Эффективность использования вторичного сырья

по отношению к производству из первичного сырья, %

 

Твердые промышленные отходы (ТПО). Большая доля в общем объеме твердых отходов принадлежит металличес­ким отходам. Вторичные ресурсы металлов складываются из лома (43%) и отходов (57%). Ломом называются изно­шенные и вышедшие из употребления детали и изделия из металлов. Отходы - металлы, получаемые при механической обработке литья и других заготовок, а также брак, не подда­ющийся исправлению в процессе производства.

Основные операции первичной переработки металлоотходов: сортировка, разделка и механическая обработка. Сортировка заключается в разделении лома и отходов по видам металлов. Разделка лома состоит в удалении неме­таллических включений. Механическая обработка вклю­чает рубку, резку, пакетирование и брикетирование на прессах. Брикетированию подвергается сухая неокисленная стружка одного вида, не содержащая посторонних примесей. Каждая партия металлоотходов должна сопро­вождаться удостоверением о взрывобезопасности и без­вредности.

Отходы древесины широко используются для изготовле­ния древесно-стружечных плит.

В Российской Федерации за счет использования вторич­ного сырья производится 30% стали, 25% бумаги, 20% цвет­ных металлов. Однако существуют пределы в утилизации отходов. По мере увеличения доли вторичного сырья в ма­териальных циклах идет накопление примесного вещества. Например, в стали, выплавленной из металлолома, накап­ливается медь, цинк, кобальт. При увеличении степени ути­лизации отходов требуются большие затраты энергии на очистку и сепарацию данного вида отхода. Из этой законо­мерности следует вывод о принципиальной недостижимос­ти 100% утилизации отходов и создании абсолютно безот­ходного производства.

На большинстве предприятий пластмассы и древесные отходы входят в состав промышленного мусора, при этом разделение мусора на отдельные его компоненты оказыва­ется экономически нецелесообразным. В настоящее время создаются новые технологии обработки, утилизации и лик­видации промышленного мусора. Качественный и количе­ственный состав промышленного мусора любого предприя­тия примерно стабилен, поэтому технология переработки мусора разрабатывается применительно к конкретному предприятию.

Примерный перечень компонентов неутилизируемых ТПО приведен ниже:

 

Руководитель объекта экономики обязан организовать сбор, временное хранение отходов на территории предпри­ятия, рассчитать норматив образования отходов, согласо­вать лимит на размещение отходов и составить паспорт опасных отходов.

Обработку твердых отходов целесообразно проводить в ме­стах их образования, что сокращает затраты на погрузочно-разгрузочные работы, снижает безвозвратные потери при перевалке и транспортировке. Нетоксичные отходы исполь­зуются для засыпки оврагов, в качестве изолирующего мате­риала на свалках бытовых отходов, при строительстве дорог и дамб. Часть токсичных отходов III и IV класса опасности, слаборастворимых в воде, допускается для совместного скла­дирования и сжигания с твердыми бытовыми отходами при условии соблюдения санитарно-гигиенических требований.

Токсичные ПО в соответствии должны подвергаться об­работке на специальном региональном полигоне, где осуще­ствляют прием, учет и сбор токсичных ПО их обезврежива­ние и захоронение.

Статистика промышленных стран Европы показала, что подавляющее количество токсичных ПО (до 80%) - орга­нического происхождения. По физическому состоянию ТПО делятся на:

• твердые органического происхождения – 50-60%;

• пасты и шламы органического происхождения – 10-45%;

• жидкие органические отходы – 10-15%;

• шламы, содержащие органические и минеральные за­грязнения, - 6-8%;

• отходы неорганические – 8-10%.

Наиболее распространенными методами обезвреживания отходов в настоящее время являются:

1) для отходов органического происхождения – сжигание при высоких температурах – 900-1100 °С (при наличии галогеносодержащих соединений до 1200-1400°С). При этом
методе большая часть всех токсичных отходов обезвреживается, а объем несгоревших остатков может быть доведен до 10% их первоначального объема;

2) для неорганических веществ - физико-химическая обработка, которая приводит к образованию безвредных, нерастворимых в воде соединений.

Твердые бытовые отходы (ТБО). Морфологический со­став городских ТБО приведен ниже

 

Влажность ТБО составляет 42-48%, плотность - 0,2 т/м³. В мировой практике известно более 20 методов переработ­ки ТБО, включая их переработку, однако наибольшее прак­тическое распространение получили следующие методы:

• складирование на свалке или полигоне;

• сжигание;

• компостирование;

• комплекс компостирования и сжигания.

Полигон ТБО - наиболее простое и дешевое сооружение, его устраивают там, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Основная масса ТБО вывозится на та­кие свалки, которые являются источниками загрязнения почвы, грунтовых вод и атмосферы, там плодится множест­во мух, крыс, птиц, бродячих животных.

Самая серьезная проблема свалок - это загрязнение грунтовых вод. Вода с растворенным в ней загрязнителями называется фильтратом, в котором наряду с остатками раз­лагающейся органики, красителей и другими химикатами присутствует железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавеющих консервных банок, разряженных батареек и других электроприборов.

Вторая проблема (особенно на полигонах) - образова­ние метана. У захороненного мусора нет доступа к кислоро­ду. Поэтому его разложение идет с образованием биогаза, на ²/з состоящего из легковоспламеняющегося метана. Об­разуясь в толще захоронения отходов, он может распростра­няться в земле горизонтально, проникать в подвалы зданий, тоннели коммуникаций, накапливаться там и взрываться. Ме­тан губит и растительность в местах захоронения отходов.

На рис. 3.32 представлена схема современного полигона для захоронения отходов с системой защиты окружающей среды. Могильник расположен на возвышенности, значительно выше уровня грунтовых вод. Дно его изолировано уплот­ненным слоем глины, на котором находится слой щебня для отвода фильтрата и метана. Один слой мусора укладывает­ся на другой, уплотняется, засыпается грунтом так, что по­лучается пирамидообразная насыпь, с которой стекает вода. Могильник окружен скважинами, с помощью которых ве­дется мониторинг загрязнения грунтовых вод. По перимет­ру всей территории полигона ТБО устраивается легкое ог­раждение, осушительная траншея глубиной более 2 м или вал высотой не более 2 м.

К 2010 г. страны ЕС предполагали на 100% запретить за­хоронение ТБО на полигонах (пока эту идею реализовать не удалось). Такие отходы будут либо сжигать, либо перера­батывать. В Москве до 80% ТБО отправляется на свалки, которые уже через три - пять лет исчерпают свой ресурс (площадь свалок составляет около 800 га).

Мусоросжигательные заводы (МСЗ) получили значи­тельное распространение в странах с высокой плотностью населения и дефицитом свободных площадей. В Москве в настоящее время работают четыре таких завода, а созда­ние еще шести заводов запланировано к 2012 г.

Главный недостаток МСЗ - трудность очистки от при­месей, отходящих в атмосферу газов, особенно от диокси­нов. Для снижения экологической опасности приходится предусматривать многоступенчатую газоочистку, что суще­ственно увеличивает капитальные затраты.

 

 

Рис. 332. Система защиты грунтовых вод на свалке

 

Высокая степень очистки дымовых газов полностью до­стигается за счет установки реактора, в котором активиро­ванный уголь улавливает диоксины, фураны и соединения тяжелых металлов; известковое молоко нейтрализует SO₂, HF, HCl; концентрация N0_x существенно снижается за счет системы впрыска карбамида; рукавный фильтр улавливает летучую золу.

Образующиеся при сжигании ТБО шлак, зола и нерас­творимые соли кальция из реактора перерабатываются в строительные материалы. Утилизация вырабатываемой теплоты (30 т пара в час) позволяет полностью обеспечить потребности завода в тепловой и электрической энергии.

Мусороперерабатывающие заводы, работающие по тех­нологии компостирования, эксплуатируются во многих евро­пейских странах. При этой технологии ТБО сортируются, обезвреживаются и превращаются в компост - органическое удобрение, используемое, например, для городского озеленения или в качестве биотоплива для теплиц.

Комплексные заводы включают в себя технологические линии по компостированию влагосодержащих органичес­ких фракций, сжиганию сухих фракций и вторичному ис­пользованию других фракций ТБО. Такая технология мо­жет быть осуществлена только при активном участии всего населения, когда первичная сортировка отходов ведется на­селением раздельно в специальные контейнеры для пище­вых отходов, стекла, полимеров, макулатуры и т.п.

Сравнительные экономические показатели различных технологий обезвреживания и утилизации ТБО представ­лены в табл. 3.8.

Одним из перспективных способов переработки ТБО счи­тается технология гидросепарирования отходов, нашедшая применение в Австралии и Израиле. При этом разделение ТБО на отдельные компоненты осуществляется в водной среде, что оправдано экономически (в три раза дешевле, чем сжигание) и экологически (в десять раз меньше загрязнений). В нашей стране в связи с недостаточным количеством полигонов для складирования и захоронения промышлен­ных и бытовых отходов широко распространена практика размещения их в местах неорганизованного складирования, что представляет особую опасность для окружающей среды. Так, например, сейчас на территории России всего шесть крупных предприятий, перерабатывающих на промышлен­ной основе «вторичную» ртуть и ртутьсодержащие прибо­ры (лампы, термометры, тонометры), и около 40 небольших производств, принимающих на переработку только люми­несцентные лампы.

Таблица 3.8