А.Е. Аствацатуров
Инженерная экология Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ. 2006
Глава 9. Инженерные средства и методы защиты окружающей среды
9.5. Безотходная и малоотходная технологии
9.5.2. Рекуперация и утилизация твердых отходов
Рекуперация - это
процесс отсортировки и переработки отходов производства и потребления,
представляющих собой вторичные материальные ресурсы.
В процессе распределения и
обработки промышленных отходов используется стандартная их классификация,
которая преследует цель наиболее эффективного использования отходов в качестве
вторичного сырья. Например, металлолом и отходы черных и цветных металлов по
физическим признакам подразделяются на классы, а по химическому составу - на
группы, марки и сорта. Безотходная и малоотходная технологии предусматривают:
1) комплексную переработку сырья с использованием всех его
компонентов;
2) создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований
повторного ее использования;
3) переработку отходов производства и потребления продукции
без нарушения экологического равновесия;
4) использование замкнутых систем промышленного водоснабжения;
5) создание в перспективе безотходных производственных комплексов.
По ориентировочным данным,
использование промышленных отходов в США составляют свыше 1 млрд. т, в странах
Европейского экономического сообщества - более 400 млн. т, в Японии - 260 млн.
т в год, в России в начале 90-х годов объем использования вторичных ресурсов в
среднем за 5 лет возрос на 3,5 млн. т, в частности, в черной металлургии
образование лома и отходов металлов на 1 т выплавляемой стали достигает 650 кг.
Эти цифры свидетельствуют об особой важности проведения мероприятий по
рациональному использованию металлических и других отходов.
Основой комплексного
использования сырья и вместе с тем защиты окружающей природной среды от
загрязнения является рекуперация, т.е. улавливание и переработка сырья.
Разработка и внедрение новейших технологий, новых способов получения товарной
продукции из вторичных материальных ресурсов позволяет значительно уменьшить
антропогенные воздействия на природную среду. Остановимся на некоторых примерах
внедрения новых технологий и методов переработки крупнообъемных отходов.
Твердыми отходами в черной
металлургии являются шлаки: сталеплавильные, доменные, ферросплавные. Более 75%
ежегодного выхода доменных шлаков (около 50 млн. т в год) используются для
производства строительных материалов, шлакопемзы, шлаковаты, различных гранулированных
шлаков для покрытия дорог. Из доменных шлаков получают стеклокристаллические
материалы с высокими физико-механическими свойствами, эффективно используемыми
в строительстве. Строительный материал, получивший название сигран, успешно
применяемый вместо гранита и мрамора, разработан и внедрен на основе доменного
шлака.
Ежегодный выход золошлаковых
отходов от всех видов твердого топлива составляет более 100 млн. т. Зола в
отвалах тепловых электростанций, образующаяся при сжигании твердого топлива,
успешно используется в промышленности строительных материалов. Такие золы ТЭС
получили широкое применение в дорожном строительстве и как заполнители бетонов.
Они используются для изготовления золокерамзита, для теплоизоляционных засыпок,
в качестве добавок к цементу, для производства глиняного и силикатного кирпича.
Как сырье зола в нашей стране используется крайне мало, в Германии например, ее
потребление составляет 76%, во Франции - 62%.
К новейшим ресурсосберегающим технологиям относится
порошковая металлургия, которая способствует созданию материалов с высокими
качествами, причем уменьшает потери сырья и в несколько раз увеличивает
коэффициент использования металла. Внедрение этой технологии позволило получить
в подшипниковой промышленности ежегодную экономию до 70 тыс. т порошка
качественной легированной стали. Только при такой прогрессивной технологии
можно получить уникальные пористые (для многократной фильтрации газов, очистки
жидкостей), антифрикционные (для выпуска, в частности, надежных в эксплуатации
подшипников скольжения, которые не нужно смазывать), тугоплавкие и другие
материалы. Изготовленные из них детали увеличивают ресурс работы машин,
позволяют снижать вес конструкций, создавать новые образцы техники, успешно
действующей при очень большой или низкой температурах, сверхвысоких нагрузках,
в агрессивной среде и т.д. Новый способ переработки автомобильных шин также способствует
уменьшению антропогенной нагрузки на окружающую среду. Известно, что в мире
накоплено большое количество отработанных шин автомобилей. Только в США их
выбрасывается ежегодно более 200 млн. шт. Путем переработки из отработанных шин
извлекают металл, получают нефтепродукты и кокс. Нефтепродукты используются для
изготовления резиновых изделий, а кокс - для получения сажи или активного угля.
Новый способ окраски автомобилей в электростатическом поле дал возможность сократить
потери краски и уменьшить загрязнение атмосферы.
Утилизация и обезвреживание
твердых отходов. Не все промышленные отходы находят применение. Часть
из них собирают специализированные организации по сбору и утилизации
(Главвтормет, Главвторсырье) и передают на переработку, но многие мало- и
крупнотоннажные отходы, не нашедшие применения, складывают или захороняют на
специально отведенных полигонах.
Обезвреживание твердых промышленных и бытовых
отходов, включая утилизацию осадков, шламов и скопов очистных сооружений,
является одной из сложных задач.
Обработка промышленных твердых отходов должна
преимущественно проводиться в местах их образования. Это позволяет получить
существенную экономию средств за счет сокращения затрат на погрузочно-разгрузочные
операции, высвобождения транспорта, сокращения безвозвратных потерь при
перевалке и транспортировке отходов.
Первичная обработка
металлоотходов включает: сортировку - разделение лома и отходов по видам
металла; разделку - очистку от неметаллических изделий; механическую обработку
и сортировку с помощью разрезки, рубки, брикетирования на прессовом
оборудовании. Для утилизации вторичных металлов на предприятиях с большим количеством
металлоотходов (более 50 т в месяц) организуются специализированные участки или
цехи для сортировки, брикетирования и пакетирования. Брикетирование
производится механическим уплотнением на специальных прессах. Прессование таких
отходов, как спиралеобразная стружка, полученная после холодной обработки
металла, проводится после ее отжига. Эффективность этого способа в том, что нет
необходимости в подготовительных операциях, таких, как размельчение,
обезжиривание, отбор неметаллических материалов.
В деревообрабатывающем
производстве отходы используют для изготовления товаров культурно-бытового
назначения, которые производятся в основном методом прессования. Современный
уровень технологии пока не позволяет утилизировать все отходы промышленных производств.
Возникает необходимость обезвреживания их, складирования на специальных
полигонах или захоронения в грунтах.
Самые простые и распространенные
сооружения для обезвреживания отходов - специальные полигоны, где происходит
сваливание и анаэробное саморазложение отходов в течение многих лет. На этих полигонах
в процессе разложения появляются токсичные газы и фильтраты. Образование таких
газов, как метан, сероводород, свободный водород ведет к загрязнениям вод и
воздуха, создает взрывоопасные смеси. Поэтому подготовке подобных полигонов
должна предшествовать специальная гидроизоляция (естественная или
искусственная). Вместе с тем, среди неутилизируемых отходов имеются
исключительно токсичные, которые не могут быть обезврежены существующими
методами. Обработку таких отходов осуществляют на полигонах, соответствующих
требованиям действующих в стране санитарных норм и правил (СНиП) и
предназначенных для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения
токсичных отходов промышленности, НИИ и других учреждений. В перечень
материалов, подлежащих приему на спецполигоны, включены: ртутьсодержащие и мышьяксодержащие
твердые отходы и шламы; отходы, содержащие свинец, цинк, олово, никель, кадмий,
висмут, кобальт, сурьму и их соединения; цианосодержащие сточные воды;
органические горючие, в том числе твердые смолы, отходы пластмасс, оргстекла, остатки
лакокрасочных материалов, загрязненные опилки, деревянная тара; жидкие
нефтепродукты, не подлежащие регенерации; масла; загрязненные бензин, керосин,
нефть, мазут; растворители, эмали, краски, лаки, смолы. Жидкие токсичные отходы
отправляются на полигон только после обезвоживания на предприятиях, отходы
гальваники предварительно нейтрализуют и упаривают в котлованах, после чего
засыпают двухметровым слоем кембрийской глины. Полигон представляет собой крупное
предприятие, включающее мониторинговую и физико-химическую лаборатории для
анализа состава поступающих отходов и постоянного отбора проб воды.
В число наиболее первостепенных проблем, связанных
с захоронениями отходов, входят: 1) вымывание веществ и загрязнение грунтовых
вод; 2) образование метана; 3) просадка грунта.
|