Промышленная переработка мусора

Способы утилизации промышленных отходов

Отходы промышленности образуются на стадиях получения продукции. Промотходы относятся к первым классам опасности и представляют угрозу для природного равновесия и здоровья людей. При проникновении в окружающую среду отработанные материалы уничтожают животный и растительный мир.

Утилизация промышленных отходов – первоочередная экологическая проблема, над ней работают ученые всех развитых стран.

Способы утилизации промышленных отходов

Утилизация – это вовлечение отработанных материалов в новые технологические циклы, использование в полезных для общества целях после вторичной переработки.

В производстве доля отбросов составляет 10% от количества используемых сырьевых ресурсов. Возникая на различных стадиях промышленного цикла, они должны собираться и утилизироваться.

Существуют разные способы утилизации промышленного мусора:

• складирование на отвалах;
• захоронение;
• сжигание.

Захоронение

Промотходы складируются на специальных полигонах, где их временно нейтрализуют для дальнейшего захоронения или сжигания. Для промышленных отбросов оговаривают время хранения в местах складирования. Они не могут повторно использоваться.

Захоронение опасных отходов исключает возможность протекания в окружающую природную среду. Их тщательно изолируют, чтобы вредные соединения не попали в грунт и подземные воды.

Требования к площадке

Опасный промышленный мусор отправляют на специально обустроенные площадки. Они находятся в подземных и наземных постройках на промышленных предприятиях или за его пределами. К таким объектам относятся:

• хвосто- и шламохранилища;
• пруды;
• отстойники;
• могильники;
• накопители;
• золо- и шлакоотвалы;
• полигоны;
• терриконы и другие хранилища.

Для их целей используется территория, на которой соблюдаются меры предосторожности в процессе хранения. На площадках с опасными отходами используют:

• пластиковые прокладки;
• виниловые наружные перекрытия;
• фильтры для выведения газов;
• стоки для отвода ядовитой жидкости.

Полигоны служат для определенного класса опасности отходов. Их строительство осуществляется в соответствии со строительными нормами и согласовывается с местными властями. После заполнения площадку закрывают покрытием и засыпают грунтом. На поверхности высаживают растительность.

Проектирование площадки

При проектировании объектов пользуются строительными правилами и нормами. Они устанавливают единые требования к строительству подобных сооружений. На полигонах проектируют:

1. Площадку (цех), где производят обезвреживание и предельное снижение класса угрозы токсичных отходов. Здесь сокращают общий объем материалов для дальнейшего сжигания.
2. Полигон для хранения.
3. Гараж, где находится автотранспорт, на котором перевозят подлежащий утилизации мусор.

Правила строительства полигонов

Комплекс сооружают вдали от населенных пунктов, лесных массивов, рек, водоемов. Его оборудуют сложными инженерными механизмами и коммуникациями. После введения в эксплуатацию проводят регулярный мониторинг и контроль поступающего биологического газа и фильтрата.

Токсичную жидкость собирают и удаляют. Существует порядок заполнения площадки отработанными материалами. Площадка перед использованием выравнивается. Грунт уплотняется с помощью минеральных и искусственных материалов. Это помогает не допустить попадания ядов в почву.

Выбирают хорошо проветриваемое место, чтобы устранить скопление токсичных газов. Санитарная зона в радиусе 3 км запрещает нахождение общественных застроек, земельных угодий, рек, озер. К полигону прокладывают автомобильную трассу. На площадках делают удобные проходы между объектами.

Оборудование для захоронения отходов

Для захоронения опасных отходов применят различного вида оборудование:

• компакторы-уплотнители;
• различного рода промышленные мельницы;
• дробильные установки.

Они помогают измельчить мусор до необходимой фракции. Дробилки могут быть конусными, ударными, щековыми, центробежными.

Мельницы – вальцовые, трапецеидальные, маятниковые, суспензионные, вертикальные.

Сжигание отходов

Смолы, промышленные пастообразные отработки, отходы после фильтрации сжигают.

Используют обжиговые и многокамерные печи. Их оснащают устройствами, которые не пропускают ядовитые испарения в атмосферу при горении.

Горючие вещества, которые опасно сжигать в печах, уничтожают с помощью плазменных воздушных струй. Получаемый при сжигании метан, используют в качестве энергии. Твердое отработанное сырье перед захоронением дробят. Для этих целей применяют дробильные установки.

Этапы утилизации

Утилизация отработанных отбросов проходит четыре этапа:

• сбор промышленного мусора, сортировка;
• транспортировка на отвалы;
• возвращение материалов или энергии для повторного использования (рекуперация), утилизация;
• обезвреживание и захоронение.

Проблемы утилизации предполагают использование прогрессивных технологий. Одной из них является рекуперация. Она позволяет вторично использовать отработанные материалы, получать электроэнергию, не наносить вред природе.

При вторичной переработке промотходов используют методы:

1. Разделение металла на черные и цветные, переплавку.
2. Получение гранулята при переработке пластика и полимерных изделий, получение качественной продукции.
3. Переработка резиновых шин в крошку, последующее применение ее в качестве наполнителя и строительного материала.
4. Производство бумажных изделий и древесно-стружечных плит из отходов древесины.
5. Получение электро- и теплоэнергии из горючих материалов.

Утилизация помогает сберечь природные ресурсы и эффективно использовать материалы.

Утилизация опасных промышленных отходов

Существующие технологии не позволяют перерабатывать опасные промышленные отходы 1-3 классов. Их утилизация проводится с помощью специальных средств. Способы, которые используют для обезвреживания и ликвидации:

• цементирование промышленных отходов;
• заключение ядовитых веществ в стеклянные емкости;
• сжигание;
• стерилизация с помощью высокого давления;
• захоронение.

Наиболее часто используется метод захоронения при утилизации жидкостей. Отработки закачиваются через трехслойные трубы в резервуары.

1. Механический.
   С его помощью измельчают отработанные материалы.
2. Биохимическая переработка.
   Проводят обезвреживание с помощью микроорганизмов для вторичного использования.
3. Химический.
   Метод изменяет свойства исходного материала.
4. Диффузионный.
   Вещество сушат, кристаллизуют, дистиллируют.
5. Термический.
   Материал сжигают и используют метод пиролиза (нагревают в печах без доступа кислорода, чтобы разложить тяжелые элементы на более легкие).
6. Гидродинамический.
   Он включает отстаивание, фильтрацию, разделение на составляющие в центрифугах и др.

Утилизация таких промышленных отбросов требует от исполнителей знаний, умения работать с опасными материалами.

Методы позволяют получить новые полезные продукты для промышленных отраслей.

Утилизация жидких промышленных отходов

Особую проблему вызывает утилизация жидких промышленных отработок. Опасными отбросами являются стоки химических предприятий. Ранее практиковали метод многократного разбавления водой и слив в водоемы. Природоохранные организации запретили такой способ обезвреживания. Очищение сточных вод производится в два этапа:

1. Фильтруют с целью получения осадочного материала.
2. Проводят биологический метод разложения остатков.

Полученные вещества сжигают в печах. Если на поверхности образуется пленка, она разлагается за 3 суток. Используют активаторы. Очищенная вода пропускается через грунт и может применяться для других целей. Менее опасными считают отходы выработанных шахт.

Производственные отходы

Все отходы, которые возникают в процессе существования человечества, подразделяют по типу их происхождения на отходы потребления и отходы производства.

Последние представляют собой некоторые вещества либо их смеси, или более неупотребимые сырьевые остатки, которые образуются в качестве побочных продуктов производственного цикла, сопровождающиеся термической или химической обработкой различного природного сырья.

Такие отходы уже не представляют ценности на данном этапе производственной деятельности (мусор, остатки упаковки, бой и тому подобное), но вполне могут быть подвергнуты переработке с целью дальнейшего применения.

По своему агрегатному состоянию мало и крупнотоннажные производственные отходы бывают:

Жидкие производственные отходы

К жидким отходам промышленности, получаемым при переработке различного сырья, относят:

• жидкие составы с радиоактивными включениями;
• жиры и смазочные вещества;
• эмульсии;
• масла.

Менее вредными из них являются продукты переработки нефти, а наиболее взрывоопасными, – серная кислота.

Отходы твердых производственных материалов

Твердые отходы промышленности представлены следующими группами веществ:

• пустые породы, выбракованные при очистке полезных ископаемых;
• изношенные, выработавшие свой производственный ресурс машины и механизмы;
• твердофракционные соединения, полученные в результате химической, физической или механической обработки производственного сырья.

На производстве твердые отходы возникают:

• в химической и нефтехимической промышленности, как вещества различных физических состояний;
• в металлургии, в виде кокса, шлаков и остатков металлической формовки;
• в энергетике, как шлак и зола станций;
• в деревообрабатывающей промышленности, оставляющей не использованными сучки, стружку и опилки.

Классифицируют твердые отходы по четырем основным признакам:

• по характеру их токсичности для окружающей среды и здоровья человека;
• по промышленным отраслям в качестве источника их происхождения (деревообрабатывающая, тяжелая, химическая, угольная);
• по общим физическим качествам – плотности, структурированности;
• по фракционному состоянию – газ, твердое тело, жидкость.

Токсичные производственные отходы

По общепринятому в государстве классификатору производственных отходов, исходя из их физико-химических свойств, а также необходимых условий дальнейшей утилизации, выделяют пять классов опасности:

• чрезвычайно токсичные (ртуть);
• высокотоксичные;
• умеренно токсичные (масла);
• малотоксичные;
• почти безопасные, инертные (мел, глинозем, гипс).

На каждый из отходов составляется своеобразный паспорт, с указанием класса его опасности и объемов накопления на производстве и размещения в окружающей среде.

Многие отходы производственной деятельности являются очень ядовитыми соединениями. Например, безводный хлорид алюминия, являющийся токсичным отходом при производстве титана, в целях его обезвреживания перед размещением на полигоне обязательно обрабатывается карбонатом кальция.

Все опасные отходы производства характеризуются такими признаками, как:

• содержание в своем составе вредных для здоровья человека, животных и жизнеспособности растений веществ;
• наличие возбудителей инфекционных заболеваний, или соединений, вызывающих отравление живых организмов или коррозию природных материалов;
• наличие взрыво- и пожароопасности, токсичности или радиационного излучения.

По содержанию ядовитых веществ в отходах промышленности присутствуют следующие губительные для природы соединения:

Что можно сделать из производственных отходов

В основном, для последующей переработки используются крупнотоннажные отходы, производимые промышленностью миллионами тонн ежегодно.

Эти, казалось бы, ненужные вещества, с успехом перерабатываются в биологический газ и строительные материалы.

Огромное количество твердых производственных отходов идет на:

• ремонт дорожных покрытий, устранение ям и засыпку дамб;
• восстановление разрушенных горнодобывающей промышленностью земель;
• различные нужды сельского хозяйства.

Переработка, утилизация и вывоз производственных отходов

Теоретически считается, что любые отходы, в том числе и производства, может быть подвергнуто последующей полезной переработке с целью получения вторичного сырья для нужд промышленности.

Однако решающим фактором при этом является экономическая целесообразность дальнейшей переработки (финансово-трудовая затратность самого перерабатывающего процесса), и твердость отходов (чем тверже, тем больше трудностей с переработкой мусора).

Некоторые, так называемые возвратные отходы производства, в их определенной части, способны быть вновь задействованными в производстве, с учетом их некоторой утраты ими потребительских качеств.

Каждая из фракций производственных отходов собирается и утилизируется отдельно, в соответствии с принятой для конкретной фракции технологией утилизации.

Тем не менее, сбор всех производственных отходов, их перевозка до места утилизации и собственно уничтожение осуществляются специализированными организациями, имеющими лицензию на осуществление указанного вида деятельности, и обязательно регламентируются требованиями СанПиНа.

Утилизация производственных отходов

Все отходы, которые не задействованы в дальнейшей переработке, подлежат утилизации на специально предназначенных для такой цели полигонах огромных площадей, технически оборудованных сооружениями, предотвращающими загрязнение окружающей среды.

Кроме захоронения на полигонах, требующего выведения из оборота земель сельхоз хозяйственного назначения, иногда, отходы энергетики полностью уничтожаются сжиганием на термических заводах, отравляя при этом воздух продуктами горения (газами, пеплом и золой).

В качестве обеззараживания отходов перед их утилизацией их подвергают:

• сжиганию в топливных печах или реакторах;
• обезвреживанию химическими соединениями;
• загущению жидких отходов, смешивая их с глиной.

Вывоз отходов

Вывоз отходов с предприятий и организаций осуществляется различными способами.

На конкретный способ вывоза отходов влияет их физическое состояние:

• твердые отходы вывозят в специально предназначенных контейнерах;
• жидкие, – в герметично закрытых цистернах.

Продажа производственных отходов

Вторичная переработка отходов производства не только поддерживает экологию, но и является источником дополнительного дохода.

Организация продажи отходов производства может сослужить хорошую службу в увеличении прибыльности предприятия.

При этом доход предприятия от продажи возвратных отходов невозможно будет уменьшить на их стоимость, поскольку предприятие их, как разъяснил Минфин в 2008 году, самостоятельно не приобретало.

Конечно, не все сырьевые остатки, или отработанные материалы и полуфабрикаты способны стать вторичным сырьем.

Реализовать в качестве материала для переработки во вторсырье возможно только возвратные отходы, которые будут в последующем переработаны на специально оснащенных под переработку заводах.

Утилизация промышленных отходов

Дата публикации: 21.06.2017 2017-06-21

Статья просмотрена: 2000 раз

Библиографическое описание:

Барабанщиков Д. А., Сердюкова А. Ф. Утилизация промышленных отходов // Молодой ученый. — 2017. — №25. — С. 101-104. — URL https://moluch.ru/archive/159/44714/ (дата обращения: 25.10.2019).

В статье рассмотрены проблемы утилизации промышленных отходов. Отмечено, что проблема защиты окружающей среды является комплексной и носит глобальный характер. Длительные загрязнения природной среды отходами промышленности приводят к деградации окружающей среды. В связи с многочисленными отраслями промышленности, которые поставляют отходы во внешнюю среду, существуют некоторые проблемы утилизации этих отходов. Обострение экологических проблем на фоне интенсификации производственных процессов требует пересмотра подходов для управления процессами в сфере обращения с отходами производства.

Ключевые слова:промышленные отходы, утилизация, вторичное сырьё, рециклинг, загрязнение окружающей среды

Указом Президента Российской Федерации Владимира Путина 2017 год провозглашён годом экологии в России [1]. Первоочерёдной экологической задачей является вопрос урегулирования обращения с отходами. Научно-техническая революция двадцатого века превратила мир, трансформировала его и представила человечеству новые знания и инновационные технологии, которые раньше казались фантазиями. Резкое ухудшение состояния окружающей среды стало другой стороной монеты, которая дала человеку возможность покупать практически всё, что необходимо. Примитивное мышление и потребительский подход к природе и природным ресурсам привели к тому, что проблема утилизации промышленных отходов относится теперь к наиболее острым проблемам.

Экосистемы нашей планеты больше не способны «переваривать» всевозрастающие объёмы отходов и новых синтетических химикатов, поэтому на современном этапе всё же повсеместно растёт понимание того, что человечество разрушает окружающую среду и подрывает будущее нового поколения.

Промышленные отходы зачастую являются химически неоднородными, сложными поликомпонентными смесями веществ, обладающими различными химико-физическими свойствами, представляют токсическую, химическую, биологическую, коррозионную, огне- и взрывоопасность. В России количество всех образовавшихся и учтённых отходов с 2006 г. по 2015 г. возросло на 44 %. Согласно последним данным Министерства экологии России, в 2015 году наибольший объём образования отходов приходится на добычу полезных ископаемых — 4653 млн тонн (92 %), доля обрабатывающих производств составила почти 6 %, что в количественном значении составляет почти 283 млн тонн отходов. При производстве и распределении электроэнергии, газа и воды образуется 26.4 млн тонн (0,5 % всех отходов).

На долю сельского хозяйства, охоты и лесного хозяйства пришлось менее 1 % всех образовавшихся и учтённых отходов производства и потребления (45.8 млн тонн). Прочие виды деятельности занимают в этой структуре ещё более низкую долю.

Динамика образования опасных отходов (I-IV классы опасности) имеет в последнее время во многом колебательный характер: в отдельные годы отмечался рост, а в другие годы — уменьшение рассматриваемого показателя. Объём образованных отходов всех классов опасности на 1 млн. рублей валового внутреннего продукта в 2016 году составил 81,2 тонн [2].

Несмотря на то, что большое распространение в наше время приобрела проблема ресурсосберегающего отношения человечества к природе, вместо переработки отходов в нашей стране часто организуют места для хранения и их захоронения [3, с. 19]. Распространённость этого метода объясняется отсутствием должного количества перерабатывающих мощностей (по данным Росприроднадзора, на 01.01.2016 г. общее количество действующих в России лицензий на деятельность в области обращения с отходами составляет 11667 шт.). Но кроме прочего, по мнению автора, причина столь небрежного и нерационального метода кроется также в низкой экологической культуре российских граждан и недостаточности знаний, ведь, как показал опыт многих стран, утилизация является очень выгодной для страны, поскольку переработанные отходы используются для производства тепловой и электроэнергии, а также являются вторичным сырьём, которое стало полноценным продуктом международной торговли [4]. Её в огромных объёмах закупает Китай, Швеция [5, 6].

Устойчивое управление отходами остаётся одной из приоритетных сфер деятельности в направлении охраны окружающей среды в современном мире. В настоящий момент нет единого комплексного подхода к выбору метода утилизации отходов — все существующие технологии имеют определённые преимущества и ограничения. При этом акцент должен делаться на получении экономического, социального и экологического эффекта.

Утилизация отходов — это процесс, посредством которого отходы, имеющиеся в производственных единицах, собираются, сортируются и обрабатываются, в результате чего появляются переработанные продукты, которые могут использоваться для различных целей как внутри компании, так и за её пределами. Такой подход способствует значительному сокращению отходов и загрязнению окружающей среды. Автор считает, что утилизация отходов должна рассматриваться в качестве меры для всех производственных компаний для защиты окружающей среды. Например, что касается пищевой промышленности, то в плоскости комплексного использования её сырья находится идея внедрения в производство не только мало- и безотходных технологий в отдельных технологических процессах субъектов хозяйствования, но и использование отходов как вторичного сырья в интегрированных предприятиях, их объединениях и других отраслях национальной экономики. Применение отходов в процессе производства продукции позволяет преобразовывать их в ценное, порой даже дефицитное сырьё, используемое в сельском хозяйстве чаще всего как корма в животноводстве и удобрения в растениеводстве в других отраслях промышленности и для вторичной переработки на том же предприятии, где они получены.

Утилизация промышленных отходов включает в себя такие направления, как утилизация гальваношламов и гальванических отходов, утилизация отходов лакокрасочных материалов и смол, отходов растворителей, ацетона, утилизация смазочно-охлаждающих (СОЖ) жидкостей и отработанных масел и смазок, утилизация отработанного антифриза, масляных фильтров, замасленных отходов, утилизация нефтешламов, утилизация медицинских отходов, утилизация волос, уничтожение просроченной, неликвидной или недоброкачественной продукции, утилизация отходов пивоваренного, ликероводочного производства.

Особое направление занимает утилизация опасных промышленных отходов. Уже на этапе транспортировки таких отходов можно столкнуться с множеством проблем, обычные пробки на дорогах могут подвергнуть опасности людей, поэтому план и маршруты транспортировки прорабатываются с особой тщательностью.

Утилизация опасных промышленных отходов сопряжена с несколькими взаимосвязанными экологическими преимуществами, среди которых — сокращение потребления сырья, загрязнения, потребления энергии и объёма отходов, которые необходимо обрабатывать и утилизировать. Добыча, переработка, транспортировка и переработка нового сырья могут оказать значительное влияние на окружающую среду. Переработка опасных отходов может означать меньшее загрязнение воздуха, воды и почвы. Кроме того, рециркуляция может сократить выбросы парниковых газов. При переработке опасных отходов затрачивается меньше энергии для получения сырья и производства продукции. В случае снижения спроса на энергию, сокращается количество ископаемых видов топлива и уменьшается количество выбросов парниковых газов в атмосферу, в результате чего уменьшаются негативные последствия изменения климата и загрязнение воздуха.

В последнее время широкую популярность приобретает переработка органических пищевых отходов с помощью микробных субстанций. Технология проста: 5 кг микробного препарата смешиваются с тонной отходов и 1,5 тоннами воды. При температуре смеси в 25–30 градусов процесс разложения отходов занимает от трех дней до недели. В результате реакции отходы разлагаются до 95 % с образованием 160 кубометров смеси метана и водорода, а также до 150 килограммов твёрдого топлива. Для предприятий пищевой промышленности целесообразно использовать технологию применения микроорганизмов, в основе которой лежит пропуск воды через модульную установку с микроорганизмами. Начинается процесс по разрушению органических соединений в установке, затем проходит её сбраживание без участия воздуха. Следующий этап — окисление остатков. В результате очищенная вода по своим свойствам очень близка к естественной.

В продолжение темы водоочистки можно также упомянуть добывающую промышленность. Так, например, при добыче сланцевого газа или, скажем, переработке семян подсолнечника вода загрязняется как органическими, так и неорганическими добавками. Их высокая концентрация делает такую воду опасной для окружающей среды, а процесс утилизации — сложным. Система мембран в сочетании с испарением удаляет минеральные примеси, а концентрат органических веществ направляется на приготовление водоэмульсионного топлива на базе мазута. Срок хранения такого топлива составляет около месяца.

Проблемы водоподготовки являются чрезвычайно актуальными для предприятий металлургии и энергетической отрасли. Очистка воды основана на методе обратного осмоса, когда вода проходит через электрические мембраны и очищается от примесей, который дополнен процессом кристаллизации минеральных примесей. Использование технологии может значительно сократить расходы кислот и щелочей для очистки воды и получать сопутствующие продукты — обычную соль, сульфат натрия и некоторые другие вещества, которые могут быть использованы в производстве стекла или строительной отрасли.

В отличие от имеющихся методов переработки автомобильных шин (сжигание, пиролиз, механическое измельчение, криогенная обработка), расщепление шин на составляющие (метод «магнитного удара») является экологически безопасным, чего, например, нельзя сказать о их сжигании. Это позволит размещать перерабатывающие предприятия в городской черте и уменьшить вредное воздействие на окружающую среду. Под действием «магнитного» удара шина разлагается на резину и стальную проволоку, пригодные для дальнейшей переработки. Особенностью технологии является относительно небольшое потребление электроэнергии — 0,1 кВт в пересчёте на килограмм шин.

В развитых странах большое внимание уделяется популяризации продукции, произведённой с использованием вторичных материалов. По показателям рентабельность такого производства может уступать экологической ценности. Высокий уровень эколого-правового сознания иностранных граждан — результат синтеза информационно просветительской кампании, экономического стимулирования «экологизации» производства и всех сфер общественной жизни в целом, механизма действенных превентивных мер. Ключевыми элементами стратегии управления отходами является предотвращение их образования или минимизация объёмов отходов, а дальше — их повторное использование, утилизацию или уничтожение предполагается применять только тогда, когда любое другое действие, направленное на минимизацию отходов, невозможно. Таким образом, использование и внедрение методов предотвращения образования промышленных отходов является первоочерёдным принципом стратегии в области обращения с отходами.

При этом управление отходами в развитых странах предусматривает такие приоритеты в осуществлении утилизации отходов: поощрение к повторному использованию; предоставление преимуществ утилизации, особенно рециркуляции; минимизация количества отходов, подлежащих удалению; удаление отходов безопасным способом, причём как можно ближе к месту их производства и не уменьшая эффективности операций по обработке отходов [7, 8].

Практика использования вторичных материальных ресурсов убедительно доказывает эколого-экономическую эффективность. Так, в Греции введён проект интегрированной системы сбора для регенерации отходов масел (waste lube oils — WLO). Благодаря проекту ряд греческих заводов прекратили импорт сырья, поскольку количество WLO оказалось достаточным для удовлетворения потребностей производства [9]. В Италии и Испании введены проекты очистки сточных вод текстильных и кожаных фабрик с целью дальнейшего использования предприятиями и сельским хозяйством. Эти технологии способствовали снижению общего потребления фабриками воды на 40 %, а также нагрузки на водные ресурсы для промышленности; также они способны повысить доступность питьевой воды в некоторых районах [10].

В Нидерландах разработана улучшенная технология, которая позволяет без предварительной сортировки, в рамках одной системы, разделять и очищать отходы в состояние первоначального сырья. Система полностью перерабатывает все виды отходов в закрытом цикле, без остатка. Сырьё полностью очищается от примесей (вредных веществ, красителей и т. п.), упаковывается и может быть использовано вторично. При этом система экологически безопасна. В Германии построен и протестирован Службой технического контроля и надзора (TÜV) завод, который успешно работает по этой технологии в течение десяти лет в тестовом режиме.

Германия — пионер в области утилизации отходов в мире. Ежегодно в стране перерабатывается сырьё стоимостью в полтриллиона евро, а доля вторичной переработки отходов достигает 65 %.

Рациональное использование сырья, вторичная переработка в совокупности с применением новейших энергосберегающих технологий по утилизации, позволяют выйти на новый, более уверенный уровень в экономике как отдельного предприятия, так и государства в целом. Развитие и наращивание оборота производств, которые принимают участие во многих рецикличных процессах производства, положительно сказывается также и на уровне состояния окружающей среды в условиях общих тенденций по загрязнению окружающей среды.

Проблема утилизации промышленных отходов является чрезвычайно актуальной не только в пределах Российского государства, но и на мировом уровне. Многие страны, получившие негативный опыт и сумевшие преодолеть проблему отходов, могут стать примером для других стран. Компании по всему миру ищут способы увеличить прибыль и снизить стоимость. Это создаёт множество возможностей для поиска методов утилизации отходов и снижения затрат. В общем вторичная переработка является наиболее эффективным способом утилизации отходов после минимизации их производства, поскольку является экономически выгодной в случае организации всего технологического процесса и безусловной поддержки государства.

Автор считает, что без системы управления и поддержки государства невозможно построить экологически ориентированное общество.

Разделяем?!
Технологии переработки промышленных и бытовых отходов

В последнее время во многих странах растет интерес к отходам как ценному виду сырья, причем касается это не только тех мест, где сырьевые ресурсы ограничены. Повторное использование материалов в процессе промышленного производства, как правило, требует меньше энергии, отсюда ощутимая экономическая выгода от рециклинга, поэтому все бо’льшая доля собираемого в мире мусора отправляется на переработку. Присоединимся ли и мы по принципам обращения с отходами к передовым странам?

В последнее время во многих странах растет интерес к отходам как ценному виду сырья, причем касается это не только тех мест, где сырьевые ресурсы ограничены. Повторное использование материалов в процессе промышленного производства, как правило, требует меньше энергии, отсюда ощутимая экономическая выгода от рециклинга, поэтому все бо’льшая доля собираемого в мире мусора отправляется на переработку. Присоединимся ли и мы по принципам обращения с отходами к передовым странам?

Где-нибудь в Швеции, например, удалось довести эту долю до рекордных 95%. Конечно, не надо думать, что весь мусор там подвергается рециклингу, все-таки многие материалы могут применяться в товарном производстве лишь раз, и в эту цифру включены все возможные виды переработки отходов, включая сжигание и пиролизное разложение. Но некоторые весьма распространенные в быту материалы могут циркулировать в производственном обороте практически вечно. Вот, скажем, газеты. Новости устаревают быстрее, чем набирается шрифт колонки, подшивать их незачем, чай, не «Правда», а использование старых газет для упаковки, растопки и эрзац-туалетной бумаги за рубежом не развито. Так что схема: «купил–прочитал–сдал» работает там безотказно. Развитие электронных СМИ неуклонно снижает тиражи их бумажных версий, что позволяет печатать новые газеты на одном лишь вторсырье. Круговорот газетной бумаги, как и упаковочного картона, важен не только по причине сохранения живых деревьев, но еще и потому, что производство бумаги из древесины – трудоемкий и сравнительно грязный в экологическом смысле процесс.

Другой «вечный» материал – это пластики, относящиеся к группе термопластов. Их принципиальное свойство в том, что их можно многократно расплавлять для придания нужной формы, свойств своих при этом они не теряют. Таков, например, полиэтилентерефталат, известный всем по ПЭТ-бутылкам. Производить новый полимер из сырья намного дороже, чем выдувать из старых бутылок новые. Тем более что материал этот из бытовых пластиков наиболее инертен, не подвержен воздействию УФ-лучей, как полиэтилен, да и аппаратура для выдува распространена широко и находится, как говорится, на месте.

Еще один широко применяемый для производства бутылок и другой посуды материал – стекло. Вот уж действительно вечный продукт без всяких кавычек, в воде хотя и тонет, но в огне не горит. Для его получения кроме энергии требуется отборный речной песок, ресурс в известном смысле ограниченный, так как постоянно растет дорожное и жилищное строительство и использование в качестве вторсырья стеклобоя становится все более выгодным. Существовавшая в советское время система оборота стеклопосуды рециклингом, конечно, не была, но позволяла разливающим пищевые жидкости предприятиям большой страны снижать издержки путем использования универсальной тары.

Ну и, наконец, металлы. Жесть и алюминий, применяемые для производства консервных банок, могут переплавляться бессчетное число раз, а их повторное использование приносит экономике ощутимую выгоду за счет того, что на первичное получение железа и алюминия из руды тратится колоссальное количество энергии. Но применение вторсырья не только снижает производственные издержки, оно снижает и объем вывозимого из домовладений на полигоны мусора и соответственно уменьшает размеры отводимых под эти полигоны площадей.

Эти четыре вида материалов, по разным подсчетам, составляют до 40% содержимого среднестатистического пакета с ТБО. Заметим, однако, что их бо’льшая часть – это не что иное, как упаковка приобретаемых в супермаркетах продовольственных или промышленных товаров, простая в сортировке, не требующая предварительной обработки, как-то: мойка, разборка и т. п. И, к примеру, вернуть в промышленный оборот ценную стальную кастрюлю с пластмассовыми ручками окажется уже не так-то просто. Но статистику создают объемы, поэтому на них и основное внимание.

Любая переработка начинается со сбора, и она будет тем лучше и полнее, чем больше на покупательскую корзину будет похоже мусорное ведро. Вот именно, не успели мы все привыкнуть паковать ТБО в специальные пакеты, как приходит пора возвращаться к подзабытым ведрам. Выходить с таким ведром во двор, и в один контейнер из него – газеты, в другой – пластиковые бутылки, в третий – стеклянные, консервные банки – в четвертый. Только не подлежащие переработке отходы все в один пакет и соответственно в пятый контейнер, а потом – домой возвращать ведро. Нечего сказать, занятие, достойное пенсионеров и школьников, спешно бросить пакет по дороге на работу уже не получится, да и как ни крути, дополнительное место в квартире под «ресайкабельные» отходы потребуется.

Одной сознательности горожан может быть для этого недостаточно, а финансово мотивировать тут нечем. При средней цене макулатуры 2 руб. за 1 кг имевшиеся в недавнем прошлом приемные пункты «приказали долго жить», а 50 коп. за 1 кг стеклобоя или 25 коп. за алюминиевую банку тем более никого не вдохновят. А вот снижение стоимости вывоза ТБО за счет муниципальной поддержки для жителей, участвующих в программе раздельного сбора, может стать хорошим стимулом. Также важно максимально упростить сбор сортированных отходов, например собирать все перерабатываемые отходы в один контейнер, тогда не нужен будет во дворах «частокол» из разноцветных баков, а всего лишь два вида; спешащие работающие люди смогут сдавать в переработку всё в одном пакете, как раньше. За рубежом при обслуживании частного сектора так и делают: ставят у каждого дома по два 120-литровых контейнера: один для вторсырья, другой для неперерабатываемых ТБО. В домах с мусоропроводами можно их отвести для вторичных ресурсов, а «пахнущие» пакеты выносить на улицу вручную, так будет даже гигиеничнее.

Ну и важный момент – ответственность за свой мусор. Там, где на общую муниципальную площадку сбора ТБО мусор приносят жильцы разных ТСЖ и УК, да еще близлежащие магазины свои отходы подбрасывают, порядка не будет, даже если все вандалы вдруг превратятся в добропорядочных горожан. Общее – оно же на самом деле ничье, мы уже это проходили. Собранное вторсырье «микст» затем можно сортировать на специальных линиях с частичным применением ручного труда. Такая работа не будет принципиально отличаться от любого промышленного конвейера. Совсем другое – вытаскивать металлы из смешанных с органическими отходами ТБО. Для вывоза мусора из дворов не понадобится даже специальный мусоровоз, одна машина в первую половину дня будет забирать вторсырье, во вторую – остальной неперерабатываемый мусор. Сегодня многие подрядные организации и так совершают по два рейса в день, чтобы содержать площадки в чистоте.

Другой вариант – это применение мусоровозов с раздельным кузовом и двумя пресс-камерами, что позволит забирать оба типа отходов за один рейс. Недостаток этих мусоровозов в том, что кузов делится не пополам и меньший отсек работает только с небольшими контейнерами, и если используются для сбора евроконтейнеры объемом 1,1 м 3 , для них такие машины не подойдут. В этом случае работников коммунальной сферы выручат так называемые «перегружаемые» мусоровозы. Они строятся на среднетоннажных шасси и предлагают кузова от 5 до 8 м 3 . Их приемная камера сконструирована таким образом, что они поднимают евроконтейнеры всех типоразмеров и могут разгружаться в мусоровоз с задней загрузкой на тяжелом дорожном шасси. Большой мусоровоз в сборе ТБО не участвует, остается на базе и не жжет зря топливо, маневрируя в тесных дворах или простаивая в уличных пробках. Вместо него всю «грязную» работу выполняют «малыши» среднетоннажники, он же по заполнении своего кузова отправляется на полигон или на линию сортировки и переработки в зависимости от груза.

ООО «ИСКУБ» является официальным представителем в РФ и СНГ одного из мировых отраслевых лидеров – итальянской DULEVO International и поставляет специальные городские мусоровозы Dulevo 5000 Compatto на самоходном шасси собственной конструкции. Они также относятся к категории «перегружаемых». Кузов объемом 10 м 3 снабжен прессовым оборудованием со степенью уплотнения 5:1. От аналогов на автомобильных шасси эти машины отличаются в первую очередь компактными размерами и высокой маневренностью за счет бесступенчатой гидростатической трансмиссии и полностью управляемых колес с радиусом поворота менее 9 м. Значительным плюсом является низкопольная кабина – это снижает утомляемость оператора и позволяет легче маневрировать в городской среде, например во дворах и на улицах, где много припаркованных машин. Гидравлическое регулирование высоты подвески позволяет перегружать мусор в любой крупнотоннажный мусоровоз без использования вспомогательных устройств.

Что же касается общественных мест, улиц, площадей, зон отдыха – то сортировать отходы можно по полной, они же там непосредственно образуются, не надо их предварительно складировать, как дома, важно только правильно выбирать нужную урну отдельно для стеклянных бутылок и отдельно для банок из алюминия. Особо сознательных горожан можно приучить даже сортировать отдельно печатные издания по видам бумаги, а стеклянную бутылку по цвету. Урны и небольшие «евроведра» с сортированными отходами выгружают вручную в специальные мусоровозы «кербсайдеры». Их кузов поделен на несколько секций без прессующего оборудования, загружаются отсеки с помощью размещенных сбоку машины ковшей у моделей на больших дорожных шасси. У среднетоннажников отсеки заполняются через боковые дверки. Самые диковинные модели «кербсайдеров» похожи на шкафы с колесами, съемные отсеки-ящики с обеих сторон машины заполняются вручную, а разгружаются с помощью вилочного погрузчика или же просто снимаются и отправляются другим видом транспорта на переработку.

Увы, чтобы повысить степень переработки отходов, средства их сбора должны походить на средства доставки товаров, и обращение с вторсырьем должно быть соответствующее. Механизировать селективный сбор ТБО в общественных местах позволяют большие контейнеры, модернизированные для сбора одного вида отходов, и урны «с секретом» или двойным дном, у которых, как у айсбергов, над поверхностью тротуара возвышается небольшая часть, а основной бункер прячется под землей. Полностью освободить рабочих от ручного труда при селективном сборе могут мусоровозы, оснащенные специальным краном-манипулятором, и наземные и подземные контейнеры, приспособленные для работы с ними. В отличие от заглубленных полипропиленовых «чулок» стропальные работы здесь отсутствуют. На верхней части контейнера или подземной урны располагаются две петли: одна для подъема бункера, вторая для раскрывания створок днища для разгрузки. На стреле манипулятора соответствующая навеска с двумя фиксаторами для петель. Подвел стрелу к контейнеру, зацепил, поднял, выставил над приемной камерой, разгрузил, водрузил на место. Все операции осуществляются, как говорил «киношный» шеф, без шума и пыли, правда, стеклобутылки, конечно, с шумом.

Впрочем, существуют подземные урны, внутри которых упрятаны обычные евроконтейнеры объемом 1,1 м 3 . При разгрузке «фальштротуар» с урной поднимается, и контейнер выкатывается вручную и разгружается в обычный мусоровоз. Не только автомобили-мусоровозы могут применяться для раздельного сбора отходов, но и грузовики, оснащенные системой «мультилифт» за счет специальных сменных кузовов. В первую очередь это пресс-компактор. При небольшой их доработке в камеру можно будет выгружать любые мусорные контейнеры европейского типа объемом от 0,12 до 1,1 м 3 . Где это востребовано? Множество мест: выставки, рынки, торговые комплексы, территории различных организаций. Отходы там можно селективно собирать в евроконтейнеры, потом свои рабочие по мере заполнения будут их разгружать в стоящий в сторонке пресс-компактор. Жестяные банки на свежем воздухе, как известно, не портятся, когда бункер напрессует вторсырья до отказа, можно заказывать вывоз. Таким образом, организации не только минимизируют свои расходы по обращению с отходами, но и смогут получать дополнительный доход от реализации вторсырья.

Важным отличием условного пакета европейского горожанина от нашего доморощенного является отсутствие в нем у первого органических отходов. И дело не в развитии тамошнего фаст-фуда. Просто за рубежом вся «органика» благополучно уходит в канализационную сеть через устанавливаемый в сливе раковины измельчитель. У нас же это пока что экзотика, и в канализацию больше отправляют предметы, для которых она вовсе не предназначена. А между тем освобождение мусорных контейнеров от органических остатков – это не только снижение объ­ема вывозимых ТБО, но и способ борьбы со специфическим мусорным «ароматом». Кроме того, органические отходы, собранные затем в составе ила, можно компостировать с получением метана, например, что тоже является, по сути, переработкой отходов. И организовать это легче и дешевле, чем собирать органику селективно через систему вывоза ТБО.

Преимущества модели – каркасный кузов из труб квадратного сечения, внутри трубчатого каркаса встроен кузов сферической формы, изготовленный из цельных листов высококачественной стали, устойчивой к деформациям, и пол загрузочного бункера, выполненного из износостойкой стали Hardox толщиной 8 мм. Кузов закругленной формы емкостью 10 м 3 позволяет равномерно распределять усилие прессования по всему периметру, исключая деформационные процессы. Материал пола кузова выполнен из стали твердостью140 HB и толщиной 4 мм.

Конструкция приемного бункера емкостью 1,3 м 3 с полом из стали 450 Hardox толщиной 8 мм дополнена откидным бортом для облегчения ручной загрузки ТБО. Цилиндры уплотняющей плиты расположены вне загрузочного бункера и защищены откидными панелями, препятствующими попаданию мелкого мусора на штоки и увеличивающими надежность конструкции. Коэффициент уплотнения мусора 6:1. Два сливных крана исключают проливание фильтрата на контейнерные площадки. Выгрузка отходов осуществляется выталкивающей плитой. В процессе выгрузки плита в крайнем выдвинутом положении в нижней части выходит на 100–150 мм за пределы кузова для удобства очистки кузова.

Мусоровоз оснащен универсальным кантователем, позволяющим работать со всеми видами евроконтейнеров объемом от 120 до 1100 л. Благодаря электронному и ручному управлению циклами уплотнения эксплуатация мусоровоза максимально комфортна и эффективна. По желанию заказчика модель может быть укомплектована GPS-навигацией, видеокамерой заднего вида и системой взвешивания загружаемых отходов, например мобильным аппаратом с функцией распечатывания чеков, исходя из веса загруженных отходов. Высокопроизводительная гидравлическая система с рабочим давлением 210 бар обеспечивает быструю работу агрегатов и быструю выгрузку/ разгрузку. В мусоровозе с задней загрузкой T1S-10 на шасси Iveco с навесным оборудованием FARID нашли свое воплощение все новаторские идеи, совмещающие в себе современный и функциональный дизайн конструкции, надежность и отличные эксплуатационные характеристики.

Большое значение для окружающей среды имеют опасные отходы, которых в нашем быту предостаточно. Бытовая химия, лаки, краски, бензины, масла, кислоты и щелочи, батарейки, ртутьсодержащие лампы и термометры – сегодня, когда все это без зазрения совести подавляющим большинством наших граждан отправляется прямиком в мусорные баки, селективный сбор опасных отходов становится реальным способом сберечь здоровье природы, а значит, и человека.

Однако даже за исключением опасных органических и годных к переработке отходов средневзвешенный пакет с ТБО уменьшится в лучшем случае наполовину. Как обращаться с оставшимся, назовем его «невостребованным», мусором? Существует три основных метода его утилизации. Складирование (депонирование) на полигоне, сжигание и пиролизное разложение. Последний вариант на Западе становится все более популярным. Сущность его в том, что отходы разрушаются под действием высокой температуры в бескислородной среде. Метод позволяет получать энергию, собирать летучие углеводороды, вынимать из получившейся из отходов «каши» металлы. Большая часть опасных веществ остается в «расплаве», объем отходов, подлежащих захоронению, снижается. Пиролизом пора бы более активно интересоваться и нам, особенно в крупных городах, где образуется много ТБО, а экологическая ситуация напряженная. Эффективность пиролиза наглядно демонстрирует превращение автомобильных шин в минеральное масло и технический углерод (сажу). Новые покрышки из этого не сделаешь, но найти применение в производстве можно.

Сжигание – древнейший способ избавления от отходов, возникший сразу после освоения человеком огня. Этот метод позволяет максимально уменьшить объемы ТБО, в зависимости от материала, до 10 раз. Выделяется большое количество тепла, из которого можно получать электроэнергию, по теплопродукции ТБО сравнимы с торфом или бурым углем. Из золы удобно извлекать ценное сырье, а особо предприимчивые граждане стремятся и саму золу пристроить с выгодой, так сказать, безотходное производство наладить. Надо отметить, что людей наших трудно чем-нибудь испугать, они и сами готовы жить в домах, построенных из кирпичей с золой из мусоросжигательных заводов. Вот в городах худо-бедно костры запретили, а загляните в любой садоводческий кооператив, какие там полигоны прямо у главных ворот устраивают. Не только ведь обрезь и ботву сжигают – не стесняясь, кидают в огонь и батарейки, и остатки ядохимикатов, и даже ртутные градусники. Что поделаешь, одежда на этих людях другая, а вот ментальность у них по-прежнему советская. За рубежом ни одна срезанная ветка не пропадает: или идет на производство топливных гранул, или в ТЭС вырабатывать электричество.

По воздействию на окружающую среду древесина – чистое топливо, чище только природный газ. У нас же спиленные городские тополя целыми деревьями выбрасывают в овраги, что уж говорить про ветки! В процессе постоянных жилищных ремонтов столько высвобождается конструкций из дерева: оконные рамы, двери, перегородки, и все это сваливается гнить на полигоне. При социализме мы жили так, как будто открыли секрет абсолютной энергии, ведь государство предоставляло энергоресурсы по дармовой цене, и вот теперь пожинаем плоды в виде полного отсутствия у людей мотивации, как беречь природу, так и экономить энергию. И хорошо бы в каждом городе при ТЭЦ пристраивать модули для сжигания всевозможных древесных отходов.

Но разделение разделением, а не менее трети населения живет у нас в таких поселках, где даже на алюминиевую банку спроса не найти. Да и в больших городах всегда будет накапливаться мусор, найти применение которому будет нереально. Тот же технический прогресс этому способствует. Как, например, перерабатывать старые телевизоры или мониторы? А между тем многие материалы бытового мусора инертны, практически не вступают во взаимодействие с окружающей средой и при их депонировании на полигонах являются лишь механическими загрязнителями. Но ими же, по сути, являются и автомобильные дороги, и жилые дома – все это есть отнятая у зеленых растений земля. Но в случае с правильно организованным полигоном после его рекультивации трава и деревья возвращаются на свое место.

А вот способом модернизации депонирования мусора на полигоне, позволяющим уменьшить его объем и потребность в землеотводе, станет предварительное дробление ТБО. Пропущенный через дробильные установки мусор будет легче утрамбовывать в землю, а дробленые полимеры твердых сортов можно будет даже применять в хозяйстве на засыпке котлованов, при подготовке дорожного полотна и т. д.

Главное только, чтобы все больше людей разделяли идею раздельного сбора и переработки ТБО.

Для улучшения экологической ситуации современные технологии утилизации отходов в местах складирования мусора предлагают использовать шредеры-измельчители и катки-уплотнители для ТБО. Использование специализированного шредера-измельчителя ТБО позволит избавиться от крупногабаритного мусора (мебель, деревья, покрышки, строительные отходы, пластик и т. д). Измельченные отходы можно использовать для пересыпки полигона, подготовки подъездных дорожек.

Уплотнение позволит уменьшить количество летающего в воздухе мусора и достичь высокой плотности отходов, уменьшить пустоты, сократить риск возникновения пожаров; сэкономить грунт, используемый для покрытия полигона, благодаря выровненной поверхности; сократить риск повреждения шасси транспортных средств, привозящих мусор; увеличить срок эксплуатации полигона на 25–40 лет: на меньшей площади помещается большее количество отходов за счет увеличения плотности их залегания.

Данная техника уже успешно используется в России. Она способна решить проблемы старых свалок (пример: г. Архангельск – свалка 1970-х гг. После покупки катка-уплотнителя в 2008 г. эксплуатация продлена, свалка практически в черте города, прекратились пожары, снят вопрос о срочном возведении нового полигона). Эту технику закупают для оснащения строящихся новых мусорных полигонов во многих крупных городах России и для продления срока службы старых свалок и полигонов ТБО.

Переработка промышленных отходов;

Бытовые отходы

Бытовые отходы – отходы ненужных материалов изделий, которые накапливаются в быту и в учреждение мусор, отбросы, пищевые отходы, макулатура, изношенная одежда, вышедшая из строя бытовая техника и т. д. – все то, что не относится к промышленным и канализационным отходам. Количество твердых бытовых отходов неуклонно возрастает из-за изменения образа жизни (в основном от использования одноразовой посуды, различных емкостей, оберточных и упаковочных материалов и т. д.), а также увеличения численности населения. Состав городских бытовых отходов примерно таков: бумага – 41%, пищевые отходы – 21%, стекло – 12%, железо и его сплавы – 10%, пластмассы – 5%, древесина – 5%, резина и кожа – 3%, текстиль – 2%, алюминий – 1%, другие металлы – 0,3%. Доля отдельных компонентов существенно изменяется в зависимости от источника (город, село), уровня жизни, времени года и т. д. Город с населением в 1 млн человек ежесуточно имеет бытовых отходов примерно 2 тыс. т. Местные власти обязаны убирать мусор и обеспечить его переработку.

Промышленные отходы по существу являются продукцией незавершенного производства, поскольку они в большинстве случаев представляют собой неиспользованное недоиспользованное сырье. В связи с этим ряд ученых предлагают заменить слово “отходы” на другое – “продукция незавершенного производства”, как более точное по существу и дающее необходимый психологический настрой. Так, в районах интенсивного развития цветной металлургии (Урал, Алтай и др.) имеются отвалы старых и действующих заводов, содержащих большой набор редких и рассеянных элементов – гафния, циркония, германия, технеция и др. В настоящее время разрабатываются технологии по переработке отвалов с целью извлечения из них указанных элементов. После извлечения ценных элементов из твердых отходов горных предприятий эти отходы могут быть использованы в следующих направлениях: * в производстве строительных материалов (цемента, строительного щебня, кирпича, стекла); * в дорожном строительстве; * в производстве некоторых видов удобрений. Наиболее перспективный и безвредный путь – создание замкнутых циклов – является исключительно энергоемким. С экономической точки зрения оправданно комплексное размещение различных производств с целью использования отходов одной промышленности в качестве сырья для другой, а также создание безотходных территориально-промышленных комплексов. Однако следует отметить, что пока ни один из видов крупнотоннажных отходов (химической, металлургической, угледобывающей и других отраслей промышленности) не отнесен к товарной продукции другой отрасли. Одна из причин – отсутствие достаточно надежных и эффективных, а также дешевых способов переработки отходов. Переработка бытовых отходов – весьма сложная задача не только из-за их большого объема, а главным образом из-за их многокомпонентности, сложности состава. До 60-х гг. нашего столетия большая часть отходов вы возилась и сжигалась на открытых площадках. Это самый дешевый способ переработки бытовых отходов, но экологической точки зрения – самый плохой: когда свалка горит, выделяется много дыма, содержащего большое количество плохо пахнущих и вредных веществ; свалки являлись местом размножения мух, крыс и т. д. В настоящее время такой способ переработки бытовых отходов запрещен. Другой способ уничтожения бытовых отходов – их захоронение: бытовые отходы зарывают в землю или вываливают на нее и засыпают землей. Для этой цели используют карьеры, овраги, заболоченные низины и т. д. Из-за отсутствия доступа воздуха такие свалки не горят (нет загрязнения воздуха), не размножаются грызуны и другие животные, а также насекомые. Но при этом возникают другие проблемы: * происходит вымывание веществ и загрязнение грунтовых вод; * образуется метан (рудный газ); * происходит просадка грунта. Из перечисленных проблем самая серьезная – загрязнение грунтовых вод остатками разлагающихся органических веществ и ионами тяжелых металлов, что представляет серьезную угрозу для здоровья населения. Образование метана происходит при разложении органических веществ, содержащихся в бытовых отходах (остатки пищи, бумага, текстиль и др.), и отсутствии кислорода воздуха. Метан (СН4) – легкий (примерно в 2 раза легче воздуха), легковоспламеняющийся газ. Из метана на 2/3 состоит биогаз (смесь газов, образующихся при гниении органических веществ). Метан может скапливаться в отдельных местах и при зажигании взрываться, что может привести к человеческим жертвам. Кроме этого метан отравляет корни растений, деревьев, выращенных на месте захороненных свалок. В отсутствие растительности начинается эрозия почвы, и отходы вновь появляются на поверхности. По мере разложения объем бытовых отходов уменьшается, в результате чего происходит просадка грунта. Именно поэтому на месте свалок ничего не строят, делают газоны, игровые площадки. Но и в этих случаях просадка грунта нежелательна, так как в образующихся низинах скапливается вода, со временем образуются болота. Во избежание указанных негативных последствий могильники бытовых отходов делают более усовершенствованными. Их устраивают на возвышенных местах с глубоким залеганием грунтовых вод; по периметру могильника прокладывают керамические трубы для сбора фильтрующейся со свалки загрязненной воды; дно могильника покрывают на 30- 50 см слоем глины, поверх которого укладывают слой крупного гравия. Все это предназначено для того, чтобы сточная вода, достигнув водонепроницаемого слоя, собиралась в систему коллекторов, а затем подвергалась соответствующей очистке. Слой гравия, окружающий свалку, служит также для отвода образующегося метана (биогаза), который может быть использован как источник энергии. Наиболее перспективный способ переработки бытовых отходов – их рециклизация, т. е. вторичная переработка с целью получения из отходов полезных, пользующихся спросом товаров. Основные трудности при использовании этого способа – сортировка бытовых отходов, т. е. необходимо разделить макулатуру, стекло, пластмассу, металлы, пищевые отходы и т. д. Затем идет переработка каждого вида отхода с целью получения полезного целевого продукта. Использование этого способа предполагает заинтересованность населения и отдельных отраслей промышленности в продукции, изготовленной из вторичного сырья. Для переработки пищевых отходов, бумаги, текстиля, вдового мусора наиболее перспективным является их компостирование, т. е. естественное биологическое разложение (перегнивание) органических веществ в присутствии воздуха. Конечный продукт компостирования – гумусопо-добное вещество, которое можно использовать в качестве органического удобрения. Этот способ переработки бытового и садового мусора следует использовать на садовых дачных участках с большой пользой для будущего урожая. Существует множество различных технологий по переработке бытовых отходов для изготовления из них ценных продуктов, которые, к сожалению, в большинстве свое в настоящее время не реализуются из-за указанных выше трудностей. В настоящее время основными способами переработки твердых бытовых отходов в России являются их захоронение или сжигание на мусоросжигающих предприятиях, хотя очевидно, что экономически наиболее целесообразно сочетать рециклизацию, компостирование и снижение объема мусора. В заключение этого раздела следует подчеркнуть, что как естественные экосистемы зависят от круговорота биогенов, так и устойчивое существование человечества в конечном итоге зависит от его способности рециклизировать и утилизировать практически все виды отходов. А иначе “не получится ли так, что человек достигнет Марса и других планет, стоя по колено в мусоре на планете Земля?”

Общая площадь суши Земли составляет 148 млн. км 2 , из которых для обитания людей пригодны 133 млн. км 2 .

Причиной загрязнения литосферы может быть сброс сточных вод, нефтепродуктов, выброс аэрозолей, пыли, загрязнение почвы пестицидами и т.д. Но главными видами загрязнения литосферы являются твердые бытовые и промышленные отходы.

В состав твердых бытовых отходов входят пищевые отходы, бумага, картон, стекло, текстиль, металлы, полимеры и т.д. На одного жителя в городе приходится примерно по 1 тонне твердых отходов в год, причем эта цифра ежегодно увеличивается.

В состав твердых промышленных отходов входят металлы (черные и цветные), мусор, древесина, пластмассы, шлак, окалина, зола и т.д.

Основными методами обезвреживания твердых бытовых отходов являются мусоросжигательные заводы, мусороперерабатывающие заводы и санкционированные свалки.

Санкционированные свалки – это такое складирование твердых бытовых отходов, которое предусматривает долговременную переработку отходов при участии кислорода воздуха и микроорганизмов. В процессе гниения отходов образуются токсичные, дурнопахнущие и горючие газы (например, NH₃, H₂S, CH₄ и т.д.) а также фильтрат, чрезвычайно опасный в санитарном отношении, так как количество бактерий кишечной группы в нем в 2 – 3 раза больше, чем в стоках городской канализации.

Мусоросжигательные заводы являются более эффективным способом обезвреживания твердых бытовых отходов по сравнению с санкционированными свалками. Но он также оказывает существенное негативное воздействие на окружающую среду. В результате сжигания отходов образуются отходящие газы, содержащие в своем составе SO₂, HCl, HF, NO_x, CO, летучую золу и т.д. Если для очистки газов используется вода, то после очистки газов она содержит альдегиды, хлориды, сульфаты, фосфаты и т.д. В процессе сжигания мусора также образуется шлак, состоящий из мелкозернистых несгоревших частиц органики, металла, стекла, камней и т.д., который загрязняет почву инертными материалами.

Мусороперерабатывающие заводы – это наиболее перспективный метод обезвреживания твердых бытовых отходов, причиняющий наименьший ущерб окружающей среде. Основными продуктами переработки твердых бытовых отходов является компост, находящий применение в сельском хозяйстве как удобрение, и некомпостируемый остаток (камни, глиняные черепки, пластмассы, стекло), представляющий собой обезвреженную массу и составляющий до 30% от объема исходного мусора.

Промышленная переработка мусора

В настоящее время, в среднем на каждого жителя планеты в год добывается около 20 т. сырья, которое с использованием 800 т. воды и 2,5 кВт энергии перерабатывается в продукты потребления и примерно 90 – 98 % идет в отходы. При этом доля бытовых отходов на одного человека не превышает 0,3-0,6 т. в год. Остальное составляют промышленные отходы.

Например, в развитых странах:

· сельскохозяйственные отходы утилизируются на 90 %

при этом, значительная часть промышленных, строительных, горнодобывающих и металлургических отходов производств практически полностью не утилизируются.

Человечество преуспело в создании орудий производств и технологий уничтожения себе подобных но практически не создало машин по переработке отходов своей деятельности. Таким образом, если говорить о реабилитации окружающей среды, имея ввиду планомерную переработку отходов (в первую очередь особо опасных), то потребуются затраты в десятки и сотни миллиардов долларов в год на протяжении десятилетий.

Например, в России основная масса отходов, в том числе опасных, накапливается, складируется или захоронятся. Ряд стран для захоронения используют затопление в море (океане), что, экологическим меркам крайне недопустимо и должно быть полностью запрещено международными соглашениями вне зависимости от класса опасности отходов. Переработке промышленных отходов сейчас подвергается не более 20 % от общего объема. Технологии переработки промышленных отходов можно классифицировать следующим образом: термические технологии; физико-химические технологии; биотехнологии.

1. Внедрение на промышленных предприятиях, осуществляющих сброс сточных вод в водные объекты, замкнутой системы повторного водоснабжения, инновационных технологий по очистке сточных вод.

2. Вывод с территорий водоохранных зон и прибрежных защитных полос, а также зон санитарной охраны источников водоснабжения всех объектов, нахождение которых на указанных территориях запрещено законодательством и нормативными документами. Благоустройство и озеленение территории водоохранных зон и прибрежных полос.

3. Вывод с набережной р.Оки ЗАО « Калужский фанерный завод», а также ряда мелких предприятий (ООО «СМФ-4», ООО «Фирма СНГ-2», ООО «Этуаль», ЗАО «РД – Спецавтоматика»).

4. Организация экологического мониторинга выше и в зоне Окского водозабора.

5. Устранение и предупреждение возможности загрязнения подземных источников водоснабжения.

6. Проведение дноочистительных и дноуглубительных работ с удалением и утилизацией донных отложений на Яченском водохранилище, р. Яченка, Терепец, Киевка.

7. Создание на территории города развитой сети поверхностной канализации и включение в нее поверхностных ручьев и дренажных систем.

1. Обеспечение проведения комплекса природоохранных мероприятий, способствующих сохранению почв от эрозии и загрязнения.

2 Ликвидация несанкционированных локализованных свалок с последующей рекультивацией территории.

3. Реабилитация территорий промышленных предприятий, предполагаемых к выносу и диверсификации.

4 Внедрение инновационных технологий по утилизации промышленных отходов.

5. Укрепление склонов оврагов путем их озеленения, благоустройство территории оврагов.

6. Устройство набережных и других берегоукрепительных сооружений.

Шум. Электромагнитные излучения (ЭМИ)

1. Перераспределение транспортных потоков, уменьшение доли грузового транспорта в центральных районах города. Замена дорожных покрытий.

2 Установка шумозащитных экранов, формирование шумозащитных посадок зеленых насаждений вдоль основных транспортных магистралей.

3. Организация санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки от источников ЭМИ.

Формирование природно-экологического каркаса города

Природно-экологический каркас города включает все виды зеленых насаждений, государственные памятники природы, пойменные растительные комплексы, озелененную овражно-балочную сеть, водные объекты, кварталы усадебной застройки, кладбища. Поддержание территориальной связи городских природных комплексов с лесными и природно-аграрными ландшафтами пригородной зоны осуществляется посредством сохранения и реконструкции естественных экологических коридоров, направленных по долинам р. Ока, Яченка, Терепец, а также малых рек и ручьев.

Мероприятия по развитию и размещению зеленых насаждений направлены на формирование единой системы зеленых насаждений. Основы экологического каркаса территории города и заключаются в следующем:

· максимальное сохранение и восстановление зеленых насаждений всех видов пользования;

· безусловное сохранение государственных памятников природы; обеспечение соблюдения режимов охраны, проведение работ по регенерации зеленых насаждений;

· реабилитация существующих и создание новых крупных городских парков как площадных элементов экологического каркаса, особенно в районах новой застройки;

· увеличение уровня озеленения центральной части города за счет градостроительных преобразований территорий промышленных предприятий, намечаемых к ликвидации, диверсификации или перебазированию. Озеленение санитарно-защитных зон предприятий, зон охраны линий электропередач, защитных полос вдоль железнодорожных путей и транспортных магистралей;

· усиление средозащитной роли зеленых насаждений на склонах террас, оврагов, в пределах водоохранных зон и прибрежных защитных полос водных объектов;

· формирование на вновь осваиваемых и реконструируемых территориях жилой и общественной застройки участков зеленых насаждений общего пользования, планировочно взаимосвязанных с массивами городских лесов и лесными массивами пригородной зоны.

Основные направления развития рекреационных зон

Рекреационные зоны предназначены для организации массового отдыха населения и обеспечения благоприятной экологической обстановки, включают территории парков, садов, скверов, озелененных набережных, городских лесов, а также лесопарков пригородной зоны.

Развитие городских рекреационных зон предусматривает:

1. Сохранение, регенерацию и развитие территорий зеленых насаждений общего пользования.

2. Восстановление и реабилитацию основных структурных элементов ландшафта: крупных оврагов, долин малых рек и ручьев, долины р.Оки, Яченского водохранилища, водораздельных возвышенностей. Создание непрерывной системы зеленых насаждений общего пользования вдоль обоих берегов р.Оки, озеленение и обустройство набережной.

3. Реконструкцию и ландшафтное обустройство существующих городских садов и районных парков, а также государственных памятников природы, имеющих рекреационное назначение: Калужский городской бор, парк им. К.Э.Циолковского, Комсомольская роща, парк усадьбы Яновских, лесопарк Березуйский, овраг Можайский, пруд и парк Лаврентьевского монастыря.

4. Развитие существующих территорий размещения объектов отдыха и развлечений, туризма, санаторно-курортного лечения и формирование на их основе рекреационных зон.

5. Формирование новых рекреационных зон общей площадью около 400 га для размещения объектов рекреационного назначения, а также сопутствующих им объектов:

– спортивный, культурно-развлекательный центр «Квань» (12 га);

– полифункциональная рекреационная зона Яченского водохранилища «Сити-парк Калуга» (122 га);

– лугопарк на правом берегу р.Яченка (90 га);

– рекреационная зона, включающая парк усадьбы Яновских и ландшафтные комплексы вдоль берегов р.Терепец (136 га);

– парковая рекреационная зона вдоль берегов р.Оки (31 га);

6. Развитие существующих и размещение новых открытых спортивных сооружений, пляжей, лодочных стоянок и иных подобных объектов во взаимосвязи с системой природных и озелененных территорий и транспортной системой города.

САНИТАРНАЯ ОЧИСТКА ТЕРРИТОРИИ

В настоящее время в г.Калуге твердые бытовые отходы (ТБО) собираются по планово-регулярной системе и транспортируются для обезвреживания на полигон твердых бытовых и малотоксичных промышленных отходов.

Проектные предложения предусматривают рост ТБО вследствие улучшения благосостояния жителей: в благоустроенном секторе на 1 очередь – 1,7 м3 на 1 человека в год, на расчетный срок – 2,2 м3 на 1 человека в год (в настоящее время 1,6 м3 на 1 человека в год).

Предполагается реализация системы санитарной очистки в следующей последовательности:

– организация строительства мусоросортировочного комплекса (МСК);

– рекультивация территории закрытого полигона ТБО;

– освоение двух участков полигона (резервного – 0,6 га и дополнительного – 1,17 га) в рамках отведенных площадей;

– организация строительства нового полигона в соответствии с разработанным проектом (строительство нового полигона предусматривается путем расширения Ждамировского полигона);

– организация кладбища для домашних животных;

– проектирование и организация строительства объекта для переработки отходов (завод по промышленной биотермической переработке или мусоросжигательный завод).

Первоочередным мероприятием является строительство мусоросортировочного полигона (МСК). МСК позволит максимально утилизировать вторичные ресурсы, уменьшить объем ТБО, складируемых на полигоне.

Однако на перспективу полигон ТБО нельзя считать оптимальным решением для обезвреживания отходов, так как значительные резервы городской территории оказываются изъятыми из эффективного обращения.

Настоящим проектом предлагается на расчетный срок организация строительства мусороперерабатывающего комплекса в Калуге. В процессе переработки всего объема ТБО (а не только его органической составляющей) конечным продуктом является компост, который может найти применение в городском хозяйства (в том числе при рекультивации нарушенных территорий, для изолирующих слоев полигона и др.).

Размещение мусороперерабатывающего комплекса возможно вблизи полигона ТБО.

Технико-экономический анализ может показать эффективность применения в городе термического метода обезвреживания отходов (включая и особо рискованные отходы здравоохранения). Эффективность сжигания значительно повышается после организации селективного сбора отходов в местах их образования (и на мусоросортировочной станции).

В настоящее время разработаны режимы сжигания ТБО, позволяющие обеспечить экологическую безопасность.

Переработка промышленных отходов

Переработка нерадиоактивных отходов. Общая характеристика разнообразных методов их утилизации: свалки, термообработки, комплексных систем переработки. Специфика переработки радиоактивных отходов в зависимости от их свойств, обезвреживание источников.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «Природопользование»

Переработка промышленных отходов

Глава I. Переработка нерадиоактивных отходов

1.4 Комплексные системы переработки отходов

Глава II. Переработка радиоактивных отходов

2.1 Источники радиоактивных отходов

2.2 Характеристики радиоактивных отходов

2.3 Методы удаления и переработки радиоактивных отходов

2.3.1 Методы удаления и переработки газообразных радиоактивных отходов

2.3.2 Методы удаления и переработки жидких радиоактивных отходов

2.3.3 Методы удаления и переработки твердых радиоактивных отходов

Промышленная переработка отходов – это удаление бесполезных либо вредных материалов, образующихся в ходе промышленного производства.

Отходы вырабатываются практически на каждой стадии промышленного технологического процесса. Степень опасности промышленных отходов изменяется от таких безвредных материалов, как песок, и до диоксинов, являющихся одними из самых токсичных веществ.

Удаление вредных отходов, угрожающих как здоровью человека, так и состоянию окружающей среды, – неотложная задача мирового масштаба. Хотя вредные отходы составляют только примерно 15% всех промышленных отходов, крайняя степень наносимого некоторыми из них вреда требует, чтобы они удалялись правильно и тщательно.

Вредные отходы получаются в результате таких видов деятельности, как горные работы, металлургическое производство, добыча и переработка нефти, обычная и ядерная энергетика, а также изготовление бесчисленных материалов и изделий, включая пестициды и гербициды, химические защитные средства и растворители, краски и красители, взрывчатые вещества, резина и пластмассы, целлюлоза и бумага, аккумуляторы, лекарства, ткани и кожа.

Отходы образуются в виде твердых материалов, жидкостей, газов и полужидкой массы. Они включают вещества, которые могут быть токсичными, воспламеняемыми, вызывающими коррозию, химически активными, инфекционными или радиоактивными. Они могут воспламеняться или взрываться при нормальных температурах и давлениях или при контакте с воздухом или водой. Некоторые из таких отходов могут зажигаться или детонировать от статического электричества, другие – при падении или сотрясении. Некоторые отходы высокочувствительны к теплу или трению. Существуют токсичные отходы (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть и другие тяжелые металлы), которые не поддаются переработке.

При неправильном или небрежном захоронении вредные отходы могут отравить почву и водные источники.

Исходя из вышеперечисленного, можно определить следующие цели данной курсовой работы:

3. Раскрыть понятия промышленной переработки отходов, нерадиоактивных и радиоактивных отходов.

4. Рассмотреть методы промышленной переработки отходов и проанализировать проблемы, с которыми приходится сталкиваться в процессе промышленной переработки отходов.

Глава I. Переработка нерадиоактивных отходов

Отходы, как радиоактивные, так и нерадиоактивные, не подвергнутые промышленной переработке оказывают неблагоприятное влияние как на человека, так и на окружающую среду. Поэтому удаление вредных отходов – серьезная проблема в развитых, равно как и во многих развивающихся странах.

В масштабе всей Земли ежегодно производится более 600 млн. т. вредных промышленных отходов. Захоронение на свалках все еще считается наиболее экономичным методом удаления вредных промышленных отходов. Однако в некоторых случаях используются более эффективные методы, например термообработка и утилизация.

Влияние свалок на окружающую среду должно быть сведено к минимуму путем правильных расположения, устройства, функционирования, обращения с фильтратами и постоянного замера параметров таких объектов.

Правила устройства свалок требуют наличия подкладки, системы сбора фильтрата, системы регулирования стоков, винилового покрытия и организации постоянного замера параметров. Каждая заполненная свалка должна иметь специальное верхнее покрытие, засыпанное слоем земли.

Безопасная свалка вредных отходов должна включать пластиковые подкладки, систему сбора фильтрата, несколько слоев песка и гравия, систему регулирования стоков, виниловое покрытие и оборудование для постоянного замера параметров грунтовых вод.

Свалка обычно состоит из трех примыкающих друг к другу двухгектарных котлованов (выемок) с плоским дном, имеющим наклон 1%. На дно укладывают слой песка, а на откосы – специально отобранную непроницаемую глину. Дно и откосы полученной таким образом выемки застилаются армированным изолирующим покрытием на основе синтетического каучука (типа гипалона). Поверх этого покрытия насыпается слой гравия и песка, а затем настилается аналогичное изолирующее покрытие. Слой гравия и песка между двумя покрытиями служит в качестве системы обнаружения протечек, а также помогает предотвратить накопление жидкостей на нижнем покрытии. Верхнее покрытие засыпается 30-см слоем гравия, накрываемым полипропиленовой пленкой тайпар. Засыпка фильтрует полужидкие отходы, сбрасываемые позднее, обеспечивая тем самым свободный сток фильтрата в отстойник. Позже фильтрат перекачивается в установку химической нейтрализации сточных вод для обработки. Заполненная отходами свалочная выемка закрывается непроницаемым уплотненным 60-см слоем глины. Верхний 30-см слой почвы, засеянный травой для предотвращения эрозии, завершает укрытие свалки. Во время заполнения выемки, а также после ее укрытия с помощью контрольных скважин ведется наблюдение за грунтовыми водами на предмет попадания в них загрязняющих веществ.

Очиститель сточных вод обрабатывает отходы и одновременно превращает их в полужидкую массу для сброса. Предусматриваются как биологическая, так и механическая обработка жидких отходов.

Поступающие в очиститель сточные воды нейтрализуются известью; кроме того, в них добавляется электролит, чтобы ускорить осаждение взвешенных твердых частиц. Очищенная от твердых частиц жидкость подается в аэротенки, где микроорганизмы и порошкообразный активированный уголь удаляют органические материалы, не подвергшиеся осаждению на предыдущей стадии очистки. Микроорганизмы разрушают вредные органические вещества, превращая их в углекислый газ, воду и разнообразные органические соединения. Эта смесь очищается посредством оседания взвешенных в ней частиц. Часть образующихся полужидких отходов повторно направляется в аэротенки, а остаток освобождается от воды пропусканием через сгуститель и фильтр. Фильтровальный осадок подается на вершину отходосжигательной печи, содержащей пять топок. Поднимающиеся горячие газы испаряют влагу из поступающей в верхнюю топку полужидкой массы. В средних, более горячих топках подвергаются пиролизу биомасса и органические материалы, адсорбированные на активированном угле; в нижних, самых горячих топках загрязненный порошкообразный уголь регенерируется в присутствии водяного пара для повторного использования в аэротенках.

Описанная выше система может работать как с вредными промышленными отходами, требующими обработки и очистки, так и с отходами, которые не нуждаются в таких операциях. Первичная полужидкая масса после освобождения от воды путем фильтрации сбрасывается на свалку. Фильтрат со свалки подается в очиститель сточных вод для обработки. В конечном итоге очищенные сточные воды, содержащие некоторое количество загрязняющих веществ, сбрасываются в открытый водный бассейн.

Сжигание органических отходов может резко уменьшить вероятность загрязнения грунтовых вод; кроме того, вырабатываемая при этом энергия может быть ценным побочным продуктом. Среди недостатков сжигания – возможность загрязнения воздуха, эксплуатационные трудности и стоимость процесса. Главная экологическая проблема при термическом уничтожении опасных отходов – возможные выбросы веществ-загрязнителей воздуха. Для уменьшения выброса загрязнителей используются устройства для улавливания и нейтрализации вредных продуктов сгорания, а также других вредных веществ. Сжигание некоторых отходов, особенно тех, которые содержат хлорорганические соединения, в частности полихлорированные дифенилы (PCB), сопровождается выбросом в атмосферу высокотоксичных тетрахлордибензо-n-диоксина (TCDD) и полихлорированных дибензофуранов (PCDF). Однако высокоэффективное оборудование для термообработки и его правильная эксплуатация позволяют резко уменьшить образование соединений TCDD и PCDF; сжигание при высоких температурах с интенсивным перемешиванием существенно уменьшает выбросы диоксина и дибензофуранов.

Основные виды термообработки отходов – сжигание и пиролиз. В обоих процессах используются высокие температуры как главное средство изменения химического, физического или биологического характера либо состава вредных отходов. Процесс сжигания осуществляется в присутствии достаточного количества кислорода. Побочными продуктами сжигания являются в основном вода, углекислый газ и зола; негорючие материалы, в том числе кислоты, оксиды металлов и другие неорганические соединения, собираются в золе или уносятся дымовым газом. Пиролиз – это горение в обедненной кислородом среде. Из молекул органических отходов в результате пиролиза образуются менее сложные частицы, молекулы простых органических соединений и зола; продукты пиролиза могут использоваться как сырье для химических производств и топливо.

Существует несколько технологий термообработки, способных обезвреживать ядовитые отходы. Высокотемпературные процессы проводятся во вращающихся мусоросжигательных печах, печах для обжига клинкера, печах с подачей жидких отходов, судовых и мобильных печах. Низкотемпературные процессы осуществляются в топках с псевдоожиженным слоем, многотопочных печах, реакторах с расплавом солей и установках с окислением влажным воздухом.

Рабочие параметры различных технологий термообработки приведены в таблице 1.

РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕРМООБРАБОТКИ

Промышленная переработка мусора

Вредные отходы получаются в результате таких видов деятельности, как горные работы, металлургическое производство, добыча и переработка нефти, обычная и ядерная энергетика, а также изготовление бесчисленных материалов и изделий, включая пестициды и гербициды, химические защитные средства и растворители, краски и красители, взрывчатые вещества, резина и пластмассы, целлюлоза и бумага, аккумуляторы, лекарства, ткани и кожа. Отходы образуются в виде твердых материалов, жидкостей, газов и полужидкой массы. Они включают вещества, которые могут быть токсичными, воспламеняемыми, вызывающими коррозию, химически активными, инфекционными или радиоактивными. Они могут воспламеняться или взрываться при нормальных температурах и давлениях или при контакте с воздухом или водой. Некоторые из таких отходов могут зажигаться или детонировать от статического электричества, другие – при падении или сотрясении. Некоторые отходы высокочувствительны к теплу или трению. Существуют токсичные отходы (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть и другие тяжелые металлы), которые не поддаются переработке. При неправильном или небрежном захоронении вредные отходы могут отравить почву и водные источники. См. также ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ДЕГРАДАЦИЯ.

Проблема переработки вредных отходов считается самой крупной экологической проблемой века. Удаление вредных отходов – серьезная проблема в развитых, равно как и во многих развивающихся странах. В масштабе всей Земли ежегодно производится более 600 млн. т вредных промышленных отходов. Захоронение на свалках все еще считается наиболее экономичным методом удаления вредных промышленных отходов. Однако в некоторых случаях используются более эффективные методы, например термообработка и утилизация.

Свалка. Влияние свалок на окружающую среду должно быть сведено к минимуму путем правильных расположения, устройства, функционирования, обращения с фильтратами и постоянного замера параметров таких объектов. Правила устройства свалок требуют наличия подкладки, системы сбора фильтрата, системы регулирования стоков, винилового покрытия и организации постоянного замера параметров. Каждая заполненная свалка должна иметь специальное верхнее покрытие, засыпанное слоем земли.

Термообработка. Сжигание органических отходов может резко уменьшить вероятность загрязнения грунтовых вод; кроме того, вырабатываемая при этом энергия может быть ценным побочным продуктом. Среди недостатков сжигания – возможность загрязнения воздуха, эксплуатационные трудности и стоимость процесса.

Главная экологическая проблема при термическом уничтожении опасных отходов – возможные выбросы веществ-загрязнителей воздуха. Для уменьшения выброса загрязнителей используются устройства для улавливания и нейтрализации вредных продуктов сгорания, а также других вредных веществ. Сжигание некоторых отходов, особенно тех, которые содержат хлорорганические соединения, в частности полихлорированные дифенилы (PCB), сопровождается выбросом в атмосферу высокотоксичных тетрахлордибензо- n -диоксина (TCDD) и полихлорированных дибензофуранов (PCDF). Однако высокоэффективное оборудование для термообработки и его правильная эксплуатация позволяют резко уменьшить образование соединений TCDD и PCDF; сжигание при высоких температурах с интенсивным перемешиванием существенно уменьшает выбросы диоксина и дибензофуранов. См. также ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА.

Технологии термообработки. Основные виды термообработки отходов – сжигание и пиролиз. В обоих процессах используются высокие температуры как главное средство изменения химического, физического или биологического характера либо состава вредных отходов. Процесс сжигания осуществляется в присутствии достаточного количества кислорода. Побочными продуктами сжигания являются в основном вода, углекислый газ и зола; негорючие материалы, в том числе кислоты, оксиды металлов и другие неорганические соединения, собираются в золе или уносятся дымовым газом.

Пиролиз – это горение в обедненной кислородом среде. Из молекул органических отходов в результате пиролиза образуются менее сложные частицы, молекулы простых органических соединений и зола; продукты пиролиза могут использоваться как сырье для химических производств и топливо.

Существует несколько технологий термообработки, способных обезвреживать ядовитые отходы. Высокотемпературные процессы проводятся во вращающихся мусоросжигательных печах, печах для обжига клинкера, печах с подачей жидких отходов, судовых и мобильных печах. Низкотемпературные процессы осуществляются в топках с псевдоожиженным слоем, многотопочных печах, реакторах с расплавом солей и установках с окислением влажным воздухом. В табл. 1 приводятся рабочие параметры различных технологий термообработки.

Таблица 1. РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕРМООБРАБОТКИ

Диапазон времен обработки Вращающаяся

816–1650 Жидкости и газы: секунды
Твердые материалы: часы Для обжига клинкера

1370 15 с С подачей жидких отходов

980–1650 0,1–2 с С псевдоожиженным слоем

760–980 От секунд до часов Многотопочная

760–980 0,25–1,5 ч Реактор с расплавом солей

816–980 0,75 с С окислением влажным воздухом

Удаление PCB. В большинстве испытаний, по которым оценивались различные конструкции отходосжигательных печей, сжигались материалы, загрязненные полихлорированными дифенилами (PCB). В случае жидкостей, содержащих более 0,05% PCB, сжигание в настоящее время является единственным приемлемым методом их удаления.

Утилизация отходов. Под утилизацией подразумевается переработка промышленных отходов в полезные сырьевые материалы и энергию. Например, теплота, выделяющаяся при сжигании опасных отходов, может быть использована для создания пара, приводящего в движение генератор электроэнергии, а свинец, извлеченный из отслуживших автомобильных аккумуляторов, – в производстве новых аккумуляторов. Значительное снижение издержек производства и расхода энергии может быть достигнуто путем утилизационной переработки таких материалов, как лом металлов (в частности, железа, стали, алюминия, меди, свинца и магния), макулатура, древесные отходы, стеклобой и пластмассовые отходы. На свалках, существующих в течение ряда лет, образуются большие количества метана по мере того, как сброшенные в них органические материалы разлагаются; на многих свалках теперь проводится отбор метана, который используется как топливо для отопления и приготовления пищи.

Теоретически путем утилизационной переработки можно было бы удалять все вредные промышленные отходы. На самом деле, однако, понадобятся десятилетия для того, чтобы только приблизиться к реализации этой цели, поскольку в проектах большинства заводов не предусматривается утилизация отходов и нет отлаженных процессов переработки. Тем не менее некоторые химические предприятия уже перерабатывают часть своих вредных отходов.

Комплексные системы переработки отходов. Комплексные системы переработки промышленных отходов объединяют в себе несколько упомянутых выше технологий.

Горючие органические жидкие отходы сжигаются в печи, топочная камера которой имеет вместимость около 28 м 3 и обеспечивает время сгорания примерно 2 с при 1370 ° С. После двухступенчатой скрубберной системы очистки вода из скрубберов подается на очиститель сточных вод для нейтрализации.

Очень мелкие частицы твердых неорганических веществ удаляются из газообразных продуктов сгорания электростатическим осаждением. Вода из отстойника также подается на очиститель сточных вод.

Твердые химически активные материалы, которые не сгорают и не растворяются в воде, упаковываются в стальные бочки и отправляются на свалку. На свалке они покрываются большой массой полужидких отходов, образующихся в очистителе сточных вод.

Свалка обычно состоит из трех примыкающих друг к другу двухгектарных котлованов (выемок) с плоским дном, имеющим наклон 1%. На дно укладывают слой песка, а на откосы – специально отобранную непроницаемую глину. Дно и откосы полученной таким образом выемки застилаются армированным изолирующим покрытием на основе синтетического каучука (типа гипалона). Поверх этого покрытия насыпается слой гравия и песка, а затем настилается аналогичное изолирующее покрытие. Слой гравия и песка между двумя покрытиями служит в качестве системы обнаружения протечек, а также помогает предотвратить накопление жидкостей на нижнем покрытии. Верхнее покрытие засыпается 30-см слоем гравия, накрываемым полипропиленовой пленкой тайпар. Засыпка фильтрует полужидкие отходы, сбрасываемые позднее, обеспечивая тем самым свободный сток фильтрата в отстойник. Позже фильтрат перекачивается в установку химической нейтрализации сточных вод для обработки. Заполненная отходами свалочная выемка закрывается непроницаемым уплотненным 60-см слоем глины. Верхний 30-см слой почвы, засеянный травой для предотвращения эрозии, завершает укрытие свалки. Во время заполнения выемки, а также после ее укрытия с помощью контрольных скважин ведется наблюдение за грунтовыми водами на предмет попадания в них загрязняющих веществ.

Очиститель сточных вод обрабатывает отходы и одновременно превращает их в полужидкую массу для сброса. Предусматриваются как биологическая, так и механическая обработка жидких отходов. Поступающие в очиститель сточные воды нейтрализуются известью; кроме того, в них добавляется электролит, чтобы ускорить осаждение взвешенных твердых частиц. Очищенная от твердых частиц жидкость подается в аэротенки, где микроорганизмы и порошкообразный активированный уголь удаляют органические материалы, не подвергшиеся осаждению на предыдущей стадии очистки. Микроорганизмы разрушают вредные органические вещества, превращая их в углекислый газ, воду и разнообразные органические соединения. Эта смесь очищается посредством оседания взвешенных в ней частиц. Часть образующихся полужидких отходов повторно направляется в аэротенки, а остаток освобождается от воды пропусканием через сгуститель и фильтр. Фильтровальный осадок подается на вершину отходосжигательной печи, содержащей пять топок. Поднимающиеся горячие газы испаряют влагу из поступающей в верхнюю топку полужидкой массы. В средних, более горячих топках подвергаются пиролизу биомасса и органические материалы, адсорбированные на активированном угле; в нижних, самых горячих топках загрязненный порошкообразный уголь регенерируется в присутствии водяного пара для повторного использования в аэротенках.

Описанная выше система может работать как с вредными промышленными отходами, требующими обработки и очистки, так и с отходами, которые не нуждаются в таких операциях. Первичная полужидкая масса после освобождения от воды путем фильтрации сбрасывается на свалку. Фильтрат со свалки подается в очиститель сточных вод для обработки. В конечном итоге очищенные сточные воды, содержащие некоторое количество загрязняющих веществ, сбрасываются в открытый водный бассейн.

Ежегодное производство продуктов деления одними только атомными электростанциями по уровню радиоактивности примерно вдвое больше суммарного количества делящихся веществ во всех океанах Земли. Если все радиоактивные отходы с атомных электростанций удалять растворением в воде, то потребовалось бы 7,8 Ч 10 20 л воды в год, чтобы растворить продукты деления только из атомных реакторов. См. также АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА.

Источники радиоактивных отходов. В целях правильной обработки радиоактивные отходы обычно подразделяются на отходы низкого, высокого и промежуточного уровней радиоактивности.

Отходы низкого уровня радиоактивности. Создается много низкорадиоактивных отходов, подлежащих удалению, на заводах по переработке урановой руды, в исследовательских лабораториях, в системах охлаждения и промывки атомных реакторов, в больницах, отходосжигательных печах и системах вентиляции зданий. Загрязнение этого типа обычно является легким, однако объем загрязненных отходов весьма велик.

Отходы высокого уровня радиоактивности. Высокорадиоактивные отходы представляют собой использованное («отработавшее») топливо из ядерных реакторов, а также агрессивные жидкости, остающиеся после переработки такого топлива с целью извлечения плутония и урана. Объем высокорадиоактивных отходов относительно мал, но большая их часть остается радиоактивной в течение долгого времени.

Отходы промежуточного уровня радиоактивности. К этой категории относятся разнообразные типы отходов, не попадающие ни в одну из двух категорий, отмеченных выше. Она включает конструктивные узлы реакторов, материалы, сильно загрязненное оборудование и стоки.

Физическое состояние. Выбрасываемые отходы могут быть газами или частицами, взвешенными в воздухе в форме аэрозолей. Твердые частицы выбрасываются в виде пыли или дыма; жидкие частицы обычно образуют туман. Воздушные потоки, переносящие эти аэрозоли или газы, подлежат очистке перед выбросом в атмосферу.

Твердые радиоактивные отходы могут возникать в результате добычи и переработки радиоактивных руд, производства ядерных топлив, деятельности лабораторий и механической обработки материалов на заводах по производству топлив. Физические и химические процессы очистки воздуха и обработки жидкостей дают полужидкие отходы и концентраты. Радиоактивное загрязнение оборудования и рабочих тел происходит при всех указанных типах работ, и загрязненные материалы должны быть переработаны или удалены.

Радиация и распад. Радиация, существующая на свалках радиоактивных отходов, вызывается распадом атомов радиоактивных веществ, присутствующих в отходах. Столкновение продукта распада с атомом в воздухе, теле человека или материале приводит к выбиванию электрона, так что образуется положительно заряженный атом. Выбитый электрон может присоединиться к другому атому, зарядив его отрицательно. Заряженные таким образом атомы, называемые ионами, могут нарушить равновесие в тканях тела и вызвать разрушение клеток.

Радиоактивные изотопы некоторых элементов имеют период полураспада, измеряющийся лишь секундами. С другой стороны, изотоп углерода 14 C, широко используемый в биологических исследованиях, имеет период полураспада 5568 лет.

Переработка отходов, содержащих бумагу

ООО “Инжиниринговый центр инновационных материалов и технологий” реализует Проект по переработке отходов, содержащих бумагу

Основные задачи:

Bнедрение инновационных и экологически чистых технологий, развитие экологически безопасных производств

Основные задачи:

Развитие системы эффективного обращения с отходами производства и потребления, создание индустрии утилизации

ООО «Инжиниринговый центр инновационных материалов и технологий» реализует Проект по переработке отходов, содержащих бумагу, предусматривающий создание высокоэффективного по своим финансовым и технологическим показателям бизнеса, путем развития потенциала действующего предприятия по переработке отходов полиэтилена, что полностью соответствует реализации долгосрочных задач в области обращения с отходами.

Основным фактором инициирования проекта является долгосрочная тенденция роста рынка потребления целлюлозы и полиэтилена, наличие обширной сырьевой базы отходов ламинированной бумаги и недостаток промышленных мощностей по переработке отходов, содержащих бумагу.

Российский рынок отходов производства ламинированной бумаги составляет 2 500 000 тонн в месяц. Переработкой данных отходов в промышленных масштабах практически никто не занимается. Основная масса вывозится на свалки, либо утилизируется (сжигается).

Инициатор Проекта – Научно-производственная компания «Инжиниринговый центр инновационных материалов и технологий». Компания обладает достаточной компетенцией для управления Проектом. Профессиональная команда имеет большой опыт деятельности в сфере производства полиэтиленовой упаковки, переработки отходов и организации продаж.

К числу основных задач, определенных Стратегией экологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 года, утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 19 апреля 2017 года № 176, отнесено эффективное использование природных ресурсов, повышение уровня утилизации отходов производства и потребления.
К приоритетным направлениям решения основных задач в области обеспечения экологической безопасности, предусмотренных Стратегией, отнесено внедрение инновационных и экологически чистых технологий, развитие экологически безопасных производств, а также развитие системы эффективного обращения с отходами производства и потребления, создание индустрии утилизации, в том числе повторного применения, таких отходов.
В 2016 г. суммарный объем вывоза твердых коммунальных отходов (ТКО) в целом по России составлял почти 269,0 млн м3 (или 52,4 млн. т).
За последние шестнадцать лет произошло примерно удвоение вывозки ТКО/ ТБО из всех городов и поселков страны. При этом пропорционально возрастало не только негативное воздействие на окружающую среду, но и увеличивались потери вторичных материальных ресурсов.
Из 269,0 млн м3 (52,4 млн т) ТКО, вывезенных в 2016 г., на обработку – то есть для целей передела, вторичного и/или повторного использования – было направлено 23,9 млн м3 (3,9 млн т), или почти 9% общей вывозки. Около 6,4 млн м3 (10,1 млн т) ТКО, или 2,4%, было передано на обезвреживание и уничтожение, в том числе на мусоросжигательные предприятия. Подавляющая часть вывезенных отходов – 238,7 млн м3 (47,5 млн т), или 88,7% от общей вывозки ТКО – в 2016 г. поступила на полигоны, свалки и в аналогичные места размещения (захоронения) данных отходов.
В Перечне поручений Президента Российской Федерации В.В. Путина по итогам заседания Государственного совета по вопросу «Об экологическом развитии Российской Федерации в интересах будущих поколений», состоявшегося 27 декабря 2016 г., Правительству Российской Федерации, в частности, поручено внести в законодательство Российской Федерации изменения, направленные на стимулирование деятельности по переработке отходов производства и потребления и предусматривающие, в частности участие малого бизнеса и населения в деятельности по сортировке, переработке отходов, ликвидации объектов накопленного вреда окружающей среде.
Задача восстановления ресурсного потенциала сырья – суть современной стратегии обращения с отходами, включая ТКО, также как мегазадача оздоровления окружающей природной среды соответствующих территорий. Большинство регионов России достигло уровня экономического развития, при котором перевод обращения с ресурсами на новый технологический уклад является условием, необходимым для территориального экологического развития и устойчивой жизнедеятельности населения.
По имеющимся оценкам, из коммунального (бытового) мусора можно посредством организации раздельного сбора ТКО и применения технологии комплексного сбережения ресурсов получить продукцию как минимум на 100 млрд руб., в том числе: 3,5 млн тонн условного топлива (тут) альтернативного топлива; 6 млн т вторичного сырья (металлолома, полимеров, макулатуры); 10 млн т техногенного грунта и компоста и др.
Главной целью утвержденной в 2013 году Минприроды России «Комплексной стратегии обращения с твердыми коммунальными (бытовыми) отходами в Российской Федерации» является предотвращение вредного воздействия ТКО на здоровье человека и окружающую среду, а также вовлечение компонентов, содержащихся в отходах (органика, металлолом, бумага, стеклянная и пластиковая тара, текстиль, изношенные автомобильные шины и другие), в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энергии.

Контакты и реквизиты

Юр. адрес: 125315, г. Москва, Ленинградский просп., д.80, корп.4А, этаж 3, пом.I, ком.8
Почтовый адрес: тот же
Тел.: +7(495)740-20-12
E-mail: info@promrecycling.com

ИНН / КПП 7743276523 / 774301001

ОГРН 1187746846540

ОКПО 33336152

ОКВЭД 38.32.59 ; 38.32.52 ; 46.76.1

корр/сч 40702810412250000697
БИК 044525745; к/сч 30101810345250000745 в ГУ БАНКА РОССИИ ПО ЦФО
ФИЛИАЛ № 7701 БАНКА ВТБ (ПАО)
ИНН 7702070139; КПП 770943003

Генеральный директор Дюмулен Алексей Вадимович (на осн. Устава)

Главный бухгалтер Зюзина Наталья Леонидовна

Переработка промышленных отходов.

Выделяют две группы методов переработки отходов – механические и физико-химические методы.

Механическая переработка отходов.

Утилизация твердых отходов в большинстве случаев приводит к необходимости либо разделения на компоненты (в процессе очистки, обогащения, извлечения ценных составляющих) с последующей переработкой сепарированных материалов различными методами, либо придания им определенного вида, обеспечивающего саму возможность утилизации отходов. Совокупность наиболее распространенных механических методов подготовки и переработки твердых отходов представлена на рис. 12.2.

Классификация и сортировка. Разделение твердых зернистых материалов на классы по крупности кусков или зерен называется классификацией.

Известны два основных способа классификации: 1) ситовая (грохочение) — механическое разделение на ситах; 2) гидравличе­ская — разделение смеси на классы зерен, обладающих одинаковой скоростью осаждения в воде или в воздухе. Разделение смеси зерен на классы в воздушной среде называется воздушной сепарацией.

Классификация может иметь самостоятельное значение — для при­готовления готовых продуктов определенных сортов (в этом случае она называется сортировкой) или быть вспомогательной операцией для предварительной подготовки материала к последующей переработке. Наиболее широко различные способы классификации используются сов­местно с процессами измельчения.

Измельчение. Процессы измельчения условно подразделяют на дробление (крупное, среднее и мелкое) и измельчение (тонкое и сверхтонкое). Измельчение материалов осуществляют путем раздавливания, раскалывания, истирания и удара. В большинстве случаев эти виды воздействия на материал используют комбинированно; при этом обычно основное значение имеет один из них, что обусловлено конструкцией машины, применяемой для измельчения.

Рис. 12.2. Механические методы подготовки и переработки отходов.

В зависимости от физико-механических свойств и размеров кусков (крупности) измельчаемого материала выбирают тот или иной вид воздействия. Так, дробление твердых и хрупких материалов производят раздавливанием, раскалыванием и ударом, твердых и вязких —раздавливанием и истиранием.

Дробление материалов обычно осуществляется сухим способом (без применения воды), тонкое измельчение часто проводят мокрым способом (с использованием воды). При мокром измельчении пылеобразования не наблюдается и облегчается транспортирование измельченных продуктов.

Метод дробления используют для получения из крупных кусков перерабатываемого материала продуктов крупностью преимущественно 5 мм. Дробление широко используется при переработке отходов вскрыши при открытых разработках полезных ископаемых, отвальных шлаков металлургических предприятий, вышедших из употребления резиновых технических изделий, овалов галита и фосфогипса, отходов древесины, некоторых пластмасс, строительных и многих других материалов.

Метод измельчения используют при необходимости получения из кусковых отходов зерновых и мелкодисперсных фракций крупностью менее 5 мм. Процессы измельчения широко распространены в технологии рекуперации твердых отходов при переработке отвалов вскрышных и попутно извлекаемых пород открытых и шахтных разработок полезных ископаемых, вышедших из строя строительных конструкций и изделий, некоторых видов смешанного лома изделий из черных и цветных металлов, топливных и металлургических шлаков, отходов углеобогащения, некоторых производственных шламов и отходных пластмасс, пиритных огарков, фосфогипса.

– магнитная сепарация. Извлечение ферромагнитных металлов основано на их высокой магнитной восприимчивости и способности хорошо намагничиваться. К достоинству магнитной сепарации можно отнести, то, что для извлечения металлов не требуется высокой напряженности электромагнитного поля, что делает извлечение ферромагнитных металлов достаточно дешевым.

– электродинамическая сепарация. Для выделения неферромагнитных или цветных металлов из потока смеси отходов или ТБО сухим способом применяется метод электродинамической сепарации – это процесс обогащения, основанный на использовании силового взаимодействия магнитного поля и вихревых токов, возникающих в электропроводном веществе под воздействием ЭДС, индуцированного магнитным полем. К достоинствам данного метода можно отнести простоту оборудования, извлечение металлов без дробления, высокая производительность возможность применения аппаратов из смежных областей. При движении материала в переменном магнитном поле или при действии на неподвижные электропроводные металлы переменного (бегущего) магнитного поля в проводнике индуцируется ЭДС и возникают вихревые токи, которые вступают во взаимодействие с первичным магнитным потоком, изменяя его индукцию. Эффектом взаимодействия контуров тока с породившим их магнитным потоком является, в частности, выталкивание неферромагнитных металлов из поля катушки переменного тока.

– лазерная сепарация. В настоящее время разработаны методы разделения макулатуры и полимерной пленки, которые основаны на использовании лазерной магнитной техники. Основой способа разделения материалов с помощью лазера является определение требуемого компонента среди других материалов посредством отраженного света при прохождении отходов в луче лазера. В инфракрасной зоне спектра электромагнитного излучения волокнистые материалы, подобные бумаге и картону, создают беспорядочно диффузное отражение, в то время как полимерные материалы — правильное отражение. Эти отражения улавливают и преобразовывают в электрические сигналы, которые используют для управления потоком воздух; отсортировывающим полимерную пленку от макулатуры.

– отсадка. Отсадка представляет собой процесс разделения минеральных зерен по плотности под действием переменных по направлению вертикальных струй воды (воздуха), проходящих через решето отсадочной машины. Отсадке обычно подвергают предварительно обесшламленные широко- или узкоклассифицированные материалы оптимальной крупности 0,5 – 100 мм для нерудных и 0,2 – 40 мм для рудных материалов. В процессе отсадки материала расслаивается: в нижнем слое концентрируются тяжелые частицы, в самом верхнем – легкие мелкие. Получаемые слои разгружают отдельно.

Поделиться ссылкой: