Современные способы утилизации промышленных отходов. Что такое промышленные отходы, их правильная утилизация и переработка. Комплексная программа ликвидации отходов

Люди ежедневно генерируют колоссальное количество мусора, так что даже странно, что проблема утилизации стала актуальной относительно недавно. У этой отрасли есть свои перспективы, а некоторые страны настолько преуспели в этом, что даже импортируют отходы переработки.

Мировая проблема загрязнения

Ежедневно человечество генерирует огромное количество мусора. Промышленные и медицинские материалы и остатки, колоссальное количество пластика, стекла, бумаги, а еще все то, что выбрасывается в процессе простой жизнедеятельности среднестатистического человека. Переработка и утилизация отходов охватывает лишь небольшую часть мусора. Все остальное находится на свалках и медленно отравляет даже если в этом мусоре нет ничего токсичного. Природа может разложить бумагу, пластик, полиэтилен далеко не сразу - на это может уйти как небольшое количество времени, так и десятилетия или даже века. Технический прогресс подарил человечеству много новых изделий, но он же и способствовал появлению материалов, неподвластных гниению и быстрой органической переработке, даже если она необходима. И лишь недавно люди всерьез задумались на этим и начали думать, как исправить ситуацию, сложившуюся буквально за последние пару столетий. К сожалению, человечество ожидает долгий и трудный путь, предполагающий отказ от существующей модели бездумного потребления.

Способы решения

На данный момент существует три наиболее перспективных направления, которые могут помочь в избавлении от проблемы, особенно в случае комплексного подхода. Во-первых, это разработка биоразлагаемых материалов. Огромная часть мусора - это упаковка: пластик, пакеты, коробки и т. д. Бумага, картон и другие новые материалы - это шаг к чистой планете.

Вторая мера - социальная ответственность. Сортировка мусора - это самое простое, что может сделать для природы рядовой потребитель. Ведь если заниматься разделением будет уже знакомый с составом всего выбрасываемого, то это здорово сэкономит силы и время. А отсортированный мусор будет гораздо проще перерабатывать.

Наконец, еще одна мера, напрямую связанная с предыдущей - стимулирование повторного использования. Пакеты, бумага, пластиковые и стеклянные емкости - всему этому можно подарить вторую жизнь, а также отсрочить время, когда они окажутся на помойке.

Все эти меры по-своему хороши, хотя они могут быть как эффективными, так и показать свою бесполезность - это зависит от того, какую политику будет проводить государство и какие именно способы будут использоваться для уменьшения количества мусора.

Классификация отходов

Существует несколько критериев, согласно которым можно разделить мусор на несколько категорий. Среди них следующие:

• по происхождению - бытовые и промышленные отходы (переработки, производства и т. д.);
• по состоянию - твердые, жидкие, газообразные;
• по - в России используется 5 категорий.

Мусор, генерируемый предприятиями, обращает на себя внимание в первую очередь. Во-первых, то, что не пригодилось в одном производстве, может быть ценным ресурсом в другом. Во-вторых, утилизация или переработка промышленных отходов необходима из-за того, что в них могут содержаться опасные для окружающей среды и людей вещества. В то же время бытовой мусор практически не обращает на себя внимание, а ведь среднестатистическая российская семья его генерирует более 400 килограммов в год. Из этой массы более половина - пластик и макулатура. В то же время разделение и переработка бытовых отходов в РФ совершенно не налажены.

Утилизация

Различные виды отходов требуют разных подходов. Большое количество появляется в результате и древесины, функционирования обрабатывающих и химических предприятий. Основная проблема состоит в том, что переработка промышленных отходов не всегда возможна, и тогда единственный способ от них избавиться - захоронить на свалке или произвести термообработку.

Отдельно стоит сказать про пластик, который нашел широкое применение в человеческой жизни. Его утилизация затруднена в связи с тем, что это вещество разделяется на много типов, каждый из которых требует отдельного подхода. Кроме того, термическая переработка пластика, то есть попросту его сжигание, зачастую невозможна, ведь в ходе этого процесса образуется огромное количество вредных элементов. В то же время органическое разложение занимает слишком много времени.

Способы

Для каждой группы должны использоваться свои методы, так что еще до утилизации мусор необходимо рассортировать:

1. Для отходов органических по происхождению подойдет биологическая переработка. Бумага, картон, пищевой мусор могут быть компостированы и оставлены для перегнивания. В дальнейшем их можно будет использовать в сельском хозяйстве. Иногда таким методом перерабатывают даже натуральные ткани.
2. Металл прекрасно подвергается переплавке и повторному использованию. Основная проблема состоит лишь в его выделении из, например, электроприборов, выброшенных на свалку.
3. Термообработка различных видов подходит, если речь идет про отходы переработки древесины. С помощью сжигания сырья можно получить некоторое количество энергии.
4. Переработка пластика производится с использованием механических (измельчение) и химических методов. Как правило, в дальнейшем получаются новые полимеры, которые могут быть применены повторно.
5. Захоронение. Наиболее опасные отходы производства подвергаются специальной процедуре, которая предполагает их максимальную изоляцию от окружающей среды на достаточно длительное время. Спустя некоторое время они естественным образом разлагаются или вывозятся для дальнейших действий по утилизации.

Эффективность

Может стать дополнительным источником как энергии, так и сырья. Так, на Западе захоронению подвергается лишь треть всего мусора, остальное так или иначе идет в работу, чтобы использоваться повторно. Помимо того, что это позволяет экономить на производстве энергии и материалов, не происходит накопления отходов в виде неэстетичных и опасных свалок.

В России, к сожалению, все обстоит иначе. Система разделения мусора находится в зачаточном состоянии, практически нигде нет урн с несколькими отсеками. Лишь небольшая часть подвергается каким-либо действиям, более или менее развита лишь переработка пластика, но даже на него приходится лишь 5-7%. Весь остальной объем попадает под захоронение на свалках.

Перспективы

Ученые предлагают множество способов, как сделать отходы переработки менее опасными и более полезными. Наиболее жизнеспособными кажутся такие технологии, которые позволяют разлагать мусор на изначальные компоненты с их последующим повторным использованием. Эти экологически нейтральные методы уже используются в тестовом режиме в Европе и пока не вызывают нареканий.

Мусор и искусство

Переработка и утилизация отходов - проблема, которая вдохновила многих художников и скульпторов на работы, вызывающие Канадские модельеры предлагают шить из отработанных материалов одежду. Парадоксально, но ее даже можно носить, хоть она и весьма экстравагантна. Архитектурная компания из Нидерландов предлагает создать из отходов искусственные острова, где могли бы жить беженцы из Наконец, достаточно известная американская худолжница Лиза Хоук использует мусор в своих картинах, неоднозначных и завораживающих. Так что говорить об однозначной вредности бытовых отходов не приходится.

Комплекс технических и технологических решений, сопровождающих процессы обращения с отходами с момента их образования и до захоронения неутилизируемых компонентов, является основой управления в системе обращения с отходами.

Основными методами переработки отходов являются:

 компостирование,

 биоразложение,

 сжигание.

Эти методы особенно эффективны при переработке ТБО.

1. Компостирование.

Компостирование считается формой переработки, нацеленной на сырую органическую отходную массу. Компостирование – это биологический метод обезвреживания ТБО. Иногда его называют биотермическим методом.

Сущность процесса заключается в следующем: разнообразные, в основном теплолюбивые микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его саморазогревание до 60 0 С. При такой температуре погибают болезнетворные и патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических загрязнений в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу.

Механизм основных реакций компостирования такой же, как при разложении любых органических веществ. При компостировании более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые.

Стоимость методов компостирования растет с применением специализированной техники и может достигать значительных величин.

Схема работы мусороперерабатывающего завода следующая . Законченный цикл обезвреживания ТБО состоит из трех технологических этапов:

 прием и предварительная подготовка мусора;

 собственно биотермический процесс обезвреживания и компостирования;

 обработка компоста.

Переработка мусора должна обязательно сочетаться с выдачей продукции, безопасной и в эпидемиологическом отношении.

Обезвреживание отходов обеспечивается в первую очередь высокой температурой аэробной ферментации. В ходе биотермического процесса происходит гибель большей части патогенных микроорганизмов.

Однако, компост, получаемый в результате биотермического обезвреживания ТБО на мусороперерабатывающих заводах, не должен быть использован в сельском и лесном хозяйства, т.к. содержит примеси тяжелых металлов, которые через травы, ягоды, овощи или молоко могут причинить вред здоровью человека.

2. Биоразложение органических отходов

Общепризнанно, что биологические методы разложения органических загрязнений считаются наиболее экологически приемлемыми и экономически эффективными.

Технология процесса биоразложения отходов различна. Например: в биопрудах – жидкие отходы, в биореакторах – жидкие, пастообразные, твердые, в биофильтрах - газообразные. Существуют и другие модификации биотехнологии.

Существенными недостатками аэробных технологий, особенно при обработке концентрированных сточных вод, являются энергозатраты на аэрацию и проблемы, связанные с обработкой и утилизацией большого количества образующегося избыточного ила (до 1–1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ).

Исключить указанные недостатки помогает анаэробная обработка сточных вод методом метанового сбраживания. При этом не требуется затрат энергии на аэрацию, что играет большую роль в условиях энергетического кризиса, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое топливо – метан.

В перечень веществ, биоразлагаемых анаэробным способом, входят органические соединения различных классов: спирты; альдегиды; кислоты алифатического и ароматического рядов.

Последовательное многоступенчатое разрушение молекул органических веществ возможно благодаря уникальным способностям определенных групп микроорганизмов осуществлять катаболический процесс – расщепление сложных молекул до простых и существовать за счет энергии разрушения сложных молекул, не имея доступа ни к кислороду, ни к другим, предпочтительным в энергетическом отношении акцепторам электронов (нитрат, сульфат, сера и др.). Микроорганизмы используют для этой цели углерод органических веществ. Следовательно, в процессе восстановительного расщепления сложные органические молекулы разрушаются до метана и углекислого газа.

3. Сжигание отходов

Твердые бытовые отходы представляют собой гетерогенную смесь, в которой присутствуют почти все химические элементы в виде различных соединений. Наиболее распространенными элементами являются углерод, на долю которого приходится около 30% (по массе) и водород 4% (по массе), входящие в состав органических соединений. Теплотворная способность отходов во многом определяется именно этими элементами. В промышленно развитых европейских регионах теплотворная способность ТБО составляет 1900–2400 ккал/кг, а в ряде случаев достигает 3300 ккал/кг и прогнозируется дальнейший рост теплотворной способности отходов, что окажет влияние на конструктивные особенности элементов термического оборудования.

Сжигание ТБО, как правило, является окислительным процессом. Поэтому и в камере сжигания превалируют окислительные реакции. Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО 2 и Н 2 О.

При сжигании необходимо учитывать, что в ТБО присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью, высокой летучестью и содержанием, такие как например различные соединения галогенов (фтора, хлора, брома), азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца, кадмия, олова, ртути).

Можно отметить два основных пути образования диоксинов и фуранов при термической переработке ТБО:

 первичное образование в процессе сжигания ТБО при температуре 300–600 º С;

 вторичное образование на стадии охлаждения дымовых газов, содержащих HCl , соединения меди (и железа) и углеродсодержащие частицы при температуре 250–450 º С (реакция гетерогенного оксихлорирования частиц углерода).

Температура начала распада диоксинов –700 º С, нижний температурный предел образования диоксинов –250–350 º С.

Для того, чтобы при сжигании на стадии газоочистки обеспечить снижение содержания диоксинов и фуранов до требуемых норм (0,1 нг/м 3) должны быть реализованы так называемые первичные мероприятия, в частности, «правило двух секунд» – геометрия печи должна обеспечить продолжительность пребывания газов не менее 2 сек. в зоне печи с температурой не менее 850 º С (при концентрации кислорода не менее 6%).

Стремление к достижению при сжигании максимально высоких температур и созданию каких-либо дополнительных зон дожигания не решает полностью проблему снижения концентрации диоксинов в отходящих газах, так как не учитывает способности диоксинов в новому синтезу при снижении температуры.

Высокие температуры приводят к увеличению выхода летучих компонентов и росту выбросов опасных металлов.

Теоретически возможны два способа подавления образования диоксинов:

 связывание образующегося при сжигании ТБО HCl с помощью соды, извести или гидроксида калия;

 перевод в неактивную форму ионов меди и железа, например, связывание меди в комплексы с помощью аминов.

В зависимости от температуры процесса, все методы термической переработки ТБО, нашедшие промышленное применение или прошедшие опытную апробацию, можно разделить на две большие группы:

 процессы при температурах ниже температуры плавления шлака;

 процессы при температурах выше температуры плавления шлака.

Слоевое сжигание ТБО осуществляют на подвижных решетках (колосниковых и валковых) и во вращающихся барабанных печах.

3.1. Слоевое сжигание.

Сжигание на колосниковых решетках.

Все колосниковые решетки устанавливаются в топке, которая представляет собой камеру сгорания, куда подаются отходы и дутьевой воздух в качестве окислителя органических веществ.

Переталкивающие решетки как с прямой, так и с обратной подачей материала представляют собой систему, состоящую из подвижных и неподвижных колосников для перемещения и перемешивания отходов. Колосниковые решетки с прямой подачей (поступательно-переталкивающие решетки) имеют малый угол наклона (6–12,5 º) и переталкивают материал в сторону выгрузки шлака (в направлении перемещения материала). Колосниковые решетки с обратной подачей (обратно-переталкивающие решетки) имеют большой угол наклона (обычно 21–25 º) и переталкивают материал (нижний слой отходов) в сторону, противоположную выгрузке шлака и перемещению отходов. При этом часть горящего слоя отходов возвращается к началу решетки, что интенсифицирует процесс горения.

Сжигание на валковых решетках.

Слоевое сжигание ТБО на валковых решетках применяется в промышленной практике достаточно широко. При использовании топок с валковыми решетками, заимствованными из практики сжигания угля, материал перемещается с помощью вращающихся валков (барабанов).

Опыт эксплуатации заводов, на которых реализовано слоевое сжигание ТБО в топках с валковыми решетками, позволил выявить целый ряд недостатков:

 неудовлетворительная работа и отрицательное экологическое влияние вследствие плохой стабилизации процесса сжигания;

 часто не достигается оптимальная температура;

 большой выход недожога;

 плохое качество шлака;

 значительная потеря черных металлов;

 эксплуатационные осложнения при попадании в печь бордюрного камня и больших количеств металла;

 сложность организации эффективной газоочистки при нестабильном горении отходов и др.

Механическое внедрение европейского оборудования, предназначенного для прямого сжигания неподготовленных городских отходов в России недопустимо, так как в городах РФ практически отсутствует сбор отходов.

Сжигание в барабанных печах.

Барабанные вращающиеся печи для сжигания исходных (неподготовленных) ТБО применяют редко. Чаще всего эти печи используют для сжигания специальных, в том числе и больничных, отходов, а также жидких и пастообразных промышленных отходов, обладающих абразивным действием.

Барабанные печи устанавливаются с небольшим наклоном в направлении движения отходов. Скорость вращения печи от 0,05 до 2 об./мин. Со стороны загрузки подаются отходы, воздух и топливо. Шлак и зола выгружаются с противоположного конца печи. В первой части печи отходы подсушиваются до температуры 400 º С а затем происходит газификация и сжигание, обычно при температуре 900–1000 º С.

В практике мусоросжигания барабанные печи ранее часто использовали в качестве дожигательных барабанов после колосниковых решеток.

Практика применения барабанных печей в качестве дожигательных барабанов на мусоросжигательных заводах считается устаревшей и подобная технология не закладывается в проекты новых заводов.

3.2. Сжигание в кипящем слое.

Сжигание в кипящем слое осуществляется за счет создания двухфазной псевдогомогенной системы «твердое-газ» за счет превращения слоя отходов в «псевдожидкость» под действием восходящего потока газа, достаточного для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии.

Слой напоминает кипящую жидкость, и его поведение подчиняется законам гидростатики.

Считается, что сжигание в кипящем слое по эколого-экономическим параметрам в ряде случаев превосходит традиционное слоевое сжигание.

Печи для сжигания ТБО в кипящем слое обеспечивают наилучший режим теплопередачи и перемешивания обрабатываемого материала и по этим характеристикам превосходят котлоагрегаты с переталкивающими решетками. Кроме того, аппараты кипящего слоя не имеют движущихся частей или механизмов. Однако необходимость обеспечения режима псевдоожижения обрабатываемого материала накладывает ограничение на его гранулометрический и морфологический состав, а также на теплотворную способность. В ряде случаев процесс сжигания в кипящем слое, особенно в циркулирующем кипящем слое, оказывается более дорогим, чем слоевое сжигание.

Производительность печей для сжигания ТБО в кипящем слое составляет от 3 до 25 т/час. Преобладающая температура сжигания 850–920 º С.

В связи с тем, что температура сжигания ТБО в кипящем слое на 50–100 º С ниже по сравнению со слоевым сжиганием, заметно снижается возможность образования оксидов азота за счет окисления азота воздуха, в результате чего снижаются выбросы NO с отходящими газами.

Роль теплоносителя в системах кипящего слоя обычно выполняет тонкозернистый песок , поверхность частиц которого создает большую по сравнению с традиционным колосниковым сжиганием поверхность нагрева.

После разогревания песка с помощью запальной горелки до температуры 750–800 º С начинают подачу отходов в кипящий слой, где они смешиваются с песком и в процессе движения истираются.

В результате хорошей теплопроводности песка отходы начинают быстро и равномерно гореть. Выделяющееся при этом тепло обеспечивает поддержание песка в горячем состоянии, что позволяет работать в автогенном режиме без подвода дополнительного топлива для поддержания режима горения.

3.3. Сжигание при температурах выше температуры плавления шлака.

Основными недостатками традиционных методов термической переработки ТБО являются большой объем отходящих газов (5000–6000 м 3 на 1 т отходов) и образование значительных количеств шлаков (около 25% по массе или менее 10% по объему). Кроме того, шлаки имеют повышенное содержание тяжелых металлов и по этой причине находят лишь ограниченное применение, в основном, в качестве пересыпного материала на свалках.

Для получения расплава шлака непосредственно в процессе термической переработки ТБО необходимо обеспечить температуру в аппарате выше температуры плавления шлаков (около 1300 º С). Это, как правило, требует либо использования кислорода, либо подвода дополнительной энергии. Замена части дутьевого воздуха на кислород одновременно обеспечивает снижение количества отходящих газов.

Наиболее очевидным способом повышения температуры сгорания отходов является уменьшение содержания в используемом окислителе (воздухе) доли инертного компонента (азота), на нагрев которого расходуется значительная часть выделяющейся энергии.

Вторым значительным преимуществом сжигания в кислороде является резкое сокращение объема дымовых газов и следовательно, снижение затрат на газоочистку. Кроме этого, сниженная концентрация азота в дутьевом воздухе позволяет уменьшить количество образующихся при высоких температурах оксидов азота, очистка от которых представляет собой серьезную проблему.

В начале 90-х годов для термической переработки ТБО при температуре 1350–1400 º С предложены металлургические печи Ванюкова. Сжигание осуществляется в кипящем слое барботируемого шлакового расплава, который образуется из загружаемых в печь золошлаковых отходов ТЭЦ.

Механический перенос этого процесса для широкомасштабной термической переработки ТБО не может быть осуществлен из-за:

 того, что КПД печи Ванюкова из-за высокой температуры отводимых газов (1400–1600 º С) очень низок;

 того, что в переработку поступает преимущественно органическое сырье, т.к. ТБО на 70–80% состоят из органических компонентов. При нагревании минеральные вещества переходят в жидкую фазу, а органические в газообразную,

 отсутствия широкомасштабных испытаний процесса применительно к ТБО, что не позволяет отработать: узлы загрузки и разгрузки; автоматизацию процесса с учетом колебаний состава сырья, состава и объема отходящих газов и др.; автогенность процесса применительно к термообработке отходов как гетерогенной смеси многих компонентов, отличающихся составом, крупностью и теплотворной способностью. Следует заметить, что колебания состава ТБО несопоставимы с колебаниями состава порошкообразных концентратов, направляемых для плавки в печи Ванюкова. Тщательное усреднение колебаний состава концентратов позволяет добиться колебаний в пределах 0,5%, в то время как исходные ТБО усреднению практически не поддаются;

 высокой стоимость процесса и оборудования.

Таким образом, наиболее целесообразно использовать сжигание при температурах выше температуры плавления шлака для переработки не исходных ТБО, а для обезвреживания шлаков или их обогащенных фракций, образовавшихся в термических процессах переработки ТБО при температурах ниже температуры плавления шлака. Выход шлаков в этих процессах составляет 10–25% от исходных ТБО, что резко снижает потребную производительность печей и позволяет периодически вовлекать шлак в переработку.

К одному из негативных факторов влияния урбанизации на человека и окружающую среду, бесспорно, следует отнести большое количество отходов деятельности человека, которые появляются в связи с ростом населения (увеличение количества потребляемых человеком продуктов и используемых им промышленных товаров ведет к увеличению бытовых отходов), а также с ростом производства (увеличение количества и мощности предприятий ведет к увеличению промышленных отходов).

Проблема утилизации отходов в настоящее время остро стоит перед человечеством.

Рассмотрим классификацию промышленных и бытовых отходов.

По агрегатному состоянию отходы разделяют на твердые и жидкие.

По источнику образования отходы бывают:

промышленные - образуются в процессе производства (металлический лом, стружка, пластмассы, пыль, зола и т. д.);

биологические - образуются в сельском хозяйстве (птичий помет, отходы животноводства, отходы растениеводства и другие органические отходы);

бытовые - образуются в результате бытовой деятельности человека (пищевые отходы, осадки коммунально-бытовых стоков, отходы бытовой химии и т.п.).

Наиболее опасными для окружающей среды считаются промышленные отходы, которые являются химически неоднородными, сложными смесями различных веществ, обладающими различными химико-физическими свойствами, и представляют токсическую, химическую, биологическую, коррозионную, огне- и взрывоопасность. Существует классификация промышленных отходов по их химической природе, технологическим признакам образования, возможности дальнейшей переработке и использования.

По токсичности отходы подразделяют на следующие классы токсичности:

чрезвычайно опасные - отходы, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему (HgCl2), цианистый калий, соединения сурьмы, в том числе SbCl3 - треххлорную сурьму, бенз-а-пирен и др.;

высоко опасные - отходы, содержащие хлористую медь, содержащие сульфат меди, щавелевокислую медь, трехокисную сурьму, соединения свинца;

умеренно опасные - отходы, содержащие оксиды свинца (PbO, PbO2, Pb3O4), хлорид никеля, четыреххлористый углерод;

малоопасные - отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, хлорид кальция, диоксид марганца отходы обогащения полезных ископаемых флотационным способом с применением аминов;

нетоксичные.

Определение класса опасности отходов проводится по величине предельно допустимой концентрации веществ с учетом их растворимости в воде и содержания веществ в общей массе отходов.

Отходы, которые в дальнейшем могут быть использованы в производстве, относят ко вторичным материальным ресурсам. Например, макулатура может использоваться для производства бумаги, бой - стекла, металлический лом - металла, зола, пыль, шлаки? строительных материалов и конструкций, отходы птицеводства и животноводства? органических удобрений, отработанные масла и нефтепродукты? производства масел и т. д.

Твердые промышленные отходы (ТПО) представляют собой, как правило, более или менее однородные продукты, которые не требуют предварительного разделения по группам для их переработки.

Твердые бытовые отходы (ТБО), напротив, представляют собой грубую механическую смесь самых разнообразных материалов и гниющих продуктов, отличающихся по физическим, химическим и механическим свойствам и размерам.

Каждое производственное подразделение, как правило, характеризуется своим специфическим видом ТПО, представляющим собой смесь различных продуктов, образующихся в процессе производства тех или иных изделий или полупродуктов.

Все ТПО подразделяют на следующие группы:

отходы металлоперерабатывающих производственных подразделений;

отходы металлургических производственных подразделений;

отходы стекольных и керамических производств;

отходы при производстве полимерных материалов синтетической химии (в том числе отходы резины и резинотехнических изделий);

отходы из природных полимерных материалов (отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные отходы, отходы фиброина, кератина, казеина, коллагена);

отходы отопительных систем;

волокнистые отходы;

радиоактивные отходы.

ТБО подразделяют на следующие группы.

отходы из природных материалов (пищевые (гниющие) отходы; отходы медицинских, лечебных, научно-исследовательских организаций; полимерные отходы из природных материалов, в том числе отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные, оберточные материалы);

производственные отходы (металлические; отходы отработанных химических источников тока; бой стекла и стеклопосуды; отходы полимерных материалов синтетической химии, в том числе резина и резинотехнические изделия, все оберточные материалы и полимерная тара из продуктов синтетической химии; радиоактивные отходы).

В настоящее время на предприятиях горнодобывающей, металлургической, химической, деревообрабатывающей, энергетической и других отраслей промышленности ежегодно образуется более миллиарда тонн отходов. Используется же лишь треть от общего объема. Наибольшее количество отходов получается при добыче и обогащении сырья.

Важнейшим этапом обращения с отходами является их сбор , при котором отходы разделяют в зависимости от дальнейшего использования, способа переработки, утилизации и захоронения. Данный процесс очень важен, так как позволяет существенно упростить и удешевить их дальнейшую переработку за счет исключения или сокращения расходов на их разделение.

После сбора отходы подвергаются переработке, утилизации и захоронению.

Наиболее важным этапом в процессе последующей переработки и использования бытовых отходов является их разделение на разные виды уже на стадии сбора в местах образования, т. е. непосредственно в жилых зонах. Отходы должны разделяться на пищевые, бумагу, стекло, пластмассу и различные упаковки. Пищевые отходы, к примеру, в дальнейшем могут перерабатываться на корма и органические удобрения, а бумажные отходы - для производства бумажных изделий и т. д.

Перерабатываются такие отходы, которые могут быть полезны, как было указано ранее. Например, отработанные масла очищают от продуктов коррозии, абразивного износа, взвешенных частиц иного рода, продуктов термического разложения, вводят присадки и получают масла для повторного использования. Отходы животноводства, птицеводства, осадки коммунально-бытовых сточных вод, не содержащие тяжелых металлов, могут быть переработаны и использованы в качестве экологически чистых удобрений. Отходы резинотехнических изделий, в частности автомобильных шин, подвергают измельчению и вновь отправляют на изготовление этих изделий. Отработанное на атомных станциях ядерное горючее перерабатывают на радиохимических заводах с целью выделения плутония-239 и урана-235 для дальнейшего использования в ядерных реакторах и других целей.

Остро стоит проблема применения пластмасс и материалов упаковок, которые при сжигании не образовывали бы токсичных веществ, в частности диоксинов, или разлагались в почве под действием естественных биологических процессов.

Переработка отходов? важнейший этап в обеспечении безопасности жизнедеятельности, способствующий защите окружающей среды от загрязнения и сохраняющий природные ресурсы.

Отходы, не подлежащие переработке и дальнейшему использованию в качестве вторичных ресурсов (переработка которых сложна и экономически не выгодна или которые имеются в избытке), подвергаются захоронению на полигонах. Перед захоронением на полигоне отходы с высокой степенью влажности обезвоживаются. Прессуемые отходы целесообразно спрессовывать, а горючие? сжигать с целью снижения их объема и массы. При прессовании объем отходов уменьшается до 10 раз, а при сжигании? до 50 раз. Сжигание в печах на мусоросжигательных заводах, которые работают во многих странах мира получило широкое распространение.

Недостатком сжигания являются значительно большие издержки по сравнению с вывозом на свалку, сбросом в море и захоронением в отработанные шахты. Однако термический способ уничтожения отходов предпочтительнее складирования их на свалках и полигонах.

Также, при сжигании существуют серьезные проблемы, связанные с образованием газообразных токсичных выбросов. Поэтому мусоросжигательные заводы должны оборудоваться высокоэффективными системами пыле- и газоочистки.

Для захоронения отходов промышленности целесообразно использовать резервуары в геологических формациях: гранит, вулканические породы, туфы, базальты, соляные толщи, гипс, ангидрит, доломит, глина. Такого рода хранилища могут существовать как самостоятельно, так и совместно с горнодобывающими предприятиями на его шахтном поле.

При складировании отходов на полигонах должны соблюдаться следующие условия и ограничения:

в местах складирования должна быть выполнена гидроизоляция для исключения загрязнения грунтовых вод;

полное исключение возникновения деформаций, способных сделать толщу водопроводящей (сдвиг под действием собственной массы, динамические нагрузки, вызванные землетрясениями, газодинамическими явлениями, наземными взрывами и т.п.);

размещение вдали от населенных пунктов, территорий возможных появлений наводнений, селей, прорыва дамб и плотин, оседание земной поверхности в результате горных работ;

характер оборудования полигона должен зависеть от типа и класса токсичности складируемых отходов;

полигоны должны располагаться вдали от водоохранных зон и иметь санитарно-защитные зоны.

Различают полигоны предприятий, городские полигоны, полигоны регионального значения.

Переработка и захоронение радиоактивных отходов? одна из наиболее сложных проблем. Сбор, переработка и захоронение радиоактивных отходов осуществляется отдельно от других видов отходов. Твердые радиоактивные отходы целесообразно подвергать прессованию и сжиганию на специальных установках, оборудованных радиационной защитой и высокоэффективной системой очистки вентиляционного воздуха и отходящих газов. При сжигании 85...90% радионуклидов локализуется в золе, остальные улавливаются системой газоочистки.

В ядерном топливном цикле образуется большое количество жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Жидкие отходы для уменьшения их объема подвергают упариванию, при котором основная масса радионукладов локализуется в осадке. Временно ЖРО хранят в специальных оборудованных емкостях, а затем отправляют на специальные полигоны.

С целью исключения или снижения опасности загрязнения грунтовых вод при окончательном захоронении ЖРО применяют методы их отверждения. Отходы цементируют с образованием цементного камня, битумируют, остекловывают, включают остеклованные отходы в металлическую матрицу. Цементирование? самый простой метод, однако закрепление радионуклидов в цементном камне недостаточно надежно, радионуклиды вымываются, камень со временем может разрушиться. Битумирование обеспечивает надежное закрепление радионуклидов, но при высокой активности отходов выделяется большое количество теплоты радиоактивного распада, и битумный блок может расплавиться (температура плавления битума 130 °С). Остеклование? наиболее надежный, но и самый дорогой метод.

Для высокоактивных отходов применяют метод включения остеклованных отходов в металлическую матрицу. Для этого из стеклянной массы, полученной на основе ЖРО, получают стеклянные шарики с закрепленными в них радионуклидами, засыпают их в матрицу вместе с легкоплавким сплавом на основе свинца, затем емкость нагревают, металл расплавляется и стеклянные шарики закрепляются в металлической матрице.

Захоронение радиоактивных отходов осуществляют в могильниках в геологических формациях. Могильники могут оборудоваться в поверхностных слоях почвы, в массивах каменной соли (часто используют отработанные соляные шахты), кристаллических горных породах. Они должны располагаться в местах, не подверженных наводнениям, селям, оползням, в сейсмически безопасных районах, где нет близко грунтовых вод. До настоящего времени вопросы утилизации и захоронения радиоактивных отходов полностью не решены.

Приборы и печатные платы ПЭВМ содержат не только очень много ценных материалов (золото, серебро, редкие металлы), но и много токсичных веществ, например тяжелых металлов. В составы пластмасс и печатных плат ввода замедлители горения при перегреве на основе хлора и брома, которые могут образовывать при горении чрезвычайно опасные диоксины.

Последними требованиями по безопасности ПЭВМ предусматривается исключение замедлителей горения на основе токсичных компонентов, изготовление элементов конструкций из чистых пластмасс без добавок красителей, минимизация состава применяемых пластмасс и других материалов. Все эти требования направлены на упрощение дальнейшей переработки и утилизации снятых с эксплуатации ПЭВМ.

Переработка отходов электронной промышленности осуществляется путём разделения на отдельные однородные компоненты, выделения химическими методами ценных для дальнейшего использования компонентов, направления их для повторного использования.

Радикальное решение проблем защиты от промышленных отходов возможно при широком внедрении малоотходных технологий. Часто используют понятие «безотходная технология», которое является неверным, так как безотходных технологий не существует.

Под малоотходной технологией понимается такая технология, при которой рационально используются все компоненты сырья и энергии в замкнутом цикле, то есть минимизируются использование первичных природных ресурсов и образующиеся отходы.

Малоотходные технологии должны предусматривать:

снижение материалоемкости изделий;

использование замкнутых циклов водоснабжения предприятий, при которых очищенные сточные воды вновь направляются в производство;

образующиеся отходы или уловленные газоочисткой вещества должны вновь использоваться при получении других изделий и товаров. Например, уловленные адсорберами растворители при регенерации вновь направляют в производство.

Глубокое решение проблемы утилизации и переработки промышленных отходов - длительный и кропотливый процесс, которым предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и многих других специалистов.

Таким образом, с увеличением урбанизации, с расширением производства, увеличением численности населения (особенно в крупных городах), которые подразумевают под собой увеличение количества отходов жизнедеятельности человека (как бытовых, так и промышленных), бесспорно возникновение очередного негативного фактора урбанизации на жизнь человека и окружающей среды - проблемы утилизации бытовых и промышленных отходов деятельности человека. Положительным аспектом является то, что человечество все-таки стремится к решению данной проблемы, используя различные способы сбора и утилизации отходов человеческой деятельности.

Правильная утилизация отходов - огромный шаг на пути улучшения экологии.

Существует не один способ переработки мусора.

Главная задача каждого из методов состоит в том, чтобы выполнить поставленную задачу, не допуская распространения вредных бактерий и микроорганизмов. При этом нужно минимизировать и выделяющиеся при самой утилизации вредные вещества.

Рассмотрим варианты уничтожения отходов и оценим, насколько каждый из них эффективен.

Захоронение отходов на полигонах

Полигоны служат для сбора и переработки мусора природным путем. На многих из них практикуется очень простая и понятная система утилизации: как только соберется определенный объем мусора, его закапывают. Мало того, что этот метод устаревший, он является бомбой замедленного действия, ведь есть такие материалы, которые не разлагаются десятилетиями.

Те немногие полигоны, которые имеют в своем распоряжении цеха по , работают следующим образом: приезжающие машины регистрируют на пункте пропуска. Там же измеряется объем кузова, чтобы определить стоимость утилизации; измеряется уровень радиации. Если он превышает допустимые нормы, машину не пропускают.

От пропускного пункта машина направляется в цех сортировки мусора. Сортировка происходит вручную: машина подает мусор на транспортировочную ленту, а работники оттуда выбирают бутылки, бумагу и т. д. Отсортированные материалы складывают в контейнеры без дна, из которых мусор попадает сразу в клетку и под пресс. Когда процесс окончен, оставшиеся отходы (не вошедшие ни в одну из категорий) также спрессовывают и отвозят непосредственно на свалку. Так как долго разлагающиеся материалы отсортированы, оставшийся мусор можно засыпать землей.

Пластиковые бутылки, картон и некоторые другие отходы покупаются предприятиями для производства. Например, из пластиковых бутылок и контейнеров изготовляют сетки для овощей, из стеклянных бутылок и осколков - новые изделия, из картона - туалетную бумагу.

Материалы, которые принимают на полигонах:

• Бытовые отходы жилых домов, учреждений, предприятий, занимающихся торговлей пром- и продтоваров.
• Отходы строительных организаций, которые могут быть приравнены к твердым бытовым отходам.
• Могут приниматься промышленные отходы 4 класса опасности, если их количество не превышает третьей части принимаемого мусора.

Отходы, ввоз которых запрещен на полигон:

• Строительный мусор 4 класса опасности, который содержит асбест, золу, шлаки.
• Промышленный мусор 1, 2, 3 класса опасности.
• Радиоактивные отходы.
• Полигоны устраиваются согласно строгим санитарным нормам и только на тех участках, где риск заражения человека бактериями через воздушное или водное пространство сводится к минимуму. Занимаемая площадь рассчитана примерно на 20 лет.

Компостирование

Этот метод переработки знаком огородникам, которые для удобрения растений применяют перегнившие органические материалы. Компостирование отходов - метод утилизации, основанный на естественном разложении органических материалов.

Сегодня известен способ компостирования даже неотсортированного потока бытовых отходов.

Из мусора вполне реально получить компост, который впоследствии мог бы использоваться в сельском хозяйстве. В СССР было построено множество заводов, но прекратили они функционировать из-за большого количества тяжелых металлов в мусоре.

Сегодня технологии компостирования в России сводятся к сбраживанию неотсортированного мусора в биореакторах.

Полученный продукт нельзя использовать в сельском хозяйстве, поэтому он находит применение тут же, на свалках - им покрывают отходы.

Этот метод утилизации считается эффективным при условии, что завод оснащен высокотехнологичным оборудованием. Из отходов вначале удаляют металлы, аккумуляторы, а также пластик.

Преимущества мусоросжигания:

• меньше неприятных запахов;
• уменьшается количество вредных бактерий, выбросов;
• полученная масса не привлекает грызунов и птиц;
• есть возможность при сжигании получать энергию (тепловую и электрическую).

Недостатки:

• дорогостоящее строительство и эксплуатация мусоросжигательных заводов;
• строительство занимает не менее 5 лет;
• при сжигании отходов в атмосферу попадают вредные вещества;
• зола от мусоросжигания токсична и не может храниться на обычных свалках. Для этого нужны специальные хранилища.

По причине нехватки городских бюджетов, несогласованности с мусороперерабатывающими компаниями и по другим причинам в России пока не налажено производство мусоросжигающих заводов.

Пиролиз, его виды и преимущества

Пиролизом называют сжигание мусора в специальных камерах, препятствующих доступу кислорода . Есть два вида :

• Высокотемпературный - температура сжигания в печи свыше 900°С.
• Низкотемпературный - от 450 до 900°С.

При сравнении обычного сжигания как метода утилизации мусора и низкотемпературного пиролиза можно выделить следующие преимущества второго способа:

• получение пиролизных масел, которые впоследствии используют при производстве пластмасс;
• выделение пиролизного газа, который получают в достаточном количестве для обеспечения производства энергоносителей;
• выделяется минимальное количество вредных веществ;
• установки для пиролиза перерабатывают почти все виды бытовых отходов, но мусор предварительно должен быть отсортирован.

Высокотемпературный пиролиз в свою очередь имеет достоинства перед низкотемпературным:

• не требуется сортировать отходы;
• масса зольного остатка значительно меньше, и его можно использовать в промышленных и строительных целях;
• при температуре горения свыше 900°С разлагаются опасные вещества, не попадая в окружающую среду;
• полученные пиролизные масла не требуют очистки, так как они имеют достаточную степень чистоты.

Преимущества есть у каждого из методов переработки мусора, но все упирается в стоимость установок: чем эффективнее и выгоднее метод утилизации, тем дороже его установка и длиннее срок окупаемости. Несмотря на эти недостатки, государство стремится реализовать проекты по эффективной и безопасной переработке мусора, понимая: за этими технологиями будущее.

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Отправить

Что такое утилизация отходов? Утилизация отходов - первоочередная задача всего человечества.

Вместе с ростом численности населения планеты и уровнем потребления, растет и количество бытовых отходов в России. В ближайшем будущем оно может достигнуть угрожающих размеров. Встает очевидный вопрос о ликвидации, а в идеале последующей рециклинге (повторном использовании). Но здесь сказывается недостаток организаций, которые занимаются вывозом, утилизацией бытовых и промышленных отходов.

Естественно, эту проблемы утилизации бытовых отходов нельзя решить на местном уровне, преодоление их осуществимо с установки четких норм и правил, жесткого контроля их выполнения на государственном уровне. Вывоз бытовых отработок законодательство регулирует, но четко не отслеживает. Поэтому неизвестно утилизируют ли их или просто складируют на полигонах, загрязняя окружающие их земли и жилые районы.

Этапы утилизации бытовых отходов

Перед окончательной ликвидацией ненужных остатков жизнедеятельности людей следует четко знать план действий и представлять последовательность их выполнения.

1. Сбор и вывоз бытовых отработок. Нельзя просто собрать и сжечь весь мусор без сортировки. Следует предварительно рассортировать его по типам, для этого возле большинства жилых массивов расположены контейнеры с названием соответствующего им мусора. Под каждую такую емкость должна иметься соответствующая машина для погрузки и транспортировки содержимого. Раздельный сбор и вывоз мусора является эффективным способом сбора. Как происходит в действительности можно наблюдать со стороны. Нередко все контейнеры очищает одна и та же машина, и старания граждан сводится к нулю. Ведь наверняка приезжая на свалку все сгружается в одну кучу и, в лучшем случае, сортируется на месте. А должно направляться в соответствующие места по утилизации или переработке ранее раздельно собранного мусора. Поэтому так важна разработка правовых документов, в которых будут оговорены нюансы и предложены пути решения, предусматривающие раздельный вывоз и сбор бытовых отходов.
2. Хранение мусора. Существуют специальные полигоны или свалки для накопления мусора, по городским нормам предусмотрены сроки его содержания, объемы и отведенная под них площадь. Естественно, чем быстрее его будут утилизировать, тем меньшие земли будут использованы под него.
3. Транспортировка отходов с полигонов. Необходимы погрузочные механизмы и машины для доставки мусора в определенные места и на предприятия для ликвидации.
4. Утилизация. Она осуществляется в каждом регионе по-своему, исходя из имеющихся фирм и ресурсов по выполнению. В развитых странах существует множество способов утилизации бытовых и промышленных отходов. Основываясь на полученные ими результаты, и перенимая их опыт, можно найти оптимальное решение в возникшей экологической проблеме. Пока же самыми распространенными видами являются: мусоросжигание, захоронение и брикетирование. Каждый из них имеет свои отрицательные и положительные стороны. Для понимания причин этого надо рассмотреть каждый из способов отдельно.

Способы утилизации отходов

Перед их применением следует четко представлять масштабы разнообразного мусора, складируемого вначале в отдельно взятой квартире, а затем в районе, городе и в целой стране. Сразу становится ясно, что необходимо создавать и осваивать альтернативные методы по переработке этого вторсырья, начиная с налаживания сортировки и обеспечивая правильный вывоз мусора.

Сжигание

Является дешевым и распространенным вариантом утилизации. Его можно производить несколькими способами:

• Камерным
• Слоевым
• В кипящем слое

Применение такого метода заключается в термической ликвидации промышленных отходов при очень высоких температурах, которые обеспечат сжигание промышленного мусора без остатка и частично поглотят ядовитые вещества.

Проблема утилизации таким способом заключается в том, что остатки веществ пагубно влияют на воздух поблизости этого места. Современные промышленные мусоросжигатели оборудованы системами очистки, генераторами электроэнергии. Как правило, зола, оставшаяся после сжигания промышленного сырья, подвергается дальнейшему вывозу и захоронению.

Преимущества метода:

1. Небольшие финансовые затраты
2. Выделившееся тепло используют для выработки электроэнергии или для отопления
3. Значительное уменьшение объема отработок

Главным и вероятно единственным недостатком является токсичность, поэтому сжигание небезопасно для окружающей среды. Для устранения этого недостатка необходимо использовать системы очистки газов, выделившихся при сжигании мусора.

Пиролиз – термическое разложение мусора без воздуха, этот способ помогает уменьшить вред, наносимый окружающей среде.

Захоронение

Суть процедуры заключается в обычном закапывании отходов в землю. Это производится на специальных полигонах, требования к которым оговорены в соответствующих документах. Полигоны для захоронения обеспечивают защиту окружающей среды. К таким участкам применяются особенные требования, такие как соблюдение санитарных правил, а так же СНиП.

Допускается размещение полигонов:

• За пределами жилой зоны
• Лечебных учреждений
• Рекреационных зон
• Водоохранных зон
• Зон массового отдыха

Не подходят для захоронения на полигонах радиоактивные, токсичные отработки, а также пригодные для вторичной переработки. В результате разложения захоронений образуются вредные газы и пары. Из — за своего состава эти образования наносят вред почве, грунтовым и поверхностным водам, воздуху и человеческой жизнедеятельности.

Существует вероятность возгораний, взрывов и, что менее опасно, распространения запаха. Исходя из вышеперечисленного ясно, что свалочный газ также требует сбора и утилизации, что и практикуют на полигонах.

В настоящее время фиксируются случаи вывоза и захоронения мусора на несанкционированных полигонах, что преследуется по закону. Именно по этому законодательством четко регламентированы требования, предъявляемые к полигонам.

Данный метод является дешевым, но требует наличия земельных участков, которые впоследствии нельзя будет использовать для хозяйственных работ. Чтобы их восстановить потребуется намного больше средств и времени, чем при их загрязнении.

Компостирование

Процесс разложения органической части отходов потребления микроорганизмами происходит двумя способами:

• Аэробное — при наличии кислорода
• Анаэробное — в отсутствии кислорода

На выходе образуется компост – органическое удобрение, также происходит выделение углекислого газа. Место для компостирования должно быть достаточно влажным и тенистым, должен обеспечиваться дренаж почвы, т.е. отведение влаги.

Достоинства:

• Простой в осуществлении способ
• Малозатратный
• Последующее использование сырья
• Увеличивается количество полезных микроорганизмов в почве

Недостатки:

Брикетирование

Это новый способ подразумевает вначале сортировку мусора, затем его компоновку в брикеты. А затем их хранение на отведенных для этого площадках. Пока полностью его целесообразность не доказана. Он служит очередной ступенью перед переработкой и возможно дальнейшим промышленным применением или направляется на вывоз и захоронение.

Достоинства метода:

1. Уменьшение объема мусора
2. Уменьшение вероятности возгорания
3. Уменьшение вреда, наносимого окружающей среде
4. Удобный дальнейший вывоз и складирование на полигонах

Вывоз и утилизация бытовых отходов требуют должного внимания. С помощью их правильной организации можно не только значительно ускорить процесс ликвидации мусора, но и обезопасить окружающую среду, а также снизить использование природных ресурсов. В настоящее время эта проблема является актуальной.