, по сути, это вода, которая извлекается, а затем она просто падает. А затем оно продолжает еще больше снижаться», — сказал Бенсон, описывая график ТГА-анализа. «Это падение находится в диапазоне разложения полимера; это синтетический полимер. Это не натуральный материал».

По словам Бенсона, в большинстве коммерческих полимеров, таких как полиакрилат, должна быть возможность «взять этот гидратированный, клейкий материал, высушить его и сделать твердым, а затем я могу повторно смочить его, и он должен реформироваться, как и раньше».